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。 6+IOJtj 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。
,KkENp_ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 /exV6D r 光放大器 ;: Hfkyy] 全局参数 <_MQC 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 {AIP\ 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。 yyk[oH-Q 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。 @okC":Fw, 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) .D^k0V 图1 全局参数:Signals 标签 |x{:GWq M#})
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 jL8& 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)。 1SkGG0
W 图2 全局参数:Simulation参数标签 .)})8csl.d -O~WHi5} 系统设置 2DTH|Yv (a) WKBPqfC  (b) 图3 EDFA布局 A3&8@/6, \UJ:PW$7 Signals标签 OjMDxG
w 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 }<FBcc(n 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 0Qw?.#[9 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 rf;R"Uc 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 |Uy hH^ 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 @)VJ,Ql$Y 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay o'myo.k{ 图5 在布局中加入Optical Delay h'UWf"d H|F>BjXn5 运行模拟 I=f1kr
pR 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: C_O7 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 BAmH2" 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 QEUg=*3W= 查看结果 JS&l
h 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 M0c"wi@S_ ~ ;)@a 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 8 gOK?>'9 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 o [ar.+[ !SiZA" 运行模拟 t]eB3)FX 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: a<!g*UVL0M 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 `ZV;Le' 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ),bdj+wr78 yuFuYo&[?v 查看结果 pl fz)x3 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 ,X$S4> _sZ/tU@_-K 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 BT d$n!'$n |[!xLqG 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 c)@M7UK[ _3A$zA 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。 {!^HG+ 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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