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。 *~t$k56 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 tUAY]BJ*s 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 8^f[-^% 光放大器 [r~rIb%Zj 全局参数 v^lm8/}NO 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 9q0,K" x) 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。 WKYA9BaR 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。 > {LJ#Dc6 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) QF.wtMGF& GD6'R"tJ
图1 全局参数:Signals 标签 ?GMeA}j
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 E{k%d39> 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)。 te)g',#lT ]TTJr C:
图2 全局参数:Simulation参数标签 BGh8 \2 系统设置 Velbq dPdHY`
(a) |\r\i&|g1  (b) 图3 EDFA布局 omUl2C Signals标签 n.H`1@ 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。 ow>[#.ua 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。 yn ?U7`V 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。 ~E:/oV:4 > 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 UXdC<(vK 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)。 Z]> e & N cdU
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图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 0?4^.N n3
图5 在布局中加入Optical Delay C6T 9 运行模拟 Nno={i1jk 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: t;a}p_> 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 HjF'~n 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ;;"c+ 查看结果 ]I*#R9 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 },QFyT O9 Au = 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 V:"\(Y 2Z1(J% 7
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
$;`2^L 运行模拟 <wGTs6 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: m5Laq'~0_ 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 E6&uZr 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 D]>86& c.me1fGn 查看结果 `9"jHw`D 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 ~(doy@0M nh.v?| 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Ei(`gp Fb4S/_
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 [`nyq ) 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。 vH\nL>r 观察增益与波长关系 9lwo/(s
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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