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Fiber optics and optical communications
Doping radius effects on an erbium-doped fiber amplifier
Download:545次
Md. Ziaul Amin
1,*
Khurram Karim Qureshi
2,**
Md. Mahbub Hossain
3,***
Author Affiliations
Abstract
1
MQ Photonics, School of Engineering, Macquarie University, New South Wales 2109, Australia
2
Department of Electrical Engineering, King Fahd University of Petroleum and Minerals, Dhahran 31261, Saudi Arabia
3
Electronics and Communication Engineering Discipline, Khulna University, Khulna 9208, Bangladesh
In an erbium-doped fiber amplifier (EDFA), erbium ions act as a three-level system. Therefore, much higher pump energy is required to achieve the population inversion in an erbium-doped fiber (EDF). This higher pump energy requirement complicates the efficient design of an EDFA. However, efficient use of the pump power can improve the EDFA performance. The improved performance of an EDFA can be obtained by reducing the doping radius of the EDF. A smaller doping radius increases pump–dopant interactions and subsequently increases the pump–photon conversion efficiency. Decreasing the doping radius allows a larger proportion of dopant ions, which are concentrated near the core, to interact with the highest pump intensity. However, decreasing the doping radius beyond a certain limit will bring the dopant ions much closer and introduce detrimental ion–ion interaction effects. In this Letter, we show that an optimal doping radius in an EDF can provide the best gain performance. Moreover, we have simulated the well-known numerical aperture effects on EDFA gain performance to support our claim.
060.2310
Fiber optics
060.2410
Fibers, erbium
PDF全文
Full Text
Chinese Optics Letters
2019, 17(1): 010602
Fiber Optics and Optical Communications
Investigation of clustering effects on erbium-doped fiber laser performance
Download:1142次
Md. Ziaul Amin
Khurram Karim Qureshi
*
Author Affiliations
Abstract
Electrical Engineering Department, King Fahd University of Petroleum and Minerals, Dhahran 31261, Saudi Arabia
To design a compact erbium-doped fiber laser, a high-concentration erbium-doped fiber (EDF) is needed. However, increasing the erbium ion (
Er
3
+
) concentration can reduce the EDF performance via the
Er
3
+
-
Er
3
+
interaction. In this Letter, we investigate the
Er
3
+
-
Er
3
+
interaction effect by designing a tunable erbium-doped fiber-ring laser (EDFRL). This is the first time (to the best of our knowledge) that someone has considered different numbers of ions per cluster and simulated the EDFRL output power degradation due to ion–ion interaction. If the number of ions in the cluster is increased, the lasing output power will decrease accordingly. The most dominant effect is seen in the 1530 nm wavelength region, where the EDF shows a higher signal absorption compared to the other wavelength region. Moreover, a comparison has been done for lasing performance analysis with different dopant ion concentrations. The comparison results show that a higher dopant concentration is advantageous for longer-wavelength lasing.
060.2290
Fiber materials
060.2320
Fiber optics amplifiers and oscillators
060.2400
Fiber properties
060.2410
Fibers, erbium
060.3510
Lasers, fiber
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Full Text
Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 010601
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