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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： ^$6bs64FSm
SMF在该载波波长下的低色散； s}<)B RZi
支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成。 [lrmuf
使用SOA作为单通道光放大器的缺点是： RNl\`>Cz
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） F BE @pd
脉冲放大后的啁啾现象 ~F=#}6kg_
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。 }.w#X
图一为整体光路。 JO]`LF]
e(4bx5 <*
[attachment=124513] 图1.光路布局 aB7d(
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）。 vl>_e
zl,bMtQ
[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 aJ% e'F[
我们设定： #r-j.f}yx
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps. @m } rQT
序列长度 16 bits 60(}_%
脉冲波长 λ= 1300 nm \>w@=bq26
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps (4E.Li<O
输入峰值功率 21.7 mW |~Htj4K/
图4和图5显示了光纤参数。 X *43!\
R4[. n@
[attachment=124516] 图4.光纤main参数设置 F<H`8*q9
[attachment=124517] 图5.光纤色散参数设置 ZY~zp C_
我们将设定长度为50 km、损耗为0.4 dB/km的SMF。 &8I WDx.7}
[attachment=124518] $#g #[ /
注：不考虑群延迟和三阶色散的影响。 zlC^
在每条光纤之后，信号用EDFA进行放大。因此，LA=50 km。满足条件LA＜LD（见图6）。 WXRHG)nvL
Z^jGT+ 2
[attachment=124519] 图6.光纤非线性色散光纤参数设置 对于Kerr非线性系数 j&o/X7I=
[attachment=124520] D>,$c
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）。 ghE?8&@ iq
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。 4Xa.r6T_N=
S]Yu6FtWiO
[attachment=124521] 图7.SOA的main参数设置 )1X' W
[attachment=124522] 图8.SOA物理参数设置 Q-H =wJ4R
Q u,)wfp~
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。 ?Xy w<fMQ
* q\HFI
[attachment=124523] 图9.SOA放大脉冲 iT)2 ?I6!
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。 R.^Bxi-UG:
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： *m `KU+o-u
1.模式效应，这是SOA增益饱和特性的结果； z|oA{VxW>
2.非线性串扰。
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