在
光纤中传播的每一个光波都由一个所谓的 信道来描述,该信道可以是一个 输入信道或ASE 信道,其特征在于
波长、耦合强度、传播方向等
参数。
1*\o. 有两种不同的信道:
9Z4nAc - 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 4K\G16'$v
- ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 e|"WQ>
fU/>z]K 在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。
\NPmym_6J }\B><E{G 对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。
fD[*_^;h)
+S o4rA*9 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
Q'=x|K#xj d3\qKL!~ 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
EJMM9(DQ7 <M+|rD]oc 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
u_oaebOrpP p{r}?a 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
v[1aWv: "~sW"n(F_ 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
KcWN,!G pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
Va"0>KX d;boIP`M; signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
TM%|'^) */`ki;\A 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
(C\]-E> ]_f_w9] hOjk3
k 函数 addinputchannel()的参数为:
lXW%FH6c+ - 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
- 波长(单位:米)
- 指定模式强度横向依赖性的函数
- 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
- 传播方向,可以是 forward 或 backward gb[5&>(#
6m}Ev95 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
y%"{I7!A - 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 11Q1AN
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ A8muQuj]~~
we;-~A5J 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
<? q?Mn Cio
1E-4 w_p := 5 um
Ia SR;/ D+l AhEN I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
UXJeAE- jys :5P 信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,
{'7B6 kMIcK4.MH 第二个参数是新的输入功率。例子:
W!Gq.M
6AAz calc set_P_in(pump, P_p)
V'z1 Vh|*p& 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
t%d Z-Ym cuax;0{% ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
g];!&R- p$S*dr ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
ER%^!xA ~[t[y~Hup ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
n1Yp1"2b[ %z=le7 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
Q*D;U[ - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) rDdoOb]B
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) {&&z-^
- 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) 4>wP7`/+y
- 背景损耗(单位:dB/m) g9
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