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infotek 2025-07-09 07:55

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。 ~4t7Q  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 +Vsd%AnN"l  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 &nXa /XIZ_  
光放大器 6.>l  
全局参数 0.4Q-?J  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ta)'z@V@g  
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。 |OVD*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。 d7)EzW|I;  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) m~x O;_m  
图1 全局参数:Signals 标签
THXG~3J<  
*^WY+DV  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 F/(z3Kf  
 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)。 6%8,OOS  
图2 全局参数:Simulation参数标签
~UhTy~jya  
iAWd 9x  
系统设置 5kju{2`GF  
(a)
]DV=/RpJ9B  
(b)
图3 EDFA布局
^7zXi xp  
m-h+UKt  
Signals标签 { :~&#D  
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。 OY?x'h  
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。 Co%EJb"tk  
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。 s<;kTReA  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 D$OUy}[2`.  
要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 rcx'`CIJ  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
^<"^}Jh.M  
图5 在布局中加入Optical Delay
',g'Tl^E  
A['0~tOP  
运行模拟 fkjo  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: G$HXc$OY  
 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 q8 _8rp-@  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 @$bEY#*C  
查看结果 c|,6(4j>$  
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 OU /=wpt  
1P17]j2C  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 dRXEF6G  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
/ivA[LSS  
ja_.{Zv  
运行模拟 S~+er{,ht4  
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: X":T>)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,弹出计算对话框 "{igrl8  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 }kK6"]Tj  
(aQNe{D#  
查看结果 3gcDc~~=  
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 0zC mU)ng  
^zs]cFN#%  
图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 [G=+f6 a  
   ; wpX  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
NUvHY:  
&0='z  
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。 {|Pg]#Wi&  
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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