DE19926811A1 - Light source for optical information transmission has selection device, in doped optical fiber, for partial selection of light in wavelength range with relatively lower emission spectrum - Google Patents

Light source for optical information transmission has selection device, in doped optical fiber, for partial selection of light in wavelength range with relatively lower emission spectrum

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DE19926811A1
DE19926811A1 DE1999126811 DE19926811A DE19926811A1 DE 19926811 A1 DE19926811 A1 DE 19926811A1 DE 1999126811 DE1999126811 DE 1999126811 DE 19926811 A DE19926811 A DE 19926811A DE 19926811 A1 DE19926811 A1 DE 19926811A1
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Claude Stricker
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Abstract

A coupler (14) connects a pumping light into a doped optical fiber (16) through which a laser medium is excited. A selection device in the doped optical fiber (16) is used for the partial selection of light in the wavelength range with relatively lower emission spectrum by which this part of the spectrum is amplified. An Independent claim is included for: (a) a doped fibre inserts for amplifying an optical input signal

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle für die optische Informationsübertragung sowie einen Faserverstärker zum Verstärken eines optischen Eingangssignals. The invention relates to a light source for optical information transmission and a fiber amplifier for amplifying an optical input signal.

Lichtleitfasern bieten eine enorme Kapazität für die optische Informationsübertragung in binärer Form. Optical fibers offer an enormous capacity for optical information transfer in binary form. Die meisten in Betrieb befindlichen derartigen Systeme arbeiten mit Lasern, die Licht mit einer Wellenlänge von etwa 1300 nm emittieren. Most such systems operate in operation with lasers that emit light having a wavelength of about 1300 nm. Das Laserlicht wird mit der zu übermittelnden Information moduliert und in Monomodenfasern eingekoppelt, die die Infor mation über die gewünschte Distanz transportieren. The laser light is modulated with the information to be transmitted and coupled into single-mode fibers, which transport the infor mation about the desired distance. Bekannte Techniken für Lichtquellen, Modulatoren, Detektoren, Verstärker etc. erlauben mit dieser Technik eine Übertragungsrate von 10 GHz. Known techniques for light sources, modulators, detectors, amplifiers, etc. allow with this technique, a transmission rate of 10 GHz.

Um die Übertragungsraten bzw. -kapazitäten weiter zu erhöhen, wird eine einzige Lichtleitfaser zum gleichzeitigen Übertragen mehrerer Informationskanäle verwendet. To further increase the capacities and transmission rates, a single optical fiber is used for simultaneously transmitting a plurality of information channels. Dabei wird für jeden einzelnen Informationskanal Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge verwendet. In this case, light is used with a different wavelength for each information channel. Diese Technik wird Wavelength Domain Multiplexing (WDM) genannt. This technique is called wavelength domain multiplexing (WDM). Dabei behält jeder einzelne Informationskanal eine Übertragungskapazität von 10 GHz. Each individual information channel keeps a transmission capacity of 10 GHz. Die Gesamtübertragungskapazität des Systems ist dann ein Vielfaches von 10 GHz. The total transmission capacity of the system is then a multiple of 10 GHz.

Zur Realisierung von WDM wird eine möglichst große Vielzahl von Wellenlängen gleichzeitig benötigt. In order to realize the greatest possible variety of WDM wavelengths is required simultaneously. Dazu wird gegenwärtig eine entsprechende Vielzahl von id R. mono chromatischen Lasern, z. For this is currently a corresponding plurality of usually monochromatic lasers such. B. Halbleiterlasern, gleichzeitig nebeneinander betrieben. As semiconductor lasers simultaneously operated in parallel. Dabei benötigt jeder Laser eine eigene Steuerung und ein eigenes Netzgeräte. Each laser requires its own control and its own network equipment. Insgesamt erhöht eine Vielzahl von einzelnen Lasern die Störanfälligkeit des Gesamtsystems und die Kosten. Overall, a plurality of individual lasers increases the susceptibility of the entire system and the cost.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einzige, einfache und kostengünstige Lichtquelle bzw. einen solchen Faserverstärker für die optische Kommunikation mittels WDM zu schaf fen. The object of the invention is to fen a single, simple and inexpensive light source or such a fiber amplifier for optical communication by means of WDM to sheep.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lichtquelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einen Faserverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. This object is inventively achieved by a light source having the features of claim 1 and a fiber amplifier having the features of claim 10.

Die erfindungsgemäße Lichtquelle weist eine Pumplichtquelle zum Erzeugen von Pumplicht bei einer ersten Wellenlänge auf. The light source according to the invention has a pumping light source for generating pumping light at a first wavelength. Diese Pumplichtquelle kann eine geeignete Lampe sein. This pumping light source may be a suitable lamp. I. d. I. d. R. wird die Pumplichtquelle jedoch ein Laser sein, vorzugsweise ein Halb leiterlaser. R., however, be the pump light source is a laser, preferably a semiconductor laser.

Zentrales Element der Lichtquelle ist eine Lichtleitfaser, die mit einem aktiven Laser medium dotiert ist. The central element of the light source is an optical fiber which is doped with an active laser medium. Als aktives Lasermedium kommen insbesondere Seltenerd-Ionen wie Erbium oder Neodym in Betracht. As an active laser medium particular rare earth ions come as erbium or neodymium into consideration. Die Pumplichtquelle muß derart gewählt sein, das das Lasermedium bei der Wellenlänge der Pumplichtquelle angeregt werden kann. The pumping light source must be selected so that the laser medium can be excited at the wavelength of the pump light source.

Die meisten Lasermedien, insbesondere die Seltenerd-Ionen, erzeugen Emissionslicht mit einem Wellenlängenspektrum mit mindestens einem Wellenlängenbereich hoher Lei stung, typischerweise zwei Maxima, und mindestens einem Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung, typischerweise ein Minimum zwischen den Maxima. Most laser media, particularly the rare-earth ions, produce emission light having a wavelength spectrum with at least one wavelength range high Lei stung, typically two peaks, and at least one wavelength region with a relatively lower power, typically a minimum between the maxima.

Damit das Lasermedium angeregt werden kann, weist die Lichtquelle eine Einrichtung zum Koppeln des Pumplichts in die dotierte Lichtleitfaser auf. Thus, the laser medium can be excited, the light source to a means for coupling the pump light into the doped optical fiber. Dies können Hohlspiegel sein, die das Licht von seitwärts auf die dotierte Lichtleitfaser lenken, oder es kann eine optische Anordnung zum Endpumpen der dotierten Lichtleitfaser sein. This may be a concave mirror, which direct the light from sideways on the doped optical fiber, or it may be an optical assembly to end pump the doped optical fiber.

Das aktive Lasermedium absorbiert einen Teil des Pumplichts und geht dadurch in einen elektronisch angeregten Zustand über. The active laser medium absorbs a portion of the pumping light and thereby turns into an electronically excited state. Anschließend emittiert das aktive Lasermedium spontan breitbandige Strahlung und zwar teilweise unter solch flachen Winkeln, das die Strahlung teilweise in der dotierten Lichtleitfaser eingefangen wird. Subsequently, the active laser medium spontaneously emitted broadband radiation in part, under such shallow angles, which is partly trapped in the radiation of the doped optical fiber. Die eingefangene spon tane Strahlung wird in der dotierten Lichtleitfaser durch stimulierte Emission verstärkt (amplified spontaneous emission ASE). The captured spon taneous radiation is in the doped optical fiber amplified by stimulated emission (amplified spontaneous emission ASE).

Die meisten Lasermedien weisen ein Emissionsspektrum auf, das von Leistungsmaxima und Leistungsminima gekennzeichnet ist, also weit davon entfernt ist, gleichmäßig zu sein. Most laser media have an emission spectrum that is characterized by maximum demand and Leistungsminima, that is far from being uniform. Erfindungsgemäß wird mit Hilfe einer Selektionseinrichtung in oder an der dotierten Licht leitfaser Licht im Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung des Emissionsspek trums teilweise selektiert. According to the invention leitfaser light in the wavelength region of relatively lower power of the emission Spek strand is partially selected by means of a selection device in or on the doped light. Dadurch wird dieser Teil des Spektrums bei dem weiteren Durch gang durch die dotierte Lichtleitfaser bevorzugt verstärkt. Thereby this part of the spectrum at the other is passed through the doped optical fiber preferably reinforced.

In einem Gesamtsystem für die optische Informationsübertragung wird anschließend das breite Spektrum in einzelne Wellenlängen zerlegt. In an overall system for optical information transmission, the wide spectrum is divided into individual wavelengths subsequently. Dies kann auf verschiedene bekannte Weise geschehen, etwa mit nachgeschalteten schmalbandigen Interferenzfiltern oder mit Hilfe von Gittern, z. This can be done in several known ways, such as with downstream narrowband interference filters or with the help of grids for. B. in einem sogenannten Demultiplexer. Example, in a so-called demultiplexer. Die einzelnen Wellenlängen werden jeweils für sich moduliert, um Daten zu übertragen, und bilden somit jeweils einen Übertra gungskanal. The individual wavelengths are respectively modulated for itself to transmit data, and thus each form a Übertra supply channel. Anschließend werden die verschiedenen Wellenlängen wieder zusammengeführt, etwa in einem sogenannten Multiplexer, und gemeinsam in eine Lichtleitfaser eingekoppelt und durch diese übertragen. Subsequently, the different wavelengths are brought together again, for example in a so-called multiplexer, and coupled together into an optical fiber and transmitted therethrough.

Die erfindungsgemäße breitbandige Lichtquelle zeichnet sich durch einen extrem einfa chen Aufbau aus. The broadband light source of the invention is characterized by an extremely simp chen construction. Sie ist daher wenig störanfällig, robust und zu geringen Kosten herzustellen. It is therefore less prone to interference, robust and produce at low cost.

Als Selektionseinrichtung kann mindestens ein Fabry-Perot-Filter bzw. ein Interferenz filter in einen Abschnitt der dotierten Lichtleitfaser eingefügt werden. As a selection means at least one Fabry-Perot filter or an interference filter may be inserted into a portion of the doped optical fiber. Ferner kann eine perio dische Modulation des Brechungsindex im Kern der dotierten Lichtleitfaser vorgesehen sein. Further, a perio sized modulation of the refractive index can be provided in the core of the doped optical fiber.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die dotierte Lichtleitfaser eine Monomodenfaser. In an advantageous development of the invention, the doped optical fiber is a monomode fiber. Dadurch wird das breitbandige Licht mit einer geringen Divergenz erzeugt. Characterized the broadband light is produced with a small divergence. Ferner kann es leicht in andere Fasern eingekoppelt werden. Further, it can easily be coupled to other fibers.

Ein besonders handlicher Aufbau der erfindungsgemäßen breitbandigen Lichtquelle ergibt sich, wenn die Pumplichtquelle ein Halbleiterlaser ist, dessen Strahlung in eine zweite Monomodenfaser eingekoppelt wird. A particularly handy construction of the broadband light source according to the invention is obtained when the pump light source is a semiconductor laser whose radiation is coupled into a second single-mode fiber. Ferner kann ein optischer Koppler verwendet werden, der drei Eingänge hat, wobei der erste Eingang mit der zweiten Monomodenfaser gekoppelt ist, der zweite Eingang mit einem Ende der dotierten Lichtleitfaser gekoppelt ist, und der dritte Eingang mit einer dritten Monomodenfaser gekoppelt ist. Further, an optical coupler may be used, which has three inputs, the first input being coupled to the second single mode fiber, the second input is coupled to an end of the doped optical fiber, and the third input is coupled with a third single-mode fiber. Der Koppler ist dabei derart ausgebildet ist, daß das Pumplicht von der zweiten Monomodenfaser in die dotierte Lichtleit faser eingekoppelt wird. The coupler is formed such that the pump light from the second single-mode fiber is coupled into the fiber-doped light guide. Die dotierte Lichtleitfaser wird somit endgepumpt. The doped optical fiber thus is end-pumped. Ferner ist der Koppler derart ausgebildet, daß das Emissionslicht von der dotierten Lichtleitfaser in die dritte Monomodenfaser eingekoppelt wird. Further, the coupler is formed such that the emission light is injected from the doped optical fiber in the third single mode fiber. Das Emissionslicht gelangt somit ohne Leistungs verluste zum Ausgang der breitbandigen Lichtquelle. The emission light thus passes without power losses to the output of the broadband light source. Dieser Aufbau ist auch besonders gut für eine Serienfertigung und -montage geeignet. This structure is also particularly suitable for mass production and assembly suitable.

Um ein noch breiteres Spektrum zu erhalten, kann die dotierte Lichtleitfaser mit einem Gemisch verschiedener Seltenerd-Ionen dotiert sein. In order to obtain an even wider range, the doped optical fiber can be doped with a mixture of different rare earth ions.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Lichtquelle zusätz lich eine Einrichtung zum Selektieren einer Mehrzahl von einzelnen Wellenlängenbereichen aus dem Emissionsspektrum auf. In an advantageous further development, the light source of the invention has zusätz Lich to a means for selecting a plurality of individual wavelength ranges from the emission spectrum. Diese Einrichtung kann ein Fabry-Perot-Filter oder ein Demultiplexer sein. This equipment can be a Fabry-Perot filter or a demultiplexer. Oder sie kann durch eine periodische Modulation des Brechungsindex im Kern der dotierten Lichtleitfaser gebildet sein (Bragg-Gitter), wobei die periodische Modula tion derart ausgebildet ist, daß sie eine Mehrzahl von einzelnen Wellenlängenbereichen reflektiert. Or it may be formed by a periodic modulation of the refractive index in the core of the doped optical fiber (Bragg grating), the periodic Modula tion is designed such that it reflects a plurality of individual wavelength ranges.

Durch eine solche Zusatzeinrichtung wird die gesamte Strahlungsenergie auf die wirk lich benutzten Linien bzw. Spektralbereiche konzentriert. By such an additional device the total radiation energy is concentrated on the active used Lich lines or spectral ranges. Die Strahlungsenergie wird somit besser ausgenutzt. The radiant energy is thus better utilized.

Durch den Einsatz eines Fabry-Perot-Filters als genannte Zusatzeinrichtung können die Linienbreite sowie der Abstand bzw. die Anzahl der Linien frei gewählt und verändert wer den. The use of a Fabry-Perot filter as said additional device the line width and the distance or the number of lines can be freely chosen and changed to who. Man erhält so ein auf einfache Weise rekonfigurierbares System. This gives a reconfigurable easily system. Auch kann die Wel lenlänge der Linien geregelt werden, z. Also, the Wel can be controlled lenlänge of the lines, for. B. durch Vergleich mit einer Referenzwellenlänge. For example, by comparison with a reference wavelength.

Insgesamt erhält man so eine einfache Lichtquelle, die einzelne Linien bei unterschied lichen Wellenlängen mit gleicher Intensität erzeugt. Overall, one obtains a simple light source, the single lines at different wavelengths, with the same intensity generated.

Die erfinderischen Ideen für die erfindungsgemäße Lichtquelle können auch vorteilhaft für einen Faserverstärker zum Verstärken eines optischen Eingangssignals eingesetzt werden. The inventive concepts of the inventive light source can also be advantageously used for a fiber amplifier for amplifying an optical input signal. Ein solcher Faserverstärker weist eine Pumplichtquelle zum Erzeugen von Pumplicht bei einer ersten Wellenlänge auf. Such a fiber amplifier includes a pump light source for generating pumping light at a first wavelength. Ferner eine Lichtleitfaser, die mit einem aktiven Lasermedium dotiert ist, das bei der ersten Wellenlänge angeregt werden kann, wodurch es Emissionslicht mit einem Wellenlängenspektrum mit mindestens einem Wellenlängenbereich hoher Leistung und mindestens einem Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung emittieren kann. Further, an optical fiber which is doped with an active laser medium, which can be excited at the first wavelength, which can emit at least one wavelength region of high power and at least one wavelength region with relatively lower power emission light having a wavelength spectrum. Die Pumplichtquelle und das optische Eingangssignal werden über einen Koppler in ein erstes Ende der dotierten Lichtleitfaser eingekoppelt. The pumping light source and the optical input signal are coupled via a coupler to a first end of the doped optical fiber.

Eine Selektionseinrichtung befindet sich in der dotierten Lichtleitfaser, in der Regel unmittelbar nach dem Koppler. A selection means is located in the doped optical fiber, usually immediately after the coupler. Sie selektiert Licht im Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung des Emissionsspektrums, wodurch dieser Teil des Spektrums bei dem weiteren Durchgang durch die dotierte Lichtleitfaser bevorzugt verstärkt wird. It selects light in the wavelength region of relatively lower power of the emission spectrum, whereby this part of the spectrum is preferably reinforced in the further passage through the doped optical fiber.

Am zweiten Ende der dotierten Lichtleitfaser befindet sich ein optischer Isolator, der Licht passieren läßt, das vom ersten Ende her in die Lichtleitfaser eintritt. At the second end of the doped optical fiber is an optical isolator that allows light to pass through, which enters from the first end in the optical fiber.

Der erfindungsgemäße Faserverstärker bietet ein glattes Verstärkungsprofil für den größten Teil von prinzipiell mit der dotierten Faser verstärkbaren Wellenlängen. The fiber amplifier according to the invention provides a smooth gain profile for the most part of in principle with the doped fiber amplifiable wavelengths.

Ein besonders einfacher Aufbau des Verstärkers ergibt sich, wenn als Selektionseinrich tung mindestens ein geeignet eingestellter Fabry-Perot-Filter in einen Abschnitt der dotierten Lichtleitfaser eingefügt ist. A particularly simple design of the amplifier is obtained when processing as Selektionseinrich at least one suitable set Fabry-Perot filter is inserted into a portion of the doped optical fiber.

Ähnliche Effekte können mit einem Interferenzfilter erreicht werden, der darüber hinaus den Vorteil hat, zu einem monolithisch kompakten Aufbau zu führen. Similar effects can be achieved with an interference filter, which has the additional advantage of leading to a monolithic compact design.

Ferner kann als Selektionseinrichtung eine periodische Modulation des Brechungsindex im Kern der dotierten Lichtleitfaser vorgesehen sein. Further, a periodic modulation of the refractive index can be provided in the core of the doped optical fiber as a selection device.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. In the following the invention will be explained in more detail with reference to embodiments that are shown schematically in the figures. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Like reference numerals in the individual figures refer to the same elements. Im einzelnen zeigt: In detail, shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus der breitbandigen Lichtquelle; Figure 1 is a schematic representation of the construction of the broadband light source.

Fig. 2 das spontane Emissionsspektrum von Erbium; FIG. 2 shows the spontaneous emission spectrum of erbium;

Fig. 3 das mit der breitbandigen Lichtquelle erzielte gleichmäßige Spektrum; Fig. 3 which achieved with the broadband light source uniform spectrum;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Selektionseinrichtung, die Polarisationseffekte nutzt; Fig. 4 uses a schematic representation of the structure of a selection device, the polarization effects; und and

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Faserverstärkers. Fig. 5 is a schematic representation of the construction of a fiber amplifier.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Aufbau der breitbandigen Lichtquelle ist die Pumplichtquelle 10 ein Halbleiterlaser bei einer Wellenlänge von 980 nm mit einer Lei stung von etwa 90 mW. In the in Fig. 1 structure shown diagrammatically the broadband light source, the pump light source 10 is a semiconductor laser at a wavelength of 980 nm with a Lei stung of about 90 mW. Die Laserstrahlung des Pumplasers wird in eine Monomodenfaser 12 eingekoppelt. The laser radiation of the pump laser is coupled into a monomode fiber 12th

Die Monomodenfaser 12 ist über einen optischen Koppler 14 mit einer zweiten Mono modenfaser 16 derart gekoppelt, daß die Strahlung von der ersten Ionomodenfaser 12 im wesentlichen verlustlos in die zweite übertritt. The single-mode fiber 12 is coupled via an optical coupler 14 having a second single-mode fiber 16 so that the radiation from the first Ionomodenfaser 12 substantially over occurs without loss in the second. Als Koppler 14 können z. As coupler 14 z can. B. Komponenten verwendet werden, wie sie bei WDM zum Zusammenführen von zwei verschiedenen Wel lenlängen in eine Faser eingesetzt werden (Multiplexer). are as components are used, as in WDM lenlängen for merging two different Wel used in a fiber (multiplexer).

Der Koppler 14 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 derart eingestellt, daß er die Strahlung des Pumplasers 10 bei 980 nm möglichst vollständig in die zweite Monomoden faser 16 einkoppelt. The coupler 14 is set in the embodiment of Fig. 1 such that it couples the radiation of the pump laser 10 at 980 nm as completely as possible in the second single-mode fiber 16. Aus der zweiten Monomodenfaser 16 in den Koppler 14 eintretende Strahlung bei etwa 1550 nm (su) wird hingegen nicht zurück in die erste Monomodenfaser 12 gekoppelt. From the second single-mode fiber 16 entering the coupler 14 radiation at about 1550 nm (see below), however not coupled back into the first single mode fiber 12th Vielmehr ist der Koppler 14 derart eingestellt, daß diese Strahlung in eine dritte Monomodenfaser 18 eingekoppelt wird, deren Ende mit A bezeichnet ist. Rather, the coupler 14 is adjusted such that this radiation is coupled into a third single-mode fiber 18 whose end is denoted by A.

Die zweite Monomodenfaser 16 ist ein Lichtleitfaser-Verstärker, der mit etwa 300 ppm Erbium-Ionen dotiert ist, ein sogenannter EDFA (erbium doped fibre amplifier). The second single-mode fiber 16 is an optical fiber amplifier which is doped with about 300 ppm of erbium ions, a so-called EDFA (erbium doped fiber amplifier). Letztere ist zwischen 7 und 20 m lang. The latter is 7-20 m long. Das dem Koppler 14 zugewandte Ende C der EDFA 16 ist aus einem Material, dessen Brechungsindex dem von gewöhnlichen Glasfasern entspricht. The coupler 14 facing end C of the EDFA 16 is made of a material whose refractive index corresponds to that of ordinary glass fibers. Dadurch werden Reflexionen an der Kopplungsstelle vermindert. This reflections are reduced in the interface.

Das Licht des Pumplasers 10 wird sodann von den Erbium-Ionen in der EDFA 16 teil weise absorbiert. The light of the pump laser 10 is absorbed then, by the erbium ions in the EDFA 16 in part. Letztere emittieren spontan Licht bei einer Wellenlänge etwa zwischen 1530 und 1570 nm und zwar teilweise unter Winkeln, die in der Monomodenfaser eingefangen werden. The latter spontaneously emit light at a wavelength about 1530 and 1570 nm and interlocutory Although partly at angles which are captured in the single-mode fiber. Die eingefangene Strahlung wird in der EDFA 16 durch stimulierte Emission ver stärkt. The captured radiation is amplified in the EDFA ver 16 by stimulated emission. Es kommt so zu verstärkter Spontanemission (ASE amplified spontaneous emission). It is thus amplified spontaneous emission (ASE amplified spontaneous emission).

An jedem Ende C, B der EDFA 16 tritt zunächst eine schwache breitbandige Strahlung auf, deren Spektrum durch starke Maxima und Minima gekennzeichnet ist. First, a weak wide-band radiation occurs at each end C, B of the EDFA 16, whose spectrum is characterized by strong maxima and minima. Das beobachtete spontane Spektrum eines Erbium-dotieren Faserlasers ist in Fig. 2 dargestellt. The observed spontaneous spectrum of an erbium-doped fiber laser is shown in Fig. 2. Fig. 2 zeigt die Leistung (Power) je 0,5 nm Wellenlänge in Dezibel als Funktion der Wellenlänge (wave length) in Nanometern. Fig. 2, the power (Power) indicates 0.5 nm wavelength in decibels as a function of wavelength (wave length) in nanometers. Das Spektrum weist ein erstes Maximum bei 1532 nm und ein zweites Maximum bei 1556 nm auf, das etwa 2 bis 3 dB schwächer ausfällt. The spectrum has a first peak at 1532 nm and a second maximum at 1556 nm, which precipitates about 2 to 3 dB weaker. Dazwischen liegt ein Minimum bei etwa 1538 nm, das etwa 8 dB schwächer ist, als das Maximum bei 1532 nm. Die Verstärkung der Spontanemission führt zu einer Konzentration der Strahlung um die bei den Maxima. In between is a minimum at about 1538 nm, which is about 8 dB weaker than the maximum at 1532 nm. The amplification of the spontaneous emission leading to a concentration of the radiation at the at the maxima. Das gesamte Emissionsspektrum hat eine Bandbreite von etwa 40 nm. The entire emission spectrum has a bandwidth of about 40 nm.

Erbiumionen gehören zur Klasse der sog. Drei-Niveau-Systeme. Erbium ions belong to the class of so-called. Three-level systems. Ein Teil der entlang der Lichtleitfaser wandernden Strahlung wird vom Erbium selbst reabsorbiert. A portion of the traveling along the optical fiber radiation is reabsorbed from the erbium itself. Dies gilt stär ker für den kurzwelligen Anteil der Strahlung. This applies Staer ker for the short-wave portion of the radiation. Längere Fasern weisen daher ein Spektrum auf, das gegenüber kürzeren Fasern einen erhöhten Anteil an langwelliger Strahlung hat. Longer fibers therefore have a spectrum that over shorter fibers has an increased proportion of long-wave radiation.

Zum Abflachen des Emissionsspektrums wird bei einem ersten Ausführungsbeispiel Licht der Wellenlänge von 1538 nm durch eine Filtereinrichtung selektiv transmittiert. Flattening the emission spectrum in a first embodiment, light of wavelength 1538 nm is selectively transmitted through a filter means.

Dazu dient zum einen ein Fabry-Perot-Filter 20 . Serves on the one hand, a Fabry-Perot filter 20th Ein Fabry-Perot-Filter ist eine optische Anordnung von zwei transparenten, planparallelen, teilweise reflektierenden Platten, die in einem Abstand d voneinander angeordnet sind, der einem Vielfachen m der halben Wellen länge λ/2 des gewünschten hindurchtretenden Lichts entspricht. A Fabry-Perot filter is an optical arrangement of two transparent, plane-parallel, partially reflecting plates, which are arranged at a distance d from each other which corresponds to a multiple m of half the wave length λ / 2 of the desired light passing therethrough. Es gilt somit thus it is

m wird Ordnung des Fabry-Perot-Filters genannt. m is called the order of the Fabry-Perot filter.

Im vorliegenden Fall wird der Fabry-Perot-Filter 20 durch den Zwischenraum bzw. die Oberflächen zweier Kopf-an-Kopf angeordneter, glatt durchtrennter Fasern gebildet, die in keramische Steckverbinderhülsen (ferrules) eingeführt werden. In this case, the Fabry-Perot filter 20 is arranged through the gap or the surfaces of two head-to-head, smooth severed fibers formed which are inserted into ceramic barrel connectors (ferrules).

Gewünscht wird eine maximale Transmission um das Minimum des Spektrums bei 1538 nm, entsprechend einer Frequenz ν von 195 THz. What is desired is a maximum transmittance to the minimum of the spectrum at 1538 nm, corresponding to a frequency ν of 195 THz. Die Halbwertsbreite FWHM der Transmissionslinie sollte ca. 5 nm bzw. 0,63 THz betragen. The half-value width FWHM of the transmission line should be approximately 5 nm and 0.63 THz. Sie ergibt sich aus It is given by

wobei FSR(ν) der sog. freie Spektralbereich ist (free spectral range), dh der Abstand zwi schen benachbarten Linien, die vom Fabry-Perot-Filter transmittiert werden. said FSR (ν) is the so-called. free spectral range (free spectral range), ie the distance between adjacent lines which are transmitted by the Fabry-Perot filter. Er ergibt sich aus It is given by

wobei c die Geschwindigkeit des Lichts zwischen den reflektierenden Platten ist. where c is the speed of light between the reflective plates. Der freie Spektralbereich FSR(ν) sollte derart gewählt werden, daß die benachbarten transmittierten Linien außerhalb des Verstärkungsspektrums des EDFA liegen, dh zu etwa 50 nm bzw. 6,3 THz. The free spectral range FSR (ν) should be chosen such that the adjacent transmitted lines are outside of the gain spectrum of the EDFA, that is, about 50 nm, or 6.3 THz. Der Abstand d ergibt sich dann aus Formel (3) zu etwa d ≈ 23 µm. The distance d is then given by formula (3) to about d ≈ 23 microns. Durch eine genaue Einstellung des Abstands d gemäß Formel (1) wird gewährleistet, daß das Maximum der Transmissionslinie genau auf dem spektralen Minimum von 1538 nm liegt. By a precise adjustment of the distance d of the formula (1) is ensured that the maximum of the transmission line is located exactly on the spectral minimum of 1538 nm.

F ist die Finesse des Fabry-Perot-Filters und ist gegeben durch F is the finesse of the Fabry-Perot filter and is given by

wobei R die Reflektivität der Spiegeloberflächen ist. where R is the reflectivity of the mirror surfaces. Im vorliegenden Beispiel beträgt der freie Spektralbereich 50 nm und die Halbwertsbreite der Transmissionslinie 5 nm. Aus Formel (2) ergibt sich somit F = 10. Aus Formel (4) erhält man R = 73%. In the present example the free spectral range is 50 nm and the half width of the transmission line 5 nm. From formula (2) is thus obtained F = 10. From formula (4) is obtained R = 73%. Die Oberflächen der Fasern haben im unbeschichteten Zustand eine Reflektivität R von ca. 4% für die Strahlung in der EDFA. The surfaces of the fibers in the uncoated state have a reflectivity R of approximately 4% for the radiation in the EDFA. Die Reflektivität R kann jedoch durch Beschichtung geeignet gewählt werden. However, the reflectivity R can be suitably selected by coating. Dabei sollte die Beschichtung den Bereich um 1538 nm möglichst homogen reflektieren, während die Pumpwellenlänge von 980 nm von der Beschichtung, transmittiert werden sollte. The coating should reflect the range of 1538 nm as homogeneously as possible, while the pump wavelength of 980 nm should be transmitted by the coating.

Dieser selektiv transmittierte spektrale Bereich um 1538 nm wird beim weiteren Durch gang durch den EDFA 16 zusätzlich verstärkt. This selectively transmitted spectral range around 1538 nm is additionally reinforced gear on further through by the EDFA sixteenth Wird am Ende B der EDFA 16 das Licht durch einen Reflektor 32 in die Faser 16 zurück reflektiert, so erfährt der selektiv transmittierte spektrale Bereich eine Verstärkung über ein längeres Stück der EDFA 16 als Licht, das durch den Fabry-Perot-Filter 20 nicht transmittiert sondern reflektiert wurde. At the end B of the EDFA 16, the light reflected back into the fiber 16 by a reflector 32, so that selectively transmitted spectral region experiences a gain over a longer piece of the EDFA 16 and light that is not transmitted through the Fabry-Perot filter 20 but reflected.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Fabry-Perot-Filter nicht zur selektiven Transmission, sondern zur selektiven Reflexion einzusetzen. Another option is to not use the Fabry-Perot filter for selective transmission, but the selective reflection. Dazu wird der Abstand der bei den Oberflächen des Fabry-Perot-Filters derart eingestellt, daß sich eine maximale Reflexion bzw. minimale Transmission für Licht mit einer Wellenlänge von 1538 nm ergibt. For this purpose the distance is the set with the surfaces of the Fabry-Perot filter such that a maximum reflectance and minimum transmittance for light having a wavelength gives 1538 nm. Ganzzah lige Vielfache von 6 nm entfernt können sich Transmissionsmaxima befinden: einer bei 1538 nm-6 nm = 1532 nm und einer bei 1538 nm + 3.6 nm = 1556 nm, also genau bei den abzu schwächenden Leistungsmaxima. Ganzzah celled multiples of 6 nm away transmission maxima can be located: one at 1538 nm-6 nm = 1,532 nm and at 1538 nm + 3.6 nm = 1,556 nm, which is exactly in the ERS debilitating power maxima. Der Abstand der Transmissionsmaxima bzw. der FSR wäre dann 12 nm bzw. 1,5 THz, und der Abstand d der beiden Oberflächen des Fabry-Perot-Filters ergäbe sich aus Formel (3) zu ca. 98 µm. The spacing of the transmission peaks or the FSR would be 12 nm or 1.5 THz, and the distance d of the two surfaces of the Fabry-Perot filter would result from formula (3) to about 98 microns. In einem solchen Fall könnte am Ende B der EDFA 16 ein Reflektor entfallen. In such a case, a reflector could be eliminated at the end B of the EDFA sixteenth

Beide Möglichkeiten können kombiniert eingesetzt werden. Both options can be used in combination. Prinzipiell kann mit einer Mehrzahl von Fabry-Perot-Filtem das Spektrum der Lichtquelle gezielt optimiert werden. In principle, the spectrum of the light source can be optimized with a plurality of Fabry-Perot Filtem.

Der Fabry-Perot-Filter 20 kann an einer beliebigen Stelle in der EDFA 16 angeordnet werden. The Fabry-Perot filter 20 can be located at any place in the EDFA sixteenth Im gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde der Fabry-Perot-Filter 20 einen Meter vom Ende B entfernt in die EDFA 16 eingebaut. In the presently preferred embodiment of the Fabry-Perot filter 20 has been installed one meter from the end B located in the EDFA sixteenth

Durch Variation der Position des Fabry-Perot-Filters 20 , des Abstands d und der Reflektivität R der Spiegelflächen kann das Abflachen des Spektrums optimiert werden. By varying the position of the Fabry-Perot filter 20, the distance d and the reflectivity R of the mirror faces the flattening of the spectrum can be optimized.

Ferner kann optional zusätzlich ein Reflektor 32 am Ende B der Lichtleitfaser 16 einge setzt werden, der austretendes Licht in die Lichtleitfaser 16 zurück reflektiert. Further, optionally additionally, a reflector 32 are set at the end B of the optical fiber 16 is, the outgoing light is reflected back into the optical fiber sixteenth Der Reflektor 32 kann als selektiver Reflektor ausgebildet sein, der Licht der Wellenlänge von 1538 nm stärker in die Lichtleitfaser 16 zurück reflektiert, als Licht anderer Wellenlängen, z. The reflector 32 may be formed as a selective reflector, the light of wavelength 1538 nm is more reflective in the optical fiber 16 back than light of other wavelengths, for example. B. in der Form eines dielektrisch beschichteten Spiegels oder eines geeigneten Bragg-Gitters in der Faser 16 . B. in the form of a dielectric-coated mirror, or an appropriate Bragg grating in the fiber sixteenth Möglich ist auch eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Bragg-Gittern, die jeweils einzelne Wellenlängenbereiche mit einem vorgegebenen Reflexionskoeffizienten reflektieren, um ein abgeflachtes Spektrum zu erzeugen. It is also a plurality of successively arranged Bragg gratings that reflect each individual wavelength ranges with a predetermined reflection coefficient to produce a flattened spectrum. In den letztgenannten Fällen kann der Reflektor 32 auch allein, ohne den Fabry-Perot-Filter 20 eingesetzt werden. In the latter cases, the reflector 32 may also alone, without be the Fabry-Perot filter 20 is inserted.

Das mit C bezeichnete Ende der EDFA 16 befindet sich in dem oben erwähnten Kopp ler 14. Im Koppler 14 befindet sich ferner die zur optischen Übertragung von Daten vorgese hene dritte Monomodenfaser 18 , an deren mit A bezeichnetem Ende die Strahlung austritt. The labeled C end of the EDFA 16 is located in the above-mentioned couplers ler 14. The coupler 14 further is the vorgese for optical transmission of data hene third single-mode fiber 18, at the end A signified with the radiation emerges. Um störende Reflexionen am Ende A der Faser 18 zu vermeiden, die die Form des Spektrums verändern könnten, ist in die Faser 18 vor dem Ende A ein üblicher optischer Isolator 22 ein gebaut. In order to avoid disturbing reflections at the end A of the fiber 18, which could alter the shape of the spectrum, a conventional optical isolator is a built 22 into the fiber 18 before the end of A.

Mit der beschriebenen Anordnung wurde eine Leistung des breitbandigen Lasers von etwa 10 mW erzielt. With the described arrangement, a power of the wide-band laser of about 10 mW was obtained.

Fig. 3 zeigt die Leistung in Dezibel als Funktion der Wellenlänge für ein abgeflachtes Spektrum. Fig. 3 shows the power in decibels as a function of wavelength for a flattened spectrum. In Fig. 3 erkennt man ein deutliches Abflachen des Minimums, wenn ein selektiv transmittierender Fabry-Perot-Filter 20 einen Meter vom Ende B der EDFA 16 angeordnet wird. In Fig. 3 one when a selectively transmissive Fabry-Perot filter 20 is placed one meter from the end B of the EDFA 16 detects a significant flattening of the minimum. Dabei wurde der Abstand der beiden Platten des Fabry-Perot-Filters 20 derart einge stellt, daß sich eine optimale Transmission der Strahlung im Bereich des Minimums, dh Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 1538 nm, ergibt. The distance between the two plates of the Fabry-Perot filter 20 was turned in such a manner is that an optimum transmission of the radiation in the region of the minimum, ie radiation having a wavelength of about 1538nm results. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel konnte so eine Tiefe des Minimums von lediglich 2,5 dB zwischen 1535 und 1555 nm erreicht werden. could play in the present Ausführungsbei as a depth of the minimum of only 2.5 dB from 1535 to 1555 nm can be achieved. Durch weitere Optimierung der Position und Finesse F des Fabry-Perot-Fil ters 20 kann eine Tiefe bis 0,5 dB erreicht werden. By further optimizing the position and finesse F of the Fabry-Perot-Fil 20 ters a depth can be achieved to 0.5 dB.

2. Ausführungsbeispiel 2. Embodiment

Ein Abflachen des Spektrums der Lichtquelle kann auch unter Ausnutzung von Polari sationseffekten erreicht werden. A flattening of the spectrum of the light source can also be achieved by utilizing Polari sationseffekten. Dazu folgt jenseits des Endes B der Lichtleitfaser 16 zunächst ein linear polarisierender Faserabschnitt 24 , der die ASE linear polarisiert. For this purpose follows beyond the end B of the optical fiber 16, first, a linearly polarizing fiber section 24 which polarizes the ASE linear. Das pola risierte Licht wird in eine der beiden Eigenrichtungen einer polarisationserhaltenden Faser 26 eingekoppelt. The pola risierte light is coupled into one of the two directions of an own polarization maintaining fiber 26th Anschließend wird ein Teil des Lichtspektrums, z. Subsequently, a part of the light spectrum, z. B. der Teil um 1538 nm, selektiv in der Polarisationsrichtung um 90° gedreht. For example, the part around 1538nm, selectively rotated in the polarization direction by 90 °. Dies kann durch eine geeignete periodi sche Störung der Lage der optischen Achse 28 der Lichtleitfaser erreicht werden (micro bends). This can be achieved by a suitable periodi cal disturbance of the position of the optical axis 28 of the optical fiber (micro bends). Die Lichtleitfaser wird dazu in bekannter Weise gegen eine einige Zentimeter lange Abfolge von parallel ausgerichteten Rollen 28 gedrückt, die aneinander anliegen und einen Durchmesser haben, der der Schwebungslänge (beat length) der polarisationserhaltenden Faser entspricht (etwa 1-3 mm). The optical fiber is pressed thereto in a known manner to a few centimeters long sequence of parallel-aligned rollers 28 which abut one another and have a diameter that is the beat length (beat length) corresponding to the polarization maintaining fiber (about 1-3 mm). Dabei ist die Richtung der Andruckkraft 45° gegenüber den Eigenachse der polarisationserhaltenden Faser 26 geneigt. The direction of the pressing force 45 ° inclined with respect to the eigenaxis of the polarization maintaining fiber 26th

Es folgt ein weiterer linear polarisierender Faserabschnitt 30 , welcher als Analysator dient und nur den Teil des Lichtspektrums passieren läßt, der in diesem Beispiel nahe 1538 nm liegt. Followed by another linear polarizing fiber section 30 which serves as the analyzer and can only pass through the part of the light spectrum, which in this example, near 1538 nm. Ganz am Ende der Faser ist ein Reflektor 32 angeordnet, der das selektierte Licht der gewünschten Wellenlänge in die Faser zurück reflektiert. At the very end of the fiber, a reflector 32 is arranged, which reflects the selected light of the desired wavelength back into the fiber. Es passiert die aufgezählten Komponenten in umgekehrter Richtung und erreicht so wieder das Ende B der Lichtleitfaser 16 . It passes through the components listed in the reverse direction and thus again reached the end of the optical fiber B sixteenth Von B aus wird es durch den verstärkenden Faserabschnitt EDFA geleitet bevor es das Ende C erreicht und nach Passieren des Kopplers 14 die Faser bei A verläßt. Of B from being passed through the amplifying fiber section EDFA before it reaches the end of C and exits the fiber at A after passing through the coupler fourteenth

3. Ausführungsbeispiel 3. Embodiment

Ein Abflachen des Spektrums der Lichtquelle kann ferner durch eine periodische Modulation des Brechungsindex im Kern der Faser in Form eines langwelligen Gitters erreicht werden. A flattening of the spectrum of the light source may further be achieved by a periodic modulation of the refractive index in the core of the fiber in the form of a long-wavelength grating. Ein solches Gitter koppelt Licht aus der in der Faser geführten Mode in abgestrahlte Moden aus, dh es kommt zu selektiven Lichtverlusten. Such a grating couples light from the guided mode in the fiber in radiated mode, ie there is selective light loss. Bei geeigneter Wahl der Parameter beträgt die Bandbreite der Kopplung einige Nanometer, so daß das Strahlungsma ximum bei 1532 nm ausgekoppelt werden kann. With a suitable choice of the parameters the bandwidth of the coupling is several nanometers, so that the Strahlungsma ximum can be coupled out at 1532 nm. Dabei kann die Stärke der Auskopplung der art gewählt werden, daß das Leistungsmaximum bei 1532 nm derart abgeschwächt wird, daß sich ein gleichmäßiges Spektrum ergibt. The strength of the coupling out of the art can be selected such that the maximum power at 1532 nm is attenuated such that there is a uniform spectrum.

Ferner kann ein zweites Gitter in den Faserkern integriert werden, um das Maximum bei 1556 nm abzuschwächen. Furthermore, a second grid can be incorporated into the fiber core in order to attenuate the maximum at 1556 nm.

Durch geeignete Wahl dieser langwelligen Gitter kann das Spektrum vollständig abge flacht werden. By suitable choice of the long-wavelength grating the spectrum can be completely flattens abge.

4. Ausführungsbeispiel 4. Embodiment

Statt des Fabry-Perot-Filters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann auch minde stens ein Interferenzfilter eingesetzt werden, der geeignete Transmissions- bzw. Reflexions eigenschaften hat. Instead of the Fabry-Perot filter according to the first embodiment, an interference filter of the appropriate transmission or reflection characteristics can also has minde least be used. Der sich ergebende Aufbau kann stabil und kompakt ausgeführt werden. The resulting structure may be made stable and compact. Bei einem solchen Aufbau können geringe Fertigungstoleranzen leicht erreicht werden. In such a structure low manufacturing tolerances can be easily reached.

5. Ausführungsbeispiel 5. Embodiment

Bei dem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wird zusätzlich ein zweiter Fabry-Perot-Filter 42 eingesetzt, der eine Mehrzahl von einzelnen Wellenlängenbereichen aus dem Emissionsspektrum selektiert. In the presently preferred embodiment, a second Fabry-Perot filter 42 is used in addition, which selects a plurality of individual wavelength ranges from the emission spectrum. Um die Mehrzahl von einzelnen Wellenlängen möglichst zu Beginn des Verstärkungsvorgangs in der EDFA 16 zu selektieren, wird der Fabry-Perot- Filter 42 etwa 0,5 bis 2 m vom Ende C der EDFA 16 entfernt angeordnet. In order to select the plurality of individual wavelengths as possible at the beginning of the amplification operation in the EDFA 16, the Fabry-Perot filter 42 is placed about 0.5 to 2 m 16 from the end C of the EDFA.

Bei der Wahl der geeigneten Parameter für den Fabry-Perot-Filter 42 ist zu beachten, daß die Übertragungsrate einer optischen Datenleitung durch die minimale Pulsbreite der optischen Pulse bestimmt ist. In the selection of appropriate parameters for the Fabry-Perot filter 42 is to be noted that the transmission rate of an optical data line is determined by the minimum pulse width of the optical pulses. Dies ergibt sich im wesentlichen aus der Relation This results substantially from the relation

Übertragungsrate = 1/Pulsbreite (5) Transfer rate = 1 / pulse width (5)

wobei jedoch evtl. ein Faktor 2 erhöhend zu berücksichtigen ist, je nachdem welche Modula tionsart für die Übertragung gewählt wird. but possibly a factor 2 is increasing to be considered, is depending on which Modula tionsart selected for transmission. Die Pulsbreite ist jedoch mit der spektralen Halb wertsbreite FWHM verbunden gemäß The pulse width is associated with the spectral half-value width FWHM according

Pulsbreite.FWHM(ν) ≧ 1 (6) Pulsbreite.FWHM (ν) ≧ 1 (6)

woraus man die folgende Beschränkung für die Übertragungsrate erhält from which we obtain the following constraint for the transmission rate

Übertragungsrate = 1/Pulsbreite ≦ FWHM(ν) (7) Transfer rate = 1 / pulse width FWHM ≦ (ν) (7)

Bei einer angestrebten Übertragungsrate von derzeit 10 GHz ergibt sich somit eine FWHM(v) von ebenfalls 10 GHz. With a target transfer rate from the current 10 GHz, thus a FWHM (v), also of 10 GHz is obtained. Wird zusätzlich ein Abstand der einzelnen Linien von FSR = 50 GHz gemäß dem ITU-Standard angestrebt, um möglichst viele Linien gleichzeitig übertragen zu können, so ergibt sich aus Formel (3) ein Abstand von d = 3 mm. If, in addition, a distance between the individual lines of FSR = 50 GHz sought according to the ITU standard, to be able to transmit as many lines simultaneously, a distance of d = 3 mm obtained from Formula (3). Ferner ergibt sich aus For mel ( 2 ) eine Finesse von F = 5 und aus Formel (4) eine Reflektivität von R = 54%. Further, a finesse of F = 5 and from the formula (4) results from mel For (2) has a reflectivity of R = 54%.

Innerhalb der ca. 40 nm bzw. 5 THz nutzbaren Bandbreite des EDFA-Verstärkers 16 können somit 100 Linien voneinander getrennt werden und somit 100 Übertragungskanäle zu je 10 GHz Übertragungsrate geschaffen werden. Within about 40 nm and 5 THz usable bandwidth of the EDFA amplifier 16 lines 100 thus can be separated and thus 100 transmission channels with 10 GHz transmission rate be provided. Insgesamt ergibt sich nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Übertragungsrate von 1 THz. Overall, according to the preferred embodiment, a transmission rate of 1 THz.

Voraussetzung für die Anwendung der angegeben Formeln (1) bis (4) ist das auftreffen von parallelem Licht auf die reflektierenden Oberflächen des Fabry-Perot-Filters. Prerequisite for the application of the formulas indicated (1) to (4), the incident parallel light to the reflective surfaces of the Fabry-Perot filter. Beim Aus tritt aus einer Faser divergiert das Licht jedoch. However, when removing the light exits a fiber diverges. Es kann daher vorteilhaft sein, Linsen, z. It may therefore be advantageous lenses such. B. selbstfokussierende Linsen (selfoc lenses) oder Faserlinsen, zur Parallelisierung des Lichts vor dem Fabry-Perot-Filter einzusetzen. B. self-focusing lenses (SELFOC lenses) or fiber lenses to use for the parallelization of light in front of the Fabry-Perot filter. Tritt divergierendes Licht durch einen Fabry-Perot- Filter, so ergibt sich eine etwas erhöhte spektrale Bandbreite FWHM. Occurs divergent light by a Fabry-Perot filter, the result is a slightly increased spectral bandwidth FWHM. Diese kann durch ein Erhöhen der Reflektivität R wieder ausgeglichen werden. This can be compensated by increasing the reflectivity R. Zusätzlich wirkt der EDFA derart, daß er die FWHH der Linien etwas Verringert, da er höhere Signalanteile besser verstärkt. In addition, the EDFA acts so as the FWHH lines Reduces something, he better reinforced higher signal components.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichbar. In the invention, numerous modifications and improvements of the described embodiments are realizable.

So können die beschriebenen Selektionsmechanismen ebenso zum Abflachen des Spektrums von Faserverstärkern (EDFA) eingesetzt werden. Thus, the selection mechanisms described can be used also for flattening the spectrum of fiber amplifiers (EDFA). Ohne solche Selektionsmecha nismen zeigen EDFA eine inhomogene Verstärkung, wobei Licht mit Wellenlängen um 1532 und 1556 nm besser verstärkt wird. Without such mechanisms Selektionsmecha EDFA show an inhomogeneous gain, light is better reinforced with wavelengths around 1532 and 1556 nm. Fig. 5 zeigt einen EDFA mit einem Pumplaser 34 , einem optischen Eingangssignal 36 , einem Koppler 14 , einem verstärkenden Faserabschnitt 38 und einem optischen Isolator 22 . Fig. 5 shows an EDFA with a pump laser 34, an optical input signal 36, a coupler 14, an amplifying fiber section 38 and an optical insulator 22. Zusätzlich weist der EDFA eine der beschriebenen Selektions einrichtungen 40 auf. In addition, the EDFA has means 40 on one of the selection described.

Statt auf selektiv transmittierende bzw. reflektierende Mittel kann allgemein auch auf selektiv absorbierende Mittel zurückgegriffen werden. Instead of selectively transmitting or reflecting means can be generally used as well selectively absorbing agents.

Ferner können die beschriebenen Techniken nicht nur für die in den Ausführungsbei spielen genannten Wellenlängen eingesetzt werden, sondern für beliebige Wellenlängen. Furthermore, the techniques described can be used, but for arbitrary wavelengths not only for playing in the Ausführungsbei said wavelengths. Gleiches gilt für die genannten Seltenerd-Ionen. The same shall apply to the rare earth ions.

Auch kann zusätzlich das sog. L-Band genutzt werden, dh Wellenlängen im Bereich von 1565 bis ca. 1610 nm. Diese werden, z. Also, the so-called. L-band can be used in addition, that is, wavelengths in the range of 1565 to about 1610 nm. These are, for. B. durch Filter oder Koppler, optisch vom sog. C- Band zwischen ca. 1530 bis 1565 nm getrennt. Example by filter or coupler optically from the so-called. C-band between about 1530 nm to 1565 nm separated. Signale im L-Band können dann separat einer Verstärkung in z. Signals in the L-band can then separately a reinforcement in z. B. einer EDFA zugeführt werden. B. an EDFA are supplied.

Der Fabry-Perot-Filter kann auch mit Hilfe von Bragg-Gittern im Lichtleiter realisiert werden, die als Reflektoren dienen. The Fabry-Perot filter can also be realized with the aid of Bragg gratings in optical fibers that serve as reflectors. Eine Veränderung der Eigenschaften dieses Fabry-Perot- Filters kann durch Strecken und Komprimieren der Fasern erreicht werden. A change in the properties of this Fabry-Perot filter can be achieved by stretching and compressing of the fibers.

Die Bragg-Gitter müssen nicht in der EDFA 16 selbst ausgebildet sein. The Bragg gratings need not be formed in the EDFA 16 itself. Sie können auch in einem oder einer Mehrzahl von Lichtleitern ausgebildet sein, die mit der EDFA 16 über einen optischen Koppler gekoppelt sind. They may be formed of optical fibers that are coupled to the EDFA 16 through an optical coupler in one or a plurality. Ein solcher Aufbau könnte modular ausgeführt wer den. Such a structure could be designed in a modular who the.

Die erwähnten Komponenten können auch in Ringlasern eingesetzt werden, die aus Lichtleitern aufgebaut sind. The mentioned components can also be used in ring lasers, which are composed of optical fibers.

Außer dem erwähnten Monomodenfasern können auch Doppelkern-Fasern verwendet werden. Besides the mentioned single-mode fibers also double-core fibers may be used. Sie besitzen einen äußeren Kern, der als Multimoden-Lichtleiter ausgebildet ist, und einen inneren Kern, der als Monomoden-Lichtleiter ausgebildet ist. They possess an outer core which is formed as a multi-mode optical fiber, and an inner core which is formed as a single-mode optical fiber. Der äußere Kern führt das Pumplicht, das typischerweise von einem leistungsstarken Halbleiterlaser stammt. The outer core carries the pump light, which typically originates from a high-performance semiconductor laser. Der innere Kern führt das erzeugte Fluoreszenzlicht und die ASE der Seltenerd-Ionen. The inner core leads the fluorescent light and the generated ASE of the rare earth ions. Die Koppler 14 muß für eine solche Doppelkern-Faser passend gewählt werden. The coupler 14 must be properly selected for such a dual-core fiber.

Die Reflektivität der beiden spiegelnden Oberflächen des Fabry-Perot-Filters kann auch unterschiedlich sein. The reflectivity of the two reflective surfaces of the Fabry-Perot filter can also be different. Es kann auch eine Oberfläche nahezu vollständig reflektierend sein. It can also be a surface almost completely reflective.

Als Fabry-Perot-Filter können auch sog. konfokale Fabry-Perot-Filter eingesetzt wer den, dh solche mit zwei fokussierenden Spiegeln, deren Krümmungsradien ihrem gegensei tigen Abstand d entspricht. As a Fabry-Perot filter can also confocal Fabry-Perot filter called. Used to anyone, that is, those focusing with two mirrors whose radii of curvature corresponds to their gegensei term distance d. Der Abstand d ist dann ein Vielfaches m eines Viertels der Wel lenlänge λ des hindurchtretenden Lichts. a multiple m of one quarter of the distance d Wel is then lenlänge λ of the light passing therethrough. Es gilt somit thus it is

Der freie Spektralbereich FSR(ν) ergibt sich dann aus The free spectral range FSR (ν) is then given

wobei c die Geschwindigkeit des Lichts zwischen den reflektierenden Platten ist. where c is the speed of light between the reflective plates. Die Finesse F eines konfokalen Fabry-Perot-Filters ist gegeben durch The finesse F of a confocal Fabry-Perot filter is given by

wobei R die Reflektivität der Spiegeloberflächen ist. where R is the reflectivity of the mirror surfaces.

Alle erwähnten Komponenten können auch in mehreren Verstärkern hintereinander ein gesetzt werden. All mentioned components may also be set behind the other one in several amplifiers.

Ihre bevorzugte Anwendung hat die erfindungsgemäße Lichtquelle voraussichtlich in der optischen Informationsübertragung. Your favorite application has the inventive light source is expected in the optical transmission of information. Die Lichtquelle kann jedoch auch vorteilhaft für Sen soren eingesetzt werden, die mit Hilfe von Lichtleitern kleinste Bewegungen von Bauwerken wie Brücken, Tunneln und Hochhäusern detektieren sowie das Entstehen von kleinen Rissen in diesen Bauwerken überwachen. However, the light source can also be used advantageously for Sen sensors that detect using light guides smallest movements of structures such as bridges, tunnels and high-rises, and monitor the occurrence of small cracks in these structures.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10

Pumplichtquelle Pump light source

12 12

erste Monomodenfaser the first single-mode fiber

14 14

Koppler coupler

16 16

zweite Monomodenfaser the second single-mode fiber

18 18

dritte Monomodenfaser third single-mode fiber

20 20

Fabry-Perot-Filter Fabry-Perot filters

22 22

optischer Isolator optical isolator

24 24

linear polarisierender Faserabschnitt linearly polarizing fiber section

26 26

polarisationserhaltende Faser polarization maintaining fiber

28 28

Rollen roll

30 30

linear polarisierender Faserabschnitt linearly polarizing fiber section

32 32

Reflektor reflector

34 34

Pumplaser pump laser

36 36

optisches Eingangssignal optical input signal

38 38

verstärkender Faserabschnitt reinforcing fiber section

40 40

Selektionseinrichtung selection means

42 42

zweiter Fabry-Perot-Filter the second Fabry-Perot filter

Claims (15)

  1. 1. Lichtquelle für die optische Informationsübertragung mit 1. Light source for optical information transmission with
    • a) einer Pumplichtquelle ( 10 ) zum Erzeugen von Pumplicht bei einer ersten Wellen länge; a) a pump light source (10) for generating pumping light at a first length waves;
    • b) einer Lichtleitfaser ( 16 ), die mit einem aktiven Lasermedium dotiert ist, das bei der ersten Wellenlänge angeregt werden kann, wodurch es Emissionslicht mit einem Wellenlän genspektrum mit mindestens einem Wellenlängenbereich hoher Leistung und mindestens einem Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung emittiert; b) an optical fiber (16) doped with an active laser medium which can be excited at the first wavelength thereby to emit emission light with a Wellenlän genspektrum with at least one wavelength region of high power and at least one wavelength region with relatively lower power;
    • c) einer Einrichtung ( 14 ) zum Koppeln des Pumplichts in die dotierte Lichtleitfaser ( 16 ), wodurch das Lasermedium angeregt wird, wobei das Emissionslicht des Lasermediums teilweise in der dotierten Lichtleitfaser propagiert; c) means (14) for coupling the pump light (in the doped optical fiber 16), thereby exciting the laser medium, the emission light of the laser medium partially propagated in the doped optical fiber; und mit and with
    • d) einer Selektionseinrichtung in oder an der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) zum teilwei sen Selektieren von Licht im Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung des Emis sionsspektrums, wodurch dieser Teil des Spektrums bei dem weiteren Durchgang durch die dotierte Lichtleitfaser bevorzugt verstärkt wird. d) a selection device in or on the doped optical fiber (16) for teilwei sen selecting light in the wavelength region of relatively lower performance of the emis sion spectrum, thereby this portion of the spectrum preferably reinforced in the further passage through the doped optical fiber.
  2. 2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionseinrich tung mindestens ein Fabry-Perot-Filter ( 20 ) in einen Abschnitt der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) eingefügt ist. 2. Light source according to claim 1, characterized in that as tung Selektionseinrich at least one Fabry-Perot filter (20) in a portion of the doped optical fiber (16) is inserted.
  3. 3. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionseinrich tung eine periodische Modulation des Brechungsindex im Kern der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) vorgesehen ist. 3. Light source according to claim 1, characterized in that as Selektionseinrich tung a periodic modulation of the refractive index in the core of the doped optical fiber (16).
  4. 4. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionseinrich tung ein Interferenzfilter in einen Abschnitt der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) eingefügt ist. 4. Light source according to claim 1, characterized in that as Selektionseinrich tung an interference filter in a portion of the doped optical fiber (16) is inserted.
  5. 5. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseinrich tung folgendes aufweist: 5. Light source according to claim 1, characterized in that the Selektionseinrich processing comprising:
    einen linear polarisierenden Faserabschnitt ( 24 ) gefolgt von a linearly polarizing fiber section (24) followed by
    einer polarisationserhaltenden Faser ( 26 ), die derart an den linear polarisierenden Faser abschnitt ( 24 ) angekoppelt ist, daß sie das linear polarisierte Licht möglichst vollständig auf nehmen und übertragen kann, gefolgt von a polarization maintaining fiber (26) portion such to the linearly polarizing fiber (24) is coupled, that they take the linearly polarized light as completely as possible, and can transmit, followed by
    einer Einrichtung ( 28 ) zum selektiven Drehen der Polarisationsrichtung des mindestens einen Wellenlängenbereichs mit relativ niedrigerer Leistung um 90°, gefolgt von means (28) for selectively rotating the polarization direction of at least one wavelength region having relatively lower performance at 90 °, followed by
    einem zweiten linear polarisierenden Faserabschnitt ( 30 ), welcher als Analysator dient und nur den um 90° in der Poarisationsrichtung gedrehten Teil des Lichtspektrums passieren läßt, gefolgt von a second linear polarizing fiber section (30) which serves as the analyzer and passes only the 90 ° rotated in the Poarisationsrichtung part of the light spectrum, followed by
    einem Reflektor ( 32 ), der das selektierte Licht der gewünschten Wellenlänge in die Faser zurück reflektiert. a reflector (32) reflects the selected light of the desired wavelength back into the fiber.
  6. 6. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dotierte Lichtleitfaser ( 1 b) eine Monomodenfaser ist; 6. Light source according to one of claims 1 to 5, characterized in that said doped optical fiber (1 b) a single mode fiber;
    daß die Pumplichtquelle ( 10 ) ein Halbleiterlaser ist, dessen Strahlung in eine zweite Monomodenfaser ( 12 ) eingekoppelt wird; that the pumping light source (10) is a semiconductor laser whose radiation is coupled to a second monomode fiber (12);
    daß ein optischer Koppler ( 14 ) mit mindestens einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem dritten Eingang vorgesehen ist, that an optical coupler (14) is provided with at least a first input, a second input and a third input,
    wobei der erste Eingang mit der zweiten Monomodenfaser ( 12 ) gekoppelt ist, wherein the first input is coupled to the second single-mode fiber (12),
    wobei der zweite Eingang mit einem zweiten Ende (C) der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) gekoppelt ist, wherein the second input with a second end (C) of the doped optical fiber (16) is coupled,
    wobei der dritte Eingang mit einer dritten Monomodenfaser ( 18 ) gekoppelt ist, wherein the third input is coupled with a third single-mode fiber (18),
    wobei der Koppler ( 14 ) derart ausgebildet ist, daß das Pumplicht von der zweiten Monomodenfaser ( 12 ) in die dotierte Lichtleitfaser ( 16 ) eingekoppelt wird, wodurch die dotierte Lichtleitfaser endgepumpt wird, und wherein the coupler (14) is formed such that the pumping light from the second single-mode fiber (12) is coupled into the doped optical fiber (16) whereby the doped optical fiber is end pumped and
    wobei der Koppler ( 14 ) ferner derart ausgebildet ist, daß das Emissionslicht von der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) in die dritte Monomodenfaser ( 18 ) eingekoppelt wird. wherein the coupler (14) is adapted further that the emission light from the doped optical fiber (16) is coupled to the third single-mode fiber (18).
  7. 7. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dotierte Lichtleitfaser ( 16 ) mit einem Gemisch verschiedener Seltenerd-Ionen dotiert ist. 7. Light source according to one of claims 1 to 6, characterized in that said doped optical fiber (16) doped with a mixture of different rare earth ions.
  8. 8. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Einrich tung zum Selektieren einer Mehrzahl von einzelnen Wellenlängenbereichen aus dem Emis sionsspektrum. 8. Light source according to one of claims 1 to 7, characterized by a Einrich processing for selecting a plurality of individual wavelength ranges from the emis sion spectrum.
  9. 9. Lichtquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Selektieren einer Mehrzahl von einzelnen Wellenlängenbereichen aus dem Emissionsspek trum ein Fabry-Perot-Filter oder ein Demultiplexer ist oder durch eine periodische Modula tion des Brechungsindex im Kern der dotierten Lichtleitfaser gebildet ist, wobei die periodi sche Modulation derart ausgebildet ist, daß sie eine Mehrzahl von einzelnen Wellenlängen bereichen reflektiert. 9. Light source according to claim 8, characterized in that the means for selecting a plurality spectrum of individual wavelengths from emission spotting a Fabry-Perot filter or a demultiplexer or by a periodic Modula tion of the refractive index is formed in the core of the doped optical fiber, wherein the periodi cal modulation is designed so that it reflects a plurality of individual wavelength ranges.
  10. 10. Faserverstärker zum Verstärken eines optischen Eingangssignals ( 36 ) mit 10. fiber amplifier for amplifying an optical input signal (36) with
    • a) einer Pumplichtquelle ( 34 ) zum Erzeugen von Pumplicht bei einer ersten Wellen länge; a) a pump light source (34) for generating pump light at a first wave length;
    • b) einer Lichtleitfaser ( 38 ), die mit einem aktiven Lasermedium dotiert ist, das bei der ersten Wellenlänge angeregt werden kann, wodurch es Emissionslicht mit einem Wellenlän genspektrum mit mindestens einem Wellenlängenbereich hoher Leistung und mindestens einem Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung emittieren kann; b) an optical fiber (38) doped with an active laser medium, which can be excited at the first wavelength, which can emit emission light with a Wellenlän genspektrum with at least one wavelength region of high power and at least one wavelength region with relatively lower power;
    • c) einer Einrichtung ( 14 ) zum Koppeln des Pumplichts und des optischen Eingangs signals in ein erstes Ende der dotierten Lichtleitfaser ( 38 ); c) means (14) for coupling the pump light and the optical input signal into a first end of the doped optical fiber (38);
    • d) einem optischen Isolator ( 22 ) am von dem ersten Ende der dotierten Lichtleitfaser ( 38 ) abgewandten Ende, der Licht passieren läßt, das von dem ersten Ende her in die Licht leitfaser eintritt; d) end facing away from an optical isolator (22) at (from the first end of the doped optical fiber 38), can pass through the light leitfaser enters from the first end into the light; und mit and with
    • e) einer Selektionseinrichtung ( 40 ) in oder an der dotierten Lichtleitfaser ( 16 ) zum teil weisen Selektieren von Licht im Wellenlängenbereich mit relativ niedrigerer Leistung des Emissionsspektrums, wodurch dieser Teil des Spektrums bei dem weiteren Durchgang durch die dotierte Lichtleitfaser bevorzugt verstärkt wird. e) a selection device (40) in or on said doped optical fiber (16) partly comprise selecting light in the wavelength region of relatively lower power of the emission spectrum, whereby this part of the spectrum is preferably reinforced in the further passage through the doped optical fiber.
  11. 11. Faserverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionsein richtung ( 40 ) mindestens ein Fabry-Perot-Filter in einen Abschnitt der dotierten Lichtleitfaser ( 38 ) eingefügt ist. 11. The fiber amplifier of claim 10, characterized in that as Selektionsein direction (40) at least one Fabry-Perot filter is inserted in a portion of the doped optical fiber (38).
  12. 12. Faserverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionsein richtung ( 40 ) eine periodische Modulation des Brechungsindex im Kern der dotierten Licht leitfaser ( 38 ) vorgesehen ist. 12. The fiber amplifier of claim 10, characterized in that as Selektionsein device (40) is provided a periodic modulation of the refractive index in the core of the doped optical leitfaser (38).
  13. 13. Faserverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionsein richtung ( 40 ) ein Interferenzfilter in einen Abschnitt der dotierten Lichtleitfaser ( 38 ) eingefügt ist. 13. The fiber amplifier of claim 10, characterized in that as Selektionsein direction (40), an interference filter is inserted into a portion of the doped optical fiber (38).
  14. 14. Faserverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektions einrichtung ( 40 ) folgendes aufweist: 14. The fiber amplifier of claim 10, characterized in that the selection means (40) comprises:
    einen linear polarisierenden Faserabschnitt ( 24 ) gefolgt von a linearly polarizing fiber section (24) followed by
    einer polarisationserhaltenden Faser ( 26 ), die derart an den linear polarisierenden Faser abschnitt ( 24 ) angekoppelt ist, daß sie das linear polarisierte Licht möglichst vollständig auf nehmen und übertragen kann, gefolgt von a polarization maintaining fiber (26) portion such to the linearly polarizing fiber (24) is coupled, that they take the linearly polarized light as completely as possible, and can transmit, followed by
    einer Einrichtung ( 28 ) zum selektiven Drehen der Polarisationsrichtung des mindestens einen Wellenlängenbereichs mit relativ niedrigerer Leistung um 90°, gefolgt von means (28) for selectively rotating the polarization direction of at least one wavelength region having relatively lower performance at 90 °, followed by
    einem zweiten linear polarisierenden Faserabschnitt ( 30 ), welcher als Analysator dient und nur den um 90° in der Poarisationsrichtung gedrehten Teil des Lichtspektrums passieren läßt. a second linear polarizing fiber section (30) which serves as the analyzer and passes only the 90 ° rotated in the Poarisationsrichtung part of the light spectrum.
  15. 15. Faserverstärker nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dotierte Lichtleitfaser ( 16 ) mit einem Gemisch verschiedener Seltenerd-Ionen dotiert ist. 15. The fiber amplifier of any of claims 10 to 14, characterized in that said doped optical fiber (16) doped with a mixture of different rare earth ions.
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