本
教程包含以下部分：
d/"gq}NT 1：簡(jiǎn)介
ORUWsl Mt 2：光通道
}IxY(`:qs 3：功率傳播或場(chǎng)傳播
3?a0
+] 4：
激光活性離子
lCM6T;2ID 5：放大器和
激光器的連續(xù)波操作
)pkhir06t 6：放大和產(chǎn)生短脈沖
)->-~E}p9 7：超短脈沖
U>e3_td3, 8：使用自制
軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？
9^6|ta0;0 以下是Paschotta 博士關(guān)于
光纖放大器和激光器建模教程的第 2 部分。
]#v vlM>/ hY\Eh. 第 2 部分：光通道
.=.yZ 在光纖放大器或光纖激光器的定量
模型中，我們需要以某種方式描述在光纖中傳播的光。具體應(yīng)該如何做，很大程度上取決于具體情況。
<~IH` 在大多數(shù)情況下，我們處理的是不同
波長(zhǎng)的不同光波——例如，泵浦波和信號(hào)波。在更復(fù)雜的情況下，我們可能有多個(gè)泵浦和信號(hào)波，也可能有來自放大自發(fā)發(fā)射(ASE) 的光（請(qǐng)參閱我們的光纖放大器教程的第 4 節(jié)）。
"Nk=g~| 盡管原則上可以將整個(gè)光場(chǎng)描述為一個(gè)整體，但區(qū)分一些我們稱之為光通道的數(shù)量通常是非常明智的。在放大器模型中，我們可能有
4d{ "S02h • 一個(gè)或多個(gè)泵通道，
d
A_S"Zc
• 一個(gè)或多個(gè)信號(hào)通道，
;oN{I@}k • 通常在 10 到 100 個(gè) ASE 通道之間。
~9`^72 我們將 ASE 光分成具有不同波長(zhǎng)的多個(gè)通道，通常使用等距的波長(zhǎng)值。每個(gè) ASE 通道代表一些窄波長(zhǎng)區(qū)域，其中
光子能量和躍遷橫截面等屬性近似恒定。當(dāng)然，在某些情況下 ASE 可以完全忽略——例如，當(dāng)放大器增益太低而 ASE 不重要并且人們對(duì)那個(gè)低電平 ASE 不感興趣時(shí)。
\'\N"g`Fr 泵和信號(hào)通道通常被認(rèn)為是單色的。對(duì)于這些，通常不考慮自發(fā)輻射。在寬帶信號(hào)的情況下，當(dāng)然可以再次使用具有不同波長(zhǎng)的通道
陣列。
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a[ 圖 1： 摻鉺光纖放大器模型中的光通道。
'sT }DX(7M 例如，圖 1 顯示了為一個(gè)簡(jiǎn)單的摻鉺光纖放大器模型選擇的光通道。ASE 通道的波長(zhǎng)范圍為 1520 nm 至 1600 nm，間距為 5 nm。兩個(gè)信號(hào)通道也在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)，但分別處理：我們僅考慮這些信號(hào)輸入，而僅考慮 ASE 通道的自發(fā)發(fā)射。
>S?C {_g 另一個(gè)重要方面是傳播方向。每個(gè)光通道描述的光要么從左側(cè)傳播到右側(cè)（我們稱之為正向），反之亦然（反向）。
3{N p 9y. .N2nJ/ 每個(gè)光通道僅代表一個(gè)傳播方向。
$sd3h\P&R 在許多情況下，某些波長(zhǎng)的光在兩個(gè)方向上傳播。例如，可能有一個(gè)雙通放大器或一個(gè)線性激光諧振器。在有源光纖的一端或兩端，光可能會(huì)被反射，我們用一些反射率定量地描述了這一點(diǎn)，這當(dāng)然取決于光通道（通常是由于波長(zhǎng)依賴性）。在許多情況下，反射是直接發(fā)生在光纖端（例如，由于裸端的菲涅耳反射）還是發(fā)生在更大的距離（例如，使用額外的無源光纖制成的環(huán)形反射器）并不重要。只有反射率是相關(guān)的，即返回多少光。
_qO;{%r 總之，一個(gè)光通道的特點(diǎn)是
a"v"n$ • 它的波長(zhǎng)（可能是窄波長(zhǎng)區(qū)域的中心波長(zhǎng)）
lOowMlf@2 • 它的帶寬（對(duì)于 ASE 通道，但不適用于單色泵浦或信號(hào)通道）
?{ 8sT-Z-L • 它的傳播方向（向前或向后）
'O\d<F.c$2 • 它在光纖中的空間特性——將在下一節(jié)中討論。
Z9 ;nC zHm 對(duì)于涉及超短脈沖的
模擬，必須考慮更多細(xì)節(jié)；我們?cè)诤竺娴?7 節(jié)中會(huì)講述。
