RP Fiber Power – Simulations- und Design-Software
für Fasern, Faserverstärker und Faserlaser
| Start | Anwendung | Modell | Faser-Daten | Benutzung | Beispiele | Lizenzen |
Die Skriptsprache und Eingabeformulare
RP Fiber Power kann über eine sehr leistungsfähige Skriptsprache gesteuert werden, jedoch auch ganz einfach über interaktive Formulare. Der Ansatz über Formulare bietet einen sehr praktischen Weg für einen schnellen Start. Die Software erzeugt dann automatisch ein Skript basierend auf den Formulareingaben, führt das Skript aus und zeigt die Resultate an. Sie können das erzeugte Skript auch abspeichern und weiter verfeinern.
Das Eingabeskript (eine Textdatei), welches im eingebauten Editor bearbeitet werden kann, kann folgende Angaben enthalten:
- Definition von Faserlänge, Dotierungsprofilen, Modenfeldern, Eingangsleistungen, etc.
- Details für die grafische Ausgabe der Resultate (siehe unten), meist in Form von Funktions-Plots
- Kommandos für die flexible Eingabe oder Ausgabe in Textform, z. B. im CSV-Format, für den Datenaustausch mit anderen Programmen
- soweit benötigt, diverse mathematische Berechnungen, z. B. für die automatische Berechnung von Modenprofilen aus den Faserparametern
Sie werden schnell die vielfältigen Vorteile des Skript-Ansatzes zu schätzen lernen:
- Sie können einfach Teile der gelieferten Demo-Dateien (oder Ihrer älteren Skripte) kopieren, um Code wiederzuverwenden.
- In komplizierten Fällen kann RP Photonics Ihnen die benötigten Skriptzeilen zusenden.
- Der Ansatz einer Skriptsprache ist extrem flexibel. Er erlaubt Ihnen beispielsweise, Parameter systematisch zu variieren, Daten in verschiedenen Formaten zu importieren oder exportieren, neue Typen von Grafiken zu erstellen oder Ein- und Ausgabedaten mathematisch zu verarbeiten.
- Ein Skript dokumentiert Ihre Arbeit. Wenn Sie es später lesen, sehen Sie sofort, was Sie getan haben. Sie müssen nicht mehr erinnern, welche Einstellungen Sie in welchem Formular vorgenommen haben.
Die Skriptsprache ist ziemlich einfach verständlich. Als ein Beispiel definiert der folgende Code je einen Pump- und Signalkanal für ein Verstärker-Modell:
; Pump:
l_p:=980 nm { pump wavelength }
P_p_in:=500 mW { pump power }
w_p:=5 um { mode radius }
I_p(r):=exp(-2*(r/w_p)^2) { Gaussian pump intensity profile }
; Signal:
P_s_in:=1 mW { signal input }
l_s:=1550 nm { signal wavelength }
w_s:=6 um { mode radius }
I_s(r):=exp(-2*(r/w_s)^2) { Gaussian signal intensity profile }
; Channel definitions:
pump:=addinputchannel(P_p_in, l_p, 'I_p', 0, backward)
signal:=addinputchannel(P_s_in, l_s, 'I_s', 0, forward)
Als ein weiteres Beispiel definiert der folgende Code ein Diagramm, in welchem die optischen Leistungen und die Anregungsdichte der Laserionen in Abhängigkeit von der Position in der Faser dargestellt werden:
graph 1: x: 0, L_f "position in the fiber (m)", @x y: 0, 2 frame f: P(pump,x), color=red, width=3, "pump power (W)" f: P(signal,x), color=blue, width=3, "signal power (W)" f: n(x,2), style=dotted, "upper-state population"
Es ist einfach, in schön formatierter Form zusätzliche interessierende Größen anzuzeigen, z. B. im praktischen “Output window” oder innerhalb eines Grafik-Fensters. Als Beispiel können wir wie folgt die Signal-Verstärkung (im Einfachdurchgang) und die Raman-Verstärkung (zwecks Überprüfung, ob stimulierte Raman-Streuung stark wird) anzeigen:
show "Signal gain: ", sp_gain(signal_fw):f1:"dB"
g_R:=1e-13 { peak Raman gain coefficient of silica in m/W }
A_eff:=pi*w_s^2 { effective mode area }
show "Raman gain: ", 4.34*(g_R/A_eff)*int(P(signal_fw,z), z:=0 to L_f step dL):f1:"dB"
Selbst ziemlich komplizierte Dinge können mit ein paar Skriptzeilen eingerichtet werden.
Grafische Ausgabe
Ihr Skript kann verschiedene Typen von Grafiken zur Visualisierung der Resultate definieren. Beispiele werden gezeigt auf den Seiten, die konkrete Beispiel-Modelle beschreiben. Jedes Diagramm wird in einem eigenen Fenster gezeigt, welches Ihnen auch erlaubt, Positionen mit ein oder zwei Cursorn zu messen, die Grafik im GIF- oder PNG-Format abzuspeichern, oder die Grafik in die Windows-Zwischenablage zu kopieren. Unten sehen Sie ein Beispiel für solch ein Grafik-Fenster, in dem zwei Cursor benutzt werden, um den Abfall der Pumpleistung in einem bestimmten Abschnitt der Faser abzulesen.
Das folgende Diagramm zeigt die räumliche und spektrale Verteilung von ASE und einem schwachen verstärkten Signal bei 1030 nm in einem Yb-dotierten Faserverstärker, der bei 920 nm gepumpt wird.
Solche Grafiken zeigen auf direkteste Weise Phänomene, die man ohne ein solches Modell und geeignete Software leicht übersehen hätte.
Eine Anzahl von Standard-Diagramm kann mit den interaktiven Formularen erzeugt werden – füllen Sie einfach ein paar Formularfelder aus. Jedoch können Sie jede andere Art von Diagramm mit Hilfe der leistungsfähigen Skriptsprache erzeugen – Sie sind keineswegs auf die Arten von Diagrammen beschränkt, die der Entwickler sich so vorgestellt hat.
Interaktives Fenster für ultrakurze Pulse
Mit diesem Fenster können Sie die Details bei der Ausbreitung ultrakurzer Pulse in einer Faser inspizieren. Wählen Sie einfach eine Position in der Faser (oder durchsuchen Sie vorher gespeicherte Pulse), und schon können Sie viele Eigenschaften des Pulses in der zeitlichen und der Frequenzdomäne anzeigen – sogar bevor die gesamte Simulation beendet ist.
Mit diesem extrem praktischen Werkzeug können Sie sogar komplizierte Pulsformungsprozesse schnell analysieren.
Umfassende Dokumentation
RP Fiber Power ist mit einer detailliert ausgearbeiteten Dokumentation versehen, die Ihnen einen schnellen Start und eine effiziente Arbeit auch beim Erstellen raffinierter Modelle ermöglicht:
- Zunächst gibt es ein Manual im PDF-Format, das detailliert (auf ca. 40 Seiten) alles Wichtige erklärt: die Prinzipien des physikalischen Modells, die Bedieneroberfläche, die Skriptsprache, etc.
- Die zusätzliche kontextsensitive Hilfefunktion ist sogar noch detaillierter. Das Bild unten gibt Ihnen einen Eindruck.
Support
Alle verbleibenden Probleme können mit dem Support angegangen werden. Die kommerzielle Lizenz beinhaltet 8 Stunden Support, die nicht-kommerzielle 4 Stunden. Dies ist normalerweise mehr als ausreichend, selbst wenn Sie die Software für komplizierte Dinge nutzen.
Sie können beispielsweise etwas Skript-Code und Fragen dazu per E-Mail schicken und eine korrigierte Version erhalten, die das Gewünschte tut. RP Photonics verfügt außerdem über praktische Software für remote support: Sie können Dr. Paschotta via Internet Zugriff auf Ihren PC geben und zusehen, wie er dort Probleme für Sie löst.
Es ist sicher gut zu wissen, dass der Support immer von Dr. Paschotta selbst gegeben wird. Er hat die Software entwickelt, ist ein anerkannter Experte in diesem technischen Gebiet und fühlt sich persönlich verantwortlich dafür, dass seine Kunden die Software erfolgreich nutzen können.
