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。 jQ|:I7y 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 57<Di!rt 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 |kc@L`7s 光放大器 V9Hl1\j^ 全局参数 t0.;nv@A0 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 b)`pZiQP 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。 *7Xzht&f 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。 xG1?F_] 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) o0l74 图1 全局参数:Signals 标签 AuXs B ('JKN"3 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 +(&|u q^ 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)。 l|q%%W0 图2 全局参数:Simulation参数标签 toIYE*ocv= r**f,PDZ 系统设置 :3O5ET'1 (a) NH4?q!'G  (b) 图3 EDFA布局 GyK(Vb"h6 bcn7,ht Signals标签 @$c!/ 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 c]NN'9G!{ 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 O1'K>teF% 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 u{Ak:0G7 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 7 >bMzdH 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 iD714+N( 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay qnXTNs
?b 图5 在布局中加入Optical Delay En\Z#0,V 'yr{^Pek 运行模拟 Du!._ 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: 0>FE% 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 ;A"\?i Q 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ]]PE#DDg 查看结果 V{ |[oIp 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 CmnHh~% +?AW>&68y 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 b 4OnZ;FI 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 WFDCPQ@ <u0,Fp 运行模拟 cz(G]{N 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: wE6A
7\k% 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 V|: qow:F 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 sLhDO'kM ^Xs]C|=W 查看结果 P=gJAE5 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 x7$ax79ly -?fR|[\[U 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ArXl=s';s4 ^P$7A]! 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 x{hn2]6+eB Nfb`YU= 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。 JA6";fl; 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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