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    [技术]OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-12
    Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 ~uhyROO,G"  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 Z30z<d,j  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 l6&v}M  
    光放大器 ?l\gh1{C  
    全局参数 WTV3p,;6a  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。  Vq .!(x  
    我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 *!r\GGb  
    对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 o@<6TlZM  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) v GR \GFm  
    图1 全局参数:Signals 标签
    DJ mQZ+{2  
    &J6o$i  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 5O;a/q8"  
     在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 SCfkv|hO  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    n3l"L|W^(<  
    a O"nD_7  
    系统设置 e\d5SKY  
    (a)
    <iXS0k  
    (b)
    图3 EDFA布局
    D_yY0rRM  
    /+<%,c$n  
    Signals标签 5,0 wj0l  
    尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 K+h9bI/Sf  
    首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 7kX7\[zN  
    其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 6uCk0 B|  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 Kbz7  
    要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。  z~}StCH(  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    =XacG}_  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    U2[3S\@  
     0'V-  
    运行模拟 PBAz` y2  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: NDIc?kj~  
     要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 ,rH)}C<Q+  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ^EuyvftZ  
    查看结果 /8$1[[[  
    为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 F)E7(Un`8  
    I*vj26qvg  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 XZep7d}  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    _ntW}})K  
    9s\i(/RxW  
    运行模拟 p+`*~6Jj/  
    为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: px [1#*  
     要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 G7/?hky 0.  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 "#\bQf}  
    @KW+?maW  
    查看结果 3Q*RR"3  
    要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 O&?CoA?  
    D25gg  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 W kDn  
       Ghgv RR$  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    :_~PU$%0  
    4M0v1`k  
    正如我们所看到的,第二个设计收敛速度比带有Initial Delay的设计快。图3的设计因为有Initial Delay需要更多的迭代次数。 tZNad  
    观察增益与波长关系
    (a)             (b)
    图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
     
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