MATLAB实现光纤光栅反射谱仿真与可视化系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，通过耦合模理论仿真光纤光栅反射谱，支持参数化分析光栅长度、折射率调制深度等对反射特性的影响，并提供可视化界面，适用于光通信与传感器设计研究。

详 情 说 明

光纤光栅反射谱特性仿真与可视化系统

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发，实现了光纤光栅反射谱的精确仿真与可视化分析。系统采用耦合模理论与传输矩阵法，能够模拟标准光纤光栅及切趾光栅的光谱特性，并通过参数化分析揭示关键结构参数对反射谱的影响规律。该系统为光纤光栅的设计、优化和应用提供了一套完整的数值仿真工具。

功能特性

• 核心仿真引擎：基于耦合模微分方程的数值求解，采用传输矩阵法进行高效计算
• 多类型光栅支持：可仿真标准均匀光纤光栅及多种切趾函数（如高斯、升余弦等）的切趾光栅
• 参数化分析：支持光栅长度、折射率调制深度等关键参数的敏感性分析，生成多参数对比曲线
• 自动特征提取：自动计算并输出峰值反射率、3dB带宽、中心波长等关键光谱参数
• 可视化输出：生成高清晰度的反射谱曲线图及参数分析图，支持数据表格导出

使用方法

1. 参数设置：在主运行脚本中设置光栅结构参数（长度、周期、调制深度）、仿真参数（波长范围、步长）和物理常数（有效折射率）
2. 选择光栅类型：通过类型标志位选择标准光栅或切趾光栅，如选择切趾光栅需指定切趾函数类型
3. 执行仿真：运行主程序开始反射谱计算，系统将自动完成数值求解过程
4. 结果分析：查看生成的反射谱曲线图，分析光谱特征参数表格，研究参数敏感性分析结果
5. 数据导出：可保存反射谱数据矩阵为MAT文件或文本格式，用于进一步处理

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB基本安装（无需特殊工具箱）

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括仿真参数初始化、耦合模方程求解、反射谱计算、结果可视化以及特征参数提取等完整流程。该文件通过模块化设计实现了光纤光栅反射谱的批量计算与对比分析，能够根据用户输入的参数自动完成从数值计算到结果输出的全过程。