| 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。 !X 8R 有两种不同的信道: %#a%Luq
- 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。 QO/7p]$_
- 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。 E;H(jVZ
~7a BeD 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)。 Q%2Lyt"( ,?6m"ov4( 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。 9m4rNvb Dt.Wb&V_w 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。 ;hJ*u pNFIO
t:( 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。 hp4(f W h';v'"DoW` 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 `h!&-> 3+5\xRq 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。 :q<%wLs `kSCH; mwP 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: KBe { pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) J)|K/W9 _ n4ma signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) ;_5
=g ss8v4@C 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)。 _PXo'*j 7=A9E]: 7`@?3? 函数 addinputchannel()的参数为: "]Dzc[Vp
- 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 {WOfT6y+
89=JC[c 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: $ow`)?sh
- 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 M~F2cXW
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ &"%|`gE
<#
r.}T.l 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: <" l;l~Y1 an[~%vxw} w_p := 5 um D@W3;T^ !BuJC$ I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) ,nRwwFd. XPo'iI- 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, L)Ar{*xC v^_]W3K 第二个参数是新的输入功率。例子: bk9~63tN+> -f|^}j? calc set_P_in(pump, P_p) "sX?wTag P\6T4s 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。 qgsE7 ] Yf)|ws?! ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: NZW)X[nXM qq3Qd,$Z ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) 2X c `oRs-,d|< ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) 4?M3#],'h :fKz^@mY4 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: Zi@+T
- 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) xjq7%R_,
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) ~2DV{dyj
- 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) FDs^S)B
- 背景损耗(单位:dB/m) #33RhJu5,
- 传播方向 yxWMatZ2
UMi`u6# 模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。 iA{jKk= @&xaaqQ- ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 G$|;~'E v:Z4z6M- 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: =/QU$[7X( :`^3MMLO l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } ^pV>b(?qw RHl=$Hm.% l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } 4'hcHdL9 ?&<o_/`-H5 dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } )Z]y.W ) {AL9o2 defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] XL/o y'_ ^8l3j4 defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] P(gVF|J? ytV)!xe w_ASE := 5.5 um QUZQY`'@ S O:V|Tfj l_s := 0 eGSp(o5 6 /<7C[^h{- I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) ssyd8LC# SM#S/|.] calc ^0tf1pV2 u6Qf*_- K for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do Li-(p" G!VF*yW8 begin 2
ssj(Qo c_ASE_fw[l] := 5+/b$mHZX addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); d:<H?~ c_ASE_bw[l] := H~dHVQtJZ addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); hKZ`DB4 end; Cq*}b4^; 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。 vG<pc_ak %V(N U_o oS#'u1k
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