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。 hPH=.rX 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 rbs:qLa% 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Bm.%bA>
光放大器 Li iQ;x 全局参数 M"5,8Q`PkI 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 Ga$+x++'* 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 @-)?2CH[8 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 \~U8<z 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) ,GGr@}) 图1 全局参数:Signals 标签 >H?8?a D p)Z$q2L 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 YW0UIO 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)。 FhS:. 图2 全局参数:Simulation参数标签 vMDV%E S1t vJ }^p} 系统设置 kW5g]Q (a)
"ifYy>d  (b) 图3 EDFA布局 fY$M**/, XkOsnI8n Signals标签 a\aJw[d{ 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 8
<EE4y 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 yw$er? 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。 7k{C'\m 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 -+ -@Yq$ 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)。 j:\MrYt0H 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay -T`rk~A9A 图5 在布局中加入Optical Delay HTvA]-AuM G2zfdgW${/ 运行模拟 6Jrh'6o@ 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: BUuNI_?M#5 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 | Fm( 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 k*[["u^u] 查看结果 hK&jo(V 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 nB WVG , 0MDkXb 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 }RDGk+x7| 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 5iwJdm w:#yu 运行模拟 vzd1:'^t 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:/^TEib 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 V^As@P8,'( 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Cpz'6F^oP HSE9-c= 查看结果 sjvlnnO 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 `rN,*kcP #ih(I7prH 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 P=OHiG\z !MOVv\@O 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 kG^DHEne L#1YR}m 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。 ! av
B &Z 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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