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。 Yeb-u+23 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 QX&1BKqWn 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 V(
bU=;Qo 光放大器 e-/+e64Q@ 全局参数 29GcNiE`T 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 0xe*\CAo 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。 -p2 =?a 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。 n8vteGQ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) XH{P@2~l /E0/)@pDq
图1 全局参数:Signals 标签 2%zJI"Ic 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 VN!+r7w' 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)。 u+/1ryp j,i>
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图2 全局参数:Simulation参数标签 gg%9EJpP 系统设置 YR}
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(a) }iCcXZ&5^  (b) 图3 EDFA布局 "I`g(q#Uo Signals标签 HtbN7V/ 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。 f))'8 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。 #_}r)q
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。 ( [m[< 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 M<"H1>q@ 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)。 =hse2f |g}~7*+i
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay y%^TZ[S
图5 在布局中加入Optical Delay ?g\SF}2 运行模拟 H[KTM 'n 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: =ijVT_|u0 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 R"
'=^ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 C].w)B 查看结果 ); <Le6 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 w`;>+_ E7 ~\~K,v 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 _wM YA8n !-gjA@Pk
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 K!a4>Du{ 运行模拟 =$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: eED@Z/~6 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 loPBHoE3@H 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 r=o\!sh[ !tL&Ktoj 查看结果 Hg}@2n)/ 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 WOaj_o '7Aj0U( 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 g9F4nExo ?6[X=GeUs _x ;fTW0
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 GE0,d 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。 Rw9 *!<Izt 观察增益与波长关系 uNcE_<
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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