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。 o3l_&?^ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 ;[@<
, 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 .Eg>) 光放大器 X@)5F 9 全局参数 Ro?aDrQ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 e;<=aa)}? 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。 pRj1b^F5y 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。 8:,l+[\ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) X&6p_Lo 图1 全局参数:Signals 标签 _S#uxgL< &la;Vu"dp 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 T)]5k3{ 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)。 |}\et
ecB 图2 全局参数:Simulation参数标签 n-{G19? g Xvuv^ 系统设置 ND7
gxt-B (a) 70L{u+wIy  (b) 图3 EDFA布局 o+(.Pb Jn.WbS Signals标签 R;f!s/^) 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。 IXugnvyV 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。 { CkxUec 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。 nJ4i[j8 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 wg*2mo 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)。 n9Z|69W6> 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay -Vk+zEht 图5 在布局中加入Optical Delay fNc3&=]] #!KbqRt 运行模拟 5~ CHj 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: \&J7>vu^y 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
e@6<mir[4 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 XFPWW , 查看结果 9Bl_t}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 E3y" m0W5O gk 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 h\b]>q@ 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 HP2]b?C Y0=qn'`. 运行模拟 jx&pRjP
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: e;56}w 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 b:Dr_| 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 [:
X PWOV~`^; 查看结果 Kgi%Nd 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 yK<%AV@v 52BlFBNV 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 {mMrD 5 :Q=Jn?Gjb 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 s2Ivd*=mT 16[>af0<g 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。 EUU9JnQhBJ 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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