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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: 2025-07-09
    Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 *>NX%by)  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 Tlq-m2]  
    教程将会介绍光放大器库这一部分。 iCj2"T4TN  
    光放大器  7I=C+  
    全局参数 ,HB2 hHD  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 =w$tvo/  
    我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 POAw M  
    对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 U!(@q!>G  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) Su8|R"qU  
    图1 全局参数:Signals 标签
    7j$Pt8$  
    %zBCq"y  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 m/B6[  
     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)。 d>0 +A)6>  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    ~g#r6pzN-  
    T!RT<&  
    系统设置 q[3x2sR  
    (a)
    @{hd{>K*  
    (b)
    图3 EDFA布局
    ]:(W_ qEA  
    69m ;XdkKz  
    Signals标签 P 1XK*GZ  
    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。 G{Yz8]m  
    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。 lg :  
    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。 &;i "P  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 Jzkq)]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)。 asJ!NvVG'  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    0 B@n{PvR0  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    dS2G}L^L  
    #KxbM-1=  
    运行模拟 d}'U?6 ob  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: N_eX/ux  
     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 Q=mI 9  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ]rehW}  
    查看结果 O7d$YB_'  
    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 j/`94'Y  
    p)aeH`;O  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 %`MQmXgM  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    ldha|s.*  
    pM;vH]|  
    运行模拟 4y:]DC"  
    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: ^I8Esl8  
     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 fyTAou6hI  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 {8$=[;  
    x8Loyt_C  
    查看结果 M_v?9L  
    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 +gd4\ZG  
    {]_uMg#!  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 @ "a6fn  
       T>TWU:  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    [x=jH>Y  
    ~h}Fi  
    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。 ~5Pb&+<$  
    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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