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RP ProPulse – Simulation der Ausbreitung ultrakurzer Pulse

Beispiel: Aktives Modenkoppeln

In diesem Beispiel betrachten wir einen aktiv modengekoppelten Laser. Der Laserresonator wird im Skript wie folgt beschrieben:

resonator: ring
* Crystal: gain(l) = g(l) [P_sat_av = P_sat_g, KK = 0]
* Modulator: mod(t) = t_mod(t)
* OC: T_out = T_OC
resonator end

Hier wird auf einige Variablenwerte zurückgegriffen, deren Definitionen hier nicht gezeigt sind. Die Gain-Funktion g(l) hat eine begrenzte Bandbreite von 0,2 nm, und der Modulator moduliert die Umlaufverluste mit 100 MHz und maximalen Verlusten von 10 %.

Die anfängliche Pulsdauer wurde etwas länger als im stationären Zustand gewählt. Man findet, dass der stationäre Wert der Pulsdauer mit dem Wert der Kuizenga–Siegman-Theorie übereinstimmt (siehe das Diagramm).

Der Skriptcode für dieses Diagramm ist ziemlich einfach:

; ---------------------------
diagram 1:

"Evolution of Pulse Parameters"

x: 0, 20000
"number of round trips", @x
y: 0, 300
"pulse duration (ps)", @y
frame
legpos 200, 160
hx
hy

tau_th := 0.45 * ((0.5 * T_OC) / (0.25 * A_mod))^0.25 / sqrt(f_mod * df_g)
 { theoretical value for steady-state pulse duration
   according to Kuizenga-Siegman theory }

f: tau_th / ps,
  "steady-state value from theory",
  style = dashed, width = 3

f: (getpulse(x / rt_per_step,0); tau()) / ps,
  "numerical simulation", color = blue, width = 3

Wir können ebenfalls das zeitliche Profil nach 2000 Resonatorumläufen anzeigen (die auf einem gewöhnlichen PC in wenigen Sekunden berechnet sind):

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