摻釔光纖放大器的案例
RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—摻釔光纖放大器
（備注：若采用無源光纖，則該文件及以下案例文件將無法運行。）
該程序有助于學習軟件基礎操作。設計了一種簡單的摻釔光纖放大器。
泵浦光與信號光均在單模光纖內傳輸。每列波象征一個光通道。腳本程序定義了高斯分布及給定半徑下的模式分布。
在此模型中，未考慮放大的自發輻射。因此，若降低輸入光功率，單通道增益較高，模式失效。
腳本程序可繪制以下圖形：
光功率與光纖位置的關系曲線。
信號輸出功率與泵浦功率，或信號輸入功率，或光纖長度的函數關系。
橫向與徑向分布取決于摻雜與強度分布。
RP Fiber Power 摻釔光纖放大器
文件：Yb amplifier, simple model .fpw
(對應表格操作文件Yb amplifier, simple model .fpi)
(備注：若采用無源光纖，則該文件及以下案例文件將無法運行。)
該程序有助于學習軟件基礎操作。設計了一種簡單的摻釔光纖放大器。
泵浦光與信號光均在單模光纖內傳輸。每列波象征一個光通道。腳本程序定義了高斯分布及給定半徑下的模式分布。
在此模型中，未考慮放大的自發輻射。因此，若降低輸入光功率，單通道增益較高，模式失效。
腳本程序可繪制以下圖形：
光功率與光纖位置的關系曲線。
信號輸出功率與泵浦功率，或信號輸入功率，或光纖長度的函數關系。
橫向與徑向分布取決于摻雜與強度分布。
微信公眾號：武漢墨光
展開 RP Fiber Power 摻釔光纖放大器中的拋物脈沖
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文件：Parabolic pulses in Yb amplifier .fpw
Parabolic pulses in Yb amplifier .cf .fpw
(對應表格操作文件Parabolic pulses in Yb amplifier .fpi)
該范例為摻釔光纖放大器中超短脈沖的放大。光纖為正常色散模式。
選擇非啁啾高斯脈沖為初始脈沖。在光纖內傳播中，脈沖呈現上轉換，帶寬增加，脈沖寬度增加。脈沖大致呈拋物線型。這是parabolic pulses的由來。脈沖近似相同（帶寬增加較小時，脈沖形狀不變），但由于增益帶寬有限，非穩定放大增益，脈沖存在偏差（主要由于增益飽和）。
需要考慮非線性效應產生的受激拉曼散射，不深究各參量的影響。
圖形如下所示：
圖1為時域脈沖圖形。
圖2為頻域脈沖圖形。
圖3為脈沖能量、增益帶寬、脈寬與傳輸位置關系。
圖4為峰值功率、脈沖寬度受色散補償的影響，取決于二階色散。這也表明，采用色散補償器，可將色散補償至四階。
Parabolic pulses in Yb amplifier .cf .fpw包含用戶自定義項，可靈活編輯輸入參量。
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展開 RP Fiber Power 摻釔光纖放大器模式分布的計算
因為光纖僅存在單模，故本范例僅有此模式。
微信公眾號：武漢墨光
RP Fiber Power 摻釔光纖放大器中受激拉曼散射
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文件：Stimulated Raman scattering in Yb amplifier .fpw
該范例為摻釔放大器中超短脈沖的放大。由于光纖中非線性效應較強，受激拉曼散射明顯：光纖端面處，大部分光能量因拉曼效應移至低頻（長波）。
圖形如下所示：
圖1為泵浦功率的變化。
圖2為時域脈沖圖形。
圖3為頻域脈沖圖形。
圖4為脈沖的光譜圖。
圖5為光纖內光譜的變化圖形。
圖6為各脈沖參量與傳輸位置關系。
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RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—放大器的動態仿真
該模型采用RP Fiber Power 軟件對一定輸入功率下光纖放大器的動態仿真。
采用摻釔光纖放大器的簡單模型。對于光纖的起始點,設定具有一定泵浦與信號功率的穩定狀態。然后設定超高斯型的信號脈沖,占有絕大部分能量。由于在放大期間,增益突然急劇下降,輸出脈沖的形狀本身存在畸變。
RP Fiber Power 放大器的動態仿真
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文件：Dynamic amplifier simulation .fpw
(對應表格操作文件Dynamic amplifier simulation . fpi)
該模型采用RP Fiber Power 軟件對一定輸入功率下光纖放大器的動態仿真。
采用摻釔光纖放大器的簡單模型。對于光纖的起始點，設定具有一定泵浦與信號功率的穩定狀態。然后設定超高斯型的信號脈沖，占有絕大部分能量。由于在放大期間，增益突然急劇下降，輸出脈沖的形狀本身存在畸變。
RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—摻釔光纖激光器
該范例為摻釔光纖激光器的簡單模型。泵浦與信號光均在單模光纖內傳輸。
腳本程序中，通過插入對象函數set＿R（），將放大器模型轉換為激光器模型。設定光纖左端面對信號光（激光）全反射（光纖布拉格光柵效應），輸出光纖端面具有4％的反射率（裸纖端面的菲涅爾反射效應）。
在模型中需簡單定義激光波長。若無定義波長的光學組件，激光器通常輸出增益更大的工作波長。這是一個非常復雜的范例，可自動計算激光輸出波長。
Yb fiber laser ．cf ．fpw 包含用戶自定義項，可靈活編輯輸入參量。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—鉺釔共摻光纖激光器
該模型為短腔鉺釔共摻光纖激光器,975nm泵浦光束激發鉺離子與釔離子。鉺離子的激活能量轉移至鉺離子。
此類激光器也可在無釔離子情況下運行,可通過設置釔離子的濃度為0即可。然而,此時泵浦吸收非常有限,導致輸出功率較低。(由于光纖長度短,摻雜濃度有限所致)隨著鉺離子的摻雜,能量吸收更充分,激光轉換效率極大增加。然而,在高泵浦功率下,能量轉移效率達到極限,限制了輸出功率。
光纖激光器及激光器設計軟件—摻釔光纖激光器，自動解算輸出波長
該范例為摻釔光纖激光器模型,可自動計算激光器輸出波長。因此,需定義多個信道,波長間隔為5nm,軟件將分析給定條件下哪個信道輻射激光。(兩個信道具有相似增益的情況下將出現問題)
腳本程序設定了laser_wavelength()用戶自定義函數,分析輻射信道,通常此信道具有較高的輸出功率。
圖3中可新奇的觀察到光纖長度的變化。對每一點需重新計算激光器波長,確實發生了變化。對于短光纖,975nm處出現激光輻射,發射截面較大。然而,對于長光纖,激光波長突然跳轉至1030nm,發射長波長激光,這主要由于975nm的激光的二次吸收(此處具有較高的吸收截面)。這一特性為三能級激光系統的顯著特征。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—摻鉺光纖放大器的放大自發輻射
該范例與自發輻射放大摻釔放大器的腳本程序相似,僅采用鉺離子取代釔元素。采用鋁硅酸鹽光纖的數據。因為在980nm處不存在泵浦吸收,故采用泵浦光1470nm的模型。
在此腳本程序中,設定鉺離子具有理想的特性。這意味著不存在猝滅及能量轉移過程。若考慮此效應則會使模型非常復雜。
RP Fiber Power 摻釔光纖激光器
摻釔光纖激光器
文件：Yb fiber laser .fpw 及 Yb fiber laser .cf .fpw
(對應表格操作文件Yb fiber laser . fpi)
該范例為摻釔光纖激光器的簡單模型。泵浦與信號光均在單模光纖內傳輸。
腳本程序中，通過插入對象函數set_R()，將放大器模型轉換為激光器模型。設定光纖左端面對信號光（激光）全反射（光纖布拉格光柵效應），輸出光纖端面具有4%的反射率（裸纖端面的菲涅爾反射效應）。
在模型中需簡單定義激光波長。若無定義波長的光學組件，激光器通常輸出增益更大的工作波長。這是一個非常復雜的范例，可自動計算激光輸出波長。
Yb fiber laser .cf .fpw 包含用戶自定義項，可靈活編輯輸入參量。
展開 RP Fiber Power 鉺釔共摻光纖激光器
文件：Er-Yb fiber laser .fpw
該模型為短腔鉺釔共摻光纖激光器，975nm泵浦光束激發鉺離子與釔離子。鉺離子的激活能量轉移至鉺離子。
此類激光器也可在無釔離子情況下運行，可通過設置釔離子的濃度為0即可。然而，此時泵浦吸收非常有限，導致輸出功率較低。（由于光纖長度短，摻雜濃度有限所致）隨著鉺離子的摻雜，能量吸收更充分，激光轉換效率極大增加。然而，在高泵浦功率下，能量轉移效率達到極限，限制了輸出功率。
RP Fiber Power 摻釔光纖激光器，自動解算輸出波長
文件：Yb fiber laser , automatic lambda .fpw
該范例為摻釔光纖激光器模型，可自動計算激光器輸出波長。因此，需定義多個信道，波長間隔為5nm，軟件將分析給定條件下哪個信道輻射激光。（兩個信道具有相似增益的情況下將出現問題）
腳本程序設定了laser_wavelength()用戶自定義函數，分析輻射信道，通常此信道具有較高的輸出功率。
圖3中可新奇的觀察到光纖長度的變化。對每一點需重新計算激光器波長，確實發生了變化。對于短光纖，975nm處出現激光輻射，發射截面較大。然而，對于長光纖，激光波長突然跳轉至1030nm，發射長波長激光，這主要由于975nm的激光的二次吸收（此處具有較高的吸收截面）。這一特性為三能級激光系統的顯著特征。
展開 RP Fiber Power 摻鉺光纖放大器的放大自發輻射
摻鉺光纖放大器的放大自發輻射
文件：Er amplifier with ASE .fpw
該范例與自發輻射放大摻釔放大器的腳本程序相似，僅采用鉺離子取代釔元素。采用鋁硅酸鹽光纖的數據。因為在980nm處不存在泵浦吸收，故采用泵浦光1470nm的模型。
在此腳本程序中，設定鉺離子具有理想的特性。這意味著不存在猝滅及能量轉移過程。若考慮此效應則會使模型非常復雜。
