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。
"TH-A6v1 有两种不同的信道:
Cp~3Jm3 - 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。 GT\s!D;<
- 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。 ]x(2}h^S
'*LN)E>d 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)。
cT=wJ cmGj0YUQ1 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。
MCrO]N($b g7}z
&S;_ 在所有信道定义之后,必须调用函数 finish_fiber()。在此之前,不可能调用函数来计算光功率等。
b=QGbFf t1{%FJ0F 通常,所有信道都是在脚本的开头定义的,并且在计算过程中不进行修改,除了可以修改输入功率。但是,稍后可以通过使用函数 clearchannels()删除所有定义的信道,并再次使用函数定义所有信道来重新定义信道。这可能是可取的,例如,在最初使用较少的ASE 信道进行更近似(但更快)的计算后,最终绘图需要增加 ASE 信道的数量。
uI-76 ^qN1~v=hS 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
8$jT#\_ +_XbHjhN/ 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。
}vxH)U6$q uSQ>oi] 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
$8T|r+< pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
Y /ac}q Iv|WeSL. signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
WoWM 0qd;'r< 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)。
(R*jt,x kcz#8K]~ Py25k 0j! 函数 addinputchannel()的参数为:
rs<&x(=Hv - 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 _kY[8e5
`0G.Y 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
$J0~2TV< - 可以指定用户定义函数的名称(例如’I_s’),在大多数情况下,该函数只有一个参数 r,即径向坐标,但如果存在方位角依赖关系,它也可能依赖于 r 和 phi。如果使用函数 set_xy_steps()定义了矩形网格,则强度函数的参数必须是 x 和 y。
- 如果折射率分布已用 set_n_profile()定义,则还可以引用计算模式函数。例如,对于LP 01 模式,第三个参数可以是’I_lm(0,1)’,对于 cos(phi)依赖的 LP 11 模式,可以是’I_lm(1,1,cos)’。 tDLk ZCP
- 另一种可能是在圆括号中指定参数,后面跟着一个任意的数学表达式。示例:’(r)exp(-2 * (r / w)^2)’ v7OV;ea$
QKaj4?p$|S 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
#m$% S%s Q]g 4gj w_p := 5 um
Q|H cg| .rB;zA;4S) I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
Yg,WdVI&@ O2/w:zOg' 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,
_NqT8C4C ]GRq 第二个参数是新的输入功率。例子:
WKJL<
D ]: t-x"( calc set_P_in(pump, P_p)
(*WZsfk>/< 898wZ{ 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。
-hR\Y2? <^'+]? ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
iai4$Y(% =
hX-jP ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
'=5_u Aag)c~D ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
jv=f@:[`I sCCr%r]zL 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
Y6%OV?}v! - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) H1j6.i}q
- 空间模式的数量(例如,对于具有两个偏振方向的单模光纤,为 2 个) 6')SJ*|yS
- 指定模式强度径向依赖性的函数(有关详细信息,请参阅函数 addinputchannel()的说明) rJQ|Oi&1i
- 背景损耗(单位:dB/m) ]9< 9F ?
- 传播方向 2&K|~~
<H@!Xw; 模式强度的函数必须有一个参数 r(仅用于径向相关性)或两个参数 r 和 phi。
WCl;#= *`pBQZn05O ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
14YV#o: kCjI`=7$[ 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:
C^=gZ
6m skx=w<YO6] l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
DSZhl-uGM Afhx`J1KO l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
m1o65FsY08 `/ReJj&~ dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
x Bw.M{ Y9y*":&% defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
ZV4'
|q (ai-n,y defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
]sP9!hup u,SZ-2K!7~ w_ASE := 5.5 um
OSi9J.]O HF[%/Tu l_s := 0
:p)9Heu
H08YMP>dc I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
PxD}j
2Kd 1gej$G@ calc
Ns8NaD /r@ for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
=V]i?31[ kGiw?~t=% begin
pcTXTy 28 c_ASE_fw[l] :=
C\@YH] addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
,;pX.Ob U c_ASE_bw[l] :=
)^#Zg8L addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
6Q.whV%y end;
J,KTc'[ 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。
G/44gKl A?KKZ{Pl E?D{/k,zZ