基于MATLAB的一维光子晶体带隙仿真分析工具

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现一维光子晶体的解析传输矩阵法仿真，通过求解麦克斯韦方程组计算周期性介电结构的能带特性和禁带分布。支持自定义材料折射率等参数，为光子晶体设计提供高效分析工具。

详 情 说 明

一维光子晶体带隙的MATLAB解析法仿真分析系统

项目介绍

本项目开发了一个基于解析传输矩阵法的一维光子晶体带隙计算程序。系统能够精确模拟由不同介电材料交替组成的一维周期性结构，通过求解麦克斯韦方程组计算光子晶体的能带结构和禁带特性。该工具为光子晶体器件的设计和优化提供了强大的理论计算与可视化分析平台。

功能特性

• 带隙计算: 采用传输矩阵理论解析算法，精确计算一维光子晶体的能带结构
• 参数分析: 分析不同材料参数（折射率、厚度）和结构参数（周期层数）对光子带隙的影响
• 可视化展示: 提供能带结构图、透射谱曲线等多种可视化输出
• 数据导出: 支持带隙特征参数的Excel/CSV格式导出
• 参数优化: 实现材料/结构参数变化对带隙的敏感性分析功能

使用方法

1. 参数设置: 输入各层介质的折射率值（如n1=1.5, n2=3.5）和各介质层的物理厚度（单位：μm）
2. 结构配置: 设置光子晶体周期层数（如10-100层）和分析的频率范围（如0.1-10 THz）
3. 计算执行: 配置网格划分密度和迭代容差等计算精度参数后运行计算
4. 结果分析: 查看能带结构图、带隙分析报告和透射谱曲线
5. 数据导出: 将带隙特征参数导出为Excel或CSV格式文件

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 支持的操作系统：Windows 7/10/11，Linux，macOS
• 内存：至少4GB RAM（推荐8GB以上）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括用户交互界面的构建、传输矩阵算法的执行、光子晶体能带结构的数值计算、多种结果的可视化展示以及分析数据的导出能力。该文件整合了参数输入处理、计算流程控制、图形用户界面管理和数据输出等多个模块，构成了完整的仿真分析系统工作流程。