Relative intensity noise of mode-locked lasers utilizing sinusoidally chirped fiber bragg grating

Abstract

Sinüslü chirped fiber Bragg ızgara (FBG) kullanan mod-kilitli karışık soliton darbe kaynağının (HSPS) bağıl şiddet gürültüsü (RIN) spontane ve taşıyıcı gürültüyüde içeren çift dalga (coupled wave equations) ve oransal denklemlerinin (rate equations) zaman domaninde çözümü kullanılarak tanımlandı. Ayrıca bazı lazer diyot ve ızgara parametrelerinin karışık soliton darbe kaynağının (HSPS) bağıl şiddet gürültüsü üzerindeki (RIN) etkileride tanımlandı. Sayısal sonuçlar, gürültünün olmadığı durumda bile bir çok parametrenin sistemin çalışmasını etkilediğini gösteriyor. Bununla birlikte gürültü çizgi genişliği (linewidth enhancement) artma faktörü, kazanç doyma (gain saturation) faktörü, spontane kavrama (spontaneous coupling) faktörü ve alan kavrama (field coupling) faktörünün artması ile artmıştır. Gürültü aynı zamanda RF ve DC akımlarına da aşırı derecede duyarlıdır. Sinüslü chirped fiber Bragg ızgara (FBG) kullanan mod-kilitli karışık soliton darbe kaynağı (HSPS), doğrusal azalan mod-kilitli HSPS ile karşılaştırıldığı zaman, temel frekansta (2.5 GHz) RIN azaltılmasının mümkün olduğu bulundu. Standart parametreler kullanıldığı zaman gürültüde 9.64 dB?lik bir zayıflama elde edilmiştir. Ayrıca, sinüslü chirped fiber Bragg ızgara kullanan karışık soliton darbe kaynağının (HSPS) gürültülü ve gürültüsüz durumda doğrusal chirped fiber Bragg ızgaradan daha kısa darbler ürettiği gösterilmiştir.

The relative intensity noise (RIN) of a mode-locked hybrid soliton pulse source (HSPS) utilizing a sinusoidally chirped fiber Bragg grating (FBG) is investigated using the time-domain solution of coupled wave equations and rate equations which include both spontaneous and carrier density noise. The effect of some laser diode and grating parameters on the RIN of the HSPS are also described. The numerical results show that most of the parameters affect the system operation even without noise. However, noise increases with increasing linewidth enhancement factor, gain saturation parameter, spontaneous coupling factor and field coupling factor. Noise is also extremely sensitive to the RF and DC currents. RIN reduction at the fundamental frequency (2.5 GHz) is possible in a mode-locked HSPS utilizing a sinusoidally chirped Gaussian apodized FBG when compared with a HSPS with linearly chirped gratings. 9.64 dB noise reductions are obtained when the standard parameters are used. Furthermore, it is also shown that a HSPS utilizing a sinusoidally chirped FBG produces shorter pulses than linearly chirped FBG with and without noise.