Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC (전자공학회논문지SC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A wavelength readout of a fiber-optic tunable laser using a double-pass Mach-Zehnder Interferometer

더블패스 마하젠더 간섭계를 이용한 광섬유 레이저의 파장검출

  • Park, Hyong-Jun (Division of electronics and information engineering, Chonbuk National University) ;
  • Kim, Hyun-Jin (Division of electronics and information engineering, Chonbuk National University) ;
  • Song, Min-Ho (Division of electronics and information engineering, Chonbuk National University)
  • 박형준 (전북대학교 전자정보공학부) ;
  • 김현진 (전북대학교 전자정보공학부) ;
  • 송민호 (전북대학교 전자정보공학부)
  • Published : 2009.01.25
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Abstract

We constructed a simple wavelength readout system for a tunable fiber laser which was used for a fiber Bragg grating sensor array system. A quadrature sampling method was used to demodulate wavelength variations of the tunable laser which consisted of a SOA(semi-conductor optical amplifier) and a fiber-optic Fabry-Perot filter. Internal triggers, which have a 90 degree phase period, have been generated by using a double-pass Mach-Zehnder interferometer. From Lissajous plots with quadrature sampled data, a mean phase error of ${\sim}2.51$ mrad was obtained. From the wavelength readout experiments, an accurate and fast linear wavelength demodulation has been confirmed.

광섬유 격자 센서어레이용 파장가변 광섬유 레이저의 출력파장변화를 복조할 수 있는 시스템을 제안하였다. 광섬유 레이저는 반도체 광증폭기와 Fabry-Perot 필터를 이용하여 제작하였고, 더블패스 마하젠더 간섭계 구조를 적용하여, $90^{\circ}$위상차를 가지는 내부 트리거를 생성하였다. 내부 트리거를 이용하여 얻은 Lissajous 그래프에 원형 피팅을 적용하여 2.51 mrad의 평균위상오차를 얻었다. 실험을 통하여 파장가변필터의 비선형 동작 특성에 의한 광섬유 레이저의 비선형 출력을 확인하였다. 제안한 파장검출 방법을 적용하면 파장가변광원의 비선형성을 보상하여 광섬유격자 센서시스템을 위한 효율적인 광원으로 적용이 가능할 것으로 예상된다.

Keywords

References

  1. G. A. Ball, W. W. Morey, and P. K. Cheo, 'Fiber laser source/analyzer for Bragg grating sensor array interrogation,' J. Lightwave Technol., vol. 12, no. 4, pp. 700-703, April, 1994 https://doi.org/10.1109/50.285367
  2. 송민호, 이상배, 최상삼, 남희, 이병호, '장주기 격자를 이용한 광섬유 레이저센서의 파장변화 측정,'전자공학회논문지, 제34권 D편, 제12호, pp. 83-88, 1997년 12월
  3. S. H. Yun, D. J. Richardson, and B. Y. Kim, 'Interrogation of fiber grating sensor arrays with a wavelength-swept fiber laser,' Opt. Lett., vol. 23, no. 11, pp. 843-845, June. 1998 https://doi.org/10.1364/OL.23.000843
  4. L. Martinez-Leon, L. A. Diez, J. L. Cruz and M. V. Andres, 'Frequency-output fiber optic voltage sensor for high voltage lines,' IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 13, no. 9, pp. 996-998, September 2001 https://doi.org/10.1109/68.942672
  5. M. Song, S. Yin and P. B. Ruffin, 'Fiber Bragg grating stain sensor demodulator with quadrature sampling of a Mach-Zehnder interferometer,' Appl. Opt., vol. 39, no. 7, pp. 1106-1111, March 2000 https://doi.org/10.1364/AO.39.001106
  6. 김종섭, 송민호, '시간지연 샘플링을 이용한 광섬유 레이저의 파장변화검출,' 전자공학회논문지, 제41권 SD편, 제3호, pp. 31-37, 2004년 3월
  7. Y. L. Lo, J. S. Sirkis and C. C. Chang, 'Passive signal processing of in-line fiber etalon sensors for high strain-rate loading,' J. Lightwave Technol. vol. 15, no. 8, pp. 1578-1585, August 1997 https://doi.org/10.1109/50.618393
  8. 박형준, 송민호, '더블패스 마하젠더 간섭계를 이용한 광섬유 격자 센서의 파장복조,' 한국비파괴검사학회지, 제26권, 제4호, pp. 285-290, 2007년 8월
  9. C. C. Chan, W. Jin, H. L. Ho, D. N. Wang and Y. Wang, 'Improvement of measurement accuracy of fibre Bragg grating sensor system by use of gas absorption lines as multi-wavelength reference,' Electron. Lett., vol. 37, no. 12, pp. 742-732, June, 2001 https://doi.org/10.1049/el:20010206
  10. 박형준, 송민호, 'Fabry-perot ITU 필터의 기준파장을 이용한 분배형 광섬유 격자 온도센서의 선형복조,' 조명.전기설비학회논문지, 제21권, 제4호, pp. 54-60, 2007년 8월