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RP ProPulse – Simulation der Ausbreitung ultrakurzer Pulse

Beispiel: Solitonen-Frequenzverschiebung durch stimulierte Raman-Streuung

Hier untersuchen wir die Solitonen-Frequenzverschiebung in einer Faser, in der stimulierte Raman-Streuung auftritt. Die Raman-Verstärkung wird stärker für längere Wellenlängen und verstärkt die längeren Wellenlängenkomponenten auf Kosten der Leistung in der kürzerwelligen Anteilen des Pulses. Hierdurch driftet das Pulsspektrum zu längeren Wellenlängen. Ebenfalls tritt eine leichte Abnahme der Pulsenergie auf, und die Pulsdauer nimmt ein wenig zu. Im Modell wurde Dispersion höherer Ordnung der Einfachheit halber vernachlässigt.

Entwicklung der Pulsparameter

Das Diagramm oben vergleicht die numerisch simulierte Entwicklung der mittleren Wellenlänge mit einem vereinfachten analytischen Modell. Die Resultate stimmen gut überein.

Unten sehen Sie die Resultate einer Simulation mit variabler Pulsdauer. In Übereinstimmung mit den analytischen Resultaten wird die Wellenlängenverschiebung bei kürzeren Pulsdauern viel stärker. Dies liegt daran, dass kürzere Pulse einer höhere Spitzenleistung haben und ebenfalls ein breiteres Spektrum, wodurch die Raman-Verstärkung (die mit der Frequenzverschiebung zunimmt) einen größeren Effekt haben kann.

Wellenlängenverschiebung als Funktion der Pulsdauer

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