基于MATLAB的光纤光栅轴向应力反射谱仿真分析系统

资 源 简 介

本系统采用MATLAB实现光纤光栅在轴向应力作用下的反射谱动态仿真，通过耦合模理论建立应力与波长偏移的数学模型，可分析不同应变下的谱线特征变化，为光纤传感器设计提供可靠工具。

详 情 说 明

布拉格光纤光栅轴向应力对反射谱影响的仿真分析系统

项目介绍

本项目实现了一个基于耦合模理论和传输矩阵法的布拉格光纤光栅仿真系统，专门用于分析轴向应力对光纤光栅反射谱特性的影响。系统通过建立精确的数学模型，模拟在不同轴向应变条件下光纤光栅反射谱的动态变化，为光纤光栅应力传感特性的研究和应用提供可视化分析工具。

功能特性

• 耦合模理论数值求解：基于光纤光栅基本理论构建物理模型
• 轴向应力-波长响应仿真：实现应力与布拉格波长偏移的定量分析
• 参数化仿真设计：支持自定义光纤光栅结构参数和材料参数
• 多应力水平对比分析：可同时模拟多个应变条件下的反射谱特性
• 反射谱特征提取：自动计算中心波长、峰值反射率、3dB带宽等关键参数
• 应变灵敏度计算：输出光纤光栅的应变灵敏度系数（pm/με）

使用方法

1. 参数设置：在指定区域输入光纤光栅参数（光栅长度、有效折射率、调制深度、光栅周期）、材料参数（弹光系数、泊松比、杨氏模量）以及仿真条件（应变范围、波长范围等）
2. 运行仿真：执行主程序开始计算分析
3. 结果查看：系统将自动生成：

- 应力-中心波长偏移关系曲线图 - 不同应力水平下的反射谱对比图 - 反射谱特征参数数据表格 - 应变灵敏度系数计算结果

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB基本安装即可运行，无需额外工具箱

文件说明

主程序文件集成了系统的所有核心功能，包括参数输入处理、耦合模方程求解、传输矩阵法实现、反射谱计算、峰值检测算法、数据可视化以及结果导出等完整仿真流程。该文件通过模块化设计实现了从物理建模到结果展示的全套分析功能，用户可通过修改参数配置进行个性化的仿真实验。