Optik kuvvetlendiricilerin analizi ve uygulamaları

Abstract

Fiber optik haberleşme sistemlerinde, optik sinyalin uzun mesafeler boyunca kayıpsız ve en az gürültü ile iletilmesi büyük önem taşımaktadır. Optik kuvvetlendiriciler, sinyali yüksek kazanç ve düşük gürültü ile kuvvetlendirerek optik sinyalin uzun mesafeler boyunca iletilmesini sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, erbiyum katkılı fiber optik kuvvetlendiriciler, iterbiyum katkılı fiber optik kuvvetlendiriciler, yarıiletken optik kuvvetlendiriciler ve Raman fiber kuvvetlendiriciler incelenmiş ve literatür taraması ile elde edilen bilgiler sonucunda OptiSystem 7.0 simülasyon programı kullanılarak bu kuvvetlendiricilerin tasarımları yapılmıştır. Sistem tasarım parametreleri belirli değerler aralığında değiştirilerek yapılan simülasyonlar sonucu kuvvetlendiricilerin optimum çalışma koşulları belirlenerek performansları değerlendirilmiş ve kuvvetlendiricilerin performansları karşılaştırılmıştır. Simülasyonlardan elde edilen sonuçlar kullanılarak optik sinyalin uzun mesafeye iletilebilmesi amacıyla iki katlı bir hibrid optik kuvvetlendirici tasarımı yapılmıştır. Çalışmanın Birinci Bölümü'nde, optik kuvvetlendiriciler ve kullanım alanları tanıtıldıktan sonra İkinci Bölüm'de, erbiyum katkılı fiber optik kuvvetlendiricilerin (EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier) yapısı ve çalışma prensibi açıklanmıştır. Üçüncü Bölüm'de, iterbiyum katkılı fiber optik kuvvetlendiricilerin (YDFA, Ytterbium Doped Fiber Amplifier) yapısı ve çalışma prensibi anlatılmış, Dördüncü Bölüm'de, yarıiletken optik kuvvetlendiricilerin (SOA, Semiconductor Optical Amplifiers) modellenmesi ve çalışma mekanizması açıklanmış ve Beşinci Bölüm'de, Raman fiber kuvvetlendirici yapısı ve çalışma şekli anlatılmıştır. Altıncı Bölüm'de, OptiSystem 7.0 simülasyon programı ile bu kuvvetlendiricilerin tasarımı yapılmış ve tasarım parametrelerinin kuvvetlendiricilerin performansı üzerindeki etkileri incelenerek kuvvetlendiricilerin optimum çalışma koşulları belirlenmiştir. Elde edilen bu verilerden yola çıkılarak Yedinci Bölüm'de, optik sinyalin uzun mesafelere iletilmesi amacıyla Raman ve EDFA'nın kullanıldığı iki katlı hibrid bir optik kuvvetlendirici tasarlanmış ve hibrid optik kuvvetlendirici çıkışındaki kazanç ve güç değerleri incelenmiştir. Tüm simülasyon sonuçları ve elde edilen veriler, Sekizinci Bölüm'de yorumlanarak değerlendirilmiştir.