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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許耀文
研究生(外文):Yaw-Wen Hsu
論文名稱:摻鉺光纖放大器的應用
論文名稱(外文):Applications of Erbium-Doped Fiber Amplifier
指導教授:祁甡祁甡引用關係李健仲
指導教授(外文):Sien ChieChien-Chung Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:光電工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:動態增益可調技術增益箝制功率監測
外文關鍵詞:dynamic gain flattening techniquegain clampingpower monitoring
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為了確保WDM系統的傳輸品質,WDM系統中使用的光纖放大器除了具備有足夠的帶寬、高輸出功率和低噪聲系數的等特性外,隨著多通道(>80 ch)、高速率(>40 Gb/s)、長距離光纖傳輸系統的發展,對光纖放大器的增益平坦控制技術提出了更高的要求,這就需要研制動態增益可調技術。
本論文第一部份針對動態增益平坦技術提出了以Fabry-Perot 雷射融入摻鉺光纖放大器架構,以多波長注入來同時達到動態增益平坦化與增益箝制的效果。經過實驗證明,無論輸入訊號的增益位準如何改變,藉由本方法皆可得到良好的平坦化結果(≤2 dB)。而在本論文第二部份,我們利用增益箝制的特性發展出一架構。在此架構中,我們可藉由增益曲線斜率的掃描,來對光通訊網路中的訊號進行功率監測。實驗所得結果,誤差值最大約為0.8 dB左右。

In order to ensure the transmission quality of WDM systems, the optical amplifier used in WDM system should have properties such as wide bandwith, high output power and low noise figure. However, with the development of long-haul fiber transmission system, the gain-flattening technique should also be upgraded. So dynamic gain flattening technique is needed.
In the first part of the thesis, we use a Fabry-Perot laser diode integrated into an erbium-doped fiber amplifier structure. By multi-wavelength injection, dynamic gain flattening and gain clamping can be simultaneously achieved. The experimental results show a good performance, in which the flatness can be less than 2 dB in the range of 1530~1560 nm. As for the second part, we take advantage of the properties of gain clamping and develop a new structure. In this structure, we can monitor the power of each channel in fiber communication networks by scanning the slope of gain curve. From the experimental results, the maximum inaccuracy is about 0.8 dB.

中文摘要…………………………………………………………………ⅰ
英文摘要…………………………………………………………………ⅲ
誌謝………………………………………………………………………ⅴ
目錄………………………………………………………………………ⅵ
圖目錄……………………………………………………………………ⅸ
表目錄……………………………………………………………………xi
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 前言…………………………………………………………1
1.2 主要的光放大器種類………………………………………3
1.3 摻鉺光纖放大器的增益箝制與增益平坦技術……………7
第二章 原理…………………………………………………………10
2.1 基本原理…………………………………………………10
2.1.1 物質與輻射場的相互作用…………………………10
2.1.2 小訊號增益係數……………………………………12
2.2 三能階系統………………………………………………16
2.2.1 三能階速率方程式…………………………………16
2.2.2 小訊號增益…………………………………………20
2.3 放大器的泵浦組態………………………………………23
2.4 噪聲指數(Noise Figure)………………………………25
第三章 摻鉺光纖放大器的動態增益平坦化與增益箝制……………27
3.1 實驗架構一 ……………………………………………27
3.2 實驗的模擬………………………………………………28
3.2.1 實驗架構一的模擬與結果……………………… 28
3.2.2 只以單一波長作為壓抑增益頻譜分佈的模擬…36
3.3 實驗結果一………………………………………………38
3.3.1 總輸入功率為-1.86 dBm時………………………38
3.3.2 總輸入功率為-6.25 dBm時………………………40
3.3.3 總輸入功率為-10.07 dBm時……………………42
3.4 實驗架構二………………………………………………47
3.5 實驗結果二………………………………………………48
3.6 結果與討論………………………………………………49
第四章 藉由摻鉺光纖放大器的增益箝制來進行系統的訊號功率
監測…………………………………………………………50
4.1 實驗架構…………………………………………………50
4.2 實驗的模擬………………………………………………52
4.2.1 飽和頻(Saturation Tone)的功率大小對訊號增益
的影響……………………………………………52
4.2.2 泵浦光功率對訊號增益的影響…………………53
4.2.3 不同飽和頻的波長位置對訊號增益的影響……54
4.2.4 飽和頻的功率與增益箝制的關係………………55
4.3 實驗結果…………………………………………………56
4.4 結果與討論………………………………………………63
第五章 結論與展望……………………………………………………65
參考資料…………………………………………………………………67

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