HALKA TİPİ ERBİYUM KATKILI FİBER LAZERLERDE GÜRÜLTÜ ŞEKLİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Bengisu ÜNALAN

Danışman: Murat Yücel

Özet:

Erbiyum katkılı fiber lazerler (EKFL); kolay kurulumları, yüksek çıkış güçleri, yüksek sinyal-gürültü oranları ile fiber optik haberleşmede, optik sensör tasarımlarında, biyofotonik çalışmalarda, sinyal işlemede ve spektroskopi çalışmalarında oldukça önemli rol oynamaktadır. EKFL’lere ait gürültünün bastırılması ile daha yüksek optik sinyal-gürültü oranı (OSGO) elde edilir ve bu sayede optik sistem, daha yüksek bir bant genişliğine sahip olur, bunun sonucunda da daha hızlı çalışır. Gürültüdeki bu iyileştirme, dalga boyu bölmeli çoğullamalı (DBÇ) sistemler için önemlidir. Bu tez çalışmasında OptiAmplifier 4.0 benzetim programı kullanılarak EKFL tasarımları yapılmıştır. Lazer kavitesindeki erbiyum katkılı fiber (EKF) boyunun seçiminde en yüksek çıkış gücünü elde etmek üzere optimizasyon yapılmıştır ve sonrasında elde edilen uzunluk değeri ile döngü tipi erbiyum katkılı fiber yükselteç (EKFY) tasarımına dayanan halka tipi EKFL’ye ait benzetim ve deneysel kurulum sonuçları elde edilmiştir. Klasik halka tipi EDFL sonuçları için hem 1480 nm ileri yönlü pompalama; hem de 1480 nm ileri, 980 nm geri pompalama olmak üzere çift yönlü pompalama yapılmıştır. İlk olarak; literatürde daha önce çalışılmış olan döngü EKFY tabanlı EKFL tasarımında, çıkış kuplöründen önce bir 1x2 kuplör daha eklenmiştir (%1-%99 ve %50-%50 bölme oranları denenmiştir) ve OSGO’yu sırası ile ~15 dB ve ~23 dB iyileştirdiği görülmüştür. İkinci tasarımda ise ikinci kuplör eklenmiş olan yeni EKFL düzeneğine doğrusal olmayan yükselteç döngü aynası (DOYDA) eklenmiş ve daha da yüksek OSGO elde edildiği görülmüştür (~29 dB). Bununla birlikte, tüm yeni tasarımlarda çıkış gücünde azalma olduğu tespit edilmiştir (sırasıyla 11,14 dBm; 5,4 dBm ve 0,83 dBm). Tüm deneysel düzeneklerde, pompalama lazerindeki güç artışıyla; EKFL çıkışında daha yüksek güç elde edildiği görülmüştür. 

Anahtar Kelimeler : Halka tipi erbiyum katkılı fiber lazer, gürültü şekli iyileştirilmesi, DOYDA