基于FDTD方法的MATLAB光子晶体透射系数仿真系统

资 源 简 介

本项目采用有限时域差分法（FDTD）在MATLAB中实现光子晶体的电磁波传播模拟，通过周期性介电结构建模计算透射系数，支持分析晶格参数与介质特性对光子禁带的影响，为光学器件设计提供数值分析工具。

详 情 说 明

基于FDTD方法的光子晶体透射系数仿真分析系统

项目介绍

本项目是一个专业的计算电磁学仿真工具，用于分析光子晶体的电磁波传播特性。系统采用有限时域差分（FDTD）方法，通过构建周期性介电结构模型，精确计算特定频段内电磁波的透射系数。能够系统研究不同晶格结构、介质参数对光子禁带的影响，为光子晶体器件的设计与优化提供可靠的数值仿真支持。

功能特性

• FDTD核心算法：基于Yee网格离散化技术的时域场量迭代更新算法
• 边界条件处理：完美匹配层（PML）边界条件，有效抑制边界反射
• 多种结构支持：支持方形、三角形等各种晶格类型的光子晶体仿真
• 全面的参数配置：可灵活设置晶格常数、介质柱形状尺寸、材料参数等
• 丰富的结果输出：提供透射系数频谱、时域场分布动画、禁带特征分析等多样化输出
• 收敛性监控：内置数值误差分析功能，确保仿真结果的可靠性

使用方法

1. 参数配置：在相应配置文件中设置光子晶体结构参数、材料参数、激励源参数和仿真参数
2. 运行仿真：执行主程序启动FDTD计算过程
3. 结果分析：查看生成的透射系数频谱图、时域场分布动画等结果文件
4. 数据处理：利用输出的数据文件进行进一步的禁带特征分析和能带结构研究

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 编程环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：至少8GB RAM（复杂模型需要更多内存）
• 存储空间：至少2GB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能实现，主要包括仿真参数的初始化和验证、光子晶体几何模型的构建、Yee网格体系的建立、时域场量的迭代计算过程、边界条件的处理、激励源的加载、透射系数的提取计算、仿真结果的可视化输出以及数值收敛性的监控分析。该文件作为整个仿真流程的调度中心，确保了各功能模块的协调运行和数据传递。