CS529590A3 - Optical repeater with activated fiber - Google Patents
Optical repeater with activated fiber Download PDFInfo
- Publication number
- CS529590A3 CS529590A3 CS905295A CS529590A CS529590A3 CS 529590 A3 CS529590 A3 CS 529590A3 CS 905295 A CS905295 A CS 905295A CS 529590 A CS529590 A CS 529590A CS 529590 A3 CS529590 A3 CS 529590A3
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- fiber
- wavelength
- optical
- pumping
- active
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 80
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 44
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 58
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 18
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50372—Load pallets manually, with visual instruction assistance
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50373—If pallet is not loaded conforming to instruction, warning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
7/>ΓΖ^Γ-7Ζ?·Λί -1-
Vynález se týká optického zesilovače s aktivním vláknem, uzpů-sobeného pro připojení k optickému vláknu v optickém telekomunikačnímsystému a obsahujícího část aktivního optického vlákna obsahujícíhočerpací laserový vysílač uzpůsobený pro připojení k optickému tele-komunikačnímu vláknu a přijímající z něho světlo na vysílací vlno-vé délce, přiváděné ze zdroje světla na čerpací vlnové délce nižšínež vysílací vlnová délka, kteréžto čerpací světlo může být absor- bováno v aktivním vláknu. V oboru telekomunikačních linek byla v minulé době zavedenaoptická vlákna, do kterých vstupuje modulovaný světelný signál.Tyto optické systémy jsou zvláště výhodné, především proto, žeoptická vlákna mohou přenášet signál na velké vzdálenosti přivelmi malém útlumu.
Pro, další zvětšení vzdálenosti přenosu signálu jsou známyoptické zesilovače, které jsou optřeny Částí tak zvaného "aktiv-ního" vlákna, do kterého se přivádí světelná "čerpací" energies nižší vlnovou délkou než energie signálu, kterážto čerpací ener-gie působí uvnitř aktivního vlákna přechod do stavu laserové emisepřítomných dopovacích látek; přítomnost signálu o vlnové délceodpovídající tomuto stavu laserové emise způsobuje přechod atomůdopovací látky ze stavu laseru do základního stavu, což je :spojenos emisí světla konsistentní se signálem, takže tento je zesílen. -2-
Tyto optické zesilovače umožňují dosáhnout zesílení signáluve vláknu bez použití elektronických přístrojů, které vyžadujípřeměnu optického signálu na elektrický, jeho elektrické zesílenía opgtné převedení v optický signál, čímž se do telekomunikačnílinky zavedou všechna omezení vlastní použitým elektronickým pří-strojům a zejména omezení kmitočtu přenosu.
Optické zesilovače vyžadují pro svou činnost zdroje Čerpacíhosvětla zvláštní vlnové délky nižší než přenosová vlnová délka,která se zavádí do vlákna nesoucího signál dichroickým vazebnímčlenem nebo optickým multiplexerem e difunduje v aktivním vláknuse zvětšujícím se útlumem světelné energie v délce vlákna, hlavněvlivem přenosu energie do dopovacích látek vybuzených do stavulaserové emise.
Světelná čerpací energie ovlivňující zisk zesilovače tudížv aktivním vláknu postupně klesá, takže využití vlastností aktiv-ního vlákna se postupně snižuje po jeho délce.
Minimum světelné enei*gie, které je požadováno pro každou částaktivního vlákna pro dosažení zisku zesílení se označuje jako pra-hová energie, nad kterou nastává pupulační inverze, to znamená, žeje větší počet atomů ve vybuzeném stavu laserové emise než v základ-ním stavu a tedy fotony signálu mohou způsobit přechod ze stavu la-serové emise do základního stavu emise světla, tudíž se zvyšuje zisk
Naopak, je-li světelná energie nižší než prahová energie, jeatomová populace vyšší v základním stavu a fotony signálu velmipravděpodobně samy způsobí přechod do vybuzeného stavu, takže na-stane útlum signálu místo jeho zesílení. ·’" >·· v í
Protože zde je také možnost spontánního přechodu z vybuzenéhostavu do základního stavu s emisí světla nezávislou na signálu, <? definovaná jako "šum", za přítomnosti nízkých zisků, to je při 5 čerpacím energii mírně vyšší než je prahová energie, je zde vyso- \ ký poměr signál/šum, který zlepšuje jakost přenosu; vskutku, když hodnoty čerpací energie jsou blízké prahovým hodnotám, to je za pod-mínky omezené populační inverze, je větší počet atomů podroben spon-tánnímu přestupu vzhledem k těm, ve kterých nastává stimulovaný pře-chod dávající vznik zisku: následkem je zhoršení poměru signál/šum.
Vzhledem k tonuto jevu se volí aktivní vlákno o podstatněkratší délce než je délka odpovídající dosažení prahové energieu jeho koncového úseku. V této souvislosti ačkoliv část čerpací energie je nevyužita,takže účinnost zesilovače je omezena, a navíc, protože tato energiedifunduje v přenosovém vláknu ve směru za zesilovačem, mohou vznik-nout nevýhody, zvláště když popisovaný zesilovač je předzesilovačna konci přenosové linky připojené ke přijímacímu elektronickémupřístroji.
Je tedy nutné vytvořit optický zesilovač mající omezený "šumo-vý obraz", to je mající maximum výstupního poměru signál/šum a uzpů- ? sobený k vyloučení nevyužité čerpací energie na výstupu zesilovače. Úkolem předloženého vynálezu tudíž je vytvořit optický zesi-lovač s aktivním vláknem výše popsaného typu, který by měl vysokouúčinnost s ohledem na čerpací energii a dosahoval maxima využití aktaktivního vlákna při udržování čerpací energie v podstatě na stáléhodnotě po celé jeho délce a současně by zamezoval propagacičerpacího světla mimo aktivní vlákno. ’.u; it.swAiwv? · t:a i ? c. i j .· ? ’ ftí -4-
Vynález řeší úkol tím, že vytváří optický zesilovač s aktivnímvláknem, uzpůsobený pro připojení k optickému vláknu v optickém tele-komunikačním systému a obsahující částlyfektivního optického vláknaobsahujícího čerpací laserový vysílač uzpůsobený pro připojeník optickému telekomunikačnímu vláknu a přijímající z něho světlona vysílací vlnové délce, přiváděné ze zdroje světla na čerpací vl-nové délce nižší než vysílací vlnová délka, kteréžto čerpací světlomůže být absorbováno v aktivním vléknu, jehož podstata spočívá v. tom,že aktivní vlákno má délku odpovídající částečné absorpci přímovstupujícího čerpacího světla, přičemž za aktivním vláknem ve směrupřenosu je uspořádán selektivní zrcadlový prvek pro odrážení světla na čerpací vlnové délce a propustný pro světlo o vysílací vlnovédélce.
Je výhodné, když zrcadlový prvek má odrazivost v aktivnímvláknu nižší než -40 dB na vysílací vlnové délce a vyšší než -10 dB na čerpací vlnové délce. Déle je výhodné, když zrcadlový prvek sestává z oddělenýchsoučástek obsahujících dichréické zrcadlo a dvě zeostřovací skupinyuzpůsobené vysílat světlo z aktivního vlákna na dichroické zrcadloa z dichroického zrcadla do optického telekomunikačního vlákna. Dále je výhodné, když zrcadlový prvek sestává z jednoho neboněkolika monolitických prvků optického vlákna. Dále je výhodné, když zrcadlový prvek sestává z optického de-multiplexeru majícího vstupní vlákno, připojeného ke konci aktiv-ního vlékna a uzpůsobeného ke příjmu vysílací vlnové délky a čer-pací vlnové délky multiplexně v jediném vláknu, a dvě výstupnívlákna, přičemž demultiplexer je uzpůsoben k oddělení vysílacívlnové délky na jednom z výstupních vláken a čerpací vlnové délky7 .·? i <i/ r../ ·.», -5- na druhém výstupním vláknu, kde výstupní vlákno nesoucí vysílacívlnovou délku je připojeno k telekomunikačnímu vláknu a výstupnívlákno nesoucí čerpací vlnovou délku je na svém konci opatřeno zrcadlem odrážejícím alespoň čerpací vlnovou délku. Bále je výhodné, když zrcadlo’,^j^S^JicoieI^AzrcadlpZniající»H· odrazivost nižší než -2 dB na signální vlnové délce a vyšší než -5 dBna čerpací vlnové délce. Bále je výhodné, když demultiplexer iná izolaci vyšší než -10 dBmezi vysílací vlnovou délkou a čerpací vlnovou délkou.
Vynález je znázorněn na výkrese, kde obr.l znázorňuje schémaoptického zesilovače podle známého stavu techniky, obr.2 je diagramznázďňující změnu čerpací energie a odpovídající zesilovací ziskv aktivním vláknu zesilovače z obr.l, obr.3 znázoxňuje schéma optic-kého zesilovače podle předloženého vynálezu obsahujícího odrazivoujednotku, obr.4 znázorňuje obměněné provedení optického zesilovačez obr.3 a obr.5 je diagram znázorňující změnu čerpací energie a od-povídající zesilovací zisk v aktivním vláknu zesilovače z obr.3.
Struktura optického zesilovače s aktivním vláknem je schema-ticky znázorněna v obr.l, kde je telekomunikační optické vlákno 1,do kterého se přivádí vysílací signál o vlnové délce s,* kdyžpo určité délce vlákna 1 tento signál zeslábne, pošle se za úče-lem zesílení na vstup dichroického vazebního členu 2 nebo optic-kého multiplexeru o sobě známého typu, kde se spojí s čerpacímsvětlem vlnové délky p, vysílaným čerpacím laserovým vysílačem 2na vstup dichroického vazebního členu 2 příslušným vláknem Obevlnové délky spojené v jednom vláknu 2 vystupují z dichroickéhovazebního členu 2 a jsou vedeny do aktivního vlákna 6. y
-6- »* .7 V aktivním vláknu 6 probíhá za přítomnosti světelné čerpacíenergie emise světla, která je stimulována na vlnové délce £ a tedy
Mi
zesiluje vysílaný signál vysílaný signál je potom zaveden M do vysílacího vlékna I a potom jde na místo svého určení, což může ' :¾ být další úsek optické linky nebo koncový přijímací přístroj. V prvním případě je zesilovač definován jako linkový zesilovač,zatímco ve druhém případě je sestava definována jako "předzesilovač",to je přístroj uzpůsobený ke zvýšení intenzity optického signálu i'.' na konci přenosové linky před jeho přeměnou v elektrický signál.
Jak plyne z obr.2, světelná čerpací energie P v aktivním vláknuklesá se zvětšováním délky vlákna 1 a má v podstatě lineární prů-běh vycházejíc ze vstupní hodnoty P^ protože je absorbována vlák-nem, takže v něm obsažené dopovací látky jsou přivedeny do stavulaserové emise.
Po projití úseku 1 aktivního vlákna dosáhne čerpací energieuvnitř saturační hodnoty energie P , pod kteréu je rozdělení ener-gie ve vláknu takové, že nepůsobí zesílení vysílaného signálu, to
Je zisk, nýbrž zeslabení tohoto signálu následkem přechodu aktiv- Mí Mí
nich látek vlákna do vybuzeného stavu a zničení světelné energie M signálu.
Kvalitativní průběh zisku G v závislosti na délce aktivníhovlákna je znázorněn v obr.2: jak je patrno z diagramu, pro délky vlákna blízké saturační délce 1 zisk vykazuje velmi malý růst,
8 KM až na hodnotu G , zatímco pro délky vlákna větší než 1_ nastává ·;·Μ max’ c ύ s ’ν'ΐ snížení zisku. -7-
Pro praktické účely se tedy užívá délka vlákna lu menší než1 za účelem dosažení dostatečného zisku G pro signál, při vzniku S · - ·*Ξ minimálního šumu způsobeného spontánními přechody ze stavu laserovéemise do základního stavu. Šum je ve skutečnosti úměrný populaci atomů přítomné v hornílaserové úrovni a klesá s menší rychlostí než zisk po délce vláknajak klesá ve vláknu čerpací energie.
Jak je patrno z obr.2, v aktivním vléknu je maximum čerpacíenergie P určující maximální dosažitelný zisk na jednotku délkyvlákn^ pouze v počáteční oblasti vlákna, zatímco dále je čerpacíenergie značně nižší, což má za následek snížené využití možné délkyaktivního vlákna pro účely zesílení, jak ukazuje diagram zisku zná-zorněný v obr.2. V případě předzesilovače, to je zesilověče umístěného na koncioptické linky, bezprostředně před přijímacím a opticko/elektrickýmtransformačním členem signálu je možné dosáhnout zvýšení příjmovéodezvy, když je šum předzesilovače nižší než šum přijímacího přístroje.
Protože šum zesilovače je úměrný jeho zisku, existuje hodnotazisku, pro kterou jsou oba šumové příspěvky stejné; to je hodnotamaximálního zisku, která má být použita v předzesilovači pro zlep-šení odezvy na příjem.
Použití vyšších zisků předzesílení může být na druhé straněvhodné z různých důvodů za účelem použití levnějšího přístroje zapředzesilovačem bez nepříznivého ovlivnění příjmové odezvy signálu. Při použití optických zesilovačů jako předzesilovačů se používá délka vlákna schopná dodávat čerpací energii P na konci vlákna, kte- rá dává zvýšení celkového zisku stejné úrovně jako zvýšení odezvy. Ά ΐ·ί' V- -8- Λ
Podle předloženého vynálezu, jak je patrno z obr.3, je v ze-silovací jednotce obsahující dichroický vazební člen 2, čerpací £
laser 2 a aktivní vlákno 6, ve směru přenosu za aktivním vláknem 6 V uspořádán selektivní zrcadlový prvek 8 uzpůsobený odrážet čerpací “ 'a vlnovou délku £ a propouštějící přenosovou vlnovou délku s. K výstupu zrcadlového prvku 8 je připojeno přenosové vlákno 2nesoucí zesílený signál na místo jeho určení»
Zrcadlový prvek 8, jak je patrno z diagramu v obr.5, odráží / zbytkovou čerpací energii P^ přítomnou na konci úseku 1 aktivníhovlákna 6 dozadu v aktivním vláknu 6, takže odražená energie Pr^se přičítá k čerpací energii P^^r přímo vysílané z laseru 2, takžev aktivním vláknu 6 je hodnota čerpací energie vysoká, téměř stálánebo klesající se sníženým poklesem po celé délce použitého aktiv-ního vlákna 6, jak je znázorněno přerušovanou čarou P^ v obr,5.
Je tedy možno udržet vysokou hodnotu populační inverze v ce-lém vláknu, což způsobí zvýšený zisk, nebot šum vyvíjený zesilo-vačem je stejný.
Zrcadlový prvek 8 může být vyroben v "mikrooptice" použitímselektivního zrcadla vytvořeného s vhodně zpracovanou deskou odrá- .j žející pouze čerpací vlnovou délku, opatřeného čočkovými zaostřo-vacími členy npod. uzpůsobenými k vedení světla z optického vláknak zrcadlu a od zrcadla opět do optického vlákna za zrcadlem, nad odráženou vlnovou délkou, a do přenosového vlákna za zrcadlem nad K?' průchozí vlnovou délkou; alternativně je možno zrcadlový prvek 8 vyrobit v monolitické formě použitím stejného přenosového optickéhovlákna nebo několika optických vláken, což je výhodné s ohledemna montážní stabilitu. uSafatóMi ow t -s < y i 'i' i z
Podle výhodného vytvoření předloženého vynálezu, znázorněného f ! v obr.4, sestává zrcadlový prvek 8 ze druhého dichroického vazeb- 5
I ního členu 2, nebo optického demultiplexeru, který má vstupní vlák- $ £ no 10 a dvě výstupní vlákna 11.12. ve kterých jsou přenosová vlno- g g vá délka s a čerpací vlnová délka £ navzájem odděleny. g K výstupnímu vláknu 11 je ve směru přenosu za zesilovačem při-pojeno přenosové optické vlákno £, zatímco zrcadlo 13 je připojenok výstupnímu vláknu 1.2. Č'
Jak je v oboru známo, demultiplexer je optický prvek uzpůsobenýke příjmu světla o dvou vlnových délkách na jediném vstupu a k vysí-lání stejných vlnových délek odděleně na dvou výstupních vláknech. í;
Reálný optický demultiplexer nebo oddělovací přístroj, stejnějako multiplexer nebo dichroický směšovač, má určitý stupen oddě-lení mezi výstupními vlnovými délkami, to znamená, že malý zlomekpřenosového signálu může být zjištěn na výstupním vláknu 12 demul-tiplexeru. Když je takovýto signál odražen zrcadlem 13. může býtnebezpečný v přenosové lince a v optickém vláknu, protože může být zesílen a může způsobit interferenční jevy v přenášeném signálu. g g
Kdyby tedy měl vstup demultiplexeru nízký stupen izolace mezi - vlnovými délkami, to je nižší než 20 dB, bylo by třeba učinit opat- g ření v uspořádání dichroického zrcadle 13. aby toto mělo sníženouodrazivost pro přenosové vlnové délky, nižší než -20 dB, takžev zrcadlovém prvku 8 vytvořeném v tomto provedení s demultiplexe- z rem £ a s dichroickým zrcadlrm 13 bude celková izolace ve všech | případech pro vlnovou délku s větší než 40 dB.
Je třeba uvést, že světlo o vlnové délce s prochízí demulti-plexerem dvakrát, před a po odrazu: izolace demultiplexeru tedy -10- působí dvakrát omezení světelné energie vlnové délky s odráženézrcadlem a vstupující do vlákna 6 a potom do přenosové linky.
Bude-li mít demultiplexer stupeň izolace vyšší než 20 dB,bude dostatečně zajištovat potlačení odrazových šumů na přenosovévlnové délce v lince a zrcadlo 13 bude odrážet všechny použitévlnové délky. S výhodou může být zrcadlo jj. získáno zploštěním konce vlákna12 odříznutého rozštěpením nebo jinými známými technikami vhodnýmipro vytvoření odrazivého povrchu na konci vlákna 12.
Provedení vynálezu podle obr.4 je zvláště výhodné proto, že jezcela zhotoveno z optického vlákna a tedy je pevné a odolné protivibracím či deformacím, kterým může být miniaturní zaostřovací pří-stroj vystaven a také proto, že kombinace izolačních charakteristikdemultiplexeru a charakteristik selektivní odrazivosti dichroickéhozrcadla dává velkou volnost při návrhu za účelem dosažení nejvýhod-nějšího výsledku pro určitou aplikaci a dává zvláště maximální odraz-ná čerpací vlnové délce, zatímco odraz na přenosové vlnové délceje minimální.
Zesilovací jednotka podle předloženého vynálezu byla vytvoře-na podle schématu v obr.4 a pro srovnání byla vytvořena zasilovacíjednotka podle obr.l. V obou provedeních byla použita přenosové linka mající sig-nál vlnové délky s 1536 nm a čerpací laserová dioda 2 θ výkonu10 mW a vlnové délce £ 980 nm.
Byl použitoptický multiplexer nebo vazební člen 2 o vlnovýchdélkách 980 až 1536 nm s 90% vazbou na 980 nm a izolací 15 dB. V obou zkouškách bylo použito aktivní vlákno 6 typu Si/Ge 3+ dopované ionty Er . V zesilovací jednotce podle obr.l bylo použito aktivní vláknoo délce 9 m, zatímco v zesilovací jednotce podle obr.3 mělo aktivnívlákno délku 7 m. V zesilovači podle obr.4 měl demultiplexer 2 980 až 1536 nm90%ní vazbu při 980 nm a 90%ní vazbu při 1436 nm; na obou výstupníchvětvích byla izolace 30 dB.
Zrcadlo 13 bylo vytvořeno pozlacením konce vlákna 11 demulti-plexer u.
Uspořádání znázorněné v obr.l s aktivním vláknem o délce 9 mdalo zisk G^ rovný 20 dB se šumem definovaným jako (S/N)^/(S/N)0=5dB.
Uspořádání podle obr.3 s aktivním vláknem o délce 7 m dalozisk &2 rovný 20 dB, to je stejný, se šumem definovaným jako(S/N)i/(S/N)Q=3 dB, což znamená snížení šumu o 1,5 dB. Následkem toho bylo dosaženo významné zlepšení jakosti přená-šeného signálu vlivem nižšího šumu vnášeného do přenosové linky zezesilovače podle předloženého vynálezu.
Kromě toho přítomnost demultiplexeru £ umožňuje eliminaci čer-pací vlnové délky z linky 2, což vylučuje použití filtrů nebo podob-ných zařízení.
Zesilovačem podle předloženého vynálezu je možno dosáhnoutzlepšené odezvy v přijímacím přístroji bez zvýšení čerpací energie,které by vyžadovalo použití laserových diod většího výkonu nebo dvouspojených diod, když předešlé nejsou vždy k dosažení, jsou nákladné,zatímco spojené diodj, jsou více vystaveny poškození a poruchám. -12- Μ’ » ζψ?
Obecněji možno uvést, že optický zesilovač podle předloženého ' vynálezu v závislosti na zvláštních požadavcích každé odlišné apli- 'kace umožňuje bučí zlepšit průběh šumu při přenosu při stejném výkonu £ nebo získat vyšší zisk při stejném čerpací energii, nebo bez změnydosaženého zisku použít čerpací zdroj světla o nižším výkonu. Ačkoliv byl vynález popsán ve spojení s optickými předzesilovači,není třeba jej uvažovat jako na tyto zesilovače omezený, nebot můžebýt rovněž použit pro linkové zesilovače a podobné přístroje, ve ΐ kterých je třeba dosáhnout vysokou úroveň čerpací energie po celédélce použitého optického vlákna.
Je možno provést řadu obměn, aniž by se vybočilo z myšlenkyvynálezu v jeho obecných charakteristikách.
Claims (7)
1. Optický zesilovač s aktivním vláknem, uzpůsobený pro připojení 'k optickému vláknu v optickém telekomunikačním systému,, fel -t>VtiijdtUÍjagvJg-části^iktivního optického vlákna^obsahujícího čerpací laserový vysí-lač uzpůsobený pro připojení k optickému telekomunikačnímu vláknu a přijímající z něho světlo na vysílací vlnové délce přiváděnéze zdroje světla na čerpací vlnové délce nižší než vysílací vlnovádélka, kteréžto čerpací světlo může být absorbováno v aktivním vlák-nu, vyznačující se tím, že aktivní vlákno (6) má délku odpovídajícíČástečné absorpci přímo vstupujícího čerpacího světla, přičemž zaaktivním vláknem (6) ve směru přenosu je uspořádán selektivní zrcad-lový prvek (8) pro odrážení světla na čerpací vlnové délce a propust-ný pro světlo na vysílací vlnové délce.
2. Optický zesilovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že zrcadlovýprvek (8) má odrazivost v aktivním vláknu nižší než -40 dB na vysí-lací vlnové délce a vyšší než -10 dB na čerpací vlnové délce.
3» Optický zesilovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že zrcadlovýprvek (8) sestává z oddělených součástek obsahujících dichroickézrcadlo a dvě zaostřovací skupiny uzpůsobené vysílat světlo z aktiv-ního vlákna na dichroické zrcadlo a z dichroického zrcadla do optic-kého telekomunikačního vlákna^
4. Optický zesilovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že zrcadlovýprvek sestává z jednoho nebo několika monolitických prvků optic-kého vlákna. -“·v
-14- “ΠXJ > οο < c·tD XXu >r? >'C i -< rn í o □o o c.u> to o
5. Optický zesilovač podle bodu 4, vyznačující se tím, že zrcadlovýprvek (8) sestává z optického demultiplexeru (9) majícího vstupnívlákno (10), připojeného ke konci aktivního vlákna (6) a uzpůsobe-ného ke příjmu vysílací vlnové délky a čerpací vlnové délky multi-plexně v jediném vláknu, a dvě výstupní vlákna (11,12), přičemždemultiplexe/^/je uzpůsoben k oddělení vysílací vlnové délky na jednomz výstupních vlákenAa čerpací vlnové délky na druhém výstupním PvíP vléknu ^/zde výstupní vlákno (11) nesoucí vysílací vlnovou délku jepřipojeno k telekomunikačnímu vláknu (7) a výstupní vlákno (12)nesoucí čerpací vlnovou délku je na svém konci opatřeno zrcadlem (13) odrážejícím alespoň čerpací vlnovou délku.
6* Optický zesilovač podle bodu 5, vyznačující se tím, že zrcadlo-vý prvek (8) jeJ^ichroicl^zrcadlJl/mající^Hrazivost nižší než -2 dBna signální vlnové délce a vyšší než -5 dB na čerpací vlnová délce.
7. Optický zesilovač podle bodu 5, vyznačující se tím, že demttfti-plexer (9) má izolaci vyšší než -10 dB mezi vysílací vlnovou délkoua čerpací vlnovou délkou.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT02219689A IT1237135B (it) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Gruppo di amplificazione ottico a basso rumore, con riflessione della potenza di pompaggio. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS529590A3 true CS529590A3 (en) | 1992-04-15 |
| CZ283653B6 CZ283653B6 (cs) | 1998-05-13 |
Family
ID=11192901
Country Status (26)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5138483A (cs) |
| EP (1) | EP0426221B1 (cs) |
| JP (1) | JP2963187B2 (cs) |
| KR (1) | KR950009326B1 (cs) |
| CN (1) | CN1018787B (cs) |
| AR (1) | AR244918A1 (cs) |
| AT (1) | ATE99841T1 (cs) |
| AU (1) | AU636669B2 (cs) |
| BR (1) | BR9005621A (cs) |
| CA (1) | CA2028639C (cs) |
| CZ (1) | CZ283653B6 (cs) |
| DE (1) | DE69005794T2 (cs) |
| DK (1) | DK0426221T3 (cs) |
| ES (1) | ES2049915T3 (cs) |
| FI (1) | FI97259C (cs) |
| HK (1) | HK111394A (cs) |
| HU (1) | HU210854B (cs) |
| IE (1) | IE64719B1 (cs) |
| IT (1) | IT1237135B (cs) |
| MY (1) | MY107270A (cs) |
| NO (1) | NO302328B1 (cs) |
| PE (1) | PE5191A1 (cs) |
| PL (1) | PL164795B1 (cs) |
| PT (1) | PT95726B (cs) |
| RU (1) | RU2085043C1 (cs) |
| SK (1) | SK280517B6 (cs) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2019253C (en) * | 1989-06-23 | 1994-01-11 | Shinya Inagaki | Optical fiber amplifier |
| JP2734209B2 (ja) * | 1991-01-28 | 1998-03-30 | 日本電気株式会社 | 光ファイバ増幅器 |
| ES2079094T3 (es) * | 1991-05-18 | 1996-01-01 | Alcatel Nv | Sistema optico de transmision de informacion con control optico de un amplificador optico o con conversion de la longitud de onda de la señal optica. |
| FR2679341A1 (fr) * | 1991-07-17 | 1993-01-22 | Alcatel Nv | Amplificateur a fibre optique dopee a l'erbium. |
| JPH05142595A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Nec Corp | 光情報信号増幅装置 |
| DE4214766A1 (de) * | 1992-05-04 | 1993-11-11 | Sel Alcatel Ag | Faseroptischer Verstärker mit rückwirkungsunempfindlichem Pumplaser |
| JPH05347449A (ja) * | 1992-06-12 | 1993-12-27 | Ando Electric Co Ltd | 信号光及び信号光と波長の違う連続光を増幅する光増幅器 |
| US5283686A (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-01 | General Instrument Corporation, Jerrold Communications | Optical systems with grating reflector |
| US6339191B1 (en) | 1994-03-11 | 2002-01-15 | Silicon Bandwidth Inc. | Prefabricated semiconductor chip carrier |
| DE69416396T2 (de) * | 1994-04-11 | 1999-06-10 | Hewlett-Packard Gmbh, 71034 Boeblingen | Rauschpegelmessungsverfahren in Gegenwart von einem Signal |
| EP0729207A3 (en) * | 1995-02-24 | 1997-10-15 | At & T Corp | Fiber optic amplifier comprising an optical circulator |
| EP2503655A3 (en) | 1995-03-20 | 2013-02-27 | Fujitsu Limited | Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier |
| US6016213A (en) * | 1996-07-08 | 2000-01-18 | Ditech Corporation | Method and apparatus for optical amplifier gain and noise figure measurement |
| DE19723267A1 (de) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Heidelberger Druckmasch Ag | Verfahren und Anordnung zur Reduzierung des Pumplichts am Austritt eines Fiberlasers |
| DE19740743C1 (de) * | 1997-09-16 | 1999-01-21 | Siemens Ag | Optischer Verstärker für Gewinnregelung |
| US5991070A (en) * | 1997-11-14 | 1999-11-23 | Sdl, Inc. | Optical amplifier with oscillating pump energy |
| JPH11275021A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-08 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置 |
| JP4179662B2 (ja) | 1998-04-27 | 2008-11-12 | 富士通株式会社 | 光増幅器及び能動型光ファイバ |
| JPH11307844A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Fujitsu Ltd | 能動型光ファイバ及び光ファイバ増幅器 |
| EP1183757A1 (fr) * | 1999-06-09 | 2002-03-06 | Commissariat A L'energie Atomique | Amplificateur optique |
| US6690507B2 (en) * | 2002-01-30 | 2004-02-10 | Corning Incorporated | Double-pumped raman amplifier |
| AU2003221350A1 (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-22 | Nikon Corporation | Light amplifying device and method of manufacturing the device, light source device using the light amplifying device, light treatment device using the light source device, and exposure device using the light source device |
| US7034387B2 (en) * | 2003-04-04 | 2006-04-25 | Chippac, Inc. | Semiconductor multipackage module including processor and memory package assemblies |
| RU2239174C1 (ru) * | 2003-07-21 | 2004-10-27 | Часовской Александр Абрамович | Оптоэлектронный усилитель |
| DE102005031897B4 (de) * | 2005-07-07 | 2007-10-25 | Siemens Ag | Mehrstufiger Faserverstärker |
| EP1922501A4 (en) | 2005-08-17 | 2010-09-29 | Jong Koo Kim | CASSETTE FOR WATER SUPPLY VALVE |
| WO2011026526A1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-10 | Nokia Siemens Networks Oy | Optical fiber amplifier with improved transient performance |
| US11323105B2 (en) | 2018-06-15 | 2022-05-03 | Fermi Research Alliance, Llc | Method and system for arbitrary optical pulse generation |
| WO2020250305A1 (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム及び光通信方法 |
| JP7481646B2 (ja) | 2020-05-28 | 2024-05-13 | 日本電信電話株式会社 | 光漏洩確認方法、光漏洩確認装置、およびプログラム |
| CN115528521A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-12-27 | 密尔医疗科技(深圳)有限公司 | 光纤激光器 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592490A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-09 | Hitachi Ltd | Ｆｍテレビジヨン信号の受信回路 |
| US5048026A (en) * | 1983-09-30 | 1991-09-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| US4674830A (en) * | 1983-11-25 | 1987-06-23 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| US4938556A (en) * | 1983-11-25 | 1990-07-03 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Superfluorescent broadband fiber laser source |
| GB2151869B (en) * | 1983-12-16 | 1986-12-31 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical amplifiers |
| US4681396A (en) * | 1984-10-09 | 1987-07-21 | General Electric Company | High power laser energy delivery system |
| US4637025A (en) * | 1984-10-22 | 1987-01-13 | Polaroid Corporation | Super radiant light source |
| US4712075A (en) * | 1985-11-27 | 1987-12-08 | Polaroid Corporation | Optical amplifier |
| AU6938687A (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-25 | Advanced Lasers Ltd | Fibre communication laser system |
| GB8613192D0 (en) * | 1986-05-30 | 1986-07-02 | British Telecomm | Optical resonating device |
| GB8622745D0 (en) * | 1986-09-22 | 1986-10-29 | Plessey Co Plc | Bistable optical device |
| US4782491A (en) * | 1987-04-09 | 1988-11-01 | Polaroid Corporation | Ion doped, fused silica glass fiber laser |
| US4964131A (en) * | 1988-12-16 | 1990-10-16 | The Board Of Trustees Of The Leland Standford Junior University | Broadband optical fiber laser |
| US4963832A (en) * | 1989-08-08 | 1990-10-16 | At&T Bell Laboratories | Erbium-doped fiber amplifier coupling device |
-
1989
- 1989-10-30 IT IT02219689A patent/IT1237135B/it active IP Right Grant
-
1990
- 1990-10-11 AU AU64587/90A patent/AU636669B2/en not_active Ceased
- 1990-10-15 DE DE69005794T patent/DE69005794T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-15 ES ES90202730T patent/ES2049915T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-15 AT AT90202730T patent/ATE99841T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-10-15 EP EP90202730A patent/EP0426221B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-15 DK DK90202730.9T patent/DK0426221T3/da active
- 1990-10-22 MY MYPI90001848A patent/MY107270A/en unknown
- 1990-10-25 IE IE383690A patent/IE64719B1/en not_active IP Right Cessation
- 1990-10-26 CA CA002028639A patent/CA2028639C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-29 CZ CS905295A patent/CZ283653B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1990-10-29 RU SU904831532A patent/RU2085043C1/ru active
- 1990-10-29 SK SK5295-90A patent/SK280517B6/sk unknown
- 1990-10-29 NO NO904676A patent/NO302328B1/no not_active IP Right Cessation
- 1990-10-29 FI FI905340A patent/FI97259C/fi not_active IP Right Cessation
- 1990-10-29 PE PE1990176712A patent/PE5191A1/es not_active Application Discontinuation
- 1990-10-29 PT PT95726A patent/PT95726B/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-10-29 AR AR90318216A patent/AR244918A1/es active
- 1990-10-30 PL PL90287577A patent/PL164795B1/pl unknown
- 1990-10-30 KR KR1019900017486A patent/KR950009326B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-30 CN CN90108706A patent/CN1018787B/zh not_active Expired
- 1990-10-30 JP JP2293507A patent/JP2963187B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-30 HU HU906941A patent/HU210854B/hu not_active IP Right Cessation
- 1990-10-30 BR BR909005621A patent/BR9005621A/pt not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-01-21 US US07/824,742 patent/US5138483A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-12 HK HK111394A patent/HK111394A/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS529590A3 (en) | Optical repeater with activated fiber | |
| US6411431B2 (en) | Optical amplifier for amplifying light in a long wavelength band | |
| US5673141A (en) | Optical amplifier | |
| US5978130A (en) | Dual-band fiber optic amplification system using a single pump source | |
| US6104527A (en) | High efficiency bandwidth doubled and gain flattened silica fiber amplifier | |
| US6064515A (en) | Feedback-type optical fiber amplifier using hybrid pumping light beams | |
| US6043930A (en) | Optical amplifier and optical fiber applicable to optical amplifier | |
| EP0457349A2 (en) | Fiber optic amplifier | |
| US6016218A (en) | Optical fiber amplifier | |
| US6781748B2 (en) | Long wavelength optical amplifier | |
| KR100396510B1 (ko) | 분산 보상된 광섬유 증폭기 | |
| US5235604A (en) | Optical amplifier using semiconductor laser as multiplexer | |
| JPH10326930A (ja) | 利得平坦化光繊維増幅器 | |
| JP2713396B2 (ja) | 光ファイバ増幅器および光ファイバ伝送システム | |
| JPH07154338A (ja) | 光通信路 | |
| US7233431B2 (en) | Semiconductor optical amplifier based Raman pump | |
| JP2947983B2 (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
| JPH1174595A (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
| JPH0486728A (ja) | エルビウムドープ光ファイバ増幅器 | |
| JPH07245436A (ja) | ２波長帯増幅器及びそれを用いた波長多重伝送装置 | |
| EP0942501A2 (en) | Optical fiber light amplifier | |
| JPH05259541A (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
| JPH08162696A (ja) | 光増幅器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20021029 |