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。 GO+cCNMa" 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 q*mNVBy 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 #fRhG^QKp 光放大器 +0;6.PK 全局参数 37 T<LU 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 #
0dN!l; 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。 t(/e~w 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。 /al(=zf 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) SLD%8:Zn 图1 全局参数:Signals 标签 jL6u#0 pD eqBO 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 `QnKal ) 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)。 @vCPX=c 图2 全局参数:Simulation参数标签 T7'njaLec imZi7o 系统设置 .MXznz (a) vjhd|  (b) 图3 EDFA布局 z\sy~DM;> O1ofN#u Signals标签 ?76Wg:: 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。 8&IsZPq%l 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。 e>#*$4tg 其次,第一次迭代中,双向组件的左输入端口没有反向信号,例如隔离器和泵浦耦合器,这会使模拟被终止。 \&NpVH,- 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 3qXOsa7 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 `kpX}cKK} 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay (vB aem9 图5 在布局中加入Optical Delay 5IOOV Yl SsIy ;l 运行模拟 +%OINMo.A 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: IgI*mDS&b 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 |h\e(_G\ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 +?w 7Nm` 查看结果 &BY%<h0c 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 aEo!yea &na#ES$X, 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 %g5TU 6WP 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 j&6,%s-M`a D^baXp8 运行模拟 j 6%X 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: [ >O4hifq 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 GbFLu`I u 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 W2D^%;mw +iz5%Qe<f 查看结果 gPSUxE`O. 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 0&mo1 k_U y>Zvos e 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 s:'M[xI vIF=kKl9, 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 4v_?i@,L 5+vCuVZ 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。 \V
/s 观察增益与波长关系(a) (b) 图8 图像(a) Gain x Wavelength 和(b) NF x Wavelength
|