An optimal wideband gain flattened hybrid erbium-doped fiber amplifier/fiber Raman amplifier (EDFA/FRA) has been introduced. A new and effective optimization method called particle swarm optimization (PSO) is employed to find the optimized parameters of the EDFA/FRA. Numerous parameters which are the parameters of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and the fiber Raman amplifier (FRA) define the gain spectrum of a hybrid EDFA/FRA. Here, we optimize the length, $Er^{3+}$ concentration, and pump power and wavelength of the EDFA and also pump powers and wavelengths of the FRA to obtain the flattest operating gain spectrum. Hybrid EDFA/FRA with 6-pumped- and 10-pumped-FRAs have been studied. Gain spectrum variations are 1.392 and 1.043 dB for the 6-pumped- and 10-pumped-FRAs, respectively, in the 108.5 km hybrid EDFA/FRAs, with 1 mW of input signal powers. Dense wavelength division multiplexing (DWDM) system with 60 signal channels in the wavelength range of 1529.2-1627.1 nm, i.e. the wide bandwidth of 98 nm, is studied. In this work, we have added FRA's pump wavelengths to the optimization parameters to obtain better results in comparison with the results presented in our previous works.
In this paper, the performance of upidirectional and hi-directional regenerative erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is compared. The systems are operating above laser oscillation threshold. The experimental results show that the unidirectional regenerative EDFA has a better performance than the hi-directional.
EDFA는 광전송시스템에서 광섬유상에 전파되는 신호가 광섬유의 손실로 인해 약해지게 되는데 미약해진 신호의 광세기를 키워주는 증폭기로서 널리 사용되고 있다. EDFA의 증폭기작을 주요 인자를 가지고 분석함으로써 그 특성을 이해하고 이를 토대로 EDFA 설계시 유용한 기준으로 삼고자 한다. 또한 광전송시스템에서의 EDFA는 자연방출광잡음으로 인해 수신단에서 신호대잡음비를 악화시켜 전송오율을 증가시키게 되는데 이를 억제하기 위한 동작조건 즉 잡음지수의 최소화하는 동작조건에 대해서 논하고자 한다.
1530nm 파장 대역이 L밴드 (long-wavelength-band) EDFA(erbium-doped fiber amplifler)를 위한 펌프 파장으로 연구되었다. 이 펌프 광원은 파장 가변 광원과 직렬 연결된 C 밴드 (conventional-band) EDFA로 제작되었다. 이 L밴드 EDFA는 순방향 펌핑 구조를 사용하였다. 1530nm 대역 내에서 1545nm 펌프 파장을 사용하였을 때 0.454B/mW 이득 계수를 얻었는데 이는 기존에 사용되는 1480nm 파장으로 펌핑 하였을 경우보다 2배 이상 높은 수치이다. 1530nm 파장 펌핑의 잡음지수는 가장 좋지 않은 경우가 6.36dB였는데 이는 1480nm 펌핑보다 0.75dB 높은 값이다. 제안된 펌핑 파장을 이용하는 L밴드 EDFA에서 얻은 이 같은 골은 이득 계수는 이 L밴드 EDFA가 전력 소모를 적게 한다는 것을 의미한다.
자유 공간 광통신 시스템에서 발생하는 대기 외란에 의한 광신호 변동을 억제하기 위하여 전광(all-optical) 자동 이득 조절(automatic gain controlled, AGC) 어븀 첨가 광섬유 증폭기(erbium-doped fiber amplifier, EDFA)를 활용할 때의 성능을 실험적으로 평가하였다. EDFA에 입력되는 광신호 입력을 -30 dBm과 -10 dBm으로 각각 설정하여 증폭기가 소 신호 영역과 포화 영역에서 동작할 때의 성능을 실험적으로 비교하였다. 이 때 광신호의 요동은 음향 광학 변조기(acousto-optic modulator, AOM)를 활용하여 구현하였다. 실험 결과로부터 EDFA가 소 신호 영역에서 동작하며, 피드백되는 증폭된 자발 방출(amplified spontaneous emission, ASE) 광 전력이 0 dBm으로 증폭기를 포화시킬 수 있는 경우에 가장 작은 광신호 요동 특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 마하-젠더 광 변조기와 EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)로 구성된 아날로그 광통신 링크에서 광 변조기에 인가되는 바이어스 전압의 조정을 통해 광통신 링크 출력의 랜덤 지터를 효과적으로 감소시키는 방법에 관하여 연구하였다. 광 변조기의 바이어스를 $0.5\;V_{\pi}$로부터 약 $0.089\;V_{\pi}$로 이동시켰을 때, 10 GHz RF 신호의 이득은 최대 10.65 dB가 증가하였고, 랜덤 지터는 EDFA의 입력 광 파워가 -0.11 dBm일 때 최대 46.5% 감소하였다.
Optical Time Domain Reflectometry를 이용하여 수백 km 이상의 장거리 광통신망을 감시하기 위해서는 감시광을 증폭시켜야한다. 본 논문에서는 1625 nm OTDR 감시광을 증폭시키기 위해 fiber Bragg grating과 band pass filter를 이용하여 이득과 잡음지수를 각각 5.1 dB 그리고 0.9 dB 향상시킨 2단 구조의 Extended L-band EDFA를 제안하였다. 제안된 Extended L-band EDFA의 1625 nm 대역의 신호 이득은 16.3 dB이고 잡음지수는 7.1 dB였다.
Markom, Arni Munira;Muhammad, Ahmad Razif;Paul, Mukul Chandra;Harun, Sulaiman Wadi
Current Optics and Photonics
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제6권1호
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pp.32-38
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2022
Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) have saturated the technological market but are still widely used in high-speed and long-distance communication systems. To overcome EDFA saturation and limitations, its erbium-doped fiber is co-doped with other materials such as zirconia and bismuth. This article demonstrates and compares the performance using three different fibers as the gain medium for zirconia-erbium-doped fibers (Zr-EDF), bismuth-erbium-doped fibers (Bi-EDF), and commercial silica-erbium-doped fibers (Si- EDF). The optical amplifier was configured with a double-pass amplification system, with a broadband mirror at the end of its configuration to allow double-pass operation in the system. The important parameters in amplifiers such as optical properties, optical amplification and noise values were also examined and discussed. All three fibers were 0.5 m long and entered with different input signals: 30 dBm for low input and 10 dBm for high input. Zr-EDF turned out to be the most relevant optical amplifier as it had the highest optical gain, longest transmission distance, highest average flatness gain with minimal jitter, and relevant noise figures suitable for the latest communication technology.
채널 간격이 50 GHz 인 64 채널 파장분할 다중화 광신호를 위한 고출력 이득 평탄화된 L-band 광증폭기의 구조가 최적화되고 이 증폭기의 출력 특성이 측정되었다. 1570 nm 에서 1600 nm 사이에서 그리고 -2 dBm 입력조건 하에서, 최적화된 이단증폭기는 1 dB 오차 내에서 파장에 따른 평탄화된 이득을 가지며 이득 값은 20 dB 였다. 잡음지수는 6 dB 이내로 최소화 되었다. 추가적인 소자의 도움 없이 EDF 의 특성만을 고려하여 이득평탄화가 구현되었다. 증폭기는 2단 증폭단으로 구성되며 각 증폭단은 EDFA 구조를 기본으로 하였다. 각 단에서 EDF의 길이와 펌핑 구조들이 실험을 통해 최적화 되었다.
하나의 광섬유 브래그 격자와 EDFA를 이용하여 온도와 스트레인을 동시에 측정할 수 있는 센서를 제안하고 구현하였다. 혼도에 따른 EDFA 의 ASE파워의 선형적 변화를 이용하여 온도를 측정하고 전체 브래그 파장변화와 그 온도효과의 차로써 스트레인을 측정하였다. 측정값은 스트레인과 온도 각각에 대해서 $18.2{\mu}{\varepsilon}$과 $0.7^{\circ}C$의 rms 오차를 가진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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