MATLAB有限差分法光子晶体光纤光场仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目采用频域有限差分法，仿真光子晶体光纤横截面光场分布。用户可自定义结构参数与入射光条件，获取电场强度分布及模式特性可视化结果。

详 情 说 明

基于有限差分法的光子晶体光纤横向光场分布仿真系统

项目介绍

本项目实现了一套基于频域有限差分法（FDM）的光子晶体光纤（PCF）横截面光场分布仿真系统。系统通过数值计算模拟光波在复杂光子晶体结构中的传播行为，能够准确计算出光纤横截面上的稳态光强分布。该系统适用于光子晶体光纤的设计优化、模式特性分析以及光场局域化效应研究，为光纤性能评估提供可靠的数值仿真工具。

功能特性

• 高精度数值计算：采用频域有限差分法，结合完美匹配层（PML）边界条件处理，确保计算精度和稳定性
• 灵活的参数设置：支持自定义光纤结构参数（晶格常数、空气孔直径、占空比、晶格排列方式）、材料参数（折射率、色散系数）和光源参数（波长、偏振态、入射角）
• 多模式分析能力：可计算有效折射率、模式面积、confinement factor等关键模式特征参数
• 丰富的可视化输出：生成二维光强分布云图，支持三维渲染和动态截面动画展示
• 参数化分析：自动生成不同结构参数下的模式特性对比报告，助力光纤性能优化

使用方法

1. 参数配置：修改配置文件中的各项参数，包括结构参数、材料参数、光源参数和计算参数
2. 执行计算：运行主程序启动仿真计算过程
3. 结果查看：计算完成后系统自动生成光场分布图和模式特征数据
4. 结果分析：查看参数化分析报告，进行不同条件下的性能对比

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 内存要求：至少8GB RAM（推荐16GB以上）
• 存储空间：至少2GB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括光子晶体光纤几何结构的自动生成、频域有限差分算法的完整实现、完美匹配层边界条件的设置与处理、特征模式分解与参数提取计算，以及多种可视化输出结果的生成。该文件通过协调各计算模块的工作流程，实现了从参数输入到结果输出的完整仿真过程。