基于MATLAB的FDTD光子晶体缺陷传输特性仿真分析项目发布

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了时域有限差分(FDTD)方法，建立了缺陷光子晶体的电磁场仿真模型。通过模拟电磁波传播、分析缺陷态光场分布、计算透射反射谱以及可视化场动态过程，验证光子晶体的传输特性。

详 情 说 明

光子晶体缺陷结构FDTD仿真项目

项目介绍

本项目基于时域有限差分(FDTD)方法，实现了对缺陷光子晶体传输特性的电磁场仿真分析。通过数值模拟光子晶体缺陷结构中的电磁波传播过程，能够完整分析缺陷态的光场分布特性，计算透射谱和反射谱，并研究不同缺陷参数对传输特性的影响。

功能特性

• 电磁场仿真建模：采用FDTD算法建立缺陷光子晶体的电磁场仿真模型
• 传播过程模拟：实时模拟电磁波在缺陷光子晶体中的传播过程
• 传输特性分析：计算透射谱、反射谱和吸收谱等关键传输特性参数
• 缺陷态分析：分析缺陷态的局域场增强因子和品质因数Q值
• 可视化展示：提供电磁场时域演化、稳态场分布等多种可视化功能
• 参数影响研究：支持研究不同缺陷参数对传输特性的影响规律

使用方法

1. 参数配置：设置光子晶体结构参数（晶格常数、介质柱半径、介电常数分布）、缺陷参数（位置、尺寸、形状、材料特性）和仿真参数（网格尺寸、时间步长、模拟时长）

1. 激励源设置：配置高斯脉冲源的中心频率、带宽和位置参数

1. 边界条件设置：设定PML层厚度和吸收系数等边界条件参数

1. 运行仿真：启动主程序进行FDTD数值计算

1. 结果分析：查看生成的电磁场分布图、传输特性曲线和分析报告

1. 数据保存：结果数据以.mat格式保存供后续分析使用

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：建议8GB以上内存
• 存储空间：至少1GB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件整合了项目的核心仿真流程，实现了光子晶体缺陷结构的完整建模与参数设置，负责执行FDTD算法的时域迭代计算过程，包含激励源的注入与边界条件的处理，完成电磁场数据的实时采集与频谱分析运算，生成透射反射谱曲线及缺陷态特征参数，并提供多种可视化输出选项和结果数据的标准化保存功能。