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。 '&O/g<Z}q 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 gxPx&Z6jF 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 \/7i-B]G7 光放大器 3CjL\pIC 全局参数 8{U-m0v 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 BDY}*cX 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。 k`HP"H 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。 aMARZ)V 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) stl 1QO(h " }gVAAvc7
图1 全局参数:Signals 标签 b<I9 MR 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 Rr(* aC2P 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)。 C8N{l:1f] DH DZ_t:
图2 全局参数:Simulation参数标签 U7mozHS,:9 系统设置 SxgYjIa- jg
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(a) 5pNY)>]t=  (b) 图3 EDFA布局 O[17";P Signals标签 ~d{.ng 4K 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。 ( fD
;g9 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。 Thy=yz;p 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。 ,[p
T4G 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 $h9='0Wi0' 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)。 qJ!Z~-hS LgmvKW|
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay @Fv=u
图5 在布局中加入Optical Delay k?BJdg)xJ 运行模拟 WE}kTq 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: -
N>MBn 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 MJ<Jb ,D1 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 u/b7Z`yX} 查看结果 ^da44Qqu 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 &WXY 'A= mAgF73,3 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 3T\l]? z uD_v!
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 wCMQPt)VS 运行模拟 `i,_aFB| 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: Hi!Jj 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 K)7zKEp`cj 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 :qhpL-ER .Hhh i 查看结果 6q<YJ., 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 4!62/df }F6<w{| 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 hjZ}C+=O 5F+APz7 PW(\4Q\
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 + Y.1)i} 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。 H?1xjY9sl 观察增益与波长关系 yZ]:y-1
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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