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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。 C*]AL/  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 w=gQ3j#s  
    该教程将会介绍光放大器库这一部分。 wz)m{:b<  
    光放大器 6e&g$ R v  
    全局参数 C,R,:zR  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 dgm+U%E  
    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。 uq]iMz>  
    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。 lWIv(%/@  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) w4`!Te  
    图1 全局参数:Signals 标签
    -D$3!ccX  
    _4~k3%w\`l  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 H.)fO ctbO  
     在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 cy9N:MR(c  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    [gTQ-  
    .M}06,-  
    系统设置 `$f\ %  
    (a)
    enWF7`  
    (b)
    图3 EDFA布局
    2}ag_  
    kzW\z4f  
    Signals标签 :Q8g?TZ  
    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。 ~igRg~k:/  
    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。 W6h NJb  
    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。 ?i/73H+;D3  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 2c!h2$w  
    要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 d|R HG  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    GsR-#tV@  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    `9]P/J^  
    5ZZd.9ZgM  
    运行模拟 `x5ll;"J  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: x0y% \  
     要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 gt#MeU  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 d5N)^\z  
    查看结果 @F>[DW]O  
    为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 ;CLR{t(N#V  
    &f$a1#O}dx  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 J!ln=h  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    Yjpb+}  
    :t_}_!~  
    运行模拟 2#,8evH  
    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: 2K5}3<KD/  
     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 %{7$ \|;J'  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 mxtlr)  
    ,P;8 }yQ  
    查看结果 GZ; Z  
    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 ~oEXM ?M  
    ^[k6]1h  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 *'kC8 ZR5  
       Ky =(urAd  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    bEBZ!ghU  
    >1_Dk7E0D  
    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。 0V{>)w!Fo  
    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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