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。 219R&[cb 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 6W]OpM 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 loR,XW7z 光放大器 /i> ?i@O- 全局参数 Ko4)0& 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 @Jkui 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。 W;q#ZD(; 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。 fYb KmB 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) U.Pa7tn 图1 全局参数:Signals 标签 r^fxyN2V Th.3j's 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 q|R+x7x 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)。 )o86lH"z 图2 全局参数:Simulation参数标签 ful]OLV+ qK{|Q 系统设置 5<!o{)I (a) A>4l/  (b) 图3 EDFA布局 PG\\V$}A( dko [ Signals标签 9cl{hdP{ 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 7qW.h>%WE 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 v!nm
&" 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 qK<aZ%V 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 u4go*# 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 =|^X$H 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay Q~x*bMb. 图5 在布局中加入Optical Delay m}; ~JMo] }*xC:A%aS 运行模拟 *U( 1iv0n 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: 2qt=jz\s 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 8W(<q|t 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 sx<}
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查看结果 cjCE3V9X 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 Kh>?!`lL e@='Q H 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 THrc
H 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 71K\.[ =- jXc5fXO
N 运行模拟 ]$* $0 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: e}{8a9J<%_ 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 <1ztj#B 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 pP?<[ql[w I@8+k&nXS 查看结果 0L3Bo3:k 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 dL1~]Z
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wJ;9),fL 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 9nP*N` c@0l-R{q 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 sV9{4T~#| ^4n2
-DvG 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。 dbf^A1HI 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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