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infotek 2023-03-02 08:39

OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真

vZns,K#4H\  
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 O} !L;?  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 2 S\~  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 |ei?s1)  
光放大器 {&Fh$H!  
全局参数 G/Xa`4"_  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 43;@m}|7$  
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。 Pb|'f(  
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。 !m#cneV  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) fFfH9cl!  
图1 全局参数:Signals 标签
U$`)|/8  
y^gazr"  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 y/m^G=Q6g#  
 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)。 #(53YoV_8  
图2 全局参数:Simulation参数标签
 OT9\K_  
J(\"\Z  
系统设置 =Po!\[SBU  
(a)
]8q5k5~  
(b)
图3 EDFA布局
X"W%(x`w  
q($lL~Ls  
Signals标签 V X<ZB +R  
尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 rSD!u0c [  
首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 d{f3R8~Q.  
其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 7"r7F#D=G  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 j}chU'i f  
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 Tv0|e'^  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
^ b`}g  
图5 在布局中加入Optical Delay
ZbYwuyHk(3  
fz W%(.tc\  
运行模拟 \>j._#t$h  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: C9/?B:  
 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 *0y+=,"QU  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 S zOB{  
查看结果 ` BH8v  
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 DFs J}` $  
r6Z&i^cMe  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 `OnN12`  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
^6+P&MxM  
_y)#N<  
运行模拟 I<.3"F1}  
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: 2|o6~m<pE  
 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 7g5sJj  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 j?6%=KuX<  
0z."6 r  
查看结果 A~-e?.  
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 9c806>]U^  
mqk~Pno|<  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 v|jBRKU99  
   # 3uXgZi  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
!a3cEzs3  
E/(:\Cm^  
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。 :gb7Py'C  
观察增益与波长关系
(a)             (b)
图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
 KEsMes(*  
zb~!> QIz{  

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