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。
7# wB 有两种不同的信道:
,|z@Dy - 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。 +8xT}mX
- 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。 dG+$!*6Z
N( 7(~D=)B 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)。
uhj]le! A3.I|/ 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。
Jqzw94 4Y'Ne2M{ 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。
dfAw\7v/ $S' TW3 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
'+Jy//5? W;8A{3q%N0 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
^>%.l'1/( )a0l:jEOc 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
!4<D^eh #yIHr&'oX 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
hlreeXv pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
=^p}JhQ 2ZV; GS# signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
{k=3OIp t{B@k[| 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
J0vQqTaT X2I_,k'fQ ]@21K O 函数 addinputchannel()的参数为:
6p@[U>` - 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
- 波长(单位:米)
- 指定模式强度横向依赖性的函数
- 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
- 传播方向,可以是 forward 或 backward 4pMp@b
v Cej( )) 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
J|hVD - 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 s]e`q4ip
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ tq,^!RSbZ
NRG06M 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
g?|Z/eVJ SFh<>J^ 0a w_p := 5 um
mW {uChHP @"h4S*U I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
O13]H"O_ OLt0Q.{ 信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号,
5nBJj t$,G%micj 第二个参数是新的输入功率。例子:
U/PNEGuQ fe<7D\Sp@ calc set_P_in(pump, P_p)
!"<rlB,J /Z]nV2$n)V 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
L_9uwua.B~ W4av?H ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
\IC^z \15'~]d ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
%m/lPL W$wX[ ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
doTbol?+ {S+?n[1r\ 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
qZE3T:S - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) )uAY_()/
- 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) _vb'3~'S
- 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) z
&P1C,n)
- 背景损耗(单位:dB/m) bBc<p{
- 传播方向 *w.":\P]
'Q=)- 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。
"9^b1UH< y5=,q]Qjk[ ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
&-o5lrq (
./MFf 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:
-1B. A AfhJ6cSIE l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
:4)x &QD)1b[U l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
Eo^m; p5 fsK=]~<g dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
Hmm0H6&u 4x-,l1NMR defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
Oq% TW|a# ^/}4M'[ w defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
Qp[
Jw?a qov<@FvE0 w_ASE := 5.5 um
zd8A8]&- N2 3:+u<)E l_s := 0
Kv!:2br 6
%aaK|0 I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
&d6ud| jK/FzD0- calc
6W1+@
q gloG_*W for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
u"oO._a(
kmTYRl
)j begin
_3%:m||,XP c_ASE_fw[l] :=
XNx$^I= addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
gQSVPbzK c_ASE_bw[l] :=
k ?6d\Q addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
Hc<@T_h+2 end;
EpR n,[ 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。
^{IZpT3 'l!\2Wv2 Wk3-J&QbS