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。
GCE!$W 有两种不同的信道:
Pw}_[[>$ - 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。 d
O
A%F$Mk
- ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 OKY+M^PP
G_oX5:J* 在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。
FuP}Kec M1=_^f=&. 对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。
Md(JIlh3 xcSR{IZ 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
<GW R7rUH J6|JWp 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
{Qtq7q. =Q?f96T 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
`!c,y~r[ @[r ={s\ 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
[%.18FWI GEE
]Kr 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
H/i<_L P pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
DA <ynBQ Fe="EDh signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
G:+16XCra GAU!_M5 N 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
1k>naf~O g37q/nEv ce5nG0@# 函数 addinputchannel()的参数为:
R`He^ - 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
- 波长(单位:米)
- 指定模式强度横向依赖性的函数
- 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
- 传播方向,可以是 forward 或 backward ?iln<%G
ZO7bSxAN- 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
R#0{Wg0O) - 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 RWE~&w G}
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ ##~!M(c
agY5Dg7 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
4;\Y?M}g? _W9&J&l0so w_p := 5 um
^g]xU1] * IIP.yyh> I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
A[9NP-~ uYTCd ZQh 信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,
iBHw[X,b + zDc 第二个参数是新的输入功率。例子:
G^KC&
5+y`P$K@ calc set_P_in(pump, P_p)
$I(}r3r D Q 5W6W 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
G;2[ %^')G+>i ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
e`ex]py<C ?waebuj> ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
e?vj+ZlS$f \1{_lynD ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
PSEWL6=]N V2QW\2@$ 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
86{ZFtv - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) ^N{X "
- 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) "3ug}k
- 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) YE_6OLW
- 背景损耗(单位:dB/m) \4@a
- 传播方向 -R74/GBg
\P?--AIq< 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。
@SQceQfB ER2V*,n@ ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
BJIFl!w <)J55++ 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:
&z QWIv 9/Wn!Ld l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
+WdL * 2%oZXF l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
0/*X=5 85Dm8~ dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
qu!<lW~c EGEMZCdk2 defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
&&*wmnWCS{ p`LL defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
U-ULQ| 6U I2W{tl w_ASE := 5.5 um
YZ{;%&rB c*jr5 Y l_s := 0
_UaPwJ S}O5l}E I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
$4:~*IQ X;5 S calc
^:U;rHY pdy+h{]3 for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
Lm.Ik}Gli | 4%v"U begin
#e*$2+`[A c_ASE_fw[l] :=
/:^tc/5U] addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
8vu2k> c_ASE_bw[l] :=
s7AI:Zv addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
.GtINhz* end;
}:"R-s 这里,首先定义了 ASE 波长范围和各个 ASE 信道的宽度。然后定义两个数组来存储所有ASE 信道的参考号。最后,定义了信道。
s?HsUD$b NrW [Q3E$ ruWye1X;