包層泵浦光纖放大器的案例
RP Fiber Power 包層泵浦光纖放大器
包層泵浦光纖放大器
文件：Yb amplifier, cladding-pumped .fpw
(對應表格操作文件Yb amplifier, cladding-pumped . fpi)
該范例為單模光纖放大器腳本程序的修改版。設定泵浦光在多模雙包層光纖內包層傳輸，信號光在單模纖芯內傳輸。泵浦功率增加至10W。若泵浦吸收急劇減弱，可采用長光纖，選擇975nm為泵浦波長，增加摻雜濃度。
該模型已隱含假設，橫向泵浦強度分布在傳播過程中為常量。這需要光纖中極強的模態混疊，可將光纖呈徑向對稱設計。
此案例中未考慮放大的自發輻射。因此，若降低輸入信號功率，單通道增益較高，模式失效。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—包層泵浦光纖放大器
該范例為單模光纖放大器腳本程序的修改版。設定泵浦光在多模雙包層光纖內包層傳輸,信號光在單模纖芯內傳輸。泵浦功率增加至10W。若泵浦吸收急劇減弱,可采用長光纖,選擇975nm為泵浦波長,增加摻雜濃度。
該模型已隱含假設,橫向泵浦強度分布在傳播過程中為常量。這需要光纖中極強的模態混疊,可將光纖呈徑向對稱設計。
此案例中未考慮放大的自發輻射。因此,若降低輸入信號功率,單通道增益較高,模式失效。
RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—雙包層光纖的泵浦吸收
研究了雙包層光纖內泵浦光的吸收效應。采用圓包層纖芯摻雜的簡單結構，也可選擇D形包層結構，橫截面存在小部分斷層。圓包層結構簡單，但缺陷在于許多模式的泵浦吸收效率較弱。
圖1為yz平面的場振幅。對于簡單圓包層結構，纖芯區域內光束分布存在明顯的孔洞。
圖2為吸收后的強度分布。
雙包層光纖的泵浦吸收 RP Fiber Power
文件：Pump absorption in double-clad fiber .fpw
研究了雙包層光纖內泵浦光的吸收效應。采用圓包層纖芯摻雜的簡單結構，也可選擇D形包層結構，橫截面存在小部分斷層。圓包層結構簡單，但缺陷在于許多模式的泵浦吸收效率較弱。
圖1為yz平面的場振幅。對于簡單圓包層結構，纖芯區域內光束分布存在明顯的孔洞。
圖2為吸收后的強度分布。
來自武漢墨光微信公眾號
RP 系列激光分析設計軟件 | 示例案例：雙包層光纖中的泵浦吸收
在 這里 ， 我們 將 展示了如何利用 RP Fiber Power 來分析和優化雙包層光纖設計。由于這涉及到一些復雜的細節，因此 RP Fiber Power 的 高度 靈活性對于 完成 這項任務至關重要。
模型的描述
我們考慮將雙包層光纖用于 大 功率光纖激光器和放大器。眾所周知，注入到泵浦包層中的泵浦光的 吸收率會因為 泵浦包層的 某 些模式與摻雜 光纖 纖芯有 微 弱重疊 而降低 。我們對此進行了更深入的調查。
注意，基于模式的方法不太適合這種分析。一個原因是泵浦包層可以有非常多的模式。另一個原因是為了改善泵浦吸收，通常會使用一些減弱共模的方法。在這種情況下，運行良好的模式解算器將很難開發，并且需要大量的計算時間。
因此，在這種情況下，數值光束傳播是一種更實用的方法。然而，這也并非易事：
為了切合實際，我們需要構建一種輸入泵浦波，這種泵浦波相當不連貫，但仍具有足夠的空間相干性，以便高效發射，在本示例中，我們的構造如下：
我們從一個具有真實強度分布(僅限于泵浦包層)但具有隨機光學相位的場開始。這將導致巨大的光束發散，從而只有較小部分功率可以發射到泵浦包層中。
然后，我們對該場進行傅里葉變換，濾除高頻成分(對應于較大的傳播角)，并將其轉換回來。
我們在空間域中再次對此進行過濾。
展開 RP系列 激光分析設計軟件 | 光纖放大器設計第六部分
光纖放大器的教程包含以下十個部分：
1、光纖中的稀土離子
2、增益和泵浦吸收
3、穩態的自洽解
4、放大的自發發射
5、正向和反向泵浦
6、用于大功率操作的雙包層光纖
7、納秒脈沖光纖放大器
8、超短脈沖光纖放大器
9、光纖放大器噪聲
10、多級光纖放大器
接下來是Paschotta 博士關于光纖放大器教程的第6部分：
第六部分：用于大功率操作的雙包層光纖
基于單模光纖的光纖放大器的輸出功率非常有限，因為很難將高泵浦功率注入這種光纖。這有兩個原因：
? 高功率激光二極管的光束質量通常很差——不足以有效地發射到單模核心。
? 即使有一個高功率單模泵浦源，注入泵浦光也是一個非常微妙的問題。光纖纖芯中的高泵浦強度不會是主要問題：畢竟，高功率光纖放大器也可以應對類似的高信號輸出功率。然而，由于發射效率永遠不會100%，即使使用高質量的泵浦光束，也會將大量功率發射到包層中，然后可能由于過熱而破壞光纖，例如由于涂層處的吸收（即使光纖末端被剝離了一些重要的長度）。
這個問題可以通過使用雙包層光纖來解決。它們在纖芯周圍有一個泵浦包層，纖芯本身被折射率更低的外包層包圍。泵浦包層通常具有比光纖纖芯大得多的直徑和更高的數值孔徑，構成多模波導，即使泵浦光束質量不是很好，也可以輕松有效地將高功率泵浦光發射到其中。纖芯的折射率仍然高于泵浦包層的折射率，因此它支持單導模，有時甚至支持幾個模。
射入泵浦包層的光也進入光纖纖芯，在那里它可以被激光活性離子吸收。（請注意，泵浦包層是未摻雜的，因此那里沒有泵浦吸收。）只是，泵浦光與摻雜纖芯的重疊減少了，因為大部分泵浦功率在未摻雜的泵浦包層中傳播。
圖 1 顯示了泵浦光如何注入內包層（泵浦包層），而信號光如何注入光纖纖芯并保留在那里。
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