MATLAB实现非线性光纤中光孤子传输模拟系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，通过求解非线性薛定谔方程，模拟光孤子在光纤中的动态传输过程。用户可自定义脉冲参数，直观分析孤子演化特性，适用于光通信理论与非线性光学研究。

详 情 说 明

非线性光纤中光孤子传输特性模拟系统

项目介绍

本项目是一个用于模拟光纤中光孤子传输特性的数值仿真系统。系统通过求解非线性薛定谔方程(NLSE)，采用分步傅里叶方法实现光孤子在光纤中传输过程的精确模拟。用户可以自主设置各项物理参数，系统将提供完整的数值模拟和可视化分析，帮助研究光孤子的演化规律。

功能特性

• 精确数值求解：采用分步傅里叶方法求解非线性薛定谔方程
• 灵活参数配置：支持脉冲宽度、峰值功率、非线性系数等关键参数自定义
• 多维度可视化：提供时域演化图、三维强度分布图等多种可视化方式
• 特性分析报告：自动生成孤子宽度、峰值功率等参数的演化分析
• 数据导出功能：输出完整的场强分布数值矩阵供进一步分析

使用方法

参数设置

运行前需在代码中配置以下参数：

• N：网格点数（默认1024）
• P0：初始峰值功率（单位：W）
• gamma：光纤非线性系数（单位：1/W/km）
• T0：脉冲宽度参数（单位：ps）
• L：传输距离（单位：km）
• beta2：群速度色散参数（单位：ps²/km）

运行模拟

直接运行主程序即可开始模拟计算，系统将自动：

1. 执行光孤子传输数值模拟
2. 生成可视化图形结果
3. 输出特性分析报告
4. 保存数值数据矩阵

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持图形显示功能
• 建议内存4GB以上

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括非线性薛定谔方程的数值求解算法实现、光孤子初始条件的配置与生成、基于分步傅里叶方法的传输过程计算、多维数据可视化图形的创建与输出，以及传输特性的自动化分析功能。该文件通过模块化设计完成了从参数输入到结果输出的完整模拟流程。