광섬유 레이저에서의 광궤환에 대한 연구 = Study on Optical Feedback in Optical Fiber Laser

국문 초록 (Abstract)

코히런트 광섬유 센서의 해상도를 향상시키기 위하여 광원의 코히런스 길이를 향상시키는 방법에 대하여 연구하였다. 넓은 파장범위에 걸쳐서 레이저 광을 생성할 수 있고 발광 파장대역이 장거리 전송이 가능한 통신용 광섬유의 저 손실 대역인 광섬유 레이저의 코히런스 길이를 향상시키기 위하여 레이저의 광궤환 기법을 이용하였다. 본 논문에서는 광섬유 레이저의 단거리 및 장거리 광궤환 루프가 코히런스 길이에 미치는 영향을 Mach-Zehnder Interferometer를 이용하여 연구하였다. 광궤환 전력량과 광궤환 루프에서의 변조형태가 코히런스에 미치는 영향을 조사하였다. 주파수 천이도는 200m 길이차를 갖는 비대칭 간섭계에서의 위상간섭 정도를 측정하여 계산하였다. 광섬유 레이저에서 단거리 광궤환 루프는 450kHz/sec로 주파수 천이도를 축소시키는데 효과가 있었고 장거리 광궤환 루프는 50kHz/sec로 주파수 천이도를 더 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 실제 코히런트 광센서에 응용 시 고감도 침입자 감지가 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The method of enhancing visibility in optical fiber sensor was investigated by improving coherence length of light source. The optical feedback technique is used to enhance coherence length in fiber laser which generates laser in near infrared wavelength region and utilizes low loss characteristics of optical communication grade fiber. In this paper, the effect to coherence length by short and long optical feedback paths are investigated by using Mach-Zehnder interferometer technique. The effect to coherence length by changing optical feedback power and optical modulation are investigated. The spectral drift was calculated by measuring the degree of phase perturbation in unbalanced Mach-Zehnder interferometer having loom path difference. The short optical feedback path was effective to reduce spectral drift to 450kHz/sec and the long optical feedback path in combination with short optical feedback path was found to further reduce spectral drift to 50kHz/sec.

참고문헌 (Reference)

• 1 Hisashi Izumita, "Stochastic amplitude fluctuation in coherent OTDR and a new technique for its reduction by stimulating synchronous optical frequency hopping" 15 (15): 267-278, 1997
• 2 J.P. Dakin, "Novel distributed optical fiber sensing system enabling location of disturbances in a Sagnac loop interferometer" 18-, 1987
• 3 Masaru Kobayashi, "High spatial-resolution and sensitivity interferometric OTDR" 65-68, 1992
• 4 Shin-ichi Furukawa, "Enhanced coherent OTDR for long span optical transmission lines containing optical fiber amplifiers" 7 (7): 540-542, 1995
• 5 E. Wolf, "Coherence properties of optical fields" 37 : 271-, 1965
• 6 R. F. Wuerker, "Coherence length measured directly from holography" 28 : 1015-1017, 1989
• 7 `Celso Cutierrez-Martinez, "Automated measurement of optical coherence lengths and optical delays for applications in coherence-modulated optical transmission" 49 (49): 32-36, 2000