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。 }^t?v*kcA 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 >?tpGEZ\ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 (H7q [UG| 光放大器 |BR&p)7) 全局参数 R !HL+ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 fQdQ[ 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。
b%6_LK[ 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。 O #"O.GX< 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 1?;s!6= 图1 全局参数:Signals 标签 IN"qJ3<k VlH9ap 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 P_}$|zj7 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)。 <v?-$3YT 图2 全局参数:Simulation参数标签 C|+5F,D OLq/OO,w 系统设置 q :gH`5N (a) e5dw q  (b) 图3 EDFA布局 b1+Nm LF8B5<[O Signals标签 Y (Q8P{@( 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 e>/PW&Z8Z 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 ;,D7VxWhY 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 hM-qC|! 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 Z=ho7i 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 q?wBh^ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay V'8
(}(s/ 图5 在布局中加入Optical Delay iVA_a8} 1mf_1spB 运行模拟 9E+^FZ e 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: x~
I cSt 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 `ainJs:B 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 kC)dia{$ 查看结果 ) E5ax~ 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 fYpy5vc-dm xf |=n 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Bi]%bl>% 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 ,MdCeA%` 3.soCyxmc 运行模拟 0=~Ji_5mB 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: w1.~N`g$ 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 zk?lNs 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Zscmc;G '8Yx 查看结果 F4*f_lP 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 c#_%|gg |(Sqd;#v 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Rzz*[H Te;`-EL 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 kj>XKZL10 ]itvu :pl% 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。 v6]lH9c{, 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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