光纤技术及应用第六章

高等光学仿真matlab第六章高功率光纤激光器版pdf高功率光纤激光器是一种基于激光光源的新型发光器件，具有高功率、高光束质量、高光谱均匀度等特点，广泛应用于激光加工、激光通信、激光雷达等领域。

本文将介绍如何使用Matlab进行高等光学仿真，从而对高功率光纤激光器进行优化设计。

1.光学仿真原理光学仿真是利用计算机模拟光的传播过程，通过建立光学系统的数学模型，计算光场的传输、衍射、反射等现象，从而分析和优化系统性能。

Matlab作为一种强大的科学计算软件，提供了丰富的工具和函数，可用于光学系统的建模和仿真。

2.建立光纤激光器模型在Matlab中，可以利用光波传输法建立高功率光纤激光器的数学模型，包括光波传输方程、折射率方程、损耗方程等。

通过优化这些方程中的参数，可以设计出性能优越的光纤激光器。

3.光纤激光器的光场分析利用Matlab的光场传播函数，可以对光纤激光器的光场进行分析，包括光束的聚焦度、光谱特性、空间分布等。

通过观察这些参数的变化，可以了解光纤激光器在不同工作条件下的性能表现。

4.优化设计光纤激光器在光学仿真过程中，可以通过调节光纤激光器的结构参数、工作条件等，实现对光纤激光器性能的优化设计。

例如，通过改变激光器的长度、折射率、掺杂浓度等参数，可以提高光纤激光器的输出功率、波长稳定性等。

5.应用与展望高功率光纤激光器具有广泛的应用前景，可以应用于激光打标、激光切割、激光焊接等领域。

随着光纤激光器技术的不断进步，相信其在工业制造、医疗美容、通信等领域中将有更加广泛的应用。

综上所述，利用Matlab进行高等光学仿真，可以实现对高功率光纤激光器的精确建模和优化设计，为其在实际应用中发挥更大的作用提供了有力支持。

希望本文能够对读者在光学仿真领域的研究和应用有所启发，推动光学技术的不断发展和创新。

VPI大作业题目V3验证型题目（10题，每题只能有一组学生选择，组内不同学生设置参数要有差异）1.基于直接探测和相干探测装置的光发射机指标参数测量系统设计（第二章）说明与要求：搭建直接探测和相干探测装置，对光发射机的重要指标如激光器线宽、强度噪声、调制后信号的啁啾大小等进行测量。

根据光谱仪、射频频谱分析仪获得的测量结果，估计测量误差大小并提出改进方法。

注：线宽的测量主要针对窄线宽激光器（100kHz左右）进行。

参考例程：Chirp and Transfer Function Measurement；RIN Measurement MethodsSelf-Heterodyne Linewidth Measurement。

难度等级：B2.相同速率（比特率）不同调制格式的光信号时频域特征研究与抗色散性能分析（第三章）说明与要求：信号速率固定为100Gbps。

分析脉冲占空比分别为100%，66%和33%的OOK，DPSK，QPSK和16QAM的光信号。

研究不同调制格式时域波形和光谱形状的差别；研究不同调制格式随标准单模光纤色散值变化而引起的脉冲展宽变化规律，比较其色散容限大小。

参考例程：Differential Phase Shift Keying (DPSK) vs. Non Return-to-Zero (NRZ)for 40 Gbit/s over 5*90 km Terrestrial System。

BER vs. Accumulated Dispersion for ASK, DPSK and DQPSK modulation formats；BER vs OSNR for ASK, DPSK and DQPSK Modulation Formats。

难度等级：A3.光纤中受激布里渊散射效应的研究（第三章）说明与要求：通过测量背向散射功率获得不同有效面积光纤的SBS阈值，构建相关变化规律曲线；讨论使用标准单模光纤时, SBS效应对相同速率不同调制格式（如OOK，BPSK，QPSK等）光信号的传输损伤。

《光电子技术》教学大纲课程编码：课程英文名称: Optoelectronics Technology学时数：60学时学分：3.5学分适用专业：电子科学技术专业教学大纲说明一、课程的性质、教学目的与任务课程性质：光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。

光电子技术课程是电子科学与技术专业学生的必修专业课程，它的开设为培养合格的专业技术人才提供了必备的理论和实践基础，本门课程不仅是本专业学生在校学习的重要环节，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术都将发生深远的影响。

教学目的：该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，内容可以分为四大主要部分：(1) 激光原理基础及典型激光器；(2) 光的耦合与调制技术；(3) 光电探测器及其应用；(4) 光电子集成器件及光电子器件在光通信中的应用。

主要介绍了光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。

该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。

教学任务：通过本课程的学习，使学生熟悉光电子技术的基础知识以及实际应用，为今后从事光电子技术方面的研究和开发工作打下一定的基础。

并通过实验教学环节使学生加深光电子技术课程的理论知识的掌握，通过一定的实验，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，获得相应技术、实验方法和技能锻炼。

二、课程教学的基本要求本课程以课堂讲授为主，课下自学为辅。

对自学的内容布置讨论及思考题，提高学生独立思考及解决问题的能力。

适当增加flash动画、视频材料，同时安排一些课外科技学术报告，使学生了解到本学科的最新前沿进展。

通过本课程的学习，应使学生掌握光电子技术的基本原理、基本概念，了解光电子技术的应用实例，了解光电子领域的新成果和新进展，对光电子技术有比较全面、系统的认识和理解。

通信光缆培训教材第一章光的基础知识第一节光的直线传播光速 2第二节光的反射 2第四节光的全反射 2第五节光的色散 3第六节光的波粒二象性光电效应 3第二章光纤通信系统概述第一节进展概况 4第二节光纤通信的特点 4第三节光纤通信的大体组成 4第四节光纤通信系统的分类 5第三章光纤和光缆第一节光纤 5第二节带状光纤的技术指标（略） 6第三节光纤的要紧特性 6第四节光纤传输特性 6第五节光纤的机械特性 8第六节光纤的温度特性 9第七节光缆的种类与结构 9第八节光缆要紧特性 11第九节光缆端别与纤序的识别 12第四章光缆接续第一节光缆接续安装的一样要求 13第二节光缆接续方式 15第三节光缆接续的方式与步骤 16第五章光纤连接技术第一节光纤连接的方式及要求 16第二节光纤连接损耗的产生因素（略） 17第三节光纤熔接法 18第四节光纤的活动连接21第六章OTDR原理及应用第一节OTDR工作原理和光学原理22 第二节OTDR几个测试参数的设置23 第三节OTDR的动态范围和有效动态范围24 第四节OTDR的盲区和衰减死区25 第五节光纤线路中的菲涅尔反射25 第六节幻峰及正增益问题26 第七节OTDR测试光纤长度及误差分析27第七章光源、光功率计及光纤识别器第一章光的基础知识第一节光的直线传播光速发光的物体叫做光源，光能够在其中传播的物质叫做媒质，在任何一种媒质里，光老是沿着直线传播的，光在真空中的传播速度为c=×10千米/秒。

第二节光的反射反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线别离位于法线双侧，反射角等于入射角。

见图依照上述定律能够明白，若是光线逆着原先反射光线的方向射到反射面上，它就要逆着原先入射光线的方向反射出去，因此在反射现象里，光路是可逆的。

（OTDR）第三节光的折射光的折射：当光从一种媒质进入另一种媒质，在两种媒质的界面处，一部份光进入到后一种媒质中去，而且改变了原先的传播方向，这种现象叫做光的折射。