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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10005322&local_id=10010583
광통신 S-band 신호 증폭용 특수 광섬유 개발 (Specialty fibers for S-band optical signal amplificaiton)
Reports NRF is supported by Research Projects( 광통신 S-band 신호 증폭용 특수 광섬유 개발 (Specialty fibers for S-band optical signal amplificaiton) | 2004 Year | 허종(포항공과대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00015
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2005년 08월 29일
Year type 결과보고
Year(final report) 2005년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구에서는 S-band 용 광증폭기 개발을 위해 챨코할라이드 기지유리 조성개발, 전자밀도반전을 위한 희토류 복합첨가 연구 그리고 챨코할라이드 광섬유 인출 실험을 통해 고성능의 광증폭기용 재료 개발을 수행하였다.
    연구결과 1) CsBr이 첨가된 황화물 유리는 S-band 광증폭에 적합한 우수한 광특성을 나타내었으며, 이러한 광특성 향상의 원인을 규명하였다. 또한, 2) S-band 광증폭에 필수적인 Tm3+의 전자밀도반전을 실현시키기 위해 Ho3+ 혹은 Tb3+를 복합첨가 하였다. 마지막으로 3) 본 연구에서 개발된 Ge-Ga-As-S-CsBr계 유리를 광섬유로 인출하여 광섬유 광증폭기 제조 가능성을 증명하였다.
  • English
  • The purpose of the current research project was to develop highly efficient specialty fibers for S-band optical signal amplification. Composition of chalcohalide host glasses for S-band amplifiers, optimum co-dopant for population inversion in Tm3+ ions and fiberization process were investigated.
    Highlights of the research include 1) Development of CsBr-added sulfide glasses with excellent optical properties for S-band amplifiers and examination on the origin of improvement on lifetimes and emission intensities 2) Realization of population inversion in Tm3+ ions by co-doping of Ho3+ or Tb3+ co-doping. and 3) Fiberization of Ge-Ga-As-CsBr glasses.
Research result report
  • Abstract
  • S-band(1460∼1530nm)용 광증폭기에는 3H4→3F4 천이에 의해 1.48 ㎛ 파장의 형광을 발현하는 Tm3+ 이온이 첨가된다. 그런데 여기된 Tm3+는 비복사 천이를 통한 에너지 손실이 많으며, 하위준위인 3F4 준위 형광수명이 3H4 준위보다 길기 때문에 전자밀도 반전을 실현하기 어렵다. 따라서 고성능의 S-band용 광증폭기를 개발하기 위해서는 격자 진동에너지가 낮은 기지 유리를 사용해야 하며, 하위준위 전자밀도를 효과적으로 감소시킬 수 있는 방법을 개발해야 한다.
    본 연구에서는 격자진동에너지가 낮고 우수한 화학적 내구성이 우수한 CsBr 첨가 황화물 유리를 이용하여 S-band용 광증폭 재료의 개발 가능성을 규명하였다. 먼저, EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) 분석을 이용한 유리구조 분석을 통해 광특성 변화의 요인을 규명하였다. 또한, Tm3+의 전자밀도반전을 위해 Ho3+ 혹은 Tb3+을 복합 첨가하여 분광학적 특성을 평가하였으며 상기 유리에 대한 광섬유 인출 실험을 수행하여 최적 인출조건을 규명하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 1. Ge-Ga-S-CsBr계 유리의 구조와 형광특성 분석
    ・ CsBr이 첨가된 황화물 유리는 S-band 광증폭에 필요한 우수한 Tm3+ 형광특성을 나타내었다.
    ・ EXAFS 분석을 이용한 유리구조 분석을 통해 유리내부에 [GaS3/2Br]- 구조체가 형성되며, 희토류 이온은 구조체 주변에 위치하여 광특성의 향상에 기여함을 발견하였다.
    2. Tm/Ho3+ or Tb3+ 복합첨가 유리의 분광학적 특성
    ・ 복합첨가를 통해 Tm3+의 전자밀도반전을 이룩하였다.
    ・ Tb3+의 경우 Tm3+:3H4→Tb3+:7F3 에너지 전달에 의해 Tm3+ 상위준위의 전자밀도도 역시 감소시키는 문제가 있다. Ho3+가 가장 적합한 복합첨가물인 것으로 판단된다.
    3. 광섬유 인출 실험
    ・ 연구된 유리조성에 대해 광섬유 인출 실험을 수행하여 최적 조건(인축온도:490℃, 인출속도:30m/min)에서 직경 125㎛의 광섬유를 안정적으로 제조하였다.

    상기 연구결과를 통해 CsBr가 첨가된 황화물 유리는 S-Band용 고성능 광증폭기 소재로 적합한 특성을 보유하고 있음을 규명하였다.
  • Index terms
  • Chalcohalide glasses, EXAFS spectroscopy, Fiber-optic amplifiers, Rare-earth spectroscopy
  • List of digital content of this reports
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