本教程包含以下部分： z"av|(?d  
1：簡介 Z%;)@0~f  
2：光通道 9i[4"&K  
3：功率傳播或場傳播 d"!yD/RD  
4：激光活性離子 \CtQ*[FmN  
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作 o#d
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6：放大和產(chǎn)生短脈沖 7%tR&F -u  
7：超短脈沖 0&B:\  
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？ {0fz9"|U  
以下是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器和激光器建模教程的第 6 部分。 #ZF>WoC@e?  
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在本教程的前一部分中，我們假設(shè)所有通道的輸入功率恒定。現(xiàn)在，我們將考慮動態(tài)模擬，其中所有輸入功率都可能與時間相關(guān)。畢竟，光纖放大器和激光器通常使用光脈沖和/或脈沖泵浦源進(jìn)行操作。 Lv3XYZ
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只要我們不進(jìn)入超短脈沖領(lǐng)域，我們將在下一節(jié)中討論，通常可以對所使用的方程和數(shù)值方法進(jìn)行簡單的推廣： w#
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• 任何輸入功率（例如泵浦和信號光束的）可能是時間相關(guān)的。RP Fiber Power是一款靈活的軟件，可以處理任意給定函數(shù)或所有通道隨時間變化的輸入功率的列表值。 kyK'  
• 增益或損失值gj(z)的計算不能僅基于強(qiáng)度，而需要考慮動態(tài)飽和效應(yīng)。換句話說，增益值不僅僅取決于當(dāng)前的光強(qiáng)度，還取決于它們在不久的過去的值。本質(zhì)上，軟件需要為激光活性離子的激發(fā)引入額外的動力學(xué)變量。它們的時間演化是通過對速率方程進(jìn)行數(shù)值積分來計算的，我們在第 4 節(jié)中已經(jīng)討論過。這原則上并不困難，即使對于涉及非線性項(xiàng)的速率方程也是如此。 OT%V{hD  
例如，光纖放大器可以首先被泵浦一段時間，然后注入短信號脈沖（例如高斯或超高斯時間形狀）。在泵送階段，（尚未相關(guān)的）信號增益穩(wěn)步上升。當(dāng)信號脈沖被注入時，它最初會從高增益中獲利，但隨后會迅速使該增益飽和。結(jié)果，脈沖的其他部分將經(jīng)歷降低的增益并獲得相應(yīng)的較低輸出功率。這可能導(dǎo)致時間脈沖形狀的顯著失真。圖 1 顯示了一個數(shù)值示例，取自詳細(xì)的案例研究。 ,$PFI(Whk  
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在脈沖放大器系統(tǒng)中，傳播時間通常可以忽略。 |I/,F;'  
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請注意，在這種情況下，我們可以放心地忽略傳播時間，即光通過放大器光纖傳播產(chǎn)生的時間延遲。即使脈沖持續(xù)時間比傳播時間短，光纖的不同部分在稍微不同的時間“看到”脈沖通常并不重要。畢竟，通常級別的生命周期要長得多。數(shù)值算法中使用的時間步長可以大于或小于傳播時間；它只需要足夠小以正確采樣所有時間特征，包括飽和效果。請注意，如果放大器增益被非常高的信號強(qiáng)度飽和，它會迅速下降。因此，數(shù)值步長可能必須遠(yuǎn)低于亞穩(wěn)態(tài)能級的壽命。 RCCv>o  
另請參閱我們的光纖放大器教程的第七部分，其中討論了光纖放大器在放大納秒脈沖方面的行為。 c G*(C
  
調(diào)Q激光器 4D GY6PS  
在模擬調(diào)Q光纖激光器時，一些新的方面開始發(fā)揮作用。我們現(xiàn)在需要考慮傳播時間，因?yàn)榧す庵C振器的往返時間現(xiàn)在起著至關(guān)重要的作用。因此，我們需要大幅擴(kuò)展算法： fo;6huz  
對于 Q 開關(guān)激光器的建模，必須考慮光在諧振器中的傳播時間。 t,1in4sN  
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• 我們需要使用一個時間步長，它只是諧振器往返時間的一小部分。在一個時間步驟內(nèi)，激光設(shè)備中的整個功率分布在空間上移動了設(shè)備長度的一小部分，同時受到增益或損耗的影響。 OuNj:  
• 有源光纖外也可能存在時間延遲，因?yàn)榧す庵C振器可能包含附加部件，例如包含調(diào)制器（Q 開關(guān)）的自由空間區(qū)域。因此，至少對于激光來說，需要某種數(shù)值緩沖器來存儲對應(yīng)于光纖外部位置的光功率值。 jF4csO=E  
​原則上，所需的方程和算法都不是很復(fù)雜。但是，由于各種“簿記”要求，實(shí)施有點(diǎn)繁瑣。 |""=)-5N  
作為示例，我們可以使用軟件RP Fiber Power制作的調(diào)Q光纖激光器的案例研究。 >kZ6f 法库县| 清丰县| 连江县| 台北市| 延津县| 涞水县| 临洮县| 湄潭县| 简阳市| 博白县| 翁源县| 赤水市| 鸡泽县| 枞阳县| 扎兰屯市| 安泽县| 大邑县| 洮南市| 湘潭县| 廉江市| 湾仔区| 社会| 定陶县| 邯郸县| 元氏县| 敦化市| 贞丰县| 桃园县| 云阳县| 华池县| 鄂州市| 股票| 馆陶县| 吉林省| 泌阳县| 辛集市| 临汾市| 旬邑县| 阳江市| 政和县| 宝鸡市|