Fallstudien
Unsere Fallstudien (auch in deutscher Sprache) ergänzen in hilfreicher Weise die Tutorials und Enzyklopädieartikel. Jede Studie bietet eine quantitative Analyse eines konkreten Falls von praktischer Bedeutung. Sie hilft Ihnen, das Verständnis des physikalisch/technischen Hintergrunds und geeigneter Methoden der Untersuchung zu stärken. Sie erhalten möglicherweise auch Anregungen für weitere Arbeiten.
Sie können manche der folgenden Themen deaktivieren, um leichter eine Studie zu finden, die Sie interessiert:
| Moden | Dispersion | Telekom | Verstärker |
| Laser | ASE | Pulse | Video |
Modenstruktur von Multimode-Fasern
Wir untersuchen diverse Eigenschaften von Moden mehrmodiger Fasern. Außerdem prüfen wir, wie die Modenstruktur einer solchen Faser auf Änderungen des Indexprofils reagiert, beispielsweise auf eine Glättung der Index-Stufe.
#Moden
Anzahl Moden einer Faser
Wir suchen nach einer einfachen Formel für die Zahl der Moden einer Faser, die man für Fälle mit beliebiger Form des Brechungsindexprofils anwenden kann. Anstatt komplizierte Mathematik einzusetzen, entwickeln wir eine Hypothese und testen diese numerisch.
#Moden
Die numerische Apertur einer Faser: eine feste Grenze für den Akzeptanzwinkel?
Die Notwendigkeit der internen Totalreflexion scheint eine feste Grenze für die Winkelverteilung von Fasermoden zu setzen. Jedoch findet man, dass einige Moden diese Grenze deutlich verletzen. Wir untersuchen das im Detail für einmodige, mehrmodige und vielmodige Fasern.
#Moden#Video
Design von Telekomfasern für spezielle chromatische Dispersion
Wir testen verschiedene Ansätze, das Brechungsindexprofil von Telekomfasern für bestimmte Dispersionsprofile zu optimieren. Dabei setzen wir auch eine automatische Optimierung ein.
#Moden#Dispersion#Telekom#Video
Telekom-Faser mit parabolischem Indexprofil
Wir untersuchen, wie intermodale Dispersion einer mehrmodigen Faser mit einem parabolischen Dotierungsprofil minimiert werden kann.
#Moden#Telekom
Erbium-dotierter Faserverstärker für ein langwelliges Signal
ASE ist hier der limitierende Faktor und erfordert ein Verstärkerdesign mit zwei Stufen.
#Verstärker#ASE#Telekom#Video
Erbium-dotierter Faserverstärker für rechteckförmige Pulse
Hier beschäftigen wir uns besonders mit der Deformation der verstärkten Pulse als Folge der Verstärkungssättigung. Das lässt sich mit einer Vorverzerrung der Eingangspulse kompensieren.
#Verstärker#Pulse#Video
Erbium-dotierter Faserverstärker für mehrere Signale
Hier optimieren wir einen Faserverstärker für gleiche Ausgangsleistung von 10 Signalen unterschiedlicher Wellenlängen. Hier gibt es einen Zielkonflikt zwischen Effizienz und Verstärkerrauschen.
#Verstärker#Telekom
ASE in Ytterbium-dotierten Fasern
Wir untersuchen diverse Aspekte von verstärkter Spontanemission (amplified spontaneous emission, ASE) in Ytterbium-dotierten Fasern – beispielsweise, warum ASE in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung so unterschiedlich sein kann, warum die Faserlänge einen entscheidenden Einfluss haben kann und wie sich Änderungen des Kerndurchmessers auswirken.
#Verstärker#ASE
Design eines Doppelmantel-Faserverstärkers
Wir entwickeln einen Doppelmantel-Faserverstärker, wobei wir darauf achten müssten, dass ASE nicht zu stark wird.
#Verstärker#ASE
Ytterbium-dotierter Faserlaser mit Emission bei 975 nm
Wir untersuchen, wie Faserlaser mit Emission bei 975 nm realisiert werden könnten. Das erweist sich als schwierig, wenn man eine Doppelmantelfaser verwenden will.
#Laser#ASE#Video
Nichtlineare Pulskompression mit einer Faser
Wir untersuchen, wie Lichtpulse in einer Faser durch Selbstphasenmodulation spektral verbreitert und danach dispersiv komprimiert werden können. Man erreicht leicht eine Reduktion der Pulsdauer um mehr als eine Größenordnung, aber meist mit nicht idealer Pulsqualität.
#Pulse#Nichtlinearitäten
Parabolische Pulse in einem Faserverstärker
Wir erkunden das Regime der parabolischen Pulsverstärkung in einer Yb-dotierter einmodigen Faser. Wir finden passende Systemparameter und untersuchen diverse limitierende Effekte.
#Verstärker#Pulse#Nichtlinearitäten
Numerische Experimente mit Soliton-Pulsen in Fasern
Wir untersuchen diverse Details von Soliton-Pulspropagation in passiven Fasern. Dafür benutzen wir numerische Simulationen.
#Pulse#Nichtlinearitäten
Kollision von Solitonen in einer Faser
Wir lassen Soliton-Pulse in einer Faser kollidieren. Überraschenderweise erweisen sie sich als sehr robust – sogar wenn wir z. B. Solitonen höherer Ordnung verwenden.
#Pulse#Nichtlinearitäten
Soliton-Selbstfrequenzverschiebung in Glasfasern
Wir simulieren numerisch die Soliton-Selbstfrequenzverschiebung, die durch stimulierte Raman-Streuung verursacht wird. Einflüsse wie chromatische Dispersion höherer Ordnung erweisen sich als wesentlich.
#Pulse#Nichtlinearitäten
Soliton-Pulse in einem Faserverstärker
Wir testen, inwieweit man Solitonenpulse in einem Faserverstärker so verstärken könnte, dass die Solitonenform erhalten bleibt und gleichzeitig eine starke Pulskompression erzielt wird.
#Verstärker#Pulse#Nichtlinearitäten
Stimulierte Raman-Streuung in einem Faserverstärker
Wir untersuchen die Effekte von stimulierte Raman-Streuung in einem Ytterbium-dotierten Faserverstärker für ultrakurze Pulse, wobei wir drei sehr unterschiedliche Pulsdauern betrachten. Überraschenderweise wird der Effekt der Raman-Streuung immer erst auf dem letzten Meter der Faser sehr stark, obwohl sich die anfänglichen Spitzenleistungen um zwei Größenordnungen unterscheiden.
#Verstärker#Pulse#Nichtlinearitäten
Chirped-Pulse-Ytterbium-Faserverstärkersystem
Wir entwickeln einen Ytterbium-dotierten Chirped-Pulse-Faserverstärker und untersuchen, in wieweit nichtlineare Effekte die mögliche Performance begrenzen.
#Verstärker#Pulse#Video
Superkontinuum-Erzeugung in einer einmodigen Telekom-Faser
Wir untersuchen die Erzeugung eines Superkontinuums in einer Telekom-Faser. Dies funktioniert gut für Wellenlängen im Bereich anomaler Dispersion. Für kurzwelligere Pulse würde man andere Arten von Fasern benötigen.
#pulses#Video
Kleinere Fallstudien
Wir haben außerdem viele kleinere Fallstudien, die mit unserer Simulations- und Design-Software gemacht wurden: