基于MATLAB的有限元法波导TE模式分析系统

资 源 简 介

本项目使用MATLAB实现基于有限元法的波导TE模式数值分析，通过变分法建立广义特征值问题，采用三角网格剖分计算区域，精确求解TM模式的截止频率和场分布特征。

详 情 说 明

基于有限元法的波导TE模式分析系统

项目介绍

本项目是一个基于有限元方法的矩形介质波导TE模式数值模拟分析系统。系统通过变分法将波导场方程转化为广义特征值问题，采用三角剖分技术对计算区域进行离散化处理，能够高效提取TE模式的特征值与场分布。该系统为光波导设计和分析提供可靠的数值仿真工具。

功能特性

• 有限元离散化：采用三角形单元对波导横截面进行网格剖分
• 广义特征值求解：实现稀疏矩阵的高效特征值求解算法
• 结构网格生成：自动生成适配波导几何结构的计算网格
• 多参数支持：支持波导宽度、折射率分布、波长等多种物理参数设置
• 可视化输出：提供模式场分布云图和截止频率分析图表

使用方法

1. 参数设置：在配置文件中指定以下输入参数：

- 波导宽度（单位：微米） - 折射率分布（核心层、包层折射率值） - 仿真波长（单位：微米） - 边界条件类型（PEC/PMC）

1. 运行仿真：执行主程序开始计算分析

1. 结果获取：系统输出包括：

- TE模式的归一化传播常数（有效折射率） - 电磁场分布云图可视化结果 - 模式截止频率分析图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐内存：8GB及以上
• 需要安装MATLAB图形处理工具箱

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括波导几何模型的构建、计算区域的网格划分、有限元矩阵的组装、广义特征值问题的求解、模式场分布的计算与可视化。该文件整合了从参数输入到结果输出的完整仿真流程，通过调用各功能模块完成TE模式的全面分析。