切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1914阅读
    • 0回复

    [原创]RP Fiber Power——输入信道和ASE信道 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线小火龙果
     
    发帖
    932
    光币
    2176
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 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 B.&q]CA v-  
    有两种不同的信道:  /H!I90  
    • 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。 2v%~KV  
    • 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。 sfVtYIu  
    b/O~f8t  
    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)。 O\lt!p3F  
    ,gkxZ{Eh  
    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。 JrCm >0g  
    hnG'L*HooE  
    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。 ^>k[T.  
    T4\,b  
    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。 Lxd*W2$3_  
    =xa`)#4(  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 % YU(,83(+  
    5 QMu=/  
    通常,光信道中的所有光功率在连续波计算中限制为1 mW,在动态计算中限制为5 mW。在模拟设备时,这些限制可能是不需要的。在这种情况下,可以将变量 NoPowerLimit设置为非零值以抑制这些限制。 >`s2s@Mx  
    *K m%Vl  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: (*"R"Y  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) h'kgL~+$  
    H> _%ZXL  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) uCUQxFp  
    \Sg&Qv`  
    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)。 :K2N7?shA  
    4MIL# 1s  
    Hh54&YKZ  
    函数 addinputchannel()的参数为: Ybd){Je"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 :5h&f  
    G%rK{h  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: fqvA0"tv  
    • 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)’。 T#er5WOH  
    • 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)’ xE4T\%-K  
    E: XzX Fxx  
    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- LO  
    [ &R-YQ@  
    w_p := 5 um J/RUKhs/  
    #2x\d  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) Cw Z{&  
    eMWY[f3  
    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,  bQ  
    _!w# {5~  
    第二个参数是新的输入功率。例子: 4*m\Zoq>  
    "kf7??Z  
    calc set_P_in(pump, P_p) rmWG9&coW  
    8+gSn  
    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。 yUNl)E  
    1N:eM/a  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: ab3" ?.3m  
    %&e5i  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) gKS^-X{x  
    ) `;?%N\  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) B`T9dL[E4  
    SU H^]4>  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: 8!:4m"Y  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) YZ/mTQn_D  
    • 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) e|Lh~sVq  
    • 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) ~_^nWT*BV  
    • 背景损耗(单位:dB/m) 5_=&U-? H  
    • 传播方向 _Se>X=  
    EeL~`$f  
    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。 a=C?fh  
    w3,QT}WvY  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 6=|Q>[K  
    _K/h/!\n  
    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[ mTA>d  
     !X |Tf  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } 3MkF  
    dR $@vDm  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } ~#) DJ  
    N2q'$o  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } dL[mX .j"  
    5UjXpS  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] Pm" ,7  
    5n?fZ?6(  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] Lo9+#ITyx  
    5TzMv3;in2  
    w_ASE := 5.5 um =]etw  
    =Z%&jul  
    l_s := 0 5k<HO_]  
    Y}e$5  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) Uv5E$Y"e10  
    0 ,Bd,<3  
    calc /z5j.TMs  
    lD 9'^J  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do C 5)G^  
    M62V NYt  
    begin coU`2n/  
    c_ASE_fw[l] := vW YN?"d  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); wK|&[m s  
    c_ASE_bw[l] := udW, P  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); %o*afd  
    end; MhJq~G p  
    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。 ]Alu~Dw  
    )mp0k%  
    |p3]9H  
     
    分享到