本
教程包含以下部分：
udX4SBq-pC 1：簡介
>P/kb fPA 2：光通道
_ |D8~\y 3：功率傳播或場傳播
, d ?4"8_ 4：
激光活性離子
`W
e M 5：放大器和
激光器的連續(xù)波操作
F'lG=c3N 6：放大和產(chǎn)生短脈沖
G'q7@d {' 7：超短脈沖
?d%+ 85 8：使用自制
軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？
d i`}Y& 以下是Paschotta 博士關(guān)于
光纖放大器和激光器建模教程的第 3 部分。
RX4O1Z0 )fP ,F( 第 3 部分：功率傳播或場傳播
4NUCLr7Y 我們現(xiàn)在需要考慮在模型中應(yīng)該如何準(zhǔn)確地表示光及其空間屬性。我們需要準(zhǔn)確決定在數(shù)學(xué)方程和數(shù)值數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)中使用哪些量。對于有效的解決方案，此選擇應(yīng)視情況而定。
\/$T 3f`x 假設(shè)頂帽橫向輪廓
3 M8P% 在最簡單的情況下，我們基本上可以忽略橫向尺寸，假設(shè)在橫向上是平頂強度分布：假設(shè)光均勻地填充纖芯（而不是超出它），我們只考慮由于放大、吸收或損耗，沿光纖的光功率。在方程中，我們有通道j的光功率P j ( z )，其中坐標(biāo)z從 0 變化到L f，即有源光纖的長度。
x-:vp v%6y 人們通常為每個光通道使用一組簡單的功率值，其中我們有一定的存儲值的固定縱向間距。該間距應(yīng)該足夠精細(xì)，以合理準(zhǔn)確地表示變化的功率水平。該陣列可以有 51 個分量，例如，用于在z方向上實現(xiàn) 50 個數(shù)值步長。
3Zs|arde2 &NZN_% 僅在z方向傳播光功率相對簡單，至少僅用于單程。
VG* BAFs z方向上光功率的變化可以用一個簡單的微分方程來描述：
M.zS + 其中g(shù) j (z) 是局部增益。（通常，信號通道在整個光纖中具有正增益值，而泵通道具有負(fù)值，表示吸收。）通常恒定的值α j表示光纖的附加背景損耗，例如由瑞利散射引起的。（在短放大器或激光光纖中，這通�？梢院雎�。）加號適用于前向傳播通道，減號適用于后向傳播通道。在動態(tài)
模擬中（見第 6 部分），增益值會隨時間變化，例如由于飽和效應(yīng)。
1eZ">,F6< 局部增益或損失g j取決于激光活性離子的細(xì)節(jié)及其激發(fā)水平，而這些細(xì)節(jié)本身可能取決于所有通道的光功率；我們將在第 4 節(jié)中討論。
k{Vc 5F .qi$X!0 其他固定橫向剖面
C( b"0> 我們經(jīng)常處理單模光纖。在這里，我們再次有一個固定的強度分布，只是它不是頂帽分布，而是更接近高斯分布。大部分功率位于纖芯內(nèi)部，但機翼在一定程度上超出了纖芯（見圖 2）。
Qzw ~\KY: 圖 1：階躍折射率光纖 的 LP 01模式的強度分布。
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