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。 * Wp?0CP 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 s~>1TxJe 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ='+I dn#5 光放大器 8Ed axeDq 全局参数 kmu`sk" 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 :/$_eg0A 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 W{Z7= 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 kMLJa=]$ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) v{"yrC z>y#^f)r
图1 全局参数:Signals 标签 ?tqJkL# 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 !kb:g]X 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)。 c1a$J` +kE~OdZG
图2 全局参数:Simulation参数标签 o-l-Z|)7 系统设置 .$y'>O*$G *[b>]GXd49
(a) #+U1QOsz  (b) 图3 EDFA布局 yVXVH CB Signals标签 [ "3s 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 9MI9$s2y 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。 8L_OH 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。 ]i0=3H2 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 eYlI }; 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)。 0&Ftx%6% #6D>e~>n
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay C'gv#!Q
图5 在布局中加入Optical Delay (=c,b9cb 运行模拟 @Y.r ,q 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: ae@!M 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 r1vS~
4Z 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 {m{nCl)y 查看结果 )Qe]!$tqfD 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 EN/t5d IDos4nM27] 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 T!41[vm( -gt?5H h
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 +%K~ 运行模拟 #$2/< 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: 9c,/490Q 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 c[ 0`8s! 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 _Ds,91<muQ =0PGE#d{t 查看结果 cqs.[0 z#B 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 ao .vB']T ZS]Z0iZv9 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 OQ
w O7Z 3)?WSOsL: -D=Sj@G
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 VEIct{ 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。 f#GMJ mCQs 观察增益与波长关系 @0t[7Nv-1
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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