MATLAB传输矩阵法光纤器件光谱特性分析工具

资 源 简 介

本MATLAB项目采用传输矩阵法数值求解耦合模方程，实现光纤布拉格光栅反射谱与法布里-珀罗滤波器透射谱的快速模拟与特性分析，适用于光纤器件设计与光学教学场景。

详 情 说 明

光纤光栅与法布里-珀罗滤波器特性分析系统

项目介绍

本项目基于传输矩阵法开发了一套光纤光学器件特性分析系统，主要用于模拟光纤布拉格光栅的反射光谱特性和法布里-珀罗滤波器的传输光谱响应。通过对耦合模方程进行数值求解，系统能够精确计算光信号的时延特性和色散特性，为光学器件的设计与优化提供可靠的仿真平台。

功能特性

• 光纤布拉格光栅分析：模拟不同参数下光纤光栅的反射光谱特性
• 法布里-珀罗滤波器分析：计算FP滤波器的传输光谱响应曲线
• 时延特性分析：精确计算群延迟随波长的变化关系
• 色散特性计算：分析色散系数在波长范围内的分布情况
• 参数优化功能：基于性能指标自动推荐最佳参数组合
• 可视化分析：提供反射谱、传输谱、时延和色散的二维曲线图显示

使用方法

基本操作流程

1. 参数设置：配置光栅参数（长度、折射率调制深度、周期等）、滤波器参数（腔长、反射率、介质折射率等）、光源参数（波长范围、分辨率）以及材料特性参数

1. 计算执行：运行主程序进行传输矩阵法数值计算，系统将自动求解耦合模方程

1. 结果分析：查看生成的光谱响应数据、时延特性曲线和色散分布图

1. 优化调整：根据系统提供的参数优化建议，调整器件参数以获得更优的光学性能

参数配置说明

系统支持以下参数输入：

• 光栅结构参数：光栅长度、折射率调制深度、周期等
• 滤波器参数：腔长、反射镜反射率、介质折射率
• 光源特性：波长扫描范围、分辨率、入射光强
• 材料特性：色散系数、损耗系数等光学参数
• 计算设置：矩阵分割精度、收敛容差等数值计算参数

系统要求

• 操作系统：Windows 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可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心计算与调度功能，包含传输矩阵法的完整数值求解流程，能够处理光纤光栅和法布里-珀罗滤波器的参数输入，执行耦合模方程的矩阵运算，生成光谱响应数据并进行时延与色散特性计算，同时负责协调各模块间的数据传递和结果的可视化输出。