File:Microcavity dynamics.gif
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外观
Microcavity_dynamics.gif (360 × 223像素,文件大小:1.29 MB,MIME类型:image/gif、循环、215帧)
摘要
描述Microcavity dynamics.gif |
English: Transfer matrix simulation of the dynamic of the electric field when a pulse is shone on a microcavity (in this case a Bragg reflector with a defect in the middle). Most of the pulse is reflected straight away, but the frequencies resonant with the cavity couple to it and the energy is stored in the confined mode. The cavity then relaxes exponentially with a time constant that depends on the Q-factor of the resonance. |
日期 | |
来源 | https://twitter.com/j_bertolotti/status/1075341329817853952 |
作者 | Jacopo Bertolotti |
授权 (二次使用本文件) |
https://twitter.com/j_bertolotti/status/1030470604418428929 |
Mathematica 11.0 code
c = 3 10^8; (*speed of light*) M[n_, k_, d_] := {{Cos[n k d], I c/n Sin[n k d]}, {I n/c Sin[n k d], Cos[n k d]}}; (*transfer matrix*) Mi[n_, k_, d_] := {{Cos[d k n], -((I c Sin[d k n])/n)}, {-((I n Sin[d k n])/c), Cos[d k n]}}; (*Inverse of a transfer matrix*) t[m_, n0_, n2_] := (2 n0/c)/(n2/c m[[1, 1]] - (n0 n2)/c^2 m[[1, 2]] - m[[2, 1]] + n0/c m[[2, 2]]); (*transmission coefficient*) d = 1 10^-6; (*layer thickness in m*) dim = 6; (*number of layers in the Bragg mirror*) s = Join[Table[1., 50], Table[If[EvenQ[j], 1., 2.], {j, 1, dim}], {1, 1}, Table[If[EvenQ[j], 1., 2.], {j, 1, dim}], Table[1., 50]] ;(*Reflective indices of each layer (including some space to show the pulse arrive*) dim = Dimensions[s][[1]]; source = E^(-(1/2) (w - w0)^2 \[Sigma]^2) /. {w0 -> 2.185 10^15, \[Sigma] -> (10 10^-6)/c, a -> 10^12}; nstep = 2000; \[Omega]min = 1.9 10^15; \[Omega]max = 2.8 10^15; sourcel = Table[source, {w, \[Omega]min, \[Omega]max, (\[Omega]max - \[Omega]min)/nstep}]; trasm = Reap[ For[\[Omega] = \[Omega]min, \[Omega] <= \[Omega]max, \[Omega] = \[Omega] + (\[Omega]max - \[Omega]min)/nstep, tm = Apply[Dot, Table[M[s[[j]], \[Omega]/c, d], {j, 1, dim}]]; Sow[N[t[tm, 1, 1]] ]; ];][[2, 1]]; field = trasm*sourcel; (*Field at the last interface*) sexpand = 5; (*increase spatial resolution*) s2 = Flatten@Table[Table[s[[j]], sexpand], {j, 1, dim}]; freq = Table[j, {j, \[Omega]min, \[Omega]max, (\[Omega]max - \[Omega]min)/nstep}]; fn = Transpose[{field, field/c}]; tmp0 = fn; ssm = Reap[For[i = dim*sexpand, i > 0, i--, tmp = Table[((Mi[s2[[i]], freq/c, d/sexpand])[[All, All, j]].tmp0[[j]]), {j, 1, nstep}]; Sow[tmp[[All, 1]]]; tmp0 = tmp; ];][[2, 1]]; fssm = Map[Fourier, ssm]; p1 = Table[ ListPlot[{Re@Reverse@fssm[[All, -j]], Abs@Reverse@fssm[[All, -j]], -Abs@Reverse@fssm[[All, -j]]}, PlotRange -> {-7, 7}, Joined -> True, Axes -> False, PlotStyle -> {Directive[Orange], Directive[Thick, Black], Directive[Thick, Black]}, Epilog -> {Dashed, Black, Thick, Line[{{50*sexpand, -3}, {50*sexpand, 3}}], Line[{{64*sexpand, -3}, {64*sexpand, 3}}], Text[Style["Microcavity", Medium, Bold], 57*sexpand, 5}]} ], {j, -15, 200, 1}]; ListAnimate[Drop[p1, {16}], 10]
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19 12 2018
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当前 | 2018年12月20日 (四) 14:59 | 360 × 223(1.29 MB) | Berto | User created page with UploadWizard |
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