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。 %WdAI, 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 jwGd*8
/ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ASPfzW2 光放大器 9CW .xX8 全局参数 v"\Q/5p 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 e~jp< 4 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。 ,253'53W) 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。 J$@3,=L6V 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) <{:$]3 XP~4jOL]
图1 全局参数:Signals 标签 -g_PJ.Hk 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 /id(atiF^ 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)。 *b~$|H-\ x_AG=5OJX,
图2 全局参数:Simulation参数标签 OV^)
N 系统设置 n*hHqZl /mF%uI>:
(a) Cz8=G;\  (b) 图3 EDFA布局 u0Irf"Ab Signals标签 $D<LND=o= 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 ig)rK<@*[ 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。
cT-XF 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 ney6N@ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 /5EM;Mx 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 9!}&&]Q` rt^<=|Z
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 9g|o17
图5 在布局中加入Optical Delay !*'uPw:l2 运行模拟 L1
O\PEeT 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: rK9X68) 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 ,FlF.pt 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 rs`H':a/ 查看结果 mtvfG 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 ?1JS*LQ$ ,=.& 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 IhhB^E| @OV\raUO&V
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 &J,MJ{w6" 运行模拟 8%@7G* 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: +W
x/zo 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 )u7y.o 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 $2~I-[ *$0uAN 查看结果 UMuRB>ey 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 >T'^&l(: c!d>6:\ 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 QI0d:7!W1 |W[BqQIf lb{<}1YR0o
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 F]:@?}8R 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。 WyF1Fw 观察增益与波长关系 KU|dw^Y k
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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