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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: 2025-07-09
    Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 S`8Iu[Ma  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 6GA+xr=  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 z3I |jy1  
    光放大器 r4mz   
    全局参数 F.),|t$\  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 VYjt/\ Z  
    我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 DS=$* Trk  
    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。 T>68 ,; p  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) l"-Z#[  
    图1 全局参数:Signals 标签
    EKus0"|  
     :g~_  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 d}Q% I  
     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)。 YD;G+"n?T  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    TJCE6QG  
    |'-%d^ Z  
    系统设置 CEW1T_1U<\  
    (a)
    |j~l%d*<w  
    (b)
    图3 EDFA布局
    YPW UncV  
    ?4^ 0xGyE  
    Signals标签 UmR4zGM}  
    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。 0j;q^>  
    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。 .cm2L,1h  
    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。 %=!] 1  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 _b$ yohQ  
    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)。 t)1`^W}  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    =f!clhO  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    Y_K W9T_  
    ||?@pn\  
    运行模拟 DD2K>1A1  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: pH3<QNq5  
     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 d6W\ \6V  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 U*b7 Pxq;  
    查看结果 jD${ZIv  
    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 |{v#'";O:  
    | kP utB  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 P?S]Q19Q4  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    p6Z|)1O]  
    bf|ePGW?  
    运行模拟 NBHpM}1xtU  
    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: v2_` iwE  
     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 hJsP;y:@Lm  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 MqJ5|C.q  
    ^qnmKA>"F  
    查看结果 z;!"i~fFK  
    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 { :1X N  
    'qvj[lpGr  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 BM'!odRv  
       &O^-,n  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    zCuB+r=C  
    xx(C$wCJ  
    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。 !|up"T I  
    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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