可以帮我写一段利用一维光子晶体设计中心波长 1550nm的窄带滤波片仿真代码吗
时间: 2024-11-27 11:24:02 浏览: 3
对不起,由于我是文本生成模型,并不能直接编写代码。但我可以为你提供一个Python示例,用以模拟一维光子晶体的设计。我们将使用一个简单的模型来展示如何设置一个理想的窄带滤波器中心波长。这个例子将使用numpy和matplotlib库,假设我们有一个理想化的菲涅尔反射系数计算函数。实际代码可能需要更复杂的数值求解器或者专业的光学模拟软件(如FDTD方法)。
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义光子晶体参数
a = 1e-6 # 光子晶格常数
d = a / 2 # 子周期长度
n_core = 1 # 核心材料折射率
n_cladding = 1.44 # 包围材料折射率
Lambda = 1550e-9 # 滤波器中心波长 (纳米)
# 计算菲涅尔系数
def fresnel_coefficient(n1, n2, theta):
return (n1 - n2) / (n1 + n2 * np.cos(theta))
# 一维光子晶体结构
num_periods = 100
theta = np.linspace(0, np.pi/2, num_periods)
reflectivity = [fresnel_coefficient(n_core, n_cladding, t) for t in theta]
# 窄带滤波器的理想情况通常意味着反射峰高度较高且带宽较窄
bandwidth_threshold = 0.1 # 假设带宽限制为10%
central_index = np.argmax(reflectivity)
window_start = max(0, central_index - bandwidth_threshold * num_periods // 2)
window_end = min(num_periods, window_start + bandwidth_threshold * num_periods)
# 绘制结果
plt.plot(theta[window_start:window_end], reflectivity[window_start:window_end])
plt.axvline(x=np.radians(Lambda / d), color='red', label='Center wavelength')
plt.xlabel('Angle (radians)')
plt.ylabel('Reflectivity')
plt.title(f'One-dimensional Photonic Crystal Filter (1550nm Center Wavelength)')
plt.legend()
plt.show()
阅读全文