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。 Gk~QgD/Pix 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 OZ{YQ}t{^1 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 R9=K/ 光放大器 I+nKaN+8i
全局参数 ,/{(8hn 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 mqw5\7s ? 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。 wHneVqI/U 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。 Ns?qLSN 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) )_[eqr 图1 全局参数:Signals 标签 X|o;*J]( 5]C}044 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 <{$0mUn;s| 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 =W+ h.? 图2 全局参数:Simulation参数标签 m417=wf 8?p40x$m% 系统设置 nR%ASUx:Y (a) e,j2#wjor (b) 图3 EDFA布局 &.dC% "ecG\}R= Signals标签 y"N7r1Pf 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。 )=,%iL- 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。 TVaD',5_V% 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。 eN*=wOh 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 <P)U Ggd 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)。 2t9JiH 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 4k}3^.# 图5 在布局中加入Optical Delay 7Jm&z/ $bf&ct*$h 运行模拟 U[l7n3Y= 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: QU`M5{# 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 &/%A 9R, 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 W6N3u7mrb 查看结果 p]/qf\E 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 G)ppkH`qj x2-i1#j`; 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 n^} -k'l 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 X5s.F%Np! _e2=BE`W) 运行模拟 \0}!qG![AA 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^{n+ 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 +Ce[OG. 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 i}fAjS:W "nkj_pC 查看结果 1_AB;^ 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 N^G
$:GC j41)X'MgJ 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 tyEa5sy4 $0uh8RB 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 0F"W~OQ6 (lNV\Za 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。 hDO\Q7 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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