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{Xd{? 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 NwIl~FNK 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 tk|Ew!M: 光放大器 tmDI2Z%7 全局参数 2Y\,[ $z 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ~ULuX"n 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 .8uJ%'$) 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。 h<4WY#Y 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) D0v!fF~ 图1 全局参数:Signals 标签 A/lxXy}D he8y 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ~4.Tq{ 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)。 0yfmQ=,X 图2 全局参数:Simulation参数标签 Ry,_%j3
R,x\VX!| 系统设置 =&U JFu (a) 25XD fi75  (b) 图3 EDFA布局 p
)etl5 .wtb7U;7 Signals标签 cT`x,2 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。 ]t\fw' 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。 wWko9h=|mQ 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。 t(?m!Z?tb 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 }at8b ^ 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)。 q*{i /=~ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay MIub^ $<C 图5 在布局中加入Optical Delay Y
6K<e:Y ?9mFI (r~ 运行模拟 pR4{}=g, 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: m4<8v 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 I?c# T Rm 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 {oy(08`6 查看结果 WpP8J1KN[ 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 57Y(_h: 8E H#IiP 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 8c3`IIzAS 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 4Smno%jq S7P](F=n# 运行模拟 @OZW1p 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: v}Gq.(b 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 O(!J^J3_z 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 @
eqVug sg;Gk/] 查看结果 x/{ 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 WEFYV=I\ *>n<7T0 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 g05:A0X# H2 5Mx>|d 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 [?r`8K2!, ajq [ID 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。 Lfx&DK ! 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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