FOT – Lab4 zdalne – Zadanie 1 wykresy k(omega), a, M(Omega)

fot_lab4_zad1_plot.py

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt


K0 = 1  # [1]
DELTA_OMEGA_D = 1500  # [MHz]
L = 0.9  # [m]
DELTA_OMEGA = (3e8 * 1e-6)/(2 * L)  # [MHz]
A = 0.45  # [1]
OMEGA_PR = np.sqrt(-np.log(A)) * 0.6 * DELTA_OMEGA_D  # [MHz]
DELTA_L = 0.3  # [µm]
LAMBDA = 0.6328  # [µm]
DELTA_F = (DELTA_OMEGA * DELTA_L)/(LAMBDA/2)


def dopplerowska_krzywa_wzm(omega: float) -> float:
    return K0 * np.exp((-np.power(omega, 2))/np.power(0.6*DELTA_OMEGA_D, 2))


def skladnik_struktury_modow(omega: float, n: int) -> float:
    return 1/(1 + np.power((omega - n * DELTA_OMEGA_D - DELTA_F)/2, 2))


def struktura_modow(omega: float) -> float:
    n = np.arange(-15, 15, 1)
    return np.sum([skladnik_struktury_modow(omega, _n) for _n in n])


def amplituda_modow(omega: float) -> float:
    return A + (dopplerowska_krzywa_wzm(omega) - A) * struktura_modow(omega)


if __name__ == "__main__":
    zakres_omega = np.arange(-1200, 1200, 1)
    zakres_OMEGA = np.arange(-OMEGA_PR, OMEGA_PR, OMEGA_PR/5000)
    wzmocnienie = [dopplerowska_krzywa_wzm(omega)
                   for omega in zakres_omega]
    poziom_strat = np.full(zakres_omega.shape, A)
    amplituda_modow_arr = [amplituda_modow(_omega)
                           for _omega in zakres_OMEGA]

    plt.plot(zakres_omega, wzmocnienie)
    plt.plot(zakres_omega, poziom_strat)
    plt.plot(zakres_OMEGA, amplituda_modow_arr)
    plt.xlabel(r"$\omega$ [MHz]")
    plt.legend(["Wzmocnienie", "Poziom strat", "Amplituda modów"])
    plt.savefig("zad_1.png")