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。 ~(aq3ngo. 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 MFW?m,It) 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 Redp'rXT<h 光放大器 n/$Bd FH 全局参数 %T'?7^\> 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 ~e{2Y% 我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 yl 0?Y 对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 eVU:.fx 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 3Xd+>'H 图1 全局参数:Signals 标签 ^{6Y7T] >=U$s@ 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 r0\bi6;s/ 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)。 /4_}wi\ 图2 全局参数:Simulation参数标签 =7e8N&-nv q/;mxq$ 系统设置 GbP!l;a (a) X[@>1tl  (b) 图3 EDFA布局 I.KYWs _'I9rGlx3 Signals标签 _
<>+Dk& 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。 xR_]^Get 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。 Ku&(+e 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。 FblGFm"P 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 }\823U
% 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)。 uFok'3!g7% 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay 2$\f !6p 图5 在布局中加入Optical Delay LL[+QcH yLDHJ}R 运行模拟 etTuukq_Z 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: >p<(CVX[ 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 {;p/V\ 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 66|lQE&n 查看结果 9txZ6/
为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 R
+\y". R=e`QMq 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 htF&VeIte 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 _Jp_TvP> 3zl!x 运行模拟 }s)Z:6;(,q 为了比较图3和图5两种不同设计的结果,我们可以模拟图5所示的系统然后分析结果: Z(<ul<?r 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 vaQ,l6z
.h 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 {>+$u"* ]-}a{z 查看结果 Fj]S8wI 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 RF;N]A?* JHQ8o5bEQp 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 .1pEq~> |hdh4P$+| 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 :EO}uP2 *jJ62-o 正如我们所看到的,第二个设计收敛速度比带有Initial Delay的设计快。图3的设计因为有Initial Delay需要更多的迭代次数。 H!Od.$ZIX 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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