Laserové vysilače s vnějším rezonátorem

1. Laserové vysilače s vnějším rezonátorem • Rozdělení podle typu technologie: • Laser s vláknovou Braggovou optickou mřížkou-(FGL-ECL fiber Bragg grating external cavity laser) je tvořen SOA se zadním reflektorem a vláknovou optickou mřížkou ve formě ferrule, která tvoří druhé zrcadlo ECL • Laser s hybridně integrovanou optickou mřížkou-(HI-ECL hybrid integrating external cavity laser ) je tvořen SS-LD (spot-size LD) navázanou na planární optický vlnovod realizovaný jako PLC (planar lightwave circuit) na Si s Braggovskou mřížkou vytvořenou UV zářením

2. Laserové vysilače s vnějším rezonátorem • Vlastnosti: • Velmi úzká spektrální pološířka daná použitím vnějšího rezonátoru ( řádově stovky kHz ), nízký šum RIN < -160 dB/Hz, nízká teplotní závislost vlnové délky kolem 10 pm/K • Nevýhodou je nemožnost přelaďování a náročné mechanické provedení ( rozdílná teplotní závislost ) • Použití: Zdroje záření pro optické přenosové systémy DWDM se vzdáleností kanálů méně než 25 GHz.

3. Laserové vysilače s vnějším rezonátorem Laser s vnějším rezonátorem realizovaným FBG lit. [ 5 ]

4. Laserové vysilače s vnějším rezonátorem lit. [ 5 ]

5. Laserové vysilače s vnějším rezonátorem Laser s hybridně integrovanou optickou mřížkou HI-ECL lit. [ 6 ]

6. Laserové vysílače s vnějším rezonátorem Porovnání vlastností vysílačů osazených DFB-LDa FGL-LD

7. Optické zesilovače Princip optického zesilování

8. Optické vláknové zesilovače Optické zesilovače – vlnová pásma lit.[ 7 ]

9. Optické zesilovače-základní rozdělení • Vláknové lineární optické zesilovače: - II.optické okno (1310-1340 nm ) PDFA (praseodymium-doped fiber amplifiers) - III.optické okno (1450-1480 nm ) TDFA ( thulium-doped fiber amplifiers), S+ pásmo - III.optické okno (1480-1510 nm ) GS-TDFA ( gain shifted TDFA ), S pásmo - III.optické okno (1530-1560 nm ) EDFA ( erbium-doped fiber amplifiers), C pásmo - III.optické okno (1570-1610 nm ) EDFA ( gain shifted EDFA ), L pásmo • Ramanovy nelineární vláknové optické zesilovače: - II. a III.optické okno (1310-1610 nm ) FRA (fiber Raman amplifiers ), S, S+,C,L pásma

10. Optické vláknové zesilovače

11. Optické vláknové zesilovače Vláknový zesilovač TDFA - pásový model lit.[ 7 ]

12. Optické vláknové zesilovače Vláknový zesilovač TDFA – blokové schéma lit. [ 7 ]

13. Optické vláknové zesilovače Blokové schéma zapojení hybribního optického zesilovače lit. [ 8 ]

14. Optické vláknové zesilovače Optické spektrální průběhy hybridní sestavy optických vláknových zesilovačů

15. Parametrické vláknové zesilovače FOPA • Parametrické nelineárnívláknové zesilovače FOPA - (fiber optical parametric amplifier) využívají nelinearity optického vlákna vyplývající z modulace indexu lomu vyvolané zářením tzv. čtyřvlnového směšování. FOPA tvoří nelineární vlákno opticky čerpané, kde přes optický slučovač je připojen zesilovaný signál. Výsledkem nelineárního směšování je prokopírování modulace na novou zesílenou optickou vlnovou délku.

16. Parametrické vláknové zesilovače FOPA Blokové schéma FOPA s potlačením Brillouinova rozptylu lit. [ 9 ]

17. Parametrické vláknové zesilovače FOPA Spektrum FOPA s dvojitým čerpáním

19. Optické polovodičové zesilovače • Polovodičové zesilovače SOA-( semiconductor optical amplifier ) využívají stimulované emise záření, generovaného na technologické struktuře LD, kde na přední, nebo zadní fasetě případně na obou jsou antireflexní povlaky, které zabraňují reflexi záření. Pro vlnové délky 1310 až 1550 nm se využívá InP/InGaAsP, pro 780 až 850 nm GaAs/ GaAlAs • Ramanovy polovodičové zesilovače SRA-( semiconductor Raman amplifier ) využívají optické nelineárních vlastností čerpaného optického vlnovodu, na kterém při optických výkonech > 50 mW dochází k zesilování optického záření vlivem stimulovaného Ramanova rozptylu. Páskový vlnovod GaP je obklopen pláštěm z AlGaP. Délka vlnovodu je 5 až 10 mm

20. Polovodičové zesilovače SOA lit.[ 3 ]

21. Polovodičové zesilovače SOA Ilustrace zesílení a disperzních a absorpčních nelinearit SOA

22. Ramanovy polovodičové zesilovače SRA Ramanův polovodičový zesilovač realizovaný technologií GaP/GaAlP lit.[ 10 ]

23. Ramanovy polovodičové zesilovače SRA Příčný řez strukturou SRA lit. [ 10 ]

24. Ramanovy polovodičové zesilovače SRA Závislost zisku SRA na impulsním čerpacím výkonu

25. Ramanovy polovodičové zesilovače SRA Závislost zisku SRA na CW čerpacím výkonu

26. Optické zesilovače - vlastnosti • Základní vlastnosti optických zesilovačů • Vláknové optické zesilovače - Zářivý výkon 10 až 100mW - Optický zisk 30 až 40 dB - Šum F = 3 až 5 dB - Spektrální šířka 30 až 40 nm - Dynamika saturace zisku 0,1 až 10 ms - Velké rozměry, velké energetické nároky • Vláknové parametrické zesilovače - Vysoký diferenciální zisk 80 až 130 dB/W/km - Velká šířka pásma ( stovky GHz ) s vln. konverzí

27. Optické zesilovače - vlastnosti • Polovodičové optické zesilovače SOA - Zářivý výkon 3 až 20 mW - Optický zisk 25 až 35 dB - Šum F = 5 až 10 dB - Dynamika saturace zisku 0,1 až 0,01ns - malé rozměry, malé energetické nároky • Ramanovy polovodičové zesilovače SRA - CW zisk < 3,5 dB s čerpacím výkonem do 200 mW - Impulsní zisk až 20 dB s čerpacím impulsním výkonem do 25 W - Velmi dobrá dynamika zasahující do terabitové oblasti