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。 E&"V~ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 j:8Pcx 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 H:Q4!< 光放大器 +~==qLsU 全局参数 (B*,|D[J@i 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 5)rN#_BKj 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。 9[&q
C 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。 Oku7&L1 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) I!lR 7% 图1 全局参数:Signals 标签 1;,<UHF8N NTGWI$ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 qx0F*EH| 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)。 SpIiMu( 图2 全局参数:Simulation参数标签 z X+i2, 4B[uF/[ 系统设置 Gy6x.GX (a) GUJ?6;  (b) 图3 EDFA布局 E
KJ2P$ 4kK_S.& Signals标签 zDxJK 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。 $EdL^Q2KAy 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 Y!ypG- 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 }:s.m8LC5n 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 DdeKZ)8 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 ^FTS'/Q 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay so Lmr's 图5 在布局中加入Optical Delay .WBp!*4 XrXW6s;Z 运行模拟 JPZH%#E( 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: T;,,! 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 m*lcIa 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 tu;Pm4q7 查看结果 0hXx31JN N 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 U{@2kg- s._,IW;
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 4~;M\h 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 l?xd3Z@7[ y M-k]_ 运行模拟 IF6-VFY:6 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: Z(LTHAbBk| 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 YB:}Lb 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ?O]RQXsZ2 I;UT;/E2 查看结果 ]$-<< N{}' 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 AW!A+?F6 ?jvuTS 2 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ;R@D [;~"ctf{ 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Uaj_,qb( 6 =G=4{q 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。 aej'c bO 观察增益与波长关系(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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