簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 王志中
Chih -Jhong Wang
論文名稱: 高增益低雜訊的寬頻掺鉺光纖放大器之研究
High gain & Low noise Broad Band Erbium Doped Fiber Amplifier
指導教授: 王立康
Li-Karn Wang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 68
中文關鍵詞: 掺鉺光纖放大器高增益低雜訊
外文關鍵詞: EDFA, High gain, Low noise
相關次數: 點閱:96下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 在寬頻(1530nm~1560nm、1570nm~1610nm)的掺鉺光纖放大器設計上,Conventional band(1530nm~1560nm以下簡稱C band)部份我們是利用兩級串接的方式,以第一級當做前置放大器除了有增益放大的效果之外,並且能有效地壓制住雜訊指數的產生。而第二級則繼續提供功率放大的功能,且因為一、二級在相同的EDF長度和pump power情況下,第二級放大器也同樣的具有第一級的低雜訊特性,因此對於前置放大器的雜訊抑制不會有太大的影響,使得我們C band架構和傳統的單一級比較起來具有更高的增益且一樣具有低雜訊的效果。
    在Long wavelength band(1570nm~1610nm以下簡稱L band)的設計上,本人是採用single pass三級放大器的方式。第一級仍然設計為前置放大器,目的在於有效的壓制雜訊指數並提供負斜率的L band增益。第二級則是利用雙向pump(980pump、1480pump)的方式,讓它操作在高population區域並提供負斜率的L band高增益,因此產生低雜訊的特性並且產生更強的前向式放大自發性幅射(forward ASE)。而第三級則是使用一段un-pump 的EDF,它是利用第二級的前向式放大自發性幅射(forward ASE)來當做輔助pump,使其操作在低population區域,提供正斜率的L band增益。因此將此三級串接起來後,L band可以達到平坦化的效果,相較於傳統single pass兩級的架構,我們可以得到更高的增益,且和傳統double pass架構比較,我們又可以得到更低的雜訊指數。
    接下來在寬頻設計上,我們是使用1550/1590 band WSC(wavelength selective coupler) 來取代傳統的光循環器(optical circulator) 加 C band光纖光柵 (FBG)的方式,不但可以結省成本並且還有比較低的損耗。在路徑設計上,本人將1550/1590nm band WSC放在輸入端,使C band 訊號和L band 訊號在經過前置放大器時走不同的路徑。如此設計是為了避免當強訊號時C band訊號和L band訊號同時通過前置放大器時,出現彼此之間互相影響的現象,使前置放大器的效果變差,造成增益下降,雜訊指數上升。
    最後,依照我們以上的設計方式,可以得到一個具有高增益、低雜訊指數、及具有增益平坦特性的寬頻掺鉺光纖放大器系統。


    目錄 論文摘要 第一章 論文簡介 1.1 研究動機………………………………………………………………1 1.2 論文架構………………………………………………………………4 第二章 EDFA的原理分析 2.1 掺鉺光纖放大器的基本原理…………………………………………5 2.2 掺鉺光纖放大器的雜訊分析…………………………………………12 2.3 980和1480nm的pump特性比較………………………………………21 2.4 L Band EDFA的放大原理………………………………………………23 第三章 高增益低雜訊寬頻EDFA 3.1 高增益低雜訊L Band EDFA 設計……………………………………26 3.2 高增益低雜訊C Band EDFA 設計……………………………………48 3.3 寬頻EDFA設計…………………………………………………………53 第四章 結論……………………………………………………………………60 參考文獻……………………………………………………………………………65

    參考文獻
    [1] H.B.Choi,B.S.KIM AND D.Lee,S.B.Lee,S.J.Ahn,“High power gain-clamped EDFAs with flat gain”2000 Optical Society of America,
    OCIS codes: fiber-optica amplifiers and oscillators ; fiber, erbium.PP.28-1~28-3.
    [2] Yan Sun,Atul k , Srivastava , Jianhui Zhou , and James W .Sulhoff,“ Optical Fiber Amplifiers for WDM Optical”pp.187~206, Bell Labs technical journal,PP.187~206,January-march 1999.
    [3] M. A. Mahdi and H. Ahmad,”Gain Enhanced L-Band Er3+-Doped Fiber Amplifier Utilizing Unwanted Backward ASE”,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL. 13,PP.1067~1069,NO. 10,October 2001.
    [4] Faisal Rafiq M Adikan, Mohd Adzir Mahdi,Kaharudin Dimyati,Harith Ahmad,”A Study of Gain and Noise Figure Performance of an L-Band Erbium Doped Fiber Amplifier(EDFA)with 980nm and Amplified Spontaneous Emission(ASE)Pumps”,Telekom Malaysia Photonics Research Centre Department of Physics Univesity of Malaya,PP.417~420,2000.
    [5] Bumki Min ,Hosung Yoon Won ,Jae lee ,Namkyoo park”Coupled structure for Wide-band EDFA with gain and noise figure improvement from C to L-bnad ASE injection “ IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY ,VOL.12,PP.480~482,NO.5,MAY 2000.
    [6] Jung Mi Oh,Hyun Beom Choi ,Donghan Lee,Seong Joon Ahn,Soo Jin Jung,and Sang Bae Lee, “Demonstration of Highly Efficient Flat-Gain L-Band Erbium-Doped Fiber Amplifiers by Incorporating a Fiber Bragg Grating”,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.14,PP.~642~643,NO.9,SEPTEMBER 2002.
    [7] 洪繼宇,“長波長摻鉺光纖放大器功率改善之研究” 碩士論文 國立清華大學
    [8] M.A.*,H.Ahmad “ Low-noise and high-gain L-band EDFA utilizing
    a novel self-generatedsignal-seeding technique“optical communications,
    August 2001 , PP.241~248.
    [9] David B. Mortimore,”Fiber Loop Reflectors”,JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,vol. 6,PP.1217~1224,NO. 7,July 1988.
    [10] S.W.Harun, P.Poopalan, and H.Ahmad ,“Gain Enhancement in L-Band EDFA Through a Double-Pass Technique”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,vol.14,PP.501~503,NO.3,MARCH 2001.
    [11] Beelloni bonzid ,mohd ahi,”a high gain EDFA design using double pass amplification with a double pass filter”,IEEE PHOTONICS TECHNIQUE LETTER,PP.1055~1057,MAY 5 ,2003.
    [12] S.W.Harun.N.Tamchek,p.poopalan,and H.Ahamad,”Double pass L band EDFA with enhanced noise figure characteristics” IEEE PHOTONICS TECHNIQUE LETTER VOL 15,PP.1~3,NO.8 AUGUET.2003.
    [13] Hongyun Meng,Yange Liu,Weiqing Gao,Hao Zhang,Shuzhong Yuan and Xiaoyi Dong,”Reflection L-band Erbium-Doped Fiber Amplifier Based on a Fiber Loop Mirror”,MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS,vol. 36,PP.31~33,NO.6,March 2003.
    [14] 李嘉航 ”增益鉗制及增益平坦化之長波長掺鉺光纖放大器之研究”碩士論文 (2003) ,國立清華大學.
    [15] Seongtaek Hwang,Kwan-Woong Song,Hyung-Jin Kwon,Junho Koh,Yun-Je Oh and Kyuman Cho,”Broad-Band Erbium-Doped Fiber Amplifier With Double-Pass Configuration”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,vol.13,PP.1289~1291,NO.12,December 2001.

    [16] M.A.Mahdi,F.R.mahamd Adikan,P .Poopalan,S.Selvakennedy and H .Ahmad“A novel design for broadband Fiber Amplifier“ department of physics university of Malaya,PP.410~413,2000.
    [17] Seongtaek Hwang,Kwan-Woong Song,Ki-Uk Song,Se-Hong Park,J.Nilsson and Kyuman Cho,”Comparative high power conversion efficiency of C-plus L-band EDFA”, ELECTRONICS LETTERS,vol.37,PP.1539~1541,NO.25,December 2001.
    [18] Seongtaek Hwang,Sungtae kim, sangho kim Yunje Oh,”A Novel wide-Band EDFA With Flat Gain“ CTH035,PP.528~529,THURSDAY,2002.
    [19] Y.Sun,J.W.Sulhoff,A.K. Srivastava,J.L.Zyskind,T.A.Strasser,.R.Pedrazzani,C.Wolf,J.Zhou,J.B.Judkins,R..Espindola and A.M.Vengsarkar,”80nm ultra-wideband erbium-doped silica fibre amplifier”,ELECTRONICS LETTERS,vol.33,NO.23,November 1997.
    [20] Hirotaka Ono,Makoto Yamada et.al,”1.58-□m Band Gain-Flattened Erbium-Doped Fiber Amplifiers for WDM Transmission Systems”,JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,vol.17,PP.1099~1100,NO.3,March 1999.
    [21] H.S.Chung,M.S.Lee,N.Park and D.J.DiGiovanni,”Low noise,high efficiency L-band EDFA with 980nm pumping”,ELECTRONICS LETTERS,vol.35,PP.490~496,NO.13,June 1999.
    [22] Y.Sun,J.L.Zyskind,A.K.Srivastava,”Average Inversion Level,Modeling and Physics of Erbium-Doped Fiber Amplifiers”,IEEE JOURNAL ON SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS,vol.3,PP.991~1007,NO.4,August 1997.
    [23] Max Ming-Kang Liu,PRINCIPLES AND APPLICATIONS OF OPTICAL COMMUNICATIONS,IRWIN,1996.
    [24] Michel JF. Digonnet ,Rare-Earth-Doped-Fiber-Lasers and Amplifiers , MARCEL DEKKER,2001,second edition revised and expanded .
    [25] P.C.Becker,N.A.Olsson,J.R.Simpson,Erbium-Doped Fiber Amplifiers:Fundamentals and Technology,ACADEMIC,1997.
    [26] Makoto Yamada,Makoto Shimizu,Masanobu Okayasu,TatsuyaTakeshita,Masaharu Horiguchi,Yoshiaki Tachikawa and Etsuji Sugita,”Noise Characteristics of Erbium Doped Fiber Amplifiers Pumped by 0.98 and 1.48□m Laser Diodes”,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,vol.2,PP.33~36,NO.3,March 1990.

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE