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infotek 2024-10-12 08:00

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。 t}K8{ V  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 o`~,+6] D  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 I_c?Ky8J_|  
光放大器 *yg`V,C  
全局参数 I]#x0?D  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 v&])D/a  
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。 V+u0J"/8  
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。 qP/McH?  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) _Fkb$NJ"]Q  
图1 全局参数:Signals 标签
25vq#sS]  
`y"a>gHC  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 3D,tnn+J  
 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 1<]?@[l<  
图2 全局参数:Simulation参数标签
.L)j ql%  
>)`*:_{  
系统设置 U,< ?]h  
(a)
![[:Z  
(b)
图3 EDFA布局
Fe2iG-ec  
C;Kq_/l  
Signals标签 efyGjfoO  
尽管所有的组件都在布局中正确地连接了,但是我们还不能正常的运行模拟。 9:!V":8q  
首先,因为我们考虑信号在两个方向上传输,所以我们需要不止一个全局迭代来使系统的结果收敛。 'Urx83  
其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 &61h*s  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ?R@u'4yK  
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 B I>r'  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
OQ3IkE`G  
图5 在布局中加入Optical Delay
9*a"^  
C61E=$  
运行模拟 fo;^Jg.  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: g s%[Cv  
 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 U@".XIDQ  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 ~. 5[  
查看结果 m4c2WY6k  
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 A2nL=9~   
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图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 tY`%vI [  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
wem hP8!gc  
1?y QjW,  
运行模拟 #!j wn^yq  
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: z7JhS|  
 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 8$ _8Yva"e  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 na|23jz4  
JPe<qf-  
查看结果 e$-Y>Dd  
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 ](k}B*Ab h  
E`q)vk   
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ZY)&Fam}  
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
9!Bz)dJ 3  
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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。 U;]h/3P  
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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