Osman ÖZKARACA, Murat YÜCEL, H. Haldun GÖKTAŞ

Erbiyum katkılı fiber yükselteçte gürültü faktörünün sıcaklık bağımlılığı

Bu çalışmada C bandında çalışan erbiyum katkılı fiber yükselteçte (EDFA) gürültü faktörünün sıcaklıkbağımlılığı incelenmiştir. Bu amaçla C band EDFA, 0 °C ile 60 °C arasındaki sıcaklık aralığında, -20 dBm ve30 dBm’lik giriş sinyal güçleri, 980 nm ve 1480 nm pompa dalga boyları için analiz edilmiştir. Analizlerdeyükseltilmiş kendiliğinden yayınım (ASE) etkisi dikkate alınmıştır. Tasarım OptiAmplifier 4.0 yazılımıkullanılarak simüle edilmiştir. Daha sonra deneysel düzenek kurularak, ölçümler yapılmış ve 980 nm pompadalga boyu için sıcaklık etkisinin ihmal edilebileceği dalga boyu bölgelerinin bulunduğu görülmüştür. Ayrıca,980 nm’de pompalanmış sinyalin 1480 nm’de pompalanan sinyale göre daha düşük gürültü faktörüne sahipolduğu görülmüştür.

Temperature dependence of noise figure in the erbium doped fiber amplifier

In this study, temperature dependence of noise figure of C band erbium doped fiber amplifiers (EDFA) has beeninvestigated. To do this, EDFA is analyzed for 980 nm and 1480 nm pump wavelengths, -20 dBm and -30 dBminput signal powers in the temperature range between 0 °C and 60 °C. In the analysis, amplified spontaneousemission (ASE) effect was taken into account. The design is simulated using OptiAmplifier 4.0 software. Then,the experimental setup was established and the measurements were done, and for 980 nm pumping, thewavelength gaps that the effect of temperature negligible was obtained. Consequently, it has been found that,980nm pumped signal having lower noise figure than 1480 nm pumped signal.

PDF

___

1. Yamada, M., Shimizu, M., Horiguchi, M., Okayasu, M., “Temperature Dependence of Signal Gain in Er 3+ -Doped Optical Fiber Amplifiers”, IEEE J. Quantum Electron., 28(3), 640-649, 1992.
2. Bolshtyansky, M., Wysocki, P., Conti, N., “Model of Temperature Dependence for Gain Shape of Erbium-Doped Fiber Amplifier”, IEEE J. Lightwave Tech., 18(11), 1533-1540, 2000.
3. Kemtchou, J., Duhamel, M., Lecoy, P., “Gain Temperature Dependence of Erbium-Doped Silica and Fluoride Fiber Amplifiers in Multichannel Wavelength-Multiplexed Transmission Systems”, IEEE J. Lightwave Tech., 15(11), 2083-2090, 1997.
4. Yucel, M., Goktas, H.H., “Determination of Minimum Temperature Coefficient of C Band EDFA”, Journal of Applied Sciences, 8(23), 4464-4467, 2008.
5. McCumber, D. E., “Einstein Relations Connecting Broadband Emission and Absorption Spectra”, Physical Review, 136(4A), 954-957, 1964.
6. Miniscalco, W. J., “Erbium-Doped Glasses for Fiber Amplifiers at 1500 nm”, IEEE J. Lightwave Tech., 9(2), 234-250, 1991.
7. Ko, P.K.Y, Demokan, M. S., “Distributed Temper ture Sensing with Erbium-Doped Fiber Amplifiers”, IEEE J. Lightwave Tech., 14(10), 2236-2245, 1996.
8. Kagi, N., Oyobe, A., Nakamura, K., “Temperature Dependence of the Gain in Erbium-Doped Fibers”, IEEE J. Lightwave Tech., 9(2), 261-265, 1991.
9. Flood, F.A., “Comparision of Temperature Dependence in C-Band and L-Band EDFAs”, IEEE J. Lightwave Tech., 19(4), 527-535, 2001.
10. Im, Y. E, Oh, K., Chang, S. H., Kim, K., DiGiovanni, D. J., “Reduction of Temperature- Dependent Gain in L-Band EDFA Using Antimony–Aluminum Codoped Silica EDF”, IEEE Photonics Technology Letters, 17(9), 1839-1841, 2005.
11. Lee, J. H., Lee, W. J., Park, N., “Comparative Study on Temperature-Dependent Multichannel Gain and Noise Figure Distortion for 1.48- and 0.98- m Pumped EDFA’s”, IEEE Photonics Technology Letters, 10(12), 1721-1723, 1998.
12. Lee, J. H., Park, N., “Reduction of Temperature- Dependent Multichannel Gain Distortion Using a Hybrid Erbium-Doped Fiber Cascade”, IEEE Photonics Technology Letters, 10(8), 1168- 1170, 1998.
13. El-Astal, A. H., Husein, A. H. M., Hamada, M. S., “The temperature dependency of EDFAs in the 1480 nm pumping configuration”, Optics Communications, 278, 71–76, 2007.
14. Berkdemir, C., Özsoy, S., “An investigation on the temperature dependence of the relative population inversion and the gain in EDFAs by the modified rate equations”, Optics Communications, 254, 248–255, 2005.
15. Berkdemir, C., Özsoy, S., “The temperature dependent performance analysis of EDFAs pumped at 1480 nm: A more accurate propagation equation”, Optics Express, 13(13), 5179-5185, 2005.
16. Miniscalco, W. J., “General procedure for the analysis of Er 3+ cross sections”, Optics Letters, 16(4), 258-260, 1991.
17. Goktas, H.H., Yucel, M., “A fuzzy logic based device for the determination of temperature dependence of EDFAs”, Microwave and Optical Technol. Lett., 50(9), 2331-2334, 2008.
18. Yücel, M., Göktaş, H. H., "L Band EDFA’ların Sıcaklığa Bağımlı Fiber Boyu ve Kazancının Bulanık Mantık Kullanılarak İncelenmesi", Akademik Bilişim 2007, Dumlupınar Üniv., Kütahya, 31 Ocak- 2 Şubat 2007.
19. Yücel, M., Göktaş, H. H., “980 nm’de Pompalanmış C band Erbiyum Katkılı Fiber Yükseltecin Analizi”, 5. Uluslar arası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye, 13-15 Mayıs 2009.