MATLAB光纤激光器速率方程求解与功率分布仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，用于求解光纤激光器的速率方程组，模拟激光在光纤中的动态过程。支持自定义光纤参数、能级结构和泵浦条件，准确计算激光功率分布，适用于激光器设计与优化研究。

详 情 说 明

光纤激光器速率方程求解与功率分布仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于Matlab平台开发的专业仿真工具，专门用于求解光纤激光器系统中的速率方程组。通过数值模拟激光在光纤中的动态过程，系统能够准确计算不同泵浦条件下的激光功率分布特性。用户可自定义光纤参数、能级结构与泵浦条件，系统将可视化输出沿光纤长度方向的功率演化曲线，为激光器设计与优化提供可靠的理论依据。

功能特性

• 物理建模：基于能级粒子数动态平衡理论，建立激光-物质相互作用物理模型
• 数值求解：采用龙格-库塔法进行常微分方程组数值求解，确保计算精度
• 参数自定义：支持完整的光纤参数、能级参数和泵浦条件设置
• 可视化输出：生成双通道功率演化二维曲线图，直观展示功率分布
• 性能分析：自动计算激光阈值、斜效率、最大输出功率等关键性能指标
• 数据导出：支持功率分布数据表格导出，便于进一步分析处理

使用方法

基本操作流程

1. 修改参数配置文件，设置所需的光纤参数、能级参数和泵浦条件
2. 运行主程序开始仿真计算
3. 查看生成的功率分布曲线图和性能指标数据
4. 导出所需的数据结果进行后续分析

关键参数设置

• 光纤参数：长度、掺杂浓度、纤芯面积
• 能级参数：上能级寿命、发射/吸收截面
• 泵浦条件：泵浦功率、泵浦波长
• 边界条件：腔镜反射率、输出耦合率
• 求解参数：步长设置、收敛精度

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：Matlab R2016b及以上版本
• 内存需求：建议4GB及以上空闲内存
• 存储空间：至少100MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括参数初始化、物理模型构建、速率方程组求解、数值计算过程控制、结果可视化以及数据输出等完整仿真流程。该文件整合了所有计算模块，通过调用相应的物理模型和数值算法，完成从参数输入到结果输出的全过程处理，确保仿真计算的准确性和效率。