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 7VF LJrt 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/$9 M {T-iW" 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 MJ
[m 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 DKJmTH]rUg A1>OY^p3% 运行模拟 ]{mPh\ 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: G.a b ql 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 l$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 !1H# 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。 o5uph=Q{ EF}\brD1 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 .p]RKS=(: 9oR@UW1 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
|