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。 Tw`^ 此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 S!2M?}LU 该教程将会介绍光放大器库这一部分。 sk$MJSE
~ 光放大器 %z tCcgu* 全局参数 _%;$y5]v 使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 M2[;b+W9 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。 7
\!t/< 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。 $=TFTSO 这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) :|M0n%-X 图1 全局参数:Signals 标签 fZ]Y 9Rzu0:r., 本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 ( m\PcF 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)。 W7S`+Pq 图2 全局参数:Simulation参数标签 <E|i3\[p VW I{ wC 系统设置 ?^Q!=W<7 (a) 60*2k  (b) 图3 EDFA布局 siZ w-. cMsm[D{b Signals标签 zdzTJiY2[Z 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。 ; ob>$ _ 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。 ga?.7F 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。 ,mhO\P96ik 要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 lDnF( 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)。 weU'3nNN 图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay CQW#o_\ 图5 在布局中加入Optical Delay "b8<C>wY kTT!gZP$ 运行模拟 {PnvQ?|Z 我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: vXAO#'4tm% 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? Z5ex 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 Nj5Mc>_ 查看结果 E;*#fD~@ 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 ^J< I
Ia4 (xBS~}e 图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 ?"N,do 图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 PF2PMEBx! A7 qyv0F 运行模拟 IKMkpX!] 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: 9i*t3W71] 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 @Z&El:]3> 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 3'}(:X( *8M0h9S$ 查看结果 / Of*II& 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 --4,6va`e =J&vr 图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 I} m\(TS-" !1$QNxgi 图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果 $l@nk@ LuM:dJ 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。 o|YY,G=C 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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