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2024-01-03 08:01 |
OptiSystem应用：SOA线性放大器
使用SOA作为单通道光放大器的优点是： |0w'+HaE~N
SMF在该载波波长下的低色散； B$7m@|p!
支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成。 -5\aL"?4
使用SOA作为单通道光放大器的缺点是： e4NT
增益饱和效应，导致模式中脉冲的不相等放大（称为模式效应） uMF\3T(x4
脉冲放大后的啁啾现象 ~%^af"_
本课程演示了在由SMF和线性SOA组成的500km光链路上进行10 Gb/s传输时的模式效应。 h~elF1dG
图一为整体光路。 $X5~9s1Wl
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[attachment=124513] 图1.光路布局 > c 7/E
以下全局和脉冲参数用于实现10 Gb/s的传输（见图2和图3）。 t; n6Q0
#I@]8U#,":
[attachment=124514] 图2.全局参数设置 [attachment=124515] 图3.高斯脉冲生成器参数设置 ^e8R 43w:!
我们设定： { mL /)\
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps. y{ 9 0A
序列长度 16 bits c} mJ6 Pt
脉冲波长 λ= 1300 nm p'k stiB
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps ?w#
>Cs(
输入峰值功率 21.7 mW GT%V,OJ
图4和图5显示了光纤参数。 7V0:^Jov
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[attachment=124516] 图4.光纤main参数设置 ?9vBn
[attachment=124517] 图5.光纤色散参数设置
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我们将设定长度为50 km、损耗为0.4 dB/km的SMF。 @.*[CC;&
[attachment=124518] *ILS/`mdav
注：不考虑群延迟和三阶色散的影响。 o;Zoj}
在每条光纤之后，信号用EDFA进行放大。因此，LA=50 km。满足条件LA＜LD（见图6）。 }p t5. 'l
'* >LZo4
[attachment=124519] 图6.光纤非线性色散光纤参数设置 对于Kerr非线性系数 $},:z]%D
[attachment=124520] K@n .$g
50 km SMF的线性损耗为20 dB。这是SOA所需的不饱和单程增益。为了获得这种增益，使用了以下参数（见图7和图8）。 /BT;Q)( &
图7显示了SOA物理参数。这些放大器参数给出了不饱和单通道增益G0=30dB。 p{Pa(Z]G
F.A<e #e?
[attachment=124521] 图7.SOA的main参数设置 5F2+o#*h
[attachment=124522] 图8.SOA物理参数设置 d(wqKiGwe
w#F +rh3
图9.显示了脉冲的初始模式，以及在SMF中传输200、350和500km后的相同脉冲模式，以及每隔50km用SOA进行周期性放大。 ?
z=>n
yN3Tk}{V
[attachment=124523] 图9.SOA放大脉冲 Z(K [oUJx
在该图中，我们可以看到模式效应，该模式效应导致第一组中的第一个脉冲之后的脉冲增益减小。关于我们的默认参数，即使对于与第一个脉冲相距约1nm的最后一个脉冲，载流子寿命也约为1.4ns。没有足够的时间让增益完全恢复。 $%r|V*5
本课程演示了与使用SOA作为线性放大器相关的两个基本问题： zp4ru\
1.模式效应，这是SOA增益饱和特性的结果； P+}qaup
2.非线性串扰。
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