基于传输矩阵法的LPG损耗谱MATLAB仿真工具

资 源 简 介

本项目通过MATLAB实现长周期光纤光栅的传输矩阵法数值仿真，可分析纤芯模与包层模的耦合特性，模拟不同光栅参数下的损耗谱，为光纤器件的设计与优化提供数值分析工具。

详 情 说 明

长周期光纤光栅损耗谱数值分析与仿真

项目介绍

本项目基于传输矩阵法和耦合模理论，实现了长周期光纤光栅（LPG）损耗特性的数值仿真系统。通过建立精确的数学模型，系统能够模拟光波在LPG中的传播过程，分析纤芯模与包层模之间的能量耦合机制，并绘制相应的损耗谱曲线。该项目为研究LPG的光学特性、优化光栅结构参数提供了有效的数值分析工具。

功能特性

• 数学模型构建：建立考虑光栅周期、折射率调制等关键参数的LPG数学模型
• 耦合模方程求解：数值求解耦合模方程，分析模式间的能量传输特性
• 损耗谱可视化：绘制波长-透射率曲线，直观展示LPG的频谱特性
• 参数影响分析：研究光栅长度、调制深度等结构参数对损耗峰的影响规律
• 参数扫描功能：支持多参数协同分析，便于系统性能优化研究

使用方法

1. 参数设置：在主程序中设置仿真所需的各项参数

- 结构参数：光栅周期（μm）、光栅长度（mm）、折射率调制深度 - 材料参数：纤芯/包层折射率、光纤几何尺寸 - 仿真参数：波长扫描范围（nm）、波长分辨率 - 模式参数：参与耦合的纤芯模与包层模的有效折射率

1. 运行仿真：执行主程序开始数值计算过程

1. 结果分析：系统将输出：

- 损耗谱图：波长-透射率（dB）曲线 - 特征参数：谐振波长、峰值损耗、带宽等关键指标 - 对比分析图：不同参数设置下的损耗谱对比 - 数值数据：包含完整频谱数据的矩阵文件

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持矩阵运算和图形绘制的标准MATLAB环境
• 建议内存4GB以上，用于处理大规模参数扫描计算

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，包括初始化参数设置、传输矩阵构建与计算、耦合模方程数值求解、光谱数据生成与可视化输出等功能模块。该文件完成了从物理参数输入到损耗谱分析的全套计算过程，是项目的主要执行入口和算法实现核心。