SeeFiberLaser是一款功能強(qiáng)大的的光纖激光仿真軟件，軟件是基于相干激光耦合波方程，可以對高功率摻鐿連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器進(jìn)行仿真，，需要的朋友可以前來本站下載。

軟件介紹

SeeFiberLaser是一款專業(yè)的光纖激光仿真軟件，由國防科技大學(xué)和中國科學(xué)院軟件研究所合作開發(fā)，基于相干激光耦合波方程，可以對高功率摻鐿連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器進(jìn)行仿真，支持在計算不同時域特性（連續(xù)、脈沖）光纖激光的產(chǎn)生、放大和傳輸，包括放大自發(fā)輻射（ASE）、受激拉曼散射（SRS）、受激布里淵散射（SBS）、四波混頻（FWM）等非線性效應(yīng)，此外，在仿真結(jié)束后，可根據(jù)需要給出功率、光譜、時域、溫度等數(shù)據(jù)并進(jìn)行作圖，計算結(jié)果可以MATLAB格式存儲。

SeeFiberLaser軟件模型介紹

1、物理模型

本軟件包含多個光纖激光器模型，根據(jù)用戶輸入的參數(shù)和考慮的因素自動選擇所使用的物理模型，目前教學(xué)測試版開放的是基于速率方程的摻鐿光纖激光器模型，包含了放大自發(fā)輻射效應(yīng)、拉曼散射效應(yīng)以及熱效應(yīng)，可以用于計算摻鐿光纖振蕩器和放大器[1-3]，具體包括彎曲損耗、單（多）波長泵浦、單（多）波長放大、高功率系統(tǒng)中拉曼效應(yīng)等多種情況。

為了模擬光纖激光器中各個波長的演化過程，我們將摻鐿光纖的吸收發(fā)射譜等間隔地分割成眾多的分離譜，把每一個分離譜內(nèi)的激光看作單一波長，并對每個波長建立速率方程，這樣可以考慮各個波長對總增益的影響以及波長之間的競爭，如果計算中包含拉曼效應(yīng)，則可以分別計算各個波長的拉曼增益。

計算中無論是振蕩器還是放大器，在模型兩端都可以設(shè)置泵浦光和反饋，該結(jié)果作為模型的邊界條件輸入。

本模型只考慮光譜各成分的功率演化，不包含相位，因此屬于非相干模型。

本模型是標(biāo)量模型，不考慮偏振效應(yīng)的影響。

2、數(shù)值算法

本版本軟件采用有限差分算法對模型進(jìn)行數(shù)值求解，首先把光纖軸向坐標(biāo)和光譜網(wǎng)格化，并對物理模型和邊界條件進(jìn)行離散，將模型轉(zhuǎn)化為邊值問題，從而利用我們軟件的算法計算出各波長激光沿光纖分布的功率等結(jié)果。計算的速度與選取的光纖網(wǎng)格劃分精度有關(guān)，選取的網(wǎng)格越精細(xì)，計算時間越長，通常光纖的計算步長設(shè)置為0.01m，當(dāng)計算功率較大或者光纖吸收系數(shù)較大時，建議適當(dāng)減小光纖的計算步長（例如0.005m），以便提高準(zhǔn)確性。實際使用中可以通過比較步長減半的兩個結(jié)果來判斷計算精度是否符合要求。

我們的算法屬于迭代算法，所以計算的精度還與收斂的容忍精度有關(guān)，軟件中默認(rèn)的容忍精度為10-4，實際使用中也可以通過比較容忍精度減半的兩個結(jié)果來判斷計算結(jié)果是否符合要求。

3、拉曼增益系數(shù)

模型中每個波長的拉曼增益系數(shù)表示為光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)，即第i個波長給第n個波長的光信號提供的Raman增益（或損耗），具體表達(dá)式為[4]：

光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)

其中光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)為非線性參量，n2為非線性折射率，對于石英光纖，在1微米波段約為2.6×10-20 m2/W；光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)為延遲拉曼響應(yīng)對非線性極化強(qiáng)度的貢獻(xiàn)比例，在硅基質(zhì)光纖中一般取0.18；而光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)為延遲拉曼響應(yīng)函數(shù)hR(t)的傅里葉變換，而拉曼響應(yīng)函數(shù)hR(t)的近似解析表達(dá)式如下：

經(jīng)推導(dǎo)，可得其傅里葉變換光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)的解析形式如下：

在軟件中通過設(shè)置光纖激光仿真軟件(SeeFiberLaser)就可確定計算中所用的拉曼增益系數(shù)，通常在石英光纖中這三個參數(shù)變化不大，因此可以直接使用軟件中的默認(rèn)值。

摻鐿光纖的吸收發(fā)射截面是通過外部導(dǎo)入，軟件有一個默認(rèn)的吸收發(fā)射截面參數(shù)表，其數(shù)值會在摻鐿光纖參數(shù)設(shè)置界面右上角以圖形顯示，如圖2. 1所示。計算波長的精度是由輸入的吸收發(fā)射截面數(shù)據(jù)精度決定的。該吸收發(fā)射截面參數(shù)表要求波長間隔相等，默認(rèn)的參數(shù)表里波長間隔為0.2nm。用戶可以將自己測量的結(jié)果導(dǎo)入進(jìn)行計算。吸收發(fā)射截面參數(shù)表為Excel文件，第一列為波長（單位nm），第二列為吸收截面，第三列為發(fā)射截面（單位m2）。當(dāng)用戶設(shè)置的波長間隔小于導(dǎo)入?yún)?shù)列表的波長間隔時，軟件將用與其波長最近的吸收發(fā)射截面系數(shù)替代。波長間隔同樣會影響計算速度，波長間隔越小計算所需的時間越長，所以波長間隔應(yīng)根據(jù)實際需求合理設(shè)置。