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。 `kOD[* 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 $9]m=S 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 rJPb 3F 光放大器 bnm
P{Ps 全局参数
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uZ8:f 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 -c(F 1l 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 2uG0/7 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 ?bPRxR 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) hD\rtW 图1 全局参数:Signals 标签 Acnl^x7Y1
QN@CPuy 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 _= +V/= 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 -0?~ 图2 全局参数:Simulation参数标签 Kpb#K[(]& 4?0vso*X<: 系统设置 E8>Rui@9 (a) g$(
V^  (b) 图3 EDFA布局 0%,!jW{` i\1TOP|h Signals标签 ~}F{vm 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。 dOqOw M.y 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。 X'%E\/~u 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。 zfI>qJ+Nqt 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 eyefW n& 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)。 pF&(7u 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay #6ri-n 图5 在布局中加入Optical Delay 5:O-tgig. RMX:9aQ3F 运行模拟 MG[o%I96 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: ;epV<{e$q4 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 1=#q5dZ] 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ElS 9?Q+ 查看结果 Is]aj-#r 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 !v X D EG0WoUX| 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ~(x;5{ 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 HOw-]JSP2 ulu9'ch 运行模拟 ?z}=B 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: =3q/F7- 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 GN-mrQo 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 x\F,SEj VS9`{ 查看结果 vN|l\!~ 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 SxdE?uCUS "
Om[~-31 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 .%.9n\b /TZOJE(2j
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 B+[A]dgS (Q%'N3gk 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。 d@ Y}SWTB 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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