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(19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) · 랑크 상수, v는 주파수, v 는...

Date post: 11-Nov-2020
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16
(19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) (45) 공고일자 2012년04월19일 (11) 등록번호 10-1136425 (24) 등록일자 2012년04월06일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.) G01J 3/00 (2006.01) G02B 6/00 (2006.01) H01S 3/067 (2006.01) (21) 출원번호 10-2010-0036453 (22) 출원일자 2010년04월20일 심사청구일자 2010년04월20일 (65) 공개번호 10-2011-0116820 (43) 공개일자 2011년10월26일 (56) 선행기술조사문헌 US0654223 B1 JP평성09210783 A KR100358113 B1 JP06167421 A (73) 특허권자 서울시립대학교 산학협력단 서울특별시 동대문구 서울시립대로 163 (전농동, 서울시립대학교) (72) 발명자 이주한 경기도 성남시 분당구 미금로 63, 건영아파트 30 9동 201호 (구미동, 무지개마을) 신재현 서울특별시 강동구 성내3동 한솔애리즈아파트 2차 201동 301호 (74) 대리인 특허법인지명 전체 청구항 수 : 총 7 항 심사관 : 조성찬 (54) 발명의 명칭 에르븀 첨가 광섬유 증폭기에서의 신호 ESA 측정 방법 및 이를 실현시키기 위한 프로그램 을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 (57) 요 약 본 발명은 (a) 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 출력 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 스펙트럼 측정값을 입 력받는 단계와, (b) 신호 ESA 단면적의 설정값을 사용하여 출력 ASE 스펙트럼 연산값을 추출하는 단계와, (c) 상 기 출력 ASE 스펙트럼 측정값과 상기 출력 ASE 스펙트럼 연산값의 차이값과 미리 지정된 허용 오차를 비교하여 미리 지정된 조건을 만족할 때까지 상기 단계 (b)를 반복하는 단계와, (d) 상기 신호 ESA 단면적의 상기 설정값 을 신호 ESA 단면적 최종값으로 추출하는 단계를 포함하되, 상기 신호 ESA 단면적의 설정값의 초기값은 0이고, 상기 미리 지정된 조건은 상기 차이값의 제곱 평균이 상기 허용 오차보다 작은 것인 에르븀 첨가 광섬유 증폭기 에서의 신호 ESA 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 에르븀 첨가 광섬유 증폭기에서 출력 ASE 스펙트럼 측정값과 출력 ASE 스펙트럼 연산값을 비 교하여 신호 ESA를 측정할 수 있다. 신호 ESA를 기반으로 이득 및 잡음 구성에 있어서 신호 ESA의 영향을 용이하 게 확인할 수 있으므로 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 성능 평가를 용이하게 수행할 수 있다. 대 표 도 - 도2 등록특허 10-1136425 -1-
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(19) 민 특허청(KR)

(12) 등 특허공보(B1)

(45) 공고 2012 04월19

(11) 등 10-1136425(24) 등 2012 04월06

(51) 특허 (Int. Cl.)

G01J 3/00 (2006.01) G02B 6/00 (2006.01)

H01S 3/067 (2006.01)(21) 원 10-2010-0036453

(22) 원 2010 04월20

심사청 2010 04월20

(65) 공개 10-2011-0116820

(43) 공개 2011 10월26

(56) 술 사문헌

US0654223 B1

JP평 09210783 A

KR100358113 B1

JP06167421 A

(73) 특허

울시립 산 단

울특별시 동 문 울시립 163 ( 동,울시립 )

(72)

경 도 남시 당 미 63, 건 트 309동 201 ( 미동, 무지개마 )

신재

울특별시 강동 내3동 리 트 2차201동 301

(74) 리

특허 지

체 청 수 : 7 심사 : 찬

(54) 칭 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 실 시키 그램 컴퓨 독 가능 매체

(57)

본 (a) 에 븀 첨가 폭 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 스 트럼 측 값

는 단계 , (b) 신 ESA 단 값 사 여 ASE 스 트럼 연산값 는 단계 , (c) 상

ASE 스 트럼 측 값과 상 ASE 스 트럼 연산값 차 값과 미리 지 허 차 비 여

미리 지 건 만 지 상 단계 (b) 복 는 단계 , (d) 상 신 ESA 단 상 값

신 ESA 단 값 는 단계 포 , 상 신 ESA 단 값 값 0 고,

상 미리 지 건 상 차 값 곱 평균 상 허 차보다 것 에 븀 첨가 폭

에 신 ESA 측 에 것 다.

본 에 , 에 븀 첨가 폭 에 ASE 스 트럼 측 값과 ASE 스 트럼 연산값 비

여 신 ESA 측 수 다. 신 ESA 득 에 어 신 ESA

게 수 므 에 븀 첨가 폭 능 평가 게 수 수 다.

도 - 도2

등록특허 10-1136425

- 1 -

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지원 가연 개 사업

과 고 2009-0064477

처 연 재단

연 사업 신진연 지원사업

연 과 비스무쓰 어븀첨가 역 폭 술 개 과 거리 역 가 망 에 연

주 울시립 산 단

연 간 2009 05월 01 ~ 2012 04월 30

등록특허 10-1136425

- 2 -

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특허청

청 1

(a) 에 븀 첨가 폭 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 스 트럼 측 값 는 단

계 ,

(b) 신 ESA 단 값 사 여 ASE 스 트럼 연산값 는 단계 ,

(c) 상 ASE 스 트럼 측 값과 상 ASE 스 트럼 연산값 차 값과 미리 지 허 차 비

여 미리 지 건 만 지 상 단계 (b) 복 는 단계 ,

(d) 상 신 ESA 단 상 값 신 ESA 단 값 는 단계

포 ,

상 신 ESA 단 값 값 0 고,

상 미리 지 건 상 차 값 곱 평균 상 허 차보다 것 에 븀 첨가 폭

에 신 ESA 측 .

청 2

청 3

1 에 어 ,

상 단계 (b)는, 상 신 ESA 단 상 값 상 차 값만큼 가시키는 단계

포 는 것 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 .

청 4

1 에 어 ,

상 단계 (b)는, 다 수 식

여 , PASE는 ASE 워, PASE(v)는 상 ASE 워 주 수 v에 값, 첨 + -는 빔 달

, z는 상 에 븀 첨가 폭 치, 는 신 극 단 , 는 신

수 단 , 는 상 신 ESA 단 , N1 N2 는 4I15/2,

4I13/2 상태에 에 븀 개수, h 는

랑크 상수, v는 주 수, △v 는 단 주 수, αs αp는 각각 신 달 실(propagation loss)

나타냄

여 상 ASE 스 트럼 연산값 는 단계

포 는 것 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 .

청 5

4 에 어 ,

상 N1, N2는 각각 다 수 식

등록특허 10-1136425

- 3 -

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,

여 , N1S

N2S 는 각각

4I15/2,

4I13/2

4I9/2 상태에 단 에 븀 (singled erbium ion) 개수,

, 는 , 상태에 에 븀 (paired erbium ion) 개수 나타냄

시 는 것 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 .

청 6

청 7

1 에 어 ,

상 에 븀 첨가 폭 는 비스무스 (Bismuth-base) 에 븀 첨가 폭 것 에 븀 첨

가 폭 에 신 ESA 측 .

청 8

1 에 어 ,

상 에 븀 첨가 폭 는 룰라 트 (Tellurite-based) 에 븀 첨가 폭 것 에

븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 .

청 9

1 , 3 내지 5 , 7 , 8 어느 에 상 에 븀 첨가 폭 에 신

ESA 측 각 단계 실 시키 그램 컴퓨 독 가능 매체.

본 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA(signal Excited State Absorption) 측 [0001]

실 시키 그램 컴퓨 독 가능 매체에 것 , 욱 체 는 에 븀

첨가 폭 에 ASE 스 트럼 측 값과 ASE 스 트럼 연산값 비 여 신 ESA 측

는 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 실 시키 그램 컴퓨

독 가능 매체에 것 다.

본 연 재단 신진연 지원사업 수 연 도 것 다[과 리 : 2009-[0002]

0064477, 과 : 비스무쓰 어븀첨가 역 폭 술 개 과 거

리 역 가 망 에 연 ].

경 술

역 폭 는 다 (Wavelength Division Multiplexing, WDM) 술 [0003]

량 통신 시스 에 통신 트워크 사 다.

WDM 술 시스 , WDM시스 공 본 치 는 실리카 (Silica-[0004]

based) 에 븀 첨가 폭 (Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA)가 다. 실리카 EDFA는 C 드

또는 L 드에 30nm 폭 역폭(amplification bandwidth)에 신 득(signal gai

n) 공 수 다.

래 실리카 EDFA는 재 치 WDM 시스 에 는 것 단 다. 그러나 [0005]

등록특허 10-1136425

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트래 격 가에 라 량(data transmission capacity) 고 , 라

큰 득 역폭(gain bandwidth) 가지는 폭 가 는 실 다.

역 폭 (ultra-broadband optical amplifier) 브리드 폭 또는 새[0006]

운 스트 물질에 에 븀 첨가 (Erbium-doped Fiber, EDF) 사 여 여 다 연

가 진 었다.

보다 체 새 운 스트 물질에 EDF는 간단 폭 가진다는 에 다. 다[0007]

EDF 에 룰라 트 EDF(Tellurite-based EDF) 비스무스 (Bismuth-base) EDF(본 에 "비

스무스 산 물 EDF" 도 시 )는 동시에 C 드 L 드에 70nm 도 역폭에 신

득 공 수 문에 망 측 고 다.

또 룰라 트 EDF 비스무스 산 물 EDF는 에 븀 도 도(concentration)[0008]

공 므 , 스트 물질과 에 븀 고 (high solubility) 가능 게 다. 러 특징 특 짧

가지는 간단 폭 다.

그러나 술 다 에도 고 루라 트 EDF는 래 실리카 리(glasses) 룰라 트 [0009]

리 사 는 과 큰 차 문에 실리카 에 (splicing) 지 다는 단

가진다. 룰라 트 EDF 는 다 게, 비스무스 산 물 EDF는 0.5dB 실(splicing los

s) 가지도 래 퓨 (fusion splicer) 사 여 래 실리카 에 게 수

다. 라 비스무스 산 물 EDF는 룰라 트 EDF에 비 래 실리카 통신 시스

에 게 수 다.

고 능 비스무스 산 물 EDF 역 폭 고 사 나는, [0010]

에 븀 도 스트 물질 비 (nonlinear)에 는 다 비균질 (inhomogeneous)

비 상에 폭 능 (amplification performance limitation) 다.

러 상 는 컨 4 (four wave mixing), 업 상 변 (cooperative upconversion), 여[0011]

상태 수(pump exited state absorption, ESA) , 에 실험 연 가 계

수 고 다.

또 술 상들 에 연 어 또 다 비균질 과는 신 여 상태 수(signal[0012]

Excited State Absorption, 신 ESA) 다.

도 1 1480 nm 가 에 지 에 븀 천 (transition) 나타내는 도 다. 도 1 컨[0013]

비스무스 산 물 리 내에 1480 nm 가 에 지 에 븀 천 나타낸다. 또 도 1

컨 룰라 트 리 내에 1480 nm 가 에 지 에 븀 천 나타낼 수도 다.

도 1에 4I9/2,

4I11/2,

4I13/2

4I15/2는 에 븀 상태 나타내 , N1, N2 N3는 각각

4I15/2,

4I13/2 [0014]

4I9/2 상태에 에 븀 개수 나타내 , Cup 상 변 계수 나타내 , R12 R21 수

극 (pump absorption and stimulated emission rate) 나타내 , W12 W21 신 수 극

(signal absorption and stimulated emission rate) 나타내 , A21 (spontaneous emission

rate) 나타내 , WESA는 신 ESA 비 (signal ESA rate) 나타낸다.

도 1 참 , 신 ESA는 4I13/2 상태에

4I9/2 상태 에 븀 천 는 것 미 , 신 ESA는[0015]

특 1590 nm 상 득 역폭 는 경우 다.

실리카 EDFA에 어 신 ESA는 단지 L 드 폭 에 만 미 가지는 능 [0016]

(noise figure degradation factor) 간주 지만, 큰 미치지는 는다.

그러나, 룰라 트 EDFA 같 역 폭 에 는, 신 ESA 여 폭 역 감 (reduction[0017]

of amplification band)가 다. 룰라 트 EDFA에 신 ESA 득 역폭(output gain

bandwidth)에 에 연 었 , 폭 역 계(wavelength limit of amplification

band)는 1637nm 었다.

그러나 비스무스 산 물 EDFA는 룰라 트 EDFA에 비 만 폭 능 가짐에도 고, 비[0018]

등록특허 10-1136425

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스무스 산 EDFA에 신 ESA 에 능 재 지 연 지 는 상태 다.

또 룰라 트 EDFA 또는 비스무스 산 물 EDFA에 신 ESA 측 고 측 는 것 폭[0019]

역 계 신 특 나, 재 지 신 ESA 게 측 고 측 는

식 개 지 다.

결 는 과

본 에 븀 첨가 폭 에 ASE 스 트럼 측 값과 ASE 스 트럼 연산값 비[0020]

여 신 ESA 측 는 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 공 는 다.

본 다 상 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 각 단계 실 시키 [0021]

그램 컴퓨 독 가능 매체 공 는 다.

과 결 수단

본 (a) 에 븀 첨가 폭 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 스 트럼 측 값 [0022]

는 단계 , (b) 신 ESA 단 값 사 여 ASE 스 트럼 연산값 는 단계 , (c)

상 ASE 스 트럼 측 값과 상 ASE 스 트럼 연산값 차 값과 미리 지 허 차 비

여 미리 지 건 만 지 상 단계 (b) 복 는 단계 , (d) 상 신 ESA 단 상

값 신 ESA 단 값 는 단계 포 , 상 신 ESA 단 값 값 0

고, 상 미리 지 건 상 차 값 곱 평균 상 허 차보다 것 에 븀 첨가

폭 에 신 ESA 측 공 다.

삭[0023]

또 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 상 단계 (b)는, 상[0024]

신 ESA 단 상 값 상 차 값만큼 가시키는 단계 포 수 다.

또 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 상 단계 (b)는, 다[0025]

수 식

[0026]

여 , PASE는 ASE 워, PASE(v)는 상 ASE 워 주 수 v에 값, 첨 + -는 빔 달[0027]

, z는 상 에 븀 첨가 폭 치, 는 신 극 단 , 는 신

수 단 , 는 상 신 ESA 단 , N1 N2 는 4I15/2,

4I13/2 상태에 에 븀 개수, h 는

랑크 상수, v는 주 수, △v 는 단 주 수, αs αp는 각각 신 달 실(propagation loss)

나타냄

여 상 ASE 스 트럼 연산값 는 단계 포 수 다.

또 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 상 N1, N2는 각각 다[0028]

수 식

[0029]

등록특허 10-1136425

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, [0030]

[0031]

여 , N1S

N2S 는 각각

4I15/2,

4I13/2

4I9/2 상태에 단 에 븀 (singled erbium ion) 개수,[0032]

, 는 , 상태에 에 븀 (paired erbium ion) 개수 나타냄

시 수 다.

삭[0033]

또 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 상 에 븀 첨가 [0034]

폭 는 비스무스 (Bismuth-base) 에 븀 첨가 폭 수 다.

또 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 상 에 븀 첨가 [0035]

폭 는 룰라 트 (Tellurite-based) 에 븀 첨가 폭 수 다.

또 본 상 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 각 단계 실 시키 [0036]

그램 컴퓨 독 가능 매체 공 다.

본 에 에 븀 첨가 폭 에 ASE 스 트럼 측 값과 ASE 스 트럼 연산값 비[0037]

여 신 ESA 측 수 다. 또 본 에 신 ESA 득 에 어

신 ESA 게 수 므 비스무스 에 븀 첨가 폭 또는 룰라 트

에 븀 첨가 폭 능 평가 게 수 수 다.

도 간단

도 1 1480 nm 가 에 지 에 븀 천 나타내는 도 .[0038]

도 2는 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 시 도.

도 3 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 극 단 과

수 단 나타내는 도 .

도 4는 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , ASE 스 트럼

측 나타내는 도 .

도 5는 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 수치 복 수

에 신 ESA 단 나타내는 도 .

도 6 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 에 븀 첨가

폭 에 3가지 경우에 스 트럼 나타내는 도 .

실시 체 내

, 본 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 실 시키 그램 [0039]

컴퓨 독 가능 매체 실시 첨 도 참 보다 체 다.

본 에 , 원 가지는 샘 EDF 사 여 값 도 수 는 측 식 개[0040]

다. 상 측 식 실험 득 는 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 스 트럼과 수치

에 득 는 값 비 여 신 ESA 단 복 측 고 수 는 식 다. 상 측

식 특 샘 EDF 에 없다는 에 특징 다.

수치 시뮬 , 본 에 는 클러스 드 퀀칭(clustered ion quenching), 균질 업[0041]

상 변 (homogeneous cooperative upconversion) 신 ESA에 포 는 EDFA 사 다.

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1480nm에 는 폭 가 , 에 (Pp), 신 에 (Ps) ASE 워(PASE)는 도 1[0042]

에 도시 에 지 시스 참 여 다 과 같 단 비 수식 비 수식에

시 수 다. 클러스 드 재 다고 가 다. 1480 nm ASE가 무시 는 것 가

다.

단 비 수식(singled ion rate equation)[0043]

단 비 수식 다 수 식 수 다.[0044]

수 식 1

[0045]

수 식 2

[0046]

수 식 3

[0047]

수 식 4

[0048]

수 식 1 내지 수 식 4에 , N1S

, N2S N3

S는 각각

4I15/2,

4I13/2

4I9/2 상태에 단 에 븀 [0049]

(singled erbium ion) 개수 미 다. 또 m 클러스 내 수( 경우 2) 미

, k는 클러스 비 수(relative number) 미 다.

A21 미 , Cup 상 변 계수 미 다. R12 R21 수 극 미[0050]

다.

W12 W21 신 수 극 미 다. W23ESA는 신 ESA 비 미 다. 러 비 다 수[0051]

식 5 내지 수 식 9 각각 시 수 다.

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수 식 5

[0052]

수 식 6

[0053]

수 식 7

[0054]

수 식 8

[0055]

수 식 9

[0056]

수 식 5 내지 수 식 9에 첨 + -는 각각 빔 달 (propagation direction) 미 다. ,[0057]

, 과 는 단 , 래첨 p는 , s는 신 , a는 수 단 , e는 극 단

미 다. 컨 는 수 단 나타내 , 는 신 극 단 미 다.

[0058]

는 신 ESA 단 미 다. 각각 신 - - 어 첩 (signal-to-core overlap factor)[0059]

- - 어 첩 (pump-to-core overlap factor) 미 , EDF 드 드 지 (mode

field radius) 미 다.

비 수식(paired ion rate equation)[0060]

등록특허 10-1136425

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비 수식 다 수 식 수 다.[0061]

수 식 10

[0062]

수 식 11

[0063]

수 식 12

[0064]

수 식 13

[0065]

수 식 10 내지 수 식 13에 , , 각각 , 상태에 에 븀 [0066]

(paired erbium ion) 개수 미 다.

A21, R12, R21, W12, W21 W23ESA는 단 과 경우 동 다고 가 다. [0067]

단 개수 개수 고 , 4I15/2,

4I13/2

4I9/2 상태에 에 븀 개수[0068]

N1, N2 N3는 다 수 식 14 내지 수 식 16과 같 시 수 다.

수 식 14

[0069]

수 식 15

[0070]

등록특허 10-1136425

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수 식 16

[0071]

4I15/2,

4I13/2

4I9/2 상태에 에 븀 개수 Nt는 다 수 식 17 시 수 다.[0072]

수 식 17

[0073]

EDF 치(z)에 에 (Pp), 신 에 (Ps) ASE 워(PASE)는 다 수[0074]

식 18 내지 수 식 20 시 수 다.

수 식 18

[0075]

수 식 19

[0076]

수 식 20

[0077]

수 식 18 내지 수 식 20에 첨 + -는 각각 빔 달 미 다. 또 z는 EDF [0078]

치, h 는 랑크 상수, v는 주 수, △v 는 단 주 수, αs αp는 각각 신 달 실

(propagation loss) 미 다.

상 상태(steady state) 경에 득 는 각각 에 지 에 포 보 여 달 수식[0079]

(propagation equation) 수치 수 다.

신 ESA 측 수치 다 과 같 태 수 다.[0080]

도 2는 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 시 도 다.[0081]

우 EDF 는 ASE 스 트럼 실험 측 값, ASE스 트럼 측 값(SEXP)[0082]

는다(S100).

등록특허 10-1136425

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ASE스 트럼 측 값(SEXP) 컨 도 3 참 후술 는 통 여 측 어 수 다.[0083]

단계 S110 다 또는 단계 S110과 병 , 신 ESA가 재 지 는 상태, 신 ESA 단 (ESA)[0084]

값(ESA_0) 0 경우 가 고 는 ASE 스 트럼 연산값(SCAL_0) 다(S110).

ASE 스 트럼 연산값(SCAL_0) 술 수 식 20 여 수치 식 사 여 수 다.[0085]

다 , ASE 스 트럼 연산값(SCAL_0)에 ASE스 트럼 측 값(SEXP) 감산 여 차 값(ERR0) [0086]

다(S120).

다 , 차 값(ERR0) 곱 평균(root-mean-square) 미리 지 허 차(error tolerance, ERR_TOL)보[0087]

다 크 , 신 ESA 단 (ESA_1) ESA_0 + ERR0 수 다(S130). 신 ESA 단 (ESA_i)에 i는 복 수

나타내 1 상 연수 다. 신 ESA 단 (ESA_1) 첫 째 수 신 ESA 단 나타낸다.

편 단계 S100에 는 신 ESA가 재 지 는 상태, 신 ESA 단 (ESA) 값(ESA_0) 0

가 나, 단계 S130에 신 ESA 단 수 는 것에 여, 신 ESA는 ASE 스 트

럼 연산값(SCAL_0)에 ASE스 트럼 측 값(SEXP) 감산 값 수 다.

다 단계 S130에 수 신 ESA 단 (ESA_i) 여 ASE 스 트럼 연산값(SCAL_i) [0088]

다(S140). 술 듯 첨 i는 복 수 나타내 , 1 상 연수 다. ASE 스 트럼 연산값(SCAL_i)

술 수 식 20 여 수치 식 사 여 수 다.

다 , ASE 스 트럼 연산값(SCAL_i)에 ASE스 트럼 측 값(SEXP) 감산 여 차 값(ERRi) [0089]

다(S150).

다 , 차 값(ERRi) 곱 평균 허 차(error tolerance, ERR_TOL)보다 크 신 ESA 단[0090]

(ESA_i+1) ESA_i + ERRi 수 고 단계 S140 여 단계 S140 다시 진 , 차 값(ERRi)

곱 평균 허 차(error tolerance, ERR_TOL)보다 , 당 상태에 신 ESA 단 (ESA_i) 신

ESA 단 값 다(S160).

본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 신 ESA 단 (ESA_i+1)[0091]

신 ESA 단 (ESA_i) 과 에러(ERRi) 미 다.

본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 검 다 과 같 태[0092]

실험 수 다.

실험 2m 비스무스 산 물 EDF 사 여 수 , EDF 에 븀 도 도(erbium doping[0093]

concentration)는 7.9x1025 m

-3 고, 클러스 비 수(relative number, k)는 7.3 % 도 다. 그러나 컨

다 가지는 비스무스 산 물 EDF 사 여 수 수 도 , 비스무스 산 물 EDF가

닌 룰라 트 EDF 등 다 에 븀 첨가 폭 에 도 실험 통 비 가 가능 다.

도 3 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 극 단 (도 3[0094]

에 Emission Cross Section 시 )과 수 단 (도 3에 Absorption Cross Section 시 )

나타내는 도 다.

도 3 극 단 과 수 단 비스무스 산 물 EDF에 사 리 사 료(Asahi[0095]

Glass company technical bulletin, http://www.agc.co.jp/english/biedf/bi5web.pdf 참 ) 타나 등

문(S. Tanabe, N. Sugimoto, S. Ito, and T. Hanada, "Broad-band 1.5 m emission of Er3+ ions in

bismuth-based oxide glasses for potential WDM amplifier" J. Lumin.,vol.87-89, pp.670-672, 2000.) 참

다.

도 3 참 , 극 단 과 수 단 크값 각각 1532 nm에 8.684 x 10-25 m 고 1530 nm에[0096]

6.926 x 10-25m2

다.

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도 3과 비스무스 산 물 EDF에 라미 상 게 시 다 1과 같다.[0097]

1

라미[0098] 단 값

A21 1/s 300

상 변 계수 Cup m3/s 2.2x10

-24

크 단 m

2 8.684 x 10

-25

크 수 단 m

2 6.926 x 10

-25

달 실 α dB/m 0.7

에 븀 도 Nt m-3

7.9 x 1025

드 드 지 r μm 6.2

클러스 비 수 k % 7.3

m 2

도 4는 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , ASE 스 트럼[0099]

(SEXP) 측 나타내는 도 다.

도 4 참 , 측 닝 가능(tunable) (110) , 격리 (isolator, 120, 160), WDM(130), 다[0100]

드(140), EDF(150) 스 트럼 (170) 포 도 다.

EDF(150)는 1480nm에 160mw 다 드 사 여 고, 스 트럼 (170)에 [0101]

ASE 스 트럼(SEXP) 측 다.

도 5는 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 비스무스 에 븀[0102]

첨가 폭 상 수치 복 수에 신 ESA 단 나타내는 도 다. 또 비

도 5에 는 극 단 도 도시 다.

도 5 참 200 상 복 는 경우 신 ESA 단 값 수 는 것 수 다. 본[0103]

실험에 는 232 복 여 값 도 다.

신 ESA 단 과 극 단 비 , 비스무스 에 븀 첨가 폭 신 폭 [0104]

계가 략 1632nm 것 수 다.

또 신 ESA 단 검 여 1560 nm에 0 dBm 신 비 수 다.[0105]

도 6 본 에 에 븀 첨가 폭 에 신 ESA 측 에 어 , 비스무스 에 븀[0106]

첨가 폭 에 3가지 경우에 스 트럼 나타내는 도 다.

도 6 참 , 실험값(Experiment)과, 신 ESA 고 여 계산 워(Simulation with ESA) , 신[0107]

ESA 고 지 고 계산 워(Simulation without ESA)가 도시 다. 도 6에 는 1620nm 내지

1650nm에 우측 상단에 보다 여 워가 도시 다.

도 6 참 , 신 ESA 단 고 여 수치 계산 스 트럼 값 실험 계산 것[0108]

과 사 것 수 , 특 1620nm 상 경우 신 ESA 단 고 여 수치 계산

스 트럼 값 신 ESA 단 고 지 고 수치 계산 스 트럼 값에 비 보다 실

험값과 사 것 수 다.

비 본 체 었지만 는 단지 본 시 것에 과 것 ,[0109]

본 는 술 에 통상 지식 가지는 라 본 본질 특 에 어나지 는

내에 다 변 가능 것 다.

라 본 에 개시 실시 들 본 것 니라 것 고, 러 실[0110]

시 에 여 본 사상과 가 는 것 니다. 본 는 래 청 에

어 , 그 동등 내에 는 든 술 본 리 에 포 는 것 어

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것 다.

산업상 가능

상 같 , 본 에 에 븀 첨가 폭 에 ASE 스 트럼 측 값과 [0111]

ASE 스 트럼 연산값 비 여 신 ESA 측 수 다. 신 ESA 득 에 어

신 ESA 게 수 므 에 븀 첨가 폭 능 평가 게 수 수

다.

110: 닝 가능 120: 격리[0112]

130: WDM 140: 다 드

150: EDF 160: 격리

170: 스 트럼

도 1

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도 2

도 3

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도 4

도 5

도 6

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