一维光子晶体的传输矩阵编程
2009.5.12
xilioo
wjun.xjtu@gmail.com
主要内容:
o 传输矩阵简述
o 传输矩阵编程准备
o 传输矩阵编程流程图
o 编程建议
一维光子晶体的传输矩阵的简述
o 方法简单,计算量小,尤其适用于有限周期的一维光子晶体
o 利用传输矩阵可以用来研究:
1. 结构的透射系数和反射系数
2. 态密度
3. 场分布
4. 色散曲线
o 传输矩阵基础理论的相关文献:
王辉,李永平,用特征矩阵法计算光子晶体的带隙结构,物理学
报,2001,50(1):2172
一维光子晶体的传输矩阵的编程准备
o 一维光子晶体的结构参数:
1. 每一层的厚度,(或者是周期长度及层厚度比例)
2. 介电常数(或折射率),对于非色散模型,采用常数;对于
色散介质,采用合适的色散模型或色散曲线。
3. 确定扫描波长范围或扫描频率范围
o 一维光子晶体的场分布传输矩阵
1. 结构模型
2. 每一层的特征矩阵
3. 总的传输矩阵
一维光子晶体的传输矩阵的编程流程图
对某一频率依照
色散模型或色散
曲线得出介电常
数或折射率
依照结构参数得
出单层或单周期
的特征矩阵
循环相乘得出总
结构的传输矩阵
得出某一位置的
正负两个方向场
强系数,得出透
射反射系数
对扫描频率或波长循环上述步骤
画图(结果随波长的变化曲线)
传输矩阵的编程建议
o 可以采用matlab编程,原因有二:
1. matlab计算矩阵很方便,且循环语句很简单
2.matlab画图很简单
o 很多同学问如何去研究场分布,这个其实很简单的,首先求得入射参
1
r
数 , 而后利用传输矩阵,求得每一层的电场强度系数,再把它共轭相
乘,就得出光场分布了。
o 传输矩阵不仅能求透射系数和反射系数以及场分布,还能求得态密度,以
及色散曲线,而后两者能就较容易地进行物理深度上理论分析,提升你的
研究高度。