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。 >)NS U 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 zBq&/? 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 J9tV|0 光放大器 vJi<PQ6 全局参数 j~.tyxOq# 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 -&1P2m/46 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。 i9qIaG/ 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。 o/a2n<4 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) 95j`^M)Q 图1 全局参数:Signals 标签 C7W<7DBf ?5B?P:=kl 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 x<rS2d-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)。 `5(F'o 图2 全局参数:Simulation参数标签 icIWv
M6A0D+08 系统设置 P{%Urv{U (a) x%ccNP0  (b) 图3 EDFA布局 -\B*reC HrZX~JnTmf Signals标签 *CQZ6&^ 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。 :EYUBtTj 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。 ojm IEzsz 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。 @^ &p$: 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 =E!Y f#p+q 要解决第二个问题,有两个可能的解决方案:我们可以启用在Signals标签的Initial delay参数(图4)或者我们可以在布局中加入Optical Delay(图5)。 #ucb 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay \I}EWI 图5 在布局中加入Optical Delay 3'i(wI~<[ X}x\n\Z 运行模拟 h0dZr-c 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: !'[?cEog 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,计算对话框应该会出现 >)diXe}j 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 2v@B7r4} 查看结果 L[nDjQn" 为了查看结果,双击Dual Port WDM Analyzer。通过浏览Signal Index参数,你可以查看每一次迭代的结果 m`$Q/SyvG n`w]? bL 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 4e|N^h*! 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 0J466H_d{ [Pjitw/? 运行模拟 [.Fq
l+ 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: Np$&8v+en 要运行模拟,你可以在File菜单选择Calculate。你也可以按Ctrl+F5或者使用工具栏的计算按钮。在选择计算后,弹出计算对话框 b]xoXC6@ t 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 k #\j \t- /!;v$es
S 查看结果 [N9yWuc 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 yVXVH CB 7mXXMm 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 oqbz!dM(Z #XqCz>Z 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 L$);50E
v)gMNzt 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。 84e8z { 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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