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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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    只看楼主 倒序阅读 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 /\,_P  
    有两种不同的信道: + +T "+p  
    • 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。 Ersr\ZB  
    • 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。 qXP1Q3  
    B7Ki @)  
    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)。 LM"W)S  
    xI`Uk8-8  
    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。 o7c%\v[  
    Xa{~a3Wy  
    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\mXo-:V6  
    Z9J =vzsHE  
    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。 i_[ HcgT-  
    DJ1XN pm  
    特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。 nJldz;  
    H7z>S G0  
    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。 z&C{8aQ'  
    DU/9/ I?~  
    输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子: |aI|yq)  
    pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward) c ,h.`~{  
    w2uRN?  
    signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward) 0%h [0jGj  
    =1{H Sf  
    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)。 ,-cpsN  
    vI pO/m.3  
    3i]"#wK  
    函数 addinputchannel()的参数为: ~h>rskJ _  
    • 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 RMS.1:O  
    2cs?("8e%  
    模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义: x"(7t3xK  
    • 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)’。 2|0Je^$|  
    • 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ g^s+C Z  
    di]$dl|Wi  
    为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下: L?3VyBE  
    K:>NGGY8r  
    w_p := 5 um _qC+'RE3  
    CbTf"pl  
    I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2) ALE808;|  
    ^G|w8t+^  
    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, oJlN.Q#u&  
    pTa'.m  
    第二个参数是新的输入功率。例子: \ &eY)^vw  
    7%:??*"~  
    calc set_P_in(pump, P_p) ) >>u|#@z  
    fap|SMGt  
    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。 4&FNU)tt  
    %-h7Z3YcN  
    ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子: %-@'CNP  
    ax-=n(   
    ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward) !pd7@FwC  
    9O),/SH;:  
    ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)  4 "pS  
    6obQ9L c  
    结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为: L]c 8d   
    • 波长(单位:米)
    • 带宽(单位:米) Kwy1SyU  
    • 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) YYTO,4  
    • 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)  O]e6i%?  
    • 背景损耗(单位:dB/m) v t^r1j  
    • 传播方向 ,3wI~ j=  
    $?H]S]#|}.  
    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。 JiKImz  
    z{_mEE49  
    ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。 QDIsC  
    #[no~&E  
    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: O"@?U  
     .LX?VD  
    l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength } B*9  
    aj&\CJ  
    l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength } )vO_sIbnW  
    rER~P\-  
    dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m } y\[L?Rmd  
    vg+r?4Q3  
    defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] PLO\L W  
    Hm.X}HO0L  
    defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE] *Zc9yZl2  
    o:Ln._bj  
    w_ASE := 5.5 um Q<z)q<e  
    48lzOG  
    l_s := 0 {&u Rd?(  
    0w^jls  
    I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2) 613/K`o  
    xg(<oDn+\  
    calc PqTYAN&F  
    #uQrJh1o8  
    for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do S{o@QVbl  
    ].LJt['%8  
    begin D*|( p6v1&  
    c_ASE_fw[l] := _Mlhum t  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward); 5r'=O2AZX  
    c_ASE_bw[l] := aLV~|$: 2  
    addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward); w(aUEWYL  
    end; *hV4[=  
    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。 .8-PB*vb  
    0 9tikj1  
    rU],J!LF  
     
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