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。 4EZ9hA9+ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 kc @[9eV 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 T/xp?Vq6/ 光放大器 @,u/w4 全局参数 \B 0ywN? 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 @t`Xq1 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。 Ucm :S- 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。 M57T2]8, 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) BV(8y.H 图1 全局参数:Signals 标签 s]mY*@a% K+8-9$w6 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 2@~M4YJf 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 6{+{lBm=y 图2 全局参数:Simulation参数标签
`|#Qx3n% ,FMx5$ 系统设置 z=_Ef3`M (a) E}_[QEY;Y  (b) 图3 EDFA布局 f0<%&2ym |t)}VM% Signals标签 P=+nB*hG 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。 !$Tw^$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。 f1)x5N 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。 D8nD/||;Z 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 k`9)=&zX+ 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)。 bY2 C]r(n 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay P<2+L|X?} 图5 在布局中加入Optical Delay sf| ke9-3 R:AA,^Z 运行模拟 u#A<hq; 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: UMp/\&0 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 ?EpSC&S\ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 XfE -fH1j 查看结果 Ev2HGU [ 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 V0(o~w/W%! .R8 HZ}3 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 d90Z,nex 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 P^Q[-e{ 2Nm>5l 运行模拟 :BukUket1e 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:
uV hCxUMQ 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 @a>2c$% 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 F3lw@b3]) 7HJS.047 查看结果 ror|R@;y 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 w pt='( u!U"N*Y" 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 N+)?$[ ,j ',x\ 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 q$.{j"cZV FvuGup`w 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。 ow;R$5G 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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