基于MATLAB的长周期光纤光栅耦合模型仿真分析工具

资 源 简 介

该MATLAB项目实现了长周期光纤光栅的传输谱、耦合效率和相位特性的精确数值仿真，支持结构参数优化分析和模式耦合可视化，为光纤光栅设计与研究提供高效计算平台。

详 情 说 明

长周期光纤光栅耦合模数值仿真与分析系统

项目介绍

本项目基于耦合模理论与传输矩阵法，实现了对长周期光纤光栅（LPG）传输特性的高精度数值仿真。系统能够计算LPG的透射谱、模式耦合效率及相位响应，支持结构参数优化分析和模式耦合过程可视化，为光纤光栅设计与性能评估提供强有力的工具支撑。

功能特性

• 传输谱分析：计算指定波长范围内的光栅透射率曲线
• 耦合效率计算：量化纤芯基模与包层模之间的能量转移效率
• 相位响应分析：输出耦合模式的相位变化特性
• 参数优化分析：评估光栅周期、长度、调制深度等参数的灵敏度
• 模式耦合可视化：直观展示模式耦合的动态过程
• 温度效应模拟（可选）：分析环境温度对光栅性能的影响

使用方法

1. 在主配置区设置仿真参数：

- 光栅结构参数（周期、长度、折射率调制深度） - 光纤几何参数（纤芯/包层直径、折射率） - 仿真波长范围与步长 - 温度参数（如需温度分析）

1. 运行主程序启动仿真计算

1. 查看输出结果：

- 透射谱曲线图显示传输特性 - 数据表格记录各波长点的耦合效率 - 相位响应图展示相位变化规律 - 灵敏度分析报告评估参数影响程度

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 必备工具箱：符号计算工具箱、曲线拟合工具箱
• 内存建议：≥4GB（复杂结构仿真需8GB以上）
• 磁盘空间：≥500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了核心求解流程，包含模式特征方程的数值求解、耦合系数的计算、传输矩阵的构建与求解、以及结果数据的后处理与可视化输出。通过协调各计算模块，实现了从参数输入到特性分析的全流程自动化仿真。