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    [技术]OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-12
    Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 2lm{:tS  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 }2-p= Y:6  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 }R]^%q@&  
    光放大器 OP}8u"\Z  
    全局参数 q\gvX 76a  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 Z/>0P* 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。 C;_*vi2u  
    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。 &$ /}HND  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) RIQw+RG >  
    图1 全局参数:Signals 标签
    u]%>=N(^2  
    Rf .b_Y@O  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 Jxy94y*  
     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)。 )-4xI4  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    A"8"e*  
    OK"B`*  
    系统设置 >HH49 cCo  
    (a)
    I N'a5&..  
    (b)
    图3 EDFA布局
    lC&B4zec  
    ;uazQyo6  
    Signals标签 r$Z_Kwe.|&  
    尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 CN"hx-f  
    首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 0 w#[?.  
    其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 aj:B+}1  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 }7H8Y}m  
    要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 #=hI}%n  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    `/z6 Q"  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    /\_wDi+#  
    @Ja8~5:  
    运行模拟 AqzPwO^  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: xX ktMlI  
     要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 bqt*d)$  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 utvZ<zz`  
    查看结果 0H-~-z8Y  
    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 Aey*n=V4#F  
    u{o!#_o64  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 JM@}+pX  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    6SIk,Isy8  
    1*"t-+|  
    运行模拟 x1}7c9n K  
    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: T&]J3TFJ  
     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 =a<};X  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 z|V5/"  
    ~Zc=FP:1  
    查看结果 y2U^7VrO  
    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 |GvWHe`  
    s=+,F<;x.U  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 cv b:FK  
       Y70[Nz  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    f(h nomn  
    9;^r  
    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。 |@x^5Ab$T  
    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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