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。 k>Fw2!mA^ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 0FE_><e 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Xs|d#WbX 光放大器 ^V1\boo= 全局参数 0[fBP\H"Wr 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ^wc:qll 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。 <$hv{a 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 _VjaTw8iM 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1)
AV|:v3 图1 全局参数:Signals 标签 !<=(/4o&P {`k&Q +gY 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 FeS
,TQ4j 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 S&-F(#CF^ 图2 全局参数:Simulation参数标签 GIkeZV{4} a#+$.e5 系统设置 _-H,S)kI` (a) nC
!NZ  (b) 图3 EDFA布局 Mv/ SU">F \2[tM/+Bs Signals标签 }6pr.-J 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。 ns~bz-n 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。 )g?jHm-p\ 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。 i;/;zG^=_ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 _t;^\"\ 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)。 :-U&_%#w 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay Pzd!"Gl9 图5 在布局中加入Optical Delay Im-qGB0C ooB9iNo^ 运行模拟 yMM2us#*+q 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: ZU0*iA 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 %Qb}z@>fJk 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 etX(~"gG_ 查看结果 I(kEvfxc" 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 6C<GYzzo Y1>OhHuN 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 p ^TCr<= 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 !mWm@}Ujg 9bRUN< 运行模拟 v5e*R8/ 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: 6vTnm4 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 8[t*VIXI 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 (4RtoYWW ge%QbU1J 查看结果 -Vb5d!( 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 Isvb;VT9L eJn_gKWb 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 NOoF1kS+ o(> #}[N} 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 MK!
@ND }#M>CNi'PU 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。 @c"s6h& 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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