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。 6B!v;93U 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 x-s\0l 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 sf Zb$T
J 光放大器 34I;DUdcE 全局参数 \ch4c9 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 <N8z<o4rku 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 .s%dP.P:i1 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 9R99,um$ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 9cQ;h37J> Ge ?Q)N
图1 全局参数:Signals 标签 l9z{pZ\KM 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 d Z}|G-: 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)。 5Bp>*MR/". Huc|HL#C
图2 全局参数:Simulation参数标签 w3FEX$`_ 系统设置 3'!*/UnU &*; Z(ul&9
(a) B=HEi\55K  (b) 图3 EDFA布局 XB<Q A>dLh Signals标签
o('6,D 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。 vlo!D9zsV3 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。 M;sT+Z{ 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。 'H(khS 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 NY/-9W5T4 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)。 k1fX-2H XnB-1{a1
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay Lj1>X2.gD
图5 在布局中加入Optical Delay }1|FES 运行模拟 ^qNZ!V4T 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: _VJG@>F9- 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 sOm&7A? 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 $AHdjQ[;6- 查看结果 KMXd 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 s lYC\"$ )D"2Q: 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 rSKZc`<^ ?&bB?mg\
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Wb;D9Z 运行模拟 5}:`CC2,S~ 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: Hd{@e6S 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 ZdlQ}l#F 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ZL'krV W_[ tdqey 查看结果 Sz>Lbs 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 yUvn h RP%FMb}nt 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 \Z_29L w= y)b=7sU :_pn|
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 |9]_<X[ic 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")4"c 观察增益与波长关系 2{4f>,][
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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