實驗結果

在實驗中，為了同時量測系統輸出在頻域(Frequency Domain)以 及時域(Time Domain)的訊號，我們在光纖反射迴路的一端接上一個

分光比率為 25:75 的 2X2 光偶合器(C2)，其輸出端分別接到光譜分析 儀 (Optical Spectrum Analysis, OSA) 以 及 快 速 取 樣 示 波 器 (Oscilloscope) 。 而 FP-LD 的 驅 動 電 流 則 控 制 在 略 低 於 臨 界 電 流 6.6mA。如同先前所述，FP-LD 的中心波長在 1550nm，因此我們在 選取調變頻率時，先將可調濾波器的中心波長調整到 1550nm，調整 FP-LD 的調變頻率，同時觀察 OSA 以及 Oscilloscope 的訊號，使得 FP-LD 的調變頻率以及系統的共振腔長達到最佳的自我注入狀態 時，設定此頻率為系統的調變頻率，此時調變頻率設定為 908.39MHz。

圖 2.3 則是 FP-LD 在此調變頻率以及驅動電流的條件下所產生 的 輸 出 頻 譜 。 在 此 線 性 共 振 腔 的 系 統 架 構 中 ， 系 統 的 基 本 頻 率

(Fundamental Frequency)為 3.74MHz。而可調濾波器置於線性共振腔 內，用來選擇雷射的輸出波長。當可調濾波器的中心波長接近在

FP-LD 的輸出的任何一個模態時，則 FP-LD 的輸出訊號經過可調濾波 器後，則會被限制在此一特定的波長，因此我們所提出的雷射架構目 前只能作為單一波長輸出的脈衝雷射。而因為此線性共振腔架構可以 結合 FP-LD 的自我注入機制與可調濾波器，因此系統的輸出將可以 產生很穩定的短脈衝訊號，同時藉由可調濾波器可以很容易的改變系 統輸出的脈衝波長。

圖 2.3 FP-LD 在調變頻率 908.38MHz 以及驅動電流 11.4mA 時的增益頻譜

圖 2.4 顯示在可調濾波器的中心波長與不同的 FP-LD 模態對應 時，系統輸出的脈衝訊號的 SMSR 以及脈衝寬度。其中最短的脈衝寬 度為 53.2ps，其對應的 SMSR 為 34.5dB。而我們所提出的線性共振 腔的光纖脈衝雷射系統輸出的可調範圍在 1534.04nm-1561.48nm，達 到 27nm 以上。在圖 2.4 中我們可以觀察到脈衝寬度在中心波長比較 短，而在短波長以及較長波長的部分脈衝寬度會增加，主要原因是因 為我們系統的共振腔腔長固定，而調變頻率的選擇是以中心波長調整

1530 1538 1546 1554 1562 1570

Power (10 dB/ division)

Wavelength (nm)

圖 2.4 不同波長時系統輸出的 SMSR 以及脈衝寬度

在 1550nm 的條件之下所選擇，而由於各波長的光訊號由於群速

(Group Velocity)不同的影響，因此在光纖的行進速度並不一致，導致 在非中心波長部分光訊號經過共振腔自我注入 FP-LD 時，與 FP-LD 的調變頻率產生了不匹配的狀況，使得訊號品質下降，進而影響到脈 衝寬度以及 SMSR。而此效應在越遠離中心波長時影響越明顯，因此 我們可以看到圖 2.4 中脈衝寬度變化的趨勢。當然此影響可以由改變 調變頻率來解決，然而由於在應用上希望系統的調變頻率固定，因此 並無法在如此寬的波長範圍內改善其鎖模機制。然而我們可以利用在

此波長可調範圍以及調變頻率將不再被鎖模機制所限制[33]。

至於圖 2.4 中的 SMSR 變化，除了上述共振腔與調變頻率的不匹 配造成的影響之外，EDFA 在 ASE 的頻譜分布也會造成影響，我們都 知道 EDFA 的 ASE 在 1530nm 附近會產生一個 peak，此效應也會造 成 1530nm 附近的光輸出訊號的 SMSR 降低。另外如前面所說，可調 帶通濾波器的插入損耗在 1530nm、1545nm、1560nm 等不同波長分 別為 5.51dB、4.38dB、2.49dB，因此插入損耗的差異也是影響到系統

SMSR 的因素。綜合以上幾個因素，SMSR 分布的趨勢則是在長波長 優於短波長。然而此架構在可調範圍 27nm 內，其 SMSR 都仍然在

30dB 以上。

圖 2.5 以及圖 2.6 分別為可調濾波器的中心波長與不同的 FP-LD 模態對應時，在光譜分析儀以及快速取樣示波器上所觀察到頻譜分布 以及脈衝波形。

圖 2.5 系統在不同波長時的輸出頻譜

圖 2.6(a) 波長在 1534.04nm 時的輸出脈衝波形

1525 1533 1541 1549 1557 1565

-10

-20

-30

-40

-50

-60

Wavelength (nm)

Power (dBm)

200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

圖 2.6(b) 波長在 1537.08nm 時的輸出脈衝波形

圖 2.6(c) 波長在 1540.20nm 時的輸出脈衝波形 200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

圖 2.6(d) 波長在 1542.52nm 時的輸出脈衝波形

圖 2.6(e) 波長在 1544.92nm 時的輸出脈衝波形 200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

圖 2.6(f) 波長在 1548.04nm 時的輸出脈衝波形

圖 2.6(g) 波長在 1552.00nm 時的輸出脈衝波形 200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

圖 2.6(h) 波長在 1555.12nm 時的輸出脈衝波形

圖 2.6(i) 波長在 1558.28nm 時的輸出脈衝波形 200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)

圖 2.6(j) 波長在 1561.48nm 時的輸出脈衝波形 200 ps/div

Pulse Intensity (a.u.)