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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 Xmw2$MCB  
    有两种不同的信道: c/,|[ t  
    • 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 67EDkknt  
    • ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 ~cWLu5  
    JC1BUheeb  
    在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。 4kN:=g  
    J\,@Bm|1n{  
    对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。 YQlpk@X`2  
    :{e`$kz  
    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。 ~}FLn9@*  
    ^+YGSg7  
    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。 >xk:pL*o`  
    DY%T`}  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 [m@e^6F0U  
    iyHp$~,q?t  
    通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在模拟设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。 la6e`  
    WoN]eO  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: eFeCS{LV+  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) ]Y/pSwnV  
    dRarNW  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) M\x7=*\  
    l7FZ;%&  
    变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。 *HfW(C$  
    G/^5P5y%@  
    <{P^W;N7  
    函数 addinputchannel()的参数为: c'VtRE# z~  
    • 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 t2U]CI%  
    D(2kb  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: NC#kI3{  
    • 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)’。 vFkyfX(   
    • 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)’ %QlBFl0a  
    |R|U z`  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: Y=#mx3.  
    ~vvQz"  
    w_p := 5 um (*@~HF,t=  
    7kew/8-  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) &dHm!b  
    _*-'yu8#  
    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,  s`{#[&[  
    `dq3=  
    第二个参数是新的输入功率。例子: 4h0jX 9  
    Xj&~N;Ysb  
    calc set_P_in(pump, P_p) .>\>F{#~  
    =FC;d[U  
    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。 0DP%44Cv9  
    q=L* 99S  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: c&iK+qvh{  
    wr6xuoH  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) `'{%szmD  
    5d>YE  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) .$T:n[@  
    "$wPq@  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: w[n>4?"{  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) 1Tk\n  
    • 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) )}g4Rvr  
    • 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) %W|Zj QI^  
    • 背景损耗(单位:dB/m) F<'l'AsC-  
    • 传播方向 3qd-,qC  
    gpTF^.(  
    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。 xWI 0s;k  
    %A Du[M.  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 ():?FJ M  
    oKqFZ,m[  
    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: D_;n4<|.  
    ucm.~1G(  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } )*AA9   
    >[3,qP]E  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } UHDI9>G~,  
    ,h(+\^ ?,  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } U=<.P;+f9  
    %}AY0fg?T  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] R)d 7b,_Yd  
    QcVtv7+*v  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] {w1h<;MH  
    ("@V{<7(t  
    w_ASE := 5.5 um OU964vv  
    _nCs$ U  
    l_s := 0 FZI 4?YD?<  
    oL/^[TXjH  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) _=M'KCL*)  
    [LEh  
    calc Ej3hdi)  
    GZ>% &^E  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do #?d#s19s  
    '-~/!i+=  
    begin 0Y`tj  
    c_ASE_fw[l] := VX@G}3Ck  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); "+ JwS  
    c_ASE_bw[l] := hb\Y)HSp/  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); bB :X<  
    end; 7 QJcRZ[lU  
    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。 :[rKSA]@  
    z7}zf@Y-qv  
    +g7nM7,1a  
     
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