MATLAB实现的分步傅立叶光纤非线性光学数值模拟系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，采用分步傅立叶方法对光纤中的色散与自相位调制效应进行数值仿真。通过频域处理线性色散和时域处理非线性作用，模拟光脉冲传输演化过程，适用于非线性光学研究和教学应用。

详 情 说 明

基于分步傅立叶积分的光纤色散与自相位调制数值模拟

项目介绍

本项目实现了一种用于仿真光纤中非线性光学效应的数值模拟系统，主要用于分析光脉冲在光纤传输过程中的色散效应和自相位调制现象。系统采用分步傅立叶方法，通过在频域处理线性部分（色散）和在时域处理非线性部分（SPM），从而实现对称分步傅立叶法的精确数值仿真。通过该仿真可以模拟高斯脉冲在不同光纤参数下的演化过程。

功能特性

• 采用分步傅立叶方法求解非线性薛定谔方程
• 支持自定义光纤参数（长度、色散系数、非线性系数）
• 支持自定义初始脉冲参数（脉冲宽度、峰值功率、中心波长）
• 提供灵活的仿真参数设置（采样点数、空间步长）
• 可生成时域和频域的多维度分析结果

使用方法

1. 根据实际需求修改光纤参数、脉冲参数和仿真参数
2. 运行主程序开始数值模拟
3. 查看生成的时域和频域分析图表
4. 分析的图形结果将自动保存至输出目录
5. 所有模拟参数将同步保存为配置文件供后续参考

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• 支持快速傅立叶变换的处理器

文件说明

主程序文件整合了完整的数值模拟流程，包括参数初始化、仿真循环控制和结果可视化三大核心模块。具体实现了光学脉冲的传播演化计算、分步傅立叶算法的执行、时频域数据的实时分析以及多维图形的生成功能。通过调用快速傅立叶变换算法，有效求解非线性薛定谔方程，并输出脉冲在不同传输距离下的强度分布、频谱特征和相位变化等关键信息。