[发明专利]一种被动锁模光纤激光器动力学计算方法及系统

说明书

本发明提供了一种被动锁模光纤激光器动力学计算方法及系统，该被动锁模光纤激光器动力学计算方法包括：步骤1：输入随机噪声；步骤2：用带有增益的非线性薛定谔方程描述掺铒光纤EDF脉冲的传输过程；步骤3：用非线性薛定谔方程描述单模光纤SMF脉冲的传输过程；步骤4：使用饱和吸收体SA产生超短脉冲；步骤5：使用输出耦合器OC将脉冲输出到外界的探测仪器中；步骤6：判断脉冲能量是否保持不变，若是，那么输出仿真结果，否则执行步骤2。本发明的有益效果是：对比之前所采用的有限差分法求解非线性薛定谔方程，本发明通过使用分布傅里叶算法，将程序的时间复杂度降低了一个数量级，在保持算法高准确率的情形下，大大提高了运行速度。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种被动锁模光纤激光器动力学计算方法及系统。

背景技术

传统的方法是用有限差分法求解非线性薛定谔方程的数值解。在相同的准确率下，传统的方法计算速度比较慢，对电脑配置要求比较高，难以满足实际要求。

发明内容

本发明提供了一种被动锁模光纤激光器动力学计算方法，包括如下步骤：

步骤1，输入步骤：输入随机噪声；

步骤2，第一处理步骤：用带有增益的非线性薛定谔方程描述掺铒光纤EDF脉冲的传输过程；

步骤3，第二处理步骤：用非线性薛定谔方程描述单模光纤SMF脉冲的传输过程；

步骤4，第三处理步骤：使用饱和吸收体SA产生超短脉冲；

步骤5，第四处理步骤：使用输出耦合器OC将脉冲输出到外界的探测仪器中；

步骤6，判断步骤：判断脉冲能量是否保持不变，若是，那么输出仿真结果，否则返回执行步骤2。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1，输入步骤中，随机噪声为高斯白噪声。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2，第一处理步骤中，带有增益的非线性薛定谔方程为：

其中A为光振幅，i为纯虚数，T为时间，T₂为偶极子驰豫时间，g为增益系数，α代表损耗，γ代表非线性系数，β₂为二阶色散。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤3，第二处理步骤中，非线性薛定谔方程为：

其中A为光振幅，i为纯虚数，T为时间，α代表损耗，γ代表非线性系数，β₂为二阶色散。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤5，第四处理步骤中，所述探测仪器包括光谱仪或者示波器。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤6，判断步骤中，通过判断脉冲能量是否保持不变来判断此时的脉冲是否已经收敛，如果脉冲能量不变就停止运行程序并保存相关的仿真结果；否则返回执行步骤2。

本发明还提供了一种被动锁模光纤激光器动力学计算系统，包括：

输入模块：用于输入随机噪声；

第一处理模块：用带有增益的非线性薛定谔方程描述掺铒光纤EDF脉冲的传输过程；

第二处理模块：用非线性薛定谔方程描述单模光纤SMF脉冲的传输过程；

第三处理模块：使用饱和吸收体SA产生超短脉冲；

第四处理模块：使用输出耦合器OC将脉冲输出到外界的探测仪器中；

判断模块：用于判断脉冲能量是否保持不变，若是，那么输出仿真结果，否则运行第一处理模块。