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。 DB&SOe 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 O5 7jz= r 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 fEu9Jk 光放大器 u5gZxO1J5 全局参数 t58m=4 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 <~%t$: 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 2Yyb#Ow 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 o*7y ax 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) +X!+'> 图1 全局参数:Signals 标签 }g,X5v?W &?$\Y,{ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 y-`I) w% 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)。 dV$!JTsd 图2 全局参数:Simulation参数标签 uaQ&&5%%J mMxHR$2 系统设置 5|WOBOh>`& (a) -"Gl
4)  (b) 图3 EDFA布局 *t=i -v*x V;[ Signals标签 hrlCKL& 尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 R;=6VH 首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 8D~Dd!~P 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 >7FSH"8[, 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 !yCl(XT 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 V/UB9)i+ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay '{D%\w5{ 图5 在布局中加入Optical Delay ucFw,sB1 m0iV m| 运行模拟 ~iT{8 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: 3Bd4
C]E 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 fle0c^ = 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 'j /q76uXV 查看结果 GHrBK& 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 j];1"50? `t\z 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 uf0^E3H 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 `]yKM0 Z 2TCRS#z 运行模拟 xucIjPi] 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: LI$L9eNv;Y 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 @5*xw1B 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 "w1(g=n %~(~W>^A 查看结果 Y=WR6!{ 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 6Wu*.53 $pBr
&, 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 L(Rorf~V >?Qxpqf2 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 h=wf>^l ht$ WF 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。 B#H2RTc 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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