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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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    离线小火龙果
     
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    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 ct n, ]ld  
    有两种不同的信道: 4gZ &^y'  
    • 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。 f j<H6|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。 wCb(>pL0  
    FFcB54ALTf  
    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)。 b?VV'{4  
     .i/m  
    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。 S# we3  
    .<&s%{EW  
    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)#U ^  
    6"QEJ  
    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。 <hvRP!~<)  
    a.kbov(  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 (! KG)!  
    c:\shAM&  
    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。 xeA#u J  
    +U8Bln  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: aMwB>bt  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) &M[f&_"8Q  
    PkUd~c  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) uA~slS Z  
    Uems\I0  
    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)。 NiSO'=y$n  
    @WOM#Kc  
    p EusTP  
    函数 addinputchannel()的参数为: #h'@5 l  
    • 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
    • 波长(单位:米)
    • 指定模式强度横向依赖性的函数
    • 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
    • 传播方向,可以是 forward 或 backward k$"d^*R  
    b{cU<;G)y.  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: 4IsG=7   
    • 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)’。 ^k/i-%k0  
    • 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)’ {aOkV::  
    fZN><3MO>  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: W>-B [5O&[  
    0^l%j8/  
    w_p := 5 um I.jZ wW!r  
    eN>0wd5{L  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) R: Z_g !h  
    jAhP> t:  
    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, 4^Rd{'mt  
    Y`ihi,s`H  
    第二个参数是新的输入功率。例子: *75YGD  
    cy3Td28,  
    calc set_P_in(pump, P_p) ZI13  
    )u} Q:`9  
    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。 p]gT&[iJ  
    {6,|IGAq V  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: ` E`HVZ}  
    }*wLEa  
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) u=NG6 G  
    {})$ 99"x  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward) 1y5Ex:JVZT  
    Te-Amu  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: %w}gzxN^  
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) K~6e5D7.  
    • 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) v/QUjXBr  
    • 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) !]koSw}  
    • 背景损耗(单位:dB/m) +]wuJSxc  
    • 传播方向 '\7G@g?UZ  
    yI;"9G  
    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。 !!,0'c  
    L'A)6^d@S  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 dF@)M  
    > s EjR!  
    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: X(AN)&L[  
    ;`j/D@H  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } 1TN}GsAj  
    ?UZ?NY  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } E5GJi  
    &X>7n~@0  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } qRB7Ec_  
    6^F '|Wh  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] 5Jk<xWKj  
    t;q7t!sC]  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] ot%.M*h-  
    %&blJ6b  
    w_ASE := 5.5 um "M H6fF  
    HIc a nk  
    l_s := 0 '-PC7"o  
    ~}9PuYaD@  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) PS>x,T  
    4`v!Z#e/aX  
    calc wxQ>ifi9Z  
    e{w>%)rcP  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do 7'p8 a<x  
    .TB"eUy  
    begin c-1q2y  
    c_ASE_fw[l] := #?O &  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); cu9Qwm  
    c_ASE_bw[l] := j]4,<ppWSH  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); Gwec 4D  
    end; cNK)5- U  
    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。 @4+#Xd7"  
    tNaL;0#Tx  
    2b@tj 5  
     
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