本
教程包含以下部分:
#<B?+gzFM{ 1:簡介
-T1R}ew*t 2:光通道
F.x7/; 3:
功率傳播或場傳播
W`JI/ 4:
激光活性離子
c^'bf_~-W 5:放大器和
激光器的連續(xù)波操作
Ye4
&4t 6:放大和產(chǎn)生短脈沖
x1`(Z|RJ 7:超短脈沖
U&:-Vf~& 8:使用自制
軟件還是商業(yè)產(chǎn)品?
Qj1%'wWG 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。
[tSv{
.#Z'CZO| 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(shè)所有通道的輸入功率恒定,F(xiàn)在,我們將考慮動(dòng)態(tài)
模擬,其中所有輸入功率都可能與時(shí)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。
#K@!jh)y^ 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?梢詫λ褂玫姆匠毯蛿(shù)值方法進(jìn)行簡單的推廣:
bZgo}`o% • 任何輸入功率(例如泵浦和信號
光束的)可能是時(shí)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(shí)間變化的輸入功率的列表值。
lul • 增益或損失值gj(z)的計(jì)算不能僅基于強(qiáng)度,而需要考慮動(dòng)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(dòng)力學(xué)變量。它們的時(shí)間演化是通過對速率方程進(jìn)行數(shù)值積分來計(jì)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。
Iurz?dt4w 例如,光纖放大器可以首先被泵浦一段時(shí)間,然后注入短信號脈沖(例如高斯或超高斯時(shí)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(shí),它最初會(huì)從高增益中獲利,但隨后會(huì)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(shí)間脈沖形狀的顯著失真。圖 1 顯示了一個(gè)數(shù)值示例,取自詳細(xì)的案例研究。
4clCZ@\K^ 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(shí)間的關(guān)系。