请用matlab代码进行锁模脉冲激光的仿真
时间: 2023-09-17 18:07:21 浏览: 226
这是一个比较复杂的问题,需要用到许多锁模脉冲激光的相关知识。以下是一个简单的锁模脉冲激光的MATLAB仿真代码,供参考:
```matlab
% 锁模脉冲激光的MATLAB仿真代码
% 光纤参数
core_radius = 5e-6; % 光纤芯径
cladding_radius = 125e-6; % 包层芯径
n_core = 1.45; % 光纤芯的折射率
n_cladding = 1.44; % 包层的折射率
alpha = 0.2; % 损耗系数
% 模式参数
m = 1; % 模式数
l = 0; % 角动量数
k = 2 * pi / 1.55e-6; % 波矢量
% 离散化
dr = 1e-7; % 径向离散化步长
dz = 1e-5; % 纵向离散化步长
r_max = 2 * core_radius; % 最大径向范围
z_max = 1e-3; % 最大纵向范围
nr = round(r_max / dr) + 1; % 径向离散化数
nz = round(z_max / dz) + 1; % 纵向离散化数
% 初始化
r = linspace(0, r_max, nr);
z = linspace(0, z_max, nz);
E = complex(zeros(nr, nz));
G = complex(zeros(nr, nz));
% 边界条件
E(:, 1) = exp(1j * k * r); % 入射光线
E(:, end) = 0; % 输出面边界条件
% 模式初值
w = sqrt(2 / pi) * exp(-r.^2 / core_radius^2);
w = w .* sqrt((2 * l + 1) / (2 * pi * m * core_radius^2));
w = w ./ sqrt(sum(abs(w).^2) * dr);
E(:, 2) = w;
% 数值求解
for i = 2:nz-1
% 径向二阶导数
d2Edr2 = (E(3:end, i) - 2 * E(2:end-1, i) + E(1:end-2, i)) / dr^2;
% 纵向一阶导数
dEdz = (E(:, i+1) - E(:, i)) / dz;
% 光学传输方程
E(2:end-1, i+1) = E(2:end-1, i) + dz * (...
(1j * k * n_core)^2 * E(2:end-1, i) - (1 / core_radius^2 + alpha / 2) * E(2:end-1, i) - ...
(n_core^2 - n_cladding^2) * d2Edr2 / k^2 - 2 * 1j * k * dEdz / (m * core_radius^2));
% 色散方程
dGdt = -0.1 * G + 1j * pi * k^2 * n_core * (abs(E(:, i+1)).^2 + abs(E(:, i)).^2) .* G;
G = G + dz * dGdt;
% 采样
if mod(i, 10) == 0
% 绘图
imagesc([0 z_max], [0 r_max], abs(E).^2);
xlabel('z / m');
ylabel('r / m');
colorbar;
title(sprintf('z = %.2f m', z(i)));
drawnow;
end
end
```
上面的代码使用了光学传输方程和色散方程来模拟锁模脉冲激光的演化过程。在每个时间步长中,我们先使用光学传输方程求解出光场的演化,然后再使用色散方程更新色散。最后,我们在每隔一定时间间隔内采样并绘制出光场的分布情况。
请注意,这只是一个简单的锁模脉冲激光的MATLAB仿真代码,实际的锁模脉冲激光仿真可能需要更多的参数和复杂的模型。
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