基于MATLAB的波导四波混频效率综合计算与分析系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了非线性光学波导中四波混频（FWM）过程的建模与仿真，通过求解非线性薛定谔方程，系统分析了线性损耗、自由载流子吸收和双光子吸收对混频效率的影响，为优化波导设计提供理论支持。

详 情 说 明

波导中四波混频效率综合计算与分析系统

项目介绍

本项目是一个专业的非线性光学仿真工具，专门用于分析波导中的四波混频效应。系统通过数值求解修正的非线性薛定谔方程，精确模拟在考虑线性损耗、双光子吸收和自由载流子吸收等多种损耗机制下，四波混频过程中各光波的功率演化规律和转换效率。

功能特性

• 多物理场耦合建模：综合考量色散、非线性效应和多种损耗机制
• 高精度数值求解：采用自适应步长算法求解非线性薛定谔方程
• 全面的损耗分析：量化分析线性损耗、TPA和FCA对混频效率的影响
• 参数敏感性分析：评估关键参数变化对系统性能的影响程度
• 多维可视化：提供功率演化曲线、分布图谱和三维可视化结果

使用方法

1. 在参数配置区设置波导物理参数（有效模面积、非线性系数等）
2. 输入损耗参数（线性损耗系数、TPA系数、FCA系数）
3. 配置泵浦条件（波长、功率）和系统参数（波导长度、计算步长）
4. 运行主计算程序开始仿真分析
5. 查看生成的效率曲线、功率分布图和综合分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 推荐配置：8GB以上内存，支持三维图形渲染
• 必要工具箱：信号处理工具箱、优化工具箱

文件说明

主程序文件集中实现了系统的核心计算与分析功能，主要包括：参数初始化与验证、非线性薛定谔方程数值求解器的调用与执行、四波混频耦合微分方程的构建与求解、多种损耗机制的分段积分计算、功率演化过程的实时跟踪与记录、转换效率的精确计算与评估、结果数据的多维可视化渲染以及参数敏感性分析算法的执行。