RP Fiber Power: Simulations- und Design-Software für Faseroptik, Faserverstärker und Faserlaser
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Beispiel: ASE-Quelle mit automatisch optimiertem Spektrum
Beschreibung des Modells
Wir betrachten eine faserbasierte ASE-Quelle mit den folgenden Eigenschaften:
- Die einmodige Faser wird bei 975 nm gepumpt.
- Anfangs wird angenommen, dass beide Faserenden nicht reflektierend sind. Dies führt zu etwa gleichen ASE-Leistungen in beiden Richtungen, wobei die spektrale Form unter anderem durch die Emissions- und Absorptionswirkungsquerschnitt bestimmt wird.
- Wir optimieren dann automatisch die Reflektivitäten am linken Faserende so, dass das ASE-Spektrum im gegebenen Wellenlängenbereich von 1010 nm bis 1050 nm möglichst flach wird. Dafür setzen wir einige Zeilen Skript-Code ein.
Ergebnisse
Abbildung 1 zeigt das ASE-Spektrum während und nach der iterativen Optimierung der Reflektivitäten sowie das benötigte Reflektivitätsprofil.
Das Resultat ist ein sehr flaches ASE-Spektrum. Hierfür werden die Reflektivitäten in den äußeren Bereichen am größten gewählt, im inneren Teil jedoch wesentlich kleiner, da dort die Verstärkung höher ist. Es mag natürlich schwierig sein, das geforderte Reflektivitätsprofil genau herzustellen.
Abbildung 2 zeigt die interne räumliche und spektrale Verteilung von ASE. Man erkennt, dass die spektrale Leistungsdichte der ASE auf der rechten Seite innerhalb des gegebenen spektralen Intervalls flach ist, an anderen Stellen jedoch nicht.
Die benützte Optimierungstechnik wurde bereits erfolgreich in einem Experiment eingesetzt, siehe R. Paschotta et al., “Efficient superfluorescent light sources with broad bandwidth”, IEEE J. Sel. Topics on Quantum Electron. 3 (4), 1097 (1997).