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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。 j ?(&#  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 NPe%F+X  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 \)?HJ  
光放大器 7VFLJr t  
全局参数 `lt"[K<  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 P(z++A&  
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。 OH(waKq2I  
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。 )/?$3h;  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) pD#rnp>WWt  
图1 全局参数:Signals 标签
e&aWq@D  
8eHyL  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 [ ~&/s:Vvo  
 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 V /V9B2.$  
图2 全局参数:Simulation参数标签
*itUWpNhr  
EA]U50L(  
系统设置 lv+TD!b   
(a)
Y#P%6Fy  
(b)
图3 EDFA布局
8C9-_Ng`  
@wNG{Stj  
Signals标签 h|{]B,.Lh  
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。 I75DUJqy]  
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。 czRFMYE  
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。 76h ,]xi  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 u frL<]A  
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#Y,R 0  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
e [mm  
图5 在布局中加入Optical Delay
Q:k}Jl  
'op|B@y  
运行模拟 +Kbjzh3<wG  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: )"aV* "  
 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 9H`XeQ.  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 XG{zlOD+  
查看结果 54R#W:t  
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 \$T(t/$9  
M{T-iW"  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 MJ [m  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
DKJmTH]rUg  
A1>OY^p3%  
运行模拟 ]{mPh\  
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: G.a bql  
 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 l$pm_%@2]  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Ata:^qI  
*Y7u'v  
查看结果 9u}Hmb  
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 !1 H# 6  
hxd`OG<gF  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 o 5uph=Q{  
   EF}\brD1  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
.p]RKS=(:  
9oR@U W1  
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。 'RYIW/a  
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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