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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。 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$%  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 F3lw@b3])  
7HJS.047  
查看结果 ror|R@;y  
要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 wpt='(  
u!U"N*Y"  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 N+)?$[  
   ,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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