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。
O1Gd_wDC/i 有两种不同的信道:
9qe6hF/29 - 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。 _'k?9eN`
- 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。 sH(AsKiNKe
EnJAHgRV;e 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)。
Y%b
5{1 `RUr/|S 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。
_^'fp ^.F@yo2} 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。
2jf-vWV_ ?w1_.m|8u 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。
&3mseU :2?J#/o 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
P. P3/, 5@"&%8oeq0 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。
3_2(L"S2 qx<`Kc4 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
t$8f:*6(* pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
1sZwW P 2>#Pt^R:C signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
4^VY \BaN?u)a 变量 pump 和 signal 存储两个信道对应的参考号。我们得到一个参考号为1的反向传播泵浦信道和一个参考号为2的正向传播信号信道。这些值存储在变量中,以便以后访问信道(例如,用于检索功率或修改输入功率)。
@c{=:kg5 !mrB+<: 34
W# 函数 addinputchannel()的参数为:
!'Xk=+ - 输入功率,如正向传播信号的左光纤端面功率和反向传播泵的右光纤端面功率。
- 波长(单位:米)
- 指定模式强度横向依赖性的函数
- 背景损耗(单位:dB/m)(不包括掺杂剂吸收)
- 传播方向,可以是 forward 或 backward SC`.VCfc.
u#?K/sU 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
"-kb=fY - 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 L4'@f
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ V<
0gD?Kx
umYq56dw 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
>fI<g8N D &h-d\gMJ w_p := 5 um
~Rk%M$E9 %xf6U>T I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
XRKL;|cd fQlR;4QX] 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,
xA#B1qbw w"bQxS~$y 第二个参数是新的输入功率。例子:
qih7 &@c=$+#C calc set_P_in(pump, P_p)
e//28=OH Gk*Mx6|N 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。
=U!'v X d q i}HJkOq ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
\szx.IZT fzRzkn:= ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
*f$mSI= bT*MJ7VVm ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
BS>|M}G)r |dpOE<f[ 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
G6_Kid}"q - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) `#A&v
- 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) ej4 7'#EY
- 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) li8l+5d q
- 背景损耗(单位:dB/m) n`? j.
s
- 传播方向 F*o{dLJ)
bKYLBu: 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 Umcs!@ 2I(0EBW ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
w#U3h]>, dY68wW>d| 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:
69ia # {N[IjY l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
[Pi8gj* 5Az=)q4Q l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
bv5,Yk D)8&v`LS dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
&OK(6o2m; "'p:M,: defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
F(^vD_G \$T defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
XU5/7
.
8n?qm96 w_ASE := 5.5 um
R5NDT4QYU _N$3c<dY' l_s := 0
;RB]awE D3$PvX[f I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
nZ>qM]">u >y"W( calc
@X?DHLM hU3c;6]3 for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
>K1)XP "yXKu)_ begin
g2JNa?z c_ASE_fw[l] :=
B/:q
addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
H ifKa/}P8 c_ASE_bw[l] :=
*r@7 :a5 addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
B^P)(Nu+ end;
H)}>&Z4 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。
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