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。 Z55C4F5v 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 <s'0<e!./t 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 /!*=* 光放大器 X*hPE=2`
p 全局参数 LFvZ 7M\\ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 -NA2+]. 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。 v:NQrN 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。 ]y"=/Nu-Ja 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) C)%qs] 0*AXd=)"*
图1 全局参数:Signals 标签 .(yJ+NU 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 akWOE}5# 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)。 A}_pJH OLqynY
图2 全局参数:Simulation参数标签 gE8>o:6)6: 系统设置 Nc?'}, :b;`.`@KL_
(a) 4"\%/kG  (b) 图3 EDFA布局 9d!mGnl Signals标签 -_Kw3x 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。 *0<)PJ T 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。 Fj"/jdM 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。 EIPX q 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 pB7^l|\] 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)。 t~8H~%T>v D?4bp'0 3
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay `^h:}V
图5 在布局中加入Optical Delay #J 运行模拟 #WAX&<m 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: g~76c.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 gq="& 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 g1Osd7\o 查看结果 >qd=lm <, 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 Y)l=r^Ap> `O0y8 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Ns5P,[pBOZ eL{$=Um
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 be?Bf^O> 运行模拟 ZEvK 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: YWL7.Y>%5 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 WADEDl&,' 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 )c532
y ^1_CS* 查看结果 ,RP 9v* 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 :@-.whj kU.@HJ[@j 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Sf@xP.d Q8$;##hzt %Hhk
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 lr@w1* 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。 "/ Gw`^t 观察增益与波长关系 MZ~N}y
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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