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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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    离线小火龙果
     
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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 \zO.#H  
    有两种不同的信道: ;'"'|} xn  
    • 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。 }Ce9R2  
    • 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。 5p0~AN)  
    RaJTya^  
    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)。 "Oxr}^% i  
    ')uYI;h9  
    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。  >;fVuy  
    uBm"Xkxe|w  
    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。 sfM"!{7  
    s.2f'i+  
    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。 D p'urf\*$  
    9c>i>Vja!  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 Qa{5 ]+E  
     s5VK  
    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。 sf> E  
    R|st<P  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: Y+?QHtZL  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) h[ .  
    }. &nEi`  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) mrTf[ "K  
    e+[*4)Qfy  
    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)。 ]*2),H1 c  
    O<m46mwM  
    1W USp;JMl  
    函数 addinputchannel()的参数为: h3MdQlJ&  
    • 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 L AQ@y-K3  
    7)rQf{q7  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: xIM,0xM2  
    • 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)’。 uzd7v,  
    • 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)’ QiPq N$n  
    eD>b|U=/  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: A2'i~_e  
    3lUVDNbZ  
    w_p := 5 um ?%O>]s  
    GkAd"<B  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) c1H.v^Y5  
    *lfjsrPu  
    信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,  {53FR  
    46?z*~*G  
    第二个参数是新的输入功率。例子: XcJ5KTn  
    N63?4'_W  
    calc set_P_in(pump, P_p) omfX2Oa2  
    FnGKt\  
    修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。 uo:RNokjJ  
    e@'x7Zzh  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: |IAx!Z-P  
    ,ri&zbB  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) ?^&ih:"  
    iq;\},  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) 9{pT)(Wnb  
    N8 sT?  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: {v"f){   
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) %['NPs%B  
    • 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) *DJsY/9d}'  
    • 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) z teu{0  
    • 背景损耗(单位:dB/m) F/v.hP_  
    • 传播方向 5_^d3LOT0x  
    ,EQ0""G!  
    模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。 8lk/*/} =<  
    dDcQSshL  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 x?i wtZ@  
    {z oGwB  
    通常,为了正确地对整个 ASE 谱进行采样,有一个完整的 ASE 信道阵列。下面给出了所用代码的示例: 5gz^3R|`f  
    M"z=114  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } xF_u:}7`  
    h,[L6-n  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } VwR\"8r3  
    l+;S$evY  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } :!i=g+e]  
    X}#vt?mu  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] 8@3=SO  
    `^#Rwn#  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] ;MfqI/B{  
    }s2CND  
    w_ASE := 5.5 um ^B.Z3Y  
    e1[ReZW  
    l_s := 0 JuJW]E Q  
    zC*FeqFL<  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) l0&Fm:))k  
    cqU6 Y*n  
    calc 4K cEJlK5  
    Zbo4{.#  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do a`Bp^(f}  
    9Qyc!s`  
    begin bK "I9T #  
    c_ASE_fw[l] := $_JfM^w  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); O72g'qFPE  
    c_ASE_bw[l] := C6ql,hR^h`  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); Z|K HF"  
    end; P$'PB*5d|  
    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。 :[a*I6/^  
    j+!u=E  
    V@0T&#  
     
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