[发明专利]一种仿真实现光纤激光器设计的方法

说明书

本发明提供一种仿真实现光纤激光器设计的方法，所述方法基于仿真实现光纤激光器设计的系统实现，所述仿真实现光纤激光器设计的系统自上而下具有应用层、功能层、模型层、算法层、基础层；其特征在于，所述方法包括：用户向TVE的交互框架发送消息，所述消息指示用于建立工程；逐次加入各个光纤元器件基础模型，并建立所述各个光纤元器件的连接关系，形成仿真系统；同时，设置所述各个光纤元器件基础模型及所述仿真系统的参数；对所述仿真系统进行拓扑分析及验证；针对所述仿真系统的各个光纤元器件选择相应的算法模型，以对所述仿真系统进行仿真计算；对仿真结果进行可视化分析和存储。

技术领域

本发明涉及仿真领域，尤其涉及一种仿真实现光纤激光器设计的方法。

背景技术

光纤激光器具有体积小、重量轻、增益高、效率高、性能稳定、光束质量好、维护简单、 可长距离传输、容易实现高输出功率等优点，在印字、打标、金属焊接、先进加工制造等领 域得到广泛应用。

目前，国内光纤激光器市场主要集中在中低功率领域。现有的用于光纤激光器设计的专 业仿真软件主要有美国恩耐公司的Liekki Application Designer(LAD)、德国RPPhotonics公司 的RP Fiber Power。LAD界面友好，使用简单，不需要进行代码编写，但自2008年Liekki 被恩耐公司收购以后，该软件没有新版本推出，并且无法安装在64位环境下，难以满足光纤 激光器快速发展的应用要求。RP Fiber Power功能强大，但界面不友好，需要二次编程，对于 使用者来讲，使用难度较大。

基于此，企业、研究机构往往自主研发仿真光纤激光器设计的软件。目前主要有两种实 现方案，一种方案是：如图1所示，用户先确定仿真光纤激光器的特定结构，在代码中提前 输入仿真模型的参数，按照特定结构对各个器件依次建模。之后，再用代码绘制仿真计算出 的功率、光谱、时域等参数。如果更改参数或者调整激光器结构，需要重新编写或者调整代 码。该方案的缺点是代码需要对用户开源，用户需要对代码基本框架有一定的了解，在改变 激光器结构时，需要重新对代码块结构进行调整。在需要修改基本参数时，要在对应的代码 块中进地修改。很容易造成遗漏或者出错。另一种实现方案是：如图2所示，使用代码块及 用户界面仿真实现光纤激光器。用户将数据填充至交互式表单中，对于简单系统或特定设定 结构，可直接执行运算。但对于较为复杂的模型，则需要根据编程语言规定的函数接口进行 脚本语言编写。在需要更改参数或者调整激光器结构时，需要在表单中重新输入参数或者改 写GUI代码和脚本，该方案可以不向用户提供开源代码。该方案的缺点是如果需要实现复杂 模型，需要对用户提供函数实现接口，可扩展性和便捷性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种仿真实现光纤激光器设计的方法及装置，所述 方法及装置，用以解决现有技术中在改变激光器结构或参数时，需要编写代码块、以及可扩 展性和便捷性较差的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种仿真实现光纤激光器设计的方法，所述方法基于仿真 实现光纤激光器设计的系统实现，所述仿真实现光纤激光器设计的系统自上而下具有应用层、 功能层、模型层、算法层、基础层；其特征在于，所述方法包括：

步骤S601：用户向TVE的交互框架发送消息，所述消息指示用于建立工程；

步骤S602：逐次加入各个光纤元器件基础模型，并建立所述各个光纤元器件的连接关系， 形成仿真系统；同时，设置所述各个光纤元器件基础模型及所述仿真系统的参数；

步骤S603：对所述仿真系统进行拓扑分析及验证，若验证通过，进入步骤S604；若否， 方法结束；

步骤S604：用户向所述TVE的交互框架发送运行命令，由所述仿真实现光纤激光器设 计的系统分析所述仿真系统的配置结构，针对所述仿真系统的各个光纤元器件选择相应的算 法模型，以对所述仿真系统进行仿真计算；

步骤S605：对仿真结果进行可视化分析和存储。