Komentář k simulaci šíření optického pulsu optickým vláknem

Následující text vysvětluje princip, vstupní a výstupní parametry simulačního programu SSFM - Fouerierovské split-step metody.

Popis metody

Simulace šíření optického pulsu optickým vláknem představuje problém numerického řešení Schroedingerovy nelineární rovnice (1). Tento numerický problém lze efektivně řešit pomocí metody split-step (rozdělení kroků). Podstata metody spočívá ve výpočetním rozdělení disperzních a nelineárních jevů působících na optický puls při šíření optickým vláknem do dvou nezávislých kroků, a také ve využití fourierovské transformace.

Vstupní hodnoty simulace

Počet bodů vektoru optického pole: Na základě této hodnoty bude vygenerována časová osa optického pulsu.

Šířka časového okna: Časový interval, ve kterém bude prováděn výpočet časového průběhu optického pulsu. Také možno chápat jako periodu optického signálu.

Počet výpočetních kroků: Délka vlákna bude rozdělena na zadaný počet úseků (výpočetních kroků) a šíření optického pulsu bude následně počítáno pro každý úsek. Na počtu kroků je závislá výsledná přesnost simulace.

Tvar optického pulsu: Definice tvaru optického pole, kde tvar Sech představuje rozložení intenzity pole dle křivky sekans hyperbolické (soliton) a tvar Gauss dle křivky gaussovského typu.

Časová šířka pulsu (FWHM): Pološířka optického pulsu.

Špičkový výkon pulsu: Hodnota špičkového výkonu optického pulsu.

Délka vlákna: Hodnota délky optického vlákna, ve kterém se šíří optický puls.

Útlum vlákna (alfa): Hodnota optického útlumu vlákna.

Disperze (beta 2): Hodnota disperze optického vlákna. Vyjadřuje závislost skupinové rychlosti šíření optického signálu na vlnové délce.

Disperzní koeficient třetího řádu (beta 3): Hodnota koeficientu vyššího řádu disperze.

Nelineární koeficient (gamma): Hodnota nelineárního koeficientu vlákna.

Ramanův koeficient: Koeficient udávající hodnotu Ramanovské odezvy. Vlivem Ramanova rozptylu vyvolaného samotným optickým pulsem dochází k jeho frekvenčnímu posunu.

Self-steepening: Simulace nelineární komprese strmosti pulsu. Lze nastavit, zda-li bude výpočet prováděn (aktivní) nebo bude při výpočtu zanedbán (neaktivní).

Vlnová délka nosné pulsu: Pro potřeby výpočtu self-steepeningu. Hodnota odpovídá vlnové délce nosné optického signálu.

Výstupní hodnoty simulace

Výstupem simulace je graf vstupního a výstupního průběhu optického pulsu. Dále je možné si stáhnout datový soubor s hodnotami vektorů časové osy a vstupního a výstupního průběhu pro potřeby dalšího zpracování.