以半导体光放大器为核心的系统仿真软件设计

摘要

全光通信网络是高速大容量通信网络发展的必然趋势，半导体光放大器(SOA)是全光网络中的关键单元器件，SOA中的非线性效应可用来实现全光波长转换、光开关、全光逻辑、全光3R再生以及全光解复用。目前已有很多的文献采用数值方法模拟了SOA的非线性效应并给出各种应用分析，但是还没有很好的光通信分析软件能够仿真SOA的这些效应，比如Optiwave的Optisystem中的SOA只是作为通信系统中一个普通的光学放大器。 本研究在分析光子密度和载流子浓度沿有源区长度方向的分布，增益谱色散，放大自发辐射和端面反射率等因素的基础上，用MATLAB设计了一个SOA的高速动态模型，适用于单路速率为10G以下的光信号通过SOA的情况。利用Visual C++软件开发工具设计了一个以SOA为核心的器件系统仿真软件SOA System Simulator，该软件的界面分为三部分，器件选择栏，绘图区和信息栏。该软件不仅实现了SOA模型，而且加入了很多外围需要的光学器件，比如光耦合器，波分复用器，光信号发生器，光滤波器等，用户可以选择需要的器件在绘图区绘制自己设计的系统，从而分析输出结果是否符合理论的预期。