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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。 9@S icqx   
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 N.VzA 6 C  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 uxR_(~8  
    光放大器 a|fyo#L  
    全局参数 x &\~4,TN  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 rL%xl,cn<  
    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。 ?! kup  
    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。 6L*y$e"Qc  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 5[@4($q8  
    图1 全局参数:Signals 标签
    #cApk  
    8..itty  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 f[%iRfUFw  
     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)。 @@I2bHy vb  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    PCFm@S@Q  
    H!xBFiOH$n  
    系统设置 &QE* V  
    (a)
    =,(Ba'  
    (b)
    图3 EDFA布局
    O'p7^"M  
    %i^%D  
    Signals标签 $x 2t0@  
    尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 F 6SIhf.;  
    首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 d$>1 2>>  
    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。 Maq{H`  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ]{;K|rCR-  
    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)。 y[}BFUy  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    {UwJg  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    6%5A&&O(b  
    "Pu P J|  
    运行模拟 U"ga0X5  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: n ,H;PB  
     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 N($j;<Q  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ;)o%2#I  
    查看结果 wlkS+$<  
    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 7-(tTBH  
    JM M\  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 i/WYjo  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    TeG'cKz  
    B]kz3FF  
    运行模拟 c[Y7tj%y  
    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: 6v.*%E*P  
     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 8^HMK$  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 |_2O:7qe  
    $<T)_g  
    查看结果 RJGf@am&  
    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 []u!piW  
    C~:aol i;  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 BV7GzJ2([{  
       V&qXsyg  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    ?X=9@m  
    u(d>R5}'  
    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。 ;B tRDKn  
    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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