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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： ;S.o` z1GI
SMF在该载波波长下的低色散； vQ",rP%
支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成。 g`9`/
使用SOA作为单通道光放大器的缺点是： g#/"3P2 H
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） AkE(I16Uy~
脉冲放大后的啁啾现象 fS#I?!*}
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。 JRYCM}C]
图一为整体光路。 !5XH.DYq!
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[attachment=124513] 图1.光路布局 -b` O"Ck*
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）。 bc}BQ| Q
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[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 ,z0~VS:g 8
我们设定： r(6$.zx
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps. :'0.
序列长度 16 bits x@ *!MC #
脉冲波长 λ= 1300 nm 2{;~Bg d
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps DO{Lj# @
输入峰值功率 21.7 mW rctGa ,l
图4和图5显示了光纤参数。 SW WeN#Q
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[attachment=124516] 图4.光纤main参数设置 = Y`e?\#`
[attachment=124517] 图5.光纤色散参数设置 [wv;CUmgc
我们将设定长度为50 km、损耗为0.4 dB/km的SMF。 &cHA xker
[attachment=124518] i_<GSUTTr/
注：不考虑群延迟和三阶色散的影响。 o<8SiVC2
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）。 eRm 9LOp
yYN _]& ag
[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|
[attachment=124520] e` {F7rd:
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）。 -4!S?rHwd+
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。 uP NZ^lM
Mv\]uAT`
[attachment=124521] 图7.SOA的main参数设置 'S#D+oF(1~
[attachment=124522] 图8.SOA物理参数设置 s 9F{UN3
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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。 oj%(@6L
.hV B)@/
[attachment=124523] 图9.SOA放大脉冲 e.VR9O]G
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。 w gU2q|
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： ,LftQ1*;
1.模式效应，这是SOA增益饱和特性的结果； E@[ZwTnJ
2.非线性串扰。
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