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。
l7^^MnkC 有两种不同的信道:
js <Up/1 - 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。 MkJBKS
- 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。 [w@S/K[_|
M57<e`m 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)。
|/n7(!7$[v E wFq1~ 对于以后引用某个信道(例如检索其输出功率),每个信道在定义时都会获得一个 参考号 。例如,第三个定义的信道获得参考号 3。
``VE<:2+ 6?<lS.s 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
X 5
or5v SF,:jpt`Z+ 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
a@W9\b@I 2 A!*8w 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
.9B@w+=6 eQ#i.% 通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在
模拟体
设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。
5=
&2= =wDXlAQ 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
r/ g{j pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
u$[8Zmgzz 'hBnV xd& signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
SF-"3M 2!B|w8ar 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)。
'ZMh<M[ w[gt9]}N q 9xA.* 函数 addinputchannel()的参数为:
[[AO6.Z - 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 JP6 Noia
wW\@^5 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
54>0Dv??H - 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)’。 ]3Ia>i
- 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)’ qQ3Q4R\
\l/}` w 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
2h51zG#qd Fd<Ouyxqe w_p := 5 um
rmkBp_i{| ~<VxtcEBz I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
Z@Q*An g&2g>] 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,
Y3:HQ0w`| BX[IWP\% 第二个参数是新的输入功率。例子:
E#(e2Z= Q2m[XcnX calc set_P_in(pump, P_p)
{q8|/{; ky[Cx!81C 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。
9 CZ@IFS aQx6;PC ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
}>BNdm"Er +CBN[/Z^i ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
:h34mNU `Pj7:[."[ ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
Fh)xm* u(
d6tLCQ 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
m-Jy
4f# - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) #
f-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) iEtR<R>=
- 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) @~ke=w6&pe
- 背景损耗(单位:dB/m) Fik;hB
- 传播方向 Ep./->fOA
EEZ~Bs}d 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。
e7xv~C>g IWq\M,P ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
4lX_2QT]E 7!jb 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:
T>nH= O8\f]!O( l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
&&C70+_po Q}B]b-c+E l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
8h=m()Eu hizM}d-"C dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
)GG9[%H! N80ogio_Tk defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
)YEAk@h@ +:jonN9d defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
ya~;Of5 iKPgiL~ w_ASE := 5.5 um
KQ]sUNH |A*4Fuc& l_s := 0
hv#$Zo< BXdk0 I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
vJ&D>Vh4e 3h.,7,T calc
d6tv4Cf u5ZyOZ; for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
l([aKm# Jb*QlsGd begin
#p*uk c_ASE_fw[l] :=
o[Qb/ 7 addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
_p: n\9k c_ASE_bw[l] :=
|X>'W"Mn addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
S"G(_% end;
Rf`_q7fm 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。
1gBLJ0q "!vY{9, +=9iq3<yfS