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Medida del estado de polarización de señales amplificadas usando un EDFA con un bobinado helicoidal
Measurement of the state of polarization of  signals amplified by a helically wound edfa
José Ernesto Ledezma Sillas
DIANA TENTORI SANTA CRUZ
Acceso Abierto
Atribución
Polarización,Birrefringencia
Los amplificadores de fibra dopada con erbio comúnmente utilizados en las comunicaciones ópticas para enlaces de larga distancia son sensibles al estado de polarización de la señal y del bombeo. Para evitar el deterioro asociado a esta dependencia, a la entrada del amplificador el bombeo y la señal se despolarizan. Esto impide su aplicación en sistemas de comunicación óptica coherente y en sistemas de sensores de fibra óptica interferométricos y/o polarimétricos. Estos dispositivos se construyen con fibra dopada con erbio, la cual presenta una birrefringencia residual inducida durante el proceso de fabricación y además, debido a la longitud de fibra utilizada, ésta se enrolla generando una birrefringencia extrínseca (efecto foto-elástico). Esta anisotropía de la fibra modifica el estado de polarización de la señal de salida del amplificador con respecto al estado de polarización de la señal de entrada. De acuerdo con la óptica de polarización y con la física de láseres el estado de polarización de salida debe estar determinado por la birrefringencia de la fibra (ya sea uniforme o desigual)  y el estado de polarización de la señal de entrada. Sin embargo, se sabe que también se ve modificado por el estado de polarización de la onda de bombeo.   En este trabajo, se estudia la influencia de la birrefringencia de una fibra dopada con erbio y un bombeo polarizado en el estado de polarización de la señal. En la práctica, se genera una birrefringencia extrínseca uniforme en la fibra dopada enrollándola en un bobinado helicoidal. Se verifica experimentalmente que la birrefringencia es uniforme utilizando potencias bajas, pues el interés es estudiar las propiedades de retardo y no las de amplificación. Los resultados experimentales indican que un bobinado helicoidal no presenta un retardo homogéneo. Se presenta un modelo basado en la óptica de polarización para explicar los resultados obtenidos. En cuanto a la influencia del bombeo polarizado, dentro de la banda C no se encontraron cambios significativos. Sin embargo, para las primeras longitudes de onda de la banda L, el estado de polarización de la señal amplificada se ve modificado por la presencia de un bombeo polarizado.
Erbium doped fiber amplifiers commonly used in optics communications for long distance links, are sensitive to the state of polarization of the signal wave and the pump wave. To avoid losses associated to this dependence, at the amplifier entrance, the pump wave and the signal wave are depolarized. Due to this depolarization EDFAs cannot be used in coherent optic communication systems or in combination with interferometric and/or polarimetric fiber optic sensors.  These devices are constructed with erbium doped fiber. This fiber presents a residual birefringence induced during the fabrication process and, due to the fiber length, it is coiled. This mechanical deformation produces an extrinsic birefringence induced by the photo-elastic effect. As a consequence of the fiber anisotropy, the state of polarization of the output signal at the end of the amplifier is different to the state of polarization of the input signal. According to polarization optics and láser physics, the state of polarization of the output signal must be determined by the fiber birefringence (whether the anisotropy is uniform o unequal) and by the state of polarization of the input signal. Nevertheless, it is known that the state of polarization is modified by the state of polarization of the pump signal too.  In this work, it is studied the effect of erbium doped fiber birefringence and a polarized pump on the state of polarization of the output signal. In practice, an extrinsic uniform birefringence is generated in the doped fiber with a helical winding. It is experimentally verified that the birefringence is uniform using a low power input signal, because the interest is in the study of the retardation properties more than in the amplification properties. The experimental results show that the birefringence of the helically wound fiber cannot be described using the models developed for homogeneous retarders; because of this, a model to explain this result is presented. In respect with polarized pump influence, in the C band of communications there are no significant changes reported. Nevertheless, in the L band, for short wavelengths, the state of polarization of the amplified signal is modified by the polarized pump presence. 
CICESE
2008
Tesis de maestría
Español
Ledezma Sillas, J.E.2008.Medida del estado de polarización de señales amplificadas usando un EDFA con un bobinado helicoidal.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 94 pp
ÓPTICA
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