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2024-01-03 08:01 |
OptiSystem应用：SOA线性放大器
使用SOA作为单通道光放大器的优点是： kS+r"e
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SMF在该载波波长下的低色散； ] <kupaRQ
支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成。 *N-;V|{
使用SOA作为单通道光放大器的缺点是： id;#{O $
增益饱和效应，导致模式中脉冲的不相等放大（称为模式效应） 1Xy8|OFc[
脉冲放大后的啁啾现象 v /R[?H)
本课程演示了在由SMF和线性SOA组成的500km光链路上进行10 Gb/s传输时的模式效应。 l'*^$qc
图一为整体光路。 mRhd/|g*
&yx NvyA[u
[attachment=124513] 图1.光路布局 xF(
bS+(o
以下全局和脉冲参数用于实现10 Gb/s的传输（见图2和图3）。 q=6Cc9FN
p)B33Z zC
[attachment=124514] 图2.全局参数设置 [attachment=124515] 图3.高斯脉冲生成器参数设置 4$
Dt8!p0
我们设定： M{?zvq?d
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps. ,3 Wb4so
序列长度 16 bits b7B+eN ?z
脉冲波长 λ= 1300 nm rv9B}%e
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps *jk3 \KaoV
输入峰值功率 21.7 mW ;n`R\NO9
图4和图5显示了光纤参数。 k"xGA*B|
DR:8oo&E
[attachment=124516] 图4.光纤main参数设置 Deg!<[Nw
[attachment=124517] 图5.光纤色散参数设置 #z ON_[+s9
我们将设定长度为50 km、损耗为0.4 dB/km的SMF。 O 'k+7y
[attachment=124518] GX4QaT%
注：不考虑群延迟和三阶色散的影响。 i2){xg~c
在每条光纤之后，信号用EDFA进行放大。因此，LA=50 km。满足条件LA＜LD（见图6）。 q#P$'7"
4k8*E5cx
[attachment=124519] 图6.光纤非线性色散光纤参数设置 对于Kerr非线性系数 v*E(/}<v
[attachment=124520] %35L=d[
50 km SMF的线性损耗为20 dB。这是SOA所需的不饱和单程增益。为了获得这种增益，使用了以下参数（见图7和图8）。 CRH{E}>
图7显示了SOA物理参数。这些放大器参数给出了不饱和单通道增益G0=30dB。 j-7u>s-l
w8O" =},
[attachment=124521] 图7.SOA的main参数设置 %*wzO9w4
[attachment=124522] 图8.SOA物理参数设置 d/3J' (cq
n( g)UNx
图9.显示了脉冲的初始模式，以及在SMF中传输200、350和500km后的相同脉冲模式，以及每隔50km用SOA进行周期性放大。 L}'Yd'
hA m/mu
[attachment=124523] 图9.SOA放大脉冲 9\H R60V
在该图中，我们可以看到模式效应，该模式效应导致第一组中的第一个脉冲之后的脉冲增益减小。关于我们的默认参数，即使对于与第一个脉冲相距约1nm的最后一个脉冲，载流子寿命也约为1.4ns。没有足够的时间让增益完全恢复。 vr=~M?
本课程演示了与使用SOA作为线性放大器相关的两个基本问题： |%
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1.模式效应，这是SOA增益饱和特性的结果； !p9)CjQ "
2.非线性串扰。
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