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。 ]s748+ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 b u"!jHPB 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 %PJQ%~
A 光放大器 1i] ^{;] 全局参数 TOAAQ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 .}*"Nv 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。 [fIg{Q 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。 YAmb`CP 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) bs'n+:X` 图1 全局参数:Signals 标签 f
V( J| t()c=8qF|u 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 4'Zp-k?5` 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)。 F}qc0 图2 全局参数:Simulation参数标签 n-OL0$Xu \^%}M!tan 系统设置 5 u0HI (a) :a)u&g@G  (b) 图3 EDFA布局 Z(!\%mn kSh( u Signals标签 `~`k_7t. 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 >dG[G> 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 e 3TI|e_ 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 pHJ3nHLQ 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 \'bzt"f$j 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)。 (!N|Kl 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay m9Hit8f@Q 图5 在布局中加入Optical Delay ,4oo=&
?K\axf>F 运行模拟 F@:'J\I}: 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: ;d9QAN&0} 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 XvlU*TO~(~ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 &JI8]JmU) 查看结果 b>N8F^}~O 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 :4%k9BGAj" >oe]$r 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 *`RkTcG 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 H'hpEwG xK\d4" 运行模拟 xUistwq 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: iW /}# 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 }!C)}.L< 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 {jX2} HoL
Et8Q 查看结果 H+Sz=tg5 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 2('HvH]k t1y4 7fX6 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ~`:L?Jkb6H /d<P-!fK 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 s}% M4 >s?S+W[L 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。 `lt"[K< 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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