광섬유 광원 튜토리얼 : Fiber-Mart.com

광섬유 광원 튜토리얼

Fibermart
Wednesday 04 February, 2015
264
0

광섬유 광원 튜토리얼

소개

우리가 알고 있듯이 광섬유 광원은 연속파(CW)와 안정적인 에너지 감쇠 측정 소스를 제공할 수 있는 중요한 장치입니다. 광섬유 광원은 단일 모드 광섬유 케이블과 다중 모드 광섬유 케이블 모두에 대한 광섬유 손실을 측정하는 광섬유 테스트 장비이며 일반적으로 광섬유 광원은 광섬유 파워 미터와 함께 사용됩니다. 광섬유 광원에는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저가 포함되어 있어 자동 이득 제어 메커니즘을 사용하여 안정적입니다.

다양한 유형

광원은 광섬유 통신에서 가장 많이 연구되는 분야 중 하나입니다. 다음 유형의 광섬유 광원은 일반적으로 통신 및 데이터 통신에 사용됩니다.

1. 파브리-페로 레이저(FP 레이저)

Fabry-Perot 레이저(FP 레이저)는 광파 통신 시스템에 가장 널리 사용되는 광원입니다. 프랑스 과학자 Charles Fabry와 Alfred Perot의 이름을 따서 명명되었습니다.

FP(Fabry-Perot) 레이저에서 빛은 전기적으로 바이어스된 반도체 재료의 양쪽 끝에 있는 두 개의 "거울" 사이에서 반사 및 재반사됩니다. 재료와 두 개의 거울은 생성된 빛의 파장을 대략적으로 결정하는 공진 공동을 형성합니다. 거울 중 하나는 부분적으로만 반사되어 빛의 일부가 외부 광섬유로 "누출"되는 반면 대부분은 내부에서 반사됩니다. 이는 순환 에너지가 부하에 결합된 에너지보다 훨씬 높은 "높은 Q" 공진 L-C 조정 회로와 직접적으로 유사합니다.

다음 그림은 빛 방출 방향과 평행한 FP 레이저의 단면도를 보여줍니다. 레이저는 이득을 제공하는 반도체 광 증폭기와 증폭기 주위에 공진기를 형성하는 거울의 두 부분으로 구성됩니다.

FP 레이저

2. 분산 피드백 레이저(DFB)

DFB(분산 피드백 레이저)는 장치의 활성 영역이 회절 격자로 주기적으로 구성되는 레이저 다이오드, 양자 캐스케이드 레이저 또는 광섬유 레이저의 일종입니다. 구조는 1차원 간섭 격자(브래그 산란)를 구성하고 격자는 레이저에 대한 광학 피드백을 제공합니다.

DFB 레이저는 FP 레이저의 스펙트럼 단점을 극복하도록 설계되었습니다. 다음 그림은 DFB 레이저의 구조를 보여줍니다. 이는 발광 활성 영역 근처에 브래그 반사 구조가 추가된 FP 레이저와 매우 유사합니다. 브래그 반사 격자는 도파관의 굴절률에 주기적인 변화를 제공합니다.

DFB

3. 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)

VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)은 원래 FP 및 DFB 레이저에 대한 저가형 대안으로 개발되었습니다. 이러한 레이저의 최초 상용 응용 분야는 LED를 대체하는 고속 데이터 통신 링크 분야입니다. 수직 공동 레이저는 반도체 웨이퍼의 상단 평면에 수직으로 방출됩니다. 아래 그림과 같이 반도체 표면에 직접 성장한 다층 유전체 거울을 사용합니다.

이 거울은 브래그 반사경을 형성하기 위해 굴절률이 높은 층과 낮은 층이 교대로 구성되어 있습니다. 이 구조의 특징은 매우 짧은 광 증폭기 길이(대략 100nm)입니다. 이 길이는 FP 및 DFB 레이저의 일반적인 300um 길이와 비교됩니다. 이 짧은 증폭기 길이는 증폭기에서 사용 가능한 이득을 매우 작은 값으로 제한합니다.

VCSEL

4. 표면 발광 LED

SLED는 반도체 레이저에서 볼 수 있듯이 높은 밴드갭 재료 사이에 낮은 밴드갭 반도체 재료가 끼워져 있습니다. LED의 주요 차이점은 피드백을 제공하는 거울이 없다는 것입니다. 전류는 활성 영역을 통과하여 낮은 밴드갭 활성 영역에 정공과 전자 쌍을 생성합니다. 전도대의 전자는 자발적으로 에너지를 잃고 모든 방향으로 광자를 방출합니다. 생성된 빛의 일부가 다중 모드 광섬유에 결합됩니다. 가장 일반적인 다중 모드 소스는 아래 표시된 SLED(표면 방출 LED)입니다.

표면 방출 LED

5. 가장자리 방출 LED

EELED(Edge Emitting LED)는 거울이 없는 FP 레이저와 매우 유사합니다. 그 구조는 다음 다이어그램과 같습니다. 이 EELED 구성은 두 개의 세그먼트를 보여줍니다. 한 세그먼트는 반도체 광 증폭기에서 이득을 생성하기 위해 순방향 바이어스됩니다. 다른 세그먼트는 역방향 바이어스되어 광 흡수체를 생성합니다.

흡수체는 광증폭기가 FP 레이저로 변하는 것을 방지합니다. 반도체 광증폭기의 출력부에도 반사 방지 코팅을 하여 거울이 형성되는 것을 더욱 방지합니다. EELED 광 증폭기는 ASE를 생산합니다. 증폭기 입력에서 자연적으로 방출된 빛은 증폭기 출력에서 ASE를 생성합니다.

가장자리 방출 LED

따뜻한 팁: Fiber-Mart의 광섬유 광원은 650nm 적색 광원, 단일 모드 광섬유의 경우 1310nm/1550nm 파장, 다중 모드 광섬유의 경우 850nm/1300nm 파장을 포함한 특정 요구 사항에 따라 파장 출력을 제공할 수 있습니다. 광섬유 전력계와 함께 사용하면 광섬유 네트워크 작업을 위한 경제적이고 효율적인 솔루션 역할을 합니다.