在模拟级联光纤放大器时,我们首先考虑一个未考虑放大自发辐射(ASE)的简单范例。这一范例中,我们将两个光纤放大器视为独立的设备,通过set_device(2)函数对象来切换。为了方便计算,我们定义了connect_powers()函数,该函数将一级放大器的输出信号功率作为二级放大器的输入信号功率。通过图3所示的关系曲线,我们可以直观地看到一级泵浦功率与二级输出功率之间的关系。在这个过程中,我们需要在一级和二级放大器之间切换,分别计算输出功率和输入功率。
接着,我们考虑一个包含ASE的复杂范例。在此范例中,由于后端反向泵浦产生的ASE会影响前端增益,因此connect_powers()函数需要不断迭代,以寻找自洽解。这种迭代过程确保了放大器在ASE存在时的稳定工作。
此外,我们还将探讨纳秒脉冲放大的模拟。在这个范例中,为了获得微弱信号的增益,我们需要在无信号输入功率的情况下使用连续波模拟。随后,我们注入一个超高斯型的抽运脉冲,并在泵浦之后设置一个重复率较高的放大器或输入脉冲。这种模拟不仅展示了放大过程,还描绘了放大的自发辐射谱(整个泵浦周期平均时间内)及脉冲重复率的变化。
通过这些范例,我们可以看到光纤放大器模拟的多样性和复杂性。在实际应用中,优化光纤放大器的性能需要考虑多种因素,如ASE的影响、泵浦功率的调整、脉冲重复率的变化等。通过模拟,我们可以预测放大器的性能,为实际设计和应用提供参考。
总之,光纤放大器的模拟是理解其工作原理和优化性能的重要手段。通过对不同范例的分析,我们可以更深入地了解光纤放大器在不同条件下的表现,为实际通信系统的建设提供有力支持。随着模拟技术的不断进步,相信光纤放大器的性能将得到进一步提升,为通信领域的发展贡献力量。
文件:Yb amplifier with two stage .fpw, Yb amplifier with two stages, with ASE .fpw 及 Yb amplifier with two stages for pulses .fpw
以上文件为级联光纤放大器的模拟
范例1为未考虑放大自发辐射的简单范例。级联作为两种不同的设备,set_device(2)函数对象允许其中用户切换其中一种。定义函数connect_powers(),将一级输出信号功率作为二级输入信号功率。图3中,脚本程序绘制了x轴方向一级泵浦功率与二级输出功率之间的关系曲线。图形中每一个点需要切换到一级状态,改变泵浦功率,计算信号输出功率,其次还需转换到二级状态,计算二级输出功率及信号输入功率。
范例2为考虑放大自发辐射的复杂范例。很显然,后端反向泵浦产生的放大自发辐射影响前端的增益。因此,即使反向强度较弱,connect_powers()函数也需要不断迭代直至出现自洽解。
范例3也模拟了纳秒脉冲的放大。为了获得微弱信号增益,无信号输入功率情况下需采用连续波模拟。然后我们注入一个超高斯型的抽运脉冲。在此之前,还需在泵浦之后放置放大器或输入脉冲具有较高的重复率。该模拟也展示了放大的自发辐射谱(整个泵浦周期平均时间内)及脉冲重复率变化图形。