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infotek 2023-03-02 08:39

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

<XtE|LG  
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 YD0hDp  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 W/}_y8q  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 |I29m`  
光放大器 *N }$~N  
全局参数 u[oV Jvc  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 |lZp5MOc  
我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 hJD3G |E  
对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 )Y9\>Xj7  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1)  ; (A-  
图1 全局参数:Signals 标签
)!caOGvhJ  
O0s!3hKu  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 #S x  
 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 O:GAS [O`  
图2 全局参数:Simulation参数标签
9qgs*]J  
>,h{`  
系统设置 f-ceDn  
(a)
m7C!}l]9  
(b)
图3 EDFA布局
&I(\:|`o  
/wl]kGF  
Signals标签 Bq1}"092  
尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 I|qhj*_C  
首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 oveK;\7/m  
其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 DvB{N`COd  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ICr.Gwe3_  
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 Jj 5VBI!Ok  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
9I;~P &  
图5 在布局中加入Optical Delay
<VutwtA  
+6 =lN[b  
运行模拟 4y?n62N8$  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: OP"_I!t  
 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 \7>*ULP  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 B]: |;d  
查看结果 xkax  
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 5E1`qof  
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图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Uzc p  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
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运行模拟 Yf~Kzv1]*  
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: LExm#T`  
 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 .4tu{\YX  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 oP%5ymL%J  
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查看结果 HGh -rEh  
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 O9/)_:Wdh  
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图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 P}UxA!  
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
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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。 5pe)CjE:  
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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