Коэффициент наполнения

Коэффициент заполнения — это величина, измеряющая эффективность поглощения насоса в сердцевине волокна с двойной оболочкой . ^{[1] [2] [3]} ${\displaystyle ~F,~}$

Определение

Оценки эффективности накачки в волокне с двойной оболочкой (синий) и (красный), обсуждаемые в ^[4] , в сравнении с результатами моделирования трассировки лучей ^[5] (черные кривые). ${\displaystyle F=0.8}$ ${\displaystyle F=0.9}$

Эффективность поглощения энергии накачки в волокне является важным параметром волоконного лазера с двойной оболочкой . Во многих случаях эту эффективность можно аппроксимировать формулой ^[4]

${\displaystyle 1-\exp \left(-F{\frac {\pi r^{2}}{S}}\alpha L\right),}$

где

${\displaystyle ~S~}$- площадь поперечного сечения обшивки

${\displaystyle ~r~}$- радиус ядра (которое считается круглым)

${\displaystyle ~\alpha ~}$коэффициент поглощения света накачки в ядре

${\displaystyle ~L~}$- длина волокна с двойной оболочкой, а

${\displaystyle ~F~}$— безразмерный регулировочный параметр, который иногда называют «коэффициентом заполнения»; . ${\displaystyle ~0<F<1~}$

Коэффициент заполнения может зависеть от начального распределения света накачки, формы оболочки и положения сердцевины внутри нее.

Приложение

Большой (близкий к единице) коэффициент заполнения важен в усилителях с двойной оболочкой; это позволяет снизить требования к яркости накачки и уменьшить длину волоконного лазера. Такое уменьшение особенно важно для масштабирования мощности различных нелинейных процессов и вклада вынужденного рассеяния в деградацию сигнала. Использование коэффициента заполнения для оценки эффективности поглощения накачки в волоконных лазерах позволяет производить быстрые оценки без проведения сложного численного моделирования.

Смотрите также

• волокно с двойной оболочкой
• Волоконный усилитель, легированный эрбием (EDFA)

Примечания

1. Д. Кузнецов, Дж. В. Молони. Эффективность накачки в усилителях с двойной оболочкой. 2. Нарушенная круговая симметрия. JOSA B, 19 , №6, стр.1259-1263 (2002). [1] Архивировано 2 ноября 2004 г. в Wayback Machine.
2. Д. Кузнецов, Дж. В. Молони. Эффективность поглощения накачки в усилителях с двойной оболочкой. 3. Расчет режимов. JOSA B, 19 , №6, стр.1304-1309 (2002). [2] Архивировано 2 ноября 2004 г. в Wayback Machine.
3. Д. Кузнецов, Дж. В. Молони. Высокоэффективный, с высоким коэффициентом усиления, коротковолновой и масштабируемый по мощности усилитель некогерентного волоконного лазера с пластинчатой ​​диодной накачкой. Журнал IEEE Journal of Quantum Electronics , т.39, №11, стр.1452-1461 (2003). [3] Архивировано 2 ноября 2004 г. в Wayback Machine.
4. Кузнецов, Д.; Молони, СП (2003). «Высокоэффективный, с высоким коэффициентом усиления, малой длины и масштабируемой мощностью некогерентный волоконный усилитель/лазер с пластинчатой ​​диодной накачкой». Журнал IEEE по квантовой электронике . 39 (11): 1452–1461. Бибкод : 2003IJQE...39.1452K. CiteSeerX  10.1.1.196.6031 . дои : 10.1109/JQE.2003.818311.
5. А. Лю; К. Уэда (1996). «Характеристики поглощения круглых, офсетных и прямоугольных волокон с двойной оболочкой». Оптические коммуникации . 132 (5–6): 511–518. Бибкод : 1996OptCo.132..511A. дои : 10.1016/0030-4018(96)00368-9.