包层泵浦光纤放大器 RP Fiber Power

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#光纤通信

本文探讨了单模光纤放大器脚本，如何在多模双包层光纤中实现包层泵浦，提升至10W泵浦功率。研究了长光纤与975nm泵浦波长的应用，以及掺杂浓度对放大效果的影响，同时强调了模式失效与自发辐射的考虑。

包层泵浦光纤放大器

文件：Yb amplifier, cladding-pumped .fpw

(对应表格操作文件Yb amplifier, cladding-pumped . fpi)

该范例为单模光纤放大器脚本程序的修改版。设定泵浦光在多模双包层光纤内包层传输，信号光在单模纤芯内传输。泵浦功率增加至10W。若泵浦吸收急剧减弱，可采用长光纤，选择975nm为泵浦波长，增加掺杂浓度。

该模型已隐含假设，横向泵浦强度分布在传播过程中为常量。这需要光纤中极强的模态混叠，可将光纤呈径向对称设计。

此案例中未考虑放大的自发辐射。因此，若降低输入信号功率，单通道增益较高，模式失效。

来自“武汉墨光”微信公众号

OptiSystem应用：放大器泵浦功率效应
Bonnie1985119的博客
04-02 886
980nm和1480nm泵浦波长是EDFA中使用的最重要的泵浦波长。图1显示了具有980nm和1480nm波长泵浦的正向泵浦方案中的布局设置。图4显示了扫描后向泵浦980nm和前向泵浦980nm的泵浦功率，得到的增益随功率变化的曲线图。图4.后向泵浦980nm和前向泵浦980nm增益随功率变化的曲线图。图2.前向泵浦980nm和1480nm的增益与泵浦功率的关系。我们从中可以比较前向泵浦与后向泵浦增益随泵浦功率变化的差异。图3.为后向泵浦980nm的系统布局图。图3.980nm后向泵浦系统布局图。
级联光纤放大器模型 RP Fiber Power
Asdmath的博客
01-22 598
文件：Yb amplifier with two stage .fpw, Yb amplifier with two stages, with ASE .fpw 及 Yb amplifier with two stages for pulses .fpw 以上文件为级联光纤放大器的模拟 范例1为未考虑放大自发辐射的简单范例。级联作为两种不同的设备，set_device(2)函数对象允许其中用户切换其中一种。定义函数connect_powers()，将一级输出信号功率作为二级输入信号功率。图3中，脚...
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 ...
包层泵浦光纤放大器，包层模式的计算 RP Fiber Power
Asdmath的博客
01-22 591
文件：Yb amplifier, cladding-pumped, with cladding modes .fpw 这是另外一个双包层光纤放大器的范例。不同于以上范例，我们考虑所有的包层模式，并采用内置模式求解方法。根据折射率分布，纤芯数值孔径，包层泵浦方式条件，计算模式特性。简单起见，设定所有泵浦模式中功率均匀分布。不考虑放大的自发辐射。 图5为输入输出泵浦光，输出信号的横向强度分布。可见，剩余的泵浦光绕纤芯呈环形分布。这是因为仅当泵浦模式呈此分布时，与纤芯区域具有较低的叠加，通过时表现若吸收...
光纤激光端面泵浦或者侧面泵浦
蔡工的博客
08-04 4404
光纤激光可以端面泵浦或者侧面泵浦，如图所示。端面泵浦是一束或多束泵浦光耦合到光纤端面中去。侧面泵浦是泵浦光耦合到光纤的一侧，通过耦合器耦合到光纤的内包层中。 泵浦耦合的重点在于将泵浦光耦合进入内包层，使它与光纤的吸收相匹配，进入纤芯产生粒子束反转，获得纤芯内的受激辐射。基于光纤内的掺杂以及光纤长度，纤芯具有不同的增益。这是设计所需要的泵浦结构所需要考虑的问题。
掺铒光纤放大器的放大自发辐射 RP Fiber Power
Asdmath的博客
01-15 620
掺铒光纤放大器的放大自发辐射 文件：Er amplifier with ASE .fpw 该范例与自发辐射放大掺钇放大器的脚本程序相似，仅采用铒离子取代钇元素。采用铝硅酸盐光纤的数据。因为在980nm处不存在泵浦吸收，故采用泵浦光1470nm的模型。 在此脚本程序中，设定铒离子具有理想的特性。这意味着不存在猝灭及能量转移过程。若考虑此效应则会使模型非常复杂。 来自“武汉墨光”微信公众号 ...
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
RP Fiber Power 放大器的动态仿真
Asdmath的博客
01-07 394
文件：Dynamic amplifier simulation .fpw (对应表格操作文件Dynamic amplifier simulation . fpi) 该模型采用RP Fiber Power 软件对一定输入功率下光纤放大器的动态仿真。 采用掺钇光纤放大器的简单模型。对于光纤的起始点，设定具有一定泵浦与信号功率的稳定状态。然后设定超高斯型的信号脉冲，占有绝大部分能量。由于在放大期间，增益突然急剧下降，输出脉冲的形状本身存在畸变。 来自“武汉墨光”微信...
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
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
RP Fiber Power 再生放大器
Asdmath的博客
11-23 457
再生放大器 文件：Regenerative amplifier .fpw, Regenerative amplifier .cf .fpw 该范例模拟了再生放大器的特性。脉冲在含有放大功能的谐振腔内不断循环往复，直至脉冲能量达到阈值后出射。 当采用光纤时，非线性效应较强，故该设备性能有限。因此，采用一块掺杂的玻璃，长度仅为3mm，信号光半径相对较大，为150um。 图形如下所示： 图1为60次谐振往返中脉冲参量的变化。脉冲能量大致以指数形式增加。当脉冲能量变大时，由于自相位调制，增益介质的非线性克
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 1164
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
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
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，
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 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 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，
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