本教程包含以下部分： Qr0JJoHT  
1：簡(jiǎn)介 S$JM01  
2：光通道 ZQ20IY|,  
3：功率傳播或場(chǎng)傳播 L9r 3jz  
4：激光活性離子 $yCj80m\  
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作 z9dVT'  
6：放大和產(chǎn)生短脈沖 HHEFX9u  
7：超短脈沖 `fc*/D  
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？ wEDU*}~  
以下是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器和激光器建模教程的第 4 部分。 lc5NC;JR  
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第 4 部分：功率傳播或場(chǎng)傳播 C|!E'8Rw  
有源光纖的纖芯摻雜有激光活性離子，這些離子通常是稀土離子（→ 稀土摻雜光纖）。在最簡(jiǎn)單的情況下，整個(gè)核均勻地?fù)诫s有這些離子，即它們的密度在整個(gè)核中是恒定的，而在核外為零。該假設(shè)對(duì)于許多模型來(lái)說(shuō)就足夠了，但更一般地，我們可以處理一些摻雜分布，即通常僅取決于徑向坐標(biāo)r的摻雜密度。如果光纖是摻鉺的，則用函數(shù)N Er ( r )來(lái)描述. 如果不知道詳細(xì)的摻雜分布（大多數(shù)市售有源光纖就是這種情況），通常會(huì)假設(shè)纖芯的摻雜是均勻的。另請(qǐng)參閱我們關(guān)于興 奮 劑濃度的百科全書(shū)文章。 }#E4t3  
此時(shí)，我們需要考慮如何描述激光活性離子與光纖中的光的相互作用。通常，這些離子具有基態(tài)和一些激發(fā)能級(jí)，這些能級(jí)可以是亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)（具有相當(dāng)長(zhǎng)的上態(tài)壽命）或短壽命能級(jí)。 4-3
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好復(fù)雜的細(xì)節(jié)…… bQ .y,+  
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乍一看，情況似乎非常復(fù)雜。首先，這些離子的能級(jí)被分組到所謂的斯塔克能級(jí)流形中，每個(gè)流形由一些子能級(jí)組成。流形內(nèi)的子層次的能量有些不同；Stark 能級(jí)分裂是由局部電場(chǎng)引起的。在 Yb:YAG 等晶體材料中，活性離子都具有基本相同的微觀(guān)環(huán)境，因此可以解析光譜測(cè)量中的亞能級(jí)（見(jiàn)圖 1）。 OH)SdSBz  
特別是在用于光纖的玻璃中，激光活性離子的微觀(guān)環(huán)境可能會(huì)發(fā)生很大變化，因此水平能量也會(huì)發(fā)生很大變化。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，每一個(gè)離子都有自己的一組躍遷截面，當(dāng)然詳細(xì)測(cè)量所有這些數(shù)據(jù)是不切實(shí)際的。在光譜測(cè)量中，人們只能看到無(wú)法分辨子能級(jí)的模糊吸收曲線(xiàn)。 bJBx~  
另一方面是我們?cè)诿總�(gè)流形內(nèi)的子能級(jí)之間有非常高的躍遷率，這是由玻璃中的聲子（晶格振動(dòng)）引起的。這些躍遷會(huì)導(dǎo)致顯著的能級(jí)展寬（壽命展寬），并迅速（在皮秒時(shí)間尺度上）在每個(gè) Stark 能級(jí)流形內(nèi)（但不在不同流形之間）建立熱平衡。 Vn8Qsf1f  
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我們可以在我們的模型中避免 v"$; aJ  
幸運(yùn)的是，盡管有這些極其復(fù)雜的物理細(xì)節(jié)，我們通常可以使用一個(gè)非常簡(jiǎn)化的模型（參見(jiàn)圖 2），它只包含一組相對(duì)較小的可測(cè)量數(shù)據(jù)： )YnB6@=nyk  
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• 我們只考慮整個(gè) Stark 級(jí)流形的總?cè)丝冢�而不是特定子�?jí)中的這些。在每個(gè)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(dòng)態(tài)變量。 z
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• 然后，我們使用所謂的有效過(guò)渡截面來(lái)進(jìn)行 Stark 級(jí)流形之間的過(guò)渡。這些隱含地處理了詳細(xì)子級(jí)別上的熱分布 - 對(duì)于某些選定的溫度。（如果玻璃在操作過(guò)程中變得非常熱，則有效過(guò)渡截面可能會(huì)有所變化。） :'!?dszS  
• 對(duì)于自發(fā)發(fā)射，我們還使用適用于整個(gè) Stark 級(jí)流形的過(guò)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(shí)是相關(guān)的。 KqtI^qC8  
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實(shí)際上，我們根本不關(guān)心子級(jí)別的細(xì)節(jié)，例如它們的能量的統(tǒng)計(jì)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?yàn)樗鼈兪怯蓽y(cè)量得出的，不需要知道確切的物理起源。 qx!IlO 宣汉县| 阿克陶县| 大埔区| 普格县| 托克托县| 瑞金市| 合水县| 改则县| 磐安县| 五常市| 大石桥市| 常熟市| 红河县| 连城县| 烟台市| 和林格尔县| 泰和县| 海南省| 长兴县| 华阴市| 宜黄县| 普安县| 兴国县| 桑植县| 玉环县| 景谷| 元江| 天津市| 贵南县| 尼玛县| 肃南| 依兰县| 克什克腾旗| 谢通门县| 十堰市| 余干县| 玉林市| 敦煌市| 大丰市| 赣榆县| 攀枝花市|