OptiSystem应用:光放大器EDFA的仿真
Optisystem可以设计和模拟光纤放大器和光纤激光器。 hzI|A~MFB 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 0<8XI>.3D 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 fZxIY, 光放大器 =
pI?A^ 全局参数 #U*_1P0h 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 Wm H~m k" 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。 ?-tVSRKQ 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。 MwfOy@|N 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) kPQtQh]y% 图1 全局参数:Signals 标签 Y3h/~bM% .`7cBsXH 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 K"uNxZ 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)。 0QvT 图2 全局参数:Simulation参数标签 0W3i() uZZU{U9h 系统设置 4QIE8f
Y (a) 3:{yJdpg  (b) 图3 EDFA布局 S}f?.7 DAwqo.m Signals标签 gr-fXZO 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。 <$N"q 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 MWNPPYww 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 TRZRYm" 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 Ne$"g[uFU 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)。 *xE,sj+( 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay v4RlLgdS% 图5 在布局中加入Optical Delay @:tj<\G] y7S4d~& 运行模拟
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K 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: >HPdzLY? 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 a=XW[TY1 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 -k(CJ5H9 查看结果 \m=?xb8
f 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 En&5)c+js4 ^1Xt]T`e 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 R.LL#u}; 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 w_ {,<[# `z0{S! 运行模拟 #q3l!3\mW 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: 9S[XTU 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 .bVmqR` 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 l{VSb92f )RYG% 查看结果 $
n,Z 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 ~^^ NHq c9j*n;Q 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 /H:I 68~ jKZt~I 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 kkvtB<<Y ri1C-TJM) 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。 /U6%%%-D` 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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