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infotek 2023-03-02 08:39

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

n\"6ol}>E  
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 *z~,|DQ(A  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 Ev7.!  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 F rc  kA  
光放大器 K0gQr.J53  
全局参数 ^FLs_=E  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 `\UY5n72  
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。 11oNlgY&  
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。 m]n2wmE3n  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) x%EGxs;>^  
图1 全局参数:Signals 标签
MfL7|b)  
J0!V(  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 #gC [L=01  
 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)。 hY&Yp^"}]^  
图2 全局参数:Simulation参数标签
"9caoPI0~  
X)3(.L  
系统设置 \;&;K'   
(a)
Pxr/*X  
(b)
图3 EDFA布局
MJGT|u8O&  
99=~vNn  
Signals标签 !UoA6C:  
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。 ~(R=3  
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。 u$d[&|`>_  
其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 B7f<XBU6>  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 JQ%hh&M\0  
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 kSz+UMC-7:  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
[.}qi[=n  
图5 在布局中加入Optical Delay
4A2}3$c9  
h*fN]k6  
运行模拟 T~E;@weR  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: t W UI?\  
 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 =dAAb\:  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 QD@O!}; T  
查看结果 jSp&\Wjb  
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 5SY%B#;5G  
Q5ASN"_  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 dL0Q8d\^T  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
 FSMM  
`H! (hMMV  
运行模拟 vqeH<$WHvy  
为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: !,`'VQw$  
 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 A$@;Q5/2  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 cp Ot?XYR~  
#Pg#\v|7#>  
查看结果 9)VAEyv  
要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 o ]*yI[\  
pq) =  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 5=?P 6I_$G  
   }h^ fX  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
_mqU:?Q5  
dEk#"cvg  
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。 C'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
,!{8@*!=s  
N?qETp-:  

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