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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。 -rY 7)=  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 A[/I#Im7  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 R"6;NPeo  
    光放大器 8<PKKDgbfd  
    全局参数 QocQowz  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 X:q_c=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。 ['Z{@9  
    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。 h_ ! >yK  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 6* rcR]  
    图1 全局参数:Signals 标签
    [e"RTTRfZ  
    #1Z7&#R/  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 f{Qp  
     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)。 F&@|M(  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    oKKz4  
    ku.A|+Tn  
    系统设置 y$oW!  
    (a)
    Z[IM<S9lz  
    (b)
    图3 EDFA布局
    LM,fwAX  
    |4SW[>WT:  
    Signals标签 +l\<?  
    尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 G%hO\EO  
    首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 e@ oWwhpE  
    其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 >!BFt$sd  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 3IyZunFT  
    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)。 obGWxI%a  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    -0|K,k  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    E$S`6+x`:a  
    O~'FR[J  
    运行模拟 %Y',|+Arx  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: z\Ui8jo:;  
     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 fi=?n{e'  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 k,_i#9 X  
    查看结果 W^R'@  
    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 vfbe$4mH  
    +i)AS0?d  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 1xC`ZhjcD  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    ks:{TA27  
    (+MC<J/i  
    运行模拟 =R9*;6?N  
    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: %cj58zO |y  
     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 gM, &Spn  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 8ui=2k(  
    >UN vkQ:  
    查看结果 oyQ0V94j  
    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 lPS*-p#IZ  
    NhDA7z`b'J  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ;Q90Y&{L=$  
       P`2&*2,  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    x7gjG"V  
    "^"'uO$  
    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。 1f;or_f#k?  
    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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