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。 8J U~Q 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 1Sk6[h'CL 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 B;je|M!d 光放大器 [mvHa;-w 全局参数 l<%~w
U 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 R*C+Yk)Tkt 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。 FQ1oqqr 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。 z5'nS&x 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) ZU'^%)6~o~ o_m.MMEU
图1 全局参数:Signals 标签 s4k%ty} 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 <t@*[Aw 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)。 dV #;]F:TlR
图2 全局参数:Simulation参数标签 DQnWLC"u 系统设置 @23x;x umn^QZ,
(a) t+q`h3  (b) 图3 EDFA布局 HNT8~s.2 Signals标签 W/Q%%)J 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。 gi >{`.] 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。 >vy+U 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。 R?SHXJ%' 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 3<V!y&a 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)。 K a|\gl;V X#<Sv>c^
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 0E1)&f
图5 在布局中加入Optical Delay 1]`HX=cl 运行模拟 3s`3}DKK 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: S`KCVQ>V 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 Jj:4@p: 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 pjM|}i<'Q 查看结果 axOy~%%c 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 "r+<=JU>OV f'U]Ik;Jy 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 tYa8I/HpT tn1aH
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图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 $g;xw?~# 运行模拟 zt0 zKXw 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: sAlgp2- 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 RoRVu,1 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 bnQO}G i[#Tn52D 查看结果 c*Nbz,: 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 TKX# / ;Vt
u8f 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Um<vsR 1[]cMyV rOT8!"
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 JM%#L *; 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。 {%Sww: 观察增益与波长关系 L+L9)8FJ
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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