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。 UUD\bWfn 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 ?F9hDLX 该教程将会介绍光放大器库这一部分。
KzIt 光放大器 Qf"6PJ 全局参数 ]S*E 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 8Er[M 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。 JE/l#Q! 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。 jt/l,=9YK 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) gW/QFZjY G[vUOEU~O
图1 全局参数:Signals 标签 .0?ss0~ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 OCvml 2
vP 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)。 C5BzWgK t7sUtmq
图2 全局参数:Simulation参数标签 O\3r%=TF 系统设置 xh=FkY&d vI4%d,
(a) &Jrq5Q C  (b) 图3 EDFA布局 _!|=AIX Signals标签 t*eleNYeS~ 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。 m9v"v:Pw 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。 q#l.A?rK\ 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。 Qfwwh`; 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 3we.*\2$ 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)。 3-4Nad b/T20F{W\o
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay *7)S%r,?
图5 在布局中加入Optical Delay YK(XS"Kl 运行模拟 #rqyy0k0'h 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: C]aOgt/U 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 !pG+Ak? 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 tn(f rccy 查看结果 BDarJY 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 L3-<Kop %V@R k.< 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 2<p5_4"-U* 4`?sE*P@`
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 5d)'`hACe 运行模拟 !"Z."fm* 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}\U, ( 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 NN31?wt 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 azz#@f1 dj8F6\ 查看结果 Lf$Q
%eM0 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]3-L`t ?CcR
7l 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ,%"\\#3S /1[}G! z226yNlS
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 03i?"MvNo 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。 }I`
ku.@5 观察增益与波长关系 FZeN,
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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