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小火龙果 2020-04-29 19:38

RP Fiber Power——输入信道和ASE信道

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。 Cqii}  
有两种不同的信道: ) rW&c- '  
  • 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。 zq+o+o>xo  
  • 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。 0|&\'{  
~Nf})U  
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)。 'H8(=9O1d  
~S,p?I  
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。 _A13[Mt3  
F!zP<A "  
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。 @Jm7^;9/  
;V^pL((5J  
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。 2*"Fu:a"`I  
8to8!(  
特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 zZcnijWb  
D:^$4}h f  
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。 m5mu:  
W[EKD 7  
输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: AfeCK1mC@  
pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) bXUy9 -L  
~/^5) g_  
signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) G,Z^g|6  
F  
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)。 H]4Hj  
sGh(#A0Pt  
3 rLTF\  
函数 addinputchannel()的参数为: ['8!qr  
  • 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 su*Pk|6%  
`qJw|u>YpJ  
模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: niB `2 J  
  • 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)’。 gs!(;N\j|  
  • 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)’ -*5Rnx|Y{  
F}Vr:~  
为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: zO g7raIa  
qC F5~;7  
w_p := 5 um }D+}DPL{^  
CLvX!O(~  
I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) 'y8]_K*  
>pUtwIP  
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, ODZ|bN0>  
{(r6e  
第二个参数是新的输入功率。例子: 7{&|;U  
cGjPxG;  
calc set_P_in(pump, P_p)  {o(j^@  
N F)~W#  
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。 #o1=:PQaC  
LL:_L<  
ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: |:8bNm5[  
6@DF  
ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) }&_/PA0j  
mI74x3 [  
ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) 6{ =\7AY  
d!eYqM7-G  
结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: m2AnXY\  
  • 波长(单位:米)
  • 带宽(单位:米) p K0"%eA  
  • 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) sr8cYLm5R  
  • 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) '7O3/GDK  
  • 背景损耗(单位:dB/m) lg^Z*&(  
  • 传播方向 "AE5 V'  
1GzAG;UUo6  
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。 k:7(D_  
-GxaV #{  
ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 W6Y]N/v3>  
21"1NJzP  
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: <)1qt 9  
3Z1CWzq(  
l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } Kr)a2rZ}SL  
HTG%t/S  
l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } ob8qe,_'  
-B +4+&{T  
dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } )ut&@]  
%7|9sQ:  
defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] &Xf}8^T<V  
YPxM<Gfa8  
defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] .mR8q+I6  
{;2PL^i  
w_ASE := 5.5 um YOcO4   
a |X a3E  
l_s := 0 Hj}K{20  
@{2 5xTt  
I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) B6={&7U2  
$` ""  
calc ff^=Ruf$  
~sh`r{0  
for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do #{;k{~;PF  
'tH_p  
begin H*}y^ )x  
c_ASE_fw[l] := m^zUmrj[  
addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); NCDvo bYJ  
c_ASE_bw[l] := `x*Pof!Io  
addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); Fe4(4  
end; 5?x>9C a  
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。 Qnsi`1mASr  
Te[n,\Nb  
F'21jy&  
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