解决方案

用光纤激光器软件设计镱掺杂的双通道ASE光源 | RP Fiber Power 软件

镱掺杂的双通道ASE光源案例

1、光纤激光器设计系列软件

·RP Fiber Power:计算各种特性的光纤模型,光纤放大器、光纤激光器、ASE光源、动态模拟、超短脉冲。

·RP Resonator:谐振腔设计工具,适合设计各种类型的激光谐振腔。

·RP ProPulse:模拟锁模激光器、光学参量振荡器和光纤设备中传播的超短脉冲。

·RP Coating:设计各种光学多层结构功能强大的软件。

·RP Q-switch:用于主动或被动Q开关固体激光器的计算等。

·RP Fiber Calculator:计算具有径向对称折射率分布的光纤。


2、RP fiber power 脚本设计界面


3、主要应用场景和作用

1.光纤传感系统

在多路 FBG 传感器阵列中,平坦 ASE 光源可同时为不同中心波长的 FBG 提供均匀激励,实现多参数(温度、应变)的并行检测,广泛应用于航空航天、土木工程的结构监测。

2.光谱学与分析仪器

作为宽带校准光源,用于光谱仪、单色仪的波长和强度校准,其平坦光谱能确保校准过程的准确性(例如实验室分析仪器、工业在线检测设备的日常校准)。

3.光纤通信系统

用于 WDM 通信网络的链路测试、器件性能评估(如光分路器、耦合器、光纤放大器的带宽测试),平坦光谱可模拟实际通信中的多信道信号,验证系统对不同波长信号的传输一致性。

4.激光技术与光信号处理

在锁模激光器中,ASE 光源可作为初始种子信号,通过后续的放大和锁模过程生成超短脉冲(如飞秒脉冲),用于激光加工、非线性光学研究等领域。


4、示例:镱掺杂的双通道ASE光源

一、仿真结果

  • 这是一个使用RP Fiber Power软件的模拟程序,核心功能是设计并优化一个基于镱(Yb)掺杂光纤的双通放大自发辐射(ASE)光源,通过迭代优化光纤端面的反射率,实现平坦的 ASE 输出光谱。
  • 脚本生成2个图表,显示泵浦光输出功率、正向 / 反向 ASE 总功率,量化系统能量转换效率。

二、基本步骤

  • 光纤与泵浦参数设置
  • ASE信号通道设置
  • 光纤模型配置
  • 存储功率数据
  • 迭代优化
  • 更新ASE功率
  • 图表分析

光纤与泵浦参数设置>>

  • 设置了长度为3m、步数为100的光纤
  • 定义了泵浦输入功率、光束半径、分布、方向和损耗

ASE信号通道设置>>

  • 定义了ASE波谱范围和分辨率
  • 定义了ASE通道的模式数量与损耗
  • 定义了ASE通道的前后向功率函数

光纤模型配置>>

  • 设置了掺杂区域、浓度、径向范围
  • 循环所有ASE通道

存储功率数据>>

  • 定义存储ASE功率数组
  • 计算ASE输出功率,创建插值函数

迭代优化>>

  • ASE 光谱平坦化的核心优化逻辑,通过5 次迭代调整光纤左端的反射率

更新ASE功率>>

  • 每次反射率迭代优化后,更新并存储最新的 ASE 功率数据

图表分析>>

  • 显示泵浦、前后向ASE功率
  • 无端面反射的ASE光谱

  • 优化反射率后的ASE光谱