The bit walk-off effect caused by fiber dispersion and carrier reuse in the base station (BS) are two key problems in radio-over-fiber (ROF) systems. In this paper, a novel frequency-octupling ROF system based on the Mach-Zehnder modulator (MZM) is proposed, which can overcome the bit walk-off effect and realize carrier reuse by inserting pilot signals. Theoretical analysis and simulation verification of the system are carried out. Under the condition of a Q factor greater than 6, the optical fiber transmission distance of the upper and lower links is more than 290 km and 80 km, respectively. The influence of the main device parameters of the system on the Q factor is analyzed when they deviate from their designed values. The system designed in this paper can not only effectively overcome the bit walk-off effect, but also solve the problem of downlink performance degradation and the limitation of tunability caused by conventional carrier reuse in ROF. The system can greatly increase the transmission distance and improve the performance of the system and has an important application prospect in ROF.
광섬유격자 센서어레이의 복조에 사용할 목적으로 광섬유레이저의 파장변화 검출방법을 제안하였다. 삼각파로 변조된 광섬유레이저의 출력 파장을 Mach-Zehnder 간섭계와 시간지연샘플링 기법으로 분석하였다. 피크간의 시간차를 측정하는 기존의 방법과 달리 파장변조 메카니즘의 비선형 특성에 무관하게 항상 선형적인 출력을 얻을 수 있었으며 6.5 ㎚의 스캔범위에서 약 20 pm의 파장분해능을 얻을 수 있었고, 이는 응답특성이 뛰어난 위상변조기를 사용할 경우 크게 개선될 수 있음을 보였다.
인체에 무해하며 고분해능의 단층영상과 저가격 및 소형으로 제작이 가능하여 전세계적으로 많은 연구가 진행중인 광영상 단층촬영기(Optical coherence tomography system : OCT)에 관한 것이다. 샘플에서 흡수와 산란으로 인하여 샘플로부터 반사된 광신호는 매우 미약하다. 게다가 커플러등에 의한 손실로 인하여 광검출기에 도달하는 신호는 매우 미약하다. 이러한 On시스템의 신호대 잡음비를 향상시키기 위하여 기본적인 마이켈슨 간섭계와 마흐젠더 간섭계를 구성하여 시뮬레이션과 기준샘플을 이용하여 측정하였다. 실험결과 마흐젠더 간섭계를 사용한 샘플로 반사된 광신호는 OCT 시스템의 신호대 잡음비 향상시키기 위하여 두 가지 형태의 간섭계를 구성하였으며 시뮬레이션을 통한 비교 분석과 기준 샘플의 측정에 의한 비교분석을 하였다. 실험결과 마흐젠더 간섭계형 OCT 시스템이 신호대 잡음비가 향상됨을 확인 하였다.
본 논문에서는 Mach-Zehnder변조기 양방향 변조를 이용하여 chirped fiber grating의 시간지연을 측정할 수 있는 간단한 시스템을 제안하였다. 시간차를 두고 양방향 변조된 광신호는 RF영역에서 주기적인 간섭무늬를 만들게 된다. 이러한 광파장에 따라 변하는 간섭무늬의 주기를 측정하여 chirped fiber grating의 시간지연을 측정할 수 있다 5cm의 chirp과3.16nm의 대역폭을 갖는 chi ed fiber grating의 시간지연을 측정하였으며 측정된 시간지연의 평균 기울기는 183ps/nm이고 고1.7%보다 작은 오차 범위에서 측정되었다.
온도보상 패키지를 적용하여 1000Hz 채널간격을 갖는 DWDM용 8채널 광다중화기를 제작하였다. 8채널 광다중화기는 전광섬유형 Mach Zehnder 간섭계(MZI)를 3단으로 다단 연결하여 제작되었으며, 광 다중화기 채널별 출력파장의 삽입손실을 균일하게 하기 위하여 파장에 대한 삽입손실변화가 적은 파장무의존형 커플러(WFC)를 이용하여 전광섬유형 MZI를 제작하였다. 전용 제작 장치를 이용하여, 전광섬유형 MZI를 제작하였으며, 미세한 파장을 조절하기 위해서, $CO_2$ 레이저를 이용하였다. 광 다중화기의 출력중심파장이 주위온도변화에 영향을 받지 않도록 하기 위해서 별도의 외부 온도제어기를 사용하지 않은 온도보상 패키지가 적용되었다. 제작된 8채널 광 다중화기는 평균 삽입손실 2.1dB, 5.5dB에서의 통과대역폭이 0.8nm 이며, 2.1dB의 채널 Crosstalk를 갖는 특성을 얻을 수 있었다. 이때 편광의존 손실은 0.06dB이며, $60^{\circ}C$ 정도의 주위온도 변화에 대해서 출력파장 0.05nm이내에서 변하도록 제작할 수 있다.
전자-광학 시그마-델타 변조기는 안테나로부터 수신된 광대역 초고주파 신호를 직접 디지털 신호로 변환하는 디지털 수신기의 핵심 구성품이다. 전자-광학 시그마-델타 변조기는 펄스 레이저와 두 개의 마하-젠더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer: MZI)를 통하여 입력 신호를 초과 샘플링하고, 격자 섬유 누적기(Fiber-Lattice Accumulator: FLA)를 통하여 잡음을 감소시킨다. 고해상도의 출력 신호를 얻기 위해 양자화기 출력에는 데시메이션 필터링 과정이 추가된다. 변조기 설계시 지터는 변조기 입력 신호를 원 신호로 복원하는데 큰 영향을 미치는 요소이다. 본 논문에서는 전자-광학 1차 단일 비트 시그마-델타 변조기의 구현 과정 및 성능을 시뮬레이션을 통하여 분석한다. 전자-광학 시그마-델타 변조기 입력 신호와 출력 신호를 시간 영역에서 분석하고, 복원된 신호에 대하여 비동기 스펙트럼 평균화 방식을 사용하여 주파수 영역의 성능을 분석한다. 지터(Jitter)가 있는 레이저 신호와 지터가 없는 레이저 신호에 대하여 시그마-델타 변조기의 성능을 비교 및 분석하여, 시간 지터가 변조기 성능에 영향을 미치는 지터값을 참고치(펄스 반복 주파수가 100 GHz인 경우, 시간 지터는 100 fs 이하)로서 제시한다. 이러한 지터값은 레이저 생성기 제작시나 변조기 설계시 참고 규격치로 이용된다.
단일모드 광섬유를 이용하여 호모다인 검출방식으로 동작하는 Mach-Zehner 광섬유 간섭계를 구성하여 공기중 음압반응을 조사하였다. 광섬유 간섭계 센서가 직각조건에서 동작하도록 하기 위해 기준 광섬유에 원통형 압전신장기를 사용하는 신호안정화 장치를 제작하였다. 이는 온도변화나 주위환경의 영향에 관계없이 광섬유 간섭계 센서의 감도를 최대의 크기로 일정하게 유지시켜 준다.
Mach-Zehnder형 외부 광 변조기나 Homodyne 검출기 같은 간섭계 원리를 이용한 장치에서 최대 또는 최소의 광 출력을 유지하도록 두 입력 광 사이의 위상 차를 제어하는 새로운 방법을 제시하였다. 이 방법은 Steepest Descent 알고리즘의 변형된 형태로 Delta Modulation 이론으로 성능을 해석할 수 있다. 이 방법은 기존의 흔들림(dithering) 방법을 적용하기 어려운 저속 펄스가 사용되는 간섭계 장치에도 사용할 수 있다.
최대 출력 30mW의 AlGaAs 반도체 레이저를 이용하여 주입-잠금(injection-locking)을 실험하였다. 먼저 주인 레이저에서 나오는 광파와 노예 레이저에서 나오는 광파를 Twymann-Green형 간섭계에서 상호 간섭시켜 간섭 무늬의 선명도(visibility)를 측정하였으며, 다음으로 Mach-Zehnder형 간섭계에서 주인 레이저의 파장을 고정시키고 노예 레이저의 펌핑 전류를 미소 변화시킬 때 발생하는 위상 이동을 측정하여 주입-잠금된 노예 레이저의 위상 변화율을 측정하여 2.5rad/mA의 비례계수를 얻었다.
A single w& optical fiber strain gauge subjected to the excited PZT-plate is presented which was obtained using a Mach-Zehnder interferometer. This paper has been performed the considerations to the experimental situation In which the dynamical behavior of a optical fiber strain gauge is illustrated. A comparison is reported between the dynamic response of a optical fiber strain gauge and the semiconductor strain gauge in the frequency range 5-50Hz. This result is shown in very good usage as the dynamical measurement of the low strain below l.mu..epsilon. by this system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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