بهینه سازی الگوریتم پرتابی با حدس‌های اولیه مناسب برای شبیه‌سازی لیزرها و تقویت‌کننده‌های فیبری

در تقویت کننده های فیبری مقادیر اولیه توان پمپ و سیگنال مشخص است، بنابراین حل معادلات مربوطه در تقویت کننده فیبری جزء مسائل مقدار مرزی محسوب می شود. در لیزرهای فیبری مقدار اولیه توان پمپ در معادلات نرخ معین و توان سیگنال نا معلوم است. بنابراین حل معادلات نرخ در لیزرهای فیبری جزء مسائل مقدار مرزی به حساب می آید. روش های مختلفی برای حل مسائل مقادیر مرزی ارائه شده است که بطور . در این مقاله با بکارگیری روش پرتابی و انتخاب بازه مناسبی برای ناحیه پاسخ جواب هایی برای حل معادلات مربوط به لیزر و تقویت کننده فیبری ارائه شده است. مزیت این روش آن است که بر خلاف روش های مرسوم نیازی به حدس های اولیه دقیق برای شروع کار محاسباتی ندارد. با استفاده از این روش پیشنهادی برای حالت های مختلف دمش پیش رو، پس رو و دو طرفه مقادیر توان های سیگنال و دمش در لیزر فیبر ایتربیومی مورد بررسی قرار گرفته است. با ساده سازی در معادلات نرخ برای لیزرهای پر توان طول بهینه در این نوع لیزرها به صورت پارامتری قابل تعریف است. در این مقاله تعریف جدید از طول بهینه در لیزرهای فیبری توان متعارف ارائه شده است و اثرات تلفات زمینه بر بر طول بهینه مورد بررسی قرار گرفته است.

Optimization of Shooting Algorithm with Proper Initial Guess in Optical Fiber Laser and Amplifiers

In the fiber amplifiers, the initial values of pump and signal powers are specified. so; Solving rate equation in the fiber amplifiers includes initial value problems. In the fiber lasers, the initial value of the pump is known but signal (laser) power must be determined. Hence; solving the rate equation in the fiber lasers is the part of the boundary problems. Different methods are presented for solving boundary value problems. In this paper, using the shooting method, a proper region introduced as answer range and solutions for rate equations of fiber laser and amplifier have been found. The advantage of this method is that to start calculation, we do not need the accurate initial guesses. With the proposed method, different forward, backward and bidirectional pump schema in Ytterbium doped fiber laser is verified. The parametric optimum length is introduced in high pump power with simplification in rate equations. In this paper we introduced a new definition of optimum length in conventional pump power fiber lasers and effects of background loss verified in the optimum length.