SeeFiberLaser最新版是一款功能實用，專業性極強的光纖激光仿真軟件，SeeFiberLaser最新版內置豐富的功能，其軟件是基于光纖光學和激光原理的基本物理模型，采用有限差分算法可以進行數值求解，包含兩個波長的拉曼增益系數，多個光纖激光器模型，可進行光纖激光的產生、放大和傳輸，可以滿足用戶的需求。

　　軟件功能

　　1、物理模型

　　本軟件包含多個光纖激光器模型，根據用戶輸入的參數和考慮的因素自動選擇所使用的物理模型，目前教學測試版開放的是基于速率方程的摻鐿光纖激光器模型，包含了放大自發輻射效應、拉曼散射效應以及熱效應，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、高功率系統中拉曼效應等多種情況。

　　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射譜等間隔地分割成眾多的分離譜，把每一個分離譜內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，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置泵浦光和反饋，該結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。

　　本模型是標量模型，不考慮偏振效應的影響。

　　2、數值算法

　　本版本軟件采用有限差分算法對模型進行數值求解，首先把光纖軸向坐標和光譜網格化，并對物理模型和邊界條件進行離散，將模型轉化為邊值問題，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果。計算的速度與選取的光纖網格劃分精度有關，選取的網格越精細，計算時間越長，通常光纖的計算步長設置為0.01m，當計算功率較大或者光纖吸收系數較大時，建議適當減小光纖的計算步長(例如0.005m)，以便提高準確性。實際使用中可以通過比較步長減半的兩個結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，軟件中默認的容忍精度為10-4，實際使用中也可以通過比較容忍精度減半的兩個結果來判斷計算結果是否符合要求。

　　3、拉曼增益系數

　　模型中每個波長的拉曼增益系數表示為

　　，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)，具體表達式為[4]：

　　其中

　　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;

　　為延遲拉曼響應對非線性極化強度的貢獻比例，在硅基質光纖中一般取0.18;而

　　為延遲拉曼響應函數hR(t)的傅里葉變換，而拉曼響應函數hR(t)的近似解析表達式如下：

　　經推導，可得其傅里葉變換

　　的解析形式如下：

　　在軟件中通過設置

　　就可確定計算中所用的拉曼增益系數，通常在石英光纖中這三個參數變化不大，因此可以直接使用軟件中的默認值。

　　4、摻鐿光纖吸收發射截面

　　摻鐿光纖的吸收發射截面是通過外部導入，軟件有一個默認的吸收發射截面參數表，其數值會在摻鐿光纖參數設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射截面數據精度決定的。該吸收發射截面參數表要求波長間隔相等，默認的參數表里波長間隔為0.2nm。用戶可以將自己測量的結果導入進行計算。吸收發射截面參數表為Excel文件，第一列為波長(單位nm)，第二列為吸收截面，第三列為發射截面(單位m2)。當用戶設置的波長間隔小于導入參數列表的波長間隔時，軟件將用與其波長最近的吸收發射截面系數替代。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，所以波長間隔應根據實際需求合理設置。

FAQ

　　一.頁面錯亂什么運營？

　　此問題多見于用不支持WebSocket的瀏覽器訪問了系統。請使用Chrome、FireFox、360極速、IE10及以上版本等游覽器進行訪問;

　　二.系統無法運行什么情況？

　　當運行一個工程提示某元件缺少輸入時，需確認系統中各個元件的所必須連接的輸入接口已經連接好。但有部分模塊的輸入接口是可以不連接的，比如光源的時間接口可以不連，球面透鏡和反射透鏡的波束和幾何光線兩個輸入接口只需連接其中任意一個即可。

　　三.球面透鏡只支持平行光問題？

　　搭建如圖所示系統，運行后出現以下錯誤提示。這是應該球面透鏡內部是用光線的方式實現的，暫時只能支持輸入為平行光源，如果接入別的光源類型，會導致系統出現問題

　　四.圖像顯示問題？

　　圖像顯示元件只能連接在‘波束’接口上，以得到矩陣繪制成像，不能連接到‘幾何光線’接口上。

　　五.多個幾何光學元件連接？

　　因為多個幾何光學的元件之間是采用幾何定律傳輸計算，故只能通過‘幾何光線’接口連接;

　　六、相差、尺寸等數據分析問題？

　　系統暫不支持相差的統計分析，光強尺寸可通過導出Mat文件后在matlab查看。