受激布里渊散射程序源码

资 源 简 介

受激布里渊散射程序源码

详 情 说 明

受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）是一种重要的非线性光学现象，常见于高功率激光传输过程中。该效应涉及泵浦光与介质声波场的相互作用，产生频率下移的散射光（斯托克斯光）。利用MATLAB进行SBS模拟可有效分析其动态特性，对光纤通信、激光系统设计等领域具有重要意义。

模拟核心思路 物理模型构建：基于耦合波方程描述泵浦光与斯托克斯光的能量交换，同时引入声波场方程反映介质密度变化。典型模型包含三组微分方程，分别对应泵浦光强度衰减、散射光强度增长及声波场演化。

参数初始化：需设定泵浦光波长（如1550 nm）、光纤长度（10-100 km）、非线性增益系数（与材料相关）等关键参数。初始条件通常为泵浦光输入端强度及零初始散射光。

数值求解方法：采用有限差分法或龙格-库塔法迭代求解耦合方程。MATLAB的ODE求解器（如ode45）适合处理这类时域/空域微分方程组，需注意步长选择以平衡精度与计算效率。

结果可视化：绘制泵浦光与散射光沿光纤的功率分布曲线，可观察到泵浦光能量逐渐转移至散射光的过程。通过频谱分析还能验证斯托克斯频移（通常为GHz量级）。

扩展应用 阈值分析：通过调整泵浦功率模拟SBS阈值特性，为系统安全功率设计提供依据。 脉冲响应：研究窄脉冲泵浦下的瞬态SBS效应，揭示瞬态声栅的形成与衰减机制。 温度/应力传感：利用SBS频移对环境参数的敏感性，拓展分布式光纤传感仿真。

该模拟程序的价值在于将复杂非线性过程转化为直观数值结果，为光学系统设计提供快速验证工具。