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。 al9L+ruR 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 qd=&*? 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 U&uop$/Cq 光放大器 U=4tJb 全局参数 *-gd k9 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 M~Tx4_t 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 c 5&
_'& 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 t7"vAjZU 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) Z9MT,
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图1 全局参数:Signals 标签 XANPI| 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ,,hW|CmN30 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 pDlU*& 0(2r"Hi
图2 全局参数:Simulation参数标签 '$@bTW 系统设置 =}6yMR!4R< 9U[
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(a) A.@S>H'P
 (b) 图3 EDFA布局 TmZ%
;TN Signals标签 qHT_,\l2 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。 )*=ds, 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。 sOegR5?; 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。 3]=j!_yJf 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 8Z{e/wnVF 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)。 dWhki|c nU{}R"|
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay r~&[Gaw
图5 在布局中加入Optical Delay !Nu ~4 运行模拟 tnv @`xBn 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: osS?SuQT 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 vhA4ol 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 W$g<nhLK 查看结果 @+OX1-dd/w 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 IkzY \uT2)X( N 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 llbf(! Y7TW_[_u
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 k}xXja* 运行模拟 A2fc_A/a 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: I\%a< 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 f~HC%C
YH 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 o5NV4= Y8c#"vm( 查看结果 k,p:!S(bl 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 =0Z^q0. |\PI"rW 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 -@6R`m=> 7r F )fKW
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 fC$Rz#5? 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。 p$mx 观察增益与波长关系 2pKkg>/S
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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