Abstract
The transient response in PDFA(Praseodymium-Doped Fiber Amplifier) is theoretically investigated. The PDFA has the spectral gain band in 1.3${\mu}{\textrm}{m}$. The transient model includes the transient buildup of the population inversion, the pump power, and the signal power and their transient variation along the fiber amplifier. The numerical analysis of transient model can predict the gain saturation, the variation of pump power and the gain as a function of the fiber length. It also shows the gain saturation and recovery effects depending on the pumping rate lead to distortion and saturation in the amplification of optical pulse. The results of numerical analysis, for the case of the Pr ion concentration of 1000ppm and the pump power of 0.5W the gain saturation is obtained 30dB at the length of 5m and the saturation time of upper level is 250 $mutextrm{s}$.
본 논문에서는 1.3$\mu\textrm{m}$ 대역에서 증폭특성을 갖는 PDFA의 과도응답 특성을 이론적으로 해석하였다. 수치모델은 밀도반전의 형성과정, 여기파워, 신호파워와 증폭기를 따라 변화하는 신호파워를 포함하고 광섬유 증폭기의 길이에 따른 각 에너지준위의 밀도, 여기파워, 이득의 해서과 시간의 변화에 따른 각 에너지준위의 밀도변화와 이득을 해석하였다. 이러한 수치해석의 결과는 광섬유증폭기의 이득 포화와 복구시간을 예측할 수 있게 해주고, 이득의 포화와 복각시간이 광 펄스의 증폭에 미치는 영향을 예측한 수 있게 한다. 시뮬레이션의 결과, 여기광의 파장 1.017$\mu\textrm{m}$, 파워 0.5W이고 광섬유증폭기의 Pr 이온의 도핑농도가 1000ppm일 경우 광섬유증폭기의 길이 약 5m 에서 이득의 포화가 이루어 졌으며 30dB의 이득을 얻었다. 또한 상준위의 이온밀도는 약 250$\mu\textrm{s}$의 시간이 지난후에 포화됨을 알 수 있었다.