RP Fiber Power 铒钇共掺光纤激光器

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#光纤通信

本文介绍了铒钇共掺光纤激光器的工作原理，这种激光器通过975nm泵浦光束激发铒离子和钇离子，提高能量吸收和激光转换效率。在没有钇离子的情况下，激光器的泵浦吸收有限，导致输出功率降低。随着铒离子掺杂浓度增加，输出功率提升，但高泵浦功率下能量转移效率受限。该技术对于光纤激光器的性能优化具有重要意义。

铒钇共掺光纤激光器

文件：Er-Yb fiber laser .fpw

该模型为短腔铒钇共掺光纤激光器，975nm泵浦光束激发铒离子与钇离子。铒离子的激活能量转移至铒离子。

此类激光器也可在无钇离子情况下运行，可通过设置钇离子的浓度为0即可。然而，此时泵浦吸收非常有限，导致输出功率较低。（由于光纤长度短，掺杂浓度有限所致）随着铒离子的掺杂，能量吸收更充分，激光转换效率极大增加。然而，在高泵浦功率下，能量转移效率达到极限，限制了输出功率。

 

 

 

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RP Fiber Power 光纤激光器及光纤器件设计软件---简介
Asdmath的博客
05-25 2017
无源和有源光纤器件的终极工具 RP Fiber Power是一款功能强大的建模软件，用于设计和优化光纤器件 - 特别是光纤放大器和激光器以及其他类型的波导激光器，还有光纤耦合器，多芯光纤，螺旋芯光纤和锥形光纤。 该软件提供有效的传播和数值光束传播。还可以研究超短脉冲传播，例如在光纤放大器系统，锁模光纤激光器，电信电缆和自动优化的脉冲压缩器中。 RP Fiber Power是为高级用户提供的多功能工具，但同时（特别是自定义表格的V6以来）也非常适合那些没有（或尚未）进入该领域专家的用户。 对于任何认真对待光纤
锁模光纤激光器 RP Fiber Power
Asdmath的博客
10-14 900
文件：Mode-locked fiber laser, ring resonator .fpw 和 Mode-locked fiber laser, linear resonator .fpw 研究正常色散下锁模光纤激光器。与典型的锁模体激光器和光孤子激光器相比，相互之间复杂的非线性效应，光谱滤波及可饱和吸收效应，激光器内脉冲特性较为复杂。 选择环形腔，每个谐振腔内往返，往返脉冲通过以下器件传输： 选择性波长输出耦合器 光谱带通滤波器 无源光纤1 掺钇光纤 无源光纤2 快速可饱和吸收器 图形如下所示： 图1
基于铥钬共掺光纤的掺铒光纤激光器调Q与锁模
02-05
利用铥钬共掺光纤作为可饱和吸收体，实现了对环形腔掺铒光纤激光器的调Q和锁模。调Q实验中，在1567.8 nm处，随着抽运功率的增加，获得了从千赫兹到几十千赫兹的重复频率可调谐调Q输出，脉冲宽度在数微秒量级。锁模实验中，在1535.2 nm处，通过调节偏振控制器，获得了调Q锁模输出；进一步提高抽运功率，并调节偏振控制器，获得了腔基频锁模输出和二阶有理数谐波锁模输出，重复频率在几十兆赫兹量级，脉冲宽度减小到几十纳秒量级。实验证明了铥钬共掺光纤优异的可饱和吸收特性，及其在掺饵光纤激光器全光纤被动调Q和锁模中的应用潜力。
RP Fiber Power 掺铥上转换光纤激光器
Asdmath的博客
01-07 457
掺铥上转换光纤激光器 文件：Tm upconversion fiber laser .fpw 该模型表明，RP Fiber Power软件如何对含有复杂能级结构的激光器或放大器进行设计。 设定光纤激光器具有以下特性： 光纤为氟锆酸盐玻璃，掺杂铥离子。由于ZBLAN玻璃的低声子能量，3H4和3F2为亚稳态能级。(未被多声子跃迁所猝灭) 铥离子在吸收3个1140nm泵浦声子后被激发至高电子能级。由高能级受激辐射至基态，并产生480nm的蓝光。 光纤左端面为全反射镜，右端面为反射率为60%的输出耦合镜
掺钇光纤激光器，自动解算输出波长 RP Fiber Power
Asdmath的博客
01-15 357
掺钇光纤激光器，自动解算输出波长 文件：Yb fiber laser , automatic lambda .fpw 该范例为掺钇光纤激光器模型，可自动计算激光器输出波长。因此，需定义多个信道，波长间隔为5nm，软件将分析给定条件下哪个信道辐射激光。（两个信道具有相似增益的情况下将出现问题） 脚本程序设定了laser_wavelength()用户自定义函数，分析辐射信道，通常此信道具有较高的输出功率。 图3中可新奇的观察到光纤长度的变化。对每一点需重新计算激光器波长，确实发生了变化。对.
掺镱光纤激光器 RP Fiber Power
Asdmath的博客
01-22 932
文件：Yb fiber laser .fpw 及 Yb fiber laser .cf .fpw (对应表格操作文件Yb fiber laser . fpi) 该范例为掺钇光纤激光器的简单模型。泵浦与信号光均在单模光纤内传输。 脚本程序中，通过插入对象函数set_R()，将放大器模型转换为激光器模型。设定光纤左端面对信号光（激光）全反射（光纤布拉格光栅效应），输出光纤端面具有4%的反射率（裸纤端面的菲涅尔反射效应）。 在模型中需简单定义激光波长。若无定义波长的光学组件，激光器通常输出增益更大的工作波
掺铒光纤放大器的淬灭效应 RP Fiber Power
Asdmath的博客
01-15 539
掺铒光纤放大器的淬灭效应 文件：Er amplifier with quenching .fpw 该范例与自发辐射放大的掺铒放大器的脚本程序相似，对于铒离子采用了更复杂的模型，并包括上转换效应。激光上能级离子跃变相互作用，其中一个离子跃迁至基态，而另外一个离子跃迁至高能态，瞬间返回至初始能级。实际上，破坏一个激发跃迁，整个光放大也会稍微减少。 来自“武汉墨光”微信公众号 ...
多模光纤放大器 RP Fiber Power
Asdmath的博客
08-27 416
文件：Yb amplifier, multimode fiber .fpw 考虑多模光纤，并给定折射率分布及Yb的掺杂分布。脚本程序首先计算了传导信号模式。其次，定义了抽运信号（设定抽运功率集中于LP01模），信号光的波长及其导波模式（忽略偏振态的差异）。 图1为径向模式函数曲线，表现了每个模式的增益。 图2为所有信道功率的变化。 ...
RP Fiber Power 被动调Q光纤激光器
Asdmath的博客
12-14 446
文件：Passively Q-switched fiber laser .fpw 该模型为光纤激光器被动调Q的模拟范例。该范例相对棘手。为了获得合理的增益，需要使泵浦相位具有较长的时间范围，而对于脉冲的建立，选择合适的时间范围，也需要考虑传播时间。因此，步骤如下： 首先需要在简化模型中模拟脉冲相位，忽略光反馈效应，抑制激光的产生。我们仅用此分析何时往返增益为正。 然后在此刻再次模拟，光纤初始状态为正增益。接下来，需要模拟整个模型中脉冲产生，并考虑光反馈效应。 被动调Q中，采用函数模拟饱和吸收，...
RP Fiber Power 主动调Q光纤激光器
Asdmath的博客
12-14 415
文件：Actively Q-switched fiber laser .fpw 该范例为调Q光纤激光器中如何模拟脉冲的产生。 采用双包层光纤激光器，以及双端泵浦。将部分反射的光纤布拉格光栅置于活性光纤右端，而调制器位于左端，组成输出耦合器。 模拟多脉冲的产生，并对比其中的特性非常有益，定义调Q中模拟运行及终止时间两个函数也是非常方便的。极易模拟出多个调Q周期的生动图形。 ...
RP Fiber Power 光纤数据
Asdmath的博客
06-22 720
有源光纤数据 RP Fiber Power软件附带了各种稀土掺杂光纤的数据。这些数据包括光谱信息（跃迁截面，上态寿命，掺杂浓度）以及波导结构的细节（纤芯尺寸，有效模式面积，传播损耗等）。拥有这样的数据，您可以立即开始模拟光纤放大器和激光器的性能。 来自公开来源的各种数据 RP Fibre目前提供以下来自公开来源的数据： • “Yb-锗硅酸盐”：由Paschotta博士记录的钇掺杂锗硅酸盐光纤的数据。由于大多数掺钇光纤，基于类似的硅酸盐玻璃组合物，因此这些数据可用于许多情况。 • “ErYb-磷酸盐”：掺铒和
RP Fiber Power 版本
Asdmath的博客
06-22 2094
RP Fiber Power的版本历史 该软件一直受到多年来广泛的发展计划，这大大扩展了其功能，以及用户界面的质量。 V1 这是第1个版本。 它仅限于光纤激光器和放大器的连续波计算，并且只能通过脚本进行控制。 V2 版本2引入了交互式表单。 至少对于更简单的模拟，现在可以简单地通过填写表单来工作，而V1必须通过脚本来控制。 例如，屏幕截图显示了输入某些信号参数的表单： 当您基于这些表单执行计算时，程序将根据您的表单输入自动编写脚本文件，然后执行该脚本。如果您需要编写脚本以获得更大的灵活性，可以稍后查看该脚
RP Fiber Power 模型
Asdmath的博客
06-08 501
模式求解器 RP Fiber Power包含一个功能强大的模式求解器，可以非常快速地计算来自给定径向对称折射率分布的光纤的所有导模（LP模式）。 这适用于具有数百种模式的光纤。 模式求解器还计算传播常数和纤芯中传导的功率分数。 折射率分布可以用公式指定，或者根据测量结果从表格值中指定。 还可以包括任何波长依赖性，这也允许用预定函数计算色散（材料和波导色散）。 得到的强度分布可以非常容易地用于光学信道的定义，以计算光纤中的功率演变。 （当然，为此目的，您也可以使用其他来源的分布，例如根据制造商的规格。） 光
超连续光谱的产生 RP Fiber Power
Asdmath的博客
07-08 1437
文件： Supercontinuum generation .fpw 该范例模拟了光纤内超短脉冲复杂的超连续效应（超强的光谱展宽）。通过模式求解获得色散，这也是超连续产生的主要因素。考虑克尔效应及受激拉曼散射产生的非线性效应。 图1为模式的计算。（泵浦波长下光纤为单模） 图2为色散与波长的关系。 图3为时域内的输出脉冲。 图4为波谱域的输出脉冲。 图5为光纤内光谱的变化，例如不同颜色的光谱位于光纤内不同的位置。 图6为光谱图形式显示的输出光波长。 ...
非线性自聚焦效应
Asdmath的博客
03-08 1161
文件：Self-focusing .fpw 首先计算了大模场面积的基模随非线性自聚焦效应的收缩。模式求解中通常会忽略非线性效应。然而，编写数行程序代码，即可设置折射率分布及其非线性的变化，继而重复计算光纤模式，直至出现自洽解。 该程序也说明了光束传输的应用，可模拟高功率下光束分布的变化。用户可以采用LP01（低功率）与LP11模式的叠加，并研究光纤非线性效应的影响。可见，即使仅有LP11模式被激发，在大功率下也呈现不稳定状态，大部分功率转移到LP10模式中。 可获得以下图形： 图1为给定光功率下模式
RP Fiber Power 非线性光纤环形镜
Asdmath的博客
11-24 795
文件：Nonlinear fiber loop mirror .fpw 该范例研究非线性环形镜函数，并由一段有源短光纤，一段无源长光纤，及光纤耦合器构成。将脉冲入射至光纤耦合器的输入端口，在环形腔中获得两个反向脉冲。当其中一个脉冲在进入无源光纤之前被放大，而另一路在其后被放大，两路存在非线性相移。因此，当脉冲再次在光纤耦合器内相遇，由于干涉效应的影响，输入端口无输出功率，其它端口存在功率分布。 在克尔非线性效应、色散及放大效应下，研究超短脉冲传输。 图形如下所示： 图1为有源光纤内的平均功率。可见，
双包层光纤的泵浦吸收 RP Fiber Power
Asdmath的博客
03-08 776
文件：Pump absorption in double-clad fiber .fpw 研究了双包层光纤内泵浦光的吸收效应。采用圆包层纤芯掺杂的简单结构，也可选择D形包层结构，横截面存在小部分断层。圆包层结构简单，但缺陷在于许多模式的泵浦吸收效率较弱。 图1为yz平面的场振幅。对于简单圆包层结构，纤芯区域内光束分布存在明显的孔洞。 图2为吸收后的强度分布。 来自“武汉墨光”微信公众号 ...
RP Fiber Power 免费讲座---光纤激光器仿真设计
Asdmath的博客
06-08 744
RP Fiber Power 啁啾脉冲放大系统
Asdmath的博客
08-24 657
文件：CPA system .fpw 系统包括如下组件： 锁模光纤激光器内，高脉冲重复率下（41MHz），产生超短脉冲。输出脉冲能量为1nJ，脉冲宽度5.7ps，8nm宽的展宽光谱。(10%量级处测量) 脉冲辐射仅为激光脉冲的1/1000。减少平均功率，后期的脉冲能量具有更的强放大。 采用100米长的无源光纤作为色散脉冲展宽器。增加脉宽至46ps。忽略光纤的非线性效应，光谱宽度展宽至11.5nm. 具有大模场面积的光纤，将脉冲能量由1nJ放大到1.55uJ。光谱展宽至11.6nm。为了分析稳态下的放大增益，
rp fiber power
07-27
RP Fiber Power 是一款用于光纤激光器和光纤放大器设计的仿真软件，它由RP Photonics Consulting GmbH开发。该软件提供了强大的数值模拟工具，可以用于光纤光学系统的设计和优化。使用RP Fiber Power，用户可以模拟光纤中的光传输、放大、调制、非线性效应等多种物理过程。它还提供了丰富的功能，如激光器设计、泵浦光源建模、光纤放大器性能评估等。总之，RP Fiber Power 是一个用于光纤激光器和光纤放大器设计的强大工具。
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