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。 V9oBSP'kt 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 ^#:;6^Su 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 OMLU ;,4 光放大器 LL( xi ) 全局参数 1q7&WG 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ^~H}N$W"-q 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 Fv~lasW[ 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 !J7`frv"( 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) b&rBWp0# ;b {#$#`=
图1 全局参数:Signals 标签 arL>{mj 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 _N`.1Dl%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)。 Ixxs( ?6:qAFw
图2 全局参数:Simulation参数标签 MRLiiIrq,5 系统设置 64/ZfXD M/<ypJ
(a) & &}_[{fc  (b) 图3 EDFA布局 wp?:@XM Signals标签 N
)Z>]&5 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。 D]@(LbMG4 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。 v}$Q 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 GeR#B;{ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 v,-Tk=qP 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 |A3"Jc.2o 6F(z6_<
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay `yfZ{<
图5 在布局中加入Optical Delay geG0F}oC! 运行模拟 D:@W*, 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: _5p$#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 Vh\_Ko\V5 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ~wa4kS<> 查看结果 .\XRkr'- 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 E22o-nI?1 |Rfj
0+ 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 oZ%uq78#[% ~}_^$l8#-Q
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 >eGg 1 运行模拟 [edF'7La 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: zb0NqIN: 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 3WwS+6R 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 oywiX@]~7 e4YfJd 查看结果 M XG>| 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 $J6
.0O ,Q"'q0hM= 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 'Dfs&sm ]t0o%w ;#Po}8Y=
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Mq91HmC(@ 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。 2O kID
WcM 观察增益与波长关系 1|sem(t
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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