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    [原创]RP Fiber Power——输入信道和ASE信道 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-04-29
    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 iL gt_@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 3 g {  
    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) #*$@_  
    ^MHn2Cv/~  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) s8d}HI  
    m{.M,Lm:  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: LA`V qJ  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) tq:tY}:4  
    • 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) i!$^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) >[fVl 8G_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-pEBh OH  
    -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) $C05iD  
    8q?;Hg  
    calc >U~|R=*  
    Sn0gTsZ  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do /Fo/_=FE2  
    \_*MJ)h)X  
    begin F%#*U82  
    c_ASE_fw[l] := xe6_RO%  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); 9S1Ti6A  
    c_ASE_bw[l] := j:e^7|.   
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); &6t3SZV  
    end; D=~B7b:  
    这里,首先定义了 ASE 波长范围和各个 ASE 信道的宽度。然后定义两个数组来存储所有ASE 信道的参考号。最后,定义了信道。 ?ng14e  
    B8UZ9I$n  
    wVp4c?s  
     
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