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RP Fiber Calculator – Dokumentation

Hier wird detailliert erklärt, wie die Software RP Fiber Calculator bedient wird.
Jeder der Menüpunkte behandelt jeweils einen der Reiter in der Software.

Propagation

Hier können Sie simulieren, wie sich das Licht entlang der Faser oder auch nach Verlassen der Faser ausbreitet. Dies basiert auf den Parametern, die in den vorhergehenden Reitern eingegeben wurden. Zusätzlich wählen Sie die Länge der Strecke, über die sich das Licht in der Faser ausbreiten soll, mit dem Zeiger auf der Skala. Die Schrittweite dieses Werkzeugs wird automatisch so gewählt, dass sich das Strahlprofil in der Faser mit jedem Schritt signifikant, aber nicht sehr stark ändert.

RP Fiber Calculator, light propagation

Die Berechnung erfolgt, wenn Sie die Schaltfläche “Calculate profile” betätigen. Falls Sie “automatic on change of z” angekreuzt haben, geschieht dies auch automatisch bei Veränderungen der z-Position.

Einstellungen

Die folgenden Einstellungen beeinflussen die Anzeige:

  • Intensität oder Amplitude. Im letzteren Fall zeigt die Farbe die Phase der komplexen Amplitude an, während die Intensität die Farbsättigung bestimmt.
  • Near field / far field: Zeigen Sie das Profil entweder innerhalb der Faser (near field) oder im Fernfeld (far field) nach Verlassen der Faser (mit Winkelkoordinaten).
  • Size of the display: Benutzen Sie die kleinere Größe für höhere Geschwindigkeit.

Das erzeugte Diagramm

Falls das Diagramm Intensitäten anzeigt, wird rechts davon die verwendeten Farbskala als ein Balken rechts vom Diagramm gezeigt. Im Falle von komplexen Amplituden wird die Farbskala als zweidimensionaler Bereich gezeigt. Beachten Sie auch, dass die Farbkskala für jede z-Position automatisch auf die jeweilige Spitzenintensität des Profils angepasst wird.

Wenn Sie mit der rechten Maustaste auf das Bild klicken, können Sie das Profil in das Windows-Clipboard kopieren (nur in der PRO-Version).

Wie die Berechnungen funktionieren

Die Software führt die Berechnungen wie folgt durch:

  • Aus den Bedingungen der Einkopplung des Strahls wird für jede geführte Mode eine komplexe Amplitude berechnet.
  • Mit Hilfe der Phasenkonstanten der Moden werden die Phasenänderung bei Ausbreitung über die gewünschte Strecke berechnet. (Änderungen der Leistung durch Verluste in der Faser werden nicht berücksichtigt.)
  • An der gewünschten Position wird das gesamte Feld berechnet als Überlagerung der Beiträge aller geführten Moden.
  • Für das Fernfeld führt man eine zwei-dimensionale Fourier-Transformation des Felds in der Faser durch.

Für Fasern mit vielen geführten Moden benötigt die Berechnung relativ viel Zeit. In Fällen mit wenigen Moden dagegen ist die gewählte Methode weitaus schneller als mit numerischer Strahlpropagation. Andererseits würde die numerische Strahlpropagation (wie sie die Software RP Fiber Power durchführen kann) die Berücksichtigung von Cladding-Moden, Biegungen der Faser, Nichtlinearitäten usw. ermöglichen.

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