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。 W!4V:(T 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 4ysdna\+ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 &F*QYz[ 光放大器 g;Sg
2 全局参数 gc8PA_bFz 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 y[5P<:&s 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。 wyA(}iSq 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。 (#l_YI
- 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 0qd;'r< 图1 全局参数:Signals 标签 zQj%ds: Lvj5<4h; 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 $Ex 9 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 W0T
i ^@ 图2 全局参数:Simulation参数标签 =&b$W/l)0 ch8w' 系统设置 0|> (a) Qx,$)|_  (b) 图3 EDFA布局 .fh?=B[o# ut5!2t$c Signals标签 W*DIW;8p 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。 sriq(A 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。 A%w]~ chC9 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。 WT!\X["FI$ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 <VxpMF 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)。 y=qo-v59' 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 6'*Uo:] 图5 在布局中加入Optical Delay N[bf.5T HXV73rDA 运行模拟 f]A6Mx6 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: XM@i|AK
M0 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 Jx>B %vZ\ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 w~KBk)!* 查看结果 I\%Lb
z 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 iai4$Y(% =
hX-jP 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Qp.!U~ 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 tP(bRQ> Fx:en|g 运行模拟 ~_j%nJ
&2 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: v4##(~Tu 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 wJR i;fvi 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 2CgIY89O NEou2y+} 查看结果 =yhfL2`aw 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 2&K|~~ E1ob+h:`d 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ;xtb2c8HT h:;eh 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 `"": .:!x*v 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。 AbI*/|sY 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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