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。 ]6TX)1
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 =1h> N/VJ 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 EPL"H:o5%< 光放大器 bB"q0{9G- 全局参数 tCirdwmg 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 IL N0/eH 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。 N.qS;%*o{e 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。 TrmU 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) o9L$B 图1 全局参数:Signals 标签 l?swW+x\ a0[Mx 4 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 CHNIL^B 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 _4MT,kN 图2 全局参数:Simulation参数标签 +5IC-=ZB f1}b;JJTsv 系统设置 sH{4 .tw (a) 9Z;"9$+M  (b) 图3 EDFA布局 Hy0l"CA*| >KMTxHE`+ Signals标签 wf=M|
#}_ 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。 tA6x 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。 !'T,%8'] 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。 ql
c{k/
u 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 /6a617?9J 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)。 @F%_{6h 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay Uv"O'Z 图5 在布局中加入Optical Delay E<
Ini'od[ X6lUFko 运行模拟 WnZn$N. 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: d
,!sZ&v 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 gg%9EJpP 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 YR}
P; 查看结果 dqo&3^px 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 ]@bu%_s" A~7q=- 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 >Lrud{ 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 lH8e?zJ h`:f 运行模拟 " .:b43Z 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: tyyfMA?'L; 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 '}eA2Q>BV 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Q( \2(x\ Zn9ecN 查看结果 ~*,e &I 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 4x%R4tk <fm0B3i? 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 js<}>wD7< TB 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 SF2<
;'g.% 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。 GVlTW?5 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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