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infotek 2026-04-22 09:46

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。 ] M_[*OAb  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 mY dU`j  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 j%~UU0(J  
光放大器 !i#;P9K  
全局参数 'Kp|\T r  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 pZ OVD%  
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。 ~wh8)rm  
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 /hu3  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) dKZffDTZ  
图1 全局参数:Signals 标签
ikyvst>O  
Z+I[  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 @iao"&  
 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)。 k. px  
图2 全局参数:Simulation参数标签
qhLe[[>  
-%%2Pz0I  
系统设置 )5'S=av9  
(a)
nVs0$?}  
(b)
图3 EDFA布局
 _U#ue  
8%vk"h:u:  
Signals标签 PNg,bcl  
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。 }w"laZ*  
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。 Il*wVNrZI  
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。  yZdM4`  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 {IqbO>|"O_  
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)。 i#(T?=VPcy  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
#sAEIk/  
图5 在布局中加入Optical Delay
zx0{cNPK5  
pA1Tod  
运行模拟 |/YT.c%  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: *gVRMSrx4  
 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 <=^YIp  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 WElB,a-RCp  
查看结果 0m51nw~B  
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  Ur]5AJ  
U2@?!B[\d`  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 H[!by)H  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
a;([L8^7$l  
Q 4_j`q  
运行模拟 v3.JG]zLpP  
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: ,#D &*  
 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 >|uZIcs 6  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ]e)<CE2   
>(~; V;  
查看结果 y*|"!FK  
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 au0)yg*V1  
viY _Y.Yjy  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 mA3C)V  
   UT]LF#.(  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
3ef]3  
.P-@ !Q5*  
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。 +<8r?d2  
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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