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。 s-}|_g.Pt 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 4v33{sp 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Q`4= 光放大器 (#BkL:dg 全局参数 _Buwz_[& 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 e ,/I}W 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。 fB:9:NX 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。 LU l6^JU 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) =zDU!< U 图1 全局参数:Signals 标签 68Vn]mr# }Xr-xh\v 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ;3U-ghj 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)。 Sav]Kxq{ 图2 全局参数:Simulation参数标签 Ds9pXgU(Z %2f``48# 系统设置 n`2d (a) 0Jm6 r4s?  (b) 图3 EDFA布局 g34<0%6jd 4*}[h9J}\ Signals标签 :tp2@*]9Z 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。 I@+h|
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。 R
5-q{ 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。 U&yXs'3a& 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 X^ckTIdR 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)。 t.$3?"60~ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay "~(qp_AI 图5 在布局中加入Optical Delay OSQZ5:g| QO0}-wZR 运行模拟 veAg?N<c
p 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: }l~|c{WH` 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 >A5R 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 -G e5gQ= 查看结果 X,n4_=f 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 AD#]PSB <cNXe4( 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 k!3X4;F!_ 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Qz\yoI8JA, rl4B(NZi} 运行模拟 ZQXv-" 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: t~ruP',~\ 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 {STOWuY 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 fOJ0#^Z 6E/>]3~! 查看结果 xI}o8G KQq 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 ~qt)r_jW l*>t@:2J 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 5b45u 6 aDmyr_f$ 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Hy^Em NAjY,)>'K 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。 ^!^6 | [ 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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