軟件允許用戶定義數(shù)個(gè)光信道,代表光在
光纖中傳播。
bEx8dc`Q 下圖解釋了摻鉺光纖放大器中的光信道:一個(gè)泵浦信道,兩個(gè)信號(hào)信道, 16 個(gè)放大自發(fā)輻射信道:
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k)l*L1Y4: >v1E;-ZA 光信道有如下特性:
MZ9{*y[z U9N1)3/u - 它具有某個(gè)波長(zhǎng)
,并且在 ASE 信道(用于計(jì)算放大自發(fā)輻射)的情況下,它還具有波長(zhǎng)帶寬
并且用戶指定傳播模式的數(shù)量。對(duì)于單模光纖,后者可以是 2,當(dāng)考慮到兩個(gè)極化方向時(shí)。 - 它具有傳播方向,前向(z=0→L),后向(z=L→0)。
- 這里可以有一些背景損耗,單位 dB/m,比如由于雜質(zhì)吸收或者纖芯包層端面散射。
- 在光纖兩端任何信道可以有反射。這些反射尤其用來光纖激光器建模。
- 在反射鏡的兩端、內(nèi)部或外部可能存在附加的寄生損耗。
- 橫向強(qiáng)度分布函數(shù)
或
,自動(dòng)歸一化。對(duì)于單模光纖,
通常可以用高斯模式函數(shù)很好的近似:
模式半徑w。對(duì)芯徑為a、數(shù)值孔徑為NA的階躍光纖,模式半徑可用Marcuse公式估計(jì)
^uZ!e+ 其中V為:
E<=h6Ha 對(duì)于雙包層光纖,多模式泵浦波通常近似為一個(gè)頂帽函數(shù),半徑和泵浦包層的半徑相等。
軟件算法是基于每個(gè)信道的橫向強(qiáng)度分布的形狀在傳輸過程中保持常數(shù)的假設(shè)。這個(gè)假設(shè)通常很好的滿足了單模光纖,或者更一般的是一個(gè)信道代表 一個(gè)模式。
對(duì)于僅支持少數(shù)導(dǎo)模的多模光纖,可以為每個(gè)模式定義一個(gè)光通道,以便保持假設(shè)有效。但是,不能包括模式耦合。對(duì)于大量模式的多模光纖傳播,具有頂帽強(qiáng)度分布的單個(gè)信道是一個(gè)合理的近似。
對(duì)于雙包層光纖泵浦波,如果只有弱模式混合,則可能違反此近似:泵浦強(qiáng)度分布可以在纖芯區(qū)域獲得一個(gè)“孔”,在那里泵浦光被吸收。這種效應(yīng)通常在某種程度上受到抑制,例如使用偏心光纖纖芯或 D 形泵浦包層。
- 最后,每一個(gè)信道可以有一些從光纖外部注入的輸入功率,比如,一個(gè)泵浦光束,或輸入光信號(hào)光束。如果光纖端部有任何反射,這些輸入當(dāng)然會(huì)衰減,并與來自傳播方向相反的信道的功率混合。 _Nze="Pt
對(duì)于放大自發(fā)輻射,通常用一些波長(zhǎng)信道的
陣列,例如,從 1500nm 到 1600nm 以 5nm為步長(zhǎng)。更精細(xì)的信道間隔提高結(jié)果的譜
分辨率,但也增加計(jì)算時(shí)間。
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注意的是,用戶必須定義所有的光信道。軟件不自動(dòng)生成任何信道。這意味著,例如一些 ASE 問題可能會(huì)被忽略,如果用戶未能在所有波長(zhǎng)上定義具有大量光放大的 ASE 信道。