Repository navigation
Expand file tree
/
Copy pathmmuller.cpp
More file actions
314 lines (228 loc) · 6.71 KB
/
Copy pathmmuller.cpp
File metadata and controls
314 lines (228 loc) · 6.71 KB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
#include "cplx.h"
#include "mmuller.hpp"
#include <stdio.h>
/********************************* Operators ********************************/
// for Muller matrix
mmuller operator+(mmuller mm0, mmuller mm1)
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=mm0.e[i][j]+mm1.e[i][j];
return mmTmp;
}
mmuller operator-(mmuller mm0, mmuller mm1)
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=mm0.e[i][j]-mm1.e[i][j];
return mmTmp;
}
mmuller operator-(mmuller mm0)
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=-mm0.e[i][j];
return mmTmp;
}
mmuller operator*(real r0, mmuller mm0)
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=r0*mm0.e[i][j];
return mmTmp;
}
mmuller operator*(mmuller mm0, real r0)
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=r0*mm0.e[i][j];
return mmTmp;
}
mmuller operator/(mmuller mm0, real r0)
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=mm0.e[i][j]/r0;
return mmTmp;
}
mmuller mmNull()
{ mmuller mmTmp;
for(int i=0;i<4;i++)
for(int j=0;j<4;j++)
mmTmp.e[i][j]=0.;
return mmTmp;
}
// for Jones matrix
mjones operator+(mjones mj0, mjones mj1)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=mj0.e[i][j]+mj1.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones operator-(mjones mj0, mjones mj1)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=mj0.e[i][j]-mj1.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones operator-(mjones mj0)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=-mj0.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones operator*(real r0, mjones mj0)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=r0*mj0.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones operator*(mjones mj0, real r0)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=r0*mj0.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones operator*(cplx c0, mjones mj0)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=c0*mj0.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones operator*(mjones mj0, cplx c0)
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
mjTmp.e[i][j]=c0*mj0.e[i][j];
return mjTmp;
}
mjones mjNull()
{ mjones mjTmp;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
{ mjTmp.e[i][j].r=0.;
mjTmp.e[i][j].i=0.;
}
return mjTmp;
}
mjones mjUnity()
{ mjones mjTmp;
mjTmp.e[0][0].r=1.; mjTmp.e[0][0].i=0.;
mjTmp.e[0][1].r=0.; mjTmp.e[0][1].i=0.;
mjTmp.e[1][0].r=0.; mjTmp.e[1][0].i=0.;
mjTmp.e[1][1].r=1.; mjTmp.e[1][1].i=0.;
return mjTmp;
}
mjones BuildMatrixJones(vector kinc, vector ksc, vector vNormal,
cvector Einc0, cvector Einc1, cvector Esc0, cvector Esc1)
{ mjones mjTmp;
cplx i={0.,1.},cDen;
cplx c0,c1,c2,c3;
cplx cc0,cc1,cc2,cc3,cc4,cc5,cc6,cc7;
vector v0,vPlaneIn,vPlaneSc;
v0=kinc^vNormal; vPlaneIn=(1./abs(v0))*(v0);
v0=ksc^vNormal; vPlaneSc=(-1./abs(v0))*(v0);
DCmul(vNormal.x,Einc0.x,c0);
DCmul(vNormal.y,Einc0.y,c1);
DCmul(vNormal.z,Einc0.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc0);
DCmul(vNormal.x,Einc1.x,c0);
DCmul(vNormal.y,Einc1.y,c1);
DCmul(vNormal.z,Einc1.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc1);
DCmul(vPlaneIn.x,Einc0.x,c0);
DCmul(vPlaneIn.y,Einc0.y,c1);
DCmul(vPlaneIn.z,Einc0.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc2);
DCmul(vPlaneIn.x,Einc1.x,c0);
DCmul(vPlaneIn.y,Einc1.y,c1);
DCmul(vPlaneIn.z,Einc1.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc3);
Cmul(cc0,cc3,c0);
Cmul(cc1,cc2,c1);
Csub(c0,c1,c3);
cDen.r=-c3.i; cDen.i=c3.r;
DCmul(vNormal.x,Esc0.x,c0);
DCmul(vNormal.y,Esc0.y,c1);
DCmul(vNormal.z,Esc0.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc4);
DCmul(vNormal.x,Esc1.x,c0);
DCmul(vNormal.y,Esc1.y,c1);
DCmul(vNormal.z,Esc1.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc5);
DCmul(vPlaneSc.x,Esc0.x,c0);
DCmul(vPlaneSc.y,Esc0.y,c1);
DCmul(vPlaneSc.z,Esc0.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc6);
DCmul(vPlaneSc.x,Esc1.x,c0);
DCmul(vPlaneSc.y,Esc1.y,c1);
DCmul(vPlaneSc.z,Esc1.z,c2);
Cadd(c0,c1,c3); Cadd(c2,c3,cc7);
Cmul(cc7,cc0,c0);
Cmul(cc6,cc1,c1);
Csub(c0,c1,c2);
Cdiv(c2,cDen,mjTmp.e[0][0]);
Cmul(cc6,cc3,c0);
Cmul(cc7,cc2,c1);
Csub(c0,c1,c2);
Cdiv(c2,cDen,mjTmp.e[0][1]);
Cmul(cc5,cc0,c0);
Cmul(cc4,cc1,c1);
Csub(c0,c1,c2);
Cdiv(c2,cDen,mjTmp.e[1][0]);
Cmul(cc4,cc3,c0);
Cmul(cc5,cc2,c1);
Csub(c0,c1,c2);
Cdiv(c2,cDen,mjTmp.e[1][1]);
return mjTmp;
}
mmuller JonesToMuller(mjones mJones)
{ mmuller mmTmp;
mmTmp.e[0][0]=.5*re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][0])
+mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[0][1])
+mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[1][0])
+mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][1]));
mmTmp.e[0][1]=.5*re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][0])
-mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[0][1])
+mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[1][0])
-mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][1]));
mmTmp.e[0][2]=re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][1])
+mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][0]));
mmTmp.e[0][3]=im(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][1])
-mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][0]));
mmTmp.e[1][0]=.5*re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][0])
+mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[0][1])
-mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[1][0])
-mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][1]));
mmTmp.e[1][1]=.5*re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][0])
-mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[0][1])
-mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[1][0])
+mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][1]));
mmTmp.e[1][2]=re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][1])
-mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][0]));
mmTmp.e[1][3]=im(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[0][1])
+mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[1][0]));
mmTmp.e[2][0]=re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[1][0])
+mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][1]));
mmTmp.e[2][1]=re(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[1][0])
-mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][1]));
mmTmp.e[2][2]=re(mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][0])
+mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[1][0]));
mmTmp.e[2][3]=im(mJones.e[0][0]*conj(mJones.e[1][1])
+mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[0][1]));
mmTmp.e[3][0]=im(mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[0][0])
+mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][1]));
mmTmp.e[3][1]=im(mJones.e[1][0]*conj(mJones.e[0][0])
-mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][1]));
mmTmp.e[3][2]=im(mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][0])
-mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[1][0]));
mmTmp.e[3][3]=re(mJones.e[1][1]*conj(mJones.e[0][0])
-mJones.e[0][1]*conj(mJones.e[1][0]));
return mmTmp;
}