• 제목/요약/키워드: Erbium-doped fiber amplifiers

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광상호분배기 실험 모델 (An experimental optical cross-connect)

  • 이성은;윤병호방준학서완식
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.995-997
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    • 1998
  • The experimental optical cross-connect based on delivery and coupling switch features all-optical property. It consists of erbium-doped fiber amplifiers, arrayedwaveguide gratings, optical switches and optical combiners. In 4 channel wavelength division multiplexing with 1.6 nm spacing, the difference in power level among channels for output signals from the optical cross-connect was within 2 dB.

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자유 공간 광통신 시스템에서 신호 변동 억제를 위한 전광 자동 이득 조절 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 성능 평가 (Performance Evaluation of an All-optical Automatic Gain-controlled Erbium-doped Fiber Amplifier for Suppression of Signal Fluctuation in Terrestrial Free-space Optical Communication Systems)

  • 정유석;김철한
    • 한국광학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.99-105
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    • 2022
  • 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.

평균 밀도 반전 원리를 이용한 WDM용 EDFA의 설계 방법 및 특성 (Design of flat gain EDFAs based on inversion principle and their characteristics)

  • 정희상;최현범;이문섭;이동한;최봉수;문형명;이규행;안성준;장문종
    • 한국광학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.401-404
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    • 1999
  • 정확하게 EDF의 발광계수를 측정하는 방법을 개발하고 설계 제작된 광증폭기의 평탄한 이득 상태에서의 특성을 살펴보았다. 간단한 측정읕 통해 원하는 증폭 이득에서 이득이 평탄한 EDFA를 간편하게 설계할 수 있는 방법을 제시하였다.

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Loss mechanism을 고려한 밀도 반전이 고정된 EDFA의 black box 모델링에 대한 연구 (Constant inversion black box model of EDFAs including various loss mechanisms)

  • 민범기;이원재;박재형;박남규
    • 한국광학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.205-211
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    • 2001
  • 본 논문에서는 최근 주목받고 있는 장파장 EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifer)에서의 성능 분석, 특히 전력변환률(Power Conversion Efficiency)의 예측을 위한 밀도반전이 고정된 상태에서의 black box 모델을 유도하고 이득이 평탄화된 장파장 EDFA의 요구되는 펌프파워측면에서 수치해석과 실험을 통하여 유도된 모델의 유용성을 증명하였다. 모델을 통한 펌프파워의 예측치는 실험오차 범위내에서 1.9%이내의 정확성을 보였다. 밀도반전이 고정된 상태에서의 black box 모델은 일반적으로 980nm, 1480m, 펌핑의 경우 모두 적용이 가능하며 EDF의 3가지 이상의 길이에 대하여 입력 펌프파워와 입력/출력 신호파워의 관계를 측정하여 밀도반전이 일정한 상태에서 다른 동작점의 성능을 예측할 수 있었다. 또한 단파장 EDFA에서는 손실의 효과가 크게 나타나지 않아 해석적인 해와 일치하는 결과가 알려져 있었으나 이에 비해 장파장 EDFA에서는 여러 가지 손실의 효과가 더욱 크게 작용하게 되며 특히 paired ion의 효과로 인한 손실로써 비선형적인 관계식이 유도됨을 보였다.

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초광대역 광증폭기에 대한 연구

  • 박남규;박종한;이한석;김나영
    • 정보와 통신
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    • 제19권10호
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    • pp.78-92
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    • 2002
  • 고용량 파장다중분할(WDM) 전송 시스템의 수요가 폭발적으로 증가함에 따라 기존의 erbium-doped fiber amplifiers(EDFA)가 제공하는 이득 대역을 넘어서는 대역폭의 광증폭기의 개발이 촉진되고 있다. 에르븀 이외의 새로운 회토류 첨가물을 사용한 증폭기와 광섬유 내에서의 비선형 현상인 라만 산란에 의한 라만 증폭기에 집중적인 연구가 그 예라 하겠다. 최근 몇 년간의 집중적인 연구를 통하여 현재의 광대역 광 증폭기는 기존의 EDFA(C 벤드 EDFA)가 제공하는 광이득대역의 4∼5배 정도를 쉽게 제공할 수 있다. 이러한 목적을 가지고 통신시장에서 사용될 수 있는 1500nm 근처 대역의 증폭에 대한 세가지의 증폭 기술이 연구되고 있다. 우선, S+밴드(1450-1480nm)와 S밴드(1480-1530nm)의 증폭을 위한 thulium-doped fluoride fiber amplifiers(TDFFA), C 밴드(1530-1560nm)와 L 밴드(1570-1610nm)를 위한 EDFA, 그리고 마지막으로 100nm 이상의 이득대역과 S+에서 L밴드까지 증폭파장대역의 선택이 자유로운 라만 증폭기가 있다. 또한 위의 세 기술을 직렬 또는 병렬로 조합하여 사용하는 증폭기가 있다. 이러한 증폭기 모두에 대해서 실험적인 보고는 많이 있었으나, 내부의 에너지 준위가 복잡하여 증폭 기제가 복잡하고, 실험 파라미터를 측정하기가 어려워서 광대역증폭기의 성능을 예측하기 어려운 점이 있었다. 게다가 이러한 상황에서 광대역증폭기에 대한 해석적이거나 수치해석적인 심도깊은 연구가 부족하여 앞으로 증폭기를 다양하게 응용하기 위한 성능의 예측이 어려울 것으로 보인다. 이는 광대역 증폭기 기반의 전송 시스템을 성공적으로 적용하는데 제한을 줄 것이다. 따라서 본 논문에서는 광대역 증폭기(C/L밴드 EDFA, 라만 증폭기, TDFA)에 대한 실험적인 분석뿐만 아니라 해석적, 수치해석적인 분석 방법까지 그 응용의 예와 함께 소개할 것이다.

$Er^{3+}$$Tm^{3+}$이 복합 첨가된 실리카 광섬유의 ASE 광원에 대한 특성 평가 (Characterization of amplified spontaneous emission light source from an $Er^{3+}$/$Tm^{3+}$co-doped silica fiber)

  • Jeong, Hoon;Oh, K.
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.96-97
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    • 2000
  • Incoherent broadband optical sources have been applied in various areas such as a light source for optical device characterization, fiber-optic gyroscopes$^{(1)}$ , and spectrum sliced light source in wavelength division multiplexing (WDM) system$^{(2)}$ . To utilize the inherent low loss in silica optical fibers, various types of incoherent light sources are being developed. Among the light sources, the amplified spontaneous emission (ASE) from a rare earth doped fiber has benefits in temperature stability, high output power, low polarization dependence over semiconductor diodes$^{(3)}$ . Recently erbium doped fibers (EDF) have been intensively researched for ASE sources as well as optical amplifiers$^{(4)}$ . The spectrum of ASE from an EDF, however, is limited in the 1520~1560 nm range in conventional configurations. In this letter we described a new broadband ASE source which included both the conventional ASE band of Er$^{3+}$ ion, 1520nm~1560nm and ASE band from Tm$^{3+}$ ions that extends the bandwidth further. For the first time, to the best knowledge of authors, a fiber ASE source based on the energy transfer between Er$^{3+}$ and Tm$^{3+}$ ions in the range of 1460~1550 nm, has been demonstrated using a single 980nm pump laser diode. (omitted)omitted)

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Decaying/Expanding Distribution of RDPS in the Half Section of a Dispersion-Managed Optical Link Combined with Mid-Span Spectral Inversion

  • Lee, Seong-Real
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제17권4호
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    • pp.227-233
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    • 2019
  • In long-haul optical communication system consisting of standard single-mode fiber spans and fiber amplifiers, such as the erbium-doped fiber amplifier, performance is deteriorated by signal distortion due to chromatic dispersion and nonlinearity of the fiber. A combination of dispersion management and optical phase conjugation is an effective technique to compensate for the distortion. In an optical link configured by this combination, a dispersion map mainly affects the compensation of the distorted optical signals. This paper proposes new dispersion maps configured by the decaying or expanding distribution of residual dispersion per span (RDPS) in a dispersion-managed link combined with a midway optical phase conjugator. The effect of the proposed dispersion maps on the compensation for distorted 24 channel × 40 Gbps wavelength-division multiplexed signals was assessed through numerical simulation. It was confirmed that all the proposed dispersion maps are most appropriate for the compensation and, furthermore, for the flexibility of link configuration than conventional links.

An All-Optical Gain-Controlled Amplifier for Bidirectional Transmission

  • Choi, Bo-Hun;Hong, Kyung-Jin;Kim, Chang-Bong;Won, Yong-Hyub
    • ETRI Journal
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    • 제28권1호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • A novel all-optical gain-controlled (AOGC) bidirectional amplifier is proposed and demonstrated in a compact structure. The AOGC function using fiber Bragg grating (FBG) pairs controls both directional signals independently, and combinations of optical interleavers and isolators suppress Rayleigh backscattering (RB) noise. The amplifier achieves high and constant gain with a wide dynamic input signal range and low noise figure. The performance does not depend on the input signal conditions, whether static-state or transient signals, or whether there is symmetric or asymmetric data traffic on bidirectional transmission. Transmission comparison experiments between invariable symmetrical and random variable asymmetric bidirectional data traffic verify that the all-optical gain control and bidirectional amplification functions are successfully combined into this proposed amplifier.

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A Novel Technique to Minimize Gain-Transient Time of WDM signals in EDFA

  • Shin, Seo-Yong;Kim, Dae-Hoon;Kim, Sung-Chul;Lee, Sang-Hun;Song, Sung-Ho
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제10권4호
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    • pp.174-177
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    • 2006
  • We propose a new technique to minimize gain-transient time of wavelength-division-multiplexing (WDM) signals in erbium-doped fiber amplifiers (EDFA) in channel add/drop networks. We have dramatically reduced the gain-transient time to less than $3{\mu}sec$ by applying, for the first time to our knowledge, a disturbance observer with a proportional/integral/differential (PID) controller to the control of EDFA gain. The $3{\mu}sec$ gain-transient time is the fastest one ever reported and it is approximately less than 1.5% of $200{\mu}sec$ gain-transient time of commercially available EDFAs for WDM networks. We have demonstrated the superiority of the new technique by performing the simulation with a numerical modeling software package such as the $Optsim^{TM}$.