S: điểm tham chiếu của sợi quang chỉ ngay sau bộ nối quang C của bộ phát quang R: điểm tham chiếu của sợi quang chỉ ngay trước bộ nối quang C của bộ thu quang.
2.4.1. Kết quả khảo sát độ khuếch đại bức xạ tự phát ASE
Tiến hành khảo sát phổ khuếch đại bức xạ tự phát (Amplifier Spontaneous Emission – ASE) của các sợi quang pha tạp Er3+ với các chiều dài khác nhau, vùng bước sóng chủ yếu tập trung vào vùng cửa sổ thông tin thứ ba, trong khoảng 1400nm đến 1600nm. Các phép đo được tiến hành trên máy phân tích quang phổ Advantest Q8384, sơ đồ thí nghiệm được bố trí như sau:
Năng lượng của laser bơm sẽ được truyền qua sợi pha tạp Er3+
có chiều dài 4,5m và 6m và thu dạng phổ ở đầu ra bằng máy phân tích quang phổ. Ở phần khảo sát này ta không phát laser tín hiệu 1550nm, vì vậy khi các ion Er3+
hấp thụ photon 980nm để nhảy lên mức 4
I11/2 rồi dịch chuyển không bức xạ xuống mức 4I13/2, tại đây do không được tương tác với các photon 1550nm nên chúng sẽ bức xạ tự phát xuống trạng thái nền 4
I15/2 và bức xạ này sẽ được khuếch đại lên dọc theo sợi quang. Dưới đây là hình ảnh về phổ ASE chụp từ máy phổ, tất cả đều được đo tại dải tần từ 1500nm ÷ 1600nm, độ phân giải 0,5nm, mức công suất nền (phía trên) là 0.0dBm, thang chia công suất (trục dọc) là 5dB/div, thang chia tần số (trục ngang) là 10nm/div.
(a)
(a) (b)
Hình 2.15. Phổ ASE của sợi pha tạp nồng độ 2500ppm có chiều dài 6m
(a) cường độ dòng bơm 50mA (16,0mW) (b) cường độ dòng bơm 100mA (41,8mW)
Quan sát hình 2.15a (λpeak=1557,8nm Ppeak= -23,28dBm) ta thấy phổ ASE có cực đại trong vùng bước sóng 1560nm khi công suất bơm yếu, cực đại này sẽ
Khuếch đại EDFA
Máy phổ
hình 2.15b (λpeak=1531,6nm Ppeak= -11,29dBm). Điều này rất phù hợp với lý thuyết, được giải thích là do hệ số hấp thụ và phát xạ trong hai vùng này là khác nhau.
(a)
(b) (a) (b)
Hình 2.16. Phổ ASE của sợi pha tạp nồng độ 2500ppm có chiều dài 4,5m
(a) cường độ dòng bơm 50mA (16,0mW) (b) cường độ dòng bơm 100mA (41,8mW)
Khi công suất bơm mạnh lên, quá trình khuếch đại tại vùng 1530nm cũng tăng lên, hình 2.16a, ta có λpeak=1531,4nm Ppeak= -22,14dBm khi tăng cường độ dòng bơm lên 100mA – hình 2.16b, ta có λpeak=1530,8nm Ppeak= -9,85dBm.
(a) (b)
Hình 2.17. Phổ ASE của sợi nồng độ 3000 ppm, chiều dài 10m,
(a). cường độ dòng bơm thấp (dưới 75mA)
(b). cường độ dòng bơm cao
Theo hình 2.17 ta thấy khi công suất bơm thấp thì phổ ASE khá bằng phẳng. Tuy nhiên, tăng công suất bơm thì phổ ASE có cực đại tại λ =1530 nm.