RP Fiber Power – Simulations- und Designsoftware für Faseroptik, Faserverstärker und Faserlaser
Überblick | Features | Power Forms | Modelle |
Faser-Daten | Benutzung | Demos | Versionen |
Features
Die grundlegenden Leistungsmerkmale der aktuellen Version (V8) sind:
Berechnung von Fasermoden
Die Software enthält einen effizienten mode solver, der die Intensitätsprofile, effektiven Modenflächen, cut-off-Wellenlängen, Propagationskonstanten etc. für alle Fasermoden aus einem gegebenen radialsymmetrischen Brechungsindexprofil berechnen kann. Dies ist sehr nützlich sowohl für passive als auch für aktive Fasern – selbst in Fällen mit mehreren hundert Moden.
Sie können damit beispielsweise die Moden einer Gradientenindexfaser analysieren oder das Einkoppeln von Licht in eine Multimodefaser simulieren.
Beachten Sie auch unser Demo-Video für die Benutzung des Mode-Solvers.
Numerische Strahlpropagation
Seit V5 kann RP Fiber Power optische Felder mit beliebigen komplexen Amplitudenverteilungen durch Fasern oder andere Wellenleiter propagieren, wobei beliebige (schwach führende) Brechungsindexprofile definiert werden können. Die Faser kann gebogen sein (mit beliebig variierendem Biegeradius), ausgezogen werden, beliebige Brechungsindexfluktuationen aufweisen, etc. – es gibt eine enorme Vielfalt von Möglichkeiten z. B. für Forschungsprojekte.
Demonstrations-Studien befassen sich mit der Ausbreitung von Licht für einen fehljustierten Eingangsstrahl, die Pumpabsorption in Doppelkernfasern und das Verhalten von Licht in einer verjüngten Region einer Faser.
Betrachten Sie auch unser Demo-Video zur numerischen Strahlpropagation.
Laser-aktive Ionen
Sie können als Benutzer beliebige Niveauschemas von laseraktiven Ionen und eine große Spanne von Prozessen für Übergänge zwischen diesen Niveaus definieren. Dadurch ist die Software für praktisch alle laseraktiven Ionen (Nd3+, Yb3+, Er3+, Tm3+, Pr3+, …) und Pump-Methoden anwendbar. Sie kann sogar Fälle mit einer Kombination verschiedener Ionen (z. B. Yb3+ und Er3+) oder mit komplizierten Quenching-Prozessen berechnen. Ebenfalls können Upconversion-Laser verschiedener Arten modelliert werden.
Mehrfache Pumpquellen, Signale und ASE
Sie können eine große Zahl sogenannter optischer Kanäle definieren für Pumpwellen, Signale und verstärkte Spontanemission (ASE). Jeder Kanal kann entweder eine einzelne Fasermode repräsentieren oder eine (womöglich große) Zusammenfassung von Moden. Sie können seine transversale Intensitätsverteilung beliebig definieren, oder einfach die berechneten Intensitätsprofile der Moden verwenden. Die Software ist auch für Doppelkernfasern geeignet. Für Laser sind sowohl lineare Resonatoren als auch Ringresonatoren möglich.
Die Software kann die Verteilung all der optischen Leistungen und der Anregungsdichten der Ionen mit beeindruckender Geschwindigkeit und mit hoher Verlässlichkeit berechnen. Die ausgefeilten Algorithmen ermöglichen das auch in komplizierten Fällen. (Mit anderer Software könnten Sie leicht ein Mehrfaches an Rechenzeit benötigen und in komplizierteren Situationen Konvergenzprobleme bekommen.)
Siehe auch unser Demo-Video zu Faserverstärkern und Faserlasern.
Dynamische Simulationen
Die Software kann auch die zeitliche Entwicklung der optischen Leistungen und Anregungsdichten simulieren. Beispielsweise kann die Verzerrung einer Pulsform durch Verstärkungssättigung in einem Verstärker simuliert werden. Ebenfalls können Sie damit die Pulserzeugung in einem gütegeschalteten Faserlaser oder auch Bulk-Laser simulieren. Dynamische Simulation können sowohl einfach für die optischen Leistungen als auch für die gesamten Strahlprofile durchgeführt werden.
All dies ist möglich mit einer extrem großen Flexibilität. Beispielsweise können Sie die Zeitabhängigkeiten der Leistungen von Pumpwellen und Signal-Inputs beliebig definieren, und Sie können die Resultate darstellen, wie immer Sie es brauchen: Zeigen Sie den Verlauf der Werte innerhalb eines Pulses, die Entwicklung der Parameter über viele aufeinanderfolgende Pulse, etc.
Propagation ultrakurzer Pulse
Die Software kann die Propagation ultrakurzer Lichtpulse in passiven und aktiven Fasern simulieren, ebenso in anderen optischen Komponenten wie spektralen Filtern, automatisch optimierten dispersiven Kompressoren, Paaren von Prismen oder Beugungsgittern, Modulatoren und sättigbaren Absorbern. Daher kann man nicht nur die Verstärkung im Einfachdurchgang durch einen Faserverstärker oder die Datenübertragung in einem Telekom-Kabel simulieren, sondern z. B. auch die Entwicklung der Pulse in Chirped-Pulse-Verstärkern, modengekoppelten Faserlasern, regenerativen Verstärkern und Interferometern. Das interaktive Pulsanzeigefenster erlaubt es einem, auf praktische Weise alle Details der Pulse zu inspizieren.
Die zeitlichen und spektralen Eigenschaften der Pulse können sich entwickeln unter dem Einfluss beliebiger chromatischer Dispersion (die vom mode solver ermittelt werden kann), der Kerr-Nichtlinearität, stimulierter Raman-Streuung (SRS) und Laserverstärkung (auch mit Sättigung). Self-steepening kann berücksichtigt werden; sogar Superkontinuum-Erzeugung kann simuliert werden. Ein ausgefeilter numerischer Algorithmus mit automatischer Schrittweitenkontrolle stellt eine hohe Genauigkeit bei hoher Geschwindigkeit sicher.
Faserdaten
RP Fiber Power wird mit einer erheblichen Anzahl von Datensätzen für diverse Fasern geliefert. diese enthalten spektroskopische Daten für diverse laseraktive Gläser, dotiert mit Ytterbium, Erbium, Thulium, etc., und teilweise auch Wellenleiter-Parameter bestimmter Fasern. Ein Teil der Datensätze basiert auf der wissenschaftlichen Literatur, während andere von Faserherstellern erhalten wurden, die mit RP Photonics kooperieren.
Natürlich können Sie auch Ihre eigenen Daten einfach in die Software integrieren.
Anwendung auf Bulk-Laser und -Verstärker
Sie können RP Fiber Power sogar für Bulk-Laser verwenden, solange die Strahlradien innerhalb des Laserkristalls ungefähr konstant bleiben. Diese Bedingung ist für viele endgepumpte Laser gut erfüllt. Beispielsweise können Sie einen gütegeschalteten Nd:YAG-Laser simulieren, etwa um den Pulsaufbau mit kontinuierlichem oder gepulstem Pumpen zu untersuchen, mit mehreren transversalen Moden, dem Einfluss von Quenching-Prozessen etc. Ebenso können Sie komplexere Geräte wie z. B. generative Verstärker untersuchen.
Simple Use and Uttermost Flexibility
Die Qualität der Benutzeroberfläche ist ein essenzieller Aspekt. Das Grundziel muss sein, eine einfache Bedienung zu ermöglichen, aber gleichzeitig auch eine große Flexibilität zu erreichen, um die Software in einem weiten Bereich von Fällen anwendbar zu machen.
RP Photonics hat ausgeklügelte Lösungen entwickelt, um diese Kombination von Qualitäten zu erreichen:
- Die neuen Power Forms machen es einfach, Simulationsmodelle z. B. sogar für komplexe mehrstufige Faserverstärkersysteme zu konfigurieren, auch mit einer breiten Auswahl von Diagrammen:
- Die Formulare bieten sehr viel Flexibilität schon ohne jedes Skripting.
- Diverse spezielle Anforderungen, die normalerweise das mit einem Formular Mögliche überschreiten würden, können durch Eingabe von ein wenig Skriptcode in einem Formular erfüllt werden. Beispielsweise könnte man mit ganz wenigen Codezeilen eine Pumpleistung automatisch so berechnen lassen, dass die nötige Signalleistung erreicht wird.
- Wenn Sie noch mehr Flexibilität brauchen, können Sie maßgeschneiderte Versionen von Power Forms erstellen – beispielsweise mit zusätzlichen Eingabe- oder Ausgabefeldern und Diagrammen.
- Wenn Sie Dinge benötigten, die mit den vorhandenen Power Forms nicht abgedeckt sind, können Sie auch maßgeschneiderte Formulare (custom forms) entwickeln – natürlich auch mit Hilfe von unserem Support. Solche Formulare nutzen unsere leistungsfähige Skriptsprache.
- Natürlich kann man auch Skripte ohne zugehöriges Formular erstellen.
- Seit RP Fiber Power V7 gibt es diverse schöne Features zur Unterstützung der Skriptentwicklung – etwa Syntax-Highlighting in den Editoren, Parameterhilfe, automatische Code-Reformatierung und einen Debugger.
Hochwertige Dokumentation
Für ernsthafte Arbeiten brauchen Sie ein Qualitätsprodukt mit einer umfassenden Dokumentation. RP Fiber Power wird mit einem sehr detaillierten PDF-Manual geliefert, welches nicht nur die Handhabung der Software und die Details der Skriptsprache erklärt, sondern auch welche physikalischen Modelle implementiert wurden, was die zugrundeliegenden Annahmen sind, etc. All diese Informationen erhalten Sie zusätzlich auch in Form eines kontextsensitiven Hilfesystems.
Außerdem gibt es über 40 Fallstudien, die viele Aspekte der möglichen Simulationen zeigen.
Technischer Support und Beratung
Die Lizenzgebühr enthält immer eine Anzahl von Support-Stunden. Der Support wird persönlich von Dr. Rüdiger Paschotta und Dr. Gareth Moore durchgeführt, den Entwicklern der Software. Wir bieten Ihnen hochwertige Beratung zu faseroptischen Geräten, auch zu wissenschaftlich/technischen Aspekten, die weit über softwarespezifische Details hinausgehen.
RP Fiber Power läuft unter dem aktuellen Windows 11, aber auch auf älteren Versionen. Wegen der effizienten Implementierung sind die Anforderungen an den PC normalerweise sehr moderat; nur in besonderen Fällen ist es angebracht, eine schnelle CPU und besonders viel Hauptspeicher zu haben.
Vielleicht möchten Sie die PDF-Broschüre von RP Fiber Power mit 39 Seiten (englisch) herunterladen.
Wählen Sie die beste Lösung!
Gleich ob Sie in der Industrie Faserlaser-Produkte entwickeln oder wissenschaftliche Forschung betreiben – um erfolgreich zu sein, ist es entscheidend, das beste verfügbare Software-Tool und den besten Support zu erhalten, damit Sie mit optimaler Produktivität und Effizienz arbeiten können. Vermeiden Sie es, Ihre Zeit und andere wertvolle Ressourcen zu vergeuden, indem Sie mit unzureichenden Mitteln arbeiten.
Wenn Sie noch Fragen haben oder ein Angebot benötigen: