光源平均波長與線寬…

因為我們設計的是L-band光源，所以在分析光源的特性時，

光源的平均波長必須落在L-band (≧1580 nm)，線寬最好是越寬越 好，同時光源的平坦度也是我們考慮的因素，綜合以上的考量分

析，我們得到特性最好的光纖光源。

(a) 前後向幫激架構

圖3.13為EDF = 93 m、反射率為30 ％時，平均波長與線寬對 後向幫激功率的曲線圖。對三條平均波長曲線而言，都大於1584 nm，在後向幫激功率較小時有較大的平均波長，當後向幫激功率 增加時，平均波長會緩慢的遞減，而在後向幫激功率大於80 mW 之後的曲線為平均波長相對於後向幫激功率變動率較小的區域，

此有助於光纖陀螺儀穩定度的提升。對三條線寬曲線而言，在後 向幫激功率大於40 mW之後的線寬都大於41 nm，而在後向幫激功 率較小時，有較窄的線寬，隨著後向幫激功率逐漸增加，線寬會 增加到一極大值後會再緩慢減小。圖3.14為前向幫激功率為40 mW 時，ASE光源的功率位準會隨著後向幫激功率的增加而漸增，其 中在較短波段(1530-1580 nm)的增加幅度比較長波段(1580-1630 nm)稍大，所以平均波長會隨後向幫激功率增加而往短波長移動，

當後向幫激功率為130 mW時，在1570-1600 nm之間有平坦區域，

光源的平坦度∆P為1 dB。

圖3.15為EDF = 103 m，在不同反射率下，光源具有最大轉換 效益時，平均波長與線寬對後向幫激功率的曲線圖。對平均波長 而言，所有曲線都隨著後向幫激功率的增加而減少，而且反射率 越小的曲線減少的速率越快，而反射率較高的平均波長比反射率 較低的大，圖3.16為不同反射率下，光源具有最大轉換效益時的功 率頻譜圖，當反射率為4 ％時，在1570 nm附近有一隆起，所以在 計算平均波長時，短波長的加權會較重，而當反射率逐漸增加時，

較短波段的位準會逐漸減少，而較長波段的位準會逐漸增加，一 直到反射率為80 ％時，在1596 nm附近有一隆起，在計算平均波 長時，較長波段的加權會較大，所以平均波長會往較長波長移動。

對線寬而言，反射率為4 ％的曲線會隨著後向幫激功率的增加而 減少，線寬從後向幫激功率為20 mW時的42.3 nm減少到後向幫激

幫激功率為140 mW時的33.6 nm，這是因為當後向幫激功率增加 時，在1570 nm附近的隆起會越明顯，而導致光源線寬的減少，而 反射率為10 ％曲線的線寬都大於40 nm，當後向幫激功率從20 mW往120 mW增加時，線寬會先增加到一極大值再緩慢的減小，

而反射率為20、30、80 ％的線寬曲線都是隨著後向幫激功率增加 而增加，在反射率為10 ％，前向幫激與後向幫激功率為50與120 mW時，從圖3.16中可知，在1570-1595 nm之間有平坦區域，其平 坦度∆P為1.4 dB。

(b) 雙前向幫激架構

圖3.17為EDF1 = 75 m、EDF2 = 13 m，在不同反射率下，ASE 具有最大轉換效益時，平均波長與線寬對後向幫激功率的曲線 圖。對平均波長而言，反射率越高的平均波長曲線會越大，從圖 3.18中可以看出，反射率為4 ％時，在1568 nm附近有一隆起，當 反射率增加時，在較短波長附近隆起的功率位準會越來越低，而 隆起的地方也會往長波長移動，在反射率為10 ％時，隆起的位置 已移到1570 nm附近，向長波長移了2 nm，而較長波長的功率位準 會越來越高，所以反射率越高時，平均波長會往長波長移動，平 均波長也會隨著後向幫激功率的增加而遞減，圖3.19為反射率為4

％、前向幫激功率為50 mW時，後向幫激功率增加時的功率密度 頻譜圖，從圖中可知，當後向幫激功率增加時，較短波長功率位 準的增加速率會比較長波長快，所以在式子(2.1)計算時，短波長 的加權會比較重，所以平均波長曲線會變小。對線寬而言，除了 反射率為4、10 ％，其它三種反射率的線寬都大於40 nm，線寬會 隨後向幫激功率的增加而稍微增加，而反射率為4、10 ％的線寬 會隨後向幫激功率的增加而減少，反射率為4 ％的線寬從後向幫 激功率為20 mW時的32.4 nm減少為120 mW時的21.6 nm，線寬減 少了10.8 nm。

圖3.20為EDF1 = 80 m、EDF2 = 13 m，在不同反射率下，光源

具有最大轉換效益時，平均波長與線寬對後向幫激功率的曲線 圖。對平均波長而言，所有的曲線都會隨後向幫激功率的增加而 遞減，而且反射率越低的曲線會遞減的越快，除了反射率為4、10

％，其它三條曲線的平均波長都大於1581 nm。對線寬而言，反射 率為4、10、20 ％會隨後向幫激功率的增加而減少，而反射率為 30、80 ％會隨後向幫激功率增加而遞增，而且線寬都大於39 nm。

圖3.21為EDF1 = 85 m、EDF2 = 13 m，在不同反射率下，光源 具最大轉換效益時，平均波長與線寬對後向幫激功率的曲線圖。

對平均波長而言，所有的曲線都會隨後向幫激功率的增加而遞 減，而且反射率越低的曲線會遞減的越快，除了反射率為4 ％以 外，另四條曲線的平均波長都大於1580 nm。對線寬而言，反射率 為4、10 ％會隨後向幫激功率的增加而遞減，而反射率為20、30、

80 ％會隨後向幫激功率的增加而遞增，而且線寬都大於38 nm。

(c) 後前向幫激架構

圖3.22為EDF1 = 80 m、EDF2 = 13 m，在不同反射率下，光源 具最大轉換效益時，平均波長與線寬對後向幫激功率的曲線圖。

對平均波長而言，所有的曲線都大於1565 nm，而且會隨後向幫激 功率的增加而增加，反射率為10、20、30 ％曲線在後向幫激功率 大於100 mW，有較穩定的平均波長，圖3.23為不同反射率下，光 源具有最大輸出功率時的功率頻譜圖，當反射率增加時，在短波 段的功率位準會稍微下降，而在長波段則會上升，且在頻譜中間 大約在1567-1585 nm間會產生一凹陷，反射率為4 ％，在較短波段 1562-1570 nm有一隆起，而在長波段的功率位準較低，反射率為10

％，在1562-1572 nm有一隆起，反射率為20 ％與30 ％，在1562 nm 與1592 nm各有一隆起，而反射率為80 ％，在1562 nm與1594 nm 各有一隆起，在1574 nm有一凹陷。對線寬而言，所有曲線都會隨 後向幫激功率的增加而增加，在反射率大於20 ％的曲線，線寬都 有大於50 nm的表現。