A direction-switched mode-locked Bi-doped fiber. lase (DS-EFL) is proposed and demonstrated for rotation sensing. The laser cavity is composed of a lin-ear part and a loop which are connected to each other by a 1×2 electro-optic switch. The formation and propagation of the pulses is dictated by the operation of the 1×2 switck. Two stable mode-locked pulses that propagate in opposite directions along the loop in the laser cavity were obtained and they interfered to produce the beat signal in the envelope of pulse train. The visibility was more than 0.95, and the signal power was more than 30 dB above the relaxation oscillation noise. The beat frequency was proportional to the rotation rate according to the Sagnac effect.
The bias beat signal was observed and it had relatively large drift and fluctuation. It was found that the bias was caused by optical Kerr effect when the two counter-propagating pulses in the laser cavity had different optical power. The beat frequency bias was 65 $H_Z$ per 1 mW of power difference when the scale factor was 0.43 kHB/(deg/$\sec$).
It was found that a small amount of backscattering in the laser cavity could result in the beat frequency fluctuation. An intensity modulation with the beat frequency in each envelope of CW and CCW pulse trains was observed. The amplitude of intensity modulation varied slowly in time, and the average optical power was changed having correlation with the variation of the amplitude of intensity modulation. The bias fluctuation was produced by the change of average optical power due to the optical Kerr effect. These laser dynamics were explained with the laser equations that describe the intensities and phases of counterpropagating laser. The variation of the amplitude of intensity modulation and the average optical power were mainly originated form the change of backscattering phase. It was shown that the beat frequency fluctuation could be suppressed efficiently by applying push-pull phase modulation using t;wo PZT phase modulators in the laser cavity. The backscattering also caused the lock-in problem and the lock-in band was measured about 300$H_Z$ that also depended on the backscattering phase. It was confirmed that push-pull phase modulation was useful method to reduce the lock-in band.
With unidirectional mode-locked Er-doped fiber ring lager, the errors resulted fem the operation of $LiNbO_3$ modulator were investigated, It was the origin of the loss difference between the two pulses that resulted in the peak power difference and therefore, the bias beat frequency. It also gave the phase diffrence and between the two pulses that resulted in the bias beat frequency. The operation method of the modulator could not provide the reciprocal conditionfor the two counterpropaganda pulses.
회전을 측정을 위 한 방향 제어된 어븀 청가 광섬유 레이저를 제안하고 그 레이저 특성을 연구하였다. 레이저 공진기는 선형의 부분과 광섬유 루프로 이루어지며 이 두 부분은 1×2의 광스위치에 의하여 연결되게 하였다. 모드 록킹된 펄스의 생성과 필스의 전행 방향은 이 광스위치의 동작에 의하여 결정된다. 광섬유 루프에서 서로 반대 방향으로 진행하는 두 재의 안정한 모드 록킹된 펄스가 얻어졌으며 이 두 펄스를 간섭할 때 회전에 의한 맥놀이 신호가 관찰되었다. Visibility는 0.95이상이었으며, 맥놀이 신호는 잡음에 비하여 30dB 이상 큰 깨꿋한 신흐이었다. 맥놀이 신호의 주파수는 샤냑 효과에 의해 예상되는 바와 같이 회전을에 비례함을 확인하였다. 이 때의 기울기는 0,43$KH_Z$/(deg/$\sec$)로 측정되었다.
회전이 없을 때에도 맥놀이 신호를 관찰할 수 있었는데 이 바이어스 맥놀이 신호는 fluctuation이 크게 나타났다. 두 필스의 파워가 다를 때 Kerr 효과에 의해 바이어스가 나타남을 확인하였으며, 1mW의 첨두 파워 차이에 의하여 65$H_Z$의 바이어스가 유도되었다.
레이저 공진기내에서의 되반사에 의하여 바이어스의 을 때에도 맥놀이 신호를 관찰할 수 있었는데 이 바이어스 맥놀이 신호는 fluctuation이 나타남을 알아내었다. 양방향의 펄츠열을 각각 관찰하였을 때 맥놀이 신호의 주파수로 빛의 세기 변조를 관찰할 수 있었으며, 이 빛의 세기 변조의 진폭은 시간에 따라 천천히 변하였다. 이러한 현상은 모델링을 통하여 레이저 공진기내 에서의 되 만사에 의핀 것으로 설명되었다. 되반사의 위상이 변화함에 따라레이저 출력의 세기가 달라지며 이것은 바이어스의 fluctuation으로 나타나는것이다. fp이저 공진기에 2개의 위상 변조기를 설치하여 되반사의 위상을 변조해줌으로써 효과적으로 바이어스의 fluctuation을 없앨 수 있음을 보였다. 되반사는 lock-in 현상을 발생시키며, lock-in 영역은 300$H_Z$로 측정 되었다. 위상 변조기를 이용한 방법은 lock-in 영역을 줄이는 데도 효과적 임을 보였다.
한방향으로 발진하는 모드 록킹된 어븀 첨가 광섬유 고리형 레이저를 이용하여, 광스위치의 동작에서 기인하는 문제점을 고찰하였다. 두 괼스는 광스위치에서 손실을 서로 다르게 겪을 수 있으며, 이것은 펄스의 첨두 파워가 다른 원인이 되며 곧 바이어스의 생성 원인이 된다. 또한 위상을 서로 다르게 겪을 수 있으며, 이에 의해 바이어스 맥놀이 신호가 생겨남을 알아 내었다. 따라서, 광스위치의 동작 방법은 reciprocity를 만족하지 않음을 밝혔다.
