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。 c~b[_J) 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 Zaf] .R 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 cfMj^*I 光放大器 a Umcs!@ 全局参数 2I(0EBW 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 HlBw:D(z:^ 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。 [#$ -kd~ 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。 muo(bR8 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) {N[IjY 图1 全局参数:Signals 标签 *TVr|
to C,hs!v6 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 K_bF)6" 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)。 G/J5 aj[ 图2 全局参数:Simulation参数标签 1Z6<W~,1OM *L%HH@] %_ 系统设置
1Wtr_A (a) t8\F7F P  (b) 图3 EDFA布局 n'v[[bmu YwQxN" Signals标签 ~t n*y4uK 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。 {3lsDU4 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。 28C/^4 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。 b/5?)!I 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 Mi,yg=V 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)。 nZ>qM]">u 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay >y"W( 图5 在布局中加入Optical Delay 4 FW~Y RZ:Yu 运行模拟 fQ=Yf ?b 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: z4b2t} 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 U8-#W(tRR 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 *?Nrx=O* 查看结果 CO%7^}xSE, 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 .C$S
DhJ~ 6!bVPIyYO 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 cKdn3 2Y4 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 S3EY9:^C 8{#WF# 运行模拟 O
$'#8 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: M' e<\wqm 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 iagl^(s 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 c [sydl B\r2M`N5 查看结果 -;20|US)u 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 ?OW
4J0B' 7"@^JxYN 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 juG?kL. Q[ kbEhv; 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 9Bvi2
3 /W1!mih 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。 f_Ma~'3 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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