matlab sol函数,sol=bvp4c(@f,@fsbc,solinit)解决有上下限的ODE函数
function Pout=fiberlaser_twoend
global R1 R2 Pp1 sigma_ap sigma_ep sigma_as sigma_es sigma_s ...
gamma_p N alpha_p alpga_s Pssat Ppsat Ppsp Ppsv mu kappa elta
%参数设置
lambda_s=1100*1e-9;
lambda_p=974*1e-9;
tau=0.9e-3;
sigma_ap=26e-21*1e-4;
sigma_ep=26e-21*1e-4;
sigma_as=1e-23*1e-4;
sigma_es=1.6e-21*1e-4;
A_c=3.1416e-10;
N=5.5351e+025;
alpha_p=2e-5*1e2;
alpha_s=4e-6*1e2;
gamma_s=0.82;
gamma_p=0.0024;
R1=0.99;
R2=.035;
L=40;
%物理常数及中间过程计算
c=3e8;
h=6.626e-34;
nu_s=c/lambda_s;
nu_p=c/lambda_p;
Pssat=h * nu_s * A_c/(gamma_s * (sigma_es+sigma_as) * tau);
Ppsat=h * nu_p * A_c/(gamma_p * (sigma_ep+sigma_ap) * tau);
%抽运光功率设置
Pp1=0;
Ppr=100;
%端面抽运的光纤激光器编制问题数值求解
OPTION=bvpset('Stats','ON');
solinit=bvpinit(linspace(10,L,4),[Pp1 Ppr 30 Ppr]);
sol=bvp4c(@f,@fsbc,solinit);
%数值计算结果分析及显示
x=[sol.x];
y=[sol.y];
nz=[(sigma_ap/(sigma_ap+sigma_ep)*(y(1,:)+y(2,:))/Ppsat+ ...
sigma_as/(sigma_as+sigma_es)*(y(3,:)+y(4,:))/Pssat./ ...
((y(1,:)+y(2,:))/Ppsat+1+(y(4,:)+y(3,:))/Pssat))];
Pout=y(3,end)*(1-R2);
figure;
subplot(2,1,1)
plot(x,y(1,:),'b.-',x,y(2,:),'g*-',x,y(3,:),'r',x,y(4,:),'k--');
grid on;
title('Pump and laser powers');
legend('Pp+(z)','Pp-(z)','PS+(z)','Ps-(z)');
xlabel('Position z (m)');
ylabel('power (W)');
subplot(2,1,2);
plot(x,nz);
grid on;
title('Relative population density')
xlabel('Position z (m)');
ylabel('N_2/N');
%端面抽运的光纤激光器速率方程组
function dy=f(x,y)
global sigma_ap sigma_ep sigma_as sigma_es sigma_s gamma_p N ...
alpha_p alpga_s Pssat Ppsat Ppsp Ppsv
dy=zeros(4,1);
N21=N*(sigma_ap/(sigma_ap+sigma_ep)*(y(1)+y(2))/Ppsat+sigma_as/...
(sigma_as+sigma_es)*(y(3)+y(4))/Pssat/((y(1)+y(2))/Ppsat+...
1+(y(4)+y(3))/Pssat));
dy(1)=(-gamma_p*(sigma_ap*N-(sigma_ap+sigma_ep)*N21)-alpha_p)*y(1);
dy(2)=-(-gamma_p*(sigma_ap*N-(sigma_ap+sigma_ep)*N21)-alpha_p)*y(2);
dy(3)=(-gamma_s*(sigma_as*N-(sigma_as+sigma_es)*N21)-alpha_s)*y(3);
dy(4)=-(-gamma_s*(sigma_as*N-(sigma_as+sigma_es)*N21)-alpha_s)*y(4);
%端面抽运的光线激光器边界条件
function res=fsbc(y0,yL)
global R1 R2 Pp1 Ppr
res=[y0(1)-Pp1
yL(2)-Ppr
y0(3)-R1*y0(4)
yL(4)-R2*yL(3)];
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