matlab编写:随机产生两束光波信号,只有相位不同,通过2x2耦合器做干涉,使用spgd算法控制两路信号相位差,使合束后一路光强达到最强,一路光强达到最小,画出随着spgd算法对相位差矫正时的光强变化
时间: 2023-12-10 14:06:29 浏览: 141
两路纳秒脉冲光纤激光相干合成的实验研究
好的,这是一个相对复杂的问题,需要一定的时间和代码实现。首先需要生成两束光波信号,可以使用正弦函数进行模拟:
```matlab
%% 生成两束光波信号
freq = 10; % 信号频率
amp = 1; % 信号振幅
phase_diff = pi/4; % 相位差
t = 0:0.01:2*pi;
wave1 = amp * sin(2*pi*freq*t);
wave2 = amp * sin(2*pi*freq*t + phase_diff);
```
接下来,需要通过2x2耦合器模拟干涉过程,这里可以使用矩阵运算实现:
```matlab
%% 通过2x2耦合器模拟干涉过程
coupler = 1/sqrt(2) * [1, 1; 1, -1]; % 2x2耦合器矩阵
input = [wave1; wave2]; % 输入矩阵
output = coupler * input; % 输出矩阵
```
然后,需要实现SPGD算法进行相位差调整,这里可以使用循环逐步迭代实现:
```matlab
%% 使用SPGD算法进行相位差调整
learning_rate = 0.05; % 学习率
iter_num = 100; % 迭代次数
target_intensity = [1; -1]; % 目标光强
phase_diff_adjusted = 0; % 初始化相位差调整值为0
for iter = 1:iter_num
intensity = abs(coupler * [wave1; wave2 * exp(1i*phase_diff_adjusted)]); % 计算输出光强
intensity_diff = intensity - target_intensity; % 计算光强差
gradient = imag(conj(output) .* intensity_diff); % 计算SPGD梯度
phase_diff_adjusted = phase_diff_adjusted - learning_rate * gradient(2); % 更新相位差调整值
end
```
最后,可以画出随着SPGD算法对相位差矫正时的光强变化:
```matlab
%% 画出随着SPGD算法对相位差矫正时的光强变化
intensity_history = zeros(iter_num, 2); % 初始化光强历史记录矩阵
phase_diff_adjusted = 0; % 重新初始化相位差调整值为0
for iter = 1:iter_num
intensity = abs(coupler * [wave1; wave2 * exp(1i*phase_diff_adjusted)]); % 计算输出光强
intensity_history(iter, :) = intensity; % 记录光强值
intensity_diff = intensity - target_intensity; % 计算光强差
gradient = imag(conj(output) .* intensity_diff); % 计算SPGD梯度
phase_diff_adjusted = phase_diff_adjusted - learning_rate * gradient(2); % 更新相位差调整值
end
figure;
plot(intensity_history(:, 1), 'r', 'LineWidth', 2); hold on;
plot(intensity_history(:, 2), 'b', 'LineWidth', 2);
xlabel('迭代次数');
ylabel('光强');
legend('最强光路', '最弱光路');
```
以上就是完整的MATLAB代码实现,可以生成两束光波信号、模拟干涉、使用SPGD算法控制相位差、并且画出光强随着SPGD算法迭代的变化图。
阅读全文