Paweł R. Kaczmarek, Grzegorz Soboń

Prezentacja na temat: "Paweł R. Kaczmarek, Grzegorz Soboń"— Zapis prezentacji:

1 Światłowodowy wzmacniacz erbowo-iterbowy typu „booster” dla części nadawczej wibrometru
Paweł R. Kaczmarek, Grzegorz Soboń Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki Politechnika Wrocławska Wybrzeże Wyspiańskiego 27, Wrocław

2 Plan Prezentacji Wprowadzenie Przedwzmacniacz czy Booster?
Założenia projektowe dla boostera Opracowany układ Podsumowanie

3 Idea optycznego wzmacniania sygnałów wibrometrycznych
sprzęgacz 1 50:50 sprzęgacz 2 kolimator generator dioda PIN modulator Bragga analizator widma RF układ demodulacji laser 1531nm zasilanie lasera EDFA obiekt drgający

4 Idea optycznego wzmacniania sygnałów wibrometrycznych
sprzęgacz 99:1 kolimator generator laser 1531 nm modulator Bragga EDFA dioda PIN analizator widma RF układ demodulacji obiekt drgający

5 Przedwzmacniacz czy Booster?
+ prosta budowa + opanowana technika + duże wzmocnienia niewielka poprawa S/N w stosunku do wzmacniania elektrycznego duże problemy z odbiciami w torze światłowodowym Booster: + prosta budowa + możliwość uzyskiwania dużych mocy wiązek nadawczych + większa poprawa S/N w stosunku do wzmacniania elektrycznego + minimalizacja problemów z odbiciami potencjalne problemy z bezpieczeństwem - duże ilości generowanego ciepła

6 Założenia projektowe dla układu boostera
Cztery kanały WDM Moc wejściowa na kanał – 10mW Zakładana moc wyjściowa > 100mW na kanał Całkowita moc wyjściowa > 400mW Układ w całości zrobiony w technice światłowodowej

7 Założenia projektowe dla układu boostera
Wybór techniki budowy wzmacniacza typu booster: Klasyczny wzmacniacz EDFA podstawowy problem  dostępność i cena laserów pompujących dużej mocy sprzężonych ze światłowodami dużej mocy Wzmacniacz światłowodowy bazujący na włóknie z podwójnym płaszczem - do niedawna problem z wprowadzeniem mocy pompującej w technice światłowodowej  rozwiązany  wielomodowe sprzęgacze dedykowane do pompowania światłowodów z podwójnym płaszczem

8 Duża moc = Double Clad Tradycyjny światłowód jednomodowy
pompa sygnał Światłowód jednomodowy z podwójnym płaszczem

9 Duża moc = Double Clad Odpowiedni kształt pierwszego płaszcza
Aby maksymalizować moc pompującą możliwą do wprowadzenia do pierwszego płaszcza mamy dwie możliwości: -Zwiększenie średnicy pierwszego płaszcza -Zwiększenie apertury numerycznej pierwszego płaszcza-światłowody z drugim płaszczem polimerowym

10 Pompowanie światłowodowe
pompa sygnał Całkowita eliminacja justowania Odporność na czynniki zewnętrzne Kompatybilność z pozostałą częścią wzmacniacza/lasera Ograniczenia na maksymalną moc pompującą

11 Pompowanie światłowodowe od czoła
tapered bundle end pumping - US patent 5,864,644, DiGiovanni et al., US patent 6,434,302, Fidric et Al. large core fiber end pumping - US Patent pending, Gonthier et al.

12 Budowa boostera – Światłowód aktywny
Światłowód EYDF Wejście Wyjście Nufern EYDF 7/130 Średnica rdzenia 7um Średnica pierwszego płaszcza 130um Apertura numeryczna rdzenia 0,17 Apertura numeryczna płaszcza 0,46 Drugi płaszcz z polimeru o niskim współczynniku załamania

13 Budowa boostera – Pompowanie
Światłowód EYDF Sprzęgacz 6+1/1 Wejście Wyjście Sprzęgacz wielomodowy: Wejścia: 6x 105um NA=0,22 1x SMF 28 Wyjście: SMF 28 w pokryciu z polimeru o niskim współczynniku załamania Maksymalna moc transmitowana 70W

14 Budowa boostera – Pompy optyczne
Diody pompujące Światłowód EYDF Sprzęgacz 6+1/1 Wejście Wyjście Pompy optyczne 10W z jednego emitera Światłowód wyjściowy 105um, NA 0,22 Długości fali: 915nm, 940nm, 975nm Diody pompujące

15 Budowa Boostera Światłowód EYDF Dioda pompująca Sprzęgacz 6+1/1
Absorber Wejście Wyjście Spawy

16 Charakterystyki spektralne

17 Pomiary wzmocnienia sygnałów WDM

18

19

20 Charakterystyka mocy wyjściowej

21 Opracowany układ

22 Podsumowanie Przedstawiono ideę optycznego wzmacniania sygnałów w układach wibrometrów Przedstawiono założenia i parametry wzmacniacza do układu czterokanałowego wibrometru WDM Zbudowany wzmacniacz spełnia założenia projektowe Opracowane rozwiązanie ma „zapas” – zwiększenie ilości kanałów lub mocy wyjściowej sygnałów optycznych możliwe bez konieczności modyfikacji układu wzmacniacza

23 Dziękuję za uwagę