SeeFiberLaser官方版

SeeFiberLaser官方版是一款十分强大的光纤激光仿真软件，这款软件可以对激光光纤的数据进行分析从而进行制图，让人直观的感受到各种数据带来的反馈，有需要的朋友可以在本站下载使用。

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SeeFiberLaser软件介绍

SeeFiberLaser是由国防科技大学和中国科学院软件研究所、广州中国科学院软件应用技术研究所联合开发的我国首款光纤激光仿真软件。它基于相干激光耦合波方程，可以对高功率掺镱连续光纤激光器和脉冲光纤激光器进行仿真，包括放大自发辐射（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；仿真结束后，可根据需要给出功率、光谱、时域、温度等数据并进行作图，计算结果可以MATLAB格式存储。软件界面友好，采用拖拽连线方式搭建激光器、对话框形式进行参数设置，无须输入繁琐的代码，降低了使用难度。

SeeFiberLaser软件模型介绍

1、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[1-3]，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。

2、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。

3、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），具体表达式为[4]：

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。

4、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。

常见问题

一.页面错乱

此问题多见于用不支持WebSocket的浏览器访问了系统。请使用Chrome、FireFox、360极速、IE10及以上版本等游览器进行访问；

二.系统无法运行

当运行一个工程提示某元件缺少输入时，需确认系统中各个元件的所必须连接的输入接口已经连接好。但有部分模块的输入接口是可以不连接的，比如光源的时间接口可以不连，球面透镜和反射透镜的波束和几何光线两个输入接口只需连接其中任意一个即可。

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三.球面透镜只支持平行光问题

搭建如图所示系统，运行后出现以下错误提示。这是应该球面透镜内部是用光线的方式实现的，暂时只能支持输入为平行光源，如果接入别的光源类型，会导致系统出现问题

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四.图像显示问题

图像显示元件只能连接在‘波束’接口上，以得到矩阵绘制成像，不能连接到‘几何光线’接口上。

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五.多个几何光学元件连接

因为多个几何光学的元件之间是采用几何定律传输计算，故只能通过‘几何光线’接口连接；

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六.相差、尺寸等数据分析问题

系统暂不支持相差的统计分析，光强尺寸可通过导出Mat文件后在matlab查看。

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