本
教程包含以下部分:
|z`kFil% 1:簡介
l(CMP!mY 2:光通道
QlmZ4fT[r 3:
功率傳播或場傳播
t|ih{0 4:
激光活性離子
&1:_+ 5:放大器和
激光器的連續(xù)波操作
H]XY 6:放大和產(chǎn)生短脈沖
:"pA0oB 7:超短脈沖
kkz{;OW
8:使用自制
軟件還是商業(yè)產(chǎn)品?
+U:U/c5Z^ 以下是Paschotta 博士關于
光纖放大器和激光器建模教程的第 6 部分。
=d{B.BP( fA k]]PU 第 6 部分:放大器和激光器的連續(xù)波操作
在本教程的前一部分中,我們假設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。畢竟,光纖放大器和激光器通常使用光脈沖和/或脈沖泵浦源進行操作。
PqOPRf 只要我們不進入超短脈沖領域,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)值方法進行簡單的推廣:
DnZkZ;E/ • 任何輸入功率(例如泵浦和信號
光束的)可能是時間相關的。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。
y]veqa • 增益或損失值gj(z)的計算不能僅基于強度,而需要考慮動態(tài)飽和效應。換句話說,增益值不僅僅取決于當前的光強度,還取決于它們在不久的過去的值。本質上,軟件需要為激光活性離子的激發(fā)引入額外的動力學變量。它們的時間演化是通過對速率方程進行數(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的速率方程也是如此。
<+tSTc4>r 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,(尚未相關的)信號增益穩(wěn)步上升。當信號脈沖被注入時,它最初會從高增益中獲利,但隨后會迅速使該增益飽和。結果,脈沖的其他部分將經(jīng)歷降低的增益并獲得相應的較低輸出功率。這可能導致時間脈沖形狀的顯著失真。圖 1 顯示了一個數(shù)值示例,取自詳細的案例研究。
*C*'J7 圖 1: 具有脈沖泵浦和信號的摻鐿光纖放大器的輸出功率和鐿激發(fā)與時間的關系。
rv\yS:2 在脈沖放大器
系統(tǒng)中,傳播時間通常可以忽略。
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