本
教程包含以下部分:
q9j9"M' 1:簡(jiǎn)介
jI$}\*g 2:光通道
7d0E9t;W 3:功率傳播或場(chǎng)傳播
_
i )Z8# 4:
激光活性離子
W{\){fr6O 5:放大器和
激光器的連續(xù)波操作
g)+45w*+5 6:放大和產(chǎn)生短脈沖
'|r('CIBN/ 7:超短脈沖
*yGOmi 8:使用自制
軟件還是商業(yè)產(chǎn)品?
pb~&gliW 以下是Paschotta 博士關(guān)于
光纖放大器和激光器建模教程的第 3 部分。
Yt"&8N] J7R+|GTcx 第 3 部分:功率傳播或場(chǎng)傳播
pQaP9Y{OK 我們現(xiàn)在需要考慮在模型中應(yīng)該如何準(zhǔn)確地表示光及其空間屬性。我們需要準(zhǔn)確決定在數(shù)學(xué)方程和數(shù)值數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)中使用哪些量。對(duì)于有效的解決方案,此選擇應(yīng)視情況而定。
h<oQ9zW) 假設(shè)頂帽橫向輪廓
.S&S#}$/] 在最簡(jiǎn)單的情況下,我們基本上可以忽略橫向尺寸,假設(shè)在橫向上是平頂強(qiáng)度分布:假設(shè)光均勻地填充纖芯(而不是超出它),我們只考慮由于放大、吸收或損耗,沿光纖的光功率。在方程中,我們有通道j的光功率P j ( z ),其中坐標(biāo)z從 0 變化到L f,即有源光纖的長(zhǎng)度。
:('7ly!h 人們通常為每個(gè)光通道使用一組簡(jiǎn)單的功率值,其中我們有一定的存儲(chǔ)值的固定縱向間距。該間距應(yīng)該足夠精細(xì),以合理準(zhǔn)確地表示變化的功率水平。該陣列可以有 51 個(gè)分量,例如,用于在z方向上實(shí)現(xiàn) 50 個(gè)數(shù)值步長(zhǎng)。
B9;-Blh /8baJ+D"4\ 僅在z方向傳播光功率相對(duì)簡(jiǎn)單,至少僅用于單程。
oLcOp.8h[ z方向上光功率的變化可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的微分方程來(lái)描述:
;|v6^2H" 其中g(shù) j (z) 是局部增益。(通常,信號(hào)通道在整個(gè)光纖中具有正增益值,而泵通道具有負(fù)值,表示吸收。)通常恒定的值α j表示光纖的附加背景損耗,例如由瑞利散射引起的。(在短放大器或激光光纖中,這通常可以忽略。)加號(hào)適用于前向傳播通道,減號(hào)適用于后向傳播通道。在動(dòng)態(tài)
模擬中(見(jiàn)第 6 部分),增益值會(huì)隨時(shí)間變化,例如由于飽和效應(yīng)。
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