解光纤中光耦合的耦合波方程源码

资 源 简 介

解光纤中光耦合的耦合波方程源码

详 情 说 明

光纤中的光耦合现象是集成光学和光纤通信领域的核心问题之一，耦合波方程描述了能量在两个或多个波导模式间的转移过程。本文将解析其数值求解思路及归一化能量谱的物理意义。

耦合波方程体系通常表现为一组相互关联的微分方程，其核心是模式振幅随传播距离的演化。数值求解时需注意三个关键环节：边界条件设置反映初始激励状态，步长选择需兼顾计算精度与效率，归一化处理则保证能量守恒特性。

归一化能量谱的实现包含两步核心操作：先计算各模式瞬时能量占比，再通过传播距离坐标的离散化获得能量转移图谱。典型数值方法如龙格-库塔法能有效处理方程组的刚性特征，而傅里叶分析则可揭示耦合过程中的频率特性。

该模型的工程价值体现在器件设计阶段，通过调整耦合系数、相位失配量等参数，可预测定向耦合器、波分复用器等器件的光能分布效果。值得注意的是，对于强耦合系统还需考虑非线性效应修正。