基于MATLAB GUI的多层膜系光学反射率分析与带宽计算系统

资 源 简 介

本MATLAB项目提供图形化界面，用于多层膜系光学分析。用户可输入膜层参数，自动绘制反射率随波长和入射角度变化曲线，并计算带宽。简化光学设计流程，适用于科研与工程应用。

详 情 说 明

多层膜系光学反射率分析及带宽计算 GUI 系统

项目介绍

本项目基于 MATLAB GUI 开发，是一款专门用于分析多层膜系光学特性的可视化工具。系统利用矩阵传输法计算多层膜结构的反射率，用户可通过图形界面便捷地输入膜层参数、波长范围、入射角度及偏振态等信息。系统能够自动计算并绘制反射率随波长和入射角度变化的曲线与等高线图，同时提供关键性能指标（如最大/最小反射率、半高全宽带宽）的计算与数据导出功能，适用于光学薄膜的设计、分析与优化工作。

功能特性

• 核心计算引擎：采用精确的矩阵传输法进行多层膜反射率的理论计算。
• 交互式图形界面：提供直观的 GUI 界面，方便用户输入参数和查看结果。
• 多维可视化：

* 绘制固定入射角度下的反射率-波长曲线。 * 绘制固定波长下的反射率-入射角度曲线。 * 绘制反射率关于波长和入射角度的二维等高线图。

• 参数化分析：支持对不同材料（折射率 n、消光系数 k）、各层厚度 (d)、层数、波长范围、角度范围以及偏振态（TE/TM）的灵活配置。
• 结果分析输出：

* 图形化显示反射率分布。 * 计算并显示最大/最小反射率值及其对应的波长或角度。 * 计算反射谱的带宽（半高全宽，FWHM）。 * 支持将计算结果数据导出为 .txt 或 .csv 格式文件。

使用方法

1. 启动系统：在 MATLAB 环境中运行主程序文件。
2. 设置膜层结构：在界面相应区域输入每一层膜的材料折射率 (n)、消光系数 (k) 和厚度 (d，单位：nm)。可动态添加或删除膜层。
3. 配置计算参数：

* 波长范围：设定起始波长、终止波长及计算步长（单位：nm）。 * 入射角度：设定角度范围及步长（单位：度）。 * 偏振选择：选择 TE 波（s 偏振）或 TM 波（p 偏振）。

1. 执行计算：点击“计算”或类似功能按钮，系统将根据输入参数进行计算。
2. 查看结果：计算完成后，系统将在图形窗口显示选择的反射率曲线或等高线图，并在数值结果区域显示极值反射率和带宽信息。
3. 导出数据：如需保存数据，可使用提供的导出功能将数值结果保存为文本文件。

系统要求

• 软件平台：需要安装 MATLAB（推荐使用 R2016a 或更高版本）。
• 硬件配置：无特殊要求，但处理复杂膜系或大规模参数扫描时，较高性能的计算机将获得更快的计算速度。

文件说明

主程序文件集成了整个图形用户界面的构建与核心逻辑控制。它负责创建所有交互组件（如输入框、按钮、坐标轴等），并实现了参数输入验证、调用底层矩阵传输法计算反射率、根据用户选择生成不同类型的可视化图形（波长曲线、角度曲线、等高线图）、执行极值反射率与带宽分析，以及管理数据导出功能。用户与该系统的所有交互均通过此文件提供的界面完成。