MATLAB非线性薛定谔方程三阶色散光纤通信仿真系统

资 源 简 介

该MATLAB项目实现了光纤通信中三阶色散效应的数值仿真，通过求解非线性薛定谔方程模拟光脉冲的波形演化和频谱展宽。支持自定义光纤参数与传输条件，提供可视化分析工具。

详 情 说 明

基于非线性薛定谥方程的三阶色散效应仿真系统

项目介绍

本项目是一个用于仿真非线性光纤通信系统中三阶色散效应的数值计算工具。系统通过求解包含三阶色散项的非线性薛定谥方程，模拟光脉冲在光纤传输过程中的动态演化，包括波形畸变、频谱展宽等关键物理现象。该系统面向科研与教学场景，旨在帮助用户直观理解高阶色散对光脉冲传输的影响机制。

功能特性

• 物理模型完整：基于包含自相位调制、群速度色散及三阶色散的非线性薛定谥方程
• 数值方法高效：采用分步傅里叶方法进行高精度数值求解
• 参数灵活配置：支持自定义光脉冲特性、光纤参数和仿真精度设置
• 可视化分析全面：提供脉冲时域演化、频域演化双视图分析
• 量化指标输出：自动计算脉宽展宽比、峰值功率衰减等关键特征参数

使用方法

1. 参数设置：在代码预设区调整初始脉冲参数（波形类型、脉宽、功率等）、光纤参数（β2, β3, γ, 长度）和仿真参数（步长、采样点数）
2. 执行仿真：运行主程序开始数值计算过程
3. 结果查看：系统自动生成并显示时域/频域演化图，并在命令行输出定量分析结果
4. 数据导出：演化数据保留在工作区可供进一步处理分析

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 内存需求：≥ 4GB RAM（建议 8GB 以上以处理大规模采样）
• 工具包依赖：仅需基础 MATLAB 环境，无需额外工具箱

文件说明

主程序文件整合了系统的完整仿真流程，具体实现了以下核心功能：用户参数的定义与验证、非线性薛定谥方程数值求解算法的执行、光脉冲传输过程的逐步模拟、时域与频域演化的并行计算、结果数据的可视化呈现以及脉冲特征参数的定量提取与分析。