传输矩阵的Matlab简易编程oWord文件下载.docx

传输矩阵的Matlab简易编程oWord文件下载.docx

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c1=b*n1;

%波阻抗

c2=b*n2;

c0=b*n0;

c00=b*n0;

A1=cos（p1）;

B1=-i*sin（p1）/c1;

C1=-i*c1*sin（p1）;

D1=cos（p1）;

M1=[A1B1;

C1D1];

%介质1的传输矩阵

A2=cos（p2）;

B2=-i*sin（p2）/c2;

C2=-i*c2*sin（p2）;

D2=cos（p2）;

M2=[A2B2;

C2D2];

%介质2的传输矩阵

M=M1*M2;

%两个介质层的总传输矩阵

A=M（1,1）;

B=M（1,2）;

C=M（2,1）;

D=M（2,2）;

r=（A*c0+B*c0*c00-C-D*c00）/（A*c0+B*c0*c00+C+D*c00）%反射系数

t=（2*c0）/（A*c0+B*c0*c00+C+D*c00）%透射系数

R=r*conj（r）

T=t*conj（t）

以上可作为TE波和TM波的一特列，即垂直入射

a0=input（'

请输入入射角a0:

'

）;

%初始入射角

n1=input（'

请输入介质1的折射率n1:

n2=input（'

请输入介质2的折射率n2:

d1=input（'

请输入介质1的厚度d1:

d2=input（'

请输入介质2的厚度d2:

d=input（'

请输入入射光波长d:

a1=asin（n0*sin（a0）/n1）;

%光在介质1中的传播角度

a2=asin（n1*sin（a1）/n2）;

%光在介质2中的传播角度

a3=asin（n2*sin（a2）/n0）;

%射出介质时的出射角

p1=2*pi*n1*d1*cos（a1）/d;

%相位厚度

p2=2*pi*n2*d2*cos（a2）/d;

c1=b*n1*cos（a1）;

c2=b*n2*cos（a2）;

c0=b*n0*cos（a0）;

c00=b*n0*cos（a3）;

以上为TE波的例子。

若为TM波则，只有波阻抗表达不同，即：

c1=b*n1/cos（a1）;

c2=b*n2/cos（a2）;

c0=b*n0/cos（a0）;

c00=b*n0/cos（a3）;

若入射光中TE波，TM波都存在且TE占e%比例，TM占m%比例，则计算方法如下：

e=input（'

请输入e:

m=input（'

请输入m:

c1m=b*n1/cos（a1）;

c2m=b*n2/cos（a2）;

c0m=b*n0/cos（a0）;

c00m=b*n0/cos（a3）;

A1m=cos（p1）;

B1m=-i*sin（p1）/c1m;

C1m=-i*c1m*sin（p1）;

D1m=cos（p1）;

M1m=[A1mB1m;

C1mD1m];

%介质1中TM的传输矩阵

A2m=cos（p2）;

B2m=-i*sin（p2）/c2m;

C2m=-i*c2m*sin（p2）;

D2m=cos（p2）;

M2m=[A2mB2m;

C2mD2m];

%介质2中TM的传输矩阵

Mm=M1m*M2m;

%两个介质层的TM的总传输矩阵

Am=Mm（1,1）;

Bm=Mm（1,2）;

Cm=Mm（2,1）;

Dm=Mm（2,2）;

rm=（Am*c0m+Bm*c0m*c00m-Cm-Dm*c00m）/（Am*c0m+Bm*c0m*c00m+Cm+Dm*c00m）%TM的反射系数和透射系数

tm=（2*c0m）/（Am*c0m+Bm*c0m*c00m+Cm+Dm*c00m）

Rm=rm*conj（rm）

Tm=tm*conj（tm）%计算TM波的反射率和透射率

c1e=b*n1*cos（a1）;

c2e=b*n2*cos（a2）;

c0e=b*n0*cos（a0）;

c00e=b*n0*cos（a3）;

A1e=cos（p1）;

B1e=-i*sin（p1）/c1e;

C1e=-i*c1e*sin（p1）;

D1e=cos（p1）;

M1e=[A1eB1e;

C1eD1e];

%介质1中TE的传输矩阵

A2e=cos（p2）;

B2e=-i*sin（p2）/c2e;

C2e=-i*c2e*sin（p2）;

D2e=cos（p2）;

M2e=[A2eB2e;

C2eD2e];

%介质2中TE的传输矩阵

Me=M1e*M2e;

%两个介质层的TE的总传输矩阵

Ae=Me（1,1）;

Be=Me（1,2）;

Ce=Me（2,1）;

De=Me（2,2）;

re=（Ae*c0e+Be*c0e*c00e-Ce-De*c00e）/（Ae*c0e+Be*c0e*c00e+Ce+De*c00e）%TE的反射系数和透射系数

te=（2*c0e）/（Ae*c0e+Be*c0e*c00e+Ce+De*c00e）

Re=re*conj（re）

Te=te*conj（te）%计算TM波的反射率和透射率

R=（e*Re+m*Rm）/（e+m）

T=（e*Te+m*Tm）/（e+m）

用传输矩阵计算周期性光子晶体的反射和透射的简易编程:

s=0;

forN=1:

1:

200

M=（M1*M2）^N;

%介质层的总传输矩阵

r=（A*c0+B*c0*c00-C-D*c00）/（A*c0+B*c0*c00+C+D*c00）;

%反射系数

t=2*c0/（A*c0+B*c0*c00+C+D*c00）;

%透射系数

R=r*conj（r）;

T=t*conj（t）;

s=s+1;

kr（1,s）=R;

kt（1,s）=T;

end

N=1:

200;

subplot（2,1,1）;

plot（N,kr,'

r'

）

xlabel（'

周期数'

ylabel（'

反射率'

subplot（2,1,2）;

plot（N,kt,'

g'

透射率'