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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。 Q1 t-Z; X  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 XBr-UjQ  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 R^p'gQc$   
光放大器 K'6NW:zp~  
全局参数 xmM!SY>  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 c 5%uiv]  
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。 9 HiH6f^5  
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。 =%)Y, )"  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) @sr~&YhA  
图1 全局参数:Signals 标签
AT:L&~O.  
.S_7R/2(?  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 \4`:~c  
 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)。 xS'Kr.S  
图2 全局参数:Simulation参数标签
5V $H?MW>  
%#jW  
系统设置 !=3Ce3-  
(a)
Nc da~h Q  
(b)
图3 EDFA布局
w=QlQ\  
CyV2=o!F w  
Signals标签 X7~^D[ X  
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。 XsEo tW  
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。 _'*Vcu`Y  
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。 IDY2X+C#U  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 6(1S_b=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)。 $eq*@5B  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
QM) ob  
图5 在布局中加入Optical Delay
-u$U~?|`  
5Ic'6AIz  
运行模拟 sd5)We  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: W]W[oTJ5  
 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 <-h[I&."  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 D#k ~lEPub  
查看结果 <r1/& RW,  
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 h}U>K4BJ  
*-';ycOvr  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 <\'aUfF v  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
5-RA<d#  
P!yOA_)as  
运行模拟 wVmQE  
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: @$|8zPs  
 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 96d&vm~m1  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Djr/!j  
]@6L,+W"  
查看结果 q&kG>  
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 _B?Hw[cc  
"!9FJ Y  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 [OYSNAs *y  
   B; ^1W{%J  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
IcA]B?+  
3De(:c)@  
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。 dAr=X4LE  
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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