物理學(xué)

造型

因此，我們現(xiàn)在討論如何計(jì)算激光波長的數(shù)值模型，例如用RP光纖功率軟件。

一種方法是制作一個(gè)模型，包含許多不同波長的不同可能的雷射波。(在RP光纖功率中，這些被稱為“光通道”。)軟件應(yīng)該能夠計(jì)算出穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)這些通道中只有一個(gè)是真正的激光，而其他保持在閾值以下，因此不產(chǎn)生任何輸出功率。然而，這種方法的缺點(diǎn)是，為了獲得計(jì)算激光波長的高精度，需要使用具有相應(yīng)波長間距的激光通道——這可能會(huì)導(dǎo)致所需的光學(xué)通道數(shù)量大得不切實(shí)際。另一個(gè)問題是，如果某些光通道具有非常相似的增益，算法可能會(huì)有一些數(shù)值問題。即使它能很好地收斂(通常RP光纖功率就能做到這一點(diǎn))，它也可能需要大量的數(shù)值迭代，而且由于有許多光通道，每個(gè)迭代都需要時(shí)間。因此，計(jì)算時(shí)間相對(duì)較長。

n2_av(l) := 
  { average upper-state excitation for lasing at a given wavelength }
  begin
    set_lambda(signal_fw, l);
    set_R(signal_fw, 1, R_f(l));
      { set the wavelength-dependent resonator loss }
    n_av(2);  { average excitation of level 2, the upper laser level }
  end

然后將該函數(shù)用于第二個(gè)函數(shù)，該函數(shù)計(jì)算正確的激光波長：

laser_wavelength() := 
  { automatically calculates the laser wavelength,
    i.e., the signal wavelength where lasing leads to the lowest Yb excitation }
  min(n2_av(l), l in [975 nm, 1100 nm], xtol = 0.1 nm, divide = 20, expand = 1)

然后，例如，每當(dāng)有人更改了系統(tǒng)的某些參數(shù)（例如，光纖長度）時(shí)，便可以調(diào)用該函數(shù)。以下代碼可用于繪制圖，其中將激光波長和輸出功率繪制為光纖長度的函數(shù)：

x: 0.2, 4
"fiber length (m)", @x
y: 0, 0.7
y2: 960, 1100
frame
 
f: (set_L(x); laser_wavelength() / nm),
   yscale = 2, color = blue, style = fdashed, width = 3,
   "laser wavelength (nm, right scale)"
 
f: (set_L(x); laser_wavelength(); P_out(pump)),
   color = red, width = 3, "residual pump"
f: (set_L(x); laser_wavelength(); P_out(signal_fw)),
   color = blue, width = 3, "output"