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。
iLgt_@g 有两种不同的信道:
!491
\W0ZH - 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。 Iz8^?>X
- 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。 //,'oh~W
MB 5[Js| 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)。
y~=hM
. R}y"O\ 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。
.%<&W1 )89jP088V 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。
~b[4'm@ 5gEfhZQ 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。
2ML6Lkk QX=;,tr 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
kZ}u t>sX.=\$ 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。
b
. j^US^ oI~Qo*4eh 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
_fCHj$I*] pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
N8q Z{CWn PZR%8 m}]u signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
wIj2 IAD EM/+1
_u 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
q$rA-`jw Y]K]]Ehp Av>j+O ; 函数 addinputchannel()的参数为:
1n(}Q1fa - 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 ]e~^YZOs
<xjv7`G7 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
05 Q8` - 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)’。 26VdRy{[
- 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)’ B/hHkOoo
.6F3;bg R7 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
4Z9 3g{ Q3q.*(# w_p := 5 um
'sBXH EZA] PjW+V` I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
Z;'.pU~ 97wy;'J[u 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,
G)Bq?=P
#
pB:LPEsK 第二个参数是新的输入功率。例子:
ASa!yV=g G?d,$NMo| calc set_P_in(pump, P_p)
e@-Mlq) G1_@!
4 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
)9*3^v %N>NOk) ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
"HfU,$[ XJ~l5}y ] ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
#*$@_ ^MHn2Cv/~ ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
s8d}HI m{.M,Lm: 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
LA`VqJ - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) tq:tY}:4
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) i!$^NIcJ
- 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) >[fVl8G_0
- 背景损耗(单位:dB/m) n=o'ocdS)
- 传播方向 =&VXn{e
`s>=Sn&UP 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。
Gb |}Su L##8+OJ.L ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
X/8iJ-KB <uKm%~xi< 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:
k-pEBhOH -A%?T" l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
"I}Z2 <h_P+ nz l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
-y*_.Ws9 k
gu[!hD1 dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
+'qX
sfc 42>m,fb2[ defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
soq".+Q 0 {JK4]C defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
iE^a%|?} %|(?!w7 w_ASE := 5.5 um
1!(%<R IiK(^:~% l_s := 0
/uE^H%9h u[i7:V% I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
$C05iD 8q?;Hg calc
>U~|R=* Sn0gTsZ for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
/Fo/_=FE 2 \_*MJ)h)X begin
F%#*U82 c_ASE_fw[l] :=
xe6_RO% addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
9S1Ti6A c_ASE_bw[l] :=
j:e^7|. addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
&6t3SZV end;
D=~B7b: 这里,首先定义了 ASE 波长范围和各个 ASE 信道的宽度。然后定义两个数组来存储所有ASE 信道的参考号。最后,定义了信道。
?ng14e B8UZ9I$n wVp4c?s