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。 lioc`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) ravyiOL 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=w7p 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=8Dg
: 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)。 b aV>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 CNZ z]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. E>'a,!QPv 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# &Mq~T_S 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 X|f7K ajR%c2G; 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 !* Ti}oIo& `*", < 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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