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一個腳本有幾個階段

 

確實(shí)經(jīng)常需要（或者只是更方便）制作一個單獨(dú)的模擬腳本來處理多個放大階段（甚至可能是種子激光器，例如鎖模激光器）。

 

如何在一個腳本定義和處理不同的放大器階段？

 

接下來的問題是，如何使用不同的stages的索引作為參數(shù)的函數(shù)來處理不同的stages。解決方案很簡單：為了告訴RP Fiber Power 軟件接下來會發(fā)生什么，您可以使用一個函數(shù)調(diào)用像set＿device（2）——例如，光纖的定義相應(yīng)的光學(xué)通道，或計算數(shù)據(jù)的檢索，是指第二個設(shè)備，這可能是第二次放大級。

 

下面，我們向你您展示一些計算雙級光纖放大器穩(wěn)態(tài)的示例代碼，其中信號從第一級到第二級，而一些從第二級的剩余泵浦光進(jìn)入第一級（ASE被忽略）。假設(shè)已經(jīng)定義了光纖及其光通道，則可以使用以下函數(shù)來計算穩(wěn)態(tài)：

 

find＿steady＿state（P＿s＿in， P＿p1， P＿p2） ：＝  begin    global allow all；    var P＿s＿fw， P＿p＿bw， NoSteps；  NoSteps ：＝ 0；  set＿device（1）；   set＿P＿in（pump1＿fw， P＿p1）；    set＿P＿in（signal1， P＿s＿in）； repeat  inc（NoSteps）；   P＿s＿fw ：＝ P＿out（signal1）； set＿device（2）； set＿P＿in（pump2＿bw， P＿p2）；  set＿P＿in（signal2， P＿s＿fw）；   P＿p＿bw ：＝ P＿out（pump2＿bw）； ｛ backward pump power left over by the second stage ｝  set＿device（1）；  set＿P＿in（pump1＿bw， P＿p＿bw）；  until abs（P＿s＿fw － P＿out（signal1）） ＜ 0．01 mW；              NoSteps；  end

 

您看，即使那些沒有看過手冊的人也可以很容易地猜出代碼的不同元素在做什么。在調(diào)用該函數(shù)時，您告訴它的信號輸入功率和泵的兩個階段，第一階段和函數(shù)返回找到穩(wěn)態(tài)所需的迭代次數(shù)（可能通常是2）。此后，您可以檢索任何輸出，例如，顯示兩個階段后的信號輸出功率（3位有效數(shù)字和單位瓦）：

 

calc find＿steady＿state（1 mW， 150 mW， 1600 mW）show ＂P＿s1： ＂， （set＿device（1）； P＿out（signal1））：d3：＂W＂show ＂P＿s2： ＂， （set＿device（2）； P＿out（signal2））：d3：＂W＂

 

創(chuàng)建一個圖表也是沒有問題的，例如，在給定泵功率的固定值下，將最終信號輸出功率顯示為信號輸入功率的函數(shù)：

 

diagram 1： ＂Signal Output vs． Signal Input＂ x： 0， 20＂signal input power （mW）＂， ＠xy： 0， 1500＂signal output power （mW）＂， ＠y f： （find＿steady＿state（x ＊ mW， 150 mW， 1600 mW）；    set＿device（2）；    P＿out（signal2） ／ mW），  color ＝ blue

 

在超短脈沖放大的情況下也可以做類似的事情。您可以只創(chuàng)建一個開始脈沖（例如，給定參數(shù)的高斯脈沖，或從文件讀取的脈沖，或從鎖模激光模型在同一腳本中的穩(wěn)態(tài)輸出），然后通過不同的階段發(fā)送。您可以用連續(xù)波計算來準(zhǔn)備關(guān)于它的激光活性離子的激發(fā)狀態(tài)的每個階段（例如，根據(jù)信號的平均功率，計算為脈沖能量和脈沖重復(fù)率的乘積），或在打開恒定的泵浦功率（或任何其他泵浦功率的時間剖面）后模擬重復(fù)放大。您還可以定義一個函數(shù)，讓它執(zhí)行某些迭代步驟，直到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這些只是例子－您可以做任何您想做的事情！

 

腳本與圖形界面

 

其他一些產(chǎn)品（例如VPIphotonics）使用完全不同的方法來建模多個放大器級的系統(tǒng)。在那里，您交互式地在桌面放置一些放大器階段的符號，并將它們與象征它們之間的光流的線連接起來。通過右鍵單擊相應(yīng)的符號并在獲得的彈出式表單中輸入數(shù)據(jù)，可以修改放大器級的詳細(xì)信息。例如，進(jìn)一步的工具可以幫助您制作圖表。

 

乍一看，您可能認(rèn)為這種GUI方法比編寫帶有如上所示元素的腳本更容易。其實(shí)，雖然這在最簡單的情況下可能是正確的，但當(dāng)您需要在研發(fā)工作中做更復(fù)雜的事情時，您很快就會發(fā)現(xiàn)這種方法固有的局限性。即使用戶界面足夠強(qiáng)大，例如允許您生成圖，計算量顯示為一個函數(shù)的輸入?yún)?shù)，但您可能經(jīng)常需要做更復(fù)雜的事情。想象一下，如果您需要進(jìn)一步的數(shù)學(xué)處理計算數(shù)據(jù)——例如，在隨機(jī)噪聲的影響下存儲隨后的放大脈沖，并使用傅里葉變換和相關(guān)的東西（如應(yīng)用窗口功能）來計算噪聲頻譜。即使軟件足夠好，可以將脈沖的相關(guān)參數(shù)存儲在一個文件中，將所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他軟件僅僅進(jìn)行數(shù)學(xué)處理也會很不方便。如果您可以在模擬腳本中完成所有操作，那么這是最簡單的。

 

MATLAB接口可以解決這個問題嗎？

 

順便說一下，有一些軟件包有一個接口，例如MATLAB，這樣您就可以用MATLAB控制模型（例如自動改變一些參數(shù)），并在MATLAB中處理結(jié)果。這樣就增加了很大的靈活性，但這是有代價的。首先，您需要有MATLAB許可證，并對其足夠熟悉。其次，您必須查明如何確切地處理該接口。第三，與我們的RP Fiber Power軟件相比，執(zhí)行速度可能會相當(dāng)慢。

 

其他人可能會考慮在MATLAB中完成所有的工作——這是另一個使用腳本進(jìn)行計算的環(huán)境。但是，這意味著巨大的工作量，因?yàn)槟鷮⒉坏貌粓?zhí)行許多復(fù)雜的光學(xué)和物理計算，而不是處理您的實(shí)際問題。

 

由于這些原因，我們決定在我們的RP Fiber Power 軟件中使用腳本方法，它仍然可以與交互式表單結(jié)合，甚至可以與用戶定義的表單結(jié)合。這為您提供了無與倫比的靈活性，而且使用起來也很好。