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。 NWue;u^ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 vFwhe! 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Bi-x
gq'z 光放大器 fD3>g{ 全局参数 tfIUH'Ez> 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 k|4}Do%; 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。 weH;,e*r 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。 Rt.2]eZEJ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) ^Ycn&`s \ lW*.<
图1 全局参数:Signals 标签 BN1,R] *; 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 E3V_qT8 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)。 6GMwB@ b )0o|u >
图2 全局参数:Simulation参数标签 @rE+H
5 系统设置 7*eIs2aY RveEA/&&
(a) g?rK&UTU  (b) 图3 EDFA布局 ;"2(e7ir Signals标签 1}q(Pn2 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。 nNhb,J 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。 =>*9"k%m 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。 >P}6/L 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ._p^0UxT 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)。 3oC^"723 .*Axr\x3
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 6$G@>QCBS
图5 在布局中加入Optical Delay COL_c<\ 运行模拟 _]M: 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: ,#.9^J 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 ^ux"<? 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Mb+CtI_' 查看结果 g7r0U6Y 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 Fq!-
%Y Fv3:J~Yf 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 i> PKE. 8 O.5ML{
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 (*G'~gSX 运行模拟 ^ oh%Ns 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: k(wJ6pc 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 GI/4<J\ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 A5YS
"i KDYyLkI dr 查看结果 $F~hL?"? 要查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 ^jg{MTa &:Sb$+z 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ?]2OT5@&s J!*Pg< u^uo=/
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 (1}"I
RX. 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。 *,oZ]! 观察增益与波长关系 eE[/#5tK
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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