拉曼放大仿真的案例
GLAD：拉曼放大器
概述
本例展示了更短波長的泵浦光對種子光進行拉曼放大的過程。泵浦光波長為1.06μm，種子光的波長是1.54μm。泵浦光和種子光都是帶像差的。種子光穿過一個空間濾波器，使光束在一定程度上得到了凈化。種子光和泵浦光合束后穿過一個拉曼放大器。放大器通過拉曼效應(yīng)將泵浦光轉(zhuǎn)化為種子光。放大后的種子光輸出經(jīng)過柱透鏡聚焦成為一條焦線。上述拉曼放大過程的示意圖如下所示：
圖.拉曼放大過程示意圖
系統(tǒng)描述
本例介紹了拉曼放大過程對應(yīng)命令raman的使用。種子光初始時含有畸變，通過空間濾波器的清潔，種子光中的畸變就被慮除了。初始泵浦光的呈現(xiàn)平頂分布，拉曼放大過程中，泵浦光的中心部分由于放大過程而被消耗，因此放大后的泵浦中心出現(xiàn)凹陷，近似呈現(xiàn)為馬鞍形分布。
模擬結(jié)果
展開 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(yīng)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(yīng)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(nèi)光譜的變化圖形。
圖6為各脈沖參量與傳輸位置關(guān)系。
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GLAD：拉曼增益模擬仿真
本例說明了通過一束更短的泵浦光對種子光進行拉曼放大的過程。泵浦光波長為1.06u，種子光的波長是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時將種子光放大。在這個模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。增益后的種子光輸出經(jīng)過圓柱透鏡聚焦成為一條線光源，可以用于 非旋轉(zhuǎn)對稱的光學(xué)元件和矩形陣列。值得注意的是，軟件中的編碼自動選擇了矩陣單位的大小從而在兩個方向上都能得到很好的分辨率。
圖0拉曼放大示意圖
C##
C
C案例：拉曼放大案例
C
###泵浦光光束初始化
echo/on
pause 5
set/density 32
nbeam 2 # 設(shè)置光束數(shù)
array/set 0 64 #設(shè)置采樣矩陣大小
units/set 0 .02 # 設(shè)置采樣間隔
global/def 1 50. 0 300.
展開 GLAD：拉曼增益模擬仿真
本例說明了通過一束更短的泵浦光對種子光進行拉曼放大的過程。泵浦光波長為1.06u，種子光的波長是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時將種子光放大。在這個模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。增益后的種子光輸出經(jīng)過圓柱透鏡聚焦成為一條線光源，可以用于 非旋轉(zhuǎn)對稱的光學(xué)元件和矩形陣列。值得注意的是，軟件中的編碼自動選擇了矩陣單位的大小從而在兩個方向上都能得到很好的分辨率。
展開 
GLAD：拉曼增益模擬仿真
本例說明了通過一束更短的泵浦光對種子光進行拉曼放大的過程。泵浦光波長為1.06u，種子光的波長是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時將種子光放大。在這個模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。增益后的種子光輸出經(jīng)過圓柱透鏡聚焦成為一條線光源，可以用于 非旋轉(zhuǎn)對稱的光學(xué)元件和矩形陣列。值得注意的是，軟件中的編碼自動選擇了矩陣單位的大小從而在兩個方向上都能得到很好的分辨率。
展開 GLAD應(yīng)用：拉曼增益模擬仿真
本例說明了通過一束更短的泵浦光對種子光進行拉曼放大的過程。泵浦光波長為1.06u，種子光的波長是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時將種子光放大。在這個模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。增益后的種子光輸出經(jīng)過圓柱透鏡聚焦成為一條線光源，可以用于非旋轉(zhuǎn)對稱的光學(xué)元件和矩形陣列。值得注意的是，軟件中的編碼自動選擇了矩陣單位的大小從而在兩個方向上都能得到很好的分辨率。
圖0.拉曼放大示意圖
案例：拉曼放大案例
圖1.初始泵浦光光強分布
圖2.帶隨機畸變的初始泵浦光相位分布
圖3.初始種子光光強分布
圖4.帶隨機畸變的初始種子光相位分布
圖5.泵浦光經(jīng)過拉曼增益器后衰減的光強分布
圖6.種子光放大之后的光強分布
圖7.柱透鏡聚焦后的種子光強分布
展開 GLAD應(yīng)用：拉曼增益模擬仿真
本例說明了通過一束更短的泵浦光對種子光進行拉曼放大的過程。泵浦光波長為1.06u，種子光的波長是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時將種子光放大。在這個模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。增益后的種子光輸出經(jīng)過圓柱透鏡聚焦成為一條線光源，可以用于非旋轉(zhuǎn)對稱的光學(xué)元件和矩形陣列。值得注意的是，軟件中的編碼自動選擇了矩陣單位的大小從而在兩個方向上都能得到很好的分辨率。
圖0.拉曼放大示意圖
案例：拉曼放大案例
圖1.初始泵浦光光強分布
圖2.帶隨機畸變的初始泵浦光相位分布
圖3.初始種子光光強分布
圖4.帶隨機畸變的初始種子光相位分布
圖5.泵浦光經(jīng)過拉曼增益器后衰減的光強分布
圖6.種子光放大之后的光強分布
圖7.柱透鏡聚焦后的種子光強分布
展開 OptiSystem應(yīng)用：光放大器EDFA的仿真
Optisystem可以設(shè)計和模擬光纖放大器和光纖激光器。
此處展示的案例可在Optisystem安裝文件夾samplesOptical amplifiers中找到。
該教程將會介紹光放大器庫這一部分。
光放大器
全局參數(shù)
使用Optisystem的第一步是設(shè)置全局參數(shù)。
我們都知道，主要的一個參數(shù)是time window，它由比特率和序列長度計算得到。
對于放大器和激光器的設(shè)計，還有其它可以定義模擬中的迭代次數(shù)和引入初始延遲的重要參數(shù)。
這些參數(shù)是Iterations和Initial delay，可以在全局參數(shù)窗口中獲得（圖1）
圖1 全局參數(shù)：Signals 標簽
本次教程中，除了一些全局參數(shù)，我們會使用默認參數(shù)。
?在全局參數(shù)對話框，將參數(shù)Bit rate設(shè)置為2.5e9，Sequence length為32，Samples per bit為32。Time window參數(shù)應(yīng)該為1.28e-8（圖2）。
圖2 全局參數(shù)：Simulation參數(shù)標簽
系統(tǒng)設(shè)置
（a）
（b）
圖3 EDFA布局
Signals標簽
盡管所有的組件都在布局中正確地連接了，但是我們還不能正常的運行模擬。
首先，因為我們考慮信號在兩個方向上傳輸，所以我們需要不止一個全局迭代來使系統(tǒng)的結(jié)果收斂。
其次，第一次迭代中，雙向組件的左輸入端口沒有反向信號，例如隔離器和泵浦耦合器，這會使模擬被終止。
要解決第一個問題，你只需增加迭代次數(shù)
要解決第二個問題，有兩個可能的解決方案：我們可以啟用在Signals標簽的Initial delay參數(shù)（圖4）或者我們可以在布局中加入Optical Delay（圖5）。
展開 OptiSystem應(yīng)用：光放大器EDFA的仿真
這些參數(shù)是Iterations和Initial delay，可以在全局參數(shù)窗口中獲得（圖1）
對于放大器和激光器的設(shè)計，還有其它可以定義模擬中的迭代次數(shù)和引入初始延遲的重要參數(shù)。
我們都知道，主要的一個參數(shù)是time window，它由比特率和序列長度計算得到。
使用Optisystem的第一步是設(shè)置全局參數(shù)。
全局參數(shù)
光放大器
該教程將會介紹光放大器庫這一部分。
此處展示的案例可在Optisystem安裝文件夾samplesOptical amplifiers中找到。
Optisystem可以設(shè)計和模擬光纖放大器和光纖激光器。
展開 OptiSystem應(yīng)光放大器EDFA的仿真
Optisystem可以設(shè)計和模擬光纖放大器和光纖激光器。
此處展示的案例可在Optisystem安裝文件夾samplesOptical amplifiers中找到。
該教程將會介紹光放大器庫這一部分。
光放大器
全局參數(shù)
使用Optisystem的第一步是設(shè)置全局參數(shù)。
我們都知道，主要的一個參數(shù)是time window，它由比特率和序列長度計算得到。
對于放大器和激光器的設(shè)計，還有其它可以定義模擬中的迭代次數(shù)和引入初始延遲的重要參數(shù)。
這些參數(shù)是Iterations和Initial delay，可以在全局參數(shù)窗口中獲得（圖1）
圖1 全局參數(shù)：Signals 標簽
本次教程中，除了一些全局參數(shù)，我們會使用默認參數(shù)。
?在全局參數(shù)對話框，將參數(shù)Bit rate設(shè)置為2.5e9，Sequence length為32，Samples per bit為32。Time window參數(shù)應(yīng)該為1.28e-8（圖2）。
圖2 全局參數(shù)：Simulation參數(shù)標簽
系統(tǒng)設(shè)置
（a）
（b）
圖3 EDFA布局
Signals標簽
盡管所有的組件都在布局中正確地連接了，但是我們還不能正常的運行模擬。
首先，因為我們考慮信號在兩個方向上傳輸，所以我們需要不止一個全局迭代來使系統(tǒng)的結(jié)果收斂。
其次，第一次迭代中，雙向組件的左輸入端口沒有反向信號，例如隔離器和泵浦耦合器，這會使模擬被終止。
要解決第一個問題，你只需增加迭代次數(shù)
要解決第二個問題，有兩個可能的解決方案：我們可以啟用在Signals標簽的Initial delay參數(shù)（圖4）或者我們可以在布局中加入Optical Delay（圖5）。
展開 OptiSystem應(yīng)用：光放大器EDFA的仿真
Optisystem可以設(shè)計和模擬光纖放大器和光纖激光器。
此處展示的案例可在Optisystem安裝文件夾samplesOptical amplifiers中找到。
該教程將會介紹光放大器庫這一部分。
光放大器
全局參數(shù)
使用Optisystem的第一步是設(shè)置全局參數(shù)。
我們都知道，主要的一個參數(shù)是time window，它由比特率和序列長度計算得到。
對于放大器和激光器的設(shè)計，還有其它可以定義模擬中的迭代次數(shù)和引入初始延遲的重要參數(shù)。
這些參數(shù)是Iterations和Initial delay，可以在全局參數(shù)窗口中獲得（圖1）
圖1 全局參數(shù)：Signals 標簽
本次教程中，除了一些全局參數(shù)，我們會使用默認參數(shù)。
?在全局參數(shù)對話框，將參數(shù)Bit rate設(shè)置為2.5e9，Sequence length為32，Samples per bit為32。Time window參數(shù)應(yīng)該為1.28e-8（圖2）。
圖2 全局參數(shù)：Simulation參數(shù)標簽
系統(tǒng)設(shè)置
（a）
（b）
圖3 EDFA布局
Signals標簽
盡管所有的組件都在布局中正確地連接了，但是我們還不能正常的運行模擬。
首先，因為我們考慮信號在兩個方向上傳輸，所以我們需要不止一個全局迭代來使系統(tǒng)的結(jié)果收斂。
其次，第一次迭代中，雙向組件的左輸入端口沒有反向信號，例如隔離器和泵浦耦合器，這會使模擬被終止。
要解決第一個問題，你只需增加迭代次數(shù)
要解決第二個問題，有兩個可能的解決方案：我們可以啟用在Signals標簽的Initial delay參數(shù)（圖4）或者我們可以在布局中加入Optical Delay（圖5）。
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RP Fiber Power 放大器的動態(tài)仿真
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文件：Dynamic amplifier simulation .fpw
(對應(yīng)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(tài)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(shè)定具有一定泵浦與信號功率的穩(wěn)定狀態(tài)。然后設(shè)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。
GLAD激光仿真：ZIG-ZAG放大器
概述
所謂ZIG-ZAG放大器是指光束在同一臺放大器傳輸多次，獲得多次放大，光束的傳輸路徑呈現(xiàn)之字型。圖1給出了由兩面反射鏡構(gòu)成的ZIG-ZAG放大器。光線-1, 0，+1可以通過ZIG-ZAG放大器進行傳輸放大。只有光線經(jīng)過的區(qū)域反轉(zhuǎn)粒子數(shù)才會被消耗。
圖1.ZIG-ZAG放大器示意圖
系統(tǒng)描述
對于本例介紹的ZIG-ZAG放大器，光束將在兩面反射鏡之間來回反射，被其中的增益介質(zhì)多次放大，直到從反射器邊緣出射，如圖2所示。
圖2.ZIG-ZAG放大器結(jié)構(gòu)示意圖，光線的路徑顯示了兩次反射構(gòu)成的完整傳輸周期
模擬結(jié)果
圖3.初始入射光束的光強分布
圖4.ZIG-ZAG放大器輸出的被放大后的光束
圖5.ZIG-ZAG放大器中兩光束傳輸過程中的光強變化
圖6.ZIG-ZAG放大器中反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的消耗情況
展開 Proe/Creo教學(xué)局部放大視圖運動仿真動畫創(chuàng)建
我們可以使用定時視圖的功能，建立小零件的局部放大視圖，這樣我們就可以既可以查看模型的整體的布局，也可以觀察模型中小零件的局部細節(jié)。
方法：
1.建立各個詳細視圖。
方法：
1）點擊【重定向視圖】，在類型下拉菜單中選擇【動態(tài)定向】，如圖
2）我們可以通過鼠標手動調(diào)整或者在【旋轉(zhuǎn)】欄輸入相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度得到不同角度的視圖。調(diào)整好合適的角度保存視圖。通過鼠標中鍵調(diào)整局部詳細視圖。如圖。
2.進入動畫模塊。
1）新建動畫。
2）定義主體。單擊【每個主體一個零件】，并選擇Ground單擊【編輯】，選擇底座作為Ground。
3）修改動畫時域。雙擊圖形框下部的時間線，在彈出的【動畫時域】對話框中，修改“終止時間”為“100”。
4）添加伺服電機。我們在機構(gòu)模塊已經(jīng)添加了電機，這里我們點擊【動畫】-【伺服電機】，選取已經(jīng)建好的伺服電動機ServoMotor1，單擊【包括】按鈕。將電動機應(yīng)用到動畫中。
5）定義定時視圖。點擊【定時視圖】，在名稱下拉列表中依次選取1——7，按照下圖設(shè)置。 (根據(jù)實際情況自己選擇)。
6)啟動動畫。
7)回放動畫并保存。
展開 光纖激光器設(shè)計軟件 | RP Fiber Power仿真脈沖放大器模型
光纖激光器軟件設(shè)計
RP Fiber Power仿真脈沖放大器模型
講講脈沖放大器在 RP Fiber Power 中的演示結(jié)果。基于初始脈沖的基本性能包括脈寬、重頻等的定義，脈沖傳輸?shù)亩x，加上光纖的結(jié)構(gòu)和模型的搭建就可以簡單的模擬脈沖經(jīng)過光纖放大器傳輸?shù)慕Y(jié)果。復(fù)雜模型比如考慮多模，多摻雜系統(tǒng)，動態(tài)仿真等在此基礎(chǔ)上添加相關(guān)參數(shù)代碼即可。下圖顯示了拋物線型脈沖作為輸入信號光經(jīng)過摻Y(jié)b光纖激光器之后的結(jié)果圖。
（1）時間序列圖
（2）頻域圖
（3）強度分布
（4）光纖中不同位置處脈沖的輸出性能參數(shù)變化
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RP 系列 激光分析設(shè)計軟件
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