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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： ()7=(<x{
SMF在该载波波长下的低色散； |89`O^
支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成。 ,Yo I n
使用SOA作为单通道光放大器的缺点是： GcKJpI\sB
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） e1H.2n{y^
脉冲放大后的啁啾现象 xZk LN5I{
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。 g$< @!
图一为整体光路。 M! s&<Bi
a^2?W
[attachment=124513] 图1.光路布局 mBNa;6w?{*
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）。 +h
=lAHn&
(]ORB0kl
[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 ]`MRH[{
我们设定： M4QMD;Ez
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps. n_aKciF
序列长度 16 bits 8]0^OSS
脉冲波长 λ= 1300 nm tD i<n}
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps 39OZZaWL
输入峰值功率 21.7 mW .G^ .kg ,
图4和图5显示了光纤参数。 #i~.wQ $ 1
]Z~H9!%t
[attachment=124516] 图4.光纤main参数设置 fD!O
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[attachment=124517] 图5.光纤色散参数设置 c<e $6:|xM
我们将设定长度为50 km、损耗为0.4 dB/km的SMF。 mFvw s
[attachment=124518] A bj`0\
注：不考虑群延迟和三阶色散的影响。 4 0Du*5M
在每条光纤之后，信号用EDFA进行放大。因此，LA=50 km。满足条件LA＜LD（见图6）。 *bZV4}
Gm*i='f!?
[attachment=124519] 图6.光纤非线性色散光纤参数设置 对于Kerr非线性系数 j"c"sF\q
[attachment=124520] *u- TNg
50 km SMF的线性损耗为20 dB。这是SOA所需的不饱和单程增益。为了获得这种增益，使用了以下参数（见图7和图8）。 13B[m p4
图7显示了SOA物理参数。这些放大器参数给出了不饱和单通道增益G0=30dB。 Jl}$) '
rt Y0 ?
[attachment=124521] 图7.SOA的main参数设置 A}$A~g5 Ap
[attachment=124522] 图8.SOA物理参数设置 ^7(zoUn:
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O45
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。 r| &qXb x
qD%Jf4.0j
[attachment=124523] 图9.SOA放大脉冲 H*l8, * M}
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。 dL v\H&
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： &359tG0@P
1.模式效应，这是SOA增益饱和特性的结果； C[~b6 UP
2.非线性串扰。
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