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。 IYZ$a/{P 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 iLd_{ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 tCoT-\Q 光放大器 0+H4sz%. 全局参数 Z4@%0mFll 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 K<#Q;(SF U 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 %yr(i 6L 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 h 3.6<vM 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) d
:(&q 图1 全局参数:Signals 标签 G]DSwtB?D h_xHQf 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 BRSOE U\= 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 7[ 82~jM[ 图2 全局参数:Simulation参数标签 ;|a,1#x ;s$bVGHr 系统设置 }VetaO2* (a) %d%$jF`  (b) 图3 EDFA布局 iS/faXe5 .|Ee,Un Signals标签 hoJ{C 0 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。 \DDRl{ 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。 "q<}#] u 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。 :h(r2?=7 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ggQB Q/ L 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)。 K
|Z] 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay z8n=\xL 图5 在布局中加入Optical Delay `fL81)!jI# PF6w'T 5 运行模拟 S(&]?! 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: @U)k~z2Hk 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 C VyYV &U, 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 =
nIl$9 查看结果 v"Z`#Bi 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 X{-@3tG<r XFS"~{ 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 c;M&;'#x 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 "{1SDbwmMo S8S<>W 运行模拟 Q,AM<\S 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: SniKCqmC] 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 3Mlwq'pzD 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 jdEqa$CXG $h)VKW^\ 查看结果 8Ev,9 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 8`$lsD 0r |mg::' 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 eG
F{.] #JLxM/5^1~ 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 4ne95_i Gs0x;91 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。 Y)7LkZO(y 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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