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。 R$,`}@VqZ3 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 C==tJog[ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 .NjdkHYR 光放大器 r\],5x'xSu 全局参数 q(.%f3( 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 l$m^{6IYc 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。 &[*<> 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。 .e.vh:Sz 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) QH\*l~;B\ 图1 全局参数:Signals 标签 " "a+Nc tY# F8a& 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 $<s@S;Ri 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)。 R<UjhCvx. 图2 全局参数:Simulation参数标签 1b|<
W]Ph:O^5c 系统设置 3}twWnQZJ (a) * y(2BrL>  (b) 图3 EDFA布局 eA4*Be;9e '3hvR4P Signals标签 2DV{gF 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。 /-|xxy 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。 u]dpA 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。 Q ;k_q3 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 H50nR$$<*Y 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)。 eazP'(rc 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay #UWQ (+F 图5 在布局中加入Optical Delay _cGiuxf
# qA30z%#z_ 运行模拟 9(X
*[X# 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: K4RjGSaF 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 7H>dv' 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ^E:;8h4$9 查看结果 LoCxoAg 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 Yhsb$wu ,MvvW{EY 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 pwZ &2&| 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Q o= O0$ijJa| 运行模拟 J|DWT+$#Z 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: uPo>?hpq+ 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 3QR-8 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Ppp&3h[dW) /:USpuu 查看结果 1gm{.*G 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 s[s^z<4G Hd2_Cg FB 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 7olA@;$ ?b7vc^E& 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 @%fkW"y: _|Dt6 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。 eBN>|mE4N 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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