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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。 !M;><b}=5  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 i2X%xYv ^  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 tWaM+W  
    光放大器 ` *q>E  
    全局参数 MP$9W)  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 Y|~+bKa  
    我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 o+F < r#  
    对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。  C^*3nd3  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) oyq9XW~ D  
    图1 全局参数:Signals 标签
    Z!2%{HQ=q  
    @ ('/NjTZ  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ^~7ouA  
     在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 m*~Iu<5L  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    %JPBD]&M  
    ~zhP[qA})  
    系统设置 rObg:(z&\  
    (a)
    LGq T$ O|  
    (b)
    图3 EDFA布局
    Z~v-@  
    #H.DnW  
    Signals标签 Pd04  
    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。 0$=w8tP)  
    首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 %![3?|8~  
    其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 ,racmxnv  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 CqR^w(  
    要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 a~&euT2  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    !yD$fY  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    `&URd&ouJD  
    Dy|)u1?  
    运行模拟 DdCNCXU  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: 'q\[aKEX=  
     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 ff5 e]^,  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 HwZ"l31  
    查看结果 _*fOn@Vwo  
    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 OCEhwB0  
    y&6 pc   
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 D\^\_r):  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    OBL2W\{  
    HpIW H*  
    运行模拟 #j4RX:T*[  
    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: +*Zjo&pc  
     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 c]68$;Z7  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 X=jHH=</  
    T&^b~T(y  
    查看结果 WB5M ![  
    要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 JKA%$l0  
    S!h=HE  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 tL]T_]z  
       SAhk`_  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    e#!p6+#"  
    @:t2mz:^i  
    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。 3|PV.  
    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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