切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 2079阅读
    • 0回复

    [原创]RP Fiber Power——输入信道和ASE信道 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线小火龙果
     
    发帖
    932
    光币
    2176
    光券
    0
    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 c$X0C&m  
    有两种不同的信道: ds@w=~  
    • 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。 hD~P)@^  
    • 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。 AJ0qq  
    q+A^JjzT  
    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)。 $~h\8  
    Z3:M%)e_u$  
    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。 ya!RiHj  
    h8IjTd]z{$  
    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。 d>ltL`xn  
    [;bZQ6JR  
    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。 kbqG)  
    e-$ U .cx  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 ye-o'%{  
    PQl a-  
    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。 P3w]PG@  
    A=Au>"nAA  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: 5k0r{^#M  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) ]dZ8]I<$C  
    ;aZ$qgN*Y  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) )Fc` rY  
    U) tqo_  
    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)。 }*WNrS">S  
    ;>*l?m-S@n  
    *gu4%  
    函数 addinputchannel()的参数为: QPe+K61U  
    • 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 Qt+|s&HGt  
    @"M%ZnFu  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: \Y)pm9!  
    • 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)’。 v 4@=>L  
    • 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)’ EN lqoj1  
    nC^|83  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: C4Pi6.wf  
    F_8nxQ-  
    w_p := 5 um EJ$-  
    ML6V,V/e  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) ISHNeO8  
    gu+c7qe  
    信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号, #UR4I2t*  
    (!h%) _?.l  
    第二个参数是新的输入功率。例子: -4P2 2  
    E?c)WA2iH  
    calc set_P_in(pump, P_p) {}Y QB'}  
    <8U qV.&  
    修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。 D-)jmz>R  
    :e-&,K  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: eySV -f{  
    hZ0p /Bdv  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) lO482l_t  
    yZf+*j/a7  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) ?b',kN,(  
    ]h0Fv-[A  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: "y R56`=  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) 0- GA,I_  
    • 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) (bfHxkR.  
    • 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) ^%X,Rml<e  
    • 背景损耗(单位:dB/m) ebk{p <  
    • 传播方向 4l! ^"=rh  
    i2or/(u`  
    模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。 vkE[Ur>  
    k0|*8  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 @kR/=EfS  
    O=os ,'"  
    通常,为了正确地对整个 ASE 谱进行采样,有一个完整的 ASE 信道阵列。下面给出了所用代码的示例: 'jp nQcwxx  
    @:$zReS2  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } 0mB]*<x8  
    ?>lvV+3^`  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } !:Lb^C;/  
    8+Lig  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } 8Rq+eOP=S  
    jEBZ"Jvb  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] MRvtuE|g  
    {;4AdZk  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] ;I'pC?!y  
    l" y==y  
    w_ASE := 5.5 um ~__]E53F  
    ]a|3"DP5  
    l_s := 0 }+U} [G  
    y}jX/Ln  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) t0Q/vp*/  
    zGFo -C  
    calc ?'H);ou-p  
    DJ"O`qNV3  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do 2#Fc4RR;  
    ;$W/le"Xr  
    begin aK'`yuN  
    c_ASE_fw[l] := )I<p<HQD  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); ;u LD_1%  
    c_ASE_bw[l] := LP bZ.  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); _%Ay\4H^\  
    end; pfW0)V1t  
    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。 _5Q?]-M  
    @YyTXg{ZK  
    bu"R2~sb  
     
    分享到