matlab代码实现编程计算对称结构光波导的模式

以下是 MATLAB 代码实现对称结构光波导模式计算，其中，d 表示波导宽度，n1 和 n2 分别表示波导两侧介质的折射率，λ 表示波长。

% 输入参数
d = 2.5e-6; % 波导宽度
n1 = 3.48; % 波导左侧介质折射率
n2 = 3.45; % 波导右侧介质折射率
lambda = 1.55e-6; % 波长

% 计算参数
k0 = 2 * pi / lambda; % 自由空间波数
V = k0 * d * sqrt(n1^2 - n2^2); % 归一化频率

% 计算对称结构光波导的模式
neff_min = 1.4446; % 最小归一化等效折射率
neff_max = n1; % 最大归一化等效折射率
N = 1000; % 离散化的数量
neff = linspace(neff_min, neff_max, N); % 等效折射率的范围
u = zeros(1, N); % 归一化传播常数
w = zeros(1, N); % 归一化截止频率
beta = zeros(1, N); % 传播常数
alpha = zeros(1, N); % 衰减常数
gamma = zeros(1, N); % 带宽系数
for i = 1:N
    u(i) = sqrt(neff(i)^2 - n2^2); % 归一化传播常数
    w(i) = sqrt(V^2 - u(i)^2); % 归一化截止频率
    beta(i) = k0 * neff(i); % 传播常数
    alpha(i) = beta(i) / u(i); % 衰减常数
    gamma(i) = w(i) / V; % 带宽系数
end

% 绘制模式图
figure;
plot(neff, beta, 'LineWidth', 2);
xlabel('归一化等效折射率');
ylabel('传播常数 (rad/m)');
title('对称结构光波导的传播常数 vs. 归一化等效折射率');

需要注意的是，对称结构光波导的模式需要额外计算等效折射率和传播常数，其他参数的计算与平面介质波导相同。本代码中，我们通过离散化等效折射率的范围，计算每个等效折射率下的传播常数，并绘制成图像。可以通过改变 neff_min 和 neff_max 的值来调整等效折射率的范围，通过改变 N 的值来调整离散化的数量。