智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術-子計畫一：高密度分波多工系統的異質接合光電積體電路(III)

(1)

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

子計畫一：高密度分波多工系統的異質接合光電積體電路 (3/3)

計畫類別：整合型計畫

計畫編號： NSC94-2219-E-011-001-

執行期間： 94 年 08 月 01 日至 95 年 07 月 31 日執行單位：國立臺灣科技大學電子工程系

計畫主持人：劉政光

報告類型：完整報告

處理方式：本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢

中華民國 95 年 10 月 26 日

(2)

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 V 成果報告

□期中進度報告

智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術

(Photonic Networking Technologies for Intelligent DWDM Systems)

子計畫一：高密度分波多工系統的異質接合光電積體電路 3/3

Subproject No. 1. Heterogeneously Bonded Optoelectronic

Integrated Circuits for DWDM Systems (3/3)

計畫類別：□ 個別型計畫 V 整合型計畫計畫編號：NSC94－2219－E011－001－－執行期間： 94 年 8 月 1 日至 95 年 7 月 31 日

計畫主持人：

劉政光教授

共同主持人：

計畫參與人員：

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 V 完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、

列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年 V 二年後可公開查詢

執行單位：

台灣科技大學電子系

中華民國 95 年 10 月 15 日

(3)

. 1

(一) 中英文摘要與關鍵詞

利用複合積體化技術，在一平台上整合系統相關模組，可將每一網路模組以最佳材料製成，可降低系統價格而強化系統能量。本子計畫針對高密度分波多工系統，一方面研究複合積體化技術中的晶片與晶片間光交連，一方面研製光學網路節點即時自動監控相關光電積體電路。三年來完成了晶片與晶片間光交連分析與設計，可作為晶片自我對準應用，也可作為晶片間信號傳收用；也進行了光偵測與放大電路的設計與分析，以作為自動偵測、比較、與判斷機構應用；也探討了電吸收調變器在時脈回復 與波長轉換之應用。

By the hybrid integration technology, one can integrate modules on a platform using the best material for each network module. It offers us a larger capcicity at a lower price. In this subproject, we studied the hybrid integration technology for the dense wavelength-division-multiplexing system and designed the optoelectronic integrated circuits for the real-time automatic monitoring of network nodes.

During these three years, chip-to-chip optical interconnections have been studied for self-alignment and transmission-receiving applications. Light detection and amplification circuits have also been designed for its applications to the automatic monitoring of optical power, equalization, switching, tuning, and decision mechanisms. The uses of electro-absorption modulator for wavelength conversion and clock recovery have also been studied.

關鍵詞：光電積體電路，時脈回復，光交連，複合積體化，高密度分波多工系統

Keywords: OEIC, optical interconnection, clock recovery, hybrid integration, DWDM

(二)研究目的與背景

利用複合(Hybrid)積體化技術，在一平台上整合系統相關模組，可將每一網路模組以最佳材料製成[1 -3]，可強化系統能量而降低系統價格，也可簡化製程。本子計畫針對高密度分波多工系統，一方面研究複合積體化技術中的晶片與晶片間光交連，一方面研製光學網路節點即時自動監控相關光電積體電路。

高密度分波多工系統的研究以光纖C帶與L帶最受青睞，III-V族半導體很適合於光信號的偵測。但是，III-V族半導體的積體化製程昂貴，試製較不方便；若考慮到信號多工/解多工、信號自動控制調整、資料儲存、

甚至系統晶片設計等，Si類元件則很適當。

我們將選用III-V族元件作為光學信號轉換之用，而選用Si製CMOS元件設計監控電路與其他的信號處理電路，來製作異質接合光電積體電路。常用的晶圓接合技術與晶片接合技術中，接合物間的對準常靠CCD與顯微鏡，以人工方式來對準；而在晶片接合技術中，可用磊晶剝離技術(Epitaxial-liftoff technique)或覆晶接合 (Flip-chip bonding) 技術，以簡便且有效的覆晶接合技術最受青睞 [4,5]。然而，覆晶接合技術中仍以人工方式來進行初步對準，然後再藉銲錫表面張力自我對準。我們將研究光交連方式自動地來進行初步對準，然後再藉銲錫表面張力自我對準，以達到完全自動化。另外，也探討晶片與晶片間的光交連技術在複合積體系統控制上的應用，以及數種晶片間複合積體系統的感測與控制問題。

智慧型高密度分波多工系統的前瞻光網路技術

Photonic Networking Technologies for Intelligent DWDM Systems

子計畫一：高密度分波多工系統的異質接合光電積體電路 3/3 Subproject No. 1. Heterogeneously Bonded Optoelectronic Integrated

Circuits for DWDM Systems (3/3)

計畫編號： NSC94-2219-E011-001

計畫主持人：台灣科技大學電子系劉政光教授

(4)

網路節點監控需要偵測到光，也需要警告與控制機構。觀測、控制、決策、與制動機構，可藉光電積體電路與其系統晶片來完成。本計畫探討高密度分波多工系統的功率等化自動監控相關電路的設計﹔我們研究光信號切換、光濾波器調整、驅動、控制等的相關電路；也進行光偵測與放大電路的設計與分析[6]，探討自動偵測、比較、與判斷機構。

監控系統相關電路的整合與積體化，有利於高速信號的處理。然而，高速接收器較為昂貴，系統控制信號或調整、致動信號可以在較低速進行。另一方面，我們常將較低速數據，利用多工技術轉為高速傳輸，且以光速傳遞；在接收或控制端，我們可以解多工方式轉回較低速數據，往接收網路傳輸或進行監控。同時，當今重要的組件常往可重構性或可調性發展，其中調整或切換工作也常在較低速下工作，譬如，多波長的切換與光功率的自動控制。有鑑於此，本計畫的控制電路與信號處理電路採用CMOS製程，在國科會晶片設計中心(CIC)試製。

為求即時解譯控制信號，我們也進行電吸收式時脈回復分析[7,8]。在高密度分波多工系統的多波長監控中，控制指令的解譯或多工操作需要時脈的提供，時脈回復器在網路監控系統中是很重要的，尤其是即時監控工作，我們探討電吸收機制於時脈回復之應用。

(三) 研究方法

我們探討過CMOS之發光與光偵測的特性，也進行實作，本計劃的執行，以實驗設計與測試分析為主，並以模擬分析來配合。

光電元件中，我們選用III-V族元件作光學信號轉換之用，而選用Si製CMOS元件設計監控電路與其他的信號處理電路，來製作異質接合光電積體電路；而在晶片接合技術中，則採用現有覆晶接合機，但我們研究光交連方式在複合積體系統控制上的應用[10]。在這三年中，我們已自行設計矽製的相關電路元件，採用CMOS製程，在國科會晶片設計中心試製。在時脈回復方面，我們則以電吸收調變器配合DFB雷射與自製光纖雷射，探討調變特性與波長轉換功能。

為進行網路節點監控之觀測、控制、決策、與制動機構，本子計畫的主要工作項目，

在第一年以晶片與晶片間光交連、光偵測與放大電路為主；包括光偵測與放大電路的模擬設計與分析，轉阻放大器與限制放大器設計，自動偵測、比較、判斷對象與機構分析，

摻鉺光纖放大器多波長功率等化自動監控電路設計與分析，晶片與晶片間光交連用光電積體電路模擬設計。第二年則以晶片與晶片間控制、功率自動監控電路為主；包括光偵測與放大電路改良，晶片與晶片間感測，高

密度分波多工系統的功率自動監控電路的設計，自動偵測、比較、判斷對象與機構分析等。第三年則包括晶片與晶片間傳送與接收電路改善，多波長雷射調變設計，波長轉換與時脈回復分析，網路節點即時自動監控相關光電積體電路設計。

三年來，主要工作已完成，包括晶片與晶片間的感測對準控制、光偵測與放大電路改良設計、高密度分波多工系統的功率等化設計、自動監控相關光電積體電路的設計、

高密度分波多工系統的功率等化設計，自動偵測、比較、判斷與機構分析、電吸收式時脈回復分析等，光纖雷射調變與波長轉換設計等，茲將主要的執行結果與討論分述於後。

(四) 結果與討論

A. 光偵測與放大電路

APD與PIN常被用於高速光偵測，Si CMOS則方便相關控制電路的積體化與低電壓操作，於是我們嘗試改善以CMOS 製造之Si光偵測器，初步設計指叉狀的Si光偵測器結構，經數次改良設計。我們利用TSMC CMOS製程，以64 µm × 64 µm面積的晶片為基礎，製作一序列的淺pn⁺接面，以p⁺區為圓心，其外圍繞著環狀n⁺區，此乃利用MOS結構的源極與汲極來製作，如圖1所示，分別稱為T1，T2，T3，與T4。此偵測器利用製程技術來縮短距離，使光照所產生的電子電洞對，可以快速抵達電極，以此小面積試驗低電壓操作時。量測所得電流與發光特性如圖2所示，我們量測其發光光譜，典型光譜特性如圖3 所示。分別在 1120 nm與850 nm出現峰值，電流增加時，光功率隨著增加，峰值則向短波長處移動。我們也探討其發光機制，以作為改善發光與光偵測之應用，目前已有一些成果發表於期刊論文。接著，我們設計出轉阻放大器(TIA)，利用反相器來設計放大作用，而以pMOSFET設計回授以改善光照之響應其閘極可以作為增益之控制。電路的暗電流、響應度、量子效率分別為0.1 nA、0.51 A/W、與0.903，其典型電路如圖4所示。

B. 晶片與晶片間感測分析

我們探討晶片與晶片間的光交連技術在複合積體系統控制上的應用，以及晶片與晶片間的距離與位置感測問題。我們一方面利用前述結構，以一序列的淺pn⁺接面，操作於發光區。另一方面，我們利用前述同一結構的淺pn⁺接面，

操作於反向偏壓的光偵測區。利用晶片上所設計的光發射器與光接收器，我們進行兩種測試，一為量測晶片與晶片間的對準狀況，另一為試驗晶片與晶片間的傳輸與接收狀況，以作為高密度分波多工系統波道監測的自動偵測、比較、判斷對象與機構整合。光接收器輸出電壓隨晶片水平移動而改變，量測裝置如圖5所示，量測結果如圖6

(5)

. 3

所示；輸出電壓隨晶片垂直移動的量測結果與水平結果移動類似，解析度取決於我們移動平台的解析度。由於所用光射器與光接收器操作電壓為一般IC電源供應之範圍，適合作為兩晶片結合前的對準。

C. 高密度分波多工系統的功率等化設計 高密度分波多工系統的研究以光纖C帶與L 帶最受青睞，我們試製多波長摻鉺光纖雷射，研製多波長光纖雷射信號的功率等化技術。我們利用光纖極化控制器，光纖光柵反射率，摻鉺光纖長度等，所研製出的等化信號如圖7所示。我們也研究利用較低速控制數據，以多工技術轉為高速傳輸，以光來傳遞；在接收或控制端，我們可以解多工方式轉回較低速數據，往接收網路傳輸或進行監控。同時，當今重要的組件常往可重構性或可調性發展，其中調整或切換工作也常在較低速下工作。

D. 自動偵測、比較、判斷與機構整合

為整合設計光信號切換、光濾波器調整、

驅動、控制等的相關自動偵測電路，我們進行光發射與放大電路的設計與分析，圖8顯示一轉阻放大器設計部份量測結果。Si CMOS光發射調變速率可達1 GHz[10]，更高速的比較、判斷與控制工作則藉多工方式來改進，多工器與振盪器可輸入分割為八個驅動電路，每一驅動電路與光發射器只需以八分之一的速率來執行。

E. 即時控制電吸收型電時脈回復

為探討電吸收式時脈回復，首先我們利用 DFB雷射，來研究電吸收型調變器特性與波長轉換功能，架構如圖9所示。利用輸入光Ps = 13dBm

與Pprobe = 7.9dBm, 進行波長轉換後之眼圖如圖10

所示。在 Vbias= -0.6V與Vbias = -1V時，眼圖均可接受。高密度分波多工系統以光纖C帶與L帶最受青睞，我們利用自製多波長摻鉺光纖雷射，研究多波長光纖雷射信號的功率等化與控制技術。進一步，我們利用多波長光纖雷射信號來進行波長轉換，以電吸收型調變與波長轉換為基礎，部份結果如圖11所示。但波長轉換之光信號之眼圖極為朦朧，經探討發現光纖雷射穩定性相當重要，

我們以一些改善措施改良說明於下一節中。

F. 光纖雷射與電吸收調變器於時脈回復應用 為探討電吸收式時脈回復，我們除利用 DFB雷射來研究電吸收型調變器特性與波長轉換外，也利用光纖雷射探討波長轉換的新技術。首先利用20.4GHz主動鎖模方式使光纖雷射功率穩定,功率變動在0.1dB以下,完成光纖雷射在10Gbit/s非回歸零資料的電光調變,熄滅比可達12dB。再利用逆向偏壓的電吸收調變器的交叉吸收調變效應完成波長轉換，熄滅比為 4.37dB。實驗架構如圖12所示，光纖雷射光源

經過電光調變器產生10Gbps的2³¹-1長度之虛擬隨機信號，信號格式為非歸零，經過摻鉺光纖放大器與光衰減器，以循環器注入電吸收調變器。使用可調式半導體雷射當作連續探針光源，探針光源經過光隔離器與偏振控制器後由電吸收調變器的另一端注入，信號光源與探針光源由電吸收調變器不同兩端注入會產生交叉吸收調變效應完成波長轉換, 轉換後由循環器的編號3端輸出，波長轉換後輸出會先經過光濾波器，濾掉探針光源以外的雜訊,再經由光放大器與光衰減器輸入至數位示波器觀察其眼形圖與誤碼率的數值。

使用主動鎖模方式來使雷射模態單一，在鎖模光纖雷射架構中,我們使用980nm半導體泵激光源, 泵激功率120mW, 摻鉺光纖長度7m,電光調變器逆向偏壓在6.7V，RF信號輸入20.4GHz, 輸入功率為20dBm.半導體光放大器驅動電流為 273mA，雷射輸出波長為1554.03nm,雷射輸出功率為-13.43dBm。比較未鎖模與鎖模後之射頻頻譜圖，得知未鎖模前,雷射模態眾多,彼此互相競爭 , 雷射輸出不穩定。鎖模後 , 鎖模頻率在 20.4GHz,模態單一,訊雜比21dB。由20.4GHz鎖模後的光譜圖中可以看出旁模被抑制下去, 信雜比約為32dB，兩旁對稱較高的為二次諧波頻率，旁模比為10dB。

圖13(a)(b)分別顯示未鎖模與鎖模後之外部 10GHz電光調變眼形圖，圖13(a)顯示未鎖模前調變後眼形圖,糢糊不清,無法傳輸，圖14(b)顯示鎖模且調變後之眼形圖,圖中顯示熄滅比可達 12dB,jitter為38ps,傳輸情況良好。圖14顯示經過鎖模後波長轉換之眼形圖 ,EAM 逆向偏壓在 1.0V,熄滅比可達4.37dB.Jitter為71.78ps。利用主動鎖模光纖雷射技術成功的應用於10Gbit/s非歸零資料傳輸新波長轉換技術，熄滅比為 4.37dB。另一方面,也成功的將光纖雷射做10 Gbit/s電光調變傳輸,熄滅比可達12dB，主動鎖模光纖雷射輸出功率變動為0.1dB以下。

(五) 主要參考文獻

1. D. V. Plant, M. B. Venditti, E. Laprise, J. Faucher, K.

Razavi, M. Chateauneuf, A. G. Kirk, and J. S.

Ahearn, “ 256-Channel bidirectional optical interconnect using VCSELs and photodiodes on CMOS ,” Journal of Lightwave Technology, vol. 19, no.8, pp. 1093-1103, 2001.

2. H. Wong, ”Recent development in silicon optoelectronic devices,” Proc. 23^rd International Conference on Microelectronics, Nis, Yugoslavia, vol. 1, pp.285-292, May, 2002.

3. T. Nakahara, H. Tsuda, N. Ishihara, K. Tateno and C.

Amano,”High-sensitivity 1Gbit/s CMOS receiver integrated with GaAs-photodiode by wafer-bonding,” Electronics Letters, vol.37, no.12, pp.781-783, 2001.

4. K. Boustedt, K. Persson, D. Stranneby, “Flip-chip as an enabler for MEMS packaging,” IEEE Electronic Components and Technology Conference, pp.

124-128, 2002.

(6)

5. A.V. Krishnamoorthy, l. M. F. Chirovsky, W. S.

Hobson, R. E. Leibenguth, S. P. Hui, G. J. Zydzik, K.

W. Goossen, J. D. Wynn, B. J. Tseng, J. Lopata, J. A.

Walker, J. E. Cunningham and L. A. D’Asaro,

“Vertical-cavity surface-emitting lasers flip-chip bonded to gigabit-per-second CMOS circuits,” IEEE Photonics Technology Letters, vol. 11, no. 1, pp.

128-131, Jan., 1999.

6. C. W. Kuo, C. C. Hsiao, S. C. Yang, and Y. J.

Chen, ”2Gbit/s transimpedance amplifier fabricated by 0.35µm CMOS technologies,” Electronics Letters, vol.37, No.19, pp.1158-1160, Sept., 2001.

7. J. H. Shin, H. D./ Kim, Y. Cho, C. S. Shim, and C. H.

Lee, "Demonstration of self-healing and automatic retrieval in two-fiber bi-directional WDM ring network," Electron. Lett., vol. 37, pp. 288-191, 2001.

8. I.D. Philips, A. Gloag, D.G. Moodie, N. J. Doran, I.

Bennion, A. D. Ellis, “Drop and insert multiplexing with simultaneous clock recovery using an electroabsorption modulator,” IEEE Photonics Technology Letters, Vol.10, No.2, pp.291-293, February, 1998

9. T. Ohyama, T. Yamada, Y. Akahori, A. Kaneko, A.

Sugita and K. Kato, ”Hybrid integrated eight-channel multi-wavelength photoreceiver consisting of refracting-facet photodiodes on arrayed waveguide grating demultiplexer,” Electronics Letters, vol.37, no.1, pp.48-49, 2001.

10. A. Chatterjee, P. Mongkolkachit, B. Bhuva, and A.

Verma, “All Si-based optical interconnect for interchip signal transmission,” IEEE Photon.

Technol. Lett., vol. 15, 2003, pp. 1663-1665.

(六)計畫成果自評

本計畫達成預期目標，完成了光偵測與放大電路的模擬設計與分析，研製了轉阻放大器，進行了自動偵測、比較、判斷對象與機構分析，研究了摻鉺光纖雷射多波長功率控制法，也完成晶片對準、晶片與晶片間光交連用光電積體電路設計，時脈回復方面則完成電吸收調變器於多波長光纖雷射調變之研究，也探討其波長轉換特性，可供進一步供全光式時脈回復器應用。

論文發表:

我們已把與本計畫相關的一些結果發表，

在論文發表方面，我們已發表四篇期刊論文、

發表八篇會議論文，也獲得一項專利：

期刊論文

1. H. -C. Lee, S. -C. Lee, Y. -P. Lin, and C. -K. Liu, “All Si-based low operating-voltage and low

power-dissipation device for optical interface,” IEICE Transactions on Communications,” vol. E88-C, no. 7, pp.

1490-1494 (2005).

2. H. -C. Lee, S. –C. Lee, Y. –P.. Lin, and C. -K. Liu,

"Interface-trap assisted emission in Si CMOS light

emitting devices," accepted for publication in Japan Journal of Applied Physics, vol. 44, no. 6A, pp.3867-3871 (2005).

3. H. –C. Lee and C. -K. Liu, “Si-based current-density- enhanced light emission and low-operating-voltage light emitting/receiving designs,” Solid-State Electronics, vol.49, pp. 1172-1178 (2005).

4. J. -J. Jou and C. –K. Liu, “Computer-aided analysis of distortion in SCM system with EDFA including chirping,” AEU Int. J. Electronic Communications,”

accepted for publication (2006)

會議論文

1. C.-L. Tseng, S.-K. Liaw, C.-K. Liu, and J.-J. Jou, "Power equalized multiwavelength erbium-doped fiber lasers with stable wavelengths and variable output power," Optics and Photonics Taiwan'03, National Taipei University of Technology, Taipei, Taiwan, pp. 280-282, Dec., ( 2003).

2. C.-L. Tseng, J.-J. Jou, J.- H. Jain, C.-F. Chen, and C.-K.

Liu, "Low-noise multiwavelength erbiumdoped fiber lasers with a fiber loop mirror and cascaded FBGs in MOPA configuration," Proceedings of the 1st Applied Science and Technology, Kaohsiung, Taiwan, A-07, (2004).

3. 廖顯奎,劉政光,羅裕龍,鄭志鈞,黃振發,柯錦山,劉又瑞,"

以光纖技術製作光纖通信用途之三種高密度分波多工元件," 大學發展與產學合作大學校院學術論文發表暨研討會, 國立雲林科技大學, B-143, (2004).

4. J.-J. Jou, C.-L. Tseng, C.-K. Liu, S.-L. Lee, and F.-S. Lai,

"Applications of SPICE simulation to study optical fiber communication systems using the circuit model of a single-mode fiber," Opt. Photon. Taiwan’04, Tayuan, Taiwan, PB-SU1-15, (2004).

5. H.-C. Lee, C.-L. Tseng, S.-C. Lee, and C.-K. Liu “Current density enhanced Si light-emitting device for optical interconnect,” International Conference on Photonics, 2005STFOC, NTNU, May 18-21, 110-111 (2005)..

6. J.-J. Jou, and C.-K. Liu "An equivalent circuit model of erbium-doped fiber amplifier including amplified spontaneous emission," International Conference on Photonics, 2005STFOC, NTNU, May 18-21, 48-49 (2005)..

7. C.-L. Tseng, J.-J. Jou, H.-C. Lee, J.-H. Jian^a,and C.-K.

Liu, ”Design of multiwavelength erbium-doped fiber lasers with linear cavities in MOPA configuration,”

International Conference on Photonics, 2005STFOC, NTNU, May 18-21, 150-151 (2005).

8. H.-C. Lee, C.-L. Tseng, S.-C. Lee, W.-C. Cheng and C.-K.

Liu “Si-based optoelectronic transmitter/receiver designs,”

International Conference on Photonics, 2005STFOC, NTNU, May 18-21,60-61 (2005).

專利:

在相關研究之專利申請方面，已獲得一項相關專利：

劉政光,周肇基: “以等效電路描述摻鉺光纖放大器特性之方法”.中華民國專利: 發明第196529號, 2004年1月-2023年1月

(7)

. 5

(七) 附圖

Fig.1 Layouts of CMOS pn junction diodes of T1 (a), T2 (b), T3 (c), and T4 (d).

Fig.2 L-I characteristics of different designs

Fig.3 Current and wavelength dependence of energy spectrum of light emission at a current of 40 mA. The inset shows the peak shifts slowly to a higher energy when the current increases.

Fig.4 All-Si light emitting/receiving test configuration.

(c)

Fig.5 (a) Diagram of face-to-face alignment test. (b) A set of multi cells can measure the divergent angle of emitting light.

(c) Experimental setup.

Fig. 6 Voltage outputs from the light emitting-receiving circuits, for the chip-to-chip alignment tests in horizontal movement (1-to-1 cell for 85 mA) and vertical movement (3-to-3 cell for 162 mA), respectively. The right and left upper inset show the circuit of measurement and detail points measured at a segment from 60 µm to 90 µm, respectively.

(8)

(a)

(b)

Fig.7 Configuration (a) and output spectra (b) of power equalization of 6-wavelength fiber laser

Fig.8 (a) The characteristics of TIA. The inset shows the receiving circuit. (b) As Vc = 1.5 V, the output waveforms of TIA are 20mVp-p with an offset voltage 2.15 V for sine and square waves of 50 MHz at the input.

Fig.9 Asetup to study the wavelength conversion characteristics of electroabsorption modulator

(a)

(b)

Fig.10 Wavelength conversion using DFB lasers and eye diagrams for the converted wavelength at Vbias = -1V(b).

Laser 1

Laser 2

FBG 2

Laser 3 3dB

Coupler FLM

WSC1 EDF 1 EDF 2

FBG 1 FPC

FBG 3 EDF 3

Pump LD

MOPA

FBG 4 EDF 4

FBG 5 EDF 5

OSA 1

OSA 2 Laser 4

Laser 5 Laser 1

Laser 3

Laser 4

Laser 5

Laser 6

Laser 6 FBG 6

EDF 6 Laser 2

(9)

. 7

(a)

(b)

Fig.11 Wavelength conversions using fiber lasers withλprobe

=1555.07nm, λsignal =1547.76nm and 1551.77nm and using DFB lasers withλprobe =1555.08nm, λsignal =1543.36nm and 1544.92nm, at Vbias =-1V.

Fig. 12 A setup for wavelength conversion measurement

(a)

(b)

Fig.13 Eye diagrams before (a) and after (b) mode locking

Fig. 14 Eye diagram of wavelength conversion output using an electro-absorption modulator and a fiber laser .