بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله معادلات توزیع توان پمپ و استوکس مربوط به لیزر فیبری رامان که فسفر در آن تزریق شده است، با در نظر گرفتن شرایط مرزی مناسب به صورت عددی حل شده و نتیجه آنها مورد بحث قرار گرفته است.
.1 مقدمه
مزیت اصلی لیزرهای فیبری رامان که فسفر در آن تزریق شده است ، این است که برای یک شیفت استوکس بزرگ تعداد آبشار کمتری نسبت به انواع دیگر لیزر فیبری رامان مورد نیاز است. علاوه بر این، طول موج های محدوده امواج ارتباطی در این لیزرها تولید می شوند 1]و.[2 همچنین می توان با استفاده از آبشار یا کاواک مرکب به طور همزمان چندین طول موج را تولید کرد .[6-3] لیزرهای فیبری رامان که در آنها فسفر در فیبر سیلیکونی تزریق شده است، در ارتباطات اپتیکی و سنسورهای اپتیکی مورد استفاده قرار می گیرند .[7] مدلهای عددی و تحلیلی گوناگونی برای شبیه سازی عملکرد این لیزرها مورد بررسی قرار گرفته اند
در این مقاله معادلات مربوط به لیزر فیبری رامان که فسفر در فیبر آن تزریق شده است به صورت عددی با استفاده از " مسائل مقدار مرزی" حل شده است.
.2 مدل تئوری
یک کاواک خطی لیزر فیبری رامان در شکل - 1 - نشان داده شده است.
شکل -1کاواک خطی لیزر فیبری رامان
دو جفت از FBG ها به عنوان کاواک مشدد اولین و دومین موج استوکس به کار می روند، و FBG0 برای انعکاس طول موج پمپ به کار میرود. معادلات توزیع توان پمپ و استوکسها در حالت رفت و برگشت به صورت زیر است . که 0،1 و2 نشان دهنده توان پمپ و توان اولین و دومین موج استوکس هستند و علامت مثبت و منفی نشان دهنده جهت انتشار امواج است. ضریب اتلاف و طول موج تابش و بازده بهره رامان است.
برای حل معادلات - 3-1 - به شرایط مرزی نیاز داریم. شرایط مرزی مربوط به این ساختار به صورت زیر است.
.3 نتایج شبیه سازی
با حل عددی معادله های - 3-1 - و در نظر گرفتن معادله - 4 - ، توزیع توان پمپ و موجهای استوکس را در طول فیبر برای ساختاری شبیه سازی کرده ایم، که پارامترهای آن در جدول زیر آمده اند.
* پارامترهای مربوط به ساختار شبیه سازی شده نتیجه شبیه سازی توزیع توان پمپ در کاواک رامان در شکل - 2 - نشان داده شده است.
شکل -2 توزیع توان پمپ در کاواک رامان
- Pb0 - Pf0 نشان دهنده توزیع توان پمپ از سمت چپ به راست - راست به چپ - است.
نتیجه شبیه سازی توزیع توان موج استوکس اول در کاواک رامان در شکل - 3 - نشان داده شده است.
شکل -3 توزیع توان موج استوکس اول در کاواک رامان
- Pb1 - Pf1 نشان دهنده توزیع توان موج استوکس اول از سمت چپ به راست - راست به چپ - است. نتیجه شبیه سازی توزیع توان موج استوکس دوم در کاواک رامان در شکل - 4 - نشان داده شده است.
