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。 \o/oM,u 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 W*P/~U= 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 k7j;'6 光放大器 g%K3ah
v 全局参数 IlH*s/ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 f+rBIE 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。 "F=O 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。 W)KV"A3C 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) C3|M\[*fp 图1 全局参数:Signals 标签 ss*dM.b Ax&+UxQ0| 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 VQ+Xh 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)。 6b@:La 图2 全局参数:Simulation参数标签 g1Aq;Ah / ALhu\x>AY 系统设置 q?`bu:yS (a) ?]:3`;h3  (b) 图3 EDFA布局 i),W1<A1 l/Sb JrM* Signals标签 5K,Y6I&$SJ 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。 ,2"-G";!f\ 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。 lOql(ZH`w 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。 QHK$2xtq| 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 =YR/|9( 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)。 (R{WJjj 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay pbJs3uIR 图5 在布局中加入Optical Delay G"wy? ;asB@Q 运行模拟 SwLul4V 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: XSXS;Fh) 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 Ue!
&Vm 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 c{zQX0 查看结果 .^ soX} 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 P/4]x@{ih LyH{{+V 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 Fe}Dnv)}Z 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 S-GcH 525W;
mu{ 运行模拟 Hr:WE+' 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: 3V2"1Ic 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 {U>B\D 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 )bXiw3'A >k5nU^|B1 查看结果 YhRES]^ 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 CM_FF:<tn }[k~JXt 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 rUR{MF&]D oIN!3 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 -r7*C:E Ru`&>E 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。 QOB>TvE 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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