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infotek 2024-10-12 08:00

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 R$,`}@VqZ3  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 C==tJog[  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 .NjdkHYR  
光放大器 r\],5x'xSu  
全局参数 q(.%f3(  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 l$m^{6IYc  
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。 &[*<>  
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。 .e.vh:Sz  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) QH\*l~;B\  
图1 全局参数:Signals 标签
" "a+Nc  
tY# F8a&  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 $<s@S;Ri  
 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)。 R<UjhCvx.  
图2 全局参数:Simulation参数标签
1b|<   
W]Ph:O ^5c  
系统设置 3}twWnQZJ  
(a)
*y(2BrL>  
(b)
图3 EDFA布局
eA4*Be;9e  
'3hvR4P  
Signals标签 2DV{gF  
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。 /-|xxy  
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。 u]dpA  
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。 Q ;k_q3  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 H50nR$$<*Y  
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)。 eazP'(rc  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
#UWQ (+F  
图5 在布局中加入Optical Delay
_cGiuxf #  
qA30z%#z_  
运行模拟 9(X *[X#  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: K4R jGSaF  
 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 7H >dv'  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ^E:;8h4$9  
查看结果 LoCxoAg  
为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 Yhsb$wu  
,MvvW{EY  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 pwZ &2&|  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
Q  o=  
O0$ijJa|  
运行模拟 J| DWT+$#Z  
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: uPo>?hpq+  
 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 3QR-8  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Ppp&3h[dW)  
/:USpuu  
查看结果 1gm{.*G  
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 s[s^z<4G  
Hd2_Cg FB  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 7olA@;$  
   ?b7vc^E&  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
@%fkW"y:  
_|Dt6  
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。 eBN>|mE4N  
观察增益与波长关系
(a)             (b)
图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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