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    [原創(chuàng)]RP Fiber Power-激活離子 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2020-04-14
    模型可以考慮單一類型的激活離子,或幾種此類離子類型。假設(shè)任何離子都有許多能級(jí)。這些能級(jí)事實(shí)上代表整個(gè)斯托克斯能級(jí)。不容易分辨單個(gè)斯托克斯能級(jí),因?yàn)榫Ц裰?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=光子',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_6">光子在亞能級(jí)之間躍遷很快,非常難獲得單個(gè)亞能級(jí)的光譜。取而代之使用波長(zhǎng)相關(guān)的有效躍遷,考慮所有亞能級(jí)之間的躍遷的加權(quán)平均。 n[;)(  
    所有離子類型的電子能級(jí)按一個(gè)方案編號(hào)。比如,對(duì)于鉺鐿共摻光纖,我們考慮 3 個(gè)能級(jí)的鉺和 2 個(gè)能級(jí)的鐿。能級(jí) 1 躍遷到能級(jí) 3 是鉺,能級(jí) 4 躍遷到 能級(jí)5 是鐿:   sWTa;Qi  
    .LM|@OeaD!  
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    上圖中還顯示了各種躍遷。受激躍遷(由光引起)用粗箭頭表示,而自發(fā)躍遷用細(xì)箭頭表示。更詳細(xì)地說,躍遷如下    !Qsjn  
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    • 一些泵浦光如 980nm 波長(zhǎng)可以激發(fā)鉺離子從 能級(jí)1躍遷到 能級(jí)3。忽略相反方向的受激輻射 。 /&qE,>hd.+  
    • 從 能級(jí)3到 能級(jí)2有一個(gè)快速的非輻射躍遷。這與光學(xué)影響或光的發(fā)射無關(guān),而是與多聲子發(fā)射有關(guān)。   Bs '=YK$  
    • 激光(或放大器)從 能級(jí)2躍遷到能級(jí)1,發(fā)射在 1.5μm 的光譜區(qū)域。而且,光可以被重新吸收,從能級(jí)1到能級(jí)2激發(fā)離子。   B$OV^iwxK  
    • 鐿離子也可以從能級(jí)4躍遷到能級(jí)5或通過受激或自發(fā)輻射向下躍遷。   <v\$r2C*  
    • 最后,這里可能有一個(gè)能量轉(zhuǎn)移,鐿離子從能級(jí)5到能級(jí)4的能量使鉺離子從能級(jí)1 躍遷到能級(jí)3。 QX a2qxTc  
    除了基態(tài)外,模型中只考慮了亞穩(wěn)態(tài)。例如,如果假設(shè)從能級(jí)3到能級(jí)2的非輻射傳輸速度是無限快的, 3 能級(jí)將被消除。 980nm 左右的鉺泵浦光將直接進(jìn)入能級(jí)2,同樣的情況也適用于能量傳遞過程。   KAVkYL0  
    < h|&7  
    能級(jí)粒子數(shù)表示為 n1 到 n5,取決于在光纖中的位置。一定離子類型的所有能級(jí)粒子數(shù)總和為 1。上述例子中,基態(tài)對(duì)應(yīng) n1=n4=1, n2=n3=n5=0。   ]l=CiG4!M  
    ]:n9MFv  
    為了計(jì)算光吸收或光放大的電子能級(jí)的粒子數(shù),使用如下用戶定義的參數(shù) =~,2E;#X  
    • 對(duì)于自發(fā)躍遷(輻射躍遷或非輻射躍遷),當(dāng)躍遷速率與起始能級(jí)的粒子數(shù)成比例時(shí),用戶指定起始能級(jí)中每個(gè)離子的躍遷速率。
    • 對(duì)于光致躍遷(吸收或受激發(fā)射),使用波長(zhǎng)相關(guān)的有效躍遷。軟件自動(dòng)決定哪個(gè)光信道與某些躍遷相關(guān)。
    • 可以有淬火過程,其中從某一起始能級(jí)到某個(gè)結(jié)束能級(jí)的躍遷率與開始能級(jí)的粒子數(shù)的平方或立方成比例。用戶定義比例常數(shù)。
    • 對(duì)于能量傳輸,用戶指定兩個(gè)起始能級(jí)(可能相同)和兩個(gè)結(jié)束能級(jí),以及比例系數(shù)。
    在許多情況下,用具有以下特性的簡(jiǎn)化的增益模型: ^IvQdVB  
    • 除了基態(tài)外,只有一個(gè)亞穩(wěn)態(tài)激發(fā)能級(jí),具有一定的上能級(jí)壽命 。
    • 任何光子吸收都會(huì)把離子帶到激發(fā)態(tài),自發(fā)或受激發(fā)射會(huì)把它們帶回到基態(tài)
    即使存在多個(gè)激發(fā)能級(jí),只要其中一個(gè)是亞穩(wěn)態(tài)的,另一些是非常短的壽命,這個(gè)模型也可以經(jīng)常應(yīng)用。 @5 ??`n  
    例如,泵浦可能發(fā)生在短壽命的能級(jí)3,離子通過多聲子發(fā)射迅速轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài) 2 能級(jí)。 1JOoIC jB  
    例如,這是在 980nm 光譜區(qū)域泵浦鉺的情況。只是在這種簡(jiǎn)化的模型中不能考慮諸如上轉(zhuǎn)換等額外的復(fù)雜情況。 !u:;Ew  
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