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。
vaJl}^T 有两种不同的信道:
' <xE0< - 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。 &CcW(-
- 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。 zVa&4 T-
~o/k?l 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)。
ZJenwo :b*7TJ\grN 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。
q7<d|s Hq+QsplG 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。
e&2,cQRFV hv?T}E 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。
}6BXa V0rQtxE{F 特别是在激光中,前向和后向传播信道相互耦合。
I 44]W & j
RcE241 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。
W~2,J4= S0Io$\ha 输入信道用函数 addinputchannel()定义。例子:
8zpzVizDG pump := addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', loss_p, backward)
6%h%h: e sQj]#/yK: signal := addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', loss_s, forward)
4I$Y"|_e Y<u%J#'[ 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)。
1
z~|SmP1 qJ(uak Q(cLi:)X2 函数 addinputchannel()的参数为:
:IBP " - 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 j6EF0/_|e
x s\<! 模式分布函数(第三个参数)可以用不同的方式定义:
vanV |O - 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)’。
l`N4P
- 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)’ <" nWGF4d
qD4s?j-9 为以第一种方式定义的强度分布函数的示例,泵浦波如下:
xEurkR ;4ybkOD w_p := 5 um
R6BbkYWrX BO4;S/ O I_p(r) := exp(-2 * (r / w_p)^2)
wM4{\ f\ .B-b51Uz 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,
G![d_F"e t6\H 第二个参数是新的输入功率。例子:
T0")Ryu \1gAWUt(' calc set_P_in(pump, P_p)
=oIt.`rf zN!yOlp5 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。
o-Dfud@ #7Q9^rG ASE信道用函数 addASEchannel()定义。例子:
2,q*8=?{6P :0Jn`Ds4o ASE_fw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, forward)
)W 5g-@ ]o]`X$n ASE_bw := addASEchannel(l_s, 10e-9, 1, ’I_s’, 0, backward)
iB(?}SaAZ fcEm:jEZ* 结果值是信道参考号,与函数 addinputchannel()的方法相同。参数为:
2<5LQr - 波长(单位:米)
- 带宽(单位:米) X!LiekU!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) EBW*v '
- 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) @}H'2V
- 背景损耗(单位:dB/m) B=K<k+{6"
- 传播方向 -s2)!Iko&
=23B9WT 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@b<?Ms9 q6$6:L,< ASE 信道没有输入,但由自发辐射提供。
,"`3N2!Y} .wd7^wI^S 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:
D*~Q;q> Y=<ABtertS l1_ASE := 960 nm { minimum ASE wavelength }
:KvZP:T +qjZ;5( l2_ASE := 1080 nm { maximum ASE wavelength }
<:/aiX8 \R@}X cqZ dl_ASE := 5 nm { ASE bandwidth in m }
um]*nXIr 2 N &B defarray c_ASE_fw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
:/=P6b; (
zm!_~1 defarray c_ASE_bw[l1_ASE, l2_ASE, dl_ASE]
`k
I}p OI)k0t^;D w_ASE := 5.5 um
b}7g> h6LjReNo l_s := 0
: ciwh wd|^m% I_ASE(r) := exp(-2 * (r / w_ASE)^2)
^8oN~HLZ ZUB]qzmK calc
*B&i `tq Y(rQ032s for l := l1_ASE to l2_ASE step dl_ASE do
jK6dI
7h rS\mFt X begin
X%*BiI c_ASE_fw[l] :=
u{WI 4n? addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, forward);
Gv)*[7 c_ASE_bw[l] :=
o%]b\Vl6
addASEchannel(l, dl_ASE, 1, 'I_ASE', l_s, backward);
&JLKHwi/ end;
mp(:D&M 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。
T^|6{ S\ Q"pZPpl& ri"=)]