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infotek 2023-03-02 08:39

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

;cm{4%=Iqe  
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 e2h k  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 o%~K4 M".  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ry'^1~,  
光放大器 h&)vdCCk  
全局参数 LWb}) #E  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 D16;6K'{  
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。 {}_Oo%IVGK  
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。 X8l1xD  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) %{VI-CQ  
图1 全局参数:Signals 标签
+!V%Q  
]MA)=' ~  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 TcKKI  
 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)。 NW>:Lz ?"  
图2 全局参数:Simulation参数标签
wPO@f~[Ji  
e/% ;  
系统设置 z Q|x>3   
(a)
9B;Sk]y  
(b)
图3 EDFA布局
AO7qs:+  
LYq2A,wm$  
Signals标签 "KT nX#<0  
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。 ']6#7NU  
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。 ,l? 76g  
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。 ?o DfI  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 -K'84 bZ  
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)。 n_Hn k4  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
ZE(RvPW  
图5 在布局中加入Optical Delay
w*ktx{  
Umwg iw  
运行模拟 xY'YbHFz  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: ~ V- o{IA  
 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 gLxy RbVI  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ]:#$6D"  
查看结果 n|,Vm@zV  
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 !<PTsk F  
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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。 ^t%M   
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
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运行模拟 N)y;owgo  
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: s ;Nu2aOp7  
 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 *7V{yK$O|  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 &>4$ [m>n  
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查看结果 "m)O13x  
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 Sh6 NgO  
4qR Q,g{$T  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 W&[9x%Ba  
   W]7?;#Hpk  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
GuDD7~qxY  
Ds5&5&af  
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。 }(O kl1  
观察增益与波长关系
(a)             (b)
图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
t$D[,$G9  
iv`-)UsE  

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