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光束传播
自从版本5，RP Fiber Power提供仿真光纤中光束传播的方法，即，不仅是光功率传播，而且随便（低对比度）折射率散播影响下全复振幅散播的传播，激光增益，克尔效应等。
下面将说明所用模型的原理。有关设置和运用模型的功能等详细信息。
普遍假设
因为对光束传播的仿真计算要求非常高，它受到若干约束：
l所有涉及的波必须基本上沿一个标的目的传播（称为Z标的目的）。因为选用了近轴相似法，它们的发散角必须远低于1 rad。导致反向传播波的背反射（比如在折射率不持续处）无法建模。
l波只在激光增益的状况下相互作用，比如经过增益饱和。
l只考虑一个极化标的目的，即便用标量（而不是矢量）模型。
l因为内存约束，网格点的数量（见下文）必须受到约束。但是，可以在不保存部分振幅的状况下执行子步调，而且可以这样对非常大的网格进行建模。
l对非常大的网格，计算时间可能相当长，比如对具备高数值孔径的长光纤。
l光束传播仿真不克不迭直接与激光和放大器模型、反向传播波和超短脉冲传播相结合。但是，当然可以交换数据，比如，运用来自光束传播仿真的光束散播作为光纤放大器模型的输入。
运用的算法
光束传播仿真有好多不同的算法。RP Fiber Power选用分步傅立叶算法。这里，光场沿Z标的目的向前传播，如下所示：
l首先，将场转化为空间傅立叶域。在这里，考虑衍射效应的相位因子被应用。（假设一个平均折射率的波矢量）而后，场被转换回空间域。
l以后，在空间域中应用相位因子，考虑到折射率的不平均性（比如，光纤纤芯的折射率增加）。
l最后，将激光增益（或接收）运用于具备激光活性离子的状况，如果光纤是非线性的，则应用非线性改变。所有这些都是在空间域中完成的。
只要z步长足够小，这种方法的精准度就很好，因为实际上衍射和空间相位改变的影响在空间中是持续散播的。半数射率对比度比比较小的光纤和其他波导，z步长可以相对较大，在很多状况下，弘远于波长。有关所需步长大小的更加多详细信息如下。
所运用的算法自然地暗示了周期性边界条件：波碰到数值网格的边沿时，可以在对面重新进入网格。但是，这种行为可以改变（见下文）。
请注意，对锋利折射率腾跃（阶跃折射率散播），数值偏差可能会增加。因此，将阶跃函数替代为高阶超高斯函数是有益的，它提供了一个略微平滑的折射率过渡（在几个数值网格点内）。这可能更现实，因为真正的光纤普遍具备平滑的过渡。
光束传播装置（Beam Propagation Devices）
利用“光束传输装置”对RP Fiber Power中的光束传输进行了仿真，该装置与光纤模型连结分手，仅用在传输光功率：它们有本身的数值网格、光通道、光谱数据等。
一个脚本可以定义多个光束传播装置。比如，可以将它们用在不同版本的设备、串连运用的多个设备，或用在具备不同辩白率的仿真，以进行健全性检察。
每个设备都有本身的数字网格。场散播可以经过插值从一个设备转移到另外一个设备（如有需要）。
数值网格
每个光束传播装置有一个矩形类别的数值网格：它跨越X和Y标的目的的一些规模，这些规模都以坐标系的原点为中间。x从–xmax到 ＋xmax，，y从–ymax 到＋ymax。x和y的限值可以自力选择，步长尺寸取决于
和
，
和
是整数且必须为2的幂。
另外，网格跨越一个特定的z规模，当中z＝0对应于波导的开始位置（在这里注入初始场），而且波在正z标的目的以步长
传播到某个值zmax。
横向网格辩白率（即在x和y标的目的）必须足够高，以便对场的横向改变进行恰当的采样。对导模，这些改变的速度取决于光纤的数值孔径。比如，对阶跃折射率光纤，相对光纤轴（光纤内）的最大光束角约莫为
（当中NA是光纤数值孔径）。那与最大横波矢量分量相对应
，当中λ是真空中波长。由此咱们可以得出结论，只要只关注导模（但若包层模式不需要精确建模），约莫为
的横向辩白率就足够了。这象征着，比如，单模光纤的导模普遍可以选用比光束半径小几倍的横向步长尺寸进行采样，即便这比波长大好多。
网格的大小和边界处的行为：原则上，使网格足够大，乃至于它只覆盖了可能呈现不可大意的场振幅的区域。在实践中，将网格延长到半径约为纤芯半径的两倍（乃至更加小）普遍就足够了。
但是，请注意，一个场碰到网格的边界时，会在另外一侧重新进入网格。这种行为可能会令人不安，因为它在物理上并不现实。它可以经过引入人工耗损来抑止，人工耗损会快速而平稳地向网格边界增加。为了得到足够平滑的过渡，可能需要使网格更加大一些。
也可使网格边界反射到x和／或y边界上，或在x－y平面上定义随便表面的反射边界；详情请拜见第5．19节。
纵向辩白率必须非常精密，在一个z步长内，不会对场产生任何影响（衍射、折射率改变、耗损等）。换言之，上述效应都不该单独导致一个z步长中的场散播发生实际性改变。比如，对模式半径为5μm的普通阶跃单模光纤在波长为1μm，光纤中模式的瑞利长度约为120μm。当光束散播在一个瑞利长度内发生实际性改变时，在这种状况下，步长尺寸应约为20μm或以下。对模式比比较小和／或数值孔径较大的光纤，可能需要比比较小的步长尺寸。在某些状况下，它可能约莫是一个波长——这象征着很多传播步长，乃至只是为了将光传播到1mm的光纤上。
普遍来讲，比如当横向或纵向辩白率增加一倍时，建议测试仿真结果是不是发生实际性改变。
原则上，光束传播不仅是可以用在光纤和波导，还能用在大型光学系统，如带透镜的自由空间光学系统。但是，如果涉及到重要的光束角度，横向辩白率需要非常高，这将导致非常大的网格。另外，因为折射率对比度较大，可能需要非常精密的z步长。在这一领域，光束传播仿真可能存在一些实际的限制性。
光信道
每个光束传播装置可以有多个“光通道”，具备不同的光波长。（即便波长很近，也不考虑干涉和拍频效应）。定义了每个光通道的折射率散播，当中折射率可以依靠于x和y，乃至是z。对所有网格点计算消费者定义的折射率函数。
运用的折射率散播可以经过光纤在x和y标的目的的曲率半径进行点窜，这可能取决于z。比如，x标的目的的曲率被视为对所有与x坐标成比例的折射率散播的校订：
注意，这种处置曲率的方法大意了应力对玻璃的影响。对二氧化硅光纤，已证明了 （A． B． Sharma et al．， Appl． Opt． 23， 3297 （1984））有效弯曲半径约是几何弯曲半径的1．28倍：应力效应部分赔偿几何效应。因此，应在软件中运用相对应增加的弯曲半径。
对每个光通道，还定义了二维复振幅散播作为初始场，而后沿光纤传播。数值传播只在经过某些函数请求振幅的z坐标下自动进行。（因此，在进一步计算振幅以前，可以快速得到小z值的结果。）计算的振幅会被存储，以便稍后快速调用。另外，它们也可以在x－y平面内插值。咱们可以生成林林总总的图，这些图可以依靠于数值网格中任何位置的振幅。
同一光束传播装置的不同光通道中的光场只要在存在激光放大或克尔非线性时才会相互作用（见下文）。
激光放大
光束传播装置的光纤可以含有激光活性离子。运用简化的增益模型，当中激光活性离子（比如Er或Yb）只能有一个亚稳態能级（较高的激光能级）。（容许准三能级行为，而且可以有好多种类别的离子）。相干的光谱数据为
l 上態寿命
l 接收和发射截面作为波长的函数
可以定义掺杂浓度的随便二维散播。当前还不容许掺杂浓度对z依靠性。
部分激光增益或接收一般是按照稳態的部分光强度来计算的。或，可以进行动態仿真，当中某个时间间隔由消费者定义。在这种状况下，传播摹拟了向稳態移动的上態粒子数的时间演变。
光通道相互作用是因为它们可以影响激光活性离子的上態粒子数，进而影响所有通道的增益或接收。
在某些状况下，人们只想对信號波进行光束传播，而不想对泵浦波进行光束传播。泵浦的强度散播可以定义为消费者定义的函数。这种方法的长处是提升了计算速度，而且可以摹拟反向泵浦。当然，不克不迭用这种方法计算相互饱和效应；在确定泵浦的强度散播时，人们还不晓得泵浦的强度是怎么样受信號强度的影响的。
2．8．7克尔非线性
光束传播可以考虑介质的克尔非线性。为此，消费者可以定义材料的非线性指数，该指数可以是x和y的函数。比如，纤芯可能比包层更非线性。
克尔非线性会导致一个光信道内的自相位调（SPM），也会导致同一光束传输设备的不同信道之间的交叉相位调制（XPM）。考虑到不同偏振标的目的的影响，消费者可以降低交叉相位调制的强度。
2．8．7．1受激拉曼散射
光束传播还能考虑受激拉曼散射（SRS）。这是由介质的耽误非线性响应引发的不同波长分量之间的相互作用。
合用在光束散播所有横向位置的仅仅是拉曼相互作用方程式（大意所有其他相互作用）如下：
该方程用在更新光学振幅；除非也包括克尔非线性，不然不该用相位改变。
拉曼增益系数
既取决于一对相互作用波的光频差，也取决于横向坐标。
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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