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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 `Gqe]ZE#"  
    有两种不同的信道: <{isWEW9]3  
    • 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。 !?nbB2,  
    • 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。 {4D`VfX_  
    '{"Rjv7  
    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)。 $D1ha CL  
    &eHRn_st5b  
    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。 vkIIuNdDlx  
    'OsZD?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。 I8Aq8XBw  
    ^.6[vmmq  
    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。 eX+36VG\  
    VBX)xQazU  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 t3@+idEb  
    YNr"]SA@;  
    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。 <rBW6o7  
    }R%H?&P  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: /'sv7hg+  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) (xHmucmwp  
    Cz0FA]-g  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) Dh8ECy5k<*  
    $*ff]>#  
    变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。 l~i?  
    "'U^8NA2  
    Az&>.*  
    函数 addinputchannel()的参数为: i g(O$y  
    • 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 3`bQ0-D;  
    $aV62uNf  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: p F{jIXu  
    • 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)’。 ,<v0(  
    • 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)’ ^%r6+ey  
    Y4rxnXGw  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: "`>6M&`U  
    /eV)5`V  
    w_p := 5 um 32wtN8kx  
    DpRMXo[  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) j%6p:wDl  
    g(@F`W[  
    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, > Vm}u`x  
    _4by3?<c  
    第二个参数是新的输入功率。例子: $94lF~  
    ,Kv6!ib6Q  
    calc set_P_in(pump, P_p) vNSUrf,r  
    ;/Hr ZhOE  
    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。 mkSu $c  
    ~ P\4 N  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: `=(<!nXJx  
    L1SX2F8  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) &W\e 5X<A  
    v3DK0MW  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) U1YqyG8  
    "S;4hO  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: jj{:=l ZB  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) RdX+:!lD  
    • 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) Ue}1(2.v  
    • 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) G<CD 4:V  
    • 背景损耗(单位:dB/m) HZ9>4G3  
    • 传播方向 P.Nt jz/B  
    DGHSyB^+1  
    模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。 q /JC\  
    Bl+\|[yd  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 nvR%Ub x  
    D"4*l5l  
    通常,为了正确地对整个 ASE 谱进行采样,有一个完整的 ASE 信道阵列。下面给出了所用代码的示例: f#l9rV"@g  
    :Racu;xf  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } ;mpYcpI  
    U6-47m0%  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } ThV>gn5  
    ~i1 jh:,  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } v~OMm \  
    S<T 'B0r8  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] - +a,Ej  
    3HyOQD"{  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] &k'<xW?x  
    k~ )CJ6}  
    w_ASE := 5.5 um .s\lfBo9  
    f>Rux1Je4  
    l_s := 0 dQ*^WNUB  
    ?b7ttlX{  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) 2D:/.9= 8v  
    )xVf3l pQ  
    calc nReIi;pi  
    Kb ]}p  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do ;gL{*gR]S  
    `%\CO `  
    begin XVN JK-B  
    c_ASE_fw[l] := 6"_pCkn;c<  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); ;8<HB1 &,  
    c_ASE_bw[l] := k9eyl)  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); f%PLR9Nh5@  
    end; GG%;~4#2  
    这里,首先定义了 ASE 波长范围和各个 ASE 信道的宽度。然后定义两个数组来存储所有ASE 信道的参考号。最后,定义了信道。 +tk`$g  
    N4 x5!00  
    a=W%x{  
     
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