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光纖激光器設計軟件——RP Fiber Power的內置文件
RP_Fiber_Power-W.dsk 在 RP Fiber Power 使用的每個工作文件夾中生成。它存儲有關打開的編輯器文件的信息以及交互表單的內容。
RP 系列 | 使用 RP RP Fiber Power 軟件進行超短脈沖仿真
定義執行完整諧振器往返的函數通常很方便:
DoResonatorRoundTrip() :=
{ Simulate one resonator round-trip of the pulse. }
begin
global allow all;
pp_multiply_expr_f('r_FBG%(f)');
{ fiber Bragg grating as output coupler }
pp_fiber(1, signal_active_fw); { active fiber }
pp_fiber(2, signal_passive_fw); { passive fiber }
pp_sat_abs(dR_S, tau_S, E_sat_S); { SESAM }
pp_loss(loss_S); { loss in SESAM }
pp_fiber(2, signal_passive_bw); { passive fiber }
pp_fiber(1, signal_active_bw); { active fiber }
pp_center(1); { center the pulse }
calc_dyn(0, T_rt, T_rt);
{ dynamical simulation of gain recovery }
end
請注意,我們的示例基于線性諧振器,在到達另一端(SESAM,可飽和吸收器)之后,我們一直回到初始位置。當然,我們函數中使用的各種參數必須在其他地方定義。
最后一個函數調用在一個往返時間內模擬光纖的泵送,以補充存儲的能量。
展開 線上研討會 | 《使用 RP Fiber Power 設計環形腔激光器》線上研討會(免費)
RP Fiber Power 是一款功能強大的建模軟件,用于設計和優化光纖器件 - 特別是光纖放大器和激光器以及其他類型的波導激光器,還有光纖耦合器,多芯光纖,螺旋芯光纖和錐形光纖。考慮更多用戶在光學設計應用中的需求,武漢墨光將在11月25號開展《 RP Fiber Power 設計環形腔激光器》線上研討會。通過演示讓大家了解如何使用 RP Fiber Power 進行 Yb fiber ring laser 案例演示。以下是本次研討會的具體介紹:
01:會議大綱
RP Fiber Power 軟件介紹
RP Fiber Power 軟件界面演示
Yb fiber ring laser 案例演示
02:會議詳情
會議時間:2022年11月25日 14:30—15:30
掃碼提前預約會議
(名額有限)
展開 光纖激光器設計軟件 | RP Fiber Power 的軟件界面
光纖激光器設計軟件
RP Fiber Power 的軟件界面
上一節我們提到 RP Fiber Power 功能的強大,這一節將以直觀的方式向大家展示 RP Fiber Power 交互界面的靈活性,RP Fiber Power 主要有三大模式:
第一大模式就是 Forms(表單模式):
為了快速輕松地啟動,您可以使用各種表單,在這個模式下只需輸入簡單的數據(數值或數學表達式),就可以執行計算結果。下面呈現了該模式下的七大板塊界面。
(e)加入額外的腳本代碼(這一模塊可以結合我下面講到的 Editors 模式理解)
第二大模式就是 Editors(腳本模式):
雖然表單模式很容易上手并且十分好用,但它們總是有些限制,只能基于簡單模型下(摻 Yb 光纖激光器)去進行仿真,而對于復雜模型(鎖模光纖激光器),則需要借助腳本模式來完成。為了編輯腳本代碼,RP Fiber Power 提供了強大的編輯器和相關工具。另外,如果您使用表單模式下的數據(見上文)來運行輸出結果,軟件會根據您的數據輸入自動生成腳本模式下的文件,基于此,也可以保存生成的腳本并進一步編輯出滿足需求的復雜模型,這意味著不需要直接從頭開始編輯腳本代碼。同時,軟件也會提供腳本模式下的相關復雜案例,方便大家使用。下面給出了 Editors 下去定義光信道的腳本代碼。
展開 
光纖激光器設計軟件 | RP Fiber Power 的軟件界面
光纖激光器設計軟件
RP Fiber Power 的軟件界面
上一節我們提到 RP Fiber Power 功能的強大,這一節將以直觀的方式向大家展示 RP Fiber Power 交互界面的靈活性,RP Fiber Power 主要有三大模式:
第一大模式就是 Forms(表單模式):
為了快速輕松地啟動,您可以使用各種表單,在這個模式下只需輸入簡單的數據(數值或數學表達式),就可以執行計算結果。下面呈現了該模式下的七大板塊界面。
(e)加入額外的腳本代碼(這一模塊可以結合我下面講到的 Editors 模式理解)
第二大模式就是 Editors(腳本模式):
雖然表單模式很容易上手并且十分好用,但它們總是有些限制,只能基于簡單模型下(摻 Yb 光纖激光器)去進行仿真,而對于復雜模型(鎖模光纖激光器),則需要借助腳本模式來完成。為了編輯腳本代碼,RP Fiber Power 提供了強大的編輯器和相關工具。另外,如果您使用表單模式下的數據(見上文)來運行輸出結果,軟件會根據您的數據輸入自動生成腳本模式下的文件,基于此,也可以保存生成的腳本并進一步編輯出滿足需求的復雜模型,這意味著不需要直接從頭開始編輯腳本代碼。同時,軟件也會提供腳本模式下的相關復雜案例,方便大家使用。下面給出了 Editors 下去定義光信道的腳本代碼。
展開 RP Fiber Power 新增Numerical Power Package工具箱 運算速度飛起
RP Fiber Power已經是一款具有強大優化功能和高效計算能力的光纖激光器及光纖器 件設計軟件。對于大多數用戶來說,RP Fiber Power的標準版本所具有的運算速度是完全足夠的。大多數提供的演示腳本可以在一個普通的PC上執行,最多在幾秒鐘內就可以完成。在許多實際應用中,即使是速度不是特別快的計算機,計算速度也不是問題。
但是,在某些情況下,復雜的模擬需要大量的計算時間,如下列情況:
超短脈沖的傳播:計算時間會變長,例如,如果一個脈沖需要在長光纖中傳播很多次,或者強非線交互作用和一個大的脈沖帶寬(特別是與長脈沖持續時間相結合),這就會對計算速度有要求。
數值光束傳播也對計算速度也有很高的要求,例如:通過長光纖傳播時,特別是需要高分辨率的數值網格時。
因此,為了滿足部分用戶對RP Fiber Power運算速度的高要求,RP Photonics 公司于2020年5月發布了需要額外付費的Numerical Power Package數字工具箱,它可以作為RP Fiber Power 的附加插件,它有非常驚人的模擬速度,并且不用改變腳本代碼,具體功能如下:
它的核心優勢是運算速度有了很大的提高——通常是5倍,有時甚至是10倍,特別是在使用更先進的CPU時,速度更為驚艷。
它大大加快了腳本語言的某些函數,主要是關于數組和矩陣的函數。
它還提供了一些更特殊的函數,你可以在你的腳本中使用這些函數,比如乘法或逆矩陣。
Bessel J函數具有更高的精度。此外,Bessel J 函數被支持用于復雜的參數,不僅用于真實的參數,也用于非整數階。
另外,它可以獲得第一類和第二類Hankel 函數以及相關的Legendre polynomials.
展開 免費參會領福利 |《使用 RP Fiber Power 進行光纖模式分析及摻鉺放大器的自發放大輻射演示》線上研討會
RP Fiber Power 是一款用于設計和優化光纖設備的功能強大的建模軟件,用于設計和優化光纖器件 - 特別是光纖放大器和激光器以及其他類型的波導激光器,還有光纖耦合器,多芯光纖,螺旋芯光纖和錐形光纖等。
摻鉺光纖放大器以其獨有的優勢確立了其在光通信領域的地位,對于全光通信技術的發展有著重要的意義。摻鉺光纖中的自發輻射噪聲是影響摻鉺光纖放大器工作性能的重要因素;同時作為摻鉺光纖激光器的起振源,也是影響其工作特性的重要因素。所以人們對于摻鉺光纖自發輻射噪聲的研究從未停止。
考慮更多用戶在光學設計應用中的需求,武漢墨光將在1月18日開展《使用 RP Fiber Power 進行光纖模式分析及摻鉺放大器的自發放大輻射演示》線上研討會。將通過介紹軟件相關的應用概述及實操案例演示,讓大家熟悉了解如何使用 RP Fiber Power 進行相關設計分析(文末還有免費福利領取)。以下是本次研討會的具體介紹:
? 會議主題 ?
使用 RP Fiber Power 進行光纖模式分析
及摻鉺放大器的自發放大輻射演示
01 會議大綱
RP Fiber Power 軟件應用概述
RP Fiber Power 用戶界面(新模式 Power Forms)
RP Fiber Power 案例演示:
1.光纖模式分析
2.摻鉺放大器的自發放大輻射
02會議詳情
1.主辦單位:武漢墨光科技有限公司
2.會議講師:武漢墨光科技資深光學工程師
3.
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及光纖器件設計軟件——光譜數據
通常,此類include文件的名稱以“Yb-”開頭,例如(指示鐿為激光活性離子)擴展名.in c,并存儲在名為“Spectroscopic data”的文件夾中,該文件夾是包含RP Fiber Power程序文件的文件夾的子文件夾(例如,“C:Program FilesRP SoftwareRP Fiber PowerSpectroscopic data”)。但是,您可能希望在其他位置(例如,某些用戶文件夾)使用該文件夾的副本。原因可能是Windows 7只允許管理員對“Program Files”的子文件夾進行寫訪問,因此添加數據文件時可能會遇到困難。
軟件提供以下通用材料數據文件:
·Yb-germanosilicate.inc:摻鐿鍺硅酸鹽光纖的數據,由Paschotta博士記錄,發表在 R. Paschotta et al., “Ytterbium-doped fiber amplifiers”, IEEE J. Quantum Electron. 33 (7), 1049 (1997)
·ErYb-phosphate.inc:摻鉺和摻鐿磷酸鹽玻璃的數據,取自G. C. Valley, “Modeling cladding-pumped Er/Yb fiber amplifiers”, Optical Fiber Technol. 7, 21 (2001); the data were partly taken from S. Konkanen et al., Proc. SPIE 2996, 32 (1997)
·Er-fluorophosphate L11:摻鉺氟磷酸鹽玻璃的數據,取自W. J. Miniscalco and R. S.
展開 光纖激光器設計軟件 | RP Fiber Power 的輔助功能
光纖激光器設計軟件
RP Fiber Power 的輔助功能
前兩節給大家簡單介紹了 RP Fiber Power 的應用場景和軟件界面,相信大家對 RP Fiber Power 有了一些了解,接下來我將放出關于 RP Fiber Power 的一些小彩蛋,讓大家愛上這款強大的軟件。
首先就是光束分布查看器,點擊按鈕,即可查看光束在不同光纖設備中,不同平面,光纖中任意位置處的強度分布情況,隨意的切換功能,方便查看和進行對比。
(a) 光束分布查看器
然后是脈沖顯示窗口,如果模擬了超短脈沖傳播,則可以點擊 按鈕,使用此窗口顯示脈沖的時域、頻域以及波長域的不同圖形。在窗口左下角底部有三種不同的顯示模式,點擊按鈕來任意切換:當前脈沖,存儲脈沖以及查看光纖中任意位置處的脈沖。窗口的上半部分顯示了脈沖在時域的特性,下半部分顯示了脈沖在頻域或波長域的特性。
(b) 脈沖顯示窗口
RP Fiber Power 軟件里面還附帶了各種稀土摻雜離子光纖的數據。這些數據包括光譜信息(上能級壽命,吸收、發射截面等)以及波導結構的細節信息(纖芯尺寸,有效模場面積,傳播損耗等)。擁有這樣的數據,您可以立即開始模擬光纖放大器和激光器的性能。下圖顯示了部分光譜數據。
(c) 光譜數據
接著給大家介紹的是調試模式(Debug mode),在這個模式下我們可以逐個命令來執行腳本,檢查每一條命令行是否有錯誤。
(d) 調試模式
當腳本在調試模式中執行完成或中斷時,您可以使用檢查器工具(Inspectors)檢查系統的當前狀態,包括變量,陣列,自定義函數,光纖數據,光束傳輸數據等。
(e) 檢查器
本次的內容分享就到這,我們下期再見!
展開 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 光纖激光器及光纖器件設計軟件---簡介
無源和有源光纖器件的終極工具
RP Fiber Power是一款功能強大的建模軟件,用于設計和優化光纖器件 - 特別是光纖放大器和激光器以及其他類型的波導激光器,還有光纖耦合器,多芯光纖,螺旋芯光纖和錐形光纖。
該軟件提供有效的傳播和數值光束傳播。還可以研究超短脈沖傳播,例如在光纖放大器系統,鎖模光纖激光器,電信電纜和自動優化的脈沖壓縮器中。
RP Fiber Power是為高級用戶提供的多功能工具,但同時(特別是自定義表格的V6以來)也非常適合那些沒有(或尚未)進入該領域專家的用戶。
對于任何認真對待光纖器件的人來說,這都是必須的 - 無論是在工業發展,科學研究還是教育方面。 其用戶界面結合了極大的靈活性和簡單的啟動。 因此,它同樣適用于高效的例行檢查和大多數復雜的模擬工作。
RP Fiber Power V7新功能
這個版本有幾個重大改進:
現在有一個功能強大的腳本調試器,可以更容易地找到并修復復雜腳本中的錯誤。 有了它,您可以通過命令執行腳本命令。 在數學表達式中甚至可以進行調試! 因此,在腳本中查找和修復錯誤變得更加容易。
新腳本編輯器支持有用的功能,如行號顯示,語法突出顯示和多級撤消/重做功能。
有一個方便的語法檢查器:在執行可能耗時的腳本之前找到語法錯誤。
您還可以自動重新格式化代碼以獲得一致的格式。
特別是那些開發復雜模擬的用戶,這是個好消息!
RP Fiber Power V6已經引入了進一步改進的用戶界面:可以在腳本中定義自定義表單。 這可能非常有用:
此類表格可用于軟件適用的模擬 - 根據您的需求量身定制。
它們非常易于使用。 只需填寫輸入字段并執行即可查看輸出值以及創建的圖形圖表。
您可以自己制作此類表格,也可以在技術支持范圍內制作。 (自定義表單在腳本中以文本形式非常簡單地定義。)
展開 
RP Fiber Power 模型
模式求解器
RP Fiber Power包含一個功能強大的模式求解器,可以非常快速地計算來自給定徑向對稱折射率分布的光纖的所有導模(LP模式)。 這適用于具有數百種模式的光纖。 模式求解器還計算傳播常數和纖芯中傳導的功率分數。
折射率分布可以用公式指定,或者根據測量結果從表格值中指定。 還可以包括任何波長依賴性,這也允許用預定函數計算色散(材料和波導色散)。
得到的強度分布可以非常容易地用于光學信道的定義,以計算光纖中的功率演變。 (當然,為此目的,您也可以使用其他來源的分布,例如根據制造商的規格。)
光束傳播
錐形光纖中光束傳播的例子
RP Fiber Power可以數值模擬具有任意(但弱引導)折射率分布的光纖(或其他波導)中任意復雜場分布的傳播。 使用分步傅立葉算法。 可以傳播不同波長的多個光束,并且可以通過激光活性離子和非線性效應(XPM,SRS)相互作用。
用戶可以完全控制數字網格參數,折射率和摻雜劑分布,輸入欄等。作為所有其他功能,所有這些也可以通過腳本命令控制,以便生成任意圖,從一個光束傳播設備提供數據 進入另一個(可能有插值),導入和導出數據到任何格式的文件等。這使得RP Fiber Power成為一個強大的工具,例如 用于研究錐形光纖,雙包層光纖和各種其他光纖元件。
能級系統和躍遷
RP Fiber Power可用于模擬兩種甚至三種不同類型的激光活性離子參與放大或激光發射過程的情況。每個離子可具有大量亞穩態激發能級。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件一腳本語言1-4
1.總論RP Fiber Power 從 RP Fiber Power 輸入腳本文件中獲取其輸出的所有信息。本節介紹RP Fiber Power腳本中允許的命令。
RP Fiber Power 腳本是擴展名為.fpw的純文本文件。它們不僅可以使用 RP Fiber Power 的編輯器進行編輯,還可以使用任何純文本編輯器進行編輯。一般規則和大多數命令都是從程序JPLOT 繼承的。在本文檔中,僅解釋那些繼承的特性,這些特性與程序 RP Fiber Power 的正常使用相關。
腳本方法的優點是:
它非常靈活,例如,允許您以各種格式導入和導出數據,建立新類型的圖表,或數學處理和輸入或輸出數據。
為了重用代碼,您可以簡單地復制和粘貼所提供的演示文件或早期腳本文件的部分內容。在復雜的情況下,RP Photonics 可以向您發送一些代碼行。一個腳本文件完美地記錄了您的工作。當你稍后閱讀它時,您很容易看到您所做的。(理想情況下,您可以在腳本中插入簡潔的注釋。)您不需要記住,例如,您在什么窗口中所做的設置。
最初,您可能更喜歡使用輸入表單。在許多情況下,這些表單可以生成所需的腳本,然后執行這些腳本。然后,您可以查看這些腳本,并根據需要進一步完善它們。
2.腳本的一般規則
腳本文件包含軟件計算和準備輸出所需的所有信息。
展開 拉錐光纖 RP Fiber Power
文件:Tapered fiber . fpw Tapered fiber . cf .fpw
研究導波模式光纖內光線的傳輸特性。拉錐光纖中,纖芯的直徑沿光纖軸向逐漸變細。該設計模擬了纖芯直徑緩慢變化對光場模式的影響。
圖1為yz平面內的場振幅分布。
圖2為沿著光纖方向,光功率、光束半徑、模場面積等光束參數的變化。
Tapered fiber . cf .fpw文件包括自定義窗體,用戶可靈活輸入相應參數。
來自武漢墨光微信公眾號 。
光纖激光器設計軟件 | RP Fiber Power 的應用場景
光纖激光器設計軟件——
RP Fiber Power 的應用場景
RP Fiber Power——一款用于設計和優化光纖設備的功能強大的建模軟件,針對光纖放大器和激光器以及其他類型的波導激光器進行仿真,還包括光纖耦合器、多芯光纖、螺旋芯光纖以及錐形光纖。該軟件不僅可以提供有效的功率傳播和全數值光束傳播模擬,還可以研究超短脈沖的傳播行為,例如在光纖放大器、鎖模光纖激光器、電信電纜和自動優化脈沖壓縮器中的脈沖仿真。
對于任何想要仿真光纖設備的人來說,無論是在工業發展、科學研究還是教育中,RP Fiber Power 都能滿足您的需求。考慮到了用戶的體驗感和操作性,該軟件的交互界面結合了最大的靈活性和簡便性,因此,它同樣適用于高效的例行檢查和最復雜的模擬工作。
下面將介紹 RP Fiber Power 可用于分析和優化的設備:
(a)單模或多模光纖
基于該軟件自帶的模式求解器,根據給定的折射率分布可以計算所有模態的特性,如振幅分布、有效模場面積、有效折射率以及色散等;還可以計算光纖耦合效率;模擬彎曲、非線性自聚焦或增益導引對光束傳播、高階孤子傳播的影響。
(b)光纖耦合器,雙包層光纖,多芯光纖,平面光波導
可以模擬雙包層光纖中的泵浦吸收,研究光束在光纖耦合器中的傳播,光在錐形光纖中的傳播,分析光纖彎曲的影響,放大器中的交叉飽和效應,泄漏模式等。
(c)光放大器
研究單級或多級放大系統中光纖的增益飽和特性(連續波或脈沖放大)、能量傳輸、猝滅效應、放大自發輻射等,比如:鉺鐿共摻光纖放大器。
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