광학적으로 반치폭 가변이 가능한 광섬유 반사형 필터 = Fiber-optic Reflection-type Filter with Optically Variable Spectral Bandwidths

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 이터븀이 도핑된 광섬유 브라그 격자 (Yb-FBG) 를 이용하여 광학적으로 반치폭을조절할 수 있는 광섬유 필터를 제안하고자 한다. 이터븀이 도핑된 특수 광섬유에 980 nm 펌프광을인가하면 광섬유 코어의 굴절률이 변화하게 되고 광섬유 격자의 중심 파장이 천이하게 된다. 이러한 특징을이용하고자 Yb-FBG를 10 mm와 20 mm 길이로 제작하고 펌프광의 인가 전류값에 따른 스펙트럼을측정하였다. 이 두 Yb-FBG를 이용하여 광섬유 반사 필터를 구현하여 필터 특성을 측정하였다. 펌프를이용하여 10 mm Yb-FBG의 중심파장을 고정시키고 20 mm Yb-FBG에는 또 다른 펌프를 이용하여가변되는 광출력을 인가하였다. 또 다른 펌프의 인가 전류에 따른 반사 필터 스펙트럼의 중심파장과반치폭의 변화를 관측하였다. 측정 결과 필터의 중심파장과 반치폭의 각각의 변화율은 0.60 pm/mA, 0.05 pm/mA 정도이었다. 광학적으로 미세 스펙트럼 제어가 가능한 반사 필터의 특성을 이용함으로써다양한 광원 및 센서 개발에 도움이 될 것으로 예상된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We propose the fiber-optic reflection filter that can optically change the spectral bandwidths by using ytterbium-doped fiber Bragg gratings (Yb-FBGs). When 980-nm pump light is applied to the ytterbium-doped special optical fiber, the refractive index of the optical fiber core changes, and the central wavelength of fiber gratings shifts. To use this feature, we fabricated Yb-FBGs with lengths of 10 mm and 20 mm, and we measured the spectra for various applied current values of the pumping light. We implemented a fiber-optic reflection filter by using two Yb-FBG’s and measured its filter characteristics. The central wavelength of the 10-mm Yb-FBG was fixed by using a pump, and a variable light output was applied to the 20-mm Yb-FBG by using the other pump. Changes in the center wavelength and the bandwidth of the spectrum for the reflection filter according to the applied current of the other pump were observed. As a result of the measurement, the change rates of the center wavelength and the half width of the filter were about 0.60 pm/mA and about 0.05 pm/mA, respectively. Development of various light sources and sensors may be possible by using the characteristics of a reflective filter capable of optically fine spectrum control.

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