本教程包含以下部分： Hr=|xw8.  
1：簡介 T)<^S(57  
2：光通道 ]7TOA$Q  
3：功率傳播或場傳播 >Mh\jt\  
4：激光活性離子 `e;r$Vpd_  
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作 t%e<]2-8  
6：放大和產(chǎn)生短脈沖 %H{;wVjK  
7：超短脈沖 LRWM}'.s  
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？ .*`]x  
以下是Paschotta 博士關于光纖放大器和激光器建模教程的第 4 部分。 'Qg!ww7O  
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第 4 部分：功率傳播或場傳播 IDf\!QGx  
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，整個核均勻地摻雜有這些離子，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），通常會假設纖芯的摻雜是均勻的。另請參閱我們關于興 奮 劑濃度的百科全書文章。 )RTWt`  
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（具有相當長的上態(tài)壽命）或短壽命能級。 |RD)pvVM  
好復雜的細節(jié)…… o+8H:7,o'  
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乍一看，情況似乎非常復雜。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）。 yK&  
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。嚴格來說，每一個離子都有自己的一組躍遷截面，當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。 >}+R+''nR  
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。 *pD|N  
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我們可以在我們的模型中避免 wC%qS