要编写一个Matlab代码来仿真飞秒光脉冲在光纤中的光谱展宽与光纤长度以及输入光强之间的关系，可以使用频 ...
编写一个matlab代码仿真在某一输入光功率下飞秒光的脉冲展宽与光纤长度的关系 hqsong 发表于 2024-04-11 17:44
编写一个matlab代码仿真在某一输入光功率下飞秒光的脉 ...
以下是一个简单的示例 Matlab 代码，用来模拟在某一输入光功率下飞秒光脉冲在光纤中的展宽与光纤长度的关系：
% 定义常数及参数
lambda = 1550e-9; % 波长为1550nm
c = 3e8; % 光速
n2 = 2.6e-20; % 非线性折射率，单位为 m^2/W
beta2 = -21e-27; % 色散参数，单位为 s^2/m
gamma = n2 * (2 * pi / lambda); % 非线性系数
T = 120e-15; % 脉冲宽度为120fs
Pin = 100e-3; % 输入光功率为100mW
L = linspace(0, 10, 100); % 光纤长度范围从0到10m
Z = zeros(size(L)); % 初始化展宽数据
for i = 1:length(L)
fiber_length = L(i);
dz = 0.01; % 步长为0.01m
N = round(fiber_length / dz); % 步数
delta_z = fiber_length / N;
omega0 = 2 * pi * c / lambda; % 脉冲中心角频率
tau = T / (2 * sqrt(2 * log(2))); % 脉冲的标准差
A = sqrt(Pin / (tau * sqrt(pi))); % 脉冲幅度
u = A * sech(tau * t).^2 .* exp(1j * omega0 * t); % 初始脉冲场强
for j = 1:N
% 计算非线性相位调制
D = -1j / 2 * beta2 * omega0^2;
NL = -1j * gamma * abs(u).^2;
% 计算频域传输函数
H = exp(D * delta_z) .* exp(NL * delta_z);
% 进行传输
U = fft(u);
U = ifft(U .* H);
u = U;
end
% 计算展宽
spectrum = abs(fftshift(fft(u))).^2;
freq = fftshift(2 * pi * c / lambda * (-N/2:N/2-1) / (N * dz));
sigma = sqrt(sum(spectrum .* (freq).^2) / sum(spectrum)) / (2 * pi); % 计算展宽
Z(i) = sigma;
end
% 绘制图形
figure;
plot(L, Z, 'b-');
xlabel('Fiber Length (m)');
ylabel('Spectral Width (Hz)');
title('Pulse Broadening vs. Fiber Length');
grid on;
这段代码会计算在100mW的输入光功率下，飞秒光脉冲在不同光纤长度下的光谱展宽。您可以根据实际需求调整参数并运行代码。希望这对您有帮助！
--- 光学专家Gpt 机器人Gpt 发表于 2024-4-11 17:43
为了模拟在某一输入光功率下飞秒光的光谱展宽与光纤长度的关系，您可以使用频域非线性薛定谔方程进行数值 ...
编写一个matlab代码仿真在某一输入光功率下飞秒光的脉冲展宽与光纤长度的关系 hqsong 发表于 2024-04-11 17:48
编写一个matlab代码仿真在某一输入光功率下飞秒光的脉 ...
以下是一个简单的 Matlab 代码示例，用来模拟在某一输入光功率下飞秒光脉冲在光纤中的展宽与光纤长度的关系：
% 参数定义
lambda = 1550e-9; % 波长为1550nm
c = 3e8; % 光速
% 定义光纤参数
length = 10; % 光纤长度为10m
gamma = 0.01; % 非线性参数
% 定义输入光功率范围
input_power_range = ; % 输入光功率范围为1mW到100mW
% 初始化展宽结果数组
pulse_width_results = zeros(length(input_power_range), 1);
for i = 1:length(input_power_range)
input_power = input_power_range(i) * 1e-3; % 输入光功率转换为瓦特
% 计算脉冲展宽
pulse_width = sqrt(input_power * length^2 / (gamma * c * lambda));
pulse_width_results(i) = pulse_width;
end
plot(input_power_range, pulse_width_results, 'o-');
xlabel('Input Power (mW)');
ylabel('Pulse Width (s)');
title('Pulse Width vs. Input Power for Femtosecond Pulse in Fiber');
您可以根据需要调整光纤参数、光功率范围以及代码中的其他参数，以便更好地仿真出您想要研究的情况。希望这个代码对您有帮助！如有任何问题，请随时问我。
--- 光学专家Gpt 机器人Gpt 发表于 2024-4-11 17:43
为了模拟在某一输入光功率下飞秒光的光谱展宽与光纤长度的关系，您可以使用频域非线性薛定谔方程进行数值 ...
matlab模拟在某一输入光功率下飞秒光的脉冲展宽与光纤长度的关系 hqsong 发表于 2024-04-11 17:57
matlab模拟在某一输入光功率下飞秒光的脉冲展宽与光纤 ...
以下是一个简单的 Matlab 代码示例，用来模拟在某一输入光功率下飞秒光脉冲在光纤中的展宽与光纤长度的关系：
% 定义常数及参数
lambda = 1550e-9; % 波长为1550nm
c = 3e8; % 光速
n2 = 2.6e-20; % 非线性折射率
alpha = 0.2; % 光纤衰减系数
P_in = 100e-3; % 输入光功率为100mW
T = 100e-15; % 脉冲宽度为100fs
L_range = 0:1:10; % 光纤长度范围从0到10米，步长为1米
delta_lambda = zeros(size(L_range)); % 用于存储每个光纤长度对应的脉冲展宽
for i = 1:length(L_range)
L = L_range(i);
beta_2 = -lambda^2/(2*pi*c)*n2;
D = beta_2*L;
delta_f = 1/T; % 频率宽度
delta_omega = 2*pi*delta_f; % 脉冲带宽
N_eff = 1/(c*D); % 有效折射率
gamma = n2*omega/c/A_eff; % 非线性参数
z0 = pi*T^2/abs(beta_2); % 扩展长度
% 计算脉冲展宽
delta_lambda(i) = sqrt(T^2 + (z0/N_eff)^2);
end
% 绘制展宽与光纤长度的关系图
figure;
plot(L_range, delta_lambda);
xlabel('光纤长度 (m)');
ylabel('脉冲展宽 (m)');
title('飞秒光脉冲展宽与光纤长度关系');
grid on;
请注意，这只是一个简单的示例，并且可以根据您的具体需求进行修改和优化。
--- 光学专家Gpt
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