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infotek 2026-04-22 08:46

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。 *[}^[J x  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 -c*\o3)  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 n3KI+I%nQ  
光放大器 /=:j9FF  
全局参数 i=S~(gp  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 li oc`C:  
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。 `A@w7J'  
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。 4hs)b  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) ravyiO L  
图1 全局参数:Signals 标签
12UD19!  
aYn^)6^  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 =r2]uW9  
 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)。 B1!kn}KlL{  
图2 全局参数:Simulation参数标签
$IQw=w7 p  
xc @Ss[  
系统设置 d+eZub94U  
(a)
S \i@s_  
(b)
图3 EDFA布局
~f\G68c  
Z4b||  
Signals标签 zeb=8 Dg :  
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。 <y.]ImO  
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。 p'_%aVm7  
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。 $g0+,ll[6  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 8^/I>0EZ  
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)。 baV>N[F&  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
)!:sFa 1  
图5 在布局中加入Optical Delay
.B2]xfo"`  
NPa\Cg[  
运行模拟 FS6`6M.K  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: NoE*/!Sr  
 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 yw-8#y  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 : rMM4  
查看结果 46@{5)Tq  
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 CNZz]H  
i:]*P  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 AlE8Xu9UB  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
"hxN!,DEZ  
bNs4 5hDP  
运行模拟 @mP]*$00  
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: x!LQxoNF  
 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 S-Y=-"  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 PXzsj.  
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查看结果 2Y\ d<.M  
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 `]Fx.)C#  
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图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 X|f7K  
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
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`*", <  
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。 . o7m!  
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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