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。 ^g"G1,[%w 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 Y7{IF X 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 q",n:=PL 光放大器 ] K3^0S/ 全局参数 sFsp`kf 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 !"Jne'f 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。 AQw1,tGV 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。 eF823cH2x_ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) TmxhP
nJ~ 图1 全局参数:Signals 标签 9LI#&\lba Rt} H.D
# 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ?Id3#+-O 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)。 C4Z}WBS( 图2 全局参数:Simulation参数标签 <%Zg;]2H` $WED]X@X! 系统设置 ph
qx<N@ (a) dDK4I3a  (b) 图3 EDFA布局 }6*+>? 6vAq&Y{JB' Signals标签 1qp<Fz[ 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 5|z>_f.^pS 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 roSdcQTeT 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 DO`
K_B 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 :m#[V7
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 .fY1?$*6c 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay q~ ]S5 图5 在布局中加入Optical Delay 7Ko<,Kp2b R/Y9t8kk 运行模拟 7}>Zq`]~ 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: +GqK$B(x7 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 v'na{" 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ,<Zu4bww 查看结果 O<[h 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 ?-C=_eZJ BPs|qb- 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 X$Eg(^L a 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 x8x8T$ .,[NJ:l 运行模拟 Hj(ay48 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: {| ~ 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 m.!n|_}] 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 W}jel}: w{TZN{Y 查看结果 %:Mi6sR| 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 eYNu78u kd55y 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 nYy%=B|> -7-r~zmr 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 9lXjB_wG> K!~j}z* 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。 VgGMlDl 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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