摻鉺光纖放大器仿真的案例
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。
RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—多信號摻鉺光纖放大器
多個等間隔信號入射至摻鉺光纖放大器。各信號具有不同的增益值及輸出功率。同時,圖2為噪聲指數。對于長波長,重吸收效應較弱,噪聲指數較低。
RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—摻鉺光纖放大器的淬滅效應
該范例與自發輻射放大的摻鉺放大器的腳本程序相似,對于鉺離子采用了更復雜的模型,并包括上轉換效應。激光上能級離子躍變相互作用,其中一個離子躍遷至基態,而另外一個離子躍遷至高能態,瞬間返回至初始能級。實際上,破壞一個激發躍遷,整個光放大也會稍微減少。
RP Fiber Power 多信號摻鉺光纖放大器
多信號摻鉺光纖放大器
文件：Er amplifier for multiple signals .fpw
多個等間隔信號入射至摻鉺光纖放大器。各信號具有不同的增益值及輸出功率。同時，圖2為噪聲指數。對于長波長，重吸收效應較弱，噪聲指數較低。
RP Fiber Power 摻鉺光纖放大器的淬滅效應
摻鉺光纖放大器的淬滅效應
文件：Er amplifier with quenching .fpw
該范例與自發輻射放大的摻鉺放大器的腳本程序相似，對于鉺離子采用了更復雜的模型，并包括上轉換效應。激光上能級離子躍變相互作用，其中一個離子躍遷至基態，而另外一個離子躍遷至高能態，瞬間返回至初始能級。實際上，破壞一個激發躍遷，整個光放大也會稍微減少。
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：
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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。
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 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
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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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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
光纖激光器設計軟件 | RP Fiber Power仿真脈沖放大器模型
光纖激光器軟件設計
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，脈沖傳輸的定義，加上光纖的結構和模型的搭建就可以簡單的模擬脈沖經過光纖放大器傳輸的結果。復雜模型比如考慮多模，多摻雜系統，動態仿真等在此基礎上添加相關參數代碼即可。下圖顯示了拋物線型脈沖作為輸入信號光經過摻Yb光纖激光器之后的結果圖。
（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變化
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RP 系列 激光分析設計軟件
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