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Estudio teórico y experimental del ensanchamiento espectral producido por el ruido de disparo de la corriente de inyección dentro de un amplificador óptico de semiconductor
Theoretical and experimental study of spectral broadening due to the shot noise of the injection current in a semiconductor optical amplifier.
Criseida González Rodríguez
Horacio Soto Ortiz
Acceso Abierto
Atribución
Comunicaciones ópticas,Amplifcador óptico de semiconductor,Ancho de línea,Ruido de fase
Los amplificadores ópticos de semiconductor (AOSs) pueden ser utilizados para desarrollar diversas funciones optoelectrónicas, incluyendo a la de la conmutación óptica. Un número de factores interdependientes determinan cual es la configuración más adecuada para una aplicación en particular. Estos efectos son por ejemplo la amplificación requerida, las propiedades de ganancia y de saturación del medio activo, la potencia de entrada, el costo y la complejidad del sistema y la deseada calidad del haz de salida. Todos estos factores son bien entendidos y han sido estudiados para el cado de la conmutación óptica a excepción del último, por lo que el objetivo primordial de este trabajo es el de realizar un análisis acerca de las modificaciones espectrales que un AOS puede transferir a una señal óptica que lo cruza cuando el amplificador es utilizado como elemento de conmutación. Así, el trabajo presentado en esta tesis consiste de un estudio teórico y experimental de la influencia del ruido de disparo de la corriente de inyección del AOS sobre el espectro óptico de la señal que cruza al amplificador y está organizado de la manera siguiente: Primeramente, se presenta una discusión de los cambios dinámicos de la fase de la señal que cruza el AOS producidos por las variaciones del índice de refracción que a su vez son provocados por el ruido de la corriente de inyección. Después, un modelo dinámico del AOS es presentado para poder determinar la repercusión del ruido de la corriente de inyección sobre la fase de la señal óptica que cruza el amplificador y en consecuencia sobre su ancho de línea. El modelo es basado en una función de transferencia que relaciona a la corriente de inyección con la frecuencia óptica de la señal óptica en la salida del amplificador. Finalmente una técnica experimental heterodina que permite la determinación del ancho de línea de la señal óptica en la salida del amplificador es analizada e instrumentada. Los resultados para diferentes condiciones de operación don comparados con las predicciones teóricas.
The semiconductor optical amplifiers (SOAs) can be utilized to develop several optoelectronics funtions including that of the optical conmutation. A number of interdependent factors determine which is the configuration best suited for a particular application. These factors include the amplification required, the gain and saturation proprties of the active medium, the input power, the system cost and complexity, and the desired output beam quality. All these factors are well understood and studied for the optical commutation application except the last one, therefore, the objective of this work is to make an analysis about the spectral modifications thst a SOA can transfer to an optical signal crossing it when the amplifier is utilizes like a commutation element. Thus, the work presented in this thesis consists in a theorical and experimental study of the SOA injection current shot noise influence on the optical spectrum of a signal crossing the amplifier and its organizes as follows: Firts, a discussion about of the dynamic changes of the optical signal phase crossing the SOA produced by refractive index variations provoked by the injection current noise is presented. Next, in order to determine the repercussion of the injection current noise on the optical signal phase crossing the amplifier and therefore on its line width a dynamic model of the SOA is developed. The model is based on an optical transfer function connecting the injection current with the optical signal at the amplifier output. Finally an experimental heterodyne technique allowing the determination of the optical signal line width at the amplifier output is implemented . The results for different operation conditions are cimpared with the theoretical predictions.
CICESE
2002
Tesis de maestría
Español
González Rodríguez, C.2002.Estudio teórico y experimental del ensanchamiento espectral producido por el ruido de disparo de la corriente de inyección dentro de un amplificador óptico de semiconductor.Tesis de Maestría en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.101 pp.
ÓPTICA
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