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在很多状况下，需要计算具备一定横截面的光场怎么样经过介质传播，（比如光纤）。
明显，如果咱们需要完整的横向截面，简单的功率传播是不能使用的。如下有一些基本不同的数值方法可使用：
1、计于模態的方法
这里，咱们首先计算光纤的模態——普遍只考虑导模。对每个模態，咱们可以简单地用包括初始场和模態振幅函数的重迭积分来计算复振幅。而后，咱们用一个相位因子乘以每个模態振幅；相位耽误仅仅是该模式（可以参考RP Fiber Power 中的模式求解器）的相位常数（β 值）乘以传播间隔。而后，咱们可以利用更正的模態振幅，将全部场调集为模態函数的叠加。
与模態有关的传播耗损当然也可以很容易地考虑进去——简单地以复传播常数的形式考虑进去。
2．数值光束传播
这是一种完全不同的方法即数值光束传播法。在此，咱们使用一种数值算法，可以计算出一段较短的传播间隔后的场，而且计算结果具备合理的精准度。随后执行很多相似这样的步调，可以得到更远间隔的传播。
对光束传播有不同的算法。有些是基于有限单元法或相似方法的，而另外一些是基于傅里叶变更（分步傅里叶方法）。从技术上讲，看起来很困难且难以实现，但是咱们的RP Fiber Power软件提供了这样的功能特性，使用起来也相当简单。可以点击＂浏览原文＂联络咱们，获得详情。
比较
下面，咱们将探讨在详细状况下使用哪一种方法或排开哪一种方法的方方面面。
明显，基于模式的方法的计算量并不依靠于传播间隔。只是在长间隔时，模態的相位常数的小偏差变得更加主要。这不仅是仅是一个数值问题：任何真正的光纤都会因为它的相位常数而表示出它的参数的波动。因此，在较大的传播间隔下，无法意料精确的结果。
对数值光束传播，光纤中数米的传播间隔可能会成问题，因为需要大量的数值步调。特别是对具备高数值孔径的小芯光纤，数值步长需要相当小（普遍只要几微米），需要几百万步才能达到几米，这对消费者的耐心是一大挑战。如果消费者需要存储所有中间步调的振幅剖面，计算机内存也可能有问题。但是如果经过将字段存储在一个相对粗糙的数值网格上，普遍来讲最少后一个问题可以很容易患到解决。
包层模
在很多状况下，假设它们在相干传播间隔上的耗损非常高，咱们可以放心大意光纤的包层模式。对基于模式的方法来讲，这是非常好的，因为咱们必须处理的模式数量普遍非常有限。四种数值光束的传播，这象征着咱们只能考虑一个相对比比较小的体积，而不能超过光纤的核心那么多。应当简单地包括一些人工损失在包层区域，让光从那边移除。不然，它会在数值网格的外部边界反射，从而产生伪影。
但是有时候，包层模式是相干的。对基于模式的方法来讲，这多是一个严重的问题：咱们还必须计算所有的包层模式，这可能会极大地增加模式的数量，乃至可能使全部方法再也不可行。
对数值光束传播，咱们只要扩大数值网格，使其覆盖全部包层区域，并在一定程度上扩大到涂层（或空气）。这样做的价格很简单，就是咱们要处理一个更加大的网格，需要更加多的内存和计算时间。
光纤弯曲
如果光纤弯曲，就粉碎了它的径向对称。因此，简单的LP模式求解器不能再使用。还有更复杂的数值模式求解器，这不是每个软件都能提供的，因为在计算上要求更加高。RP Fiber Power 便可以做到，特别是 RP Fiber Power 新增Numerical Power Package数字工具箱 ｜ 让运算速度快得飞起。
对数值光束传播，弯曲计算相对简单。它的功效可以经过半数射率剖面的更正来摹拟，比如与x坐标成比例的增加。适被选择比例常数也可以用来考虑机器应力的影响。
图1：大模区光纤的振幅散播，向右弯曲的强度愈来愈大。光纤模式变得非常小，而后耗损很大；光被耦合成包层模式。这是用RP Fiber Power 进行数值摹拟的结果。
不平均光纤
有些光纤具备沿长度改变的特性。比如，有锥形纤维，其芯径是逐步改变的。其他的光纤包括像光纤布拉格光栅这样的工具，比如长周期光栅，它不产生反射，但模式耦合；比如，耦合光从一个引导模式到包层模式。
在这种状况下，基于模式的方法一般是不可用的；怎么样合理地定义这种结构的模態乃至都不明显。
数值光束传播是最灵活的。这里无问题使折射率不仅是依靠于径向坐标r，或更普遍的x和y，但也在纵向坐标z。因此，很容易查询拜访在锥形纤维光传播，比如，乃至光纤直径与随机波动的核心。加入光纤布拉格光栅也不是问题。
非线性效应
特别是在光脉冲的状况下，它可以有很大的峰值功率，光纤非线性可以变得相当相干。有人可能会以为基于模式的方法再也不可用，但其实普遍它仍然可用。比如，可以迭代地计算光纤在高光功率级的点窜模，咱们RP Fiber Power 软件的演示文件中有显现。
另外一方面，数值波束传播方法又相当灵活。积分光学非线性并不太难。咱们做的不仅是是导致自相位调制和交叉相位调制的Kerr非线性，乃至是受激拉曼散射。
图2：计算归一化模强度散播有和无非线性自聚焦。也显示了折射率散播（虚线，无非线性）。咱们可以看到，指数剖面被非线性效应极大地被点窜了。
具备时间依靠性的光场
有时有需要包括光场的时间依靠性。对基于模式的方法，这仅仅象征着模態振幅变得与时间有关。
对数值光束传播，也可以引入时间依靠关系，但需要注意的是，计算工作量和对内存的需求可能很容易引发爆发即每件事都乘以时间步数。因此，这一般是不实际的，或最少是相当耗时和耗损密集型内存的。
不论怎么样，那时间依靠性变得重要时，并不是所有的都失却了。在某些状况下，人们研讨纳秒光脉冲的非线性传播，比如，经过对脉冲中不同时间位置对应的几个功率级进行传播，而后结合得到的结果来研讨。如果脉冲接续时间远弘远于脉冲频谱中的群时延差，这是一种非常适用和有效的方法。
结论
可以看出，不同的数值方法有其重要的长处和限制性。按照消费者需要摹拟的详细内容，某些方法多是更加好的，乃至是唯一可用的方法。所以，咱们应当在摹拟仿真开始前，就做好充分查询拜访即哪一些方法更而合理。
咱们的软件RP Fiber Power同时支持这两种方法。普遍状况下，咱们乃至会在同一个摹拟中同时使用这两种方法。比如，在某些状况下，咱们使用计算模態场作为数值光束传播的输入。另外，咱们还能经过包括数值计算剖面和模式剖面的重迭积分来计算沿光纤的模式振幅和功率。
为什麽咱们的RP Fiber Power软件可以如此灵活地处理这些问题，主要是因为它强盛的脚本语言。上面提到的带有自聚焦的演示文件就是一个很好的例子。经过几行脚本代码，消费者可以执行复杂的步调（或从咱们的技术支持中得到代码）
大粤激光（DAYUE LASER）品牌简介
大粤激光（DAYUE LASER）是一家专业从事精密激光焊接和高精度激光打标设备的制造商，生产销售精密激光焊接机和高精度激光打标机。
目前研发生产和销售的产品有：激光点焊机，激光焊接机，激光打标机等自动化激光工业设备，包括连续光纤激光焊接机、脉冲激光焊接机、QCW精密激光焊接机、光纤传导激光焊接机、振镜扫描激光焊接机（又分光纤传导型和硬光路型），机器人激光焊接机、四轴联动激光焊接机、能量反馈激光焊接机、三通激光焊接机、电池极耳激光焊接机、直綘对焊激光焊接机、首饰激光点焊机、牙科激光点焊机、桌面式激光点焊机、激光模具烧焊机、吊臂式激光模具烧焊机、悬臂式激光模具烧焊机、光纤激光打标机，CO2激光打标机，紫外激光打标机，绿光激光打标机，飞行在线激光打标机、激光喷码机、MOPA氧化铝激光打标机、自动激光打标系统、龙门式大幅面激光打标系统、1.5米刻度激光打标系统、PLC在线激光打标系统、XY数控视觉定位激光打标系统、在线飞行视觉定位激光打标系统、3D激光打标机、自动对焦激光打标系统、便携式激光打标机、桌面式激光打标机、壹轴激光打标机、三轴手机壳激光打标系统等等。
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