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。 RVe UQ% 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 MF~Tr0tOC 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 j[YO1q* 光放大器 f{u3RCfX~2 全局参数 CXiSin 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 /M8&` 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。 x[H9<&)D 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。 _,9/g^< 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) [H2"z\\u 图1 全局参数:Signals 标签 zJa,kN|m IgU65p 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 0hx EI 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(.]TEu0 图2 全局参数:Simulation参数标签 .6nNqGua1 i\u m;\ 系统设置 N| L Ey (a) 3XomnL{  (b) 图3 EDFA布局 /tGj`C&qtw s+yX82Y Signals标签 Z3]ut#` 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。 Qk.:b 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。 2OJ=Xb1 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。 7IH^5r 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 }
h pTS_ 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)。 ^(8(z@y 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay u|a+:r)*4 图5 在布局中加入Optical Delay Q:~>$5Em5 H+ Y+8 运行模拟 !@[@xdV 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: LlfD>cN 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 ?~>#(Q 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 QX j4cg 查看结果 SecZ5(+= 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 ]B"YW_.x2 =8F]cW'1` 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 K 6Gri>Um 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 tu6Q7CjW8 z rV 运行模拟 7 Ed6o 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: pK~K>8\ 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 AK*F,H9 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 O1_dA%m
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查看结果 szy^kj^2 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 HFL(t] kM,$0@ 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 P|OjtI &91U(Go 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 $m;rOKVU 'v"{frh 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。 {)QSxO 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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