단일 모드 광섬유의 브릴루앙 이득 스펙트럼 특성에 관한 연구 = A study on characterization of Brillouin gain spectrum in single-mode optical fiber

국문 초록 (Abstract)

광시스템에서 발생할 수 있는 비선형 현상 중 하나인 유도 브릴루앙 산란은 낮은 입력 파워 레벨에서도 발생할 수 있기 때문에 광전송 시스템에 큰 영향을 주는 현상이다. 그러므로 고출력의 신호를 광섬유에 입사시켜 광전송 시스템의 전송 거리를 길게 하기 위해서는 광섬유에서 발생하는 유도 브릴루앙 산란에 대한 고려가 필요하다. 특히 현재 광통신에 사용되고 있는 파장 분할 다중방식(WDM) 광전송 시스템에서는 채널 간격이 좁으므로 유도 브릴루앙 산란의 영향을 고려해야만 한다. 브릴루앙 이득 스펙트럼은 브릴루앙 주파수 천이, 브릴루앙 선폭과 이득 계수에 대한 정보 뿐 아니라 브릴루앙 임계값에 대한 정보를 포함한다.
이러한 유도 브릴루앙 산란 신호를 1550nm 파장대에서 실험적으로 확인하였으며 실험으로 관측한 SBS 신호를 이론적으로 계산된 값과 비교하였다. 실험으로 구한 신호 주파수는 10.8825GHz로서 이론상의 값 10.9GHz와 일치하였으며 브릴루앙 이득 스펙트럼을 측정한 결과 1.5436×10-llm/W의 브릴루앙 이득 계수g0을 얻었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Stimulated Brillouin scattering(SBS) is one of dominant phenomena in wavelength division multiplexing(WDM) optical transmission systems because it occurs at a relatively low-power level. Therefore, to increase the transmission distance when the input power is launched high, SBS has to be considered. In a WDM system, it is desirable to pack the channels as closely together as possible in order to maximize the number of channels, and so the effect of stimulated Brillouin scattering must be considered further. The Brillouin gain spectrum(BGS) contains important information about the SBS threshold as well as the Brillouin frequency shift, the Brillouin spontaneous linewidth, and the gain coefficient. In this paper, we observed the stimulated Brillouin scattering signal experimentally in standard 1550-nm optical transmission system. The experimental result is compared with the theoretical one. Besides, the measured Brillouin frequency shift of 10.8825GHz agreed with the theoretical value of 10.9GHz. To see that the stimulated Brillouin scattering plays a critical role in the WDN optical transmission systems, we also measured the Brillouin gain spectrum to characterize the implication of the SBS in the design of lightwave systems. The Brillouin gain coefficient g0 was 1.5430 x 10-11m/W experimentally.

목차 (Table of Contents)

• I.서론
• II.비선형 유도 브릴루앙 산란
• III.유도 브릴루앙 산란의 이론적 해석
• IV.실험 및 결과 고찰
• 1.브릴루앙 산란 광 측정 실험
• 2.브릴루앙 이득 스펙트럼 측정
• V.결론