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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。 kcI3pmgj  
此处展示的案例可在Optisystem安装文件夹samplesOptical amplifiers中找到。 MyAi)Mz~o  
该教程将会介绍光放大器库这一部分。 LbvnV~S  
光放大器 $^}?98m  
全局参数 r#3(;N{=  
使用Optisystem的第一步是设置全局参数。 k)dLJ<EM  
我们都知道,主要的一个参数是time window,它由比特率和序列长度计算得到。 \h?C G_|]  
对于放大器和激光器的设计,还有其它可以定义模拟中的迭代次数和引入初始延迟的重要参数。 g!cTG-bh>J  
这些参数是Iterations和Initial delay,可以在全局参数窗口中获得(图1) )"wWV{k  
图1 全局参数:Signals 标签
ojUBa/  
GR Rv0M  
本次教程中,除了一些全局参数,我们会使用默认参数。 XeKIue@_  
 在全局参数对话框,将参数Bit rate设置为2.5e9,Sequence length为32,Samples per bit为32。Time window参数应该为1.28e-8(图2)。 ]xfu @''  
图2 全局参数:Simulation参数标签
> QDmSy*&  
Hh4$Qr;R  
系统设置 +A3@{ 2  
(a)
h /@G[5E  
(b)
图3 EDFA布局
&}Cm9V  
YrL:!\p.  
Signals标签 STL&ZO  
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。 -]\UFR  
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。 z*"zXL C  
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。 u4, p.mZtb  
要解决第一个问题,你只需增加迭代次数 f3[gA Y  
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)。 D:/^TEib  
图4 全局参数-增加迭代数和启用Initial Delay
V^As@P8,'(  
图5 在布局中加入Optical Delay
db'Jl^  
tQ&.;{5[f  
运行模拟 {+F/lN@  
我们可以运行图3所示的系统然后分析结果: B#N(PvtE  
 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 ~q5"'  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 7H %>\^A^  
查看结果 W MU9tq[  
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 Oca_1dlx  
z}&?^YU*)`  
图6显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 b*\K I  
  
图6 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
4siNY4i"  
-1 ;BwlL  
运行模拟 ^y]CHr  
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:{'IY  
 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 P4-`<i]!S  
 在计算对话框中,点击Play按钮。计算应当能无误进行。 \!Cix}}1  
NTkGLD1e.  
查看结果 F#*vJb)  
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 AK]{^Hvz  
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图7显示了6次迭代和初始延迟的WDM分析仪的结果。 0&} "!)  
   01uMbtM  
  
  
图7 Dual Port WDM Analyzer不同迭代次数的结果
!`LaX!bmp  
XCc /\  
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。 $vlq]6V8  
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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