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。 +,8j]<wpo 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 S<Rl?El<= 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 cpY'::5.% 光放大器 ;7/
;4Z 全局参数 UYw_k\ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 3P}^Wu 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。 /Ko{S_3<I 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。 fCMFPhF 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 6x]x>:8 图1 全局参数:Signals 标签 f52*s#4} cu|S|]g 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ?@@BIg- 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)。 "J.7@\^ h/ 图2 全局参数:Simulation参数标签 ;~^9$Z@%Q r}>q*yx: 系统设置 4Y'Kjx (a) [c`u  (b) 图3 EDFA布局 !EwL"4pPw GS*Mv{JJ Signals标签 %)t9b@c!} 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 <i1.W!% 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 dRhsnT+KX 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 s3Wjg 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 u*h+c8|zI 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 L!>EW0 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay )NjxKSiU@ 图5 在布局中加入Optical Delay K|a^<|
S SWq5=h 运行模拟 !kpnBgm U 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: Qnr7Qnb 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 <T^:`p/]4 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 hQFF%xl 查看结果 PV(TDb:0 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 USDqh437 g~/@`Z2Y 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 +k?0C?/T; 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 fGf C[DuY mI4)+8SUu 运行模拟 Q($.s=&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: x$gVEh*k 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 )a;ou>u 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 <\6<-x(H5 Jx-dWfe 查看结果 &pk&8_=f 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 WU:r:m+
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{B 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 FV];od&c 7[/1uI9U8K 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 y5!fbmf q33Z.3R 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。 PKK18E}{%^ 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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