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。 476M` gA 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 < :S?t2C 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 GLoL4el 光放大器 -0[>}!l=G 全局参数 LS?` {E
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 (]GY.(F{ 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。 av$\@4I 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 ^$^Vd@t>a 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) dvH67 x 图1 全局参数:Signals 标签 HvL9;^! 6Wcn(h8%* 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 (rCPr,@0 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)。 U7f#Z 图2 全局参数:Simulation参数标签
`\}zm~ `s]zk {x 系统设置 wZ#~+ }T (a) a-o
hS=W  (b) 图3 EDFA布局 !7#froh et7 T)(k0 Signals标签
A*?/F:E 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。
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t-T0; 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。 2R~=@ 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。 ^Ypb"Wx8 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ;U5x'}%0] 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)。 c"_H%x<[ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay ~vvQz" 图5 在布局中加入Optical Delay cUX]tiC0 _a:!U^4 运行模拟 :D)&>{? 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: pu
m9x)y1 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 7Ohu$5\ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 &Cn9
k3E\R 查看结果 A/W7;D 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 mqfEs0~I ag*Hs<gi 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 T3PaG\5B 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 IDVY2`sM QI^8b\36 运行模拟 d}A2I 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: -n$rKEC4 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 ,1.([%z+r 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 3C5D~9v r5$?4t 查看结果 I;fw]/M%! 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 MsVI <+JZ )}g4Rvr 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 %W|Zj QI^ F<'l'AsC- 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 dzC&7
9$ 26klW:2* 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。 YnL?t-$Gg 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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