實驗結果與討論

圖 4-5 展示操作在 EDFA 的泵激光強度為 100mW、SOA 在 250mA 輸入電流的情況下，EDFA、SOA 與混成放大器的自發光譜(ASE)，

圖 中 EDFA 的最大尖峰功率為-20.4dBm 在波長 1558nm，SOA 的最 大尖峰功率為-33.8dBm 在波長 1560nm，當兩個放大器，SOA 與 EDFA 直接串連混合放大時，可以使得放大器的介質增益獲得提升並且延伸 ASE 的範圍，因此 ASE 的頻寬將可高達 80nm 從 1540nm～1620nm，

並且最大尖峰功率也提升到-19.2dB 在波長 1566nm。圖 4-6 為不同放 大器排列架構下的增益頻譜圖，以 EDFA 在後、SOA 在前的排列方 式，可利用 SOA 的輸出光泵激 EDFA 使其在 L 波段的增益獲得提升，

而與 EDFA 在前、SOA 在後的排列模組在長波長區段的增益上有較 大改善。

圖 4-7(a)顯示當此光纖雷射操作在不同電壓外加於 FFPF 與調變 TBF 的光譜曲線，另外還有不同波長雷射的輸出功率與 S/SSE，本光 纖雷射的 ASE 與輸出功率的最大增益約在波長 1572nm 波段。另在 圖 4-7(b)為光纖雷射的輸出功率與雷射波長的關係，雷射可調範圍在 將 TBF 與 FFPF 交叉並列使用的情況下可由 1542nm～1610nm 高達 68nm，而最大輸出功率為 6.1dBm 於波長在 1570nm 左右，為 FFPF 操作的範圍，而輸出功率分別下降至 5.5dBm、4.5dBm 與 3dBm 在波 長為 1584nm、1600nm、1610nm 下。此外，TBF 調變區間的最大輸 出功率為 5.8dBm 在波長約為 1558nm，而功率分別降至 4.7dBm 與 -3.6dBm 時，波長則分別在 1550nm 與 1542nm。由於兩個濾波器所能 調變波長的限制而約束了整個光纖雷射架構所能調變的範圍，根據實 驗結果的圖 4-5 與圖 4-7(b)，可以預測如果濾波器調變範圍允許，雷

射的輸出波長將可延伸到 1620nm 而輸出功率均保持在-40dBm 以 上，而由圖 4-7(c)的 S/SSE 與 1545nm～1610nm 各調變波長的關係圖 看來，當雷射波長操作在接近 1572nm 時，S/SSE 將會因為高增益與 高 ASE 功率帶動而增加到 53.4dB/0.1nm，此外，若要求保持在 S/SSE 大於 40dB/0.1nm 與輸出功率大於 3dBm 的有效範圍，此可調變的範 圍從 1552nm～1610nm 可達 58nm，如圖 4-7(b)與圖 4-7(c)所示。

進一步的我們希望要求雷射輸出功率在各輸出波長時皆保持恆 定，而方法我們是選擇調整 SOA 的工作電流來調整之。圖 4-8 顯示 在兩濾波器並聯運作下，雷射的恆定輸出功率與 SOA 工作電流關 係，其中我們設定恆定輸出的雷射功率約為 3dBm，而功率振幅約在

±0.05dB 對應調變範圍由 1546nm～1610nm，SOA 工作電流範圍介於 226 至 250mA 之間。而在圖 4-9 中，我們探討輸出光在時間上的穩定 性，將輸出波長分別固定在 1552 nm(TBF 波段)與 1566.08 nm(FFP 波 段)，輸出波長為 1566.8 nm、輸出功率保持在 4 dBm 以上的時間可以 維持 720 秒(12 分鐘)，輸出波長為 1552.0 nm、輸出功率保持在約 5.6 dBm 時，維持時間超過 1080 秒(18 分鐘)。

4.4 結論

此實驗中，藉由 SOA 與 EDFA 的串連搭配，我們已經成功的設 計出一款涵蓋 C+L 波段可調範圍的光纖雷射，並以實驗證實了它的 優越特性，而其最大可調範圍為 68nm(1542nm～1610nm)，而有效的 操 作 範 圍 (S/SSE>40Db/0.1nm 、 輸 出 波 長 >3dBm) 亦 可 達 到 58nm(1552nm～1610nm)。此外，雷射可以保持 3dBm 的恆定輸出功 率在振幅小於 0.05dBm 的區間，調變範圍由 1546nm～1610nm，固定 波長輸出光源維持時間以 FFP 調變至少 720 秒、以 TBF 調變至少維

持 1080 秒，如此寬頻可調雷射設計將可被廣泛的應用。

圖 4-4、寬頻混合放大器的實驗架構 S : 1 X 2 Optical Switch

W : 980/1550 nm WDM Coupler PC : Polarization Controller C1 : 1 X 2(10:90) Optical Coupler

TBF : Tunable Bandpass Filter FFPF : Fiber Fabry-Perot Filter

SOA : Semiconductor Optical Amplifier C2 : 1 X 2(50:50) Optical Coupler

W

980 nm LD

EDF = 20 m

FFP

90 10 PC PC

C2 TBP S

Bias Current

SOA

C

L-Band Amp.