单层膜光栅的MATLAB模拟仿真代码

以下是一个简单的单层膜光栅的MATLAB模拟仿真代码：

clear all;
close all;

%定义参数
lambda = 0.5; %波长
theta_i = 0; %入射角
d = 0.25*lambda; %光栅周期
n1 = 1; %空气的折射率
n2 = 1.5; %光栅材料的折射率
kx_max = 10*pi/d; %kx向量的最大值

%计算kz向量
kz1 = sqrt((2*pi*n1/lambda)^2 - kx_max^2);
kz2 = sqrt((2*pi*n2/lambda)^2 - kx_max^2);

%计算反射和透射系数
r12 = (n1*kz1 - n2*kz2)/(n1*kz1 + n2*kz2);
t12 = 2*n1*kz1/(n1*kz1 + n2*kz2);

%计算衍射图样
Nx = 100; %x向量的点数
Ny = 100; %y向量的点数
x_max = 10*d; %x向量的最大值
y_max = 10*d; %y向量的最大值

x = linspace(-x_max, x_max, Nx);
y = linspace(-y_max, y_max, Ny);
[X, Y] = meshgrid(x, y);

kx = linspace(-kx_max, kx_max, Nx);
ky = linspace(-kx_max, kx_max, Ny);
[KX, KY] = meshgrid(kx, ky);

kz = zeros(Nx, Ny);
for i = 1:Nx
    for j = 1:Ny
        if (KX(i,j)^2 + KY(i,j)^2) <= kx_max^2
            kz(i,j) = sqrt((2*pi*n1/lambda)^2 - KX(i,j)^2 - KY(i,j)^2);
        end
    end
end

E1 = exp(1i*(KX*X + KY*Y));
E2 = exp(1i*(KX*X + KY*Y + 2*kz*d));
E = E1 + r12*E2;
I = abs(E).^2;

%显示衍射图样
figure;
imagesc(x, y, I);
axis equal tight;
xlabel('x');
ylabel('y');
title('Single-layer Grating Diffraction Pattern');
colormap gray;

这个代码计算了一个单层膜光栅的衍射图样，其中使用了反射和透射系数来计算反射和透射光的振幅，然后计算了衍射图样。最后，使用MATLAB的`imagesc`函数显示了衍射图样。