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。 DKTD Z* 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 eHUg-\dy 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 iTu0T!4F 光放大器 7D 全局参数 ocwE_dR{ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 1+a@k 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。 Ew]<jF|.# 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。 q4k.f_{ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) p-,Iio+ 图1 全局参数:Signals 标签 b~*i91)\ 9KyZEH;pY 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 (8G$(MK 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 t7bqk!6hM\ 图2 全局参数:Simulation参数标签 -TTs.O8P|< HxZ.OZbR 系统设置 MxTmWsaW (a) ;%WdvnW  (b) 图3 EDFA布局 7TpRCq# =*O=E@] Signals标签 1%jH^,t/m 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 ?Wa<AFXQ 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 bK4&=#Zh 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 =m9 i)Q 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 hg8Be6G< 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 NI.`mc6Xd 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 7}%H2$Do 图5 在布局中加入Optical Delay 036[96t,F \(fq8AL? 运行模拟 Xk,>l6vc 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: kYlg4 .~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 ,9\Snn 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 . :a<2sp6 查看结果
Jq)U</ 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 'I v_mig +/y]h0aa 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 DsGI/c 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 QPs:R hV7 Q'K$L9q 运行模拟 0hwj\{" 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: `Mk4sKU\a 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 :Q7mV%% 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 xA #H0?a] M{E{N K 查看结果 O%g\B8; 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 b\giJ1NJB CGZ^hoh/ 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 <lj\#'G3 L/i(KF{ 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 7ZsA5%s=, [/$N!2'5 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。 {G*OR,HN 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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