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。
hqD;<:. 有两种不同的信道:
xN"KSQpu - 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。 W,{`)NWg
- 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。 <Awx:lw.
N2&aU?`e 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)。
QrA8KSLC GvzPT2E! 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。
Sw1]]-Es )Elr8XLw 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。
Rg[e~## cn\& ;55v 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。
<M'IRf/D ex!^&7Q( 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
8v^i%Gg b"FsT 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。
T (2,iG8 }BogE$tc 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
"}HQ)54& pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
W=EO=}l# 8&C(0H]1 signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
+~fu-%,k (Z"Xp{u 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
ESrWRO
f9 E7eVg*Cvi [d&Faa[` 函数 addinputchannel()的参数为:
{hg$?4IyQ - 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 Wq9s[)F"Z
CQ( @7 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
0KQ8;&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)’。 Awh"SUOh0
- 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)’ ?*s!&-KI
GO)rpk9 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
W"-nzdAJ5 Mc}x]j`f w_p := 5 um
#wjBMR% M<p )@p I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
P~qVr#eU |Gf{ } 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,
KFs` u6 ]czy8n$+ 第二个参数是新的输入功率。例子:
g^C6"rsnl A zle ;\l` calc set_P_in(pump, P_p)
oPbD9 XP` kf]9 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。
PjP%,-@1 _N:h&uw ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
!xc7~D@om( @Hf}PBb ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
jF;4
8g@^ P&tK}Se^V ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
h^0mjdSp, VxFy[rP 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
$~YuS_sYg - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) =@w:
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) []]3"n
- 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) c'B"Onu@m*
- 背景损耗(单位:dB/m) "XY?v8*c
- 传播方向 9>#|~P&FE
|i`@!NrFL 模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。
_Nn!SE 84[^#ke ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
7asq]Y}< vRq xZN 通常,为了正确地对整个 ASE 谱进行采样,有一个完整的 ASE 信道
阵列。下面给出了所用代码的示例:
CN=&Je%I H+;wnI>@ l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
LbR-uc?x +Y~+o-_ l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
m#nxw >&&xJ5 dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
=eqI]rVj^ i4I0oRp defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
AVr!e
wF uh6!J defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
zFtGc X4$e2f w_ASE := 5.5 um
/=@vG Vp6 JLu0;XVK l_s := 0
+I <Sq_- ]K7 64} I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
|&Pl 4P A,{D9-% calc
B0i}Y-Z >y9o&D