SeeFiberLaser(光纤激光仿真软件) V1.2.0 免费非破解版下载[绿色软件]

　　SeeFiberLaser是一款功能强大的光学仿真软件，能够帮助用户寝室对放大自发辐射（ase）、受激拉曼散射（srs）、受激布里渊散射（sbs）、四波混频（fwm）等非线性效应进行仿真，提高研究的效率。软件内置了元件库，可以模拟仿真多个示例工程，让光学仿真更加方便快捷。

【软件功能】

　　物理模型，本软件包含多个光纤激光器模型，根据用户输入的参数和考虑的因素自动选择所使用的物理模型，目前教学测试版开放的是基于速率方程的掺镱光纤激光器模型，包含了放大自发辐射效应、拉曼散射效应以及热效应，可以用于计算掺镱光纤振荡器和放大器，具体包括弯曲损耗、单(多)波长泵浦、单(多)波长放大、高功率系统中拉曼效应等多种情况。

　　为了模拟光纤激光器中各个波长的演化过程，我们将掺镱光纤的吸收发射谱等间隔地分割成众多的分离谱，把每一个分离谱内的激光看作单一波长，并对每个波长建立速率方程，这样可以考虑各个波长对总增益的影响以及波长之间的竞争，如果计算中包含拉曼效应，则可以分别计算各个波长的拉曼增益。

　　计算中无论是振荡器还是放大器，在模型两端都可以设置泵浦光和反馈，该结果作为模型的边界条件输入。

　　本模型只考虑光谱各成分的功率演化，不包含相位，因此属于非相干模型。

　　本模型是标量模型，不考虑偏振效应的影响。

　　数值算法，本版本软件采用有限差分算法对模型进行数值求解，首先把光纤轴向坐标和光谱网格化，并对物理模型和边界条件进行离散，将模型转化为边值问题，从而利用我们软件的算法计算出各波长激光沿光纤分布的功率等结果。计算的速度与选取的光纤网格划分精度有关，选取的网格越精细，计算时间越长，通常光纤的计算步长设置为0.01m，当计算功率较大或者光纤吸收系数较大时，建议适当减小光纤的计算步长(例如0.005m)，以便提高准确性。实际使用中可以通过比较步长减半的两个结果来判断计算精度是否符合要求。

　　我们的算法属于迭代算法，所以计算的精度还与收敛的容忍精度有关，软件中默认的容忍精度为10-4，实际使用中也可以通过比较容忍精度减半的两个结果来判断计算结果是否符合要求。

　　掺镱光纤吸收发射截面，掺镱光纤的吸收发射截面是通过外部导入，软件有一个默认的吸收发射截面参数表，其数值会在掺镱光纤参数设置界面右上角以图形显示，如图2. 1所示。计算波长的精度是由输入的吸收发射截面数据精度决定的。该吸收发射截面参数表要求波长间隔相等，默认的参数表里波长间隔为0.2nm。用户可以将自己测量的结果导入进行计算。吸收发射截面参数表为excel文件，第一列为波长(单位nm)，第二列为吸收截面，第三列为发射截面(单位m2)。当用户设置的波长间隔小于导入参数列表的波长间隔时，软件将用与其波长最近的吸收发射截面系数替代。波长间隔同样会影响计算速度，波长间隔越小计算所需的时间越长，所以波长间隔应根据实际需求合理设置。

　　拉曼增益系数，模型中每个波长的拉曼增益系数表示为即第i个波长给第n个波长的光信号提供的Raman增益(或损耗)，具体表达式：

　　其中

　　为非线性参量，n2为非线性折射率，对于石英光纤，在1微米波段约为2.6×10-20 m2/W;

　　为延迟拉曼响应对非线性极化强度的贡献比例，在硅基质光纤中一般取0.18;而

　　为延迟拉曼响应函数hR(t)的傅里叶变换，而拉曼响应函数hR(t)的近似解析表达式如下：

　　经推导，可得其傅里叶变换

　　的解析形式如下：

　　在软件中通过设置

　　就可确定计算中所用的拉曼增益系数，通常在石英光纤中这三个参数变化不大，因此可以直接使用软件中的默认值。

【软件特色】

　　在完成了SeeFiberLaser软件的安装后，进入软件安装目录，运行文件SFLaser.exe后可以看到软件的主窗体，

　　软件的界面包括标题栏、菜单栏、工具栏、基础原件和组件栏、系统编辑区以及属性显示区6个主要部分。软件以光纤激光器中的基础元器件为最小模块，以图形化的方式在系统编辑区进行模型搭建，双击器件图标可以进入参数设置界面，显示直观、参数设置方便。模型搭建好以后，点击菜单栏中调试→执行，或者直接点击工具栏中的执行按钮即可进行计算，计算结果以图形显示，可以对图片进行编辑、保存等处理，同时也支持将计算所得的数据结果保存为Matlab数据格式，极大地方便了广大用户对计算结果和数据进行分析。

　　内建组件介绍

　　内建模块的树形列表位于软件窗体的左侧，所有的器件将在其中显示。使用工具栏中的搜索栏可以方便地对所需要的器件进行搜索。

　　软件总共开放了包括有源器件和无源器件在内的2大类共8种组件：连续泵浦源、连续种子源、双包层掺镱光纤、光纤端帽、双包层光纤光栅、前向泵浦信号合束器、后向泵浦信号合束器和双包层传能光纤

　　系统搭建示例

　　基于软件内置的基本组件，本节将通过构建一个仿真实例的过程来简要说明SeeFiberLaser软件的使用方法。为了简单起见，我们将一步一步构建软件内置的前向泵浦放大器实例。

　　首先在构建系统之前，我们要明确需要仿真的实验系统结构图，采用简单的一级放大结构，我们可以得到如下结构图。

　　系统为一级放大器，种子光和泵浦光通过一个(2+1)×1的前向泵浦信号合束器耦合到20/400的双包层光纤中，双包层光纤后接光纤端帽输出。

　　在上图的结构基础上，我们可以开始着手搭建仿真系统了，首先打开软件，我们可以看到工作区域是空白的，在左侧的树形列表中找到“连续泵浦源”、“连续种子源”以及“前向泵浦信号合束器”，并将其拖放至系统编辑区

　　器件的连接需要采用拖拽的方法，在连出端口上点击鼠标左键不要放开，然后将光标拖动至连入端口后松开鼠标左键，若连接正确，会弹出设置熔点损耗的窗口

　　在摆放好的组件上双击鼠标左键即可弹出参数设置界面。在本例中，我们使用种子源默认的光谱文件，注入功率设置为10W;泵浦源采用软件自带的975nm泵源光谱，注入功率200W，光谱通道10;掺镱光纤使用Nufern LMA-YDF-20/400-VIII光纤，长度设置为14m;传能光纤使用Nufern LMA-GDF-20/400-M，长度设置为2m;光纤端帽的反射率设置为0%。其他参数不变，设置好所有的参数之后，点击工具栏的执行按钮(或者点击调试菜单中的执行)便会弹出计算窗口执行计算

　　计算完成后会有提示计算所用的时间。获得计算结果的方法有两种，第一，可以通过双击组件图标来获得与组件相关的计算结果，例如点击双包层掺镱光纤，则会弹出如下窗口。

　　其二是通过点击该窗口工具栏上的“显示所有显示窗口”按钮来对需要显示的结果进行选择。而在每一个图形窗口中，都有保存图片、图片属性编辑、数据显示等功能，方便对所得数据进行保存和处理。

　　至此我们已经完成了对自带示例“前向泵浦放大器”的复现，更多示例请在软件主窗口左侧的“实验系统”选项卡打开并参考，实际操作中可以直接基于已搭建好的实验系统修改参数进行计算，也可以保存自己的实验系统至“软件目录\projects\实验系统”文件夹中，再次打开软件后即可在“实验系统”选项卡中选择自己搭建的工程项目。另外用户也可通过文件→打开操作打开之前的实验系统。