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斯特凡·亨尼金;雅各布·格罗塞克;莱泽克·登科维奇

用于研究光纤放大器的全矢量Maxwell模型和计算进展。 （英语） Zbl 1524.65813号

计算。数学。申请。 85, 30-41 (2021).
总结：我们介绍了一种独特的三维非连续Petrov-Galerkin有限元模型的建模和计算进展，用于模拟光纤放大器中的激光放大。我们的模型基于时谐麦克斯韦方程，它通过活性掺杂剂将放大效应和通过与热方程耦合的热效应结合在一起。作为一个全矢量有限元模拟，该模型与通常作为初值问题提出的其他光纤放大器模型不同，并且具有更大的近似性。我们的模型支持同轴、反向和双向泵浦配置，以及非均匀和各向异性材料特性。这项建模工作的长期目标是研究非线性现象，这些现象阻碍了光纤放大器达到前所未有的功率水平，同时验证了低保真度模型中使用的典型近似值。高保真度模拟是以每波长具有许多自由度的高阶有限元离散化为代价的。由于波浪模拟的高频特性，这对于抵消数值污染的影响是必要的。为了使计算更加可行，我们开发了一种新的纵向模型缩放方法，使用人工材料参数，以保持一定数量的兴趣。我们的数值试验证明了该缩放模型在模拟掺镱阶梯式光纤放大器（经历激光放大和加热）时的适用性和实用性。我们给出了高达240个波长的非线性耦合麦克斯韦/热模型的数值结果。

引用于4文件

MSC公司：

65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
78A25型 电磁理论（通用）
78A60型 激光器、脉泽、光学双稳态、非线性光学
35K05美元 热量方程式
60年第35季度 与光学和电磁理论相关的PDE

关键词：

纤维放大器;有效增益;DPG方法;比例模型

软件：

MUMPS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{S.Henneking}等人，《计算》。数学。申请。85，30-41（2021年；兹比尔1524.65813）
全文： 内政部 arXiv公司

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