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infotek 2023-03-02 08:39

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

H <gC{:S  
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 0N" VOEvG  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 W,\LdQ  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Wr3).m52}P  
光放大器 SCXH{8SS  
全局参数 X4- _l$j  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 -F7GUB6B  
我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 %fv;C  
对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 HAkEJgV  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) mBp3_E.t  
图1 全局参数:Signals 标签
m1](f[$  
{C% #r@6  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 "s:eH"_s  
 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)。 N+l 0XjZD9  
图2 全局参数:Simulation参数标签
f&z@J,_=  
I U Mt^z  
系统设置 (JgW")M`cY  
(a)
qHAZ)Tz  
(b)
图3 EDFA布局
WcG!6.U>  
ZQ&A '(tt4  
Signals标签 , W w\C  
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。 f3g#(1  
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。 7W{xK'|]  
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。 {~Q9jg(A  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 \R m2c8Z2  
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)。 v#HaZT]u  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
xaM? B7  
图5 在布局中加入Optical Delay
Z~JX@s0v  
dn"&j1@KY  
运行模拟 `|t X[':  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: 72YL   
 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 W(C\lSE0  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 .e^AS~4pl  
查看结果 M[;N6EJH  
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 $?Et sf#*'  
5|4=uoA<  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 # 1S*}Q<k  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
c*5y8k  
Vy+%sG q"  
运行模拟 Z#2AK63/T  
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: POnI&y]  
 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 Oq7R^t`b  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 n@hf{hA[a  
_fVC\18T  
查看结果 S%+$  
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 01/?  
zW,Nv>Ac5  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 0+i\j`O&  
   &ye,A(4  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
wR x5` @  
j:JM v  
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。 :X?bWxOJ  
观察增益与波长关系
(a)             (b)
图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
l7.W2mg  
\Mujx3Fmvx  

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