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infotek 2023-03-02 08:39

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

:d({dF_k;p  
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 *]2R.u  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 ^W}MM8 '  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 AsAFUuI  
光放大器 ls]H6z*q  
全局参数 E*^ 9|Y[  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 lC2?sD$  
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。 e`AUYli"  
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。 iD`k"\>9  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) r`[B@  
图1 全局参数:Signals 标签
H!. ZH(asY  
r w\D>} \  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ngLJ@TP-  
 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)。 4Cd#sQ  
图2 全局参数:Simulation参数标签
pZ\$50t&O  
K%PxA #P}  
系统设置 6g|#ho1Bbs  
(a)
C Oa.xyp  
(b)
图3 EDFA布局
#B}Qt5w  
 mmcdtVe  
Signals标签 h"8QeX:((  
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。 pI 5_Hg  
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。 X(b1/lzA  
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。 6}STp_x  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 S\b K+  
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)。 tIp{},bQ^  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
rg*^w!   
图5 在布局中加入Optical Delay
9fMSAB+c%  
117c,yM0  
运行模拟 9#fp_G;=  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: @`Wt4<  
 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 |i u2&p >  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 6J"(xT  
查看结果 eK *W =c#@  
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 p_9g|B0D  
on_H6Y@B52  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 T*R{L  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
hMWo\qM  
Zd+>  
运行模拟 W6M jQ%f  
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: |mvM@V;^8{  
 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 ]/[0O+B?  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 qS| AdkNL  
LGfmUb-{]  
查看结果 ?^F5(B[+Y  
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 'QnW9EHLF  
8(^ ,r#Gy  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 V pH|R  
   +nzTxpcP@K  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
ZBC@xM&-  
)gjGG8 Ee  
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。 =oPng= :  
观察增益与波长关系
(a)             (b)
图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
OiF]_"  
(s ;zRb!4L  

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