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。 DU\ytD`u 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 |aP`hVm 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ZR\N~. 光放大器 x:Q\pZ 全局参数
sm`c9[E 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 NVx>^5QV 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。 C$[iduS 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 /ugWl99.W 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 08xo_Oysq 图1 全局参数:Signals 标签 :%h1Q>F P*!`AWn 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 .T3N"}7[ 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 2A\b-;4EP 图2 全局参数:Simulation参数标签
oT\K P 71@eJQ 系统设置  (b) 图3 EDFA布局 RTh=x. mI7lv;oN<5 Signals标签 ijOp{ 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 Kzn1ct{65! 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 "Vq=
Ph 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 'etA1]<N 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 @.7/lRr@bp 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 A8.noV 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay xmnBG4,f 图5 在布局中加入Optical Delay Zy+ERaF|] Q$ew.h 运行模拟 ,^G+<T6 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: %w^*7Oi 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 :O413#8 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ,;t:x|{% 查看结果 3g4=as4w 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 lPZ># }@HgF M" 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 \H .Cmm^I 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 `"65 _?B i T!]rdN! 运行模拟 =J1V?x=l@ 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: =
zmxki 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 KNmU2-%l 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 {Lal5E4- Q`*U U82! 查看结果 -]^JaQw 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 n5C,Z!)z bIGcszWr 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 %j^QK>% -ZE YzZqY 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 = vqJ0 ! .T7CMkYt 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。 hk=[v7 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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