本教程包含以下部分： JfS:K'  
1：簡介 O&YX V  
2：光通道 t>p!qKrE'J  
3：功率傳播或場傳播 chv0\k"'  
4：激光活性離子 G66A]FIg  
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作 jsL\{I^>  
6：放大和產(chǎn)生短脈沖 i
j&_>   
7：超短脈沖 !m)P*Lw  
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？ eV$pza  
以下是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器和激光器建模教程的第 4 部分。 9|#YKO\\i  
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第 4 部分：功率傳播或場傳播 %"Tn=fZIF  
有源光纖的纖芯摻雜有激光活性離子，這些離子通常是稀土離子（→ 稀土摻雜光纖）。在最簡單的情況下，整個核均勻地?fù)诫s有這些離子，即它們的密度在整個核中是恒定的，而在核外為零。該假設(shè)對于許多模型來說就足夠了，但更一般地，我們可以處理一些摻雜分布，即通常僅取決于徑向坐標(biāo)r的摻雜密度。如果光纖是摻鉺的，則用函數(shù)N Er ( r )來描述. 如果不知道詳細的摻雜分布（大多數(shù)市售有源光纖就是這種情況），通常會假設(shè)纖芯的摻雜是均勻的。另請參閱我們關(guān)于興 奮 劑濃度的百科全書文章。 Sp8Xka~5*#  
此時，我們需要考慮如何描述激光活性離子與光纖中的光的相互作用。通常，這些離子具有基態(tài)和一些激發(fā)能級，這些能級可以是亞穩(wěn)態(tài)能級（具有相當(dāng)長的上態(tài)壽命）或短壽命能級。 6yEYX'_  
好復(fù)雜的細節(jié)…… 04>dxw)8  
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乍一看，情況似乎非常復(fù)雜。首先，這些離子的能級被分組到所謂的斯塔克能級流形中，每個流形由一些子能級組成。流形內(nèi)的子層次的能量有些不同；Stark 能級分裂是由局部電場引起的。在 Yb:YAG 等晶體材料中，活性離子都具有基本相同的微觀環(huán)境，因此可以解析光譜測量中的亞能級（見圖 1）。 e
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特別是在用于光纖的玻璃中，激光活性離子的微觀環(huán)境可能會發(fā)生很大變化，因此水平能量也會發(fā)生很大變化。嚴(yán)格來說，每一個離子都有自己的一組躍遷截面，當(dāng)然詳細測量所有這些數(shù)據(jù)是不切實際的。在光譜測量中，人們只能看到無法分辨子能級的模糊吸收曲線。 Qwl=/<p1  
另一方面是我們在每個流形內(nèi)的子能級之間有非常高的躍遷率，這是由玻璃中的聲子（晶格振動）引起的。這些躍遷會導(dǎo)致顯著的能級展寬（壽命展寬），并迅速（在皮秒時間尺度上）在每個 Stark 能級流形內(nèi)（但不在不同流形之間）建立熱平衡。 pJkaP  
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我們可以在我們的模型中避免 "'/:Tp)  
幸運的是，盡管有這些極其復(fù)雜的物理細節(jié)，我們通常可以使用一個非常簡化的模型（參見圖 2），它只包含一組相對較小的可測量數(shù)據(jù)： &Ohm]g8{2  
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• 我們只考慮整個 Stark 級流形的總?cè)丝冢�而不是特定子級中的這些。在每個流形中，上述非輻射躍遷很快就建立了熱平衡（根據(jù)玻爾茲曼分布），因此模型不必包含額外的動態(tài)變量。 +mP&B<=H)  
• 然后，我們使用所謂的有效過渡截面來進行 Stark 級流形之間的過渡。這些隱含地處理了詳細子級別上的熱分布 - 對于某些選定的溫度。（如果玻璃在操作過程中變得非常熱，則有效過渡截面可能會有所變化。） 1d)wE4c=Z  
• 對于自發(fā)發(fā)射，我們還使用適用于整個 Stark 級流形的過渡速率。這些躍遷速率還可以考慮歧管之間的多聲子躍遷，這在歧管的能量間距不明顯大于玻璃的最大聲子能量時是相關(guān)的。 z*?-*6W  
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實際上，我們根本不關(guān)心子級別的細節(jié)，例如它們的能量的統(tǒng)計分布或它們之間的快速聲子介導(dǎo)的躍遷！我們只使用有效橫截面，因為它們是由測量得出的，不需要知道確切的物理起源。 J!r,ktO^U?  
激光離子通常的準(zhǔn)三能級特性對建模并不構(gòu)成真正的困難；只有軟件不得使用僅適用于四級激光增益介質(zhì)的某些假設(shè)。 秀山| 新兴县| 松原市| 平泉县| 扶绥县| 霞浦县| 聂拉木县| 漯河市| 屏东县| 建平县| 靖宇县| 班玛县| 丹寨县| 巴南区| 庆城县| 南郑县| 尼玛县| 新民市| 太湖县| 灵寿县| 沧州市| 寿光市| 黑河市| 布尔津县| 广安市| 台南市| 上虞市| 霍城县| 利川市| 平度市| 香格里拉县| 泾川县| 马公市| 乌拉特前旗| 理塘县| 周至县| 大姚县| 鄂州市| 合作市| 洛扎县| 报价|