Experimental study of brillouin frequency shift on classical and modern botda, botdr setups

Abstract

Brillouin saçılması optik düzeneklerde pek çok uygulama alanına sahiptir. Bu çalışmada, çeşitli optik devre elemanlarının ve çevresel unsurların, Brillouin şaçılması güç değerleri ve frekans kayması üzerindeki etkileri farklı optik düzeneklerde incelenmiştir. Brillouin değerlerinin klasik ve yeni BOTDA/BOTDR düzeneklerinde daha etkili şekilde elde edilebilmesi için öneriler sunulmuştur. İlk olarak tek modlu test fiberi olan BOTDA düzeneğinde EDFA güç düzeyinin Brillouin gücü üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen Brillouin gücü, farklı EDFA güç düzeylerinde optik Rayleigh gücü ile kıyaslanmıştır. Yeterli derecede Brillouin gücü sağlayan EDFA güç aralığı elde edilmiştir. Sonra, tek modlu test fiberi olan BOTDR düzeneğinde basamak basamak artırılan çevre sıcaklığının Brillouin frekans kayması üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sıcaklık ve Brillouin frekans kayması arasındaki ilişki elde edilmiştir. Bununla birlikte, aynı düzenekte test fiber boyunun Brillouin gücü üzerindeki etkisi incelenmiştir. Fiber boyu ve Brillouin gücü arasındaki ilişki elde edilmiştir. Ayrıca farklı uzunluktaki farklı tekmodlu fiber kablolar uçuca eklenerek oluşturulan test fiberinde Brillouin frekans kayması incelenmiştir. Çok kısa fiber boyları (40m) için Brillouin güç spektrumu elde edilmiştir.

Brillouin scattering has many applications in optics. This thesis study is observing the effects of various optical elements and environmental factors Brillouin gain spectrum and frequency shift on different optical configurations. Methods to improve Brillouin readings in classical and modern BOTDA/BOTDR configurations are proposed. Effects of EDFA power on Brillouin gain spectrum are observed on a BOTDA setup with single mode fiber as FUT. Comparisons with respect to optical Rayleigh power are done. EDFA power interval for sufficient Brillouin gain is obtained. Then, effects of step increments of ambient temperature on Brillouin frequency shift are observed on a BOTDR setup with single mode fiber as FUT. The relation between temperature and Brillouin frequency shift is obtained. In addition, effects of test fiber length on Brillouin gain spectrum are observed on the BOTDR setup. The direct relation in between Brillouin power and fiber length is observed. Furthermore, different length and brand fiber cables are connected back to back and their Brillouin frequency shifts are observed. Brillouin gain spectrum for fiber very short fibers (40m) is obtained.