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。 TcKKI 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 ~{7NTW 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 ohtn^o;C} 光放大器 \FY De 全局参数 VX>t!JP p 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 (_n8$3T75 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 cSs/XJZ 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 (PrPH/$ 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) tAu|8aL 图1 全局参数:Signals 标签 UUEDCtF) zUgkY`]:BJ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 k#r7&Y 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)。 p*&LEjaVM4 图2 全局参数:Simulation参数标签 -I-&<+7v Sl<-)a: 系统设置 <sFf'W_3{ (a) 6C51:XQO  (b) 图3 EDFA布局 "N/K* YIk6:W{ Signals标签 <C`eZ}Qqv 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。 +#db_k 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。 gGdYh.K&e5 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。 ?d#(ian 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 |Gs-9+'y 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)。 adE0oXQH" 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay EkAqFcKLq 图5 在布局中加入Optical Delay sF3
l##Wv qlT:9*&g 运行模拟 0|Ft0y`+ 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: 9* Twx& 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 6)<o O( 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 dZYJ(7% 查看结果 F"#*8P 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 I%|s ^[z\KmUqt 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 %7wzGtM]ps 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 XUNgt(OGR' *7V{yK$O| 运行模拟 0H]9$D 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: ] "vdC} 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 0 S8{VZpy 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 GeTCN "m)O13x 查看结果 l+X^x%EA 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 um;U;%?Q ywtDz8!^u 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 "MP{z~Mmj )4~XZt1r 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 c+XR }4`YdN 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。 / ^M3-5@Q 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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