KR100194421B1 - 광섬유증폭기 - Google Patents

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터를 가지는 전단 광섬유증폭기에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과재

신뢰성이 향상되고 파장천이를 최소화 할 수 있는 광가변필터를 가지는 광섬유증폭기를 제공함에 있다.

3. 발명의 해결방법의요지

전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변핀터에 있어서, 역류하는 광을 차단하기 위한 광아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 특정 파장대역만을 통과시키는 것을 요지로 한다.

4. 발명의 중요한 용도

광가변필터를 가지는 광섬유증폭기에 이용한다.

Description

광섬유증폭기

제1도는 종래의 기술에 따른 협대역 파장대의 광가변필터를 사용한 전단 광섬유증폭기를 보인 도면.

제2도는 본 발명에 따른 광대역 파장대의 광가변필터를 사용한 전단 광섬유증폭기를 보인 도면.

제3도는 본 발명에 따른 인라인 광대역 광필터의 구조를 보인 도면.

제4도는 본 발명에 따른 또 다른 인라인 광대역 광가변필터의 구조를 보인도면.

제5도는 본 발명에 따른 광아이솔레이터에 내장된 광가변필터 복합소자를 보인 도면.

본 발명은 광전송장비의 수신단에 사용되는 전단 광섬유증폭기에 관한 것으로, 특히 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터를 가지는 전단 광섬유증폭기에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 광전송장비의 수신단에 사용되는 전단 광섬유증폭기협대역으로 조절 가능한 광가변필터를 사용하여 광송신부의 광원파장과 일치하도록 필터 파장을 가변시켜 사용하고 있다.

상기 광가변필터를 가변시키는 방법에 따라 스팩트럼 분석기를 이용하여 수동적으로 가변시키는 방법과 광송신부의 광원 파장 변환에 정합되도록 자동적으로 필터를 가변시키는 방법(Auto-Tracking방법)을 사용하여 왔다.

최근에는 광섬유 격자형 필터(fiber Grating Filter)를 광섬유 증폭기에 사용하기도 한다.

상기한 수동적으로 가변시키는 광필터가 내장된 광섬유 증폭기가 광전송망에설치될 때 광송신부의 신호파장대를 스펙트럼 분석기로 측정하여 광필터의 파장대역으로 맞추어 사용된다. 또한 상기한 자동적으로 트랙킹 하는 방법은 광원의 파장을 광섬유증폭기내에서 인지하고 피터 파장대역을 자동적으로 맞추어 가는 방법으로 그 구현이 어렵고 이러한 자동 트랙킹을 적용한 광섬유증폭기는 상품화되지 않고 있다.

또한, 광섬유 격자형 필터는 강하고 짧은 레이저를 광섬유에 작은 격자 간격으로 입사시켜 특정한 파장의 빛만을 반사시키거나, 제거하는 특성을 갖도록 만든다. 이는 광섬유의 코어일부가 게르마니아로 구성된 특성을 이용한 것으로 자외선에 강한 흡수를 가지느 게르마니아가 간섭무늬 모양의 레이저 빛에 노출되면 코아 내부의 굴절율 변화가 생겨 자체내에 격자가 형성되고 이것이 필터 역할을 해준다. 하지만 전송장비 광원파장별 광섬유 격자형 필터가 제작되어야 하고 상대적 광손실이 크다.

제1도는 종래의 기술에 따른 협대역 파장대의 광가변필터를 사용한 전단 광섬유증폭기를 보인 도면이다. 제1도를 참조하면, 광송신부의 신호를 입력으로 하는 입력단탭 1a, 제1과아이솔레이터 2a, 광파장결합기 3, 회로류원소의 일종인 어븀 Er이 첨가된 광섬유 4, 제2광아이솔레이터 2, 광전변환기 6, 펌퍼광원 7, 자동가변장치 및 전기회로 20, 펌퍼 광원 구동 및 감시회로 8, 광전변환기 6, 광가변필터 21, 출력단탭 1로 이루어진다.

종래의 이러한 협대역 파장대의 광가변필터 21을 사용한 광섬유증폭기는 장기적으로 광가변필터의 파장대를 유지하지 못하고 파장이 nm급으로 변화하는 파장천이 현상이 발생한다.

또한, 통신신호의 광원 자체의 파장 변화가 심하므로 장기적인 신뢰성을 요구하는 광통신망에는 종래의 협대역 파장대 방식은 부적합한 방법이며 또한 구현방법이 매우 복잡하다.

즉, 수동적인 방법 혹은 자동적으로 광송신기 광원의 중심파자에 협대역 광가변필터의 중심파장값을 거래단위로 맞추어 사용하여야만 하는 문제점이 있다.

그리고, 파장대역을 자동조절하는 오토 트래킹 방법은 광가변필터가 자동적으로 광원 파장에 맞게 소형 회전 모터를 사용하므로 광가변필터 장치물의 크기가 EDFA모듈보다 크므로 전송장비팩에 고밀도의 실장이 어렵고 필터 자체의 노후회에 따른 파장값 부정합 현상 및 회전 모터를 구동시키는 전기회로의 조정전압값 변환에 따른 필터파장의 미세변화가 광섬유증폭기의 장기 신뢰서에 문제가 된다.

또한, 저 전압의 압전 발동기 (Piezoelectric Actuator)원리로 기공 공간조절을 이용한 가변 필터(Tunable Fabry-perot Etaol Filter)는 전기적인 히스테리시스 현상으로 전기회로의 전압값 변동에 따라 출력파장이 미세하게 변화하게 되면 광섬유 증폭이득 특성이 변하게 된다.

상술한 광섬유 격자형 필터는 광섬유의 코아 일부가 게르마니아로 구성된 특성을 이용한 것으로 자외선에 강한 흡수를 가지는 게르마니아가 레이저 빛에 노출이 되면 코아내부의 굴절율 변화가 생겨 광섬유 자체에 격자가 형성되고 이것이 광필터 역할을 해주는 것으로 반사 및 Cross Talk손실이 발생되고 광섬유증폭기내에 사용되는 고출력 펌프 LD에 의해 게르마니아가 2차 확산되어 초기 협대역 광필터 기능이 장기적으로 떨어지게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 신뢰성이 향상되고 파장천이를 최소화 할 수 있는 광가변필터를 가지는 광섬유증폭기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 소비전력을 최소화하고 안정된 동작을 수행하기 위한 광가변필터를 가지는 광섬유증폭기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터에 있어서, 역류하는 광르 차단하기 위한 광아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 특정 파장대역만을 통과시키는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 광대역 파장대의 광가변필터를 사용한 전단 광증폭리를 보인 도면이다. 제2도를 참조하면, 광송신부의 신호를 입력으로 하는 입력단탭 1a, 제1광아이솔레이터 2a, 광파장결합기 3, 흐토류원소의 일종인 어븀 Er이 첨가된 광섬유 4, 제2광아이솔레이터 2, 광전변환기6, 펌퍼광원 7, 펌퍼 광원 구동 및 감시회로8, 광대역 광가변필터 5, 출력단탭 1로 이루어지다.

광대역 광가변필터 5를 광섬유증폭기에 적용하는 방법은 광대역 간섭필터 자체의 광부품을 인라인(In-Line)형으로 제작하여 광섬유 증폭기내 연결 사용할 때에 광아이솔레이트 2와 광탭(Tap) 1 사이에 융착접속하여 사용하거나 하기 설명할 제4도처럼 광아이솔레이트 2의 구성부품인 렌즈에 간섭형 광필터 코팅을 하여 광필터와 광이솔레이트기능을 동시에 갖은 부품을 제작하여 광섬유 증폭기내에 구성할 수 있다.

광대역 광필터를 사용함으로써 광전송장비 송신단 광원 파장에 관계없이 사용 가능하게 1530-1560nm의 파장이 통과되도록 개발된 광가변필터를 적용한 고아섬유 증폭기를 전단 광섬유 증폭기(pre-Amp)로 사용 할 수 있다.

광섬유증폭개에 광대역 간섭필터를 사용하여 1540-1560nm파장범위에 있는 광신호를 증폭하되1520nm-1560nm파장의 큰 증폭을 갖은 ASE신호를 제거하여 원활한 통신이 가능하다.

제3도는 본 발명에 따른 인라인 광대역 광필터의 구조를 보인 도면이다.

제4도는 본 발명에 따른 또 다른 인라인 광대역 광가변필터의 구조를 보인도면이다. 제3, 4도를 참조하면, 전단 고아섬유 증폭기내에 실장되는 광대역 광필터5를 2개의 광페롤 10과 1개의 슬리브 11로 접속되는 광콘넥티 사이에 폴리버재질의 필림에1540-1560nm파장이 통과되도록 옥사이트 계열의 반복되는 산화물층으로 Sio₂나 Tio₂를 사용하여 여러 개의 층을 만들고 굴절율을 조절하고, 광축정렬를 하여 본체12에 패키징시킨 것이며 또 다른 제조방법은 1개의 페롤 10 중간에 필림형재의 광대역 필터 13을 내장시킨 것이다.

제5도는 본 발명에 따른 광아이솔레이트에 내장된 광가변필터 복합소자를 보인 도면이다. 제5도를 참조하면, 기존 광아이솔레이트 2를 광섬유 증폭기에 실장하여 피반사되어 역류하는 광을 차단하는 것으로 Er첨가 광섬유 등에 사용되는 광아이솔레이트 및 광필터 복합소자를 만들어 광섬유증폭기에 사용한 복합소자를 만들어 과섬유증폭기에 사용한 복합소자 구성도이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 광대역 광필터를 사용하므로써 전단 광섬유증폭기의 증폭효율은 협대역 광필터를 사용한것보다 떨어지나 협대역 광필터를 사용하더라도 신호출력이+10dBm 수준의 광감쇠기를 사용할 때켜 신호출력이 큰 증폭이득을 감쇠시켜 전송장비 수신단 수광소자의 성능에 맞추어져야 한다. 따라서 증폭효율은 문제시 되지 않으며 협대역 광필터의 가변파장대를 광원과 일치시키는 신뢰성 문제를 광대역 광필터를 사용하므로써 개선이 가능하다.

또한, 협대역 필터 자동 가변장치 및 전기회로에 사용되는 소비전력을 대폭 감소시킬 수 있으며 광섬유 증폭기의 전기회로를 간소하게 할 수 있어 회로 안정도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터에 있어서 : 역류하는 광을 차단하기 위한 광아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 약 1540-1560nm의 특정 파장대역만을 통과시키는 것을 특징으로 하는 광섬유증폭기의 광가변필터.
2. 전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터에 있어서 : 역류하는 광을 차단하기 위한 과아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 특정 파장대역만을 통과시키며 광대역 간섭형으로 코팅된 필터를 가지는 것을 특지으로 하는 광섬유 증폭기의 광가변필터.
3. 전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터에 있어서 : 역류하는 광을 차단하기 위한 광아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 특정 파장대역만을 통과시키며, 광페롤과 슬리브사이에 내장되거나 혹은 광페롤 단면에 직접 코팅되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기의 광가변필터.
4. 전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터에 있어서 : 역류하는 광을 차단하기 위한 광아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 특정 파장대역만을 통과시키며 하나의 페롤에 홈을 만들어 광필터를 내장하는 것을 특징으로 하는 광섬유증폭기의 광가변필터.
5. 전단 광섬유 증폭기의 출력파장을 광송신부의 광원파장과 일치시키기 위한 광가변필터에 있어서 : 역류하는 광을 차단하기 위한 광아이솔레이터와 출력신호 세기를 감시하기 위한 출력단 탭 사이에 접속하고 특정 파장대역만을 통과시키며 필터코팅되고 광아이솔레이트 기능과 광대역 광필터 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유증폭기의 광가변필터.