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infotek 2025-07-09 07:55

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。 {aN(d3c  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 ke/_k/  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ]2+g&ox4'  
光放大器 Su8'$CFz$.  
全局参数 {@M14)-x>_  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ~"ONAX  
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。 U |F>W~%  
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。 N_C_O$j  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) WfGH|u  
图1 全局参数:Signals 标签
za,2r^  
.R5/8VuHF  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 )-&nxOP  
 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 @~jxG%y86  
图2 全局参数:Simulation参数标签
!=[uT+v  
L(WOet('  
系统设置 \iMyo  
(a)
Vdvx"s[`m  
(b)
图3 EDFA布局
N4[E~ -  
(Cj,\r  
Signals标签 B- Y+F  
尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 Kp_jy.e7&  
首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 h3J*1  
其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 umDtp\  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 N^B@3QF  
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 3.)_uo0;o  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
?@a$!_  
图5 在布局中加入Optical Delay
u ~71l)LA  
~t9$IB  
运行模拟 vug-n 8  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: * NMQ  
 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 }Z6nN)[|0Y  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 -]&<Sr-  
查看结果 mcMb*?]  
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 -HTL5  
`9EVB;  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 JfKg_&hM  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
&5/JfNe3  
5 TET<f6R  
运行模拟 c+;S<g 0  
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: 8g5.7{ky  
 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 nB}e1 /_y  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 7h1"^}M&  
14u^[M" U  
查看结果 y(a}IM3~  
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 -t b;igv  
'X ~Ab  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Z>HNe9pr  
   J]]\&MtaO  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
#x|VfN5f  
Jh(mbD  
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。 h~.V[o7=  
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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