Optimization of Er and Er-Yb doped gain fiber amplifiers for reduced amplified spontaneous emission content
Kendiliğinden yükseltilmiş emisyon içeriğini azaltmak için Er ve Er-Yb katkılı kazanç fiber amplifikatörlerinin optimizasyonu
- Tez No: 902000
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ IHOR PAVLOV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Fiber optik teknolojisi, mühendislik ve bilim alanlarındaki geleneksel yöntemlere kıyasla daha yüksek bant genişliği ile verilerin uzun mesafeler boyunca iletilmesine olanak tanıyarak modern bilgi iletiminde devrim yaratmıştır. Ayrıca, elektromanyetik girişimden (EMI) etkilenmemeleri, elektrik kablolarına göre üstün iletim kalitesi sağlamaktadır. Erbiyum (Er), fiber optik teknolojide, özellikle yükseltici uygulamalarında öne çıkan bir katkı maddesidir. Sinyal yükseltme sürecinde kritik bir rol oynayan emisyonu teşvik etmektedir. Bu tez, sayısal ve analitik yaklaşımlar yoluyla bu sistemlerin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Erbiyum katkılı kazanç fiberlerinin davranışını incelemek için oran denklemlerinin sayısal modellemesi kullanılmıştır. Bu çalışmalardan elde edilen teorik bulgular, tez kapsamında yapılan deneysel araştırmalarla doğrulanmıştır. Tez kapsamında, sürekli dalga (CW) Er-Yb (Erbiyum-Yterbiyum) eş katkılı fiber yükselticiler için bir simülasyon modeli geliştirilmiştir. Bu model, yükseltici performansında kritik bir parametre olan kendiliğinden yükseltilmiş emisyon (ASE) oranını hesaplamaya olanak sağlamaktadır. Simülasyon sonuçları, tek bir yükseltme adımında düşük, miliwatt seviyesinde kaynak sinyalleri kullanılarak, yaklaşık % 0,7 oranında ASE ile 1550 nm'de yüksek çıkış gücüne ulaşılabileceğini gösteren umut vadeden sonuçlar ortaya koymuştur. İlk çalışmaya ek olarak, uyarılma işleminin gerçekleştiği kazanç ortamını uzatmak yerine daha kısa katkılı fiberden birden fazla geçişin etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda nanosaniye (ns) darbeli lazer sistemi kurulmuş ve sistemin, ASE seviyeleri izlenmiştir. Bu teknik ile uzun bir katkılı fiber kullanmak yerine birden fazla uyarılmanın gerçekleştirildiği daha kısa katkılı fiber kullanımı ile ASE seviyesinin istenilen oranda düşürüldüğü gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Fiber-optic technology revolutionizes modern information transmission, enabling data transmission over extended distances with higher bandwidth than traditional methods in engineering and scientific fields. Moreover, their immunity to electromagnetic interference (EMI) ensures superior transmission quality, a significant advantage over electrical cables. Erbium (Er) is a prominent dopant in fiber optic technology, particularly in amplifier applications, where it stimulates emission, a crucial process in signal amplification. This thesis focuses on developing a comprehensive understanding of these systems through numerical and analytical approaches. Numerical modeling of rate equations are employed to study the behavior of erbium-doped gain fibers. The theoretical findings from these studies were validated through experimental investigations. In the scope of this thesis, a simulation model for continuous wave (CW) Er-Yb (Erbium–Ytterbium) co-doped fiber amplifiers was performed. This model enables the calculation of the fraction of amplified spontaneous emission (ASE), a critical parameter in amplifier performance. Simulation results have shown promising outcomes, indicating that high output power at 1550 nm with minimal ASE (approximately 0.7 %) can be achieved using shallow, milliwatt-level seed signals in a single amplification stage. In addition to the primary study, the effects of multiple passes through a shorter gain fiber as an alternative to using a long gain medium, with a focus on ASE levels was investigated with developed nanosecond (ns) pulse laser. This technique allows for efficient energy extraction while potentially reducing the overall ASE levels compared to a single-pass configuration with a longer gain medium.
Benzer Tezler
- Eskişehir Beylikova bastnazit kompleks cevherinin karakterizasyonu ve farklı kalsinasyon koşullarının solvoliç verimine etkisinin incelenmesi
Characterization of Eskisehir Beylikova bastnasite complex ore and the effect of different calcination conditions on solvoleach efficiency
ÇİSEM ÇELİK KURTULAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ
- Lantani̇t metal i̇yonlarinin i̇letkenli̇k dedektörü kullanılarak kapi̇ler elektroforez yöntemi̇ i̇le ayrilmasi
Separation of lanthanides ions by capillary electrophoresis with contactless conductivity dedection
HAYRİYE ECEM YELKENCİ
- Recovery of rare earth elements from waste and wastewater
Atık ve atıksudan nadir toprak elementlerinin geri kazanımı
AYŞE YÜKSEKDAĞ
Doktora
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Assessment of changes in the dielectric properties of multidrug resistant cancer cells by electrorotation technique
Çoklu ilaç dirençliliği geliştirmiş kanser hücrelerinin dielektrik özelliklerinin elektrorotasyon tekniği ile belirlenmesi
GARSHA BAHRIEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- GaTe, GaTe:Er ve GaTe:Cu yarıiletkenlerinin büyütülmesi, elektriksel ve optik karakterizasyonu
Growth electrical and optical characterisation of GaTe, GaTe: Er and GaTe: Cu semiconductors
HÜSNÜ SALİH GÜDER
Doktora
Türkçe
1999
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA KEMAL YOĞURTÇU