RP Fiber Power – Simulationen für das Design von Faserverstärkern und Faserlasern
RP Fiber Power ist eine leistungsfähige Software zur Berechnung der Verteilung optischer Leistungen in Faserverstärkern und Faserlasern. Das Programm ist somit ein wertvolles Werkzeug für die Entwicklung von Verstärkern und Lasern. Es wurde entwickelt von Dr. Rüdiger Paschotta. Benutzerlizenzen sind verfügbar sowohl für kommerzielle Anwendung in Laserfirmen als auch für Universitäten. Kontaktieren Sie RP Photonics, um Auskunft über die Konditionen zu erhalten. Sie brauchen aber nicht unbedingt eine eigene Software-Lizenz: RP Photonics bietet den Kunden an, vielfältige Berechnungen und Optimierungen im Rahmen von Consulting-Projekten durchzuführen, und dies mit recht geringem Zeitaufwand. Dr. Paschotta verfügt über umfangreiche Erfahrung mit der Physik von Lasern und Verstärkern, betreffend z. B. spektroskopische Eigenschaften dotierter Fasern, Sättigungseigenschaften, etc.
Wichtigste Merkmale
- RP Fiber Power kann die Leistungen bei verschiedenen Wellenlängen innerhalb eines Faserverstärkers oder Faserlasers berechnen. Beispielsweise lassen sich Pump- und Signalwelle in einem Verstärker zusammen mit verstärkter Spontanemission (ASE) untersuchen.
- Das Programm erlaubt eine beliebige Anzahl von Wellenlängen-Kanälen, und für jeden können andere Reflektivitäten an den Enden der Faser festgelegt werden.
- Die Laser und Verstärker können in den Faserkern oder in ein cladding gepumpt werden.
- Die Software kann Eingabedaten (z. B. Wirkungsquerschnitte oder Modenprofile) aus Dateien einlesen und die Resultate in beliebigen Formaten exportieren. Eingabedaten vom Kunden können verwendet werden, aber einige Standarddaten aus der wissenschaftlichen Literatur, anwendbar z. B. auf Fasern, die mit Ytterbium und/oder Erbium dotiert sind, stehen zur Verfügung. Es können problemlos auch eher exotische Arten von Verstärkern und Lasern behandelt werden, die z. B. auf Thulium- oder Präsodymium-dotierten Fasern basieren.
- RP Fiber Power kann ebenfalls die Rauscheigenschaften simulieren und z. B. mit einer Rauschzahl quantifizieren.
- Die Software erlaubt es, Abhängigkeiten von einer Vielzahl von Parametern zu untersuchen, und Parameter automatisch zu optimieren mit Hilfe eines frei definierbaren "figure of merit".
Beispiele für grafische Ausgaben
Die folgenden Grafiken wurde alle mit RP Fiber Power erstellt und illustrieren einige seiner Eigenschaften. Sie beziehen sich alle auf einen im Kern gepumpten Erbium-dotierten Faserverstärker und rückwärts laufender Pumpwelle bei 980 nm und einem Signal bei 1560 nm.
Das erste Diagramm zeigt die Leistungsverteilung in der Verstärkerfaser, einschließlich ASE, und ebenfalls den Anteil der angeregten Erbium-Ionen.
Das nächste Bild zeigt das Spektrum von verstärkter Spontanemission (ASE) für beide Richtungen. ASE in Rückwärtsrichtung ist bei kurzen Wellenlängen etwas stärker; dies liegt an stärkerer Reabsorption der vorwärts laufenden ASE.
Als nächstes betrachten wir die Sättigungscharakteristik: Die Verstärkung wird reduziert für hohe Eingangsleistungen.
Schließlich prüfen wir die Abhängigkeit der Ausgangsleistung von der Faserlänge. Dies zeigt, dass die Faserlänge kein kritischer Parameter für die Leistungseffizienz ist.
