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。 rq<`(V'2 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 7wiK.99 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ?#BZ `H 光放大器 g,n-s+ 全局参数 ;Na8_} 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ^o $W 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 a9D gy_!Y 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 d s|8lz, 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) C(F1VS 图1 全局参数:Signals 标签 qPXANx<^ uQ:ut( 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 *=$[}!YG 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)。 |'U,/ 图2 全局参数:Simulation参数标签 7y>Tn`V8G rPiiC/T.` 系统设置 j<l#qho{h (a) 'GV&]  (b) 图3 EDFA布局 }.fL$,7a Yl)eh(\&J Signals标签 |`_ <@b 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 kf+JM/ 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。
&7L~PZ 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 c&Gz>
L 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 zQL!(2 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 y\F`B0#$ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay dr|| !{\ 图5 在布局中加入Optical Delay \g~ws9'~ 'v'`
F*6 运行模拟 U9<_6Bsd 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: +Fk4{p 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 Nl~Z,hT$* 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Fy 4Tvg 查看结果 { A:LAAf[6 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 Ff[H>Lp~ /;(<fh<bY 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 sTd}cP 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 ltNuLZ -/M9 vS 运行模拟 *4|9&PNLE 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: q$MHCq; 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 m3U+ du 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 o{9?:*?7 l*QIoRYFW 查看结果 !(B_EM 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 CHPL>'NJzc bHO7*E 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 hX0RET D8k*0ei& 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 qzz[y#q( jZa25Z00 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。 IgLVn<5n 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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