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。
)w;XicT 有两种不同的信道:
"* %=k%' - 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。 JaG<.ki
- 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。 *ubLuC+b
ofcoNLX5c 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)。
+;:i,`Lmg .H7"nt^ 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。
[5 a`$yaQ [K&O]s<Y 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
:!g|0CF_ e#FaK^V 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
;op+~@*! #(ANyU(#e 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
?v8RY,Q30 Lkqu"V 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
2x$\vL0 Zp-
Av8 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
?ohLcz pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
Xw9,O8}C7 il5WLi;{ signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
Rp}6}4=d kW6}57iV 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)。
=!{}:An1$ ?#pL\1"E 'e;*V$+ 函数 addinputchannel()的参数为:
Qi6vP& - 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
- 波长(单位:米)
- 指定模式强度横向依赖性的函数
- 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
- 传播方向,可以是 forward 或 backward YCw^u
""CJlqU 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
0)k%nIhj - 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 cO)GiWE
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ HmbTV(lC
?kE2S6j5 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
cl:*Q{(Cjk w
V27 w_p := 5 um
}-:
d*YtK P*I\FV I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
N4)&K[ I>L
lc Y 信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,
2rPKZ| wpx,~`& 第二个参数是新的输入功率。例子:
.7~Kfm@2 0 I;>du calc set_P_in(pump, P_p)
g>OGh o k(%RX_]C 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
q_cqjly< ;u}MG3Y8 ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
N|1J@"H L?Wl#wP\;* ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
)bPNL$O "/ @
;6 ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
6<rc]T'| *DDfdn 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
D!qtb6<. - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) 5>h2WL
- 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) '["Y;/>
- 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) 5'+g'9
- 背景损耗(单位:dB/m) _I5p
7X
- 传播方向 .u
W_(Rqg
-W+dsZ Sv8 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。
<KHB/7 6u8`,&U ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
(:-DuUt eUF PzioW 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:
#'$CC<*vy ]r|.\}2Y7 l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
,ZMYCl] -bo0!@MK l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
d{ OY &W.tjqmw dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
kIXLB!L2b^ ^9cqT2:t defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
DU}q4u@) MKoN^(7 defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
q' _ !ZSC" w_ASE := 5.5 um
mUnnk`v LjxTRtB_ l_s := 0
AbcLHV. LNg[fF^: I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
jUBlIVl] ^+,mxV'8! calc
i}+dctg/ 4I {|M,+ for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
s2w.V
O
4:6@9.VVT begin
.z+QyNc: c_ASE_fw[l] :=
j}0*`[c addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
[gQ~B1O c_ASE_bw[l] :=
n-H0cm addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
2Ybz`O!
end;
tb0s+rb 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。
d*q_DV 5%tIAbGW :hxfd b-