Recently, a wavelength division multiplexing passive optical network (WDM-PON) has been regarded as a promising solution to meet a future bandwidth demand because of the rapid growth of P2P, HDTV, 3DTV, cloud computing. An ASE injection seeding method is suggested for one of the cost effective WDM-PON system. However, bit rate is limited to about 2.5 Gb/s due to the ASE-ASE beating noise. Consequently, a quantum-dot Fabry-Perot laser diode (QD F-P LD) was suggested for the broadband light source (BLS) because of its low noise characteristics. Since the output light of the QD laser is filtered by an arrayed waveguide grating (AWG) in order to seed to the upstream transmittrer, the noise characteristics of a filtered mode determine the total system performance.
In this thesis, we investigate noise chrcterstics of a filtered mode of the QD laser. First of all, we measured the relative intensity noise (RIN) of filtered mode of the the QD F-P LD and compared with that of quantum-well Fabry-Perot laser diodes (QW F-P LDs). The QD F-P LD shows a lower RIN characteristic than the QW F-P LDs. To explain the experimental results, we modified conventional rate equations to include both the inhomogeneous broadening effect and random fulectuations. The simulation results show reduction of the RIN ae increases the inhomogeneous broadening. The simulation results partially explain the experimental results. As an application of the QD laser, we used it as a seed source and demonstrate BLS a feasibility of 10 Gb/s signal transmission in an injection seeded WDM-PON.
최근, 파장분할 다중 방식 수동형 광 가입자망은 P2P, HDTV, 3DTV, 클라우드 컴퓨팅의 급속한 성장으로 인한 미래의 대역폭 요구량을 만족시킬 수 있는 유망한 해결책으로 여겨지고 있다. ASE 주입 방식은 파장분할 다중 방식을 경제적으로 구현하는 방식중에 하나로 제안되었다. 하지만 ASE-ASE 비팅 잡음에 의해 최대 전송속도가 2.5 Gb/s 로 제한되는 한계점이 있었다. 이에 따라 양자점 패브리-페롯 레이저 다이오드가 좋은 잡음 특성으로 인해 다파장광원으로 제안되었다. 이 시스템에서 양자점 레이저의 출력광은 상향 전송을 위해 송신기에 주입될 때 배열형 도파로 격자 (AWG)에 의해 하나의 모드가 필터링되고, 이 때의 잡음 특성이 전체 시스템의 성능을 결정하게 된다.
본 논문에서는 양자점 레이저의 필터링된 한 모드의 잡음 특성에 대해 연구하였다. 먼저, 양자점 패브리-페롯 레이저 다이오드의 상대잡음세기 (RIN)을 측정하고 이를 기존 양자우물 패브리-페롯 레이저 다이오드와 비교하였다. 양자점 패브리-페롯 레이저 다이오드가 양자우물 패브리-페롯 레이저 다이오드에 비해 낮은 상대잡음세기를 가짐을 보였다. 이런 실험적 결과를 설명하기 위해 기존의 비율 방정식을 inhomogeneous broadening에 의한 효과를 포함하여 수정하였다. 시뮬레이션 결과 inhomogeneous broadening이 증가할 수록 상대잡음세기가 낮아지는 것을 확인하였다. 이런 결과는 실험적인 결과를 부분적으로 설명할 수 있다. 이런 양자점 패브리-페롯 레이저의 응용으로 주입기반 파장분할 다중 방식 수동형 광가입자망에서 다파장광원으로 사용하여, 10 Gb/s 신호의 전송 가능성을 입증하였다.
