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    [原创]RP Fiber Power——输入信道和ASE信道 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-04-29
    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!#:$|Q  
    • 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 WsFk:h'r  
    • ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 E0/mSm"(T  
    0A:n0[V:]  
    在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。 s!9dQ.  
    WO6/X/#8b  
    对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。 Q`#4W3-,  
    \j2;4O?`  
    在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。 [I:KpAd/  
    }dxDt qb  
    通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。 ^ZM0c>ev=l  
    {T'GQz+R"  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 JxjI]SF02  
    F3oQ^;xB  
    通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在模拟设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。 @R m-CWa  
    \*\R1_+  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: -B$~`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$i` o  
    函数 addinputchannel()的参数为: =V97;kq+v  
    • 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
    • 波长(单位:米)
    • 指定模式强度横向依赖性的函数
    • 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
    • 传播方向,可以是 forward 或 backward 1ZJQs6  
    =o p%8NJf  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: hSGb-$~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  
    I NSkgOo  
    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%!$1  
    • 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) I-NN29Sk  
    • 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) "()sb?&  
    • 背景损耗(单位:dB/m) bVr*h2 p  
    • 传播方向 !SHj$Jwa'  
    ']o od!  
    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`N p  
    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@sM1WM X  
    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+R 2A  
    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  
     
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