[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性

本案例的目的是演示當輸入信號的波長和偏振發生變化時,延遲干涉儀的響應。

圖1顯示了所設計的系統布局。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖1

圖1.輸出信號功率隨波長變化系統布局圖

CW激光器中的頻率參數處于掃描模式,頻率在193.0 THz到193.2 THz之間變化。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖2

圖2.頻率掃描設置

干涉儀中的最大功率比值IL為30 dB,延遲為0.025 ns,參考頻率為193.1 THz。參數設置如下圖:

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖3

圖3.延遲干涉儀設置

圖4顯示了掃描的每個頻率在兩個輸出端口中的響應。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖4

圖4.輸出端口1和2的輸出信號功率

在193.1 THz處呈現0 dBm的曲線是輸出端口1處的響應。在相同的頻率下,對于輸出端口2,信號功率應該在-30 dBm左右。在每條曲線上最大功率峰值之間的頻率間隔為40GHz(1/0.025ns)。

為了能夠看到參數PDF“偏振相關頻移”的影響,我們模擬了一個具有兩個延遲干涉儀的系統。

延遲干涉儀中的一個將具有與另一個相對正交偏振的輸入信號。此時,信號頻率將在193.08THz到193.12THz之間變化。

圖5顯示了系統布局。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖5

圖5.比較不同偏振的兩個信號的系統布局

模擬的每個干涉儀的偏振相關頻移參數值為10GHz。

輸出端口1的響應如圖6(a)所示,輸出端口2的響應如表6(b)所示。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖6

a) 輸出端口1的信號功率

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖7

b) 輸出端口2的信號功率

圖6.輸出端口1和2的信號功率

我們可以在圖5中看到,輸入信號偏振的差異導致不同干涉儀的曲線發生10GHz的偏移。該偏移是干涉儀中的PDF(偏振相關頻率偏移)所決定的。

最后,我們使用從0°到360°改變角度的偏振旋轉器來分析輸入信號中偏振的變化,系統布局如圖7。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖8

圖7.偏振分析的系統布局

在這種情況下,我們將PDF值設為零,并設置了0.5dB的偏振損耗PDL。

在圖8中,我們可以看到偏振的變化會導致額外的損耗,對于正交偏振的信號,其最大值為0.5dB。

[Optiwave] OptiSystem應用:延遲干涉儀的特性的圖9

圖8.輸出信號功率與偏振角變化曲線

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