MATLAB光栅透射谱仿真系统：基于耦合模理论的光纤光栅特性分析工具

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现长周期光纤光栅透射光谱特性的精确仿真。通过耦合模理论建模，支持光栅周期、长度等参数可调，能够快速生成透射光谱曲线，为光纤器件设计与分析提供高效解决方案。

详 情 说 明

基于耦合模理论的光纤光栅透射谱特性仿真分析系统

项目介绍

本项目是一个专门用于仿真分析长周期光纤光栅（LPG）透射光谱特性的专业工具。系统基于耦合模理论建立数学模型，采用传输矩阵法进行数值求解，能够精确计算光纤光栅在不同波长下的透射率，生成完整的透射光谱曲线。通过参数化的建模方法，用户可以灵活设置光栅的各项结构参数，模拟分析不同参数对透射谱特性的影响规律，为光纤光栅的设计优化和实际应用提供可靠的理论支持。

功能特性

• 精确的理论模型：基于耦合模理论，采用传输矩阵法进行数值求解，确保仿真结果的准确性
• 灵活的参数设置：支持光栅周期、长度、折射率调制深度等关键参数的灵活调节
• 完整的光谱分析：可计算指定波长范围内的透射光谱，获得完整的波长-透射率关系曲线
• 温度相关分析：可选环境温度参数，结合材料热光系数和热膨胀系数，分析温度对光谱特性的影响
• 啁啾光栅支持：支持啁啾系数的设置，模拟啁啾光纤光栅的特殊光谱特性
• 特征参数提取：自动分析谐振波长、透射谷深度、光谱带宽等关键特征参数
• 敏感性分析：提供参数变化对透射谱影响的系统性分析，揭示各参数的影响规律

使用方法

1. 参数设置：在指定配置文件中设置光栅结构参数（周期、长度、折射率等）、调制参数（调制深度、啁啾系数）以及仿真条件（波长范围、分辨率等）

1. 运行仿真：执行主程序启动仿真计算，系统将根据设置的参数进行数值求解

1. 结果查看：仿真完成后，系统自动生成透射光谱曲线图，显示波长与透射率的对应关系

1. 数据分析：获取包含具体数值的数据文件，并可进一步分析光谱的特征参数

1. 参数优化：通过调整不同参数值，观察透射谱的变化规律，进行设计优化分析

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux发行版，macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（推荐8GB以上）
• 存储空间：至少500MB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，包括模型参数的初始化和配置、耦合模微分方程组的构建、传输矩阵法的数值求解算法、透射率计算与光谱生成、结果数据的存储与输出以及光谱特征参数的自动提取与分析等功能模块。