MATLAB FDTD一维光子晶体波传输模拟与透射谱分析工具箱

资 源 简 介

基于MATLAB实现的时域有限差分（FDTD）算法，可构建一维光子晶体多层介质模型，模拟电磁波传播并计算电场/磁场时空分布。该系统支持透射谱分析与光子带隙特性研究，适用于光子晶体设计与光学特性仿真。

详 情 说 明

一维光子晶体FDTD模拟与透射谱分析系统

项目介绍

本项目基于时域有限差分法(FDTD)，实现了对一维光子晶体中光波传输特性的完整数值模拟与分析。系统能够模拟电磁波在周期性多层介质结构中的传播过程，计算电场和磁场的时空分布，并分析光子晶体的透射谱和带隙特性。通过可视化界面直观展示模拟结果，为光子晶体的设计和分析提供有效的数值工具。

功能特性

• 结构建模：支持自定义多层介质结构参数（层数、厚度、介电常数）
• FDTD求解：完整实现麦克斯韦方程组的时域有限差分求解
• 边界处理：采用完美匹配层(PML)技术有效吸收边界反射波
• 动态模拟：实时展示电磁波在光子晶体中的传播过程
• 谱分析：计算透射谱曲线，自动识别光子带隙位置和宽度
• 数据输出：生成详细的数值分析报告和原始数据文件

使用方法

1. 参数设置：在配置文件中指定结构参数、光源参数和计算参数
2. 运行模拟：执行主程序启动FDTD计算过程
3. 结果查看：系统自动生成动态场分布图、透射谱曲线等可视化结果
4. 数据分析：查看输出的带隙分析报告和能量分布计算结果

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：8GB以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件完成了系统的核心控制流程，包括初始化模拟参数、执行FDTD时域迭代计算、处理边界条件、实时可视化场分布、计算透射谱特性以及生成最终分析报告等功能。该文件整合了所有计算模块，实现了从参数输入到结果输出的完整模拟管线。