• 한국광학회지
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• 제17권2호
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• pp.127-135
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• 2006

광주파수 변조된 펌프와 프로브 빛의 광섬유 내 중첩을 시간 영역에서 직접 다루는 방법으로 공간 선택적 브릴루앙 산란 방식의 분포형 광섬유 센서를 시뮬레이션 하였다. 광섬유 내 브릴루앙 이득 분포의 시간/공간적 변화를 구하였고, 이종 광섬유의 접속과 온도 분포가 존재하는 경우에 대해 시뮬레이션 하여 분포형 센서로서 합당한 결과를 얻었다. 변조 파형으로서 정현파 대신에 삼각파를 이용한 경우에 정현파에 비해 공간 분해능 면에서 유리한 것으로 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제17권2호
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• pp.143-148
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• 2006

광섬유 내 브릴루앙 산란의 이득 스펙트럼을 측정하는 새로운 방법을 제안하고 실험하였다. 기존의 측정 방식과는 달리, 주입전류를 직접 변조하여 광주파수 변조된 하나의 레이저 다이오드로부터 펌프광과 프로브광을 발생시키고, 주입전류를 사각파로 변조할 때 나타나는 광주파수 처핑을 이용하여 펌프/프로브간 광주파수 차이를 연속적으로 변화시키는 방법으로 브릴루앙 이득 스펙트럼을 측정하였다. 통신용 단일모드 광섬유의 브릴루앙 이득 스펙트럼을 측정하여 기존 문헌의 결과와 거의 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국광학회지
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• 제11권5호
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• pp.353-359
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• 2000

마하젠더 광세기 변조기를 이용해 10GHz의 능동적 고조모드록킹된 어븀첨가 광섬유 레이저의 출력특성을 측정하여, 이를 모델로 레이저 공진기를 이론적으로 해석하였다. 능동형으로 모드록킹된 레이저에서의 비선형 슈뢰딩거 방정식을 통해 공진기에서 나타나는 비선형 효과인 자기위상변조(Self Phase Modulation)와 군속도 분산(Group Velocity Dispersion)을 고려하여 레이저의 각각의 구성부붐들이 레이저 펄스에 미치는 영향을 계산하여 이론적으로 해석하였다. 또한 그 해석을 바탕으로 chi게 파라메터를 줄이면서 펄스폭을 최소화하는 방향으로 펄스의 세기와 필터의 대역폭을 변화시켜가면서 기존의 것에 비해 chirp 파라메터는 2배, 펄스폭은 4배 줄일 수 있는 조건을 찾아 향상된 특성의 레이저 공진기를 설계하였다.

• 한국광학회지
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• 제12권2호
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• pp.121-128
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• 2001

이 논문에서는 광섬유의 구조에 따라 증폭기 이득과 이중 레일레이 교차 잡음의 함수로서의 라만 광섬유 증폭기의 성능을 살펴보았다. 라만 증폭은 높은 펌프 파워를 필요로 하는 비선형 현상이므로 작은 유효면적을 갖는 광섬유를 사용하면 펌프파워의 효율면에서 장점을 가질 수 있다는 것을 쉽게 생각할 수 있다. 여기서 쉽게 간과할 수 있는 사실이 레일레이 후방 산란에 대한 것이다. 레일레이 후방 산란 역시 광섬유의 유효 면적이 작아짐에 따라 증가함으로 증폭기의 이득 증가에 따른 잡음의 증가도 고려해야 한다. 더구나 이중 레일레이 산란은 증폭 매질인 광섬유내에서 두 번 반사하면서 더욱 크게 증폭된다. 그러므로 이와 같은 이중 레일레이 산란에 의한 시스템 성능 저하가 크게 문제가 될 수 있다. 그러므로 라만 광섬유 증폭기에서 광섬유 구조의 변화에 대해서 얻어지는 이익(증가된 이득)과 시스템 페널티(이중 레일레이 교차 잡음)에 대한 분석이 필요하다 이를 바탕으로 적절한 광섬유를 디자인 함으로써 라만 광섬유증폭기에서 시스템 패널티 없이 라만 증폭 효율을 증가시킬 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.396-400
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• 2006

본 논문은 광 패킷 채널을 전송하는 기상에 둔감한 무선광통신방법을 제안한다. 이 방법은 광 패킷 채널들을 광섬유증폭기의 포화영역에서 증폭한다. 전송손실이 증가하면, 평균 패킷의 속도나 평균 패킷의 길이를 줄여서, 자유공간에 입력되는 광파워 레벨을 증가시킨다. 실험으로, $8{\times}10$ Gigabit Ethernet 채널을 자유공간에서 2.4 km 전송하였다. 또한 자유공간에서 광 패킷 채널을 중계하기 위하여 1.2 km 지점에 한 개의 이득포화 광중계기를 사용하였다.

• 한국광학회지
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• 제12권5호
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• pp.371-375
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• 2001

온도 변화에 민감한 1480 nm LD로 펌핑되는 erbium doped fiber와 단일 광섬유 브래그 격자를 사용하여 스트레인과 온도를 동시에 측정할 수 있는 센서 헤드를 구성하였고 optical spectrum analyzer (OSA) 대신에 마하젠더 간섭계를 demodulator 로 사용하여 측정 정밀도와 속도를 향상 시켰다. 출력 신호의 진폭 변화로 측정한 온도의 최소 측정 단위는 0.05$^{\circ}C$이고 위상 변화로 측정한 스트레인의 경우는 0.1$\mu$strain으로서 0.07 nm의 측정 해상도를 가지는 OSA를 demodulator로 사용하는 경우보다 측정 정밀도가 각각 140배 이상과 700배 이상 향상되었음을 볼 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제27권6호
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• pp.203-211
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• 2016

광섬유 격자의 반사스펙트럼을 분석하여 무족화 첩 광섬유 격자를 재구성하는 혼합 최적화 방법을 제안한다. 반사 스펙트럼의 힐버트 변환을 사용하여 설계 변수들의 추정값을 결정하고 층분리 알고리즘을 활용한 차분진화 최적화를 통하여 격자의 설계변수들을 최종 확정하였다. 특성 격자 주기 변화율 2 nm/cm인 무족화 첩 격자에 대한 계산 결과는 격자주기 변화율에 대해 $6{\times}10^{-5}nm/cm$, 굴절률 변조에 대해 $3{\times}10^{-9}$의 정확도로 설계 변수를 재구성할 수 있었으며 종래의 최적화 방법에 비하여 신속성과 신뢰성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권6호
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• pp.652-659
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• 2021

The theoretical analysis and optimization of extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) opticalfiber humidity sensors are deeply investigated. For a typical dual-cavity structure composed of an optical fiber and a humidity-sensitive membrane (HSM), the changes in refractive index (RI) and initial length are discussed for polymer materials and porous oxide materials when relative humidity (RH) increases. The typical interference spectrum is simulated at different RH using MATLAB. The spectral change caused by changing HSM RI and initial length are simulated simutineously, showing different influences on humidity response. To deeply investigate the influence on RH sensitivity, the typical response sensitivity curves for different HSM lengths and air-cavity lengths are simulated. The results show that the HSM is the vital factor. Short HSM length can improve the sensitivity, but for HSM RI and length the influences on sensitivity are opposite, because of the opposite spectral-shift trend. Deep discussion and an optimization method are provided to solve this problem. According to analysis, an opaque HSM is helpful to improve sensitivity. Furthermore, if using an opaque HSM, a short air cavity and long HSM length can improve the sensor's sensitivity These results provide deep understanding and some ideas for designing and optimizing highly sensitive EFPI fiber humidity sensors.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권1호
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• pp.21-27
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• 2023

A highly sensitive optical-fiber humidity sensor is demonstrated in this paper. By using Nafion-PVA sol-gel and single-mode optical fibers, the Fabry-Perot humidity sensor is easily fabricated. In the humidity range of 29%-72%, humidity-response experiments are carried out with a cycle of rising and falling humidity to investigate humidity-response characteristics. The experimental results show 2.25 nm/%RH sensitivity and a 0.9997 linear correlation coefficient, with good consistency. The changes in optical-path difference (OPD) and free spectral range (FSR) with humidity are also discussed. The humidity sensitivities of a typical sensor are 80.3 nm/%RH (OPD) and 0.03 nm/%RH (FSR). Furthermore, many humidity sensors with different Nafion-PVA sol-gel concentration and initial cavity length are experimentally investigated for humidity response. The results show that the sensitivity increases with higher Nafion ratio of the Nafion-PVA sol-gel. The influence of changing cavity length on sensitivity is not obvious. These results are helpful to research on optical-fiber humidity sensors with good performance, easy fabrication, and low cost.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권1호
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• pp.65-71
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• 2024

We present a Yb-doped narrow-linewidth polarization-maintaining all-fiber amplifier that achieves a high mode-instability (MI) threshold, high output power, and 9.7-GHz spectral linewidth. Six wavelength-multiplexed laser diodes are used to pump this amplifier. First, we construct a high-power fiber amplifier based on a master oscillator-power amplifier configuration for experiments. Subsequently, we examine the MI threshold by individually pumping the amplifier with wavelengths of 976, 974, 981, 974, and 981 nm respectively. The experimental results demonstrate that the amplifier exhibits a high MI threshold (>3.5 kW) when pumped with a combination of wavelengths at 974 and 981 nm. Afterward, we inject an optimized phase-modulated seed with a nearly flat-top spectrum into this amplifier. Ultimately, laser output of 3.2 kW and 9.7 GHz are obtained.