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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 #.vp \W  
    有两种不同的信道: $3g M P+  
    • 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 D< kf/hj  
    • ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 \}\# fg  
    ~Kl"V% >  
    在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。 qDqy9u:g  
    eFotV.T!#  
    对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。 NV==[$(r  
    W*?qOq {  
    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。 <9\Lv]ng  
    i(ZzE  
    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。 $$SJLV  
    7H|0.  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 o2;Eti  
    ^y%8_r&  
    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。 EPA 2_  
    _~ 'MQ`P  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: hi4-Z=pl  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) =*{7G*tS  
    !E|R3e X_  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) l5]R*mR  
    WYP\J1sy  
    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)。 #s ' `bF^  
    x iz+ R9p  
    ?NvE9+n  
    函数 addinputchannel()的参数为: !1K.HdK  
    • 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 m 2/S(f  
    C(UWir3mW?  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: SrGJ#K&%  
    • 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)’。 ]1eZ<le`6  
    • 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)’ -x:7K\=$SX  
    neE Zw#(Z  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: ^6Zx-Mf\  
    DC8\v+K  
    w_p := 5 um b4EUr SL  
    WncHgz  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) 97<Z,q72Y  
    ]HB1JJiS~  
    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, ,7 m33Pv*  
    _00}O+GLM4  
    第二个参数是新的输入功率。例子: JG&E"j#q  
    C1(RgY|  
    calc set_P_in(pump, P_p) .JTRFk{W  
    bKsEXS  
    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。 I2pE}6q  
    Dx=RLiU9  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: 0M)\([W9&  
    2pv by`P4  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) ,7Ejb++/M,  
    Yakrsi/jV}  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) 1 <m.Q*  
    t:P7ah  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: }'86hnW  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) Jr%F#/  
    • 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) h?h)i>  
    • 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) @P>>:002/  
    • 背景损耗(单位:dB/m) C3N1t  
    • 传播方向 st~ l||  
    kGC*\?<LmR  
    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。 Z0O0Q=e\Y  
    ;8f)p9vE  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 t-n'I/^5  
    smn(q)tt  
    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: 68w~I7D>  
    Vq/hk  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } qT:`F  
    2^75|Q  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } %rf6 >  
    #;lEx'lKN  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } M?;YpaSe+  
    6i~<,;Cn  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] }sJ}c}b  
    #Ye0*`  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] b$pCp`/MT  
    <0m^b#hdG  
    w_ASE := 5.5 um aIr"!. 4  
    =3rf}bl2  
    l_s := 0 j|qdf3^f  
    %Wm)  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) EZVgTySd  
    ?B)e8i<[f  
    calc ~(NFjCUY?  
    ME$J?3r  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do #6mw CA|  
    =Lb(N61  
    begin bE=[P}E  
    c_ASE_fw[l] := s&CK  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); beT[7uVj_  
    c_ASE_bw[l] := D8xE"6T>  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); Q,tjODc6n  
    end; <VQ@I  
    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。 0LIXkF3^1  
    @at*E%T[  
    /,j'V r\"  
     
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