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infotek 2026-04-22 09:46

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$MJSE ~  
光放大器 %ztCcgu*  
全局参数 _%;$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
siZw-.  
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。 g a? .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(  
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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$Q Nxgi  
  
  
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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