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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 2A'!kd$2  
    有两种不同的信道: Rl@k~;VV  
    • 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 Vw0cf;  
    • ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 L8sHG$[  
    (lBgW z  
    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)。 Exd$v"s Y  
    1D159NLB  
    对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。 Ad!= *n  
    MW*@fl<@?M  
    在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。 O CIWQ/ P  
    Gu?O yL  
    通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。 XG2&_u&  
    f6@fi`U ,  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 GZXBzZ}  
    szW_cjS  
    通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在模拟设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。 /cM<  
    %6rMS}  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: FrXFm+8 F  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) U"\$k&  
    {nTQc2T?;  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) L7oLV?k  
    baJ(Iy$XT  
    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)。 {hYH4a&Hb  
    1UG5Q-  
    g%z'#E 97  
    函数 addinputchannel()的参数为: ti6\~SY  
    • 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 W+N9~.q\^  
    K6"#&0  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: wXdtY  
    • 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)’。 rw> X JE  
    • 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)’ &+F|v(|r  
    f`Km ctI  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: &%3$zgvR  
    /O@'XWW  
    w_p := 5 um M-> /vi  
    pZ4]K xX@  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) ` @.  
    7)iB6RB K  
    信道的输入功率稍后可以通过函数 set_P_in(ch, P)进行修改,其中第一个参数是信道号, qbu>YTj  
    Z#H] yG  
    第二个参数是新的输入功率。例子: ?1%/G<  
    _m3}0q  
    calc set_P_in(pump, P_p) /B>p.%M[&  
    NR3]MGBKv  
    修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。 S<), ,(  
    F<SCW+>z2a  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: qm30,$\c`~  
    X; $g7A  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) !YUMAp/  
    b'i-/l$  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) YbS$D  
    (S ~|hk^  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: y k=o  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) GJlkEWs  
    • 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) }~gBnq_DDU  
    • 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:F5cXt<  
    • 背景损耗(单位:dB/m) N 6CWEIJ  
    • 传播方向 G55-{y9Q  
    ;O8Uc&:P  
    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。 c*0pF=3  
    SCbN(OBN!  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 8NY $Iw  
    ;Y:_}kN8_  
    通常,为了正确地对整个 ASE 谱进行采样,有一个完整的 ASE 信道阵列。下面给出了所用代码的示例: j9)WInYc:  
    Be?b| G!M  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } &S\q*H=}i  
    b-sbRR  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } v9Kx`{1L  
    ^A9D;e6!-  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } z}XmRc_Ko  
    X6_m&~}15  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] Q_p!;3  
    DK2m(9/`3  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] Z<7FF}i  
    ^Y mq<*X  
    w_ASE := 5.5 um *e E&ptx1  
    AGwFD  
    l_s := 0 1.+w&Y5   
    wSrq?U5q  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) a3o4> 9  
    {+Rf?'JZH  
    calc M>Y ge~3  
    :mwNkT2et  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do T<!&6,N A  
    [3Qu @;"&  
    begin +qz"+g  
    c_ASE_fw[l] := F"7dN*7  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); 3Q-i%7l  
    c_ASE_bw[l] := aBV{Xr~#(  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); ,^dyS]!d$  
    end; YuO-a$BP  
    这里,首先定义了 ASE 波长范围和各个 ASE 信道的宽度。然后定义两个数组来存储所有ASE 信道的参考号。最后,定义了信道。 7_$Xt)Y{  
    _O!)aD  
     ZzDE  
     
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