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。 ?|Ey WAL 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 O t{~mMDp 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 @a i2A| 光放大器 _9y!,ST 全局参数 LSrKi$ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 cAq5vAqmg 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。 [P`<y#J3F 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。 Xc$Zkfmms 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) @RHG@{x{K 图1 全局参数:Signals 标签 EE-wi@ ^p~QHS/ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 LKBh{X0%( 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 `<-/e%8 图2 全局参数:Simulation参数标签 2(f-0or( +DaKP)H\: 系统设置 *|ef #-|D (a) 3e9UD N2  (b) 图3 EDFA布局 w:ASB>,! *i {e$Zv' Signals标签 n&2OfBJ 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。 eV"s5X[$ 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。 z.^_;Vql_ 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。 iB5q"hoZC 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 2({|LQqk 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)。 OAaLCpRp 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay eo~b]D 图5 在布局中加入Optical Delay <cxe [X7gP4 运行模拟 zt!7aVm
n 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: b94+GLU8b 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 6xFchdMG{m 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 xDNXI01o 查看结果 juI)Do2_ 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 yxi&80$ fw5+eTQ^ 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ?6UjD5NkX 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 ]Upr<! sL,|+>7T^M 运行模拟 !>f:wk2 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: xd\ml
37~ 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 1je/l9L 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 6z]y
=J R@#xPv4o% 查看结果 2B^WZlx 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 3
2"f'{ ;p7R~17 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 9I*2xy|I [930=rF* 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 8n["/5, .<Ays? 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。 zN9#qlfv 观察增益与波长关系(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
|