KR19980071431A

KR19980071431A - 광학 증폭기의 펌프 파장 튜닝과 파장 분할 다중 송신 시스템에서의 이의 사용

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Publication number: KR19980071431A
Application number: KR1019980004845A
Authority: KR
Inventors: 케빈 더블유 베네트; 피오나 데이비스; 리챠드 에이. 하벨; 폴 에이. 자콥슨; 니켈 이. 졸리; 로버트 더블유. 키스; 킴 바이런 로버트; 마크 에이. 뉴하우스; 미첼 제이. 야드로스키
Original assignee: 알프레드 엘. 미첼슨; 코닝 인코오포레이티드; 마크 찰스 데니스; 노턴 텔레콤 리미티드
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1998-10-26
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: AU6650398A; AU745834B2; AU5301498A; RU2202151C2; EP0859435A2; WO1998036294A3; JPH1168216A; KR100357903B1; BR9800632A; EP0859435B1; CA2228122A1; DE69809609T2; EP0859435A3; WO1998036294A2; DE69809609D1; ID19895A

Abstract

먼저, 광학 증폭기(13)의 이득(gain) 스펙트럼에 영향을 주는 것으로 알려진 변수 및 파라미터는:(1)증폭되는 파장, (2)상기 파장에서의 입력 전력 수준, (3)증폭 매개물(20)의 특성, (4)이득을 편평하게 하기 위해 사용된 필터를 포함하는 증폭기 요소의 삽입 손실 스펙트럼, (5)증폭 매개물(20)을 펌핑하기 위해 선택된 펌프 대역 및 (6)선택된 펌프 대역에 제공된 펌프 전력의 총량 등이다. 광학 증폭기(13)의 이득 스펙트럼을 제어하기 위해 사용될 수 있는 추가적이고 기본적인 변수 즉, 선택된 펌프 대역 이내의 펌프의 출력 전력의 스펙트럼의 중심파장 등이 확인되었다. 이러한 목적을 위한 변수의 사용 방법 및 장치가 기술되었다.

예를 들어, 광섬유(12)로 연결된 송신기(11)와 수신기(10)를 갖는 전송 시스템이 기술되었다. 송신기와 수신기 사이에서 신호 채널을 증폭하기 위한 복수의 광학 증폭기(13)가 상기 광섬유(12)를 따라 위치된다. 각각의 증폭기는 펌프 광 파장 관련 효과가 대체로 감소되기 때문에 파장이 차동 이득에 영향을 주는 펌프 광 공급원(21)을 갖는다.

또한, 레이저 다이오드로 펌프된 직렬의 광학 증폭기(13)를 포함하는 전송경로를 갖는 WDM 전송 시스템이 기술되고, 상기 증폭기의 이득 스펙트럼은 레이저 다이오드 펌프(21)의 온도를 조절하는 피드백 루프에 의해 적어도 부분적으로 제어된다. 상기 피드백 루프는 예를 들어, 펌프에 가해지는 구동 전류, 펌프의 방출 파장, 또는 다중 송신된 신호 채널중 하나에서의 증폭기로부터 나온 전력 출력과 채널중 적어도 다른 하나에서 나온 전력 출력사이에서의 분균일 정도로부터 제어신호를 유출할 수 있다.

Description

광학 증폭기의 펌프 파장 튜닝과 파장 분할 다중 송신 시스템에서의 이의 사용

본 발명은 광학 증폭기에 관한 것으로, 특히, 광파장 전송 시스템에서 사용되는 광학 증폭기의 작동에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 차동적인 신호 이득의 문제가 해소되는 광학 증폭기와, 이와 같은 복수의 광학 증폭기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송시스템에 관한 것이다.

Ⅰ.광학 증폭기

통신 시스템의 기본 요소는 송신기, 수신기 및 전송 매체이다. 오늘날 음성, 화상 및 데이터 신호를 장거리로 보내기 위한 전송 매체로 광섬유가 선택된다. 현대의 광섬유가 단위 길이당 매우 낮은 손실을 갖지만, 예를 들어, 도시에서 도시로 연장된 케이블과 같은 긴 섬유 스팬은 수신기에서의 정확한 수신을 보장하기 위해전송되는 신호가 주기적으로 증폭될 필요가 있다.

신호 증폭의 이러한 필요성을 충족시키기 위해 에르븀이 도포된 섬유 증폭기가 개발되었다. 이러한 증폭기는 예를 들어, 5 내지 30m의 섬유이고 에르븀이 도포된 광학 도파관 섬유로 이루어진다. 유리 매트릭스에서 에르븀 이온의 양자 역학적 구조는 실리카로 이루어진 광학 도파관 섬유가 저손실을 나타내는 범위중 하나인 1500 내지 1600 nm 범위에서 자극된 방사를 고려한 것이다. 이렇게 자극된 방사의 결과로써, 약한 입력 신호는 섬유 증폭기를 지날 때 백배 이상 증폭될 수 있다.

이렇게 자극된 방사를 이루기 위해, 에르븀 이온은 활성화된 전자 상태로 펌핑(pump)되어야만 한다. 이러한 펌핑은 다양한 펌프 대역에서 이루어질 수 있고, 가장 효과적인 대역은 980nm와 1480nm의 중심 파장을 갖는 것들을 포함한다. 이러한 펌프 대역을 위해 효율적인 반도체 레이저 공급원이 유용하다. 예상된 바와 같이, 980 대역은 증폭된 신호에 더 낮은 노이즈(noise)를 제공하고, 1480 대역은 원격 펌핑 실행이 예정된 경우 펌프 광에 귀중한 더 낮은 전달 손실을 제공함으로써 이러한 펌프 대역 사이에는 균형이 존재한다.

자극된 방사가 1500 내지 1600nm 범위에 걸쳐서 발생될지라도, 얻어진 증폭양은 이 범위에 걸쳐 균일하지는 않다. 이득에서의 이러한 변화는 광섬유를 통하여 다중 신호를 동시에 전송하기 위해 일단의 파장이 사용되는 다중 송신 시스템에 문제를 일으킨다. 상기 다중 송신은 섬유당 매우 향상된 전송 능력을 가능케하기 때문에 상업적으로 매우 가치가 있다. 사실, 더 큰 신호 운반용량에 대한 증가하는 요구에 부응하기 위해, 원거리 통신 산업에서 현행 우선권은 비용 효율이 높은 방식으로 현재의 단일 파장 전송 시스템을 다중 파장 환경으로 상향시킬 것이다.

통상적인 응용에서, 광섬유로 운반되는 다중 파장 신호는 송신기에서 수신기로 지날 때 반복적으로 증폭될 것이다. 각 증폭 단계에서, 더 증폭된 파장이 덜 증폭된 파장을 희생하여 더 강해짐으로써, 다양한 파장에 존재할 수 있는 증폭에서의 차이는 심화될 것이다.

이러한 비균일적인 증폭 문제를 해결하기 위해 당업계에서는 다양한 해결 방법이 사용되었다.

가장 기본적인 접근법중 하나는 다중 신호 전송에 사용되는 파장을 선택하는 것과 관련된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 에르븀이 도포된 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼은 약 1525nm 에서 약 1535-1540nm인 단파장 영역인 청색 대역에서 보다 약 1540-1545nm에서 약 1565nm인 장파장 영역인 적색 대역에서 더 편평하다. 특히, 적색 대역에서의 매우 편평한 이득은 섬유에 가해지는 펌핑 수준과 섬유 증폭기의 길이를 선택하여 에르븀의 일부를 활성화(역전)된 상태에서 조절함으로써 이루어질 수 있다.

전술한 편평함을 이용하기 위해, 에르븀이 도포된 섬유 증폭기를 채용한 파장 다중 송신 시스템은 상기 적색 대역에 자신의 신호 채널을 갖는다. 또한, 잉여 비균일 이득을 해소하기 위해, 송신기에서 상기 신호 입력 전력은 수신기로 가는 동안 반복적으로 신호가 증폭되기 때문에 일어나는 차동 증폭에 우선하여 고려되도록 조절된다.

에르븀 도포된 섬유 증폭기에 의해 제공된 이용가능한 파장 범위를 청색 대역으로 확장하기 위해서, 필터는 증폭기의 이득 스펙트럼을 편평하게 하도록 계획되었다. 이러한 목적을 위하여 실제 필터를 설계하는데 설정되는 일반적인 가정은 증폭기의 이득이 본질적으로 특성에 있어서 균질하다는 것으로, 즉, 예를 들어, 1991년 CR Giles 등의 J 광파장 기술, 9권, 271-283페이지의 에르븀 도포된 섬유 증폭기의 모델링 과 1996년 CR Giles 등의 Proc IEEE, 84권, 870-883페이지의 장거리 광파장 원거리 통신을 변환시키는 광학 증폭기에 게재된 균질한 모델에 의해 이득이 설명될 수 있다는 것이다. 이러한 가정의 본질은 특정 신호 파장, 신호 전력, 펌프 파장 및 평균 역전을 생성하는 펌프 전력 등에 관계없이, 증폭기의 이득이 예를 들어, 에르븀 도포된 섬유 증폭기내의 에르븀 이온과 같은 활성족의 평균 역전에 의해 결정된다는 것이다. 또한, 균질한 확장에 대한 가정은 소정 파장의 이득이 일정 수단을 통하여 특정 값으로 안정된다면, 다른 파장의 이득도 이와 유사하게 안정화된다는 것을 의미한다(이득이 안정화된 값은 파장에 따라 다르다).

이러한 가정으로써, 증폭기에 대한 이득 스펙트럼은 주어진 평균 역전에 적합하게 되고, 이 이득 스펙트럼은 스펙트럼을 편평하게 할 수 있는 필터를 설계하는데 사용된다. 만일 신호 파장에 직면하여 평균 역전이 필터의 설계에 사용된 평균 역전이라면, 일련의 신호 파장은 증폭기에 적용될 때 편평해진 이득 스펙트럼을 보게 될 것이다. 물론, 편평한 정도는 실제 제조된 필터가 소정의 가는 스펙트럼을 얼마나 잘 갖는가에 달려 있다.

균질한 모델을 사용하는 이득 스펙트럼을 계산하는 것 보다는, 예를 들어, 실제 증폭기의 이득 스펙트럼을 측정할 수 있고 이렇게 측정된 이득 스펙트럼을 필터 설계에 사용할 수 있다.

그러나, 이러한 경험적인 접근법은 경험적인 이득 스펙트럼이 측정될 때 존재하는 것과 같은 동일한 평균 역전을 갖는 증폭기의 작동 범위내에서 일련의 신호 파장과 전력에 대해 이득 스펙트럼이 편평해질 것이라는 것을 가정한다는 점에서 균질한 모델을 은연중에 채용한다.

이득을 편평하게 하는 필터를 실현하기 위한 전술한 접근법은 적색 대역의 신호 파장에 대해 양호하게 작동한다. 놀랍게도, 본 발명에 따라, 청색 대역에서는 균질한 모델이 양호하게 작동하지 않는다는 것이 발견되었다. 오히려, 청색 대역은 대체로 비균질한 양태를 나타낸다. 특히, 청색 대역에 적어도 하나의 신호 파장이 존재할 때, 이득 스펙트럼은 모든 활성족에 적용되는 단일 평균 역전으로 더 이상 설명될 수 없다. 이러한 비균일성은 설계, 실행, 광학 증폭기의 사용, 이와 같은 증폭기의 요소, 및 이러한 증폭기를 채용한 시스템과 관련하여 다양하고 중요한 결론을 도출한다.

에르븀이 도포된 섬유 증폭기(EDFAs) 특히 홀 버닝(hole burning)에서 확장되는 비균질한 선이 문헌에 보고 되었다. 그 기록에 따르면, 이러한 효과는 약 10nm의 라인 폭(스펙트럼에서 영향을 받은 부분)을 갖는다. 이러한 효과는 증폭기의 포화도에 따라 다르고, 항상 포화 신호 파장에 중심을 둔다. 홀 버닝 효과에 대한 기록은 1991년 M Tachibana등의 Opt Lett,16권, 1499-1501페이지의 광대역 에르븀 도포된 섬유 증폭기에서의 스펙트럴 홀 버닝 및 이득 교차 포화; 1995년 H Chou 등의 광학 증폭기와 이의 응용, 다보스, 스위스, 92-95페이지의 에르븀 도포된 섬유 증폭기의 비균질성 이득 포화 및 1996년 AK Srivastava 등의 광섬유 통신 회의, 산호세, CA, (Tu G7) 33-34페이지의 에르븀 도포된 섬유 증폭기에서의 실내 온도 스펙트럴 홀 버닝에서 찾을 수 있다.

EDFAs에서의 비균질한 효과에 대한 다른 논의가 1990년 E Desurvire등의 IEEE Phot Tech Let, 2권,246-248페이지의 에르븀 도포된 섬유 증폭기의 1.53㎛에서의 이득 홀 버닝; 1990년 JL Zyskind 등의 IEEE Phot Tech Let, 2권,869-871페이지의 GeO2:SiO2 코어로된 에르븀 도포된 섬유 증폭기에서 스펙트럴 이득 홀 버닝에 의한 균질한 라인폭 결정 및 1990년 E Desurvire 등의 IEEE Phot Tech Let, 2권, 653-655페이지의 에르븀 도포된 알루미노실리케이트 섬유 증폭기에서의 비균질한 확장 효과와 이득 포화에 종속된 스펙트럴에 관한 연구에 게재되어 있다.

특히, 보고된 비균질한 효과는 적으며, 예를 들어, 많아야 1dB이다. 반대로, 본 발명에 따르면, 청색 대역에 적어도 하나의 신호 파장을 갖는 결과로써 EDFAs의 이득 스펙트럼의 다중 dB 왜곡이 관찰되었다.

Ⅱ WDM 전송 시스템에서의 이득 경사

전송 경로에 공지의 광학적으로 펌프된 광학 증폭기를 채용한 파장 분할 다중 송신(WDM) 전송 시스템에서, 이득 경사 현상이 문제를 야기한다. 서로 상이한 작동 조건하에서, 상기 증폭기는 서로 다른 채널을 상이하고 상대적인 확장으로 증폭함에 따라, 하나의 특정한 일련의 작동 조건에 대해 채널의 전력 출력을 평준화시키도록 설계된 소정의 수동 시스템은 조건이 변하는 경우 평준화하지 못하게 된다. 본 발명의 일 특징은 이러한 이득 경사 현상의 역효과를 최소화하는 것을 포함한다.

우리는 이득 스펙트럼내의 특정 파장에 포화된 광학적으로 펌프된 광학 증폭기에 대하여, 예를 들어, 에르븀 도포된 섬유 증폭기는 980nm 대역에서 펌프되고 1525 내지 1570nm 대역에서 증폭시키며, 그 이상에서는 증폭기에 의한 펌프 전력 흡수에 뚜렷한 변화가 없는 스펙트럴 범위내의 펌프 파장을 따라 이득 스펙트럼의 형상이 뚜렷하게 변하는 사실과 같은 지금까지 보고되지 않은 새로운 효과를 관찰했다,

이러한 효과는 펌프에 의해 증폭기로 전달되는 전력을 일정한 전력 수준으로 설정하고 펌프 파장에 약 5nm의 변경을 가함으로써 관찰되었다. 이 범위를 넘는 파장에서 섬유 증폭기에 의한 펌프 파장의 흡수에 약 8%의 변경이 존재한다. 특히, 본 발명에 따르면, 1525nm 내지 1540nm의 파장 범위에서 이득 스펙트럼의 형상은 예상외로 대체로 변하고 적색 대역(1540nm 내지 1570nm)에 대해서는 더 심한 것이 밝혀졌다. 따라서, 상기 효과는 종전에 관찰된 효과보다 펌프파장에 더욱 예민하다.

1525nm 내지 1540nm 파장 범위내의 이득 스펙트럼의 형상은 펌프 파장에서의 0.8nm 변화에 대해 0.5dB로 변화됨을 알 수 있다. 따라서, 펌프 파장을 적절하게 제어하지 못하면 파장 대역내의 WDM 채널을 증폭하는 광학적으로 증폭된 전송 시스템에서의 광학 증폭기의 작동을 심각하게 손상하게 된다.

지금까지 이러한 효과는 탐지되지 않았고, 현재 펌프 파장은 무작위로 선정되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 일반적으로 에르븀 도포된 섬유의 흡수 대역내에 해당한다. 또한, 미리 조절된 이득을 제공하는데 필요한 섬유 길이를 줄이기 위해,흡수 최고점에 근접한 공급원이 바람직한 것으로 여겨진다.

이러한 새로운 효과에 대한 가능한 하나의 원인은 에르븀 도포된 섬유의 흡수 대역에서의 비균질한 확장일 수 있다. 이는 상이한 필드 효과를 나타내는 섬유에서 서로 다른 사이트(site)에 위치된 상이한 에르븀 이온때문일 수 있다. 따라서, 상이한 펌프 파장은 이온을 각각 다른 위치로 펌핑할 것이고, 이러한 이온은 소정 파장에 각각 방출된다. 따라서, 상이한 펌프 파장은 상이한 신호 파장에 상이한 이득을 생성할 것이다.

본 발명의 특징에 따라, 청색 대역의 신호를 위해 광학 증폭기에 의해 나타나는 대체로 비균질한 행태를 다루기 위해 본 발명은 약 2nm내에, 바람직하게는 약1nm, 더욱 바람직하게는 약 0.5nm 또는 그 이하로 펌프의 중심 파장을 조절하는 우수한 제어(우수한 튜닝)를 이용한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭기의 이득 스펙트럼의 형상은 일련의 소정 신호 파장, 신호 전력 및 펌프 전력에서 바람직한 증폭 수준을 이루도록 조절될 수 있다.

본 발명에 앞서, 광학 증폭기의 이득 스펙트럼에 영향을 주는 것으로 이해되는 몇몇 주요 변수 및 파라미터는 다음과 같다. (1)증폭될 파장; (2)상기 파장에서의 입력 전력 수준; (3)증폭 매개물의 특성, 예를 들어, 구성, 길이 및 도포 정도; (4)이득을 편평하게 하기 위해 사용된 필터를 포함하는 증폭기 성분의 삽입 손실 스펙트럼; (5)증폭 매개물을 펌핑하기 위해 선택된 펌프 대역; 및 (6)상기 선택된 펌프 대역에 공급되는 펌프 전력의 총량.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따라, 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 조절하기 위해 사용될 수 있는 더 기본적인 변수가 확인되었다. 이 변수는 선택된 펌프 대역내에서 펌프 출력 전력의 스펙트럼 중심 파장이다. 이러한 변수를 앞에서 나열한 다른 변수/파라미터와 결합하여 사용함에 따라, 향상된 증폭기 성능을 얻을 수 있다.

용이하게 설명하기 위하여, 선택된 펌핑 대역내에 펌프의 출력 전력의 스펙트럼 중심 파장 조절, 즉, 중심 파장의 우수한 튜닝은 여기에서 펌프 파장 튜닝으로 칭해진다.

본 발명의 소정 실시예에서, 펌프 파장 튜닝은 전체 증폭기 성능을 향상시키기 위하여 구성 요소 선택, 특히, 이득을 편평하게 하는 필터 및 펌프의 선택과 조합된다. 특히, 공차를 제조하기 때문에, 반도체 레이저 펌프는 중앙 파장에서 변한다. 이와 유사하게, 이득을 편평하게 하는 필터의 감쇠 스펙트럼은 샘플마다 변한다. 몇몇의 경우에서, 이러한 성분 변화가 결합될 수 있음에 따라, 광학 증폭기에 대한 소정의 이득 스펙트럼을 얻는데 필요한 펌프 파장 튜닝의 양은 특정 펌프 샘플과 필터 샘플에 대해 쉽게 얻어질 수 없다. 본 발명에 따라, 펌프 샘플과 필터 샘플을 시사(試寫)함으로써 이러한 문제는 해결되고, 따라서, 특정 증폭기에 사용된 샘플 결합은 펌프 파장 튜닝을 통해 바람직한 이득 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이러한 방식으로, 제조 불합격율이 감소된다.

예를 들어, 이득을 편평하게 하기 위해 사용된 필터와 같은 요소는 노화나 사용된 환경 때문에 다른 요소사이에서 변화를 겪게 된다. 예를 들어, 이득을 편평하게 하는 필터의 감쇠 최고점은 온도에 따라 변할 것이다. 이러한 변화를 보상하기 위해 펌프 파장 튜닝이 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 펌프 파장 튜닝은 신호 입력 전력 및 스펙트럼에서의 변화로 인한 이득 스펙트럼 변화 효과를 보상하기 위해 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 단일 중심 파장으로된 단일 펌프를 사용하는 대신 선택된 펌프 대역내에 상이한 중심 파장을 갖는 다중 펌프가 이득 스펙트럼의 형상을 더 잘 조절하기 위해 사용된다. 이러한 방식으로, 광학 증폭기는 일련의 더 복잡한 신호 파장, 신호 전력 및 펌프 전력을 다루도록 설계될 수 있다.

펌프의 중심 파장 또는 단일 증폭기의 펌프를 제어하는데 부가하여, 직렬로 된 일련의 증폭기의 펌프 중심 파장은 예를 들어, 하부 증폭기에 대한 펌프의 중심 파장이 상부 및/또는 하부 증폭기에 의해 생성된 증폭된 자연 방출(ASE)의 효과를 고려하여 조절 될 수 있는 바와 같이, 모든 성능 목표를 이루도록 튜닝될 수 있다.

본 발명의 다른 특징은 다음 사항을 포함한다:

반도체 레이저로 광학적으로 펌프된 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는 광학 증폭기를 작동하기 위한 방법의 제공에 있어서, 상기 방법은 이득 스펙트럼의 형상이 레이저의 방출 파장의 동적인 제어로 조절되는 방법.

반도체 레이저로 광학적으로 펌프된 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는광학 증폭기의 제공에 있어서, 상기 증폭기는 이득 스펙트럼 형상을 레이저의 방출 파장의 동적인 제어로 조절하는 제어 수단을 포함하는 증폭기.

반도체 레이저로 광학적으로 펌프된 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는 광학 증폭기를 작동하기 위한 방법의 제공에 있어서, 상기 방법에는 레이저에 의해 증폭 매개물에 전달되는 펌프 전력의 크기를 조절하기 위한 피드백 제어 루프(loop)가 채용되고, 상기 전달된 펌프 전력의 변화에 직접적으로 기인하는 방출 파장의 변화를 완화하기 위한 조절 수단이 채용된다.

반도체 레이저로 광학적으로 펌프된 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는 광학 증폭기를 작동하기 위한 방법의 제공에 있어서, 상기 증폭기는 레이저에 의해 증폭 매개물로 전달되는 펌프 전력의 크기를 제어하는 피드백 수단을 포함하고, 상기 전달된 펌프 전력의 변화에 직접적으로 기인하는 방출 파장의 변화를 완화하기 위한 조절 수단을 포함한다.

본 발명의 전술한 특징에 따라, 반도체 레이저의 방출 파장에 대한 동적 제어를 실시하는 하나의 방법은 반사체를 외부 공동 반도체 레이저의 외부 반사체로 한정하는 동적으로 파장 조절가능한 좁은 대역 레이저 광학 공동의 사용을 포함한다. 상기 반사체는 브래그 반사 연마에 의해 동적으로 연장되는 소정 길이의 단일 모드 광섬유로 구성될 수 있다. 선택적인 방법은 Y.Yoshikuni와 G Motosugi에 의해 1987년 4월 4일 광파 기술 신문 LT5권 No.4 516-522페이지 순주파수 변조 및 억압된 진폭 변조를 알리기 위한 다중 전극이 분포된 피드백 레이저란 제목으로 신문에 개재된 바와 같은 3-터미널 반도체 레이저의 사용을 포함한다. 바람직한 방법은 반도체 레이저의 온도에 대한 동적 제어 실행을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 온도가 증폭기의 측정된 작동 파라미터로부터 유도된 신호에 의해 적어도 부분적으로 동적으로 조절되는 레이저 다이오드로 광학적으로 펌프된 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는 광학 증폭기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 레이저 다이오드 펌프된 광학 증폭기의 연결을 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기에 광학적으로 연결된 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에서, 각각의 증폭기는 이득 스펙트럼을 나타내고, 본 발명은 증폭기 또는 상기 시스템의 측정된 작동 파라미터에 대하여 레이저 다이오드 펌프의 온도를 동적으로 조절함으로써 상기 증폭기중 적어도 하나의 이득 스펙트럼을 조절하는 방법을 제공한다.

2.5℃의 온도 변화 또는 40mA의 구동 전류 변경에 의해, 980nm 에서의 통상적인 다이오드 레이저 방출의 방출 파장은 0.8nm 만큼 이동될 수 있다. 이는 각각 0.32nm/℃ 및 0.02nm/mA의 파장 변화 계수에 해당하고, 다이오드 레이저의 본질적인 특성을 나타낸다. 따라서, 증폭기 특성이 200mA를 초과하지 않는 범위에서 조절될 수 있는 펌프 구동 전류를 필요로 하면, 다이오드를 일정한 온도로 유지하는 것은 방출 파장을 5nm 범위로 유지하도록 보장할 것이고, 따라서, 증폭기에 의한 펌프 전력의 흡수가 대체로 일정하게 유지되도록 보장하게 된다. 반면에, 이는 전술한 펌프 파장이 중개된 차동 이득 효과가 사소한 수준으로 유지되도록 보장하지는 않을 것이다. 환언하면, 다이오드 펌프 레이저의 온도를 안정화시키는 것은 펌프 전력 흡수 효율에 작용하는 증폭기 작동 문제를 제거하기에 충분한 반면, 새롭게 발견된 펌프 파장이 매개된 차동 이득 효과에 작용하는 것을 제거하기에는 충분하지 못하다.

본 발명의 하나의 바람직한 특징에 따라, 신호를 조절하는 펌프의 온도는 일정한 펌프의 구동 전압으로부터 유도된다.

선택적인 바람직한 특징에 따라, 신호는 일정한 펌프의 방출 파장으로부터 유도된다.

더 선택적인 바람직한 특징에 따라, 신호는 상이한 파장을 교환하기 위해 증폭기에 의해 제공된 일정한 차동 이득으로부터 유도된다.

전송 경로에 광학 증폭기의 연결을 갖는 전송 시스템에서, 상이한 파장을 교환하기 위해 증폭기에 의해 제공된 일정한 차동 이득으로부터 유도된 신호는 단순히 상기 특정 증폭기의 다이오드 레이저 펌프의 온도를 조절하기 위해서 뿐만이 아니라, 전송 경로의 일부 또는 다른 모든 광학 증폭기의 다이오드 레이저 펌프의 온도를 조절하고, 특히, 전송 경로의 상부에 있는 증폭기의 다이오드 레이저 펌프의 온도를 조절하기 위해 채용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 하기된 사항을 포함한다:

광섬유로 연결된 수신기와 송신기 및 상기 송신기와 수신기사이의 신호 채널을 증폭하기 위해 광섬유를 따라 위치된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템의 제공에 있어서, 펌프 광 파장 관련 효과가 대체로 감소되기 때문에 상기 각 증폭기는 파장이 차동 공동에 기여하는 펌프 광 공급원을 갖는 증폭기.

복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템의 제공에 있어서, 각각의 광학 증폭기는 에르븀 도포된 실리카 섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 의 범위내에 있다. 더욱 바람직하게, 상기 펌프 공급원의 파장은 974nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 983nm 의 범위내에 있다. 가장 바람직하게, 상기 펌프 공급원의 파장은 974.5nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm의 범위내에 있다.

파장이 1530nm 내지 1565nm 범위에 있고, 신호를 증폭하기 위해 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템의 제공에 있어서, 각각의 광학 증폭기는 에르븀 도포된 실리카 섬유와 펌프 광의 공급원으로 구성되고, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 의 범위내에 있다. 더욱 바람직하게, 상기 펌프 공급원의 파장은 974nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 984nm 의 범위내에 있다. 가장 바람직하게, 상기 펌프 공급원의 파장은 974nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm의 범위내에 있다.

각각의 광학 증폭기가 에르븀 도포된 실리카 섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템의 제공에 있어서, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 986nm 범위내의 2nm 대역내에 있다. 더욱 바람직하게, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 986nm 범위내의 1nm 대역내에 있다. 더욱 바람직하게, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 986nm 범위내의 0.5nm 대역내에 있다.

각각의 광학 증폭기는 에르븀 도포된 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되며, 파장이 1530nm 내지 1565nm 범위내에 있는 신호를 증폭하기 위한 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템의 제공에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위내의 2nm 대역내에 있다. 더욱 바람직하게, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위내의 1nm 대역내에 있다. 더욱 바람직하게, 상기 공급원의 파장은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위내의 0.5nm 대역내에 있다.

전술한 특징에 따라, 가장 바람직하게, 각각의 펌프 광 공급원은 반도체 레이저이다.

본 발명의 추가적인 특징은 하기 사항을 포함한다:

에르븀 도포된 실리카 광섬유를 펌핑하는 방법 제공에 있어서, 상기 방법은 펌프 광 파장 관련 효과로 인한 차동 이득이 대체로 감소하도록 파장을 갖는 펌프 광 공급원을 선택하는 것을 포함한다.

송신기와 광섬유로 연결된 수신기 및 상기 송신기와 수신기 사이에 신호 채널을 증폭하기 위해 상기 광섬유를 따라 위치된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법 제공에 있어서, 상기 각각의 증폭기는 펌프 광 공급원을 갖고, 상기 방법은 펌프 광 파장 관련 효과로 인한 차동 이득에 대한 영향이 대체로 감소하도록 상기 공급원 파장을 선택하는 것을 포함한다.

각각의 광학 증폭기가 에르븀 도포된 실리카 섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법 제공에 있어서, 상기 방법은 공급원의 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내에 있도록 선택하는 것을 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 방법은 펌프 공급원의 파장이 974nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 983nm 범위 내에 있도록 선택하는 것을 포함한다. 가장 바람직하게, 상기 방법은 펌프 공급원의 파장이 974.5nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm 범위 내에 있도록 선택하는 것을 포함한다.

파장이 1530nm 내지 1565nm 범위에 있는 신호를 증폭하기 위해 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법 제공에 있어서, 각각의 광학 증폭기는 에르븀 도포된 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 상기 방법은 공급원 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내에 있도록 선택하는 하는 것을 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 방법은 펌프 공급원 파장이 974nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 984nm 범위 내에 있도록 선택하는 하는 것을 포함한다. 가장 바람직하게, 상기 방법은 펌프 공급원의 파장이 974nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm 범위 내에 있도록 선택하는 것을 포함한다.

각각의 광학 증폭기가 에르븀 도포된 실리카 섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법 제공에 있어서, 상기 방법은 공급원의 파장이 970nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 986nm 범위 내의 2nm 대역내에 있도록 선택하는 것을 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 방법은 공급원의 파장이 970nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 1nm 대역내에 있도록 선택하는 것을 포함한다. 가장 바람직하게, 상기 방법은 공급원의 파장이 970nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 0.5nm 대역내에 있도록 선택하는 것을 포함한다.

파장이 1530nm 내지 1565nm 범위에 있는 신호를 증폭하기 위해 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법 제공에 있어서, 각각의 광학 증폭기는 에르븀 도포된 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 상기 방법은 공급원 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위내의 2nm 대역 내에 있도록 선택하는 하는 것을 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 방법은 공급원 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 1nm 대역 내에 있도록 선택하는 하는 것을 포함한다. 가장 바람직하게, 상기 방법은 공급원의 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 0.5nm 대역 내에 있도록 선택하는 것을 포함한다.

전술한 바에 따라, 본 발명의 목적은 하기 사항을 포함하는 것이 명백하다: (1) 예를 들어, 광학 도파관 통신 시스템과 같은 광파 전송 시스템에 사용하기 위한 개선된 광학 증폭기의 제공; (2) 파장 분할 다중 송신 시스템에 사용하기 위한 개선된 광학 증폭기의 제공; (3) 청색 대역 내의 신호 파장과 함께 사용하기 위한 개선된 광학 증폭기의 제공; (4) 광학 증폭기를 위한 개선된 펌핑 방법의 제공; (5) 광학 증폭기를 위한 개선된 펌프/필터 결합의 제공 (6) 광학 증폭기를 위한 개선된 신호/펌프 결합의 제공.

특히, 본 발명의 목적은 (1)펌프 파장을 제한함으로써 광학 증폭기의 이득 스펙트럼상의 최근에 발견된 펌프 파장의 전술한 효과에 따라 작동하도록 채용된 광학 증폭기와 (2)펌프 파장을 제한함으로써 발견된 상기 효과에 따라 작동하도록 채용된 복수의 광학 증폭를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템을 제공하는 것을 포함한다.

본 발명의 바람직하고, 비한정적인 형태를 실시하는 광학 증폭기(optical amplifier)와 파장 분할 다중 송신(wavelength division multiplexed; WDM) 전송 시스템에 대한 설명이 첨부도면을 참조하여 아래에서 설명된다.

도 1A 와 1B는 펌프 파장에 대한 에르븀 도포된 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼의 변화를 나타낸다. 이들 도면의 곡선은 도 1A에서 1535nm에 있고 도 1B에서 1561nm에 있는 포화 신호(λsat)에 직면하여 얻어진 작은 신호 이득 스펙트럼이다. 이들 스펙트럼은 휴렛팩커드의 시간 도메인 소멸 노이즈 이득 측정 기술(time domain extinction noise gain mesasurement technique)을 사용하여 측정된다. 각 도면의 횡축은 nm 단위인 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위인 이득을 나타낸다. 실선은 975nm의 펌프 파장이고, 점선은 977nm 의 펌프 파장이며, 긴선과 짧은 선이 교번하는 일점쇄선은 978nm 의 펌프 파장이고, 짧은 선과 점이 교번하는 일점쇄선은 979nm 의 펌프 파장에 관한 것이다.

도 2A는 주어진 신호 파장에 대하여 서로 다른 이득에서 작동되는 EDFA 의 적색 대역보다 최고점 이득 리플이 상위하도록 최고점을 향상하기 위한 본 발명의 응용과 동적 이득 경사를 나타낸다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 리플을 나타낸다. 사각형을 포함하는 곡선은 24dB의 이득인 반면, 다이아몬드를 포함하는 곡선은 33dB의 이득이다.

도 2B는 975nm 에서 981nm 사이의 일련의 펌프 파장(λP)에 대한 적색 대역 EDFA의 이득 스펙트럼을 나타낸다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 이득을 나타낸다. 각각의 곡선에서, 1555.7nm의 이득은 약 24dB 이다.

도 3은 975nm 에서 985nm 로 변하는 펌프 파장에 따라, 1526nm, 1530.3nm, 1533.5nm 및 1535.0nm인 4개의 신호 파장에서의 이득을 나타낸다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 이득을 나타낸다.

도 4는 도 3, 도 5, 도 11 및 도 12의 데이터를 산출하기 위해 사용되는 장치의 개략도이다. 도면에서 사용된 참조번호는 다음과 같은 의미를 갖는다: 100-- 파장 가변 레이저; 102--아이솔레이터; 104--펌프; 106--VOA; 108--펌프; 110--컨넥터; 112--EDFA; 114--컨넥터; 116--아이솔레이터; 118--VOA 2 및 120--OSA.

도 5는 1529nm(실선),1530.3nm(삼각형이 있는 점선),1533.5nm(사각형이 있는 실선), 1535.0nm(점선)인 4개의 신호 파장의 이득 대 펌프 파장을 나타낸 도면이다. 도면의 데이터는 도 4의 장치와 하기된 바와 같이 도 3의 데이터를 산출하기 위해 사용된 광학 증폭기를 사용하여 얻어진다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 이득을 나타낸다.

도 6은 펌프 파장 튜닝이 적용될 수 있는 광학 증폭기를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7은 복수의 서로 다른 펌프 파장으로 펌프될 때, 1525nm 내지 1575nm 범위에서 액체 질소로 냉각된 에르븀 도포 섬유(EDF)의 이득을 나타낸 그래프이다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 이득을 나타낸다. 도면에서 여러 곡선에 대한 펌프 파장은 다음과 같다: A--981.7nm; B--980.9nm; C--980.1nm ; D--979.15nm ; E--978.2nm; F--977.45nm; G--976.7nm; H--975.9nm; I--975.1nm 이다.

도 8은 펌프 파장 범위에서 서로 다른 신호 파장의 에르븀 도포 섬유 증폭기에서의 이득을 나타낸다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 이득을 나타낸다. 도면에서 여러 곡선에 대한 신호 파장은 다음과 같다: A--1526.96nm; B--1528.02nm; C--1529.07nm; D--1530.13nm; E--1531.18nm; F--1532.24nm; G--1532.94nm; H--1533.99nm; I--1535.05nm; J--1536.11nm; K--1539.97nm; L--1550.18nm; M--1560.03nm; N--1565.30nm; 이다.

도 9는 980nm 파장 범위에서 에르븀 도포 섬유 증폭기의 파장에 대한 펌프 흡수를 나타낸 그래프이다. 도면에서 횡축은 nm단위의 펌프 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB/meter 단위인 흡수를 나타낸다.

도 10은 두 개의 이득 모듈의 비활성 손실의 파장 종속 요소를 나타낸 그래프이다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 삽입 손실을 나타낸다. 실선은 제 1 모듈 N에 대한 삽입 손실을 나타내고, 점선은 제 2 모듈 L에 대한 삽입 손실을 나타낸다.

도 11은 도 10에 나타낸 2개의 이득 모듈의 비활성 손실의 파장 종속 요소 차이의 증폭기 성능에 대한 영향을 감소시키기 위한 본 발명의 응용을 나타낸다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 이득차를 나타낸다. 실선은 모듈 N에 대한 이득차를 나타내고, 점선은 L에 대한 이득차를 나타낸다. 화살표 122와 124는 각각 모듈 N과 L에 대한 최적의 펌프 파장을 나타낸다.

도 12는 각각의 세트가 2개의 신호 파장을 포함하는 복합 세트의 신호 파장에 대한 본 발명의 응용을 나타낸다. 도면에서 횡축은 nm단위의 파장을 나타내는 반면, 종축은 dB단위의 이득차를 나타낸다. 실선은 1529nm 와 1533nm의 신호 파장에 대한 이득차를 나타내고, 점선은 1535.4nm 와 1541nm의 신호 파장에 대한 이득차를 나타낸다. 화살표 126과 128은 1529/1533과 1535.4/1541 결합에 대한 각각 최적의 펌프 파장을 나타낸다.

도 13은 (복수의) 연결된 광학 증폭기를 포함하는 전송 경로를 통하여 송신기와 연결된 수신기를 갖는 WDM 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 14, 도 15 및 도 16은 도 13의 시스템에 사용하기 위한 광학 증폭기의 선택적인 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 17은 도 13의 WDM 전송 시스템의 수정 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.

일체화되고, 명세서의 구성부인 전술한 첨부도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 요지를 설명하는데 도움이 된다. 물론, 첨부 도면과 상세한 설명 모두가 단지 설명을 위한 것이고, 본 발명을 한정하지는 않음은 명확할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

Ⅰ. 펌프 파장 튜닝을 채용한 광학 증폭기

전술한 바와 같이, 본 발명은 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 제어하기 위한 펌프 파장 튜닝의 사용에 관한 것이다.

본 발명은 다양한 광학 증폭기 설계로 사용될 수 있다. 모든 경우에 있어서, 증폭기는 증폭 매개물과 펌프를 포함할 것이고, 선택적으로 이득을 편평하게 하는 필터를 포함할 것이다. 바람직한 증폭 매개물은 예를 들어 에르븀 도포된 유리와 같이 희토류 원소 도프 물질이다. 증폭 매개물은 바람직하게 예를 들어, 광학 도파관 섬유와 같이 도파관으로 형성된다. 펌프는 바람직하게 980nm 펌프 대역에서 작동하는 반도체 레이저이다. 이득을 편평하게 하는 필터가 사용될 경우, 예를 들어, 이는 간섭 필터 또는 장주기 회절 격자일 수 있다.

예를 들어, 펠티어 효과(Peltier effect)를 채용한 열전기 냉각기를 사용하는 펌프의 온도를 조절함으로써 펌프 파장 튜닝은 가장 용이하게 이루어진다. 이러한 냉각기는 흔히 상업적인 반도체 레이저 팩키지의 일부로 제공된다. 종래에는, 열전기 냉각기는 거친 파장 튜닝을 이루기 위해 사용되었고, 즉, 일반적으로 펌프 파장을 에를 들어 980nm 대역인 선택된 펌프 대역내에 위치시키기 위해 사용되었다. 그러나, 이전의 열전기 냉각기는 여기에 기술된 형태인 미세한 튜닝을 이루기 위해 사용되지는 않았다. 파장 튜닝에 대한 다른 해결법은 외부 레이저 공동의 일부로써 파장 가변 회절 격자를 포함하여, 회절 격자의 사용을 포함한다. 어느 해결법이 채택되더라도, 미세한 펌프 파장 제어를 이루는 것이 가능하다. 전술한 바와 같이, 보통 이러한 제어는 2nm 이내, 바람직하게는 1nm 이내, 더욱 바람직하게는 0.5nm 또는 그 이하로 존재한다. 요구되는 제어 수준은 이득 스펙트럼의 펌프 파장에 대한 민감도 또는 펌프 파장 튜닝을 통해 제어될 부분의 형태에 따라 다르다. 0.25nm 이내로 제어하는 것은 열전기 냉각기로 용이하게 이루어진다.

펌프 파장 튜닝은 광학 증폭기를 제조 및/또는 설계하는 동안 또는 증폭기가 사용되는 실시간대에 실행될 수 있다는 것이 중요하다. 설계 및/또는 제조 단계에서 펌프 파장 튜닝이 사용될 때, 신호 파장, 신호 전력 및 펌프 전력의 하나 또는 그 이상의 세트에 대해 바람직한 이득 스펙트럼을 이루기 위해 특정 펌프 파장 또는 일련의 펌프 파장이 선택된다. 상기 선택된 펌프 파장 또는 선택된 일련의 펌프 파장의 일부는 예를 들어, 펌프 레이저의 세트 포인트 온도를 선택함으로써 얻어진다. 실시간에서 사용될 때, 펌프 파장은 예를 들어, 증폭될 신호 파장의 전류 설정을 기초로 자동적으로 또는 수동적으로 설정된다. 펌프 파장 튜닝이 설계/제조 단계와 실시간에서 모두 사용될 수 있다는 것이 더욱 중요하다.

도 1A 및 도 1B는 펌프 파장에 대한 에르븀 도포 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼의 변화를 나타낸다. 이들 도면은 펌프 파장 조절을 위하여 사용되는 열전기 냉각기가 장착된 반도체 레이저를 사용하여 980 대역에서 전방으로 펌프되는 코닝형 ⅡEDF(코닝 인코포레이티드, 코닝, 뉴욕)를 포함하는 단일 단계 EDFA에 1535nm(도 1A) 또는 1561nm(도 1B)에서 16dBm 신호를 적용함으로써 얻어진다. 상기 증폭기는 이득을 편평하게 하는 필터를 포함하지 않는다. 증폭기로부터의 출력은 휴렛 팩커드의 시간 도메인 소멸 이득 벤치(time domain extinction gain bench)를 사용하여 분석된다. 각각의 펌프 파장에 대하여, 펌프 레이저와 에르븀 도포 섬유사이에 감쇠기를 사용하여 도 1A 데이터로는 1555nm, 도 1B 데이터로는 1529nm에서 약 0.15dB 이내로 평준화된다.

상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 청색 대역 내의 이득 스펙트럼은 청색 대역(도 1A)과 적색 대역(도 1B)에서 포화 신호에 대한 펌프 파장의 함수로써 예를 들어, 2내지 3 dB정도인 실질적인 변수를 나타낸다.

도 1B의 적색 대역 내의 변수는 가장 펌프 파장에 민감한 신호 파장중 하나인 1529nm에서 이득 값 평준화 때문이다. 따라서, 본 도면의 적색 대역 변화성은 청색 대역에서의 이득 변화, 특히, 적색 대역에서의 이득 변화에 대향하는 1529nm 에서의 이득 변화를 나타낸다. 사실, 1529nm에서의 이득 변화는 도 1B의 적색 대역의 거의 평행한 곡선에서 직접적으로 유도될 수 있다. 특히, 균질한 모델은 청색 또는 적색 대역 어디에서나 도 1A와 1B의 이득 스펙트럼 사이에는 본질적으로 차이가 없다고 예상할 것이다.

가장 기초적인 수준으로, 상기 도면의 곡선은 증폭기의 이득 스펙트럼이 펌프 파장 튜닝에 의해 편평해질 수 있음을 나타낸다. 두 도면에서, 975nm에서의 펌핑에 대한 이득 스펙트럼이 979nm에서의 펌핑에 대한 이득 스펙트럼 보다 편평하고, 차이는 단지 4nm이다.

더 복잡한 수준으로, 적색 대역 보다 청색 대역에서 펌프 파장 튜닝 효과가 더 뚜렷하다는 것은 펌프 파장 튜닝이 동적인 이득 경사 효과를 개선하기 위해 사용될 수 있음을 의미한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 동적인 이득 경사는 증폭기 작동 범위 이내의 임의의 파장일 수 있는 특정 파장에서 증폭기에 의해 제공된 이득 크기에서의 변화의 결과로써 광학 증폭기의 이득 스펙트럼 형태로 된 변수이다. 이는 1555.7nm에서 24dB과 33dB의 이득으로 작동되는 EDFA에 대해 펌프 파장의 함수로써 이득 리플을 나타내는 도 2A를 참조하여 알 수 있다. 도 2A의 24dB 곡선(즉, 사각형을 포함하는 곡선)은 도 2B에 도시된 형태의 곡선에서 유도되고, 975nm에서 981nm 사이의 여러 펌프 파장에 대한 적색 대역 이득 스펙트럼을 나타낸다. 도 2A의 33dB 곡선(즉, 다이아몬드형을 포함하는 곡선)은 980nm 펌프 대역에서 다양한 펌프 파장에 대해, 또한 1555.7nm 에서 33dB 이득에 대한 적색 대역 이득 스펙트럼에서 유도된다.

펌프 파장 튜닝과 유사하게, 동적인 이득 경사는 적색 대역 보다 청색 대역에서 더 뚜렷하다. 따라서, 펌프 파장 튜닝은 동적 이득 경사 효과중 적어도 일부를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 이러한 제거는 예를 들어, 두 개의 파장과 같이 적은 수의 단일 파장을 채용하는 시스템에서 더 완벽하게 이루어질 수 있다.

도 1에 도시된 편평하게 하는 효과는 도 3에 더 설명된다. 도 3은 도 4의 장치를 사용하여 제공되었다. 도 4의 장치는 에르븀 이득 대역에 걸쳐 파장(단일 파장)이 조절될 수 있는 4개의 파장 가변 레이저(100)로 구성된다. 증폭기가 저손실 섬유의 짧은 단면으로 대체될 때, 상기 레이저는 광학 스펙트럼 분석기(120)(OSA)로 측정된 것과 같은 동일한 전력(수백dB 이내)을 갖도록 조절된다.

증폭기에 입력되는 총전력은 가변 광학 감쇠기(106)(VOA1)로 제어된다. 모든 경험적인 조건에 대하여 OSA에 입력되는 전력을 상대적으로 일정하게 유지하기 위해, 증폭기의 공칭 이득과 동일한 감쇠를 추가하기 위해 가변 광학 감쇠기(118)(VOA2)가 사용된다. 각 신호 파장에 대한 증폭기의 이득은 파장의 함수로써 증폭기의 VOA2 감쇠된 출력을 측정하기 위해 OSA를 사용하여 결정된다. 도 3의 이득값은 OSA에서 측정된 출력 전력 수준+VOA2의 감쇠-입력 전력으로 얻어지고, 단위는 모두 dB이다.

펌프 VOA(108)는 펌프 구동 전류를 조절하지 않고도 증폭기로 전달된 980 대역 펌프 전력의 양을 조절하고 펌프 파장에 영향을 주기 위해 사용된다. 특히, 펌프 전력이 조절됨에 따라 1529 신호 파장에 대한 이득은 펌프 파장이 변화되는 것과 같은 동일한 0.15dB 이내의 값으로 유지된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프 레이저의 온도를 변화시킴에 따라 펌프 파장은 변하게 된다.

도 3의 곡선을 제공하는데 사용된 증폭기는 1528nm 에서 1542nm 까지 대체로 일정한 이득을 제공하도록 설계된 중간 이득을 편평하게 하는 필터를 갖는 2단 증폭기이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 977nm 의 펌프 파장에 대해 이루어진 이득 스펙트럼은 981nm 의 펌프 파장에 대해 이루어진 이득 스펙트럼 보다 4개의 신호 파장에 대해 대체로 더 균일하다. 특히, 4개의 신호 파장에서의 이득은 977nm 에서의 펌핑에 대해 1.5dB이내인 반면, 차이는 981nm 에서의 펌핑에 대해 3.5dB이상이다. 명백하게, 이 시스템에 있어서, 모든 신호 파장에 대해 유사한 증폭 수준을 얻는다는 점에서 977nm 에서의 펌핑이 981nm 에서의 펌핑보다 낫다. 특히, 전술한 바와 같이, 펌프 파장 선택을 통해 이득을 평준화하는 이러한 능력은 직렬 증폭기에 더 중요하다.

가변 펌프 파장의 효과가 매우 비선형적이라는 것은 도 3에서 더 설명될 것이다. 예를 들어, 979nm 에서의 펌핑에 대한 이득이 1530.3nm 의 신호 파장에 대한 981nm 에서의 이득 보다 더 큰 반면, 이러한 관계는 1535.0nm 의 신호 파장에서 바뀐다. 펌프 튜닝 효과에서의 이러한 우수성은 광학 증폭기의 이득 스펙트럼의 형상이 실제로 부딪치게 되는 다양한 전송 이득 문제점을 해결하도록 조절될 수 있다는 것을 의미한다.

도 5는 다양한 신호 파장사이의 이득차가 최소화되는 펌프 파장을 선택하기 위해 더 용이하게 사용될 수 있는 포멧으로 도 3에 도시된 형태의 데이터를 다시 나타낸 것이다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 약 977nm의 펌프 파장에서의 작동이 본 도면의 일련의 신호 파장에 대하여 가장 균일한 이득을 제공할 것이 명백하다.

다른 증폭기 설계를 위해 유사한 도면이 작성될 수 있으며, 입출력 전력 수준 사이의 바람직한 관계와 바람직한 신호 파장 세트를 위한 최적의 펌프 파장을 선택하는데 사용될 수 있다. 동일한 선을 따라, 도 5에 도시된 형태의 도면은 서로 다른 펌프 전력 수준을 위해 작성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 직렬로 된 증폭기군에서 전, 후 증폭기로부터, 및/또는 최적화된 증폭기로부터의 ASE와 같이, 증폭된 자동 방출 효과(ASE)는 ASE를 증폭기에 대한 추가적인 입력 신호 세트로 간주함으로서 펌프 파장을 선택하는데 포함될 수 있다.

도 6은 컨넥터(22)를 통해 섬유(12)에 연결된 소정 길이의 에르븀 도포 광섬유(20)를 갖는 증폭기(13)를 나타낸다. 광 공급원(21)이 섬유(61)를 따라 전송되어 컨넥터(22)를 지나는 에르븀 도포 광섬유(20)를 펌핑하는 펌프 광을 산출하기 위해 포함된다. 펌프 공급원(21)은 본 발명에 따른 파장을 갖도록 선택된 다이오드 레이저(62) 형태이다.

에르븀 도포 광섬유(20)는 출력에 연결되고 컨넥터(26)를 통해 광섬유(12)에 연결된다. 다이오드 레이저 펌프의 파장을 선택하기 위한 수단은 도 7과 도 8을 참조하여 설명될 것이다.

도 7은 980nm 흡수 대역에서 펌핑될 때, 1.5㎛ 범위에 있는 광학 증폭기의 이득 스펙트럼이 펌프 레이저의 비파장에 좌우되는 결과를 명확히 나타낸다. 이렇게 좌우되는 것은 종래의 에르븀 도포 광학 증폭기 이론에서는 예상하지 못한 것이다. 에르븀 도포 섬유에 대한 흡수 대역은 약 974nm 에서 986nm 까지 확장된다. 보통, 약 980nm 펌프 레이저 다이오드는 약 979nm 인 흡수 최고점 주위의 중심 파장 폭 안쪽 파장에 레이저 광을 발하도록 제조된다.

특히, 1528nm 와 1540nm (청색 대역)사이의 신호 파장은 이득(이득 리플)에 예상외의 큰 변수를 갖는 반면, 1540nm (적색 대역)이상의 파장은 매우 적은 차동 이득을 갖는다. 또한, 펌프 파장이 증가함에 따라 이득 스펙트럼의 파장 종속부가 단파장에서 장파장으로 이동하는 것을 도 7로부터 알 수 있다.

또한, 도 8은 펌프 파장 스펙트럼(975nm 내지 982nm)에서 서로 다른 신호 파장의 이득에 대한 펌프 파장의 효과를 나타낸다. 또한, 본 도면은 펌프 파장이 흡수 최고점으로 증가함에 따라 차동 이득이 증가한다는 사실을 명확하게 나타낸다. 따라서, 종래의 선택 기준과는 상반되게, 979nm 부근, 특히 977nm 내지 981nm 사이의 파장 범위에서 방출하는 레이저 다이오드는 우수한 흡수력에도 불구하고 펌프 공급원으로써 바람직하지 않다는 것이 명백하다. 표1과 표2는 이러한 효과를 수치로 나타낸다.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 효과는 감소된 리플, 즉, 모든 신호 채널에서 더 균일한 이득을 더욱더 우수한 결과에 제공하고, 더욱이 펌프 파장은 흡수 최고점으로부터 이동된다. 펌프 파장에서의 변화 함수로써 리플에서의 변화는 흡수 최고점에서 가장 크고, 일반적으로 펌프 파장이 흡수 최고점에 있지 않을 때, 더 나은 제어가 이루어질 수 있다.

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 펌프 파장 종속으로 인한 추가적인 이득 리플 효과를 억제하도록, 매우 작은 윈도우안에 펌프 파장을 갖는 것이 바람직하다. 만약 상기 파장 윈도우가 0.5nm 만큼 작다면, 허용된 범위의 가장자리는 흡수 최고점에 가깝게 이동될 수 있다. 또한, 상기 효과는 신호 파장이 더 낮을수록 더 크다. 따라서, 1528nm 범위 및 그 이상에 신호를 갖길 원하면, 펌프 파장의 선택이 더 중요하고, 각하된 범위는 특히 더 낮은 파장 펌프 대역에서 더 커야만 한다. 따라서, 표 2를 다시 살펴보면, 펌프 파장에서 2nm 윈도우가 1258nm 및 그 이상의 신호를 위해 사용된다면, 2nm 윈도우는 970nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 986nm의 범위 이내에 있게 되고, 반면에, 신호가 1530nm 및 그 이상의 파장 범위에 있게 된다면, 윈도우는 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm에 있게 될 것이 명백하다. 이와 유사하게, 만일 당신이 1528nm 및 그 이상의 범위에 1nm 윈도우와 신호를 갖는다면, 허용된 윈도우는 반듯이 970nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 986nm범위 이내에 있게 될 것이다. 결론적으로, 만일 당신이 1528nm 범위에 0.5nm 윈도우와 신호를 갖는다면, 윈도우는 반듯이 970nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 986nm범위 이내에 있게 될 것이다. 명백하게, 만일 당신이 허용된 윈도우의 크기를 줄인다면, 상기 윈도우의 가장자리는 흡수 최고점쪽으로 더 밀릴 수 있다.

또한, 흡수 최고점에 이웃하는 허용된 대역의 가장자리는 뚜렷하고, 최고점에서 이격된 대역의 가장자리는 980nm 범위에서 에르븀 도포 섬유의 흡수 대역폭에의해 부분적으로 결정된다.

신호를 특정 이득으로 증폭하기 위해 요구되는 에르븀 도포 섬유의 길이를 가능한 흡수 최고점에 근접하도록 최소화하길 원하는 것은 당업계의 기술을 가진 자에게 명백할 것이다. 그러나, 이러한 잇점은 전술한 각하 범위에서 펌프 파장을 이용하여 제공된 증가하는 차동 이득 보다 더 가치가 있다.

도 10과 도 11은 펌프 파장 튜닝의 또 다른 응용 즉, 이득을 편평하게 하는 필터의 실시를 최적화하는데 있어서의 펌프 파장 튜닝의 사용을 나타낸다. 이득을 편평하게 하는 필터 제조는 불가피하게 필터의 감쇠 스펙트럼의 형상 및 최대 감쇠의 파장에 있어서의 변화를 포함하여 필터의 스펙트럴 특성에 어느 정도 변화를 가져온다. 펌프 파장 튜닝에 의해 증폭기의 이득 스펙트럼은 특히 이득을 편평하게 하는 것이 가장 중요한 청색 대역에서 변할 수 있기 때문에, 필터 변화성을 보상하기 위해 펌프 파장을 이용할 수 있다.

도 10은 에르븀 도포 섬유(EDFs)가 제거되고 낮은 손실 융합 접속으로 대체되는 2개의 광학 증폭기(모듈)의 비활성 삽입 손실의 파장 종속 요소를 나타낸다. 상기 2개의 모듈은 서로 다른 이득을 편평하게 하는 필터를 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 모듈(L)의 손실(점선)은 모듈(N)의 손실(실선)에 비해 긴 파장으로 급격하게 변화된다.

도 11은 펌프 파장의 함수로서 2개의 이득 모듈(재설치된 EDFs)의 리플(두개의 실험 파장 사이의 이득차)을 나타낸다. 모든 경우에 있어서, 실험 파장은 1529nm 와 1535.4nm 이고, 이득은 -12dBm의 총 입력 전력에 대해 측정된다. 본 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 더 짧은 파장에서 이득을 편평하게 하는 필터가 최고점을 이루고 모듈(N)(점선)에 대한 최적의 펌프 파장은 약 977nm (참조 번호 122)이다. 반면에, 모듈(L)(실선)의 이득을 편평하게 하는 필터는 더 긴 파장에서 최고점 감쇠를 갖기 때문에, 이 모듈(L)에 대한 최적의 펌프 파장은 약 981nm(참조 번호 124)이다. 지정된 펌프 파장에서 두 모듈을 작동하는 것은 하나 또는 두 모듈에 대해 심각하게 불리한 실행 조건을 야기한다. 펌프 파장을 최적치로 튜닝하는 것은 이러한 결함을 제거한다.

또한, 이득을 편평하게 하는 필터의 감쇠 최고점은 온도에 따라 변한다. 감쇠 최고점의 변화는 도 1B에 의해 알 수 있는 바와 같이 펌프 파장 제어로 보상될 수 있다.

필터와 유사하게, 변경의 결과로 반도체 레이저의 작동 파장 범위는 샘플마다 변한다. 따라서, 도 11의 최적화 공정이 특정 펌프/파장 결합에 대해 이루어지지 않을 수 있고, 예를 들어, 특정 필터에 필요한 값으로 특정 펌프의 펌프 파장을 이동하는 것이 불가능할 수 있다. 제조 설정에 있어서, 보상이 곤란하거나 불가능한 결합은 일어나지 않거나 낮은 주파수로 일어나도록 증폭기에 결합하기 이전에 펌프와 필터를 분리함으로써 이러한 문제는 해소될 수 있다. 이러한 방식으로 각하 수준은 감소될 수 있다.

본 발명의 이러한 실시예의 특징에서, 예를 들어, 제조 파장 분포를 두 그룹으로, 즉 978nm 이상과 978nm 이하와 같은 길고 짧은 펌프 파장 그룹으로 각각 분할하고, 각 그룹으로부터 하나의 펌프를 2중 펌프된 단일 에르븀 코일 또는 2개의 코일로 전달함으로써 이득 스펙트럼에 대한 펌프 파장의 제조 변수의 영향력은 해소된다. 두 개의 펌프 레이저는 대향하는 방향으로 펌핑됨으로써 단일 EDF에 연결될 수 있다. 바람직하게, 서로 다른 파장에서 두 펌프로부터 나온 출력은 3dB 커플러를 통해 혼합된 다음, 전력은 하나 또는 두 개의 코일에 유사하게 전달된다.

전술한 도 5는 단일 세트의 신호 파장에 대한 본 발명의 응용을 나타낸다. 광학 증폭기 사용자는 여러 신호 파장으로 된 특정 증폭기 사용을 원할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 신호 파장 세트가 변화되는 것과 같이 펌프 파장을 변화시킴으로써 증폭기 성능은 최적화될 수 있다. 선택적으로는, 증폭기와 함께 사용될 신호 파장 세트의 일부 또는 전부에 대하여 적합하지 않을지라도, 실행중에 조절할 필요없이 상기 세트에 대해 적당한 성능을 제공하는 절충된 펌프 파장이 선택될 수 있다.

본 발명의 이러한 응용은 도 12에 도시되어 있다. 본 도면의 데이터는 일시에 작동하는 단지 두 개의 신호 레이저로 된 도 4의 장치를 이용하여 얻어졌다. 증폭기로 전달되는 총 신호 전력은 파장의 모든 세트에 대하여 -11dBm이다. 본 도면에 도시된 신호 리플은 두 개의 실험 파장에서 측정된 이득간의 차이이다.

신호가 1529nm와 1533nm에 있는 경우(실선), 가장 낮은 리플을 산출하는 펌프 파장은 약 977nm 이다(참조번호 126). 반면에, 1535.4/1541nm 의 경우에 대한 최소 리플은 약 980.5nm 이다(참조번호 128). 따라서, 최적의 증폭 성능을 이루기 위하여, 증폭기 변화에 적용되는 신호 파장과 같이, 작동중에 펌프 파장에 대한 조절이 이루어질 수 있다. 선택적으로, 펌프 파장은 모든 파장 세트에 대해 거의 최적인 성능을 제공하는 약 979nm 인 절충적인 파장으로 설정될 수 있다.

이와 유사하게, 적색 대역 증폭기를 위하여 도 2A에 나타난 바와 같이, 1555.7nm인 단일 파장에 대한 2개의 서로 다른 이득 세팅에 대한 이득 리플은 펌프 파장 조절에 의해 최소화될 수 있다.

단일 펌프로 펌프된 광학 증폭 매개물에 대해 펌프 파장을 튜닝하는 것에 부가하여, 또한, 펌프 파장 튜닝은 다중 펌프로 증폭 매개물의 펌핑에 연관하여 사용될 수 있다. 예를 들어, n파장이 증폭될 거라면, 모든 n파장에 대하여 이득 스펙트럼의 형상을 최적화하도록 모든 펌프의 펌프 파장이 선택된 상태로 n-1펌프가 사용될 수 있다. 선택적으로, 중간 수준의 최적화를 이루기 위해 펌프가 덜 사용될 수 있다. 순펌프 전력을 증가시키고 대리 가능성을 제공하기 위한 다중 펌프의 사용에 대한 논의가 1994년 CR Giles 등의 IEEE Phot Tech Let, 6권, 907-909페이지의 동시 파장-980nm 펌프 레이저의 안정화에 개재되어 있다.

Ⅱ. 펌프 파장 튜닝을 채용한 WDM 전송 시스템

도 13에 도시된 바와 같이, 송신기(11)와 수신기(10)사이에 전송되는 신호를 증폭하기 위해 섬유를 따라 이격되어 형성된 직렬의 광학 증폭기(13)를 포함하는 광섬유 형태인 전송 경로(12)를 통하여 WDM 수신기(10)는 WDM 송신기(11)와 광학적으로 연결된다.

송신기(11)는 통상 약 1525nm 내지 1570nm로 연장되는 대역내의 파장인 서로 다른 파장에서 작동하는 복수의 데이터 조절 공급원(14)(도면에는 용이한 설명을 위해 단지 4개의 공급원을 나타냄)을 갖는다. 또한, 단순화를 위해, 본 발명은 수신기와 송신기로 설명되었으나, 물론, 한 쌍의 트랜스시버가 사용될 수 있다.

이러한 파장은 파장 다중 송신기(15)를 통해 일반 전송 경로(12)위에서 다중 송신된다. 선택적으로, 송신기는 직렬의 증폭기(13)중 하나를 포함할 수 있다. 수신기는 송신기의 다중송신기에 대응하는 파장 디멀티플렉서(16)를 갖는다. 디멀티플렉서(16)의 출력은 연결된 탐지기(17)로 디멀티플렉싱된 개별 신호 채널을 공급한다. 이와 유사하게, 수신기는 디멀티플렉서의 상부에 위치된 선증폭기인 직렬의 증폭기(13)중 하나를 포함할 수 있다.

각각의 증폭기(13)는 바람직하게는 이의 레이저 다이오드가 시스템 또는 증폭기의 측정된 작동 파라미터에서 유도된 신호에 의해 적어도 부분적으로 온도가 동적으로 조절되는 레이저 다이오드로 펌프된 증폭 매개물을 포함한다.

도 14는 측정된 작동 파라미터가 펌프 레이저 다이오드 구동 전류인 증폭기(13)를 나타낸다. 선택적으로, 상기 증폭기는 광학적으로 도파하는 증폭 매기물(20)을 갖는다. 일반적으로, 이는 소정 길이의 에르븀 도포 광섬유로 구성된다. 상기 증폭 매개물은 다이오드 레이저 펌프 공급원(21)을 통해 펌프되고, 일반적으로 공급원은 약 980nm 파장에서 방출한다. 공급원(21)의 출력은 파장 증폭 커플러(22)를 통해 일반적인 전송 경로에 연결된다. 펌프 레이저 다이오드에 적용되는 구동 전류를 조절함으로써 증폭 매개물(20)의 총 이득은 안정화된다.

펌프(21)의 레이저 다이오드를 위한 구동 전류는 증폭기의 출력에서 광학 전력의 작은 부분을 분기시키는 광학 커플러(26)에서 오류 신호를 끌어내는 피드백 루프(25)에서 나온 제어 신호에 의해 조절되는 전류 제어기(24)에 의해 공급된다. 펌프의 레이저 다이오드는 예를 들어 펠티어 냉각기로 온도가 조절된다. 이러한 조절은 파장 제어 유닛(28)으로 구동되는 온조 제어기(27)에 의해 제공된다. 파장 제어 유닛(28)은 펌프 레이저 다이오드 구동 전류를 제공하는 전류 제어기(24)에서 입력을 받고, 레이저 다이오드가 비파장에서 방출하기 위하여 요구되는 구동 전류에 필요한 레이저 다이오드 온도 값을 결정하기 위해 저장된 데이터를 사용한다. 상기 데이터는 서로 다른 레이저 다이오드 온도 값에 대한 구동 전류의 함수로써 레이저 다이오드의 방출 파장을 구성함으로써 설치에 앞서 값이 얻어지는 룩업(look-up)표 형태로 저장될 수 있다. 이러한 값을 얻는 선택적인 방법은 감소된 측정점을 사용하고 필요한 작동점을 보간하는 것이다.

도 14의 증폭기는 펌프 레이저 다이오드 구동 전류를 레이저 온도 조절을 위한 조절 파라미터로 사용한다. 이러한 방법의 결점은 방출 파장, 구동 전류 및 온도사이의 관계는 레이저가 낡아져도 변하지 않는다고 가정하는 것이다. 이러한 문제점은 도 15의 증폭기로 해결된다.

도 15의 증폭기는 도 14의 증폭기와 같은 많은 요소를 갖고, 도 15의 이러한 요소는 도 14의 대응품에 대하여 채용된 동일한 참조 번호를 갖는다. 두 증폭기 사 이의 차이점은 도 14의 파장 제어 유닛(28)이 펌프(21)로부터 파장 다중 송신 커플러(22)로 제공된 광학 전력의 일부를 분기시키는 광학 커플러(32)에서 입력이 제공되는 광학 파장 판별기(31)의 출력에서 나온 오류 신호를 유출하고, 온도 제어기(27)의 작동을 조절하는 제 2 피드백 루프(30)로 대체되는 것이다. 레이저 다이오드의 전면에서 방출된 전력을 분기시키기 위해 광학 커플러(32)를 사용하는 대신, 판별기(31)로의 입력은 후면에서 방출된 전력에서 취해질 수 있다. 예를 들어, 광학 파장 판별기(31)는 두 개의 Mach Zehnders가 평행하게 배열되는 공지의 방법으로 구성될 수 있다. 이중 하나는 바람직한 방출 파장에 이의 특성이 중심을 두는 하강 모서리를 갖도록 구성되는 반면, 다른 하나는 상기 파장에 중심을 두는 상승 모서리를 갖도록 구성된다.

도 15의 증폭기는 펌프 레이저 다이오드의 파장 방출을 안정화하도록 작동한다. 이러한 방식으로, 이득 스펙트럼에서의 변화는 펌프 파장에서의 변화가 억압되는데 영향을 준다.끼친다. 이득 스펙트럼에서의 안정을 소망하는 주된 이유는 전송경로의 연속적인 증폭기에 의해 신호가 증폭될 때 만약 WDM 전송 시스템의 서로 다른 채널로 입력된 신호의 전력 수준이 점점 이질적으로 되도록 허용된다면, 발생하는 잡음비 문제를 피하여 신호를 측정할 수 있기 때문이다.

도 16의 증폭기는 방출 온도를 안정화하기 위해서가 아니라, 증폭기가 증폭한 두 개 또는 그 이상의 다중 송신된 신호 채널의 스펙트럴 대역에 나타나는 증폭기의 출력에서 전력의 불균형을 최소화하기 위해 펌프(21)의 레이저 다이오드의 온도를 조절한다. 도 16의 증폭기는 도 14의 증폭기의 파장 제어 유닛(28)과 피드백 루프(25)가 탐지기 유닛(40)과 마이크로프로세서(41)로 대체된 것을 제외하고 도 14의 증폭기와 동일한 요소를 갖는다.

광학 커플러(26)에 의해 증폭기의 출력에서 분기되어 탐지기 유닛(40)으로 이송된 신호는 각각의 WDM 채널 대역(λ1,λ2....λn)에서 탐지된 상대 전력을 통상 디지탈 형식으로 나타내는 마이크로프로세서에 분할 출력P(λ1), P(λ2)...P(λn)을 제공하기 위해 탐지된다.

이를 위하여, 탐지기 유닛(40)은 트랜스임피던스 증폭기가 후속하고 PIN 다이오드에서 끝나는 분할 섬유로 WDM 채널을 분리하는 WDM 디멀티플렉싱 필터에 의해 보조될 수 있다. 각 트랜스임피던스 증폭기의 전압 출력은 예를 들어, 1㎑에서 작동하는 컨버터에 의해 디지털 형태로 전환된다. 탐지기 유닛(40)의 기능에 대한 선택적인 실시가 미국 특허 No. 5,513,029에 개재되어 있고, 이는 각각의 WDM 채널에 파장 선택 필터 또는 다중 PIN 다이오드의 사용을 요하지 않고 각 채널에 존재하는 전력을 결정하기 위한 변경된 직각의 디더(dither)를 채용한다.

마이크로프로세서(41)는 펌프(21)의 전력 출력을 조절하기 위해 제 1 출력을 전류 제어기(24)에 제공하고, 펌프(21)의 레이저 다이오드 온도를 조절하기 위해 제 2 출력을 온도 제어기(27)에 제공하며, 이러한 방식으로 전력 수준P(λ1), P(λ2)...P(λn)의 일부 또는 전체에서 전력 불균형을 최소화하게 된다. 일반적으로, 이는 소정의 한계치를 초과하는 전력 수준P(λ1), P(λ2)...P(λn)에만 관계하도록 구성될 것이다. 따라서, 오류 조건 또는 고의로 정지되어 무효인 채널은 고려되지 않는다.

도 17의 전송 시스템에서, 전송 경로(12)의 최종 광학 증폭기는 수신기(10)의 일부로 포함되고, 도 16의 증폭기에 채용된 것과 본질적으로 동일한 종류의 온도 조절을 채용한다. 본 실시예에서, 마이크로프로세서의 출력은 단지 증폭기의 펌프의 레이저 다이오드의 온도 제어기를 제어하기 위해 사용된 것이 아니고, 시스템 관리 유닛(50)을 통하여 전송 경로(12)에 있는 모든 증폭기의 펌프(21)의 온도를 제어하기 위해 사용된다.

전술한 도 16에서 증폭기 유닛의 탐지기 유닛 형태는 3개의 기능을 수행하는 다중 PIN 다이오드를 채용한다. 먼저 이는 채널을 디멀티플랙싱하고, 그 다음 디멀티플랙싱된 채널을 분할하여 탐지한 다음, 최종적으로 탐지된 신호를 마이크로프로세서(41)로 입력하기 위한 전력 측정 신호로 전환시킨다. 도 17의 전송 시스템의 경우에 있어서, 이러한 기능중 처음의 두가지는 이미 디멀티플랙서(16)와 수신기의 탐지기(17)에 의해 각각 수행된 반면, 세 번째 기능은 마이크로프로세서(41)에 포함되었기 때문에 분할 탐지기 유닛(40)없이 수행될 수 있다.

도 17의 전송 시스템은 직렬의 최종 증폭기가 수신기에 위치되지 않고 수신기에서 물리적으로 떨어진 전송 경로의 소정 위치에 형성되었을지라도 본질적으로 동일한 방식으로 작동될 것이다. 이러한 상태에서, 이는 펌프 레이저 다이오드의 온도를 조절하기 위해 사용되는 최종 증폭기의 출력에서 서로 다른 스펙트럴 대역의 전력에서의 불균형이라고 하는 것보다, 전술한 대로 채용된 수신기에서의 불균형이라 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 특정 실시예가 기술되고 설명되었을지라도, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 펌프 파장을 선택하기 위한 전술한 특징에 부가하여, 시간이 지남에 따라 반도체 레이저의 작동 파장이 변할 수 있다는 사실이 선택 과정에서 포함될 수 있다. 따라서, 본래 적합하지 않은 펌프 파장이 선택될 수 있고, 따라서, 시간이 지남에 따라 최적화되지만, 가용기간 전반에 걸쳐 최적한 상태에서 과도하게 벗어나지는 않을 것이다.

이와 유사하게, 펌프 레이저의 출력 스펙트럼은 예를 들어, 모드 호핑(mode hopping)으로 인한 파동을 나타낼 수 있다. 이러한 현상을 최소화하기 위해, 이득 스펙트럼의 바람직한 형상에는 본질적으로 최적하지 않지만 펌프 레이저 파동에 상대적으로 둔감한 절충 펌프 파장을 선택할 수 있다.

다른 변경으로써, 예를 들어 서브 반송파 다중 송신을 채용한 시스템인 아나로그 광학 전송 시스템에서, 이득 경사도(즉, ΔG/Δλ)는 제어 실행을 선택하는 중요한 파라미터이다. 따라서, 이러한 경우에는, 전술한 기준 대신, 이득 경사는 펌프 대역내의 펌프 파장을 선택하기 위해 사용된 이득 스펙트럼의 특성으로 사용될 수 있다.

또 다른 변경으로써, 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템에서, 펌프 레이저 다이오드는 서로다른 파장을 갖을 수 있으나 이는 모두 허용된 윈도우내에 떨어져야 한다.

본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않는 다양한 다른 변경이 여기에 기술된 내용에 의해 당업계의 기술을 가진자에게는 명백할 것이다. 다음의 청구항은 그러한 변경, 변화 및 이에 동등한 것과 함께 여기 기술된 특정 실시예를 포함하기 위한 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 증폭기의 펌프 파장 튜닝과 파장 분할 다중 송신 시스템에서의 이의 사용에 의해 펌프 파장을 적절하게 제어함으로써 파장 대역내의 WDM 채널을 광학적으로 증폭하는 전송 시스템에서의 광학 증폭기의 작동을 원활하게 함과 아울러 손상을 방지할 수 있다.

펌프 파장 범위 선택

신호 파장 범위(nm)	펌프 파장 범위(nm)	설명
1540-1560	970-986	청색 대역에서 만큼 뚜렷하지 않은 적색 대역에서의 효과
1528-1565	970-977,981-986	보통
1528-1565	974-975,981-983	우수
1528-1565	974.5-975,982-983	최우수
1530-1565	970-977,981-986	보통
1530-1565	974-976,981-984	우수
1530-1565	974-975,982-983	최우수

펌프 파장의 범위 선택

신호 파장 범위(nm)	펌프 파장 범위(nm)	상위 및 하위 범위에서의 펌프 파장 윈도우	설명
1540-1560	970-986		청색 대역에서 만큼 뚜렷하지 않은 적색 대역에서의 효과
1528-1565	970-977,981-986	범위내의 모든 위치	평균
1528-1565	970-975,982-986	2nm 윈도우	양호
1528-1565	970-975,981-986	1nm 윈도우	우수
1528-1565	970-976,981-986	0.5nm 윈도우	최우수
1530-1565	970-977,981-986	범위내의 모든 위치	평균
1530-1565	970-977,981-986	2nm 윈도우	양호
1530-1565	970-977,981-986	1nm 윈도우	우수
1530-1565	970-977,981-986	0.5nm 윈도우	최우수

Claims

중심 파장이 있는 스펙트럼을 갖는 펌프 전력을 펌프 대역의 매개물에 공급하는 펌프와 광학 증폭 매개물로 구성된 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 조절하기 위한 방법으로서, 상기 광학 증폭기의 이득 스펙트럼의 형상을 변화시키기 위하여 펌프 대역 이내로 중심 파장의 값을 조절하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 조절하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 증폭기는 중심 파장을 갖는 스펙트럼을 갖는추가적인 펌프 전력을 펌프 대역내의 매개물에 공급하는 추가적인 펌프로 구성되고, 상기 방법은 광학 증폭기의 이득 스펙트럼의 형상을 변화시키기 위하여 펌프 대역 이내로 상기 추가적인 펌프 전력의 중심 파장 값을 조절하기 위한 추가적인 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 조절하기 위한 방법.
펌프 대역내에 있는 매개물에 중심파장을 갖는 스펙트럼을 갖는 펌프 전력을 제공하는 펌프와 광학 증폭 매개물로 구성되어 이득 스펙트럼을 갖는 광학 증폭기를 작동하는 방법에 있어서, 상기 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 제어하기 위해 펌프 대역 이내로 중심 파장 값을 조절하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 광학 증폭기의 이득 스펙트럼을 제어하기 위해 제공된 펌프 전력의 크기를 조절하는 것으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 펌프 전력의 크기가 펌프와 광학 증폭 매개물사이에 위치된 감쇠기를 사용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 중심 파장의 값이 2nm 이내로 제어되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 중심 파장의 값이 1nm 이내로 제어되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 중심 파장의 값이 0.5nm 이내로 제어되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
중심 파장이 있는 스펙트럼을 갖는 펌프 전력을 펌프 대역의 매개물에 공급하는 펌프와 광학 증폭 매개물로 구성되고, 이득 스펙트럼을 갖는 광학 증폭기를 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은 광학 증폭기에 신호 파장 세트를 제공하는 것과, 펌프 대역 이내로 펌프 중심 파장을 선택하는 것으로 구성되고, 상기 신호 파장 세트에 이득 스펙트럼을 제공하는 선택된 펌프 중심 파장은 펌프 파장 이내의 적어도 하나의 다른 펌프 중심 파장에 의해 산출된 이득 스펙트럼에 비유되는 적어도 하나의 표준에 기초된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 펌프 대역이 975nm 내지 985nm 사이의 파장으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 하나의 표준이 하나의 파장 영역에서의 이득 스펙트럼의 편평함으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 하나의 파장 영역이 1525nm 내지 1540nm 사이인 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 하나의 표준이 신호 파장 세트에 대한 이득 스펙트럼의 크기차를 감소시키는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 의 신호 파장 세트가 증폭기에 제공되고, 상기 하나의 표준이 제 1 신호 파장 세트에서 이득 스펙트럼의 크기차를 감소시키는 것과 제 2 신호 파장 세트에서 이득 스펙트럼의 크기차를 감소시키는 것 사이에서 절충하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 하나의 표준은 이득 스펙트럼에 대한 펌프의 노화 효과를 감소시키는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 펌프는 레이저이고, 하나의 표준은 이득 스펙트럼에 대한 모드 호핑 효과를 감소시키는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 하나의 표준은 동적 이득 경사 효과를 감소시키는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 증폭기는 이득을 편평하게 하는 필터로 구성되고, 상기 하나의 표준은 이득 스펙트럼에 대한 상기 필터의 효과로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 표준은 이득 스펙트럼의 기울기로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 광학 증폭기는 직렬의 광학 증폭기중 일부이고, 상기 하나의 표준은 직렬의 증폭기중 다른 증폭기의 증폭된 자연적 방출 효과로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
펌프 광 파장 관련 효과로 인해 차동 이득이 감소되도록 파장을 갖는 펌프 광 공급원을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개 또는 그 이상의 증폭기를 갖는 전송 시스템내에 에르븀 도포 실리카 광섬유 증폭기 펌핑 방법.
광섬유로 연결된 송신기와 수신기 및 상기 송신기와 수신기 사이에서 신호 채널을 증폭하기 위해 각각 펌프 광의 공급원을 갖으며 광섬유를 따라 위치된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법에 있어서, 상기 펌프 광 파장 관련 효과로 인한 차동 이득에의 영향이 감소되도록 공급원의 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
각각 펌프 광 공급원과 에르븀 도포 실리카 섬유로 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 방법은 974nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 983nm 범위 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 방법은 974.5nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm 범위 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 복수의 광학 증폭기는 파장이 1530nm 내지 1565nm 범위 이내에 있는 신호를 증폭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 26 항에 있어서, 상기 방법은 974nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 984nm 범위 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 26 항에 있어서, 상기 방법은 974nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm 범위 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
각각 예르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 986nm 범위 내의 2nm 파장대역 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
각각 예르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 1nm 파장대역 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
각각 예르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 광학 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 0.5nm 파장대역 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
파장이 1530nm 내지 1565nm 범위내에 있는 신호를 증폭하기 위해 각각 에르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 공급원으로 구성된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템을 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 2nm 파장대역 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 1nm 파장대역 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 방법은 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 0.5nm 파장대역 이내에 있는 공급원 파장을 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템 작동 방법.
반도체 레이저로 광학적으로 펌프되며 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는 광학 증폭기를 작동하는 방법에 있어서, 상기 이득 스펙트럼의 형상이 레이저 방출 파장의 동적 제어에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
반도체 레이저로 광학적으로 펌프되며 광학적으로 증폭하는 매개물을 갖는 광학 증폭기를 작동하는 방법에 있어서, 레이저로 증폭 매개물에 전달되는 펌프 전력의 크기를 제어하기 위해 피드백 제어 루프가 제어되고, 전달된 펌프 전력에서의 변화로부터 직접적으로 파생되는 방출 파장에서의 변화를 조절하기 위해 조절 수단이 채용되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 작동 방법.
각각 이득 스펙트럼을 나타내는 직렬의 레이저 다이오드로 펌프된 광학 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기와 광학적으로 연결되는 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에 있어서, 상기 증폭기 또는 시스템의 측정된 작동 파라미터에 대응하여 레이저 다이오드 펌프의 온도를 동적으로 조절함으로써 상기 증폭기중 적어도 하나의 이득 스펙트럼을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 37 항에 있어서, 각각 이득 스펙트럼을 나타내는 직렬의 레이저 다이오드로 펌프된 광학 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기와 광학적으로 연결되는 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에서, 상기 조절 방법은 증폭기의 이득 스펙트럼이 증폭기의 레이저 다이오드 펌프에 적용되는 구동 전류의 크기 변화에 대응하는 것을 특징으로 하는 증폭기의 이득 스펙트럼 조절 방법.
제 37 항에 있어서, 각각 이득 스펙트럼을 나타내는 직렬의 레이저 다이오드로 펌프된 광학 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기와 광학적으로 연결되는 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에서, 상기 조절 방법은 증폭기의 이득 스펙트럼이 증폭기의 레이저 다이오드 펌프의 방출 파장에서의 변화에 대응하는 것을 특징으로 하는 증폭기의 이득 스펙트럼 조절 방법.
제 37 항에 있어서, 각각 이득 스펙트럼을 나타내는 직렬의 레이저 다이오드로 펌프된 광학 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기와 광학적으로 연결되는 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에서, 상기 조절 방법은 증폭기가 신호의 증폭기에서 나온 전력 출력차에 대응하여 적어도 두 개의 파장 분할 다중 전송된 신호를 증폭하는 것을 특징으로 하는 증폭기의 이득 스펙트럼 조절 방법.
제 40 항에 있어서, 각각 이득 스펙트럼을 나타내는 직렬의 레이저 다이오드로 펌프된 광학 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기와 광학적으로 연결되는 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에서, 상기 조절 방법은 직렬로된 하나의 다른 증폭기의 레이저 다이오드 펌프의 온도를 동적으로 조절하기 위해 전력 출력차가 추가적으로 채용된 것을 특징으로 하는 증폭기의 이득 스펙트럼 조절 방법.
각각 이득 스펙트럼을 나타내는 직렬의 레이저 다이오드로 펌프된 광학 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 송신 전송 경로를 통하여 송신기와 광학적으로 연결되는 수신기를 갖는 파장 분할 다중 송신 전송 시스템에서, 수신기에 의해 송신기로부터 받은 두 개의 파장 분할 다중 송신된 신호사이의 수신기에서의 전력 출력 차이에 대응하여 상기 증폭기중 적어도 하나의 펌프 레이저 다이오드의 온도를 동적으로 조절함으로써 이득 스펙트럼을 조절하는 것을 특징으로 하는 시스템의 이득 스펙트럼 조절 방법.
a)증폭 매개물을 제공하는 단계;

b)중심 파장을 갖는 스펙트럼을 갖는 펌프 전력을 제공하기 위해 펌프 대역내의 증폭 매개물에 펌프를 제공하는 단계; 및,

c)이득을 편평하게 하는 필터를 제공하는 단계로 구성되고, 이득 스펙트럼을 갖는 광학 증폭기 제조 방법에 있어서, 상기 이득을 편평하게 하는 필터와 펌프가 펌프 대역내의 중심 파장 값에 대한 조절이 증폭기의 이득 스펙트럼을 조절하기 위해 사용될 수 있음에 따라 이득 스펙트럼이 하나의 표준에 일치하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 제조 방법.
제 1 항, 제 3 항, 제 9 항 및 제 43 항에 있어서, 상기 광학 증폭 매개물은 에르븀 도포 광학 도파관 섬유이고, 상기 펌프는 980nm 대역에서 작동하는 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 광학 증폭기 제조 방법.
광학 증폭 매개물; 펌프 대역에 있는 매개물에 중심 파장을 갖는 스펙트럼을 갖는 펌프 전력을 제공하는 펌프 및, 이득 스펙트럼의 형상을 조절하기 위해 펌프 대역 이내로 중심 파장 값을 제어하기 위한 수단을 포함하고, 이득 스펙트럼을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 45 항에 있어서, 상기 광학 증폭기는

a) 펌프 대역내에 있는 매개물에 중심 파장을 갖는 스펙트럼을 갖는 추가적인 펌프 전력을 제공하는 추가적인 펌프;

b) 이득 스펙트럼의 형상을 제어하기 위해 펌프 대역 이내로 상기 추가적인 펌프의 중심 파장 값을 제어하기 위한 추가적인 제어수단으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 45 항에 있어서, 상기 광학 증폭기는 이득 스펙트럼의 형상을 제어하기 위해 매개물에 제공되는 펌프 전력의 크기를 조절하기 위한 수단이 더 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 47 항에 있어서, 상기 매개물에 제공된 펌프 전력의 크기를 제어하기 위한 수단은 펌프와 광학 증폭 매개물과 펌프사이에 위치된 감쇠기로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 45 항에 있어서, 상기 광학 증폭기는 이득을 편평하게 하는 필터로 더 구성된 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 45 항에 있어서, 상기 광학 증폭 매개물은 에르븀 도포 광학 도파관 섬유이고, 펌프는 980nm 대역에서 작동하는 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
반도체 레이저로 광학적으로 펌프된 광학적 증폭 매개물을 갖는 광학 증폭기로서, 상기 증폭기는 레이저 방출 파장을 동적으로 제어함으로써 이득 스펙트럼의 형상을 조절하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
반도체 레이저로 광학적으로 펌프된 광학적 증폭 매개물을 갖는 광학 증폭기로서, 상기 증폭기는 레이저에 의해 증폭 매개물로 전달된 펌프 전력의 크기를 조절하기 위한 피드백 수단과, 전달된 펌프 전력에서의 변화에 직접적으로 기인하는 방출 파장에서의 변화를 수정하는 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 증폭기.
온도가 증폭기의 측정된 작동 파라미터에서 유도된 신호에 의해 적어도 부분적으로 동적으로 조절되는 레이저 다이오드로 광학적으로 펌프된 광학적 증폭 매개물을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 53 항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 레이저를 통하여 흐르도록 된 구동 전류에 대응하여 빛을 방출하고, 상기 작동 파라미터는 상기 구동 전류인 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
제 53 항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 상기 작동 파라미터에 해당하는 파장에 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 광학 증폭기.
광섬유로 연결된 송신기와 수신기, 및 상기 송신기와 수신기 사이에서 신호 채널을 증폭하기 위해 상기 광섬유를 따라 위치된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템에 있어서, 상기 각 증폭기는 펌프 광 파장 관련 효과가 감소되기 때문에 파장이 차동 이득에 영향을 주는 펌프 광 공급원을 갖는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 56 항에 있어서, 상기 펌프 광 공급원이 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
각각 에르븀 도포 실리카 섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 58 항에 있어서, 상기 공급원의 파장이 974nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 983nm 범위 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 58 항에 있어서, 상기 공급원의 파장이 974.5nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm 범위 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 58 항에 있어서, 상기 복수의 광학 증폭기는 파장이 1530nm 내지 1565nm 범위 이내에 있는 신호를 증폭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 61 항에 있어서, 상기 공급원의 파장이 974nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 984nm 범위 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 61 항에 있어서, 상기 공급원의 파장이 974nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 983nm 범위 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
각각 에르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 975nm 또는 982nm 내지 986nm 범위 내의 2nm 파장대역 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
각각 에르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 975nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 1nm 파장대역 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
각각 에르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 0.5nm 파장대역 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
각각 에르븀 도포 실리카 광섬유와 펌프 광 공급원으로 구성되고, 파장이 1530nm 내지 1565nm 범위에 있는 신호를 증폭하기 위해 구성된 복수의 증폭기를 갖는 전송 시스템에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 2nm 파장대역 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 67 항에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 977nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 1nm 파장대역 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 67 항에 있어서, 상기 공급원의 파장이 970nm 내지 976nm 또는 981nm 내지 986nm 범위 내의 0.5nm 파장대역 이내에 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.