基于MATLAB的光纤激光器脉冲光谱数值模拟系统

资 源 简 介

本项目采用分步傅里叶方法(SSFM)模拟光纤中脉冲传输过程，通过MATLAB数值计算分析非线性效应、色散与增益的相互作用，精确输出激光器的光谱特性。适用于光通信与激光器设计的教学与研究。

详 情 说 明

光纤激光器输出脉冲光谱计算系统

项目介绍

本项目基于分步傅里叶方法(SSFM)实现光纤激光器中脉冲传输演变过程的数值模拟。通过求解非线性薛定谔方程，系统能够准确计算脉冲在光纤中受到的非线性效应（自相位调制）、色散效应和增益效应的综合作用，最终输出激光器输出的时域波形和频谱特性。

功能特性

• 物理效应全面模拟：完整考虑光纤中的色散、非线性和增益效应
• 多种脉冲形状支持：支持高斯型、双曲正割型等常见脉冲波形
• 可视化分析：提供脉冲时域波形、频谱分布及演变过程的图形化展示
• 参数量化统计：自动计算输出脉冲的峰值功率、脉宽、光谱宽度等关键指标
• 灵活的配置接口：用户可自定义初始脉冲参数、光纤参数和数值计算参数

使用方法

1. 参数配置：在代码中设置初始脉冲参数（脉冲宽度、中心波长、峰值功率、脉冲形状）、光纤参数（长度、色散系数、非线性系数、增益系数）以及数值计算参数（空间步长、网格点数、迭代次数）

1. 运行模拟：执行主程序开始数值计算，系统将自动进行分步傅里叶迭代求解

1. 结果查看：程序运行完成后将显示：

- 输出脉冲时域波形图 - 输出脉冲频谱分布图 - 脉冲传输演变过程动画 - 关键参数统计报告

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：信号处理工具箱（用于FFT运算）
• 硬件建议：至少4GB内存，推荐8GB以上以获得更好的计算性能

文件说明

主程序文件实现了整个模拟系统的核心功能，包括脉冲初始条件的设置、非线性薛定谔方程的数值求解算法执行、时域与频域数据的计算处理、结果可视化图形的生成以及脉冲特征参数的统计分析。该文件通过分步傅里叶方法对脉冲在光纤中的传输过程进行迭代计算，完整模拟了从入射到出射的整个物理过程。