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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 DQ#rZi3I  
    有两种不同的信道: QQ*` tmy  
    • 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。 -^R6U~  
    • 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。 eUY/H1  
    {c(@u6l28  
    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)。 5mtsN#  
    ,sa%u Fm  
    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。 ||xiKg  
    _m?TEq B  
    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。 jV}tjwq  
    t\GoUeH]  
    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。 H}ie D"T_  
    '<$!?="  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 `FJ2 ?  
    uPbGQ:%}  
    通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在模拟设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。 ,$H[DX  
    e$vvmbK.  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:  Zk={3Y  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) tz6N,4J?  
    \H^A@f  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) ?W27 h  
    XABB6J]  
    变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。 D  ,U#z  
    o0Z~9iF&  
    .kl.awT  
    函数 addinputchannel()的参数为: O ,9,= 2j  
    • 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
    • 波长(单位:米)
    • 指定模式强度横向依赖性的函数
    • 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
    • 传播方向,可以是 forward 或 backward Y<ZaW{%  
    1M={8}3  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: N=vb*3ECg  
    • 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
    • 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 #;+ABV  
    • 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ 6r]l8*3 4;  
    PLV-De  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: )j_Y9`R  
    8kRqF?rbj  
    w_p := 5 um m9Pzy^g1  
    0#/NZO  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) ?=},%^  
    mw!EDJ;'  
    信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号, ##\ <mFE  
    %v"qFYVX"  
    第二个参数是新的输入功率。例子: `mt x+C  
    H\PY\O&cP  
    calc set_P_in(pump, P_p) 4WAs_~  
    =/Lwprj  
    修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。 =[ +)T[  
    W,D$=Bg  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: n>o0PtGxC  
    l&2pUv=  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) myvn@OsEw  
    ir?Y>  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) S9;:)  
    `pJWZ:3  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: `h(*D   
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) [ U`})  
    • 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)  L7rEMq  
    • 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) .1q4Q\B<  
    • 背景损耗(单位:dB/m) M3EB=tU  
    • 传播方向 .wPu #*  
    !xRboPg  
    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。 jTh^#Q  
    T1_qAz+  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 >39\u &)  
    oScKL#Hu  
    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: v-MrurQ4  
    M>xjs?{%k  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } Be4n\c.  
    D&]dlY@*  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } Mv1V Vk  
    RHj<t");  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } ([Da*Tk*  
    OGGuVY  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] fEYo<@5c]  
    dFw>SYrpu  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] 8)m  
    rl0|)j  
    w_ASE := 5.5 um =JM !`[  
    Eq82?+9  
    l_s := 0 VYAz0H1-_  
    [ }1+=Ub  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) G@+AB*Eu  
    vbMt}bM(GD  
    calc  cq,8^o&  
    us2RW<Oxv  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do :WM[[LOaC  
    R;3Tyn+  
    begin /)LI1\ o  
    c_ASE_fw[l] := x4e8;A(y  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); tEC`-> |  
    c_ASE_bw[l] := w`a(285s)i  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); >"%}x{|  
    end; ]R7zvcu&  
    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。 okSCM#&:[2  
    =zX A0%  
    /2jw]ekQ'  
     
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