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OptiSystem ® 仿真软件模型案例 目 录 1 光发送机（Optical Transmitters ）设计 1.1 光发送机简介 1.2 光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO ）型Mach-Zehnder 调制器的啁啾（Chirp ） 3 分析 2 光接收机（Optical Receivers ）设计 2.1 光接收机简介 2.2 光接收机设计模型案例：PIN 光电二极管的噪声分析 3 光纤（Optical Fiber ）系统设计 3.1 光纤简介 3.2 光纤设计模型案例：自相位调制（SPM ）导致脉冲展宽分析 4 光放大器（Optical Amplifiers ）设计 4.1 光放大器简介 4.2 光放大器设计模型案例：EDFA 的增益优化 5 光波分复用系统（WDM Systems ）设计 5.1 光波分复用系统简介 5.2 光波分复用系统使用 OptiSystem 设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG ） 的设计分析 6 光波系统（Lightwave Systems ）设计 6.1 光波系统简介 6.2 光波系统使用 OptiSystem 设计模型案例：40G 单模光纤的单信道传输系统设计 7 色散补偿（Dispersion Compensation ）设计 8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8 孤子和孤子系统（Soliton Systems） 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例： 9 结语 1 光发送机（Optical Transmitters）设计 1.1 光发送机简介 一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图 1.1 所示： 图 1.1 光通讯系统的基本构成 1）光发送机 2 ） 传输信道 3 ）光接收机 作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号 转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现 在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED ）和激光二级管（LD ）。其中 LED 输 出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD 是相干光输出，频谱窄，入纤 功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。 一般光发送机由以下三个部分组成： 1) 光源（Optical Source ）：一般为LED 和 LD 。 2) 脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator ）：提供数字量或模拟量的电信号。 3) 光调制器（Optical Modulator ）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看，可划分为光源的内调制和光源的外调制。采用外调制器， 让调制信息加到光源的直流 输出上，可获得更好的调制特 性、更好的调制速率。目前常 采用的外调制方法为晶体的 电光、声光及磁光效应。 图 1.2 为一个基本的外调制激光 发射机结构：在该结构中，光源为频 率 193.1Thz 的激光二极管，同时我们 使 用 一 个 Pseudo-Random Bit Sequence Generator 模拟所需的数字信 号序列，经过一个 NRZ 脉冲发生器 （None-Return-to-Zero Generator 转换 图2 外调制激光发射机 为所需要的电脉冲信号，该信号通过 一个 Mach-Zehnder 调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息” 的光信号。 1.2 光发送机模型设计案例：铌酸锂（LiNbO ）型Mach-Zehnder 调制器中的 3 啁啾（Chirp ）分析 1.2.1 设计目的 通过本设计实例，我们对铌酸锂 Mach-Ze