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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 正序阅读 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。 AXnKhYlu  
    此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 9VIAOky-  
    该教程将会介绍光放大器库这一部分。 <KStl fX  
    光放大器 Z*v`kl  
    全局参数 c]qh)F$s8  
    使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ?nE9@G5Gc  
    我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 Imyw-8/;  
    对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 1 .o0"  
    这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 8)83j6VF  
    图1 全局参数:Signals 标签
    S T4[d'|j  
    \Il?$Kb/  
    本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 cA| n*A-j<  
     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)。 _=cuOo"!  
    图2 全局参数:Simulation参数标签
    qS ggZ0*  
    zY-?Bv_D  
    系统设置 ,Hp7`I>/  
    (a)
    SaRn>n\  
    (b)
    图3 EDFA布局
    (&_^1  
    1&Mpx!K*T  
    Signals标签 "-G7eGQ  
    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。 qK%#$JgqA  
    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?_? GO  
    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。 5B3sRF}  
    要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 &k`lb kq  
    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)。 e#WASHZN  
    图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
    V,?])=Ax  
    图5 在布局中加入Optical Delay
    /IH F  
    6J cXhlB`  
    运行模拟 @Yw42`> !s  
    我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: i@%a!].I  
     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 *fLVzYpo  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 R(f%*S4  
    查看结果 y~VLa  
    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 a,n#E!zT?w  
    TpHzf3.I  
    图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 @Q!Tvw/  
      
    图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    $2Bll5!]  
    'S9jMyZrZ  
    运行模拟 OhM_{]*  
    为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果:  DD[<J:6  
     要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 _~ 2o  
     在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 'HL.W](  
    S&Hgr_/}c  
    查看结果 ITz+O=I4R]  
    要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 sy6[%8D$  
    n9Vr*RKM)  
    图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 y6H`FFqK  
       Oz<#s{Z  
      
      
    图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
    xA0=C   
    \GK]6VW  
    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。  / w[Tu  
    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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