| 小火龍果 |
2020-04-13 10:40 |
RP Fiber Power-光纖建模原理
RP Fiber Power光纖基本物理模型。 }bs+-K
光纖基本原理-步長 5:\},n+VE
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1.縱向： >l]Xz*HE
模型總是考慮長度為 L 的單個有源光纖。沿光纖的位置具有 z 坐標特點，從 0 到 L 變化。 s0\X ^
用戶定義一些步數(shù) Nz，數(shù)值上光纖由 Nz 段長為[attachment=99773]。 軟件計算位置[attachment=99774]處的光功率和電子能級粒子束，其中指數(shù) j從0到Nz變化。 - ] L6=
!-ok"k0,u
[attachment=99771] k\ wW##=v
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當決定 z 方向的步數(shù)，應當考慮以下方面。 ]-PH^H
- 為獲取高精度，步長尺寸應當很小以至于每一個有關(guān)的光信道在每一步的信號增益或損耗低于 0.5dB。比如，一個信號增益為 30dB 的光放大器，至少應該有 60 步，為了高精度最好 100 步。（建議保留一些保護區(qū)，因為在光纖的某些部分增益可能更大。）
- 檢查當雙倍步數(shù)時結(jié)果是否改變。
- 所需的計算時間隨步數(shù)而增加。大多數(shù)情況下，計算時間不是嚴格的方面。但是，值得試一試更小步數(shù)以防需要高橫向分辨率或大數(shù)量光信道。
任何與 z 相關(guān)的計算量都將在網(wǎng)格點之間進行線性插值。如果這些步長線性特性在某些生成的圖中變得明顯，這表明所選的步長數(shù)目可能太小 。 <S\jpB
該模型的一個一般假設(shè)是摻雜濃度在 z 方向是恒定的。請注意，可以選擇不同的縱向步長來模擬超短脈沖傳播 。 YO#M/%^j
2.橫向：環(huán)和方位角 "K ~
模型也包括橫向相關(guān)的摻雜分布和光強度。用戶定義半徑逐漸增大的一個或多個環(huán)。環(huán)的指數(shù) k 從 1 變化到 Nr。下圖中顯示 3 個環(huán)的例子。 ,f<?;z
[attachment=99775] g=39C>
第一個環(huán)是半徑為 r1 的圓，第二個是從 r1 到 r2，第 3Q"<<pi!~
三個是從 r2 到 r3。與每個環(huán)一起，用戶定義第一類激光活性離子的摻雜濃度。稍后可以定義所有環(huán)中其他離子的摻雜濃度。 在每個環(huán)中，假設(shè)摻雜濃度是一個常數(shù)。使用光強度的平均值。這些是由給定的強度分布，用環(huán)內(nèi)多個值計算的。為了獲得更精細的徑向分辨率，可以進一步分割一些環(huán)，即使一些環(huán)有相同的摻雜濃度。 IW> T}@
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[attachment=99776] J{'> uD.@
上圖顯示了一個摻雜分布的例子，同樣有三個“環(huán)”，以及一些光信道的模式強度分布 。 0+iu(VbF
也可以引入場強的方位角依賴性。（這可能與高階光纖模式有關(guān)。）用戶可以定義每個環(huán)的段數(shù)。這可以選擇為 4 或 8，例如，用于模擬 LP10 和 LP11 模式的放大。上圖（右側(cè)）顯示了每個環(huán) 8 個方位角段的劃分。 ={_C&57N1
3.橫向：矩形網(wǎng)格 qJ;jfh!
對于某些應用（比如無徑向?qū)ΨQ的平面波導），更傾向于用矩形網(wǎng)格。這在軟件中也是可能的。 vY4\59]P
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[attachment=99777] }]e-{C}
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在這種情況下，網(wǎng)格跨越 X 和 Y 值的某些范圍，其中 X 和 Y 范圍可以不同，并且可以具有不同的步長。每個 X/Y 對代表一個矩形段，并位于矩形段中心。 fg
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