Título
Análisis experimental del modelo de Giles usado para la caracterización de fibras dopadas con erbio
Experimental analysis of the model of giles used for the characterization of erbium-doped fibers
Autor
Gabriela Alvarez Mota
Colaborador
Diana Tentori Santacruz (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
Los amplificadores de fibra óptica dopada con erbio, EDFAs por sus siglas en inglés, han adquirido gran importancia dentro de las comunicaciones ópticas debido a su operación en la región de 1.55 µm. Entre sus aplicaciones se incluyen aplicaciones terrestres, submarinas y sistemas de CATV. El objetivo de este trabajo es el de evaluar la variación inducida en la predicción del coeficiente de ganancia modificando los parámetros usados para determinar las secciones transversales de absorción. El estudio de la metodología de medida de estos parámetros es importante ya que a pesar de la extensa variedad de modelos y resultados que se pueden encontrar dentro de la literatura, no existe acuerdo sobre el procedimiento de medida que debe seguirse. Esta información es vital para describir las propiedades de amplificación de las fibras dopadas con erbio, empleando ya sea un modelo microscópico o uno de bloques. En este trabajo se usó el enfoque microscópico debido a que es el más utilizado pl_Giles y Desurvire, 1991. Para describir las propiedades de amplificación de la fibra este modelo usa las ecuaciones de flujo de población, los coeficientes de emisión y absorción y la estructura de la fibra. Para determinar los coeficientes de absorción y de ganancia (emisión estimulada), en esta tesis se trabajó con señales de banda angosta (monocromáticas) y señales de banda ancha (espectro blanco); además de un bombeo de saturación a 980nm para el caso de ganancia. La muestra utilizada tiene una concentración media de erbio (Er3+). Se obtuvieron medidas directas de absorción y emisión empleando muestras cortas de fibra, que mostraron una dependencia importante con el valor de las potencias empleadas para la señal y principalmente con la longitud de la fibra. Cuando estos parámetros de medida no son adecuados generan efectos no deseados como corrimientos y huecos espectrales (SHB). Los valores calculados para las secciones transversales de emisión difieren al menos en un orden de magnitud con respecto a los valores medidos en forma directa. Se considera que esto se debe a que en la metodología de medición usada pl_Giles et al., 1991 participan otros fenómenos que en el modelo usado se consideran despreciables.
The erbium-doped fiber amplifiers, known by their English acronym as EDFAs, have acquired great importance in optical communications due to their operation in the 1.55 µm region. Their applications include terrestrial, submarine and CATV systems. The objective of this work is to evaluate the variation induced in the prediction of the gain coefficient when some measurement parameters used to determine the absorption cross sections are modified. Studying the measurement methodology is important given that although there is an extensive variety of models and results in scientific literature, there is no agreement on the measurement procedure that must be followed. This information is vital to describe the properties of amplification of erbium-doped fiber amplifiers using either a microscopic or an analytical model. This work is based on the most commonly used microscopic approach pl_Giles and Desurvire, 1991. To describe the amplification properties of the fiber this model uses population flow equations, the coefficients of emission and absorption and the fiber structure. This investigation used narrow band (monochromatic) and broadband signals (white spectrum) to determine the gain and absorption coefficients (stimulated transitions); saturation pumping at 980 nm was also used for gain determination. The sample that is used has a medium erbium (Er3+) concentration (960 ppm weight). Direct measures of absorption and emission using short fiber samples showed an important dependency with the signal power used and particularly with the fiber length. When these parameters of measurement are inadequate, they generate unwanted effects like wavelength shifts and spectral hole burning (SHB). The values calculated for the emission cross-sections differ at least in an order of magnitude with respect to the values measured directly. It is concluded that the methodology used by Giles and collaborators pl_1991 neglects the contributions of phenomena that cannot be considered insignificant for the sample we used.
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2008
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Alvarez Mota, G.2008.Análisis experimental del modelo de Giles usado para la caracterización de fibras dopadas con erbio.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 125 pp
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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