传输矩阵的Matlab简易编程o - 百度文库_1

传输矩阵的简易编程•百度文Matlab库为空气折射率初始入射角为即正入射nO=l;%nOaO=O;%0,nl=

1.444;n2=

1.7514;dl=

3.4886;d2=

4.6373;d=

1.55;pl=2*pi*nl*dl/d;真空磁导率p2=2*pi*n2*d2/d;真空介电常数u0=4*pi*le-7;%e0=le-9/36*pi];%波阻抗b=sqrt[eO/uO;cl=b*nl;%c2=b*n2;cO=b*nO;cOO=b*nO;介质的传输矩阵Al=cospl;Bl=-i*sinpl/cl;Cl=-i*cl*sinpl];Dl=cospl;M1=[A1B1;C1DI];%1介质的传输矩阵A2=cosp2;B2=-i*sinp2]/c2;C2=-i*c2*sinp2;D2=cosp2;两个介质层的总传输矩阵M2=[A2B2;C2D2];%2M=M1*M2;%反射系数r=A*cO+B*cO*cOO-C-D*cOO]/A*cO+B*cO*cOO+C+D*cOO%反射率随波长的变化na=

2.10;nb=l.46;nl=l;n2=l;for d=400:1600;c3=0;cl=asinnl*sinc3/na;c2=asinna*sincl/nb;c4=asinnb*sinc2/n2;dl=1064;a=dl/4*na;b=dl/4*nb;Ba=2*pi*na*a*coscl/d;Bb=2*pi*nb*b*cosc2/d;f=4*pi*le-7;e=le-9/36*pi;m=sqrt e/f;za=m*coscl*na;zb=m*cosc2*nb;zl=f*cosc3*nl;z2=f*cosc4*n2;pl=cosBb;p2=-i*sin Bb/zb;p3=-i*zb*sinBb;p4=cosBb;P=[pl p2;p3p4];ql=cosBa;q2=-i*sinBa/za;q3=-i*za*sinBa;q4=cos Ba;Q=[ql q2;q3q4];0Q*P;O1=027;二八011=011,1;012=01l,2;013=012,l;014=012,2;zl=sqrte/f*nl*cosc3;z2=sqrte/f*n2*cosc4;t=2*zl/z1*011+z2*012+013+z2*014;r=zl*011+z2*012-013-z2*014/zl*011+z2*012+013+z2*014;tl=abst;rl=abs r;s=d-399;k1,s=rlendd=400:1600;plot d,k透射系数t=2*c0/A*c0+B*c0*c00+C+D*c00%R=r*conjrT=t*conj t以上可作为波和波的一特列，即垂直入射为空气折射率TE TMnO=l;%nO二请输入入射角；初始入射角请输入介1a质O的i折np射ut率；aO请:输入%介质的折射n率l=inpu；tfr请输1入介质n的l:厚度n2=inp；ut,请输2入介质n的2:厚J度dl=input1请输1入入射光dl波:]长d2=；inputf2d2:;d=inputf d:光在介质中的传播角度光在介质中的传播角度al=asinnO*sinaO/nl;%1射出介质时的出射角a2=asinnl*sinal/n2];%2相位厚度a3=asinn2*sina2]/n0;%pl=2*pi*nl*dl*co真s空al]磁/d导;%率p2=2*pi*n2*d2*cosa2/d;u0=4*pi*le-7;%真空介电常数e0=le-9/36*pi];%波阻抗b=sqrteO/uO;cl=b*nl*cosal;%c2=b*n2*cosa2];cO=b*nO*cosaO;c00=b*n0*cosa3;介质的传输矩阵Al=cospl];Bl=-i*sinpl]/cl;Cl=-i*cl*sinpl];Dl=cospl;M1=[A1B1;C1DI];%1介质的传输矩阵A2=cosp2;B2=-i*sinp2]/c2;C2=-i*c2*sinp2];D2=cosp2];M2=[A2B2;C2D2];%2两个介质层的总传输矩阵M=M1*M2;%l,/反射系数A=Ml l;B=Ml,2;C=M2l;D=M22;透射系数r=A*cO+B*cO*cOO-C-D*cOO/A*cO+B*cO*cOO+C+D*cOO%t=2*c0/A*c0+B*c0*c00+C+D*c00%R=r*conjrT=t*conj t以上为波的例子若为波则，只有波阻抗表达不同，即TETM为空气折射率nO=l;%nO请输入入射角；初始入射角aO=input请,输入介质的aO折:射率%；nl=input,请输入介质1的折射率nl:]；f rn2=input请输入介质2的厚度n；2:]请输入介质的厚度；f fd请l=输in入pu入tf射光波长1；dl:]d2=input2d2:]d=inputfd:光在介质中的传播角度光在介a质l=asin中nO的*si传na播O/角nl度;%1a2=a射sin出nl介*sin质al时]/n的2;%出射角2相a位3=厚as度inn2*sina2/n0;%pl=2*pi*nl*dl*co真s[空al]磁/d导;%率p2=2*pi*n2*d2*cosa2/d;u0=4*pi*le-7;%真空介电常数e0=le-9/36*pi];%波阻抗b=sqrteO/uO;cl=b*nl/cosal;%c2=b*n2/cosa2;cO=b*nO/cosaO;c00=b*n0/cosa3];介质的传输矩阵Al=cospl;Bl=-i*sinpl]/cl;Cl=-i*cl*sin[pl];Dl=cospl;M1=[A1B1;C1DI];%1介质的传输矩阵A2=cosp2;B2=-i*sinp2]/c2;C2=-i*c2*sin[p2];D2=cosp2J;M2=[A2B2;C2D2];%2两个介质层的总传输矩阵M=M1*M2;%反射系数A==M1,2;C=M2,1;D=M2,2;透射系数r=A*cO+B*cO*cOO-C-D*cOO/A*cO+B*cO*cOO+C+D*cOO%t=2*c0/A*c0+B*c0*c00+C+D*c00%R=r*conjr若入射光中波，波都存在且占比例，占比例，则计算方法如T=t*conj t下TE TMTE e%TM m%为空气折射率nO=l;%nO请输入；,1e=i二nput请输e入:]；m input请输入入射m角3；初始入射角aO=input请,输入介质的aO折:射率%；nl=inputf请输入介质1的折射率nl:]；请输入介质的厚度n2=input,2n2:dl=inputf请输入介质1的厚度dl:;；,d2=input请输入入射光2波长；d23,1光在介质中的传播角度d=input d:]光在介质中的传播角度al=asinnO*sinaO/nl;%1射出介质时的出射角a2=asinnl*sinal]/n2];%2相位厚度a3=asinn2*sina2]/n0];%pl=2*pi*nl*dl*cosal/d;%真空磁导率p2=2*pi*n2*d2*cosa2/d;u0=4*pi*le-7;%真空介电常数e0=le-9/36*pi];%波阻抗b=sqrteO/uO;clm=b*nl/cosal;%c2m=b*n2/cosa2];cOm=b*nO/cosaO;c00m=b*n0/cosa3;介质中的传输矩阵Alm=cos[pl;Blm=-i*sin[pl]/clm;Clm=-i*clm*sinpl;Dlm=cos[pl];Mlm=[Alm Blm;Clm Dim];%1TM介质中的传输矩阵A2m=cos[p2];B2m=-i*sinp2]/c2m;C2m=-i*c2m*sinp2;D2m=cosp2];两个介质层的的总传输矩阵M2m=[A2m B2m;C2m D2m];%2TMMm=Mlm*M2m;%TM的反射系数和透射系rm=Am*cOm+Bm*cOrn*cOOm-Cm-数Dm*cOOm/Am*cOm+Bm*cOm*cOOm+Cm+Dm*cOOm]%TMtm=2*c0m/Am*c0m+Bm*c0m*c00m+Cm+Dm*c00m计算波的反射率和透射率Rm=rm*conjrm波阻抗Tm=tm*conjtm%TMcle=b*nl*cosal;%二c2e=b*n2*cosa2;cOe b*nO*cosaO;cOOe=b*n0*cosa3;介质中的传输矩阵Ale=cospl;Ble=-i*sinpl]/cle;Cle=-i*cle*sinpl];Dle=cospl;Mle=[Ale Ble;Cle Die];%1TE介质中的传输矩阵A2e=cosp2;B2e=-i*sinp2]/c2e;C2e=-i*c2e*sinp2;D2e=cosp2;两个介质层的的总传输矩阵M2e=[A2e B2e;C2e D2e];%2TEMe=Mle*M2e;%TEl/l/Ae=Mel l;Be=Mel2;Ce=Me2l;De=Me22J;的反射系数和透射系数re=[Ae*cOe+Be*cOe*cOOe-Ce-De*cOOe]/[Ae*cOe+Be*cOe*cOOe+Ce+De*cOOe%TEte=2*c0e]/Ae*c0e+Be*c0e*c00e+Ce+De*c00e计算波的反射率和透射率Re=re*conjreTe=te*conjte%TMR=e*Re+m*Rm/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T=e*Te+m*Tm]/e+m为空气折射率初始入射角为即正入射nO=l;%nOaO=O;%0,dl=

3.4886;d2=

4.6373;nl=

1.444;n2=

1.7514;d=

1.55;pl=2*pi*nl*dl/d;真空磁导率p2=2*pi*n2*d2/d;真空介电常数u0=4*pi*le-7;%e0=le-9/36*pi];%波阻抗b=sqrt[eO/uO;cl=b*nl;%c2=b*n2;cO=b*nO;cOO=b*nO;介质的传输矩阵Al=cospl;Bl=-i*sinpl/cl;Cl=-i*cl*sinpl];Dl=cospl;M1=[A1B1;C1DI];%1A2=cosp2;B2=-i*sinp2/c2;C2=-i*c2*sinp2;D2=cosp2;介质的传输矩阵M2=[A2B2;C2D2];%2s=0;forN=l:l:200八介质层的总传输矩阵N;%・反射系数A==Ml,2;0M2,1;D=M2,2;r=A*cO+B*cO*cOO C-D*cOO]/A*cO+透B*射cO系*c数OO+C+D*cOO;%t=2*c0/A*c0+B*c0*c00+C+D*c00;%R=r*conjr;T=t*conjt;s=s+l;krLs=R;ktl,s=T;endN=l:l:200;subplot2,Ll;plotN,kr/0周期数反射率’1xlabelf⑵;ylabelsubplot l,2;plotN,kt,g周期数透射率xlabelf;ylabelclear%基础数据[lambda L,ol]=textread,C:\Users\Administrator\Desktop\TOZLM\SiO2_refrl_imag

0.txt%n%n%n;/z[lambda Ho2]=textreadC:\Users\Administrator\Desktop\TOZLM\TiO2_imag

0.txt7%n%n%n*;z z%单模块膜的层数N=20;%基底折射率ns=l;%空气折射率nO=l;d=l*[10866108661086610866108661086610866108661086610866；；%膜的几何厚度]R G;B%入射角theta0=0;%为「偏振波时该值为为偏振波时该值为p=0;1,s0%系统有无吸收，有无absorb=0;1,0%开始计算ct=sqrtl-nOA2*sinthetaOA

2./L;%各层的折射角余弦cos0，%预设矩阵eta=zerosl,N;n6delta=zerosl,N;for q=l:501n=[LqHqLqHqLqHqLqHqLqHqLqHqLqHqLqHqLqHqLqHq；]%计算各层有效导纳n%基底有效导纳下etas=ns;etaO=nO;；j=lwhile jN+letaO=nj;delta j=2*pi/lambdaq*dG*nj;；j=j+lend%计算薄膜特征矩阵M=l;；j=lwhile jN+l;M=M*[cosdeltaj li*sindeltaj/etajli*sindeltaj*etaj cosdeltaj];；j=j+lend;%计算反射率A=M*[l;etas];b=Al;c=A2;组合导纳Yl=c/b;%Y=Y1;%振幅反射系数r=etaO-Y/etaO+Y;

①反射相位变化phi=atanimagr/realr;%%能量反射率R=conjetaO*b-c/etaO*b+c*etaO*b-c/etaO*b+c;%计算透射率if absorb==l;势透射率psi=etas/realb/conjc;%yjT=l-R*psi;else T=l-R;end%保存不同入时的薄膜特性值；Rlq=RTlq=T;end；《反射率》L=lambda:,l plotL,Rl xlabelwavelaength;ylabel holdon。