CS9005165A2 - Amplifier for optical transportable lines - Google Patents

Amplifier for optical transportable lines Download PDF

Info

Publication number
CS9005165A2
CS9005165A2 CS905165A CS516590A CS9005165A2 CS 9005165 A2 CS9005165 A2 CS 9005165A2 CS 905165 A CS905165 A CS 905165A CS 516590 A CS516590 A CS 516590A CS 9005165 A2 CS9005165 A2 CS 9005165A2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
optical fiber
optical
core
amplifier
sections
Prior art date
Application number
CS905165A
Other languages
English (en)
Inventor
Giorgio Grasso
Aldo Righetti
Flavio Fontana
Original Assignee
Pirelli Cavi Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=11191785&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CS9005165(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Pirelli Cavi Spa filed Critical Pirelli Cavi Spa
Priority to SK516590A priority Critical patent/SK277844B6/sk
Publication of CS9005165A2 publication Critical patent/CS9005165A2/cs
Publication of CZ279226B6 publication Critical patent/CZ279226B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2821Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

- $0 -ι-
Vynález se týká zesilovače typu nazvaného s aktivním jádrempro telekomunikační linky s optickým vláknem a telekomunikačnílinky s optickým vláknem obsahující tento zesilovač.
Tak zvané zesilovače s aktivním jádrem sestávají z úsekuoptického vlákna s aktivním jádrem, které bude dále definováno aze zdroje optického čerpacího záření, který bude rovněž dále definován.
Optické vlákno s aktivním jádrem je optické vlákno, jehožjádro vyrobené z křemičitého skla obsahuje aktivní dopovací látkydefinované dále přídavně k dopovacím látkám nutným proto, abyjádro mělo index lomu vyšší než plást, to je radiálně nejvrchnějšívrstva vyrobená rovněž z křemičitého skla. Výše uvedené aktivní dopovací látky jsou vytvořeny z látekjako jsou vzácné zeminy, erbium apod., které, když jsou vybuzenyoptickým zářením zvaným optické čerpací záření, jehož vlnová délkazávisí na jednotlivých zvolených dopovacích látkách, mají tu vlast-nost, že emitují optické záření zvané emisní záření, které máodlišnou vlnovou délku závislou na příslušné zvolené dopovacílátce.
Jiná vlastnost výše zmíněných aktivních dopovacích látek jeskutečnost, že když byly jednou vybuzeny optickým čerpacím záře-ním, jsou schopny emitovat zmíněné optické emisní záření ve značnéintenzitě když na ně dopadá optické záření stejné vlnové délky. -2-
Zdroj optického čerpacího záření je obecně laser a zejménalaserová dioda schopná emitovat optické záření stejné vlnové délkyjaká je žádána a nutná pro vybuzení aktivních dopovacích látekpřítomných v jádru optického vlákna, které má aktivní jádro defi-nované výše.
Zesilovače s aktivním jádrem pro telekomunikační linkys optickým vláknem jsou známy.
Zesilovač s optickým vláknem mající aktivní jádro pro tele-komunikační linky s optickým vláknem obsahuje zdroj optickéhočerpacího záření opticky svázaný s dichroickým vazebním členem,se kterým je opticky svázána jedna část optického vlákna přenosovénebo telekomunikační linky.
Oichroický vazební člen je přímo spojen s úsekem optickéhovlákna majícího aktivní jádro a tento první úsek je opět spojense druhým úsekem optického vlákna přenosové nebo telekomunikační1inky.
Ve výše uvedeném známém zesilovači zdroj optického čerpacíhozáření vysílá přes dichroický vazební člen své vlastní záření doúseku optického vlákna s aktivním jádrem, kde způsobí vybuzenítam přítomných aktivních dopovacích látek»
Do úseku optického vlákna s aktivním jádrem se přes dichroickývazební člen také vysílají signály, které mají být zesíleny, a kterépřicházejí z první části optického vlákna telekomunikační linkya musí mít nutně vlnovou délku shodnou s vlnovou délkou emiseaktivních dopovacích látek přítomných v úseku optického vláknas aktivním jádrem. -1- V okamžiku, kdy nějaký optický signál vstoupí do úseku optic-kého vlákna s aktivním jádrem, setká se s dopovacími látkami ve vybu-zeném stavu vlivem optického čerpacího záření a z důvodů uvedenýchvýše nastane silná emise optického záření, která má stejnou vlnovoudélku jako signál, což způsobí jako výsledek zesílení tohoto signálu.
Ve zmíněných zesilovačích popsaných výše je problém zvýšitjejich výtěžek uvažovaný jako poměr mezi dosažitelným ziskem zesí-lení a přivedenou energií čerpacího záření a současně je požadavekvytvořit širokou stupnici zesilovačů dávajících dostatečnou spoleh-livost a možnost využití v praktických aplikacích, například jejichsnadné a bezpečné nasazení v telekomunikačních linkách e optickýmvláknem. V pojednání "Fourteenth Suropegn Conference on Gptical Commu-nication" ze září 11-15, 1$8S na str.25 až 28 jsou uvedeny hodnotyzisku známých zesilovačů, které jsou mezi hodnotami 0,14 až 0,31dB/mv.Za účelem zlepšení zisku optických zesilovačů jsou vc stejnem pojed-nání pokusné.výsledky zisku získané s optickým zesilovačem vyrobe-ným v laboratoři, ve kterém úsek optického vlákna s aktivním jádremjednoho modu pro signál a optické čerpací záření obsahuje erbium jakoaktivní dopující látku a použitý zdroj optického čerpacího záření má vlnovou délku $80 nm a optické záření signálu má vlnovou délku1536 nm. I když to nebylo uvedeno ve výše citovaném pojednání, dichro-ický vazební člen použitý ve výše popsaném optickém zesilovači jezřejmě dichroický vazební člen takzvaného má. kro optické ho typu, 'to je cichroický vazební člen, ve'kterém jsou použity čočky'k umož-nění zavedení optického čerpacího i signálového záření do úseku -4- optického vlákna s aktivním jádrem; to je způsobeno tím, že dichro-ický vazební člen jiných známých typů není schopen uspokojivě pra-covat se zmíněným zvláštním úsekem optického vlákna s aktivnímjádrem.
Použitím tohoto známého řešení může být dosažen výtěžek.2,2 dB/mW-definovaný jako. poměr zisku k použité čerpací energii,kterážto hodnota je zajímavá, avšak tento zesilovač má nevýhodu,že není spolehlivý pro použití v široké míře vzhledem ke zvlášt-nímu dichroickému vazebnímu členu, který je v něm použit.
Ve skutečnosti je dichroický vazební člen mikrooptického typuo sobě velmi delikátní e. může být těžko použit v telekomunikačnílince s optickým vláknem, což by způsobilo nespolehlivost telekomu-nikačních linek, které by obsahovaly takové zesilovače. Předložený vynález se snaží vytvořit optické zesilovačes výše definovaným výtěžkem vyšším než mají známé zesilovače, azejména s výtěžkem až do 4,5 oE/mk, kteréžto zesilovače by b.lynejen spolehlivé pro širokou stupnici průmyslového použití, alebyly i schopné maximálního zjednodušení operací potřebných projejich zavedení do telekomunikačních linek s optickým, vláknem, kteréby učinily spolehlivějšími.
Vynález tudíž vytváří zesilovač pro telekomunikační' linkys optickým vláknem pro přenos signálů, který může být zapojen meziprvní část optického vlákna linky s druhou část optického vláknalinky obsahující zdroj optické čerpací energie, dichroický vazebníčlen pro zapojení k první části optického vlákna linky a pro při-pojení ke zdroji, optické čerpací energie, a úsek-optického vlákna -5- s aktivním jádrem, jednoho modu radiace optického signálu a optickéčerpací energie, mající jeden konec připojen k dichroickému vazeb-nímu členu a druhý konec ke druhé části optického vlákna, jehož pod statě spočívá v tom, že dichroický vazební člen obsahuje dva úsekyoptického vlákna s neaktivním jádrem uležené vedle sete v úsekujejich délky, kde jsou navzájem opticky svázány stavením odpovída-jících plásíú a podstatným spojením odpovídajících jadei' napnutímúseků, kde oba úseky optického vlákna jsou jednoho modu pro radiacioptického signálu a optické čerpací energie.
Vynález dále vytváří telekomunikační linku s optickým vláknemzahrnujícím alespoň první část optického vlékna a druhou, část op-tického vlákna, které jsou spolu spojeny optickým zesilovačemzapojeným mezi nimi a obsahujícím zdroj optické čerpací energiea s ním opticky sdružený dichroický vazební člen dále sdruženýs první částí optického vlákna linky, optické vlákno s aktivnímjádrem také opticky sdružené s druhou částí optického vlákna lin-ky, jehož podstata spočívá v tom, že dichroický vazební člen se-stává ze dvou úseků neaktivního optického vlákna uložených vedlesebe v úseku jejich délky, kde jsou opticky svázány stavením pří- slušných plástů a sloučením příslušných jader napnutím úseků, při-čemž oba úseky jsou jednoho modu pro radiaci optického signálu aoptické Čerpací energie.
Vynález je znázorněn na výkrese, kde obr.l schematicky znázor-ňuje linku podle předloženého vynálezu, obr,2 schematicky znázor-ňuje zesilovač podle předloženého vynálezu a obr.3 schematicky zná- • v zornuje jednu složku zesilovače podle předloženého vynálezu. —6— i í Íí
E v V obr.l je znázorněna telekomunikační linka s optickým vláknemobsahující optický zesilovač podle předloženého vynálezu.
Jak je patrno z obr.l, telekomunikační linka obsahuje vysílač1 některého známého typu schopný vysílat optické signály do optic-kého vlákna pro přenos signálů, které zde nebude popisováno.
Vysílač 1 obsahuje zdroj signálového optického záření, jehožvlnová délka je uzpůsobena pro činnost optického zesilovače napří-klad laserové diody DFB schopné vysílat optické záření o vlnovédélce 1536 nm.
Nicméně výše uvedený příklad zdroje signálového optického zá-ření, který je jediný obvykle užívaný v oboru telekomunikace s op-tickým vláknem, není třeba chápat jako omezení v souvislosti s před-loženým vynálezem.
Za vysílačem 1 ve směru přenosu telekomunikační linka obsahujeprvní část 2 optického vlákna přenášejícího signál, která je optickypřipojena na jednom, konci k vysílači 1.
První část 2 optického vlákna je na druhém konci opticky při-pojena k optickému zesilovači 2 podle předloženého vynálezu, jehož charakteristiky’· budou dále popsány.
Za optickým zesilovačem 3 ve směru přenosu je s ním optickyspojena druhá část 4 optického vlákna, jejíž charakteristiky jsoustejné jako ony první části 2 optického vlákna.
Druhá část £ optického vlákna, jejíž jeden konec je optickyspojen s optickým zesilovačem 2> má druhý konec opticky? spojens optickým přijímačem některého známého typu, který zde nebudepopisován. -7-
Optický zesilovač 2 podle předloženého vynálezu, který je za-řazen ve výše popsané telekomunikační lince s optickým vláknempodle vynálezu, je schematicky znázorněn v obr*2.
Jak je patrno z obr.2, optický zesilovač 2 obsahuje zvláštnídichroický vazební člen 6, který bude dále podrobně popsán, a kekterému je opticky připojen zdroj 2 optického čerpacího záření aúsek optického vlákna 8 s aktivním jádrem zapojený za idichroíckýmvazebním členem 6 ve směru přenosu* V optickém zesilovači 2 podle předloženého vynálezu je úsekoptického vlákna s aktivním jádrem jednoho modu pro optické sig-nálové záření a pro optické čerpací záření.
Například v optickém zesilovači 2 podle předloženého vynálezuúsek optického vlákna s aktivním jádrem mající v jádru rovnoměrněrozptýlené trojmocné erbium jako aktivní dopovací látku, má průměrjádra 5,4 um; obecně je průměr jádra úseku optického vlákna s ak-tivním jádrem v rozsahu od 5,2 do 5,6 um.
Naproti tomu vnější průměr pláště úseku optického vláknas aktivním jádrem je například 125 um, což je obvyklé u optickýchvláken. V optickém vláknu s aktivním jádrem je poměr vztahující se narozdíl mezi indexem lomu jádra a pláště s ohledem na index lomupláště obecně od 0,0051 do 0,0058, například 0,0056* V jednom příkladu, když úsek optického vlákna s aktivním jád-rem má plést z křemičitého skla prostý jakýchkoli dopovacích láteka tedy mající index lomu 1,450, potom jádro tohoto optického vláknas aktivním jádrem má index lomu 1,458. -8-
Lichroický vazební člen 6 zesilovače 2 podle předloženého vy-nálezu, jak je znázorněno v obr.3 ve větším měřítku, sestává ze dvouúseků £ a IQ optického vlékna, které jsou oba z křemičitého skla,jsou prosty aktivních dopovacích látek, uloženy vedle sebe a spojenystavením příslušných plástů a potom ihned napnuty, takže po tomtoúkonu v oblasti, kde jsou pláště spojeny stavením, jsou jádra v pod-statě koincidentní v úseku 11 (obr.3), čímž prakticky vznikne jednojádro.
Jedna z vlastností dichroickéhopodle předloženého vynálezu spočívá vdvou úseků optického vlákna, kde tytovznikne jedno jádro, je průměr tohoto vazebního členu v zesilovačitem, že v oblasti spojenímají sloučena jádra, takžejednoho jádra menší než prů- měr jádra každého úseku optického vlákna na jeho koncích, a zejména,že poměr průměru sloučeného jádra obou úseků optického vlákna a průměr jádra úseků na jejich koncích je mezi 0,3 a 0,5.
Průměr sloučeného jádra dvou úseků optického vlákna tvořících dichroický vazební.člen se obecně volí v takové hodnotě, kterádává ztrátu optické energie ne vyšší než 1 <3B.
Rozsahy hodnot obecně platné pro jakýkoli dichroický vazebníčlen optického zesilovače podle předloženého vynálezu nemohou býtuvedeny, nebot pro určení hodnoty průměru sloučeného jádra použitépro účely předloženého vynálezu jsou významné hodnoty vlnových dé-lek záření optického signálu a čerpacího záření konkrétně použité,které se mohou v jednotlivých případech podstatně měnit; nicméněškolený odborník, který má výše uvedený údaj o ztrátě energie ne v vyšší než 1 dB bude schopen alespoň pokusně určit zmíněnou hodnotusloučeného průměru jádra obou úseků optického vlákna v dichroickémvazebním členu. -9-
Například v případě vlnové délky 980 nm optického čerpacíhozáření a vlnové délky 1536 nm optického signálového záření je prů-měr sloučeného jádra dvou úseků pptického vlákna v rozsahu od 1,56do 2,8 /U. V dichroickém vazebním členu, který může být použit pro vytvo-ření zesilovače podle předloženého vynálezu závisí také délka spo-lečné části obou úseků optického vlákna na konkrétních vlnovýchdélkách optického signálového záření a optického čerpacího záření.
Jsou-li například čerpací a signálová vlnová délka $80 nm a1536 nm, potom délka společné části obou úseků optického vláknabude od 0,9 do 1,2 cm. Obecné pravidlo pro určení této délky je,že tato délka musí způsobit, že čerpací i signálové záření musíbýt úplně a výlučně zavedeno do pouze jednoho ze dvou terminálůdichroického vazebního Členu lícujícího s úsekem optického vláknas aktivním jádrem; na základě tohoto jediného údaje by odborníkznalý v oboru měl týt schopen sestrojit dichroický vazební členmající zmíněnou vlastnost.
Spojením jednoho z konců obou úseků optického vlákna se zdrojioptického čerpacího záření a optického signálového záření před sta-vením plástů v Části, ve které jsouuloženy vedle sebe, je možnozastavit napínání vyvíjené na tyto úseky během stavování jejich v plástů v okamžiku, kdy žádné optické záření nevystupuje z jednohoz obou druhých konců, zatímco optické signálové i čerpací zářenívystupuje z druhého konce.
Jiná vlastnost dichroického -vazebního členu 6 pro zesilovačpodle předloženého vynálezu je, že oba úseky 9,10 optického vláknamusí být jednoho modu pro signálové i čerpací optické záření. -10-
Jiná vlastnost dichroického vazebního členu pro zesilovač podlepředloženého vynálezu je, že rozptýlení neaktivních dopovacích látekv jádru a plášti úseků optického vlákna musí být v podstatě shodnés rozptýlením neaktivních dopovacích látek přítomných v úseku optic-kého vlákna s aktivním jádrem.
Jak bylo uvedeno výše, optický zesilovač pcdle předloženéhovynálezu sestává ze sestavy jednoho úseku optického vlákna s aktivnímjádrem majícího výše uvedené vlastnosti a z dichroického vazebníhočlenu v sérii s úsekem optického vlákna s aktivním jádrem s výše popsanými vlastnostmi. V optickém zesilovačižena' snadného a bezpečnéholinky pro přenos signálu a podle předloženého vynálezu je pro dosa-připojení k úsekům optického vláknapro umožnění snadného a bezpečného spo- jení mezi oběma složkami zesilovače významná dále popsaná vlastnost.
Průměr modu k vlnové délce přenášených signálů, definovaný azjistitelný podle normy CCITT Rule G oo2 z roku. Ib7.ó vztaženy naúseky optického vlákna tvořící zesilovač a tedy na úsek optickéhovlákna s aktivním jádrem a na obě části optických vláken tvořícídichroický vazební člen, je v podstatě shodný s průměrem modu kezmíněné vlnové délce signálu úseků optického vlákna telekomunikačnílinky, do které má být navržený zesilovač zařazen. S výše uvedenými parametry součástek zesilovače podle předlo-ženého vynálezu se vzájemné spojení součástek a jejich připojeník částem optického vlákna linky provede pouhým připájením natupo,to znamená, že konce rozličných typů optických vláken zde použitýchjsouspójeny prakticky.bez ztrát ve spojích. -11-
Ve zvláštním případě, jak je patrno z obr.2, spojení mezi kon-cem optického vlákna přenosu signálu, čili první části 2 optickéhovlákna linky a koncem úseku 2 optického vlákna dichroického vazeb-ního členu 6 je provedeno svařením netupo.
Naopak, druhý konec úseku 2 optického vlákna dichroického vazeb-ního clenu 6 je připojen svařením natupo k jednomu konci úseku optic-kého vlákna 8 s aktivním jádrem, jehož druhý konec je připojen sva-řením natupo k úseku přenosového optického vlákna £ telekomunikačnílinky.
Konečně, zdroj 7 optického čerpacího záření, sestávající napří-klad z laserové diody typu In-Ga-As o sobě známé a schopné vysílatoptické záření vlnové délky 9S0 nm a jediné použité v případě, kdyoptické vlákno s aktivním jádrem je dopováno trojmocným erbiern aoptické signálové záření má vlnovou délku 15% nm, je opticky při-pojen k jednomu úseku 10 optického vlákna dichroického vazebníhočlenu ó.
Nyní bude popsána Činnost, zesilovače podle předloženého vyná-lezu a telekomunikační linky podle předloženého vynálezu obsahujícítento zesilovač s přihlédnutím k přiloženému výkresu.
Vysílač 1 o sobě známého typu a obecně používaný v telekomu-nikačních linkách s optickým vláknem vysílý signály optického zá-ření o vlnové délce v podstatě rovné 1556 nm, která, jak je známo,je vlnovou délkou pro přenášené signály umožňující dosažení mini-málního zeslabení v optických vláknech linky označených 2. a £ v obr.l,
Signály vyslané z vysílače 1 do úseku 2 optického vlákna jsouza všech okolností podrobeny zeslabení při přenosu a vstupují -12- do úseku £ optického vláknaáichroického vazebního členu 6 v zesilo-vači £ s tímto zeslabením.
Současně se spojitě vysílá do dichroického vazebního členu ó,přesněji do úseku 10 optického vlákna optické čerpací záření vysí-lené laserovou diodou 2·
Optické čerpací záření, jehož vlnová délka je pro zesilovačpodle vynálezu zvolena 980 nm, je v dichroickém vazebním členu 6směšováno se zeslabeným optickým signálovým zářením o vlnové délce1536 nn přiváděným z úseku 2 přenosového optického vlákna.
Směšování signálového a čerpacího optického záření v dichroickémvazebním členu se odehrává v části 11, kde obě jádra úseků optickéhovlákna byla sloučena, jak je patrno z obr.3.
Protože oba úseky 9.,10 optického vlákna tvořící dichroický va-zební člen 6 jsou jednoho modu pro signálové i čerpací optické zá-ření, jsou obě optická záření vystupující z dichroického vazebníhočlenu překryta a jednoho modu.
Kromě toho, při použití dichroického vazebního členu, ve kte-rém rozptýlení neaktivních dopovacích látek je shodné s rozptýlenímneaktivních dopovacích látek v úseku optického vlákna s aktivnímjádrem, nevznikají sumárně v zesilovači žádné ztráty optické ener-gie v optických zářeních.
Signálové i čerpací optické záření vyslané na vstup dichro-ického vazebního členu vystupuje vzhledem k výše uvedeným vlast-nostem pouze v úseku £ optického vlákna přilehlém k úseku optic-kého vlákna 8 s aktivním jádrem a protože rozptýlení neaktivníchdopovacích látek je sfíodné ve složkách dichroického vazebního členu 13- e v úseku optického vlákna s aktivním jádrem, nemohou vznikat žádnéztráty při spojení těchto složek, protože nemůže nastat žádné stří-dání v rozptýlení energie jednoho modu obou optických záření ve spo-jené oblasti zmíněných složek. Z předešlých úvah vyplývá, že při vstupu do konce úseku optic-kého vlákna 8 s aktivním jádrem přilehlého k dichroickému vazebnímuclenu 6 jsou současně a bez ztrát celé optické čerpací záření přijeho nejvyšší energii i optické signálové záření zeslabené průcho-dem první Částí 2 optického vlákna, avšak s nejvyšěí energií, kdyžvystupuje z této první části 2 optického vlákna.
Protože, jak bylo uvedeno výše, rozptýlení neaktivních dopova-cích, látek v úsecích optického vlákna tvořících dichroický vazebníčlen je v podstatě shodné s rozptýlením neaktivních dopovacích lá-tek přítomných v úseku optického vlákna s aktivním jádrem, nevznikážádné střídání v optických zářeních během jejich průchodu z dichro-ického vazebního členu do úseku optického vlákna s aktivním jádrem.
Kromě toho, vzhledem ke skutečnosti, že i úsek optickéhovlákna s aktivním jádrem je jednoho modu pro optické čerpací i sig-nálové záření, nestává vstup a rozptyl obou záření tak, že rozptý-lení energie těchto záření je udržováno souměrné vzhledem k oseúseku optického vlákna s aktivním jádrem.
Optické čerpací záření procházející jádrem úseku optickéhovlákna 8 s aktivním jádrem způsobuje vybuzení zde přítomných aktiv-ních dopovacích látek. Tato aktivní dopovací látka vybuzená optic-kým čerpacím zářením v okamžiku, kdy je zasažena optickým signálo-vým zářením, emituje záření mající stejnou vlnovou délku, což způ-sobuje zesílení optického signálu. -14
Takto zesílený optický signál je vyslán do druhé části £ pře-nosového optického vlákna telekomunikační linky a dosáhne přijímače
Byly provedeny zkoušky se zesilovačem podle předloženého vyná-lezu. Podmínky zkoušek a dosažené výsledky budou popsány dále.
Zesilovač podle vynálezu, který byl podroben zkouškám, má dálepopsanou strukturu. Úsek optického vlákna s aktivním jádrem je typu krokového in-dexu a je prostý neaktivních dopovacích látek v plášti vyrobenémz křemičitého skla a tedy majícím index lomu 1,45; tento úsek optic-kého vlákna s aktivním jádrem má průměr jádra 5,4 ^um a vnějšíprůměr pláště 125 ^um. Jádro obsahuje germanium jako neaktivní dopant. Jádro uvažovaného úseku optického vlákna s aktivním jádremobsahuje kromě uvedené dopovací látky trojmocné erbium jako aktivnídopovací látku rozptýlenou v jádru při koncentraci 0,3% hmotnostivyjádřené jako oxid erbia. Pélka úseku optického vlákna s aktivním jádrem pou té no při pokusech byla 8 m.
Dichroický vazební člen použitý při pokusech má dva stejnéúseky optického vlákna typu krok indexu vyrobené z křemičitého sklaa jednoho modu pro optické signálové záření i optické čerpací záření,přičemž obsah a rozptýlení neaktivní dopovací látky je shodné s tě-mito veličinami v úseku optického vlákna s aktivním jádrem. V úsecích optického vlákna tvořících dichroický vazební členpoužitý při pokusech jsou průměry a indexy lomu jádra a pláště stej-né jako pro úsek optického vlákna s aktivním jádrem. Kromě tohočást vzájemné vazby mezi oběma úseky optického vlákna, kde optickávlákna mají v podstatě sloučená jádra, má délku 0,9 cm a průměrjádra ve sloučené oblasti je pro oba úseky optického vlákna 2,1 ^um. -15-
Konečně poměr průměru jádra v podstatě společného pro dvaúseky optického vlákna tvořící dichroický vazební člen ke průměrujádra stejného úseku na jeho koncích je 0,4.
Použitý zdroj optického čerpacího záření je laserová diodatypu In-Ga-As vysílající spojité optické záření o vlnové délce980 nm a výkonu 6 mW. Při zkouškách byly použity dva úseky optického vlákna typunormálně používaného v telekomunikačních linkách s optickým vláknems průměrem modu pro signálové záření stejným jako u úseků optic-kého vlákna tvořících zesilovač.
Jako zdroj optického signálového záření byla použita při poku-sech laserová dioda typu DFB vysílající optické záření o vlnovédélce 1536 nm a výkonu 100 mV», pro kterou úseky optických vlákenpro přenos signálu jsou jednoho modu pouze pro optické signálovézáření a více modů pro optické čerpací záření. Výše uvedené rozličné součásti byly spojeny jak dále popsáno.
Zdroj optického signálového záření byl opticky spojen s koncemoptického vlákna pro přenos signálu, takže prakticky všechno zářenívystupující ze zdroje signálu je zavedeno do useku optického vlákna.
Druhý konec výše uvedeného úseku optického vlákna byl připo- jen svařením natupo ke konci jednoho úseku optického vlákna dichro-ického vazebního členu. Dále byl zdroj optického čerpacího záření popsaný výše připojenke konci úseku optického vlákna dichroického vazebního členu ulože-ného podélně k úseku, ke kterému byl připojen úsek optického vláknapro přenos signálu, takže celý z něho vysílaný výkon, který je 6 mví,proniká do zmíněného úseku dichroického vazebního členu. -16-
Ke konci, úseku optického vlákna dichroického vazebního členu,ze kterého mohou vystupovat oba signály, je svařením natupo připo-jen jeden konec úseku optického vlákna s aktivním jádrem, jehožvlastnosti byly výše popsány.
Ke druhému konci úseku optického vlákna s aktivním jádrem jesvařením natupo připojen jeden konec druhého úseku optického vlákna pro přenos signálu.
Zařízení pro provádění zkoušek bylo doplněno připojením konceúseku optického vlákna pro přenos signálu protější ke konci přímopřipojenému k úseku optického vlákna s aktivním jádrem k detektoruintenzity určenému ke zjištování intenzity záření vystupujícíhoze zmíněného úseku optického vlákna, například k fotodiodě FIN. Z provedených zkoušek bylo možno zjistit, že použitím zdrojeoptického čerpacího záření o vlnové délce 960 nm a výkonu 6 mVv sedosahuje zisku při použitém optickém signálovém záření vlnové délky 1526 nm o hodnotě 25 dB.
Ze zkoušek tedy'· plyne, že získaný výtěžek vyjádřený jako poměrzisku k energii použitého optického čerpacího záření je 4,1 dB/mw.
Frotože maximální výtěžek dosažitelný známými zesilovači popsa-ného typu je 2,2 dB/mW, což může být zjištěno z literatury, dokazujíprovedené zkoušky, že předložený vynález dosahuje zlepšení výtěžkuzesilovače podle vynálezu o 100%. Z výše podaného popisu zvláštních vytvoření je zřejmé, že vytvo-ření zesilovače podle předloženého vynálezu i jeho zabudování do te- lekomunikační linky s optickým vláknem je snadné a velmi spolehlivé,nebot je dosažitelné pouhým svařením natupo použitých optických vláken. Ačkoliv bylo popsáno jedno zvláštní provedení zesilovače a linkypodle vynálezu, je zřejmé, že je možná řada obměn, aniž by se vybo-čilo z rámce myšlenky vynálezu.

Claims (7)

  1. 1. Zesilovač pro telekomunikační linky s optickým vláknem pro přenossignálů, který může být zapojen mezi první část optického vláknalinky s, druhou část optického vlákna linky obsahující zdroj optickéčerpací energie, dichroi cký vazební člen pro zapojení k první části optického vlákna linky a. pro připojení ke zdroji' optické čerpacíenergie, a. úsek optického vlákna s aktivním jádrem, jednoho moduzářená optického signálu a optické čerpací energie, mající jedenkonec připojen k dicbroickénu vazebnímu členu a druhý konec ke druháčásti optického vlákna, vyznačující se tím, že dichroický vazební člen(6) obsahuje dva úseky (5,10) optického vlákna ε neaktivním jádremuložené vedle sebe v úseku (11) jejich délky, kde jsou navzájem v opticky svázány stavením odpovídajících plástů a podstatným spojením,odpovídajících jader napnutím úseků, kde oba úseky (9,10) optickéhovlákna jsou jednoho modu pro záření optického signálu a optické čerpací energie*
  2. 2. Zesilovač podle hodu 1, vyznačující se tím, že úseky (5,10) optic-kého vlákna tvořící dichrnický vazební clen (6) mají ve svých -odpoví-dajících. pláštích a jádrech rozptýlení ne aktivní cli dopovacích látek v podstatě stejné jako rozptýlení neaktivních dopovacích látekv plášti a jádru úseku (8) optického vlákna s aktivním jádrenu
  3. 3. Zesilovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že v dicbroickém va-zebním členu (6) je poměr mezi průměrem v podstatě společného jádra obou úseků (9,10) optického vlákna a průměrem jádra těchto úseků najejích koncích rovný od C,3 co 0,5. -18-
  4. 4. Zesilovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že průměr modu k vlnové délce signálu v úsecích (2,10) optického vlákna tvořícíchzesilovač (3) je v podstatě rovný modu průměru k vlnové délcev částech (2,4) optického vlákna tvořících linku, pro kterou jezesilovač (2) navržen.
  5. 5, Zesilovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že v dicbroiekémvazebním členu (6) je průměr v podstatě společného jádra obouúseků (9,10) optického vlákna v rozmezí od 1,56 /um do 2,8 -umpro vlnové délky signálu a čerpací energie 1556 nm a 280 nm. v 6„ Telekomunikační linke s optickým vláknem zahrnujícím alespoňprvn?' část optického vlákna a druhou část optického vlákna, kteréjsou spolu spojeny optickým zesilovačem zapojeným mezi nimi a obsa-hujícím zdroj optické čerpací energie a s ním opticky sdružený di-chroic-ký vazební člen dále sdružený s první částí optického vláknalinky, optické vlákno s aktivním jádrem také opticky sdružené s druhou částí optického vlákna linky, vyznačující se tím, že dichroickývazební člen (6) sestává ze dvou úseků (5,10) reaktivního optickéhovlákna uložených vedle sebe v úseku (.11) jejich délky, kde jsou op- v ticky svázány stavením příslušných plástů a sloučením příslušnýchjader napnutím úseků, přičemž oba úseky (9,10) jsou jednoho modupro záření optického signálu a optické čerpací energie. I
  6. 7. Telekomunikační linka podle bodu 6, vyznačující se tím, že úseky(9,10) optického vlákna tvořící dichroický vazební člen (6) majíve svých příslušných pláštích a jádrech rozptýlení neaktivní dopo-vací látky v podstatě shodné s rozptýlením neaktivní dopovaci látkypřítomné v plášti a jádru optického vlákna (8) s aktivním jádremzesilovače (3). -19- S. Telekomunikační linka podle bodu 6, vyznačující se tím, žev dichroickérn vazebním členu (6) poměr mezi průměrem v podstatěspolečného jádra obou úseků (9,10) optického vlákna a průměremjádra těchto úseků na koncích je v rozsahu od 0,3 do 0,5. S. Telekomunikační linka podle bodu 6, vyznačující se tím, ze průměrmodu k vlnové délce signálu úseků (9,10) optického vlákna tvořícíchzesilovač (3) je v podstatě rovný průměru modu k vlnové délce sig-nálu částí (2,4) optického vlákna linky.
  7. 10. Telekomunikační linka, podle bodu 6, vyznačující se tím, žev dichroickérn vazebním členu (6) zesilovače (3) je průměx' v podstatěspolečného jádra obou úseků (9,10) optického vlákna v rozsahuod 1,56 /um do 2,8 ^um a radiace optického signálu a měření jsou1536 a 9S0 nm.
CS905165A 1989-10-24 1990-10-23 Zesilovač pro telekomunikační zařízení CZ279226B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK516590A SK277844B6 (en) 1990-10-23 1990-10-23 Amplifier for telecomunication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT02212089A IT1236632B (it) 1989-10-24 1989-10-24 Amplificatore per linee di telecomunicazioni a fibre ottiche e linee di telecomunicazioni a fibre ottiche incorporanti detto amplificatore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS9005165A2 true CS9005165A2 (en) 1991-09-15
CZ279226B6 CZ279226B6 (cs) 1995-02-15

Family

ID=11191785

Country Status (30)

Country Link
US (1) US5119229A (cs)
EP (1) EP0425014B1 (cs)
JP (1) JP3152432B2 (cs)
KR (1) KR940005756B1 (cs)
CN (1) CN1017857B (cs)
AR (1) AR242461A1 (cs)
AT (1) ATE100640T1 (cs)
AU (1) AU633150B2 (cs)
BR (1) BR9005482A (cs)
CA (1) CA2028353C (cs)
CZ (1) CZ279226B6 (cs)
DE (1) DE69006166T2 (cs)
DK (1) DK0425014T3 (cs)
ES (1) ES2049406T3 (cs)
FI (1) FI98962C (cs)
HK (1) HK111494A (cs)
HU (1) HU206573B (cs)
IE (1) IE64772B1 (cs)
IT (1) IT1236632B (cs)
LT (1) LT3583B (cs)
LV (1) LV10819B (cs)
MX (1) MX172413B (cs)
MY (1) MY107404A (cs)
NO (1) NO300868B1 (cs)
PE (1) PE5391A1 (cs)
PH (1) PH27477A (cs)
PL (1) PL164832B1 (cs)
PT (1) PT95668B (cs)
RU (1) RU2096914C1 (cs)
TW (1) TW200568B (cs)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104268A1 (de) * 1991-02-13 1992-08-20 Standard Elektrik Lorenz Ag Faseroptischer verstaerker
JP2648643B2 (ja) * 1991-06-03 1997-09-03 日本電信電話株式会社 光増幅器
US5216728A (en) * 1991-06-14 1993-06-01 Corning Incorporated Optical fiber amplifier with filter
US6205265B1 (en) 1998-05-29 2001-03-20 Litton Systems, Inc. Apparatus and method for isolated photobleaching fiber optic rotation sensor coils
US6330105B1 (en) 1998-05-29 2001-12-11 Litton Systems, Inc. Double-pass fully isolated broadband optical signal source for fiber optic interferometric sensors
US6236497B1 (en) * 1998-11-30 2001-05-22 Lucent Technologies Inc. Direct free space pump signal mixing for EDFA
KR20000074483A (ko) * 1999-05-21 2000-12-15 김효근 코어에 어븀이 도핑된 광섬유의 클래드 영역에 사마리움을 첨가하는 방법
JP4237871B2 (ja) * 1999-05-27 2009-03-11 京セラ株式会社 光ファイバカップラとその製造方法及びこれを用いた光増幅器
JP3690321B2 (ja) * 2001-10-01 2005-08-31 住友電気工業株式会社 波長検出装置、マルチモード半導体レーザモジュール、波長安定化装置およびラマン増幅器
US8081376B2 (en) * 2007-06-06 2011-12-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Multi-stage fiber amplifier to suppress Raman scattered light
JP2010272827A (ja) 2009-05-25 2010-12-02 Fujikura Ltd 光ファイバカプラ及び光ファイバ増幅器
JP5410617B2 (ja) * 2010-10-22 2014-02-05 アイピージー フォトニクス コーポレーション 非対称性コアを備えたファイバーおよびその製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4556279A (en) * 1981-11-09 1985-12-03 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Passive fiber optic multiplexer
US4674830A (en) * 1983-11-25 1987-06-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic amplifier
US4723824A (en) * 1983-11-25 1988-02-09 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
FR2573547B1 (fr) * 1984-11-16 1987-04-10 Thomson Csf Source optique monomode et dispositif amplificateur optique accordables dans le proche infra-rouge et l'application aux dispositifs amplificateurs selectifs et de regeneration
US4834481A (en) * 1985-11-12 1989-05-30 Gould Inc. In-line single-mode fiber optic multiplexer/demultiplexer
US4712075A (en) * 1985-11-27 1987-12-08 Polaroid Corporation Optical amplifier
US4822126A (en) * 1987-05-21 1989-04-18 Amphenol Corporation Wavelength independent coupler and method of manufacture thereof
US4867518A (en) * 1988-08-31 1989-09-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy All-fiber SFPM amplifier
US4963832A (en) * 1989-08-08 1990-10-16 At&T Bell Laboratories Erbium-doped fiber amplifier coupling device

Also Published As

Publication number Publication date
PT95668A (pt) 1992-06-30
KR910008439A (ko) 1991-05-31
AU6381290A (en) 1991-05-02
CA2028353C (en) 1996-07-30
FI98962B (fi) 1997-05-30
EP0425014B1 (en) 1994-01-19
PH27477A (en) 1993-07-23
CA2028353A1 (en) 1991-04-25
HU206573B (en) 1992-11-30
MY107404A (en) 1995-11-30
PE5391A1 (es) 1991-02-27
LV10819B (en) 1996-04-20
HU906536D0 (en) 1991-04-29
LTIP1609A (en) 1995-07-25
MX172413B (es) 1993-12-15
RU2096914C1 (ru) 1997-11-20
NO904583L (no) 1991-04-25
LV10819A (lv) 1995-08-20
JPH03166528A (ja) 1991-07-18
PT95668B (pt) 1998-07-31
KR940005756B1 (ko) 1994-06-23
IE903798A1 (en) 1991-04-24
HUT56214A (en) 1991-07-29
LT3583B (en) 1995-12-27
DE69006166T2 (de) 1994-07-14
IE64772B1 (en) 1995-09-06
IT1236632B (it) 1993-03-25
CN1017857B (zh) 1992-08-12
PL164832B1 (pl) 1994-10-31
NO300868B1 (no) 1997-08-04
AU633150B2 (en) 1993-01-21
US5119229A (en) 1992-06-02
JP3152432B2 (ja) 2001-04-03
EP0425014A1 (en) 1991-05-02
CZ279226B6 (cs) 1995-02-15
AR242461A1 (es) 1993-03-31
TW200568B (cs) 1993-02-21
BR9005482A (pt) 1991-09-17
FI905216A0 (fi) 1990-10-23
DK0425014T3 (da) 1994-05-30
FI98962C (fi) 1997-09-10
NO904583D0 (no) 1990-10-23
ATE100640T1 (de) 1994-02-15
HK111494A (en) 1994-10-21
CN1052013A (zh) 1991-06-05
ES2049406T3 (es) 1994-04-16
IT8922120A1 (it) 1991-04-24
DE69006166D1 (de) 1994-03-03
IT8922120A0 (it) 1989-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2020759C (en) Erbium-doped fiber amplifier coupling device
CS9005165A2 (en) Amplifier for optical transportable lines
CZ280356B6 (cs) Optický zesilovač
US5475777A (en) Optical device with a pig tail optical fiber and its production method
JP3885235B2 (ja) 単一偏波型ファイバ及び増幅器
JPH02120706A (ja) 光通信路
US20030012491A1 (en) Amplification with chalcogenide glass fiber
US20040179797A1 (en) Multi-wavelength optical fiber
JP3181663B2 (ja) 1.3μm帯光増幅器
US6175444B1 (en) Bi-directional optical amplifier
JP2955780B2 (ja) 光ファイバ増幅器
JPH05299733A (ja) 希土類元素添加マルチコアファイバ及びそれを用いた光増幅器
JP2884919B2 (ja) 希土類元素添加マルチコアファイバ型カプラ
CS152591A3 (en) Telecommunication line with optical fiber
JPH0467130A (ja) 光ファイバ増幅器及びその製造方法
JPH11243244A (ja) 光ファイバカップラとその製造方法及びそれを用いた光増幅器
SK277844B6 (en) Amplifier for telecomunication device
JP2682870B2 (ja) 光増幅器
JP2818365B2 (ja) アクティブ型光ファイバカプラ及びその製造方法
RU2100864C1 (ru) Широкополосный оптический усилитель, двужильное активное оптическое волокно и способ его изготовления
JPH0311320A (ja) 光増幅伝送回路
JPH0854511A (ja) 光増幅器
WO2000050943A1 (en) High isolation couplers
JPH0856196A (ja) 光デバイス
JPS6086512A (ja) 光スタ−カプラ

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: 20021023