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415131606

铁杆木虫 (文坛精英)

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[资源] 【资源】分享一个脉冲的光线中传输的matlab程序

好多研1的同学，开始用matlab进行模拟的时候都没有学过matlab，下面这个程序为光脉冲在光纤中传输时程序，其中用到了傅里叶分步法，要用傅里叶分步法的同学也可以参考借鉴一下，还有这个程序也可以用来作为锁模的机理的前序，大家参考上面的程序很容易编出锁模的程序，希望对大家有帮助，最后用的是3D输出，大家也可以参考一下3D输出的具体写法！
   %===== Solving NLSE Using Split-step Fourier Method  (SSFM) =======
%  The NLSE is like thie:
%  Uz =  i/2*Uxx - i*beta*U/(1+|U|^2)
%  U(z=0)= sqrt(0.11)*exp(-x.^2/0.85^2);  Gauss pulse
%******************************************************************
% Split-step fast foruier method
%             U(z+dz)=(L+N)U(z)    L and N are operators
%             L=i/2 * d/dx^2       Linear operator
%             N=-i*beta/(1+|U|^2) Nonlinear operator
% Linear operator computation with fft in Fourier domain for speed
% Nonlinear operator computation in space domain
% step: 1.  U-->fft(U) = ans
%    2.  L(dz/2).*ans
%    3.  ifft(ans)
%    4.  N(dz).*ans
%    5.  fft(ans)
%    6.  L(dz/2).*ans
%    7.  ifft(ans)    =U(z+dz)
% Calculate two times L(dz/2) can get a accuracy of  O(dz^3)
%******************************************************************
clear;
clc;



beta=1;  gamma=0;
%******************************************************************
% Set Space & Frequency Windows
%******************************************************************
nz = 3000;
dz = 0.001;
Nstep = nz/10;  % For drawing waterfall lines
xmax = 10;  % x domain [-5,5]
nx = 2^9;
dx = 2*xmax/nx;
x = (-xmax:dx

xmax-dx))';
fk = 2*pi/dx;
xl = length(x)/2;
k = (-xl*fk:fk

xl-1)*fk)'/nx;  % frequency domain [-fk/2,fk/2]
%******************************************************************
% Initialization
%******************************************************************
u0 =sech(x);
u  = u0;

%******************************************************************
% Preplot
%******************************************************************
iplot = 1;
zplot(iplot) = 0;
Uplot(:,iplot) = u.*conj(u);

%******************************************************************
% Linear & Nonlinear Operators
%******************************************************************
% in fourier domain
%******************************************************************
% Split-Step Fourier Method For NLS
%******************************************************************

L=exp(i*dz/4*k.^2);

for m = 1:1:nz
%%%%%%%%%%% test for self-delfection%%%%%%%
absu2=u.*conj(u);

%u2xtemp=diff(absu2)./diff(x);

%u2x(1)=u2xtemp(1);u2x(2:nx,1)=u2xtemp(1:nx-1);

Na=i*dz*beta*u.*conj(u); % in space domain

%Nb=-Na/beta*gamma.*u2x; % in space domain

%N=exp(Na+Nb);
N=exp(Na);

%%%%%%%%%%%%%%% end test%%%%%%%
   f = fftshift(fft(u));

   f = L.*f;


  uhalf = ifft(fftshift(f));

   ua = N.*uhalf;


   f = fftshift(fft(ua));


   f = L.*f;


uend = ifft(fftshift(f));

% 梯形规则积分两次迭代
   u2 = exp(i/2*dz*beta*(u.*conj(u)+uend.*conj(uend))).*uhalf;

   f = fftshift(fft(u2));


   f = L.*f;


  uend1 = ifft(fftshift(f));

   u3 = exp(i/2*dz*beta.*(u.*conj(u)+uend1.*conj(uend1))).*uhalf;

   f = fftshift(fft(u3));


   f = L.*f;

   u = ifft(fftshift(f));


   er=1e-4;

   u2a=uend1.*conj(uend1);

   u2b=u.*conj(u);

   if(abs(max(u2b-u2a))/max(u2b)) > er;

      disp('Reduce step length please');break;

   end




% For drawing 3-D graphic

if (rem(m,Nstep) == 0)
      iplot=iplot+1;
      Uplot(:,iplot)=u.*conj(u);
      zplot(iplot) = m*dz;



end
end
waterfall(x,zplot,Uplot');

hidden off;
view(50,30);
title('Soliton Evolution');
xlabel('s','FontSize',18);
ylabel('\xi','FontSize',18);
zlabel('|U|^2','FontSize',14,'Rotation',0,'Position',[-xmax/1.5,-.1,max(u0)^2]);

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