Ein verallgemeinertes nichtlineares Schrödinger-Python-Modul, das verschiedene Modelle von Eingangsimpuls-Quantenrauschen implementiert

Wir stellen Python-Tools zur Verfügung, die eine numerische Simulation und Analyse der Ausbreitungsdynamik ultrakurzer Laserpulse in nichtlinearen Wellenleitern ermöglichen.  Der Modellierungsansatz basiert auf der weit verbreiteten verallgemeinerten nichtlinearen Schrödinger-Gleichung für die Pulshülle. Die mitgelieferte Software implementiert die Effekte der linearen Dispersion, der Pulsselbstvertiefung und des Raman-Effekts. Der Schwerpunkt liegt auf der Implementierung von Eingangsimpuls-Schussrauschen, d.h. klassischen Hintergrundfeldern, die Quantenrauschen imitieren, das in der wissenschaftlichen Literatur oft nicht ausführlich dargestellt wird. Wir diskutieren und implementieren gängige Quantenrauschmodelle, die auf reinem spektralen Phasenrauschen sowie auf Gaußschem Rauschen basieren.  Die Kohärenz-Eigenschaften der resultierenden Spektren können berechnet werden. Wir demonstrieren die Funktionalität der Software durch die Reproduktion von Ergebnissen für einen Superkontinuum-Erzeugungsprozess in einer photonischen Kristallfaser, die in der wissenschaftlichen Literatur dokumentiert sind. Die vorgestellten Python-Tools sind Open-Source und werden unter der MIT-Lizenz in einem öffentlich zugänglichen Software-Repository veröffentlicht.

Plattform: Python, unter Verwendung der Funktionen von numpy, scipy und matplotlib.

Lesen Sie mehr und laden Sie den Code von hier herunter:  
https://github.com/ElsevierSoftwareX/SOFTX-D-22-00165.git

Wir haben eine Code Ocean-Kapsel vorbereitet, die es ermöglicht, eine Beispielsimulation direkt auszuführen und zu verändern, ohne eine lokale Kopie des Repositorys unter dem Link erstellen zu müssen: https://codeocean.com/capsule/4658074/tree

Die Arbeit wird von dem Team von Prof. Ayhan Demircan durchgeführt.

Referenz

1. Melchert, Oliver and Demircan, Ayhan.  GNLStools.py: A generalized nonlinear Schrödinger Python module implementing different models of input pulse quantum noise. SoftwareX 20 (2022): 101232.
    
2. Melchert, Oliver et al. Soliton compression and supercontinuum spectra in nonlinear diamond photonics. Diamond & Related Materials 136 (2023): 109939.