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Experimental analysis of topologies of erbium doped fiber amplifiers

By Thalles Valente Pinto Coelho

Abstract

Resumo: Este trabalho realiza um estudo detalhado de diversas topologias de amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFA). Tendo como referência a topologia básica do EDFA (bombeio co-propagante), foram implementadas outras topologias através de modificações do circuito óptico, por meio da inserção de diferentes dispositivos passivos, da mudança da localização da aplicação do bombeio e até da possibilidade de dupla passagem do sinal pela fibra dopada. Com este estudo, é possível verificar os fundamentos de operação do EDFA e também realizar análises comparativas entre diferentes topologias que foram contempladas em trabalhos anteriores. Além disso, foram propostas outras montagens de circuitos ópticos. Para tanto, foram utilizados dois comprimentos de onda distintos para o sinal de entrada, diversos segmentos de fibra dopada com érbio e diferentes valores de potência desinal e de bombeio óptico. Assim, os resultados obtidos puderam ser comparados, com o intuito de identificar as topologias que melhor se adequam a uma determinada aplicação (potência, linha ou pré-amplificação). Além do ganho de sinal, outros parâmetrosanalisados foram a figura de ruído e o espectro de saída do amplificador, entre outrosAbstract: This work presents a detailed study of different topologies of erbium doped fiber amplifier (EDFA). By using an optical circuit based on the classic topology of the EDFA, others topologies were implemented. In order to modify the optical circuit, it was necessary to insert passive and/or active optical components, change the position where the pump is coupled and to make a double pass of the signal through the doped fiber. In this study it was verified the fundamentals of the functionalities of the EDFA and, beyond that, we carried out comparative analysis among different topologies, so far this has not been referenced in the current literature. For the experimental measurements we used two distinct wavelengths for the optical signal, several lengths of erbium doped fibers anddifferent powers for pumping and signal. For instance, it was possible to observe a performance comparison with the topologies and identify the best characteristics for a specific function in the optical system (line, power or pre-amplification). Other amplifieroperational characteristics are also analyzed, such as, amplifier gain, noise figure and amplified spontaneous emission, among other

Topics: Amplificadores oticos, Topologia, Fibras oticas, Sistemas de telecomunicação, Metais de terras raras, Erbio, Optical amplifiers, Topologies, Optical fibers, WDM systems, Erbium
Year: 2014
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.RI_UNICAMP:oai:unicamp.sibi.usp.br:SBURI/9705
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