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。 zR3lX}g 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 8|S1|t, 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ZTgAZ5_cz 光放大器 :>AW@SoTp 全局参数 EyKkjEXx_ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 !9e\O5PmO 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。 iECC@g@a 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。 zezofW]a 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) %+t 36x5 q 1
图1 全局参数:Signals 标签 A9fjMnw 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ~_f
|".T 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)。 ecSdU> B4\:2hBq
图2 全局参数:Simulation参数标签 hX'z]Am< 系统设置 >~^mIu_BH ;QvvU[eb
(a) *1ID`o  (b) 图3 EDFA布局 %(dV|,|v Signals标签 m"?'hR2 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。 l7D4`i<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。 VAF:Z 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。 YN5OuKMUd' 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 @y;tk$e 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)。 Y|x6g(b 9Ww=hfb5UW
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay D@lAT#vA
图5 在布局中加入Optical Delay a\[fC=]r: 运行模拟 Rrs`h `'- 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: a?U%l 9F 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 F-reb5pt.= 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 kDceBs s 查看结果 "PDSqYA 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 )z4kP09 S8W_$=4 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 $S)e"Po~5 um_M}t{
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 i}$N& 运行模拟 <'4!G"_EP 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: <=y58O]x 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 v&CO#vK5. 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 pYi=q w'!}(Z5X? 查看结果 0t:|l@zB 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 G7kFo6Cb ;hfG${l; 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 fXXm@tMx> QF.wtMGF& GD6'R"tJ
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 ).O2_<&?F 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。 |"tV["a 观察增益与波长关系 te)g',#lT
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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