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。
.^bft P\ 有两种不同的信道:
h!#:$|Q - 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 WsFk:h'r
- ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 E0/mSm"(T
0A:n0[V:] 在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。
s!9dQ. WO6/X/#8b 对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。
Q`#4W3-, \j2;4O?` 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
[I:KpAd/
}dxDtqb 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
^ZM0c>ev=l {T'GQz+R" 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
JxjI]SF02 F3oQ^;xB 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
@R m-CWa \*\R1_+ 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
-B$~`2- pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
@h?shW=^ 3M0+"l(X signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
za'6Y*CGgX s!+"yK 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)。
,&Wn [G<2 +Ug/rtK4 6r"u$i`o 函数 addinputchannel()的参数为:
=V97;kq+v - 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
- 波长(单位:米)
- 指定模式强度横向依赖性的函数
- 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
- 传播方向,可以是 forward 或 backward 1ZJQs6
=op%8NJf 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
hSGb-$~F - 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)’。 OquAql:
- 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)’ >O/D!j|
J!ntXF 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
0)m8)!gj O|cu.u| w_p := 5 um
65,(4Udz! +fKtG]$ I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
>%Ee#m INSkgOo 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,
P%Ay3cR+E f-2$
L 第二个参数是新的输入功率。例子:
`N/RHb% T88Y
qI calc set_P_in(pump, P_p)
fU2qrcVu Ovw[b2ii 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。
MYe
HS jy2IZ o ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
":Edu,6O 'rb'7=z5 ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
O)R(==P26P wyxGe<1 ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
;oH,~|K iO1nwl !# 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
i;PL\Er:tX - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) s|bM%!$1
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) I-NN29Sk
- 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) "()sb? &
- 背景损耗(单位:dB/m) bVr*h2p
- 传播方向 !SHj$Jwa'
']ood! 模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。
qu6DQ@
~YC vOI[Z0Lq9h ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
%qsvtc` 9O,,m~B 通常,为了正确地对整个 ASE 谱进行采样,有一个完整的 ASE 信道
阵列。下面给出了所用代码的示例:
ALd;$fd qf smAC,-6]~ l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
qBk``!|s] fvo<(c#Y# l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
+:jT=V"X J#3{S]*v_ dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
YJ7V`Np MN=
sIP,zk defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
E^ h=!RW{ $<?X7n^ defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
pF=g||gS I12KT~z<r w_ASE := 5.5 um
ZX`J8lZP 1@sM1WMX l_s := 0
ES:!Vx9t0| ek-!b!iI I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
Sj
3oV |@VF.)_ calc
@y~P&HUN \Xg?Ug*9w for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
*ftC_v@p5 XbvDi+R2A begin
^Ip3A c_ASE_fw[l] :=
fJ80tt?r addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
JSMPyj c_ASE_bw[l] :=
yDd[e]zS` addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
Db03Nk># end;
l`n5~Fs 这里,首先定义了 ASE 波长范围和各个 ASE 信道的宽度。然后定义两个数组来存储所有ASE 信道的参考号。最后,定义了信道。
udqge?Tz j^u[F" ?KN:r E