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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。 G\Hck=P[$3  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 j:"+/5rV8  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 ?Ee?Ol?i2  
    光放大器 (*&6XTV(  
    全局参数 *0i   
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 idGkX ?  
    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。 SjKIn-  
    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。 $%;NX[>j  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) TcZ Ci^1F  
    图1 全局参数:Signals 标签
    K).X=2gjY  
    R" 5/  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 si=/=h  
     在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 :|<D(YA  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    4I"QT(;  
    cy)L%`(7  
    系统设置 & ?/h5<  
    (a)
    miuJ!Kr'  
    (b)
    图3 EDFA布局
    ]WN{8   
    u):z1b3*?  
    Signals标签 tFwQ /  
    尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 ex'd^y  
    首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 < t>N(e  
    其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 L]9!-E  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 5Ag]1k{  
    要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 H4k`wWOk  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    cIl^5eE^Pq  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    5zpk6FR$  
    T fzad2}^  
    运行模拟 (d^pYPr{  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: <2A4}+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,计算对话框应该会出现 m f4@g05  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 2r?g|< :  
    查看结果 ]_d(YHYf  
    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 zZDG5_$n  
    '9auQ(2  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 !\ y_ik  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    &_" 3~:N8k  
    l#:=zu  
    运行模拟 X%`8h _  
    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: WRVKh  
     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 :U ?P~HI  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 (`3 Bi]7  
    "^_p>C)T  
    查看结果 K W04  
    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 xd(AUl4qY  
    v bb mmv  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 !!2~lG<]  
       bn<&Xe  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    )KXLL;]  
    k B2+ Tr  
    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'yN &3  
    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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