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。
2\7`/,U6 有两种不同的信道:
G-?d3n
- 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。 rld67'KcE
- 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。 b0Kc^uj5
5ZMR,SZhC 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)。
2ioQb`= {`K m_<Te! 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。
DsT>3 ~ ; -! n; 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。
YEj8S5"Su\ }RwSp!}C 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。
V??dYB( Kd=%tNp 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
{ Fawt: uoXAQ6k 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。
rfNm&!K IuNiEtKx 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
UmQ?rS8d pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
)e a :Q? {3.r6ZwCn signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
xv&Q+HD %oq[,h
<X 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)。
0 0M@ 2U; t(,dn' !-,t'GF( 函数 addinputchannel()的参数为:
+ j W1V}h - 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 wyQzM6:,yX
gMaN)ESqd4 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
p\JfFfC - 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)’。 T)Y=zIQ1]7
- 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)’ 2EfF=Fm>
`~ * @q! 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
uU:CR>=AKW FKT1fv[H w_p := 5 um
SL;9Q[ ~R&;v3 I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
kn>$lTHQ 86\S?=J-b 信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,
{WPobP" RW }"2 第二个参数是新的输入功率。例子:
~Q>_uw}g# !X<~-G2)l calc set_P_in(pump, P_p)
j'BMAn ? iTV) NsC} 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
"sl1vzRN 2c:#O%d( ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
aOiR l, )JNSZB ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
/Ne<V2AX d\FJFMW*9 ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
W"k8KODOY >+
4huRb 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
HH@qz2 w - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) vMs$ceq
- 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) ^-[ ?#]
- 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) A%{W{UP8N
- 背景损耗(单位:dB/m) <1.A=_
M
- 传播方向 -atGlu2
&2=dNREJ}1 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。
,ML[Wr'2 A6pjRxg ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
GKFq+]W kr9gK~ 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:
`QUy;%+ <@Fy5k-%. l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
-M1YE !DI{:I_h( l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
eU N"w,@y 3:f[gV9K dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
}oKG}wgY sqS=qC defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
B-T/V-c7 |-CnT:|o defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
?l $Nf@- YTjkPj: w_ASE := 5.5 um
$Tb G+Eb8 PGARXw+ l_s := 0
ZZ.m(ATR @j4U^"_QB I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
= 07]z@s XbZ*& calc
k~|-gfFP Izv+i*(dl for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
DS%\SrC 2*w:tT8+X begin
}h}<!s c_ASE_fw[l] :=
X K5<Tg addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
R3!@?mcr c_ASE_bw[l] :=
)#}mH @ addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
Zxb_K end;
{"
4e+y 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。
wV)}a5+ "sKa`WN} #%FN>v3e