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。
zMg^2{0L 有两种不同的信道:
n!orM5=:O - 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。 uV\#J{'*
- 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。 2uB26SEIl
U.)eJ1a 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)。
r2`?Ta \05C'z3] 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。
5Z0x2jV 7cSvAX0Z. 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。
:P'5_YSi TJa%zi 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。
h 'CLf] .^W0;ISX 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
05DtU!3O )2\a5iH 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。
+o5rR|)M+ I*t}gvUt9 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
artS*fv3r pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
UcIR0BYa v0pEN\ signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
E$baQU hKS U_04QwhK7 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
ON^u|*kO g-`NsqzD '/@VG_9L] 函数 addinputchannel()的参数为:
-#hl&^u$ - 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 o{eG6
|MGw$ 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
[:Y^0[2 - 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)’。 #]a0 51Y
- 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)’ Ds$;{wl#x
tp0*W
_<4 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
r4'Pf|`u 7X"cu6%\ w_p := 5 um
^Y!`wp2vn :DP{YL|x I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
3x$ #L!VuU Z$gY}Bz 信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,
qz):YHxT]n \>Q,AyL 第二个参数是新的输入功率。例子:
L T!X|O. v\Gu calc set_P_in(pump, P_p)
uhLW/?q. 6y5~Kh6 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
a$-ax[:\sm GQQ6 t ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
2I5@zm
ea }r[BME ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
ny0`~bl{p 5VS<I\o} ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
>U].k8a) e78} 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
x3
<Lx^; - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) -u(#V#}OV?
- 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) SqLKF<tY]/
- 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) 5,3h'\ "!
- 背景损耗(单位:dB/m) USY^
[@o[f
- 传播方向 1>LquZ+Kj
4i \n1RW 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。
K> U&jH p_D)=Ef|& ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
od>.5{o 4ai3@f5 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:
p_(
NLJ% r0,}f\ l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
G}x^PJJt "|H0 X# l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
c'C2V9t lH8?IkK,g dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
+a{>jzR idQr^{ defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
n/-I7Q!;u TqC"lO>:Q defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
E^G= ;%&@^;@k% w_ASE := 5.5 um
=:lacK(0 DBRTZES l_s := 0
@r<w|x} -3C~}~$>` I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
kK(,FB @W8RAS~ calc
asb")NfIm qohUxtnTK> for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
*@< jJP4 ( Qnn begin
V*)gJg c_ASE_fw[l] :=
&j$k58mX addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
q>?oV(sF c_ASE_bw[l] :=
i=+ "[ h^ addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
59|Tmf(dS; end;
IcN|e4t^J+ 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。
8Vp"}(Q D<:9pLD( :(Gg]Z9^8