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。
/HD2F_XA 有两种不同的信道:
YT8`Vz$+ - 输入信道允许注入光功率,例如泵浦功率或信号输入功率。它们有一定的波长,而且(名义上)没有带宽。 z<*]h^!3
- ASE 信道不能有输入。相反,它们由激发的增益介质提供荧光,当然,这也会受到激光增益和任何损耗的影响。 u9(AT>HxT
fXj 在任何情况下,每个信道都有一个特定的传播方向,可以是 forward(值为 1 的预定义变量)或 backward(-1)。
?^p8]Va% C3gz)!3 对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。
u>#'Y+7 (#lS?+w) 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
OwUbm0)h^V =G6@:h= 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
]Hq%Q~cE IuD<lMeJJ 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
*ni|I@8 `!N?#N:b) 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
(""&$BJQ| eH6cBX#P. 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
RqR X pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
(z{xd e+U o-CO signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
V-0Y~T jL&F7itP 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)。
g>f394j zT8K})# x`&W[AA4 函数 addinputchannel()的参数为:
Dlp::U*N' - 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 pP&~S<[
uQCS%|8C 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
yFjSvm6 - 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)’。 2z:9^a/]Na
- 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 +R_TC
}dCnFZ{K3 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
X*@Sj;|m |>)mYLN!y w_p := 5 um
-L@=j }<p%PyM I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
w'C(? ?mH :M16ijkx 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,
b.(^CYYQ I6+5 mv\ 第二个参数是新的输入功率。例子:
fqxMTTg@ +FI]0r calc set_P_in(pump, P_p)
lCXo+|$?s $l=m?r= 修改其他参数也有类似的函数:set_lambda(ch, l)修改波长,set_dlambda(ch, l)修改 ASE信道带宽,set_loss(ch, lo)修改寄生损耗。
K9c:K/H &>SE9w/?o ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
BZ.H6r'Q MeC@+@C ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
udMq>s; TD<. :ul] ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
<#sK~G %y'#@%kO:S 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
38F8(QU{ - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) 70@:!HI]
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) zKo,B/Ke4
- 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) P:G^@B3^
- 背景损耗(单位:dB/m) [LE_lATjU
- 传播方向 K7|BXGL8r8
U<$ |ET' 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#lA2(I4 Dcq^C LPY ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
9496ayi /1YqDK0 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:
TeHR,GB bTJ7RqL l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
L]Uy+[gg &12.| l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
-O\`G<s% kAMt8 dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
B--`=@IRf" c8h
9 defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
i -+B{H 72aj4k]^ defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
xGjEEBL 'j|;M w_ASE := 5.5 um
TWMD f SKGYmleR l_s := 0
{B34^H: =4G9ev
4 I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
\%UA6uj "~tEmMz calc
/p~gm\5Z 1Ypru<.)W for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
ws@;2?%A RX'(
l begin
CQS34&G$a c_ASE_fw[l] :=
IYd)Vv3'j addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
VgOj#Z?K c_ASE_bw[l] :=
2|+**BxHD addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
9k1n-po end;
Lf3:' 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。
Pl
U!-7 z"|^Y|`m C;_10Rb2ut