DE19632362A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers

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    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Rauschzahl eines optischen Verstärkers, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche eine Phasen-Differenzanpassung schnell, einfach und mit hoher Präzision ausführen können.
Lichtverstärker, welche eine optische Faser verwenden, welche ein seltene-Erde-Element, wie Erbium (Elementsymbol Er) (welche hier im weiteren als seltene-Erde-dotierte-Faser bezeichnet wird) enthält, und optische Verstärker, welche ein optisches-Halbleiter- Verstärkungs-Element verwenden, sind allgemein bekannt. Bei derartigen optischen Verstärkern existiert eine Rauschzahl als Parameter, welcher ihre Leistung bestimmt und es wurden jeweils Verfahren und Vorrichtungen zum Messen dieser Rauschzahl entwickelt.
Bei der Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers wird ein gepulstes Laserlicht mit einer Periode, welche wesentlich kürzer ist als die Emissions-Lebensdauer des Verstärker-ASE-Lichts (= amplifier spontaneous emission light = spontan-Emissions-Licht des Verstärkers) dem zu messenden optischen Verstärker als input eingegeben, und das output-Licht vom optischen Verstärker dann gemessen. Dies beinhaltet die Messung der fotoelektrischen Leistung PASE des verstärkten, spontan-emittierten Lichts von dem Zeitbereich, in welchem das input-Laserlicht nicht existiert, und die fotoelektrische Leistung (PAMP + PASE), welche die Summe der fotoelektrischen Leistung PASE und der fotoelektrischen Leistung PAMP des verstärkten Laserlichts ist, in dem Zeitbereich, in welchem das Laserlicht existiert. Der Rauschfaktor (= noise factor = NF) ergibt sich dann durch Ersetzen der jeweils gemessenen Werte in der folgenden Gleichung:
NF = (PASE /h * ν * A * BO) + 1 /A (1).
Dabei ist h die Plancksche Konstante, ν die optische Frequenz des dem zu messenden optischen Verstärkers als input eingegebenen input Laserlichts, A die Verstärkung des optischen Verstärkers und BO die Übertragungsbandbreite des Meßinstruments, welches zur Messung der fotoelektrischen Leistung PASE des spontan emittierten Lichts verwendet wird.
Die Verstärkung (gain) A des optischen Verstärkers wird durch die folgende Gleichung angenähert:
A ∼ (PAMP - PASE)/ PIN (2)
wobei PIN die fotoelektrische Leistung des am optischen Verstärker als input eingegebenen Laserlichts ist.
Mit der oben erwähnten Rauschzahl-Meßvorrichtung wird das gepulste Laserlicht, welches dem optischen Verstärker als input zugeführt wird, als output ausgegeben, nachdem es durch die interne seltene-Erden-dotierte-Faser verzögert wurde, von deren Länge die Verzögerungszeit abhängt. Da bei einzelnen optischen Verstärkern die Länge der seltenen-Erde-dotierten-Faser unterschiedlich ist, wird diese Verzögerungszeit einen unterschiedlichen, vom optischen Verstärker abhängenden Wert aufweisen. Folglich wird beim Messen der Rauschzahl die Gesamt- Verzögerungszeit einschließlich der Verzögerung aufgrund der optischen Faser, welche die Rauschzahl-Meßvorrichtung mit dem optischen Verstärker verbindet, vorher gemessen. Die Phase des oben erwähnten output-Lichtimpulses wird dann relativ zur Schaltphase des gepulsten Laserlichts justiert, so daß das output- Licht des optischen Verstärkers in Zeitbereiche, in welchen kein Laserlicht vorhanden ist und in Zeitbereiche in welchen Laserlicht vorhanden ist, unterteilt, und dann als output ausgegeben.
Mit der oben erwähnten Rauschzahlmeßvorrichtung wird die Phasenjustierung (Phasenanpassung) zwischen der Schaltphase des gepulsten Laserlichts und dem Puls des output Lichts des optischen Verstärkers folgendermaßen ausgeführt:
Der Puls zum Modulieren und Ausgeben (als output) des output- Lichts vom optischen Verstärker wird synchronisiert mit dem Puls­ input zum optischen Verstärker zur Modulierung des kontinuierlich ausgegebenen Laserlichts. Die maximale fotoelektrische Leistung und die minimale fotoelektrische Leistung werden dann unter den optischen Signalen für eine Modulationsperiode detektiert, welche durch sukzessives Erhöhen der Phasendifferenz zwischen den zwei Pulsen erhalten werden. Die fotoelektrische Leistung des verstärkten Laserlichts und des spontan-emittierte Licht, und die fotoelektrische Leistung des spontan emittierten Lichts werden dann jeweils gemessen und die Phase der Pulse justiert. Zu diesem Zeitpunkt muß dann die Phase der Pulse, um die Rauschzahl des optischen Verstärkers mit hoher Präzision zu messen, auf einen Optimalweft mit minimaler Auflösung innerhalb der möglichen settings (oder Einstellungen) gesetzt werden. Folglich ist aufgrund der Phasenjustierung, da die Phase des Pulses durch das minimal- Phasen-setting, welches sich über eine einzelne Modulationsperiode erstreckt, variiert wird, während der output des optischen Verstärkers gemessen wird, die Anzahl der Phasen-settings für die Justierung beträchtlich und die Setz-Zeit ist auch lang.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Rauschzahl eines optischen Verstärkers zu schaffen, welches bzw. welche schnell, einfach und präzise die Anpassung der Verzögerung des output-Signals vom optischen Verstärker aufgrund einer selten-Erde-dotierten- Faser innerhalb des optischen Verstärkers und der optischen Faser für input/output des optischen Signals zum/vom optischen Verstärker ausführen können, und welches bzw. welche präzise die Rauschzahl messen kann.
Zur Lösung der obigen Aufgaben umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers, wobei ein optisches-Puls-Signal produziert wird durch Modulation eines kontinuierlichen Laserlichts mittels eines ersten Pulses mit einer Periode, welche ausreichend kürzer ist als die Atom- Lebensdauer (oder Aufenthaltszeit) einer seltene-Erden-dotierten- Faser im oberen Energiezustand einem zu messenden optischen Verstärkers eingegeben wird, und ein output-Signal vom optischen Verstärker moduliert wird durch einen zweiten Puls, der synchronisiert ist mit dem ersten Puls und eine Phasendifferenz relativ zum ersten Puls aufweist, welche optional oder eigens gesetzt werden können, so daß die Rauschzahl des optischen Verstärkers basierend auf der maximalen fotoelektrischen Leistung und der minimalen fotoelektrischen Leistung des gemessenen optischen Signals gemessen werden kann, folgendes:
Änderung der Phasendifferenz zwischen dem ersten Puls und dem zweiten Puls, und Suchen nach einer Phasendifferenz, bei welcher das optische Signal einen minimalen fotoelektrischen Leistungswert ergibt, basierend auf den geänderten Phasendifferenzen und der fotoelektrischen Leistung des bei diesen Phasendifferenzen auftretenden Lichtsignals; Justieren der Phase des zweiten Pulses relativ zum ersten Puls, was die Phasendifferenz ergibt, welche durch die Suche und Messung des minimalen fotoelektrischen Leistungswertes erhalten wird, dann Berechnung einer Phasendifferenz, wobei das optische Signal die maximale fotoelektrische Leistung ergibt basierend auf der Phasendifferenz, welche durch die Suche erhalten wird; und Justierung der Phase des zweiten Pulses relativ zum ersten Puls, was die berechnete Phasendifferenz ergibt, und Messung des maximalen fotoelektrischen Leistungswertes.
Mit dem oben angegebenen Verfahren zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers wird die Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Pulsen verändert, und dann die Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Pulsen, welche den minimalen fotoelektrischen Leistungswert des mit einem optischen Puls modulierten optischen Signals, welches vom optischen Verstärker ausgegeben wird, ergibt, wird gesucht basierend auf den geänderten Phasendifferenzen und der fotoelektrischen Leistung des Lichtsignals, welches bei den geänderten Phasendifferenzen auftritt.
Derart kann die Anzahl von Phasen-settings signifikant reduziert werden im Vergleich zum herkömmlichen Fall, wobei der minimale Leistungswert des optischen Signals gesucht wird durch Veränderung der Phasen-settings eines nach dem anderen über eine einzelne Modulationsperiode mit der Phasenjustierung am Ort des minimal-Phasen-settings (Setting = Setzen).
Deshalb kann die Verzögerung des output-Signals vom optischen Verstärker aufgrund der selten-Erden-dotierten-Faser innerhalb des optischen Verstärkers und der optischen Faser zum input/output des optischen Signals in den/von dem optischen Verstärker schnell, einfach und präzise justiert werden, wodurch die Meßzeit für die Rauschzahl erheblich reduziert werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
Fig. 1 als Blockdiagramm den Aufbau einer Vorrichtung zum Messen der Rauschzahl eines optischen Verstärkers gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2A-2E, eine grafische Darstellung, welche das timing (= zeitliche Abfolge oder die zeitliche Anordnung) von Pulsen in den unterschiedlichen Bereichen in der optische-Verstärker-Rauschzahl-Meßvorrichtung verdeutlicht,
Fig. 3 als graphische Funktionsdarstellung die Charakteristiken (= Kurvenverläufe) der fotoelektrischen Leistung des optischen Signals in der Vorrichtung zum Messen der Rauschzahl eines optischen Verstärkers, welche erhalten werden, wenn die Phase eines zweiten Pulses, der synchronisiert ist mit einem ersten Puls, variiert wird,
Fig. 4 ein Diagramm zur Beschreibung eines Algorithmus, der verwendet wird, wenn eine Phasenjustierung in der Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers ausgeführt wird,
Fig. 5 ein weiteres Diagramm zur Beschreibung eines Algorithmus, der verwendet wird, wenn eine Phasenjustierung in der Vorrichtung zum Messen der Rauschzahl eines optischen Verstärkers ausgeführt wird,
Fig. 6 noch ein weiteres Diagramm zum Beschreiben eines Algorithmus, der verwendet wird, wenn Phasenjustierung in der Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers ausgeführt wird,
Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung von Einzelheiten des Algorithmus und
Fig. 8 ein weiteres Flußdiagramm, welches Einzelheiten des Algorithmus beschreibt.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt als Blockdiagramm den Aufbau einer Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 ist die Lichtquelle 1 eine DFB-LD (DFB-LD = Distributed-Feedback-Laser-Diode), welche kontinuierlich einen Laserstrahl A im 1,55 Mikrometer-Band erzeugt. Ein optischer Schalter 2 ändert den Laserstrahl A in ein Licht-Puls-Signal C mit einer Periode von einer Mikro-Sekunde und einem duty ratio (= Tastverhältnis) von 50% unter Verwendung eines Pulses (= Impulses) B, welcher von einer Steuereinrichtung 3 zugeführt wird, und gibt dies als output an einen optischen Verstärker 4 (das Objekt der Messung) weiter. Der optische Verstärker 4 ist von einem Typ, welcher eine Er+3-dotierte Faser mit einem Pumpen von 1,48 Mikrometer verwendet. Der optische Verstärker 4 verstärkt das Licht-Puls-Signal C und gibt dieses als output in Form eines optischen Signals D aus.
Der Puls B, das Licht-Puls-Signal C und das optische Signal D werden nun mit Bezug auf Fig. 2 erläutert. In Fig. 2 wird die Periode des Pulses B (dies bezieht sich auf (a) in Fig. 2) auf eine Mikrosekunde gesetzt, so daß sie ausreichend kürzer als die spontan-emissions-Lebensdauer (einige wenige Mikrosekunden- Vielfache von 10 Mikrosekunden) der Er+3-dotierten Faser ist. Hinsichtlich des Licht-Puls-Signals G (dies bezieht sich auf (b) in Fig. 2) ist ein Zeitintervall T1 das Intervall, in welchem das Laserlicht existiert, und ein Zeitintervall T2 ein Intervall, in welchem kein Laserlicht existiert. Das optische Signal D (dies bezieht sich auf (c) in Fig. 2) wird als output ausgegeben nach dem Auftreten einer Zeitverzögerung Ta, welche z. B. zur Länge der optischen Faser im optischen Verstärker 4 korrespondiert. Mit dem optischen Signal D werden das verstärkte Laserlicht und das spontan-emittierte-Licht als output während des Zeitintervalls T1 ausgegeben, während innerhalb des Zeitintervalls T2 nur das spontan-emittierte-Licht als output ausgegeben wird. Dies bedeutet, daß während des Zeitintervalls T1 die fotoelektrische Leistung des optischen Signals D die Summe der fotoelektrischen Leistung PAMP des verstärkten Laserlichts und der fotoelektrische Leistung PASE des Spontan-emittierten-Lichts (PAMP + PASE) ist, während innerhalb der Zeitperiode T2 dies nur die fotoelektrische Leistung PASE des spontan-emittierten-Lichts ist.
Wie Fig. 1 zeigt, moduliert ein optischer Schalter 5 das optische Signal D mittels eines Pulses G, welcher als output von der Steuereinheit 3 ausgegeben wird und gibt dies dann als optisches Signal H aus. Eine O/E-Wandlereinheit 6 (O/E kann für optisch/elektrisch stehen) detektiert die Leistung PO des optischen Signals H und gibt ein elektrisches Signal als output an die Steuereinrichtung 3.
Im folgenden wird die Justierung der Phase zwischen dem Puls B und dem Puls G, welche aufgrund der Verzögerung Ta des optischen Signals D erforderlich ist, beschrieben.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel der gemessenen fotoelektrischen Leistung des optischen Signals H, wenn die Phasendifferenz zwischen dem Puls B und dem Puls G sukzessive über eine Periode von einer Mikrosekunde variiert wird. Mit dem Phasen-setting (oder Setzen der Phase) der Pulse B und G wird, da die Periode der Pulse eine Mikrosekunde ist, dann, wenn der minimum-setting-Ort der Phasendifferenz zwischen den Pulsen, 15,625 ns ist, dies 1µs/15,625ns = 64 ergeben. Daher ist das Setzen einer 64-Muster- Phase (also in einer Phase mit einer Auflösung von 64 Teilen) möglich. In Fig. 3 wird TMAX, welches die Verzögerungszeit bezeichnet, die die maximale fotoelektrische Leistung ergibt, verwendet als Phasendifferenz zur Messung der fotoelektrischen Leistung des Laserlichts und des spontan-emittierten-Lichts, während TMIN, welches die Verzögerungszeit bezeichnet, die die minimale fotoelektrische Leistung ergibt, verwendet wird als Phasendifferenz zur Messung der fotoelektrischen Leistung des spontan-emittierten-Lichts. Im allgemeinen sind die Verzögerungszeit TMAX und die Verzögerung Ta des optischen Signals D etwa gleich (s. (c) und (d) in Fig. 2).
Zur Bestimmung von TMAX und TMIN können, weil | TMAX - TMIN| = 500ns (die Hälfte der 1-Mikrosekunden-Periode), TMIN und TMAX erhalten werden durch Bestimmung von nur einem Wert und Korrektur mit der halben Periode. In Fig. 3 liegt, verglichen mit der flachen Kurve nahe dem Maximalwert, ein scharfer Abfall nahe dem Minimalwert vor. Daher kann präzise Phasenjustierung ausgeführt werden durch Suchen nach und Bestimmen der Phasendifferenz TMIN am Minimum.
Ein Algorithmus für die oben beschriebene Phasenjustierung verwendet das Beispiel, in welchem die Charakteristiken der fotoelektrischen Leistung relativ zur Verzögerungszeit derart wie in Fig. 3 gezeigt sind. Dies wird mit Bezug auf Fig. 4 bis Fig. 6 erläutert. Zuerst werden die Leistungswerte LL1, LR1 und LM1(was sich auf Fig. 4 bezieht), die bei den jeweiligen Phasendifferenzen auftreten, jeweils gemessen bei TL1, wenn die Phasendifferenz des Pulses B und des Pulses G 0 sind, bei TR1, wenn die Phasendifferenz des Pulses B und des Pulses G (1µs - 15,625ns) ist und bei einer Zentralphasendifferenz TM1 zwischen TL1 und TR.
Die Größenbeziehung zwischen dem Leistungswert LM1 bei TM1 und dem Leistungswert LL1 bei TL1 wird dann beurteilt und die positive oder negative Steigung der Kurve bei TM1 wird untersucht durch Erhöhen der Phasendifferenz (15,625 ns) um einen einzelnen Schritt von TM1, während der Leistungswert gemessen wird, und Beurteilung der Größenbeziehung zwischen dem gemessenen Leistungswert und LM1 Wenn der Leistungswert größer als LM1ist, ist die Steigung der Kurve bei TM1positiv, während, wenn er kleiner ist als LM1, die Steigung der Kurve bei TM1 negativ ist.
Danach wird die Behandlung von Bedingungen wie unten gezeigt ausgeführt in Abhängigkeit von der Größenbeziehung zwischen LM1 und LL1 und der negativen/positiven Steigung der Kurve bei TM1.
Wenn LLi < LMk und die Steigung negativ ist, wird TLi+1 auf TMk gesetzt und LLi+1 wird auf LMk gesetzt (oder LLi+1: = LMk).
Wenn LLi < LMk und die Steigung positiv ist, wird TRj+1 auf TMk gesetzt und LRj+1 wird auf LMk gesetzt.
Wenn LLi < LMk und die Steigung negativ ist, wird TRj+1 auf TMk gesetzt und LRj+1 wird auf LMk gesetzt.
Wenn LLi < LMk und die Steigung positiv ist, wird TLi+1 auf gesetzt und LLi+1 wird auf LMk gesetzt.
(wobei i = 1, 2, 3 . . . , j = 1, 2, 3 . . . , und k = 1, 2, 3 . . . ).
Da in Fig. 4 LL1 größer ist als LM1 und die Steigung der Kurve bei TM1 negativ ist, wird TM1 auf TL2 gesetzt und wird LL2 auf LM1 gesetzt.
Hierauf wird TM2 auf die Zentralphasendifferenz zwischen TL2 und TR1 gesetzt und der bei TM2 auftretende Leistungswert LM2 gemessen. Die Größenbeziehung zwischen LM2 und LL2 wird dann beurteilt und die positive oder negative Steigung der Kurve bei TM2 untersucht, indem die Phasendifferenz (15,625 ns) um einen einzelnen Schritt von TM2 erhöht wird, während der Leistungswert gemessen wird, und die Größenbeziehung zwischen dem gemessenen Leistungswert und LM2 beurteilt wird.
Die gleiche Behandlung wie die oben beschriebene Bedingungsbehandlung wird dann unter Verwendung der Ergebnisse ausgeführt. Dies bedeutet, da in Fig. 4 LL2 größer ist als LM2 und die Steigung der Kurve bei TM2 positiv ist, daß dann TR2 auf TM2 gesetzt wird und LR2 auf LM2 aufgesetzt wird (s. Fig. 5). TM3 wird dann auf die Zentralphasendifferenz zwischen TL2 und TR2 gesetzt, und der Leistungswert LM3 , welcher bei TM3 auftritt, wird gemessen.
Die Größenbeziehung zwischen LM3 und LL2 wird dann beurteilt und die positive oder negative Steigung der Kurve bei TM3 untersucht. Da das Ergebnis ergibt, daß LL2 größer ist als LM3 und die Steigung der Kurve bei TM3 negativ ist, wird dann basierend auf der oben beschriebenen Bedingungsbehandlung TL3 auf TM3 gesetzt und LL3 auf LM3 gesetzt.
TM4 wird auf die Zentralphasendifferenz zwischen TL3 und TR2 gesetzt und der bei TM4 auftretende Leistungswert LM4 gemessen (s. Fig. 6). Diese gleiche Vorgehensweise wird wiederholt, bis der Abstand (spacing) zwischen TL1 und TRj zu 15,625ns wird. Schließlich werden die fotoelektrischen Leistungswerte für TL1 und TRj verglichen, wobei der niedrigere Wert TMin bestimmt.
Einzelheiten des oben beschriebenen Algorithmus werden in den Flußdiagrammen in Fig. 7 und Fig. 8 erläutert, wobei "yes" jeweils "Ja" bedeutet und "no", jeweils "Nein" bedeutet. In Fig. 7 und Fig. 8 ist x ein Phasen-Setzwert (= Phasen-Einstell-Wert). Wenn z. B. x = 0 ist, wird die Phasendifferenz zwischen dem Puls B und dem Puls G auf 0 gesetzt, während wenn x = 1, die Phasendifferenz zwischen dem Puls B und dem Puls G auf 15,625ns gesetzt wird. Hierauf wird die Phasendifferenz zwischen dem Puls B und dem Puls G um 15,625ns für jede Erhöhung um 1 des Wertes von x erhöht. R ist der maximal-Phasen-Setzwert, der 64 ist (im vorliegenden Fall ist die Phasendifferenz zwischen Puls B und Puls G 64 × 15,625ns = 1µs).
Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann TMin innerhalb 13 Malen erhalten werden, verglichen zum konventionellen Verfahren, welches das Setzen (oder Einstellen oder setting) der Phasendifferenzen 64 mal erfordert.
Da aus Fig. 2 der Verzögerungsteil Ta ∼ TMAX kann dann TMAX, das Ta ist, durch Korrektur von TMIN um die halbe Periode (+/- 500ns) erhalten werden.
Die Steuereinheit 3 gibt deshalb einen Puls B mit einer 1- Mikrosekunden-Periode und einem Tastverhältnis von 50% an den optischen Schalter 2 als output aus und gibt als output ein Pulssignal a1 aus, das um Ta relativ zum Puls B des optischen Schalters 5 als ein Puls G verzögert ist aus (s. (d) in Fig. 2). Der output von der O/E-Wandier-Einrichtung 6 wird dieses Mal als P1 gespeichert.
Hierauf gibt die Steuereinrichtung 3 als Puls G an den optischen Schalter 5 ein Pulssignal a2 aus, welches um 0,5 Mikrosekunden relativ zum Pulssignal a1 (die Hälfte der Periode der 1- Mikrosekunden-Periode des Puls B) verzögert ist (s. (e) in Fig. 2). Der output der O/E-Wandler-Einheit 6 wird diesmal als P2 gespeichert. Der output P1 und der output P2 werden dann jeweils in den oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) als PAMP und PASE eingesetzt, und darauf wird die Rausehzahl NF berechnet.
Während die vorliegende Erfindung oben konkret basierend auf den Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch oben offenbarte Ausführungsformen beschränkt und kann in unterschiedlicher Weise innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche modifiziert werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers, wobei ein optisches Puls-Signal, das erzeugt wird durch Modulation eines kontinuierlichen Laserlichts mittels eines ersten Pulses mit einer Periode, die ausreichend kürzer ist als die atomare Lebensdauer im oberen Energiezustand einer seltene-Erden-dotierten-Faser, als input an einem zu messenden optischen Verstärker eingegeben wird, und ein output-Signal des optischen Verstärkers moduliert wird durch einen zweiten Puls, der synchronisiert ist mit besagtem ersten Puls und eine Phasendifferenz relativ zum besagten ersten Puls aufweist, die optional oder eigens gesetzt werden kann, so daß die Rauschzahl des besagten optischen Verstärkers basierend auf der maximalen fotoelektrischen Leistung und der minimalen fotoelektrischen Leistung des gemessenen optischen Signals gemessen werden kann, wobei besagtes Verfahren folgendes umfaßt:
  • a) Ändern der Phasendifferenz zwischen besagtem ersten Puls und besagtem zweiten Puls, und Suchen nach der Phasendifferenz, bei welcher besagtes optisches Signal einen minimalen fotoelektrischen Leistungs-Wert ergibt, basierend auf den geänderten Phasendifferenzen und der fotoelektrischen Leistung des besagten Lichtsignals, welche bei den besagten Phasendifferenzen auftritt,
  • b) Justieren der Phase des zweiten Pulses relativ zum besagten ersten Puls, um so die Phasendifferenz zu erhalten, welche sich ergibt aus besagter Suche und Messung des minimalen fotoelektrischen Leistungswertes, worauf eine Phasendifferenz berechnet wird, bei welcher besagtes optisches Signal die maximale fotoelektrische Leistung ergibt, basierend auf der bei besagter Suche erhaltenen Phasendifferenz und
  • c) Justieren der Phase des zweiten Pulses relativ zu besagtem ersten Puls, um so besagte berechnete Phasendifferenz zu erhalten und Messung des maximalen fotoelektrischen Leistungswertes.
2. Verfahren zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers nach Anspruch 1, wobei das Suchen in Schritt a) folgendes umfaßt:
  • d) Setzen der Phasendifferenz zwischen besagten ersten und zweiten Pulsen, um so eine erste Phasendifferenz zu erhalten, welche kleiner als die Phasendifferenz zwischen besagtem ersten Puls und dem zweiten Puls bei welcher besagtes optisches Signal eine minimale fotoelektrische Leistung aufweist ist, Messen der fotoelektrischen Leistung, welche bei besagter Phasendifferenz auftritt, und Verwendung hiervon als erster Pegel,
  • e) Setzen der Phasendifferenz zwischen besagten ersten und zweiten Pulsen, um so eine zweite Phasendifferenz zu erhalten, welche größer als die Phasendifferenz bei welcher besagtes optisches Signal eine minimale fotoelektrische Leistung ergibt ist, Messen der fotoelektrischen Leistung, welche bei besagter zweiter Phasendifferenz auftritt und Verwendung hiervon als zweiter Pegel (oder setzen des zweiten Pegels auf diesen Wert),
  • f) Berechnung einer Zentralphasendifferenz zwischen besagter erster und zweiter Phasendifferenz und Messung der fotoelektrischen Leistung, welche bei besagter berechneter Zentralphasendifferenz auftritt und
  • g) Suchen nach der Phasendifferenz, bei welcher das optische Signal einen minimalen fotoelektrischen Leistungswert ergibt, indem wiederholt eine vorgegebene Bedingungsbehandlung ausgeführt wird, und zwar basierend auf der Größenbeziehung zwischen besagtem ersten Pegel und dem Pegel (= Wert) welcher bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt und der positiven/negativen Steigung der Charakteristiken (= Kurven oder Funktionen) der fotoelektrischen Leistung als Kurve dargestellt über der Phasendifferenz zwischen besagtem ersten und zweiten Puls, welche bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt.
3. Verfahren zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers nach Anspruch 2, wobei wenn in Schritt g) die positive/negative Steigung der Charakteristiken (oder Kurven oder Graphen oder Funktionen) der fotoelektrischen Leistung (vorzugsweise als Ordinate) dargestellt über der Phasendifferenz (vorzugsweise als Abzisse) zwischen besagten ersten und zweiten Pulsen, bei der Zentralphasendifferenz bestimmt wird, die optische Leistung gemessen wird, wenn die Phasendifferenz ausgehend von der Zentralphasendifferenz um die minimal setzbare Einheit erhöht wird, und wenn sie kleiner als die bei der Zentralphasendifferenz auftretende optische Leistung ist, wird die Steigung auf negativ gesetzt, während wenn sie größer ist, die Steigung auf positiv gesetzt wird.
4. Verfahren zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die vorgegebene Bedingungsbehandlung in Schritt g) folgendes beinhaltet:
  • h) eine erste Bedingungsbehandlung wobei, wenn besagter erster Pegel größer ist als die fotoelektrische Leistung, die bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt, und die Steigung der Charakteristiken der fotoelektrischen Leistung, welche bei der Zentralphasendifferenz auftritt, negativ ist, eine erste Phasendifferenz auf besagte Zentralphasendifferenz gesetzt wird und ein erster Pegel auf besagte fotoelektrische Leistung, die bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt gesetzt wird,
  • i) eine zweite Bedingungsbehandlung, wobei, wenn besagter erster Pegel größer ist als die fotoelektrische Leistung, welche auftritt bei besagter Zentralphasendifferenz und die Steigung der Charakteristiken der fotoelektrischen Leistung, welche bei der Zentralphasendifferenz auftritt, positiv ist, eine zweite Phasendifferenz auf besagte Zentralphasendifferenz gesetzt wird und ein zweiter Pegel auf besagte fotoelektrische Leistung, welche bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt gesetzt wird,
  • j) eine dritte Bedingungsbehandlung, wobei, wenn besagter erster Pegel geringer ist als die fotoelektrische Leistung, welche bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt, und die Steigung der Charakteristiken der fotoelektrischen Leistung, welche bei der Zentralphasendifferenz auftritt, negativ ist, eine zweite Phasendifferenz auf besagte Zentralphasendifferenz gesetzt wird und ein zweiter Pegel auf besagte fotoelektrische Leistung, welche bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt gesetzt wird, und
  • k) eine vierte Bedingungsbehandlung, wobei, wenn besagter erster Pegel geringer ist als die fotoelektrische Leistung welche bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt, und die Steigung der Charakteristiken der fotoelektrischen Leistung, welche bei der Zentralphasendifferenz auftritt, positiv ist, eine erste Phasendifferenz auf besagte Zentralphasendifferenz gesetzt wird und ein erster Pegel auf besagte fotoelektrische Leistung, welche bei besagter Zentralphasendifferenz auftritt, gesetzt wird, und
die Phasendifferenz, bei welcher die fotoelektrische Leistung ein minimaler fotoelektrischer Leistungswert wird, gesucht wird durch wiederholtes Ausführen besagter erster bis vierter Bedingungsbehandlungen basierend auf den ersten und zweiten Phasendifferenzen, den ersten und zweiten Pegeln, der Zentralphasendifferenz, welche berechnet wird basierend auf den ersten und zweiten Phasendifferenzen und der fotoelektrischen Leistung, welche bei der Zentralphasendifferenz auftritt, welche bestimmt wird aus den Ergebnissen der Ausführung der ersten bis vierten Bedingungsbehandlungen.
5. Vorrichtung zur Messung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers, welche folgendes umfaßt:
Optisches-Signal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen optischen Signals, erste Puls-Modulations-Einrichtung zur Puls-Modulation besagten optischen Signals,
zu messender optischer Verstärker, in welchen optische Pulse als input eingegeben werden, welche von besagter erster Puls- Modulations-Einrichtung als output ausgegeben werden, zweite Puls-Modulations-Einrichtung zur Puls-Modulation eines optischen Signals, das von besagtem optischen Verstärker verstärkt wird,
fotoelektrische Leistungs-Detektions-Einrichtung zur Detektion der fotoelektrischen Leistung eines optischen Puls­ outputs, der von besagter zweiter Puls-Modulations-Einheit als output ausgegeben wird,
Modulations-Signal-Ausgabeeinheit zum Ausgeben als output eines ersten und zweiten pulsmodulierten Signals zur Steuerung der Phasendifferenz zwischen den optischen Pulsen die von besagter erster und zweiter Pulsmodulationseinrichtung als output ausgegeben werden und
Messungs-Steuerungs-Einrichtung zur Steuerung besagter Modulations-Signal-Ausgabe-Einrichtung zur Änderung der Phasendifferenz zwischen besagtem ersten und zweiten pulsmodulierten Signal, welche von besagter Modulations- Signal-Ausgabeeinrichtung ausgegeben werden, um so jeweils die Phasendifferenzen zu erhalten, wenn besagtes optisches Signal einen minimalen und einen maximalen fotoelektrischen Leistungswert ergibt, basierend auf den geänderten Phasendifferenzen und der fotoelektrischen Leistung besagten optischen Signals, welches bei diesen Phasendifferenzen auftritt und Messung der Rauschzahl des optischen Verstärkers basierend auf dem minimalen und maximalen fotoelektrischen Leistungswert, welcher von besagter fotoelektrischer Leistungs-Detektions-Einrichtung als output ausgegeben wird.
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