Genişbantlı fiber optik tabanlı uygulamalar için dalgaboyu ayarlanabilir halka tipi erbiyum katkılı fiber lazer tasarımı

Dalgaboyu ayarlanabilir halka tipi erbiyum katkılı fiber lazerler (EDFRL) özellikle dalgaboyu çoğullamalı (WDM) fiber optik haberleşme sistemlerinde, bu sistemlerde kullanılan ekipmanların test ve karakterizasyonlarında ve fiber optik sensör uygulamalarında önemli bir kullanım alanına sahiptir. Bu tez çalışmasında, öncelikle klasik EDFRL'nin tasarımı, teorik modellenmesi, performansının teorik analizi ve deneysel karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Erbiyum katkılı fiber (EDF) uzunluğu, çıkış kuplörü oranı, erbiyum iyon yoğunluğu, pompa gücü gibi parametrelerin halka tipi EDFL'nin performansına etkileri teorik ve deneysel olarak incelenmiş ve sonuçların örtüştüğü görülmüştür. Belirlenen optimum parametrelerle oluşturulan EDFRL tasarımlarının deneysel karakterizasyonu sonucunda yüksek çıkış gücü (~4.5 dBm) ve C+L bandını kapsayan geniş ayarlanabilir ışıma dalgaboyu aralığı (~80 nm) ve yüksek OSNR değeri (54.7 dB) elde edilmiştir. Ayrıca bu çalışmada, döngü tipi erbiyum katkılı fiber yükselteç (EDFA) tabanlı ve çift geçişli EDFA tabanlı olmak üzere özgün iki EDFRL tasarımı önerilmiş olup, her iki EDFRL tasarımının çıkış sinyali spektral güç performansları ve OSNR değerleri deneysel olarak karakterize edilmiştir. Tasarlanan özgün EDFRL'ler ile C+L bandını kapsayan 70 nm ayarlanabilir dalgaboyu aralığında, ortalama -3.2 dBm çıkış gücü ve minimum 59 dB OSNR değeri elde edilmiştir. Ayrıca yapılan ölçümlerde her üç EDFRL tasarımının da az sayıda spektral modlu, lineer polarize çıkışlı, dar çizgi genişliğine (<17 pm) sahip olduğu görülmüştür. Çalışmanın son bölümünde tasarlanan EDFRL'lerin WDM haberleşme ve sensör uygulamalarındaki performansları incelenmiş ve kritik uygulamalarda kullanıma son derece uygun oldukları görülmüştür.