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-I$F| 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 pn2_ {8. 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 7ip(-0 光放大器 ]#oqum@Yf1 全局参数 y'pX/5R0 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 'D;'Pr] 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。 gw9:1S
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。 ^<O:`c6_ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) j*;/Cah]k '|N9xLm
图1 全局参数:Signals 标签 We,~P\g 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 kT6EHuB 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)。 [8.w2\<? zbL6TP@=
图2 全局参数:Simulation参数标签 )|@UY(VZ^ 系统设置 ZN?UkFnE lGP'OY"Q
(a) Y+I`XeY  (b) 图3 EDFA布局 t Sf` Signals标签 .EUOKPK4W 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。 S}cm.,/w 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。 ua
vv 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。 .J3Dk=/ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 5zH?1Z~* 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)。 x?| L3-tD67oa
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay $?u ^hMU=
图5 在布局中加入Optical Delay r-a/vx# 运行模拟 1JoRP~mMxa 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: fX2PteA0qX 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 Zj8aD-1]U^ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Lqv5"r7eV 查看结果 ii@O&g 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 O{9h'JU i
XI:yE; 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 3q.O^`y FU cHMS[.=;
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 &~7b-foCq 运行模拟 j@b4)t 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: ctL@&~*nY 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 ]l'W=_XDg 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 a|im DY_-j }$ Am;%?p 查看结果 5E/z.5 q 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 mSzBNvci -)tu$W* 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 @M-+-6+ A8R}W= ,]'?Gd
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Kj_hCSvf3e 正如我们所看到的,第二个设计收敛速度比带有Initial Delay的设计快。图3的设计因为有Initial Delay需要更多的迭代次数。 (SLAq$gvd 观察增益与波长关系 )[>b7K$f
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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