結果與討論

本實驗所提出穩定輸出波長、固定波長調整間隔的光纖迴路雷 射架構，最大的優點在於可反覆調整在相同、固定、單一的輸出頻率 上，圖 3-3(a)顯示在 FFP 濾波器的壓電轉換器上外加不同電壓時，光 纖 迴 路 雷 射 所 輸 出 的 頻 譜 。 波 長 可 調 範 圍 介 於 1528.28nm 與 1559.64nm 之間，圖 3-3(b)顯示輸出功率、S/SSE 與 1.12nm 調變間距 下的不同雷射波長關係，最大的輸出功率是 4.1dBm 在輸出波長為 1539.48nm ， 圖 中 S/SSE 均 大 於 30dB/0.1nm ， 輸 出 功 率 均 大 於 2.2dBm，調變範圍達 31.36nm(1528.28nm～1559.64nm)。當輸出波長

調變在 1535.00nm 時，S/SSE 超過 40.6dB/0.1nm。因此，光纖迴路雷 射的穩定輸出可以不藉由任何偏極化控制來觀察。總之，當光纖迴路 雷射調變在 1528.28nm 到 1559.64nm 間隔 1.12nm 的範圍，輸出光可 以為持在 S/SSE 大於 30dB/0.1nm 與輸出功率大於 2.2dBm。

為整合輸出功率與波長效能的穩定性，圖 3-4 顯示實驗量測新提 出的短間距架構(方塊 A 連結到圖 3-2 架構中)並與傳統的迴路架構(方 塊 B 連結到圖 3-2 的架構)相比較，在雷射輸出波長為 1533.86nm 下 兩種架構在 900 秒鐘的觀察下，圖 3-4，傳統迴路架構的波長變化與 功率波動分別為 0.07nm 與 0.22dB。相反的，新提出的架構可動態維 持輸出光波長變化量為 0(儀器讀取辨識率為 0.01nm)，輸出功率波動 在 0.04dB 內，最長輸出穩定維持時間超過 4 小時。

藉由調整輸入 980nm 泵激光源的基電流，光纖迴路雷射可以保 持恆定功率的輸出光源，圖 3-5 顯示在控制固定輸出功率下，980nm 泵激光源的輸出功率與基電流量對應輸出波長的關係。當光纖迴路雷 射輸出功率設定在 2.1dBm，功率波動小於正負 0.05dB 時，在調變範 圍 1528.28nm 到 1559.64nm 之間的基電流調變範圍介於 135mA 到 175mA。圖 3-6 顯示輸出固定波長光的輸出功率與時間的關係圖，當 控制輸出中心波長在 1544.32nm，EDFA 泵激光源為 180mW，S/SSE 保持在 26.94dBm 的條件下，輸出功率維持在 2dBm 以上至少可以維 持約 2000 秒，超過 30 分鐘。

3.4 結論

本實驗提出並以實驗證實藉由 FP 雷射與 FFP 濾波器架構的穩 定、可調變輸出的摻鉺光纖迴路雷射架構，當光纖迴路雷射調變在 1528.28nm 到 1559.64nm 間隔 1.12nm 的範圍，輸出光可以為持在

S/SSE 大於 30dB/0.1nm 與輸出功率大於 2.2dBm，輸出波長變化小於 0.01nm 且輸出功率變動小於 0.04dB，輸出光源穩定持續 2000 秒以 上，利用調變 980nm 泵激光源基電流大小來控制恆定輸出光源，輸 出光源功率變化在整個可調範圍內小於正負 0.05dB，這個穩定輸出 架構的提出將有助於加速光纖迴路雷射的實用化。

980 nm Pump LD

W

EDF PC FFP Filter

C

OSA FP-LD

I

OC 1 3 2

Isolator

C : Optical Coupler

W : 980/1550nm WDM Coupler OC : Optical Circulator PC : Polarization Controller FP-LD : Fabry-Perot Laser

FFP Filter : Fiber Fabry-Perot Filter Power Meter

90 10 Block

Block A Block B

圖 3-2、本實驗提出與實驗證實輸出穩定的摻鉺光纖迴路雷射

Wavelength (nm)

1520 1530 1540 1550 1560 1570

Pow er (d Bm)

-50 -35 -20 -5 10

31.36 nm

圖 3-3(a)、在波長 1528.28nm 到 1559.64nm 之間，外加電壓在 FFP 濾 波器的壓電轉換元件時的光纖迴路雷射輸出光譜

Wavelength (nm)

1520 1530 1540 1550 1560 1570

Output P o wer (dBm)

0 2 4 6 8

S/ SSE R a ti o (dB )

15 25 35 45 55

Output Power S/SSE

圖 3-3(b)、輸出功率與 S/SSE 對間距 1.12nm 的不同輸出波長關係圖

Time (sec.)

0 200 400 600 800 1000

Central Wavelebgth (nm)

1533.6 1533.7 1533.8 1533.9 1534.0

Output Pow er (dBm)

3.7 4.1 4.5 4.9 5.3

New proposed Conventional New proposed Conventional

圖 3-4、輸出中心波長 1533.86nm 時，傳統架構與新提出架構 900 秒 內的輸出波長變化與功率波動。

Wavelength (nm)

1520 1530 1540 1550 1560 1570

Ou tp ut Pow er (d Bm)

0 2 4 6

B ias C u rren t ( m A )

80 120 160 200

Output Power Bias Current

圖 3-5、控制恆定輸出功率為 2.1dBm，980nm 泵激光源基電流(操作 於 135mA 至 175mA 之間)與輸出波長(由 1528.28nm 到 1559.64nm 之

間)的關係圖。

Time (sec.)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Power (dBm)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

圖 3-6、控制輸出中心波長在 1544.32nm，EDFA 泵激光源為 180mW，

S/SSE 保持在 26.94dBm，輸出功率與時間關係圖