НОВАЯ МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, ЛЕГИРОВАННЫХ ИОНАМИ ЭРБИЯ
https://doi.org/10.31854/1813-324X-2019-5-2-6-19
Аннотация
В статье выявлены основные недостатки существующих методик измерения параметров активных оптических волокон (АОВ) для модели, используемой для DWDM-систем. Показано, что результат моделирования мощности сигнала вдоль АОВ может существенно зависеть от точности определения коэффициентов поглощения и усиления АОВ. Представлен разработанный комплекс новых методик для определения параметров АОВ, произведена его экспериментальная проверка, выявлены его ограничения и области применения.
Об авторах
М. С. Былина
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Россия
Россия
П. А. Чаймарданов
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Россия
Россия
Список литературы
1. Becker P.C., Olsson N.A., Simpson J.R. Erbium-Doped Fiber Amplifiers. Fundamentals and Technology. San Diego: Academic Press, 1999. 460 p.
2. Desurvire E. Erbium-Doped Fiber Amplifiers. Principles and Applications. New York: John Wiley & Sons, 1994. 800 p.
3. Digonnet M.J.F. Rare-Earth-Doped Fiber Lasers and Amplifiers. New York: Marcel Dekker, 2001. DOI:10.1201/9780203904657
4. Чаймарданов П.А., Былина М.С. Новая методика расчета оптического усилителя EDFA с многоканальными источниками сигналов и накачек // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2017. Т. 10. № 3. С. 92-102. DOI:10.18721/JCSTCS.10308
5. Madruga F.J., Quintela M.A., Galíndez C., Lomer M., Lopez Higuera J.M. Effects of temperature on High Concentration Erbium-doped fiber intrinsic parameters // Proceedings of SPIE. Third European Workshop on Optical Fibre Sensor (Napoli, Italy, 4-6 July 2007). SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2007. Vol. 66190. DOI:10.1117/12.738365
6. Park H.G., Yun S.C., Jin Y.J. Er-doped Superfluorescent Fiber Source with Thermally Stable Mean Wavelength // Journal of the Optical Society of Korea. 2009. Vol. 13. Iss. 2. PP. 240-244. DOI:0.3807/JOSK.2009.13.2.240
7. Barnes W.L., Laming R.I., Tarbox E.J., Morkel P.R. Absorption and emission cross section of Er/sup 3+/ doped silica fibers // IEEE Journal of Quantum Electronics. 1991. Vol. 27. Iss. 4. PP.1004-1010. DOI:10.1109/3.83335
8. Chen C.-Y., Wen S., Chi S. Measuring emission cross-section profile of erbium-doped fibre with low input power // Electronics letters. 1994. Vol. 3. Iss. 11. PP. 889-891. DOI:10.1049/el:19940579
9. Téllez-Garcia R., Sanchez H.H., Camas-Anzueto J.L., Kuzin E.A., Ibarra-Escamilla B., Pottiez O. Method for measuring erbium-doped fiber parameters // Proceedings of the 5th Iberoamerican Meeting on Optics and 8th Latin American Meeting on Optics, Lasers, and Their Applications (Porlamar, Venezuela, 3-8 October 2004) SPIE. Digital Library, 2004. Vol. 5622. DOI:10.1117/12.591259.
10. Karimi M., Seraji F.E. Experimental technique for simultaneous measurement of absorption-, emission cross-sections, and background loss coefficient in doped optical fibers // Applied Physics B. 2010. Vol. 98. Iss. 1. PP. 113-117. DOI:10.1007/s00340-009-3760-0
11. Karimi M., Seraji F.E. A novel method for simultaneous measurement of doped optical fiber parameters // The European Physical Journal - Applied Physics. 2010. Vol. 50. Iss. 2. DOI:10.1051/epjap/2010038
12. Karimi M., Seraji F.E. Theoretical Comparative Studies of Cross-Section Evaluation in Erbium-Doped Optical Fibers // Progress In Electromagnetics Research B. 2010. Vol. 23. PP. 147-164. DOI:10.2528/PIERB10052301
13. Ono H., Yamada M., Ichii K., Matsuo S. Method for estimating gain coefficient spectrum of erbium-doped fiber based on net gain-loss measurement employing 4I13/2 level pumping // Optics letters. 2014. Vol. 39. Iss. 6. PP. 1653-1656. DOI:10.1364/OL.39.001653
14. Digonnet M.J.F., Murphy-Chutorian E., Falquier D.G. Fundamental limitations of the McCumber relation applied to Er-doped silica and other amorphous-host lasers // IEEE Journal of Quantum Electronics. 2002. Vol. 38. Iss. 12. PP. 1629-1637. DOI:10.1109/JQE.2002.805111
15. Foster S., Tikhomirov A. In Defence of the McCumber Relation for Erbium-Doped Silica and Other Laser Glasses // IEEE Journal of Quantum Electronics. 2009. Vol. 45. Iss. 10. PP. 1232-1239. DOI:10.1109/JQE.2009.2022763
16. Brunel M., Vallet M., Bretenaker F., Le Floch A., Adam J.L., Duhamel-Henry N., Allain J.Y. A simple method to measure the lifetime of excited levels of rare earth ions: application to erbium ions in fluorophosphate glasses // Optical Materials. 1996. Vol. 5. Iss. 3. PP. 209-215. DOI:10.1016/0925-3467(95)00060-7
17. Kuroda K., Nakandakari M., Yoshikuni Y. Metastable-state lifetime of erbium ions measured through delayed absorption in the fiber propagation direction // Applied Physics B. 2017. Vol. 123. Iss. 4. DOI:10.1007/s00340-017-6674-2
18. Nakandakari M., Kuroda K., Yoshikuni Y. Metastable-state lifetime of erbium ions measured in the fiber propagation direction: Expansion of measurable fiber length // Japanese Journal of Applied Physics. 2017. Vol. 56. Iss. 11. DOI:10.7567/JJAP.56.112501
19. Yan K., Vu K., Yang Z., Wang R., Debbarma S., Luther-Davies B. Madden S. Emission properties of erbium-doped Ge-Ga- Se glasses, thin films and waveguides for laser amplifiers // Optical Materials Express. 2014. Vol. 4. Iss. 3. PP. 464-475. DOI:10.1364/OME.4.000464
20. Wei T., Tian Y., Tian C., Jing X., Zhang J., Zhang L., Xu S. Optical spectroscopy and population behavior between 4I11/2 and 4I13/2 levels of erbium doped germanate glass // Optical Materials Express. 2014. Vol. 4. Iss. 10. PP. 2150-2165. DOI:10.1364/OME.4.002150
21. Zhang Z.Y., Grattan K.T.V., Palmer A.W., Meggitt B.T., Sun T. Fluorescence decay-time characteristics of erbium-doped optical fiber at elevated temperatures // Review of Scientific Instruments. 1997. Vol. 68. Iss. 7. PP. 2764-2766. DOI:10.1063/1.1148192
22. Barmenkov Yu.O., Kir’yanov A.V., Guzmán-Chávez A.D., Cruz J.L., Andrés M.V. Excited-state absorption in erbium-doped silica fiber with simultaneous excitation at 977 and 1531 nm // Journal of Applied Physics. 2009. Vol. 106. Iss. 8. DOI:10.1063/1.3248369
23. Kir’yanov A.V., Barmenkov Y.O., Sandoval-Romero G.E., Escalante-Zarate L. Er3+ Concentration Effects in Commercial Erbium Doped Silica Fibers Fabricated Through the MCVD and DND Technologies // IEEE Journal of Quantum Electronics. 2013. Vol. 49. Iss. 6. PP. 511-521. DOI:10.1109/JQE.2013.2257691
24. Shin J.H., Lee J.H. Investigation of signal excited-state absorption in bismuth-based erbium-doped fiber amplifier // Journal of the Optical Society of America B. 2010. Vol. 27. Iss. 7. PP. 1452-1457. DOI:10.1364/JOSAB.27.001452
25. Kir’yanov A.V., Barmenkov Yu.O., Guzman-Chavez A.D. Er3+ excited-state absorption in an erbium-doped silica fiber at the wavelengths 1490-1580 and 978 nm // Laser Physics. 2008. Vol. 18. Iss. 11. DOI:10.1134/S1054660X08110078
26. Bellemare A. Continuous-wave silica-based erbium-doped fibre lasers // Progress in Quantum Electronics. 2003. Vol. 27. Iss. 4. PP. 211-266. DOI:10.1016/S0079-6727(02)00025-3
27. Quimby R.S. Output saturation in a 980-nm pumped erbium-doped fiber amplifier // Applied Optics. 1991. Vol. 30. Iss. 18. PP. 2546-2552. DOI:10.1364/AO.30.002546
28. Quimby R.S., Miniscalco W.J., Thompson B. Clustering in erbium-doped silica glass fibers analyzed using 980 nm excited-state absorption // Journal of Applied Optics. 1994. Vol. 76. Iss. 8. PP. 4472-4478. DOI:10.1063/1.357278
29. Qi F., Huang F., Zhou L.F., Tian Y., Lei R., Ren G.Y., Zhang J., Zhang L., Xu S. Long lifetime of Er3+: 4I11/2 in low phonon-energy fluoro-chloride glasses for mid-infrared optical applications // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol. 731. PP. 418-422. DOI:10.1016/j.jallcom.2017.10.020
30. Kang S., Xiao X., Pan Q., Chen D., Qiu J., Dong G. Spectroscopic properties in Er3+-doped germanotellurite glasses and glass ceramics for mid-infrared laser materials // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. DOI:10.1038/srep43186
Рецензия
Для цитирования:
Былина М.С., Чаймарданов П.А. НОВАЯ МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, ЛЕГИРОВАННЫХ ИОНАМИ ЭРБИЯ. Труды учебных заведений связи. 2019;5(2):6-19. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2019-5-2-6-19
For citation:
Bylina M..., Chaimardanov P... A Novel Measurement Technique of the Parameters of Erbium-Doped Optical Fibers. Proceedings of Telecommunication Universities. 2019;5(2):6-19. (In Russ.) https://doi.org/10.31854/1813-324X-2019-5-2-6-19
Просмотров:
373
Послать статью по эл. почте 