A wavelength division multiple access (WDM-PON) can provide unlimited bandwidth and high QoS to the subscribers. However, the cost of the WDM-PON is still high for widely deployable WDM-PON. The wavelength locked Fabry-Perot laser diode (F-P LD) was purposed as a low cost color-free optical source for the WDM-PON. By injecting a spectrum sliced Broadband Light into a F-P LD, the multimode output can be converted to a quasi-single mode. For the WDM-PON based on wavelength locked F-P LD, a cost effective and low noise broadband light source (BLS) is an essential ingredient.
In this paper, we realize a BLS based on mutually injected F-P LDs for a low cost and low noise injection source. The BLS is consisted of two F-P LDs, one optical coupler, one polarization combiner to make polarization independent operation. The mode spacing of each F-P LDs was 100 GHz. The length of passive cavity between F-P LDs was 9 cm. The realized BLS generates a broadband light with low mode between the resonance frequency of the external cavity. We used the realized BLS as a seed light of F-P LD, and demonstrated error free transmission of 1.25 Gb/s signal. The required minimum injection power for error-free transmission was -10 dBm. We also investigate effect of detuning both for the BLS and injection wavelength with respect to lasing mode of the F-P LD. Furthermore, we analyze effects of electrical filtering for suppression of noise. By filing out the low frequency noise components outside of signal band, we can improve the transmission performance. In addition, high speed operation, e.g. 2.5 Gb/s may be achieved by filtering out the noise peak at 1.1 GHz which is the fundament resonance frequency of the external cavity.
파장분할 수동형 광네트워크는 무한한 전송 대역과 높은 서비스품질을 제공할 수 있다. 하지만, 파장분할 수동형 광네트워크를 넓은 영역에서 사용하기에는 비용이 많이 든다. 이에 파장잠김된 패브리 페럿 레이저 다이오드 구조가 저렴하고 파장 무의존성을 가지는 파장분할 수동형 광네트워크용 광원으로 제안되었다. 이 구조는 패브리 페럿 레이저 다이오드에 파장 분할된 광대역 광원을 주입하여 다중 모드의 출력을 유사 단일 모드로 바꾸어 사용하게 된다. 파장잠김된 패브리 페럿 레이저 다이오드를 기반으로 한 파장분할 수동형 광네트워크를 구현하기 위해서는 저렴하고 잡음이 낮은 광대역 광원이 필수적이다.
이 논문에서는 상호주입된 패브리 페럿 레이저 다이오드를 기반으로 저렴하고 잡음이 적은 광대역 광원을 구현하였다. 이 광대역 광원은 두 개의 패브리 페럿 레이저 다이오드와 하나의 광 커플러, 그리고 하나의 편광 결합기로 이루어져 무편광 동작이 가능하다. 패브리 페럿 레이저 다이오드의 모드 간격은 100 GHz 였으며 두 패브리 페럿 레이저 다이오드 사이에 형성되는 수동 공진기의 길이는 9 cm 이었다. 구현된 광대역 광원은 수동 공진기의 길이에 의해 발생하는 공진 주파수에서 낮은 모드 특성을 가지게 된다. 우리는 구현된 광대역 광원을 패브리 페럿 레이저 다이오드의 주입 광원으로 사용하고 1.25 Gb/s 속도로 에러 없이 전송이 가능함을 보였다. 이 때 요구되는 최소의 주입 광 파워는 -10 dBm이었다. 우리는 또한 그 광대역 광원의 모드 파장의 차이에 의한 특성과, 주입되는 파장과 주입받는 패브리 페럿의 발진 모드에 대한 파장 차이에 의한 특성을 살펴보았다. 거기에, 잡음을 감소시키기 위한 방안으로 전기적인 필터를 사용하였을 때의 특성을 분석해 보았다. 전송 신호의 주파수 대역 바깥쪽의 저주파 잡음 성분을 제거함으로서 우리는 전송 특성을 향상시킬 수 있다. 추가로, 외부 공진기에 의한 기본 잡음인 1.1 GHz 대역의 잡음 피크를 필터로 제거한 경우 고속 (예로 2.5 Gb/s) 에서 전송이 가능함을 얻을 수 있을 것이다.