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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。 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。 @J kui  
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<} tbG  
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 y  
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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