ASE光源与光纤放大器案例
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。
RP fiber power 脚本设计界面
主要应用场景和作用
该案例聚焦掺镱光纤中 “泵浦光 - 信号光 - ASE 光” 的耦合演化,是理解光纤放大器 / 激光器特性的核心场景:
物理过程可视化:展示 ASE 如何随光纤长度、泵浦功率、反射率变化(如前向 / 后向 ASE 光谱分布)。
多物理场耦合建模:同时处理 “掺镱离子的能级跃迁、光场的时空演化、ASE 的光谱展宽” 等复杂过程,展示软件对 “准三能级系统” 的精确模拟能力。
工业生产方面:直接复用案例的仿真框架,验证新型光纤结构或泵浦方案对 ASE 的影响。
示例:ASE光源与光纤放大器
一、仿真结果
泵浦光、信号光的输出功率;信号光的增益(G_signal1,单位 dB)。
前向 / 后向 ASE 的总功率;ASE 的最大增益(G_ASE,单位 dB)。
脚本通过 diagram 块,直观呈现了泵浦功率、信号光输入功率、光纤长度等关键参数,对泵浦光 / 信号光输出功率及 ASE 强度的显著调控作用,清晰反映出参数变化与光放大、自发辐射过程的内在关联。
二、基本步骤
定义光纤参量
定义泵浦光通道
定义信号光通道
定义ASE通道
输出图像设置
分析输出图像
定义光纤参量>>

定义泵浦光通道>>

定义信号光通道>>
定义ASE通道>>

设置的传输模式数量—— 原因是:
实际的 “掺镱光纤放大器” 可能使用少模光纤(非严格单模,允许少量模式传输),ASE 作为宽谱光,可能激发少量不同模式。
脚本中设置 “2 种模式”,是为了更贴近实际情况(比单模更真实,比多模更简化计算),平衡仿真精度与效率。
输出图像设置>>

分析输出图像>>

图1 光功率与光纤位置的变化关系
图2 输入泵浦光功率与输出光功率关系图
图3 输入信号光功率与输出光功率关系图
图4 光纤长度与输出光功率的关系图
图5 ASE前/后向波谱
图6 光通道波长与 ASE 噪声频谱分布图
图7 光纤横截面反转粒子数、功率密度关系图