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。 1+x"
5<(W 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 4qQ,1&!]S 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 g68p9#G 光放大器 O `}EiyV 全局参数 &k}f"TX2 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 % MHb 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。 .G0 N+) 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。 `Fy-"Uf 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) CKsVs.:u 图1 全局参数:Signals 标签 COrk (V FwCb$yE#M 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 F!omkN 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)。 !|cg= 图2 全局参数:Simulation参数标签 &gXh:. '%Ng lC[J 系统设置 8t-GsjHb (a) f-b],YE  (b) 图3 EDFA布局 )pnyVTKt ,^(]zZh Signals标签 )#=J<OpG 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。 ?e7]U*jEU 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。 ^t;z;.g 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。 aB9!}3@ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 MY&Jdmga 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)。 n<I{x^! 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay <wH+\ 图5 在布局中加入Optical Delay cnv>&6a) w0pMH p'Y 运行模拟 NxT"A)u 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: )9QtnM 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 yIMqQSt79z 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 GIC1]y-' 查看结果 u;#]eUk9} 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 ]MbPivM mgs(n5V5 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 JxAQ,oOO 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 &d# R'Z 2-&EkF4p' 运行模拟 `8:0x?X 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: v3tJtb^'! 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 ?6#won 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Gr"CHz/ D #ddx 查看结果 -N *L1Zj 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 .n-#A $vO&C6m$ 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 1<@SMcj> I.2J-pu} 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 \l%xuT 1H)mJVIKkB 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。 d[ N1zQW 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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