MATLAB龙格库塔算法：均匀布拉格光栅仿真分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目采用四阶龙格库塔法数值求解耦合模方程，精确仿真均匀布拉格光栅的光波传输特性。支持反射/透射谱计算及关键参数（光栅周期、折射率调制等）影响分析，为光栅设计提供可视化数值工具。

详 情 说 明

基于龙格库塔法的均匀布拉格光栅仿真与分析系统

项目介绍

本项目是一个用于仿真与分析均匀布拉格光栅光学特性的数值计算系统。系统基于耦合模理论，采用四阶龙格库塔法进行数值求解，能够准确模拟光波在布拉格光栅中的传播过程。通过输入光栅结构参数和光源条件，系统可计算出光栅的反射谱、透射谱响应，并可视化光场在光栅中的演化过程，为光栅设计与分析提供有力的工具支持。

功能特性

• 精确的数值求解：采用四阶龙格库塔法求解耦合模方程，保证计算精度与稳定性
• 完整的光谱分析：可计算指定波长范围内的反射谱和透射谱响应
• 参数影响分析：支持分析光栅周期、折射率调制深度等关键参数对光谱特性的影响
• 多维可视化：提供反射谱/透射谱曲线、光场强度分布三维图和相位变化曲线等多种可视化输出
• 灵活的输入配置：用户可自定义光栅结构参数和光源参数，满足不同仿真需求

使用方法

1. 参数设置：在指定区域配置光栅结构参数（光栅长度、周期、折射率调制深度、背景折射率）和光源参数（波长范围、入射光强度）
2. 执行仿真：运行主程序，系统将自动进行数值计算
3. 结果查看：系统将输出数值结果数据矩阵和图形化结果，包括：

- 反射率/透射率光谱数据 - 光场沿光栅位置的演化数据 - 反射谱/透射谱曲线图 - 光场强度分布三维可视化图 - 相位变化曲线图

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 推荐内存：8GB 或以上
• 磁盘空间：至少 1GB 可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，主要包括光栅仿真参数的初始化设置、基于龙格库塔法的耦合模方程数值求解器、光谱响应计算模块以及结果数据的可视化输出。该文件实现了从参数输入到结果展示的完整仿真流程，能够完成反射谱与透射谱的计算、光场演化过程的分析以及多种图形的生成与显示。