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。 v3Xt<I=4y 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 h$#zuqm 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 `bMwt?[* 光放大器 y_A7CG"^ 全局参数 V(6GM+ 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 \L4+Dv<z 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 <h[l)-86 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 A;e0h)F$- 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) \h UE,^ 图1 全局参数:Signals 标签 +8eW/Bs@2 ganXO5T$ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 f3M~2jbv'p 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)。 le.(KgRS4 图2 全局参数:Simulation参数标签 [>xGynU0 [X=J]e^D 系统设置 a]nyZdt` (a)
avwhGys#  (b) 图3 EDFA布局 $kCXp.#k@~ mvrg!/0w Signals标签 XJ9l,:c, 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。 ,.PW
qfb 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。 ~G#^kNme 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。 XJ9bY\>)q1 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 Sh2;^6d 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)。 .pd_SQ~ 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay Ii4lwZnz 图5 在布局中加入Optical Delay WTZr{)e +'fdAc:5', 运行模拟 'l`T(_zL\% 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: L.1pO2zPe 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[$9k}. 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 j_Z"= 查看结果 I~:
AWS9 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 Ow7}&\;^- +(9qAB7 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 q9mYhT/Im 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 XkJzt vJE>H4qPmD 运行模拟 ecgGl,{ 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: 8E9W\@\ 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 tE>hj:p 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 5Zdxn> #6 yi 查看结果 {V{*rq<) 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 g6=w
MRt[ \hcb~>=C 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 v4V|j<R l<l6Ey( 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 =W
Q_5} 3"OD" 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。 bWAVBF 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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