[原创]RP Fiber Power-光纤建模原理 [复制链接]

RP Fiber Power光纤基本物理模型。 < {dV=  
光纤基本原理-步长 e$@azi1  
6P*2Kg`  
1.纵向： q\6ZmKGnT  
模型总是考虑长度为 L 的单个有源光纤。沿光纤的位置具有 z 坐标特点，从 0 到 L 变化。 p=U5qM.O  
用户定义一些步数 Nz，数值上光纤由 Nz 段长为

图片:步长.png

。  软件计算位置

图片:zj.png

处的光功率和电子能级粒子束，其中指数 j从0到Nz变化。 rY&Y58./  
Nl`8Kcv  

图片:纵向.png

B&)o:P7h  
vy330SQPo  
当决定 z 方向的步数，应当考虑以下方面。 HGRH9W  

• 为获取高精度，步长尺寸应当很小以至于每一个有关的光信道在每一步的信号增益或损耗低于 0.5dB。比如，一个信号增益为 30dB 的光放大器，至少应该有 60 步，为了高精度最好 100 步。（建议保留一些保护区，因为在光纤的某些部分增益可能更大。）
• 检查当双倍步数时结果是否改变。
• 所需的计算时间随步数而增加。大多数情况下，计算时间不是严格的方面。但是，值得试一试更小步数以防需要高横向分辨率或大数量光信道。

任何与 z 相关的计算量都将在网格点之间进行线性插值。如果这些步长线性特性在某些生成的图中变得明显，这表明所选的步长数目可能太小 。 >T~duwS  
该模型的一个一般假设是掺杂浓度在 z 方向是恒定的。请注意，可以选择不同的纵向步长来模拟超短脉冲传播 。 %7bZnK`C  
2.横向：环和方位角 t{)J#8:g  
模型也包括横向相关的掺杂分布和光强度。用户定义半径逐渐增大的一个或多个环。环的指数 k 从 1 变化到 Nr。下图中显示 3 个环的例子。 BPzlt  

图片:3环.png

KZ)p\p<1  
第一个环是半径为 r1 的圆，第二个是从 r1 到 r2，第 K2
R[u#Q  
三个是从 r2 到 r3。与每个环一起，用户定义第一类激光活性离子的掺杂浓度。稍后可以定义所有环中其他离子的掺杂浓度。 在每个环中，假设掺杂浓度是一个常数。使用光强度的平均值。这些是由给定的强度分布，用环内多个值计算的。为了获得更精细的径向分辨率，可以进一步分割一些环，即使一些环有相同的掺杂浓度。 x,SzZ)l-9  

图片:QQ截图20200413103140.png

   HNtl>H  
上图显示了一个掺杂分布的例子，同样有三个“环”，以及一些光信道的模式强度分布 。 S7 Tem:/  
也可以引入场强的方位角依赖性。（这可能与高阶光纤模式有关。）用户可以定义每个环的段数。这可以选择为 4 或 8，例如，用于模拟 LP10 和 LP11 模式的放大。上图（右侧）显示了每个环 8 个方位角段的划分。 D#,P-0+%  
3.横向：矩形网格 w_!]_6%{b  
对于某些应用（比如无径向对称的平面波导），更倾向于用矩形网格。这在软件中也是可能的。   +b]+5!  
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<#m v  

图片:矩形.png

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在这种情况下，网格跨越 X 和 Y 值的某些范围，其中 X 和 Y 范围可以不同，并且可以具有不同的步长。每个 X/Y 对代表一个矩形段，并位于矩形段中心。   SQB[d3f  
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