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。 Zw%:mZN
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 <'A-9y]-v 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Nd@/U
c 光放大器 vkM_a}%< 全局参数 6{g&9~V 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 I?%#`Rvu 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。 4$ah~E>,t 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。 M-F{I%Vx 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) z U*Mk 4<5*HpW
图1 全局参数:Signals 标签 o$7UWKW8 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 -$@'@U 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)。 Fta=yH} r?pFc3~N
图2 全局参数:Simulation参数标签 TQ[J, 系统设置 ]XL=S|tIq F<dhG>E9
(a) _6YfPk+  (b) 图3 EDFA布局 1 .o0" Signals标签 rTJ;s 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。 J%!vhQ 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。 hQvI} 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。 P86wRq
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 ~4] J'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)。 _=cuOo"! qS
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图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay gh `_{l
图5 在布局中加入Optical Delay aqQ
U7 运行模拟 zU4*FXt 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: kn`O3cW/ 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 0fV}n:4Pq 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 `dl^)4J 查看结果 a\B?J 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 3J3wKw!` Fa{[kJ8z 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 'I>geW?{QK p`!<yq2_
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 @f,/ K1k 运行模拟 :01B)~^ 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: };gcM@]]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,弹出计算对话框 \vpX6!T 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Ty3.u9c4
?dk)2 查看结果 1] .m4vC 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 gXY]NWI lcfs
1]. 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 EQ"+G[j~x "K;""]#wg0 %"|W
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图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 Tv|iCYB? 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。 I-Am9\ 观察增益与波长关系 f%q ?
(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
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