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。 DH$Nz 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 S+eu3nMq 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 tNqSCjQ~_c 光放大器 l.;^w 全局参数 Je^;[^ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 Mw+
l>92 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 %@aC5^Ovy+ 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 'tQp&pj 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) RZqMpW 图1 全局参数:Signals 标签 |_s,]: (VC Jn<@@ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 cFjD*r- 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 |,TBP@ 图2 全局参数:Simulation参数标签 r>KmrU4Q hCX/k<}I 系统设置 )"tM[~e` (a) o?= &kx  (b) 图3 EDFA布局 X
g7xy>{] >wYmx4W> Signals标签 m^RO*n. 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 *cXi*7|= 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 QR-pji
y 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 sQrM"i0Y> 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 a>Aq/= 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 eAQ-r\h'2 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay >G [:Q
s 图5 在布局中加入Optical Delay 0x&L'&SpN M3d%$q)<rW 运行模拟 u
Vv%k5 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: WkpHe 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 r M}o) 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 I~ mu'T 查看结果 i_!$bk<yo 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 Nd;pkssd PCH$)F4^ 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 +n
&8" ) 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 ]-+l.gVFW ka`}lR 运行模拟 I&&;a. 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: 04Uyr;y 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 -\Z`+k Y?p 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 S%G&{5 fCO<-L9k$ 查看结果 9A`^ ( 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 RO[X#c cp`ZeLz2^ 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 e+m(g J'&K 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 !Ap*PL E;k$ICOXA 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。 Cf
v1nUW 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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