DE4005867A1 - Faseroptischer verstaerker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen faseroptischen Verstärker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3.

Aus Proc. ECOC 88, Brighton, Seiten 49 ff, ist es bekannt, daß Lichtwellenleiter, die mit einem oder mehreren Lanthaniden, wie z. B. Neodym, Erbium, Ytterbium dotiert sind und als Basis SiO₂ oder Fluoridglas besitzen, bei Anregung durch Licht bestimmter Wellenlänge als Verstärker unabhängig von der Polarisation der erregenden Lichtwelle wirken. Dazu wurden verschiedene Laser als Pumpenlichtquelle mit Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche, wie 532 nm, 670 nm, 807 nm und 980 nm verwendet und untersucht. Dabei hat sich herausgestellt, daß die als Pumplichtquelle verwendeten Laser zu kostspielig und/oder eine zu geringe Leistung für eine ausreichende Verstärkung des Signallichtes aufweisen.

Es wurden auch bereits Untersuchungen angestellt, das Pumplicht in den 1480-nm-Bereich anzusiedeln, jedoch ergibt sich hier das Problem, daß dann das Pumplicht über die anschließende Glasfaserübertragungsstrecke im wesentlichen genausogut übertragen wird wie das Signallicht selbst, so daß es notwendig ist, unmittelbar nach dem faseroptischen Verstärker ein Bandfilter einzubauen, das diese Pumplichtwelle unterdrückt. Derartige Laser dürfen dann auch nur eine geringe Wellenlängenstreuung besitzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen faseroptischen Verstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine möglichst hohe Verstärkung auch bei wirtschaftlicher Bereitstellung des Pumplichtes erreichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem faseroptischen Verstärker der genannten Art gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, wonach mindestens zwei Pumplichtvorrichtungen bzw. Pumplichtquellen vorgesehen sind, wird eine Erhöhung der Verstärkung im faseroptischen Verstärker erreicht.

Eine weitere Erhöhung der Verstärkung ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand ergibt sich beim ersten Ausführungsbeispiel durch die Merkmale des Anspruchs 2 und beim zweiten Ausführungsbeispiel durch die Merkmale des Anspruchs 4, da dadurch insgesamt vier Pumplichtquellen vorhanden sind. Auf diese Weise wird der Vorteil ausgenutzt, daß bei der Wirkung des betreffenden dotierten Faserstücks die Richtung der Polarisation der Pumplichtwelle relativ zur Signalwelle keine Rolle spielt.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung von wellenlängenselektiven Kopplern und Pumplichtquellen an beiden Enden des mit mindestens einem geeigneten Dotierstoff dotierten Faserstücks ergibt sich durch die filternde Wirkung des am Ausgang des Faserstücks angeordneten zweiten Kopplers in Bezug auf eine Unterdrückung des nicht absorbierten Pumplichtes der ersten Pumpquelle gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird erreicht, daß an den beiden Ausgängen des weiteren Kopplers, der ebenfalls ein polarisationsselektiver Koppler ist, ein Signal für die Regelung der beiden Pumplichtquellen gewonnen wird. Dabei ist der weitere polarisationsselektive Koppler nicht wie der erste polarisationsselektive Koppler zur Summierung der vertikal und horizontal polarisierten Pumplichtwellen, sondern als Weiche zum Trennen der beiden unterschiedlich polarisierten Pumplichtquellen nach deren Polarisation eingesetzt. Damit können die beiden Pumplichtwellen getrennt nachgeregelt werden, um auf diese Weise zu konstanten Verhältnissen bei der Einkopplung der Pumplichtwellen in das Faserstück zu gelangen. Dies ist bei auftretenden Intensitätsschwankungen des Pumplichtes durch Temperaturänderungen, Alterung der Pumplichtquelle, durch Änderung der Kopplungsverluste oder dgl. von Bedeutung.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen hierzu sind durch die Merkmale gemäß Anspruch 7 und/oder 8 gegeben.

Zweckmäßigerweise sind zur weiteren wirtschaftlichen Ausführung vorliegender Erfindung die im Anspruch 9 oder 10 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Besondere bevorzugte Ausgestaltung sowohl des ersten als auch des zweiten Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung ergeben sich durch die Merkmale einer oder beider der Ansprüche 11 und 12, da derartige Laser wegen ihrer Massenfertigung, breiten Streuung bzw. großen Toleranz äußerst kostengünstig sind, und/oder durch eines der Merkmale des Anspruchs 13.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen faseroptischen Verstärker gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen faseroptischen Verstärker gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch gemäß einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 4 in ebenfalls schematischer Darstellung einen faseroptischen Verstärker gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

Der in der Zeichnung gemäß mehreren Ausführungsbeispielen vorliegender Erfindung dargestellte faseroptische Verstärker 10, 30 bzw. 50 ermöglicht unter wirtschaftlicher Bereitstellung von Pumplichtquellen eine erhebliche Verstärkung des auf Glasfaserübertragungsstrecken geführten Signallichtes, dessen Wellenlänge vorzugsweise bei 1536 nm liegt. Es ist auch möglich, Signallicht anderer geeigneter Wellenlänge bzw. Wellenlängenbereiche zu verstärken.

Der faseroptische Verstärker 10 gemäß Fig. 1 besitzt ein Signallicht verstärkendes Faserstück 11, dessen in Richtung des Signallichtes gesehen eingangsseitiges Ende 12 über einen ersten Koppler 14 mit dem Eingang 16 des faseroptischen Verstärkers 10 und dessen ausgangsseitiges Ende 13 über einen zweiten Koppler 15 mit dem Ausgang 17 des faseroptischen Verstärkers 10 verbunden ist. Eingang 16 und Ausgang 17 des faseroptischen Verstärkers 10 sind z. B. jeweils mit einer Lichtwellenleiterstrecke (z. B. einer Einmodemfaser) zur Übertragung von Signallicht mit der Wellenlänge λ_S verbindbar.

Der erste wellenlängenselektive Koppler 14 besitzt an seinem einen Ende einen ersten Anschluß 18, der mit dem Eingang 16 des faseroptischen Verstärkers 10 verbunden ist, und einen zweiten Anschluß 19, der mit einer ersten Pumplichtquelle 22 verbunden ist. Der andere Endbereich des ersten wellenlängenselektiven Kopplers 14 besitzt einen dritten Anschluß 20, der reflexionsfrei abgeschlossen ist, und einen vierten Anschluß 21, der mit dem eingangsseitigen Ende 12 des Faserstücks 11 verbunden ist.

Entsprechend besitzt der zweite Koppler 15 einen ersten Anschluß 24, der mit dem Ausgang 17 des faseroptischen Verstärkers 10 verbunden ist, und einen zweiten Anschluß 25, der mit einer zweiten Pumplichtquelle 23 verbunden ist, und einen dritten Anschluß 26, der mit einem reflexionsfreien Abschluß versehen ist, und einen vierten Anschluß 27, der mit dem ausgangsseitigen Ende 13 des Faserstücks 11 verbunden ist.

Die beiden Pumplichtquellen 22 und 23 sind vom gleichen Typ und beim Ausführungsbeispiel in Form eines CD-Lasers bzw. Druckerlasers o. dgl. preisgünstigen Lasertyps. Beim Ausführungsbeispiel ist die Wellenlänge λ_P des Pumplichtes von der Pumplichtquelle 22, 23 im 810-nm-Bereich. Beim Ausführungsbeispiel wird also von den beiden Pumplichtquellen 22 und 23 über die beiden Richtkoppler 14 und 15 von beiden Enden 12, 13 her Pumplicht mit der Wellenlänge λ_P in das das Signallicht verstärkende Faserstück 11 eingespeist, wobei vom eingangsseitigen Ende 12 her das Pumplicht in gleicher Richtung mit der Signalwelle in das Faserstück 11 einläuft, während dies vom ausgangsseitigen Ende 13 des Faserstücks 11 her in Gegenrichtung erfolgt.

Das Faserstück 11, das beim Ausführungsbeispiel eine Länge im Bereich zwischen 1 Meter und etwa 5 Meter aufweist, ist z. B. eine Er³⁺-dotierte SiO₂-Faser, die noch eine Co-Dotierung mit Al₂O₃ aufweisen kann. Bei einem derartigen Faserstück 11 werden die Er³⁺-Ionen durch das Pumplicht in ein höheres Energieniveau angeregt. Das Signallicht der Wellenlänge λ_S regt die auf höherem Energieniveau befindlichen Elektronen der Erbiumionen zu einem Übergang auf ein niedrigeres Energieniveau zur stimulierten Emission von Licht der gleichen Wellenlänge λ_S an, wodurch das Signallicht verstärkt wird. Da diese Wirkungsweise der Er-dotierten Faser sowohl von der Polarisation des Pumplichtes als auch von der Richtung der in das Faserstück 11 einlaufenden Pumplichtwelle λ_P relativ zur Signalwelle λ_S unabhängig ist, ist eine solche Kombination von Pumplichtquellen möglich. Da dieser Verstärkungsmechanismus bei Er-dotierten Fasern darüber hinaus im Wellenlängenspektrum bei 800 nm des anregenden Pumplichtes möglich ist, können sehr preisgünstige CD-Laser Verwendung finden. Das von der ersten bzw. zweiten Pumplichtquelle 22, 23 im 810-nm-Bereich abgegebene nicht absorbierte Pumplicht wird im wesentlichen im zweiten bzw. ersten wellenlängenselektiven Koppler 15, 14 ausgefiltert, so daß die Pumplichtwelle den faseroptischen Verstärker 10 praktisch nicht verläßt.

Der in Fig. 2 dargestellte faseroptische Verstärker 30 besitzt ebenfalls ein Faserstück 31, das zur Verstärkung von durchlaufendem Signallicht mit der Wellenlänge λ_S dient und dessen Ende 32 mit dem Eingang 36 des faseroptischen Verstärkers 30 und dessen Ende 33 mit dem Ausgang 37 des faseroptischen Verstärkers 30 verbunden ist. Dieser faseroptische Verstärker 30 besitzt ferner eingangsseitig einen Koppler 34, der entsprechend dem Koppler 14 ausgebildet und mit den verschiedenen Anschlüssen 38 bis 41 versehen ist. Anders als beim faseroptischen Verstärker 10 der Fig. 1 ist das ausgangsseitige Ende 33 des Faserstücks 31 mit dem Ausgang 37 des faseroptischen Verstärkers 10 unmittelbar verbunden. Der zweite Anschluß 39 des Kopplers 34 ist mit einer Pumplichtvorrichtung 48 verbunden, die aus einer ersten Pumplichtquelle 42, einer zweiten Pumplichtquelle 43 und einem Koppler 49 besteht, der das von den beiden Pumplichtquellen 42 und 43 emittierte Licht vereinigt. Dieser Koppler 49 ist ein polarisationsselektiver Koppler, dessen dritter Anschluß 46 reflexionsfrei abgeschlossen ist.

Während die mit dem ersten Anschluß 44 verbundene erste Pumplichtquelle 42 horizontat polarisiertes Pumplicht mit der Wellenlänge λ_PH aussendet, sendet die mit dem zweiten Anschluß 45 verbundene zweite Pumplichtquelle 43 vertikal polarisiertes Pumplicht mit der Wellenlänge λ_PV aus. Im Koppler 49 werden diese addiert, so daß am vierten Anschluß 47, der mit dem zweiten Anschluß 39 des wellenlängenselektiven Kopplers 34 des faseroptischen Verstärkers 10 verbunden ist, horizontal und vertikal polarisiertes Summenpumplicht λ_P geführt wird, dessen Leistung etwa die Summe der Einzelleistungen der beiden Pumplichtquellen 42 und 43 entspricht. Auch hier sind die beiden Pumplichtquellen 42 und 43 durch kostengünstige CD-Laser bzw. Druckerlaser ausgebildet, deren Ausgangsleistung einige 10 mW beträgt.

Die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Wellenlängen und die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Ausbildung des Faserstücks 31 entsprechen den betreffenden Werten, wie sie beim faseroptischen Verstärker 10 nach Fig. 1 erwähnt worden sind. Die Verstärkung des Signallichtes mit der Wellenlänge λ_S beim faseroptischen Verstärker 30 der Fig. 2 entspricht größenordnungsmäßig etwa der des faseroptischen Verstärkers 10 nach Fig. 1, da in beiden Ausführungsbeispielen zwei Pumplichtquellen verwendet werden.

Der in Fig. 3 dargestellte faseroptische Verstärker 30′ ist eine Variante des in Fig. 2 gezeigten faseroptischen Verstärkers 30. Es werden deshalb, soweit dieselben Bauelemente verwendet sind, dieselben, nur mit einem Strich versehenen, Bezugsziffern verwendet. Dieser faseroptische Verstärker 30′ gemäß der Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Fig. 2 verwendet also ebenfalls eine Pumplichtvorrichtung 48′ mit zwei Pumplichtquellen 42′ und 43′ und einen polarisationsselektiven Koppler 49′, ferner einen wellenlängenselektiven Koppler 34′ und ein der Signallichtverstärkung dienendes Faserstück 31′. Der Unterschied bei dieser Variante zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht darin, daß der dritte Ausgang 46′ des polarisationsselektiven Richtkopplers 49′ nicht reflexionsfrei abgeschlossen ist, sondern als Signal für die Regelung der beiden Pumplichtquellen 42′ und 43′ verwendet wird. Dazu ist ein zweiter polarisationsselektiver Koppler 79 vorgesehen, der in umgekehrter Weise wie der erste polarisationsselektive Koppler 49′, d. h. nicht zur Addition der vertikal polarisierten und der horizontal polarisierten Pumplichtwelle, sondern zu deren Trennung, also als Weiche verwendet wird. Dazu ist der vierte Anschluß 87 dieses Kopplers 79 mit dem dritten Anschluß des ersten Kopplers 49′ verbunden, während dessen dritter Anschluß 86 reflexionsfrei abgeschlossen ist. Auf diese Weise erscheint am ersten Anschluß 84 des zweiten polarisationsselektiven Kopplers 79 ein Signal der horizontal polarisierten Pumplichtquelle und am zweiten Anschluß 85 ein Signal der vertikal polarisiertem Pumplichtwelle. Diese beiden Signale sind wesentlich kleiner als das von den Pumplichtquellen 42′ und 43′ ausgesandte polarisierte Pumplicht. Dies ist deshalb der Fall, weil bei dem normalerweise hohen Polarisationsgrad des Pumplichtes nach dem ersten polarisationsselektiven Koppler 49′ an sich nahezu alles Pumplicht in dem vierten Anschlußzweig 47 erscheint. In der Praxis ist das Pumplicht eines für die Pumplichtquelle 42′ bzw. 43′ verwendeten Halbleiterlasers etwa 1 : 400 polarisiert, was bedeutet, daß der Anteil des zur Hauptrichtung senkrecht polarisierten Lichtes etwa 26 dB unter dem des in der Hauptrichtung liegenden Anteils liegt. Bei den hohen Leistungen der Pumplichtquellen 42′ und 43′ wird damit in den dritten Zweiganschluß 46′ ein detektierbares Signal übergekoppelt, das für die Regelung der beiden Pumplichtquellen 42′ und 43′ verwendet werden kann. Da jedoch von den beiden Pumplichtquellen 42′ und 43′ Pumplicht in diesen Zweiganschluß 46′ gekoppelt wird, kann zunächst nicht unterschieden werden, welcher Anteil von welcher Pumplichtquelle 42′ oder 43′ kommt. Diese Unterscheidung erfolgt durch den o. g. nachgeschalteten zweiten polarisationsselektiven Koppler 79, der die beiden unterschiedlich polarisierten Pumplichtwellen wieder trennt. Dabei können polarisationsselektive Koppler mit polarisationserhaltender Faser, Standard-Einmodenfasern oder auch in hybrider Ausführung (polarisationserhaltende Anschlußfaser mit eingespleißtem Koppler in Standardfaser-Ausführung) verwendet werden. Der erste Anschluß 84 und der zweite Anschluß 85 werden jeweils mit einem optoelektrischen Wandler 81 bzw. 82, z. B. in Form einer Fotodiode verbunden, deren elektrischer Ausgang, wie durch die beiden gestrichelten Leitungen 88 und 89 dargestellt ist, zur Ansteuerung der Spannungszufuhr zu den beiden Pumplichtquellen 42′ und 43′ dient. In diesem Zusammenhang interessiert im wesentlichen eine Stabilisierung der Ausgänge der beiden Pumplichtquellen im Hinblick auf eine konstante Signallichtverstärkung im Faserstück 31′, wobei die beiden Pumplichtquellen 42′ und 43′ jeweils getrennt geregelt werden können.

Für den Fall, daß aufgrund der Qualität der eingesetzten Pumplichtquellen 42′ und 43′ und des ersten polarisationsselektiven Kopplers 49′ für die Regelung der beiden Pumplichtquellen ein zu geringes Regelsignal an den beiden Anschlüssen 84 und 85 des zweiten polarisationsselektiven Kopplers 79 zur Verfügung steht, muß die Ebene des ersten polarisationsselektiven Richtkopplers 49′ gegenüber der Polarisationrichtung des Pumplichtes gedreht werden. Es muß dazu entweder bei der Ankopplung der Pumplichtquelle an die Faser eine Fehlorientierung der Hauptachsen der polarisationserhaltenden Faser gegenüber der Polarisationsrichtung des Laserlichtes vorgenommen werden, oder die polarisationserhaltende Faser muß an einer Stelle zwischen Pumplichtquelle und polarisationsselektivem Koppler aufgetrennt und mit nicht optimaler Ausrichtung der Hauptachsen wieder gespleißt werden. Polarisationsselektive faseroptische Koppler zeigen neben der Polarisationsselektivität auch eine Wellenlängenselektivität. Ein Überkoppeln des Pumplichts auf den Zweig 46′ für Regelungszwecke läßt sich dann erreichen, wenn die Wellenlänge des Pumplichts außerhalb der Wellenlänge für maximale Polarisationsselektivität liegt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch Druck auf die polarisationserhaltende Faser die Extinktion zu verringern. Es erfolgt damit zwar eine künstliche Verschlechterung der Kopplung, die jedoch, da sie in einem Bereich unter 1% liegt, zum Erreichen des oben genannten Zweckes hingenommen werden kann.

Der faseroptische Verstärker 50 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist hinsichtlich des Aufbaus eine Kombination aus den beiden faseroptischen Verstärkern 10 und 30 nach den Fig. 1 und 2.

Der faseroptische Verstärker 50 besitzt somit ebenfalls ein Faserstück 51, das am eingangsseitigen Ende 52 über einen ersten wellenlängenselektiven Koppler 54 mit dem Eingang 56 des faseroptischen Verstärkers 50 und das ausgangsseitigen Ende 53 über einen zweiten wellenlängenselektiven Koppler 55 mit dem Ausgang 57 des faseroptischen Verstärkers 50 verbunden ist. Die beiden Koppler 54 und 55 sind in gleicher Weise aufgebaut und beschaltet wie die Koppler 14 und 15 des faseroptischen Verstärkers 10.

Jeweils der zweite Anschluß 59 bzw. 65 des ersten und des zweiten Kopplers 54, 55 ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 mit einer Pumplichtvorrichtung 68 bzw. 70 verbunden. Jede dieser Pumplichtvorrichtungen 68 und 70 besteht aus einem Kuppler 69 bzw. 71 und aus jeweils einer ersten Pumplichtquelle 62 bzw. 72 und aus einer zweiten Pumplichtquelle 63 bzw. 73, von denen jeweils die erste Pumplichtquelle 62, 72 horizontal polarisiertes Pumplicht mit der Wellenlänge λ_PH und die zweite Pumplichtquelle 63, 73 vertikal polarisiertes Pumplicht mit der Wellenlänge λ_PV aussendet, welches durch die Koppler 69 bzw. 71 als Summenpumplicht mit der Wellenlänge λ_P über die beiden Koppler 54 und 55 dem Faserstück 51 zugeführt wird.

Auch hier sind beim Ausführungsbeispiel die zu Fig. 1 genannten Daten von Wellenlängenbereichen, Dotierung des Faserstücks 51 u. dgl. gültig. Da in das Faserstück 51 Pumplicht von beiden Seiten mit gegenüber der Fig. 1 doppelter Leistung eingespeist wird, erhöht sich die logarithmische Verstärkung des faseroptischen Verstärkers 50 gemäß Fig. 3 um etwa das 2fache gegenüber der Verstärkung der faseroptischen Verstärker 10, 30 der Fig. 1 bzw. 2. Zum Beispiel werden bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2 und 3 Pumplichtquellen 42, 43 bzw. 62, 63, 72, 73 in Form von CD-Lasern mit einer Leistung von 20 mW verwendet, wobei die Horizontalpolarisierung und die Vertikalpolarisierung des Pumplichtes durch eine 90° Montageverdrehung der Laser erreicht wird. Daraus ergibt sich ein Summenpumplicht mit einer Leistung von etwa 40 mW, das von einer Seite (Fig. 2) oder von beiden Seiten (Fig. 4) in das Faserstück 31 bzw. 51 eingespeist wird.

Gemäß einer nicht dargestellten Variante des faseroptischen Verstärkers 50 der Fig. 4 wird, wie bei der Variante des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 ebenfalls bei jeder Pumplichtquelle 62, 63 bzw. 72, 73 der Pumplichtvorrichtung 68 bzw. 70 eine Regelung bezüglich der Stabilisierung des emittierten Pumplichtes vorgenommen. Dazu ist entsprechend der Darstellung der Fig. 3 sowohl der polarisationsselektive Koppler 69 der ersten Pumplichtvorrichtung 68 als auch der polarisationsselektive Koppler 71 der zweiten Pumplichtvorrichtung 70 an seinem jeweiligen dritten Anschluß mit einem als Weiche wirkenden weiteren polarisationsselektiven Koppler (79 gemäß Fig. 3) verbunden, an dessen erstem und zweitem Anschluß ein Signal aus horizontal polarisiertem Pumplicht bzw. ein Signal aus vertikal polarisiertem Pumplicht erscheint, welche Signale jeweils als ein vom anderen Signal unabhängiges elektrisches Regelsignal nach einem optoelektrischen Wandler der betreffenden Pumplichtquelle zugeführt wird.

Gemäß einer weiteren Variante ist es auch möglich, die erste und zweite Pumplichtvorrichtung 48, 68, 70 bzw. die erste und zweite Pumplichtquelle 22, 23, 42, 43, 62, 63, 72, 73 bei unterschiedlichen Wellenlängen zu betreiben, z. B. die eine 23, 70 bei 1480 nm und die andere 22, 48, 68 bei 810 nm oder 980 nm.

Der erfindungsgemäße faseroptische Verstärker 10, 30 bzw. 50 kann unter Belassung der dargestellten Schaltungstechniken auch insoweit ausgeführt sein, als das Faserstück 11, 31 bzw. 51 statt aus SiO₂ aus Zirkonfluorid bestehen und/oder mit einem anderen Lanthanid, wie z. B. Neodym, oder anderen Stoffen dotiert sein kann. Es ist ferner möglich, das Grundmaterial SiO₂ oder Zirkonfluorid des Faserstücks 11, 31 bzw. 51 mit mehr als einem Lanthanid zu dotieren, im Falle von SiO₂ außer mit Er auch noch mit Yt.

Claims (13)

1. Faseroptischer Verstärker, mit einem vorzugsweise mit einer Einmodemfaser verbindbaren Signallichteingang und -ausgang, mit einem Faserstück, das mit mindestens einem geeigneten Dotierstoff, z. B. einem Lanthanid dotiert ist, und mit einem zwischen Signallichteingang und dem Faserstück angeordneten wellenlängenselektiven faseroptischen Koppler, dessen weiterer Eingang mit einer Pumplichtvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anderen Ende (13, 53) des Faserstücks (11, 51) und dem Signallichtausgang (17, 57) ein zweiter wellenlängenselektiver faseroptischer Koppler (15, 55) vorgesehen ist, dessen weiterer in Gegenrichtung zum Signallichteingang (16, 56) angeordneter Eingang (25, 65) mit einer zweiten Pumplichtvorrichtung (23, 70) verbunden ist.

2. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Pumplichtvorrichtung (68, 70) eine erste horizontal polarisiertes Licht aussendende Pumplichtquelle (62, 72) und eine zweite vertikal polarisiertes Licht aussendende Pumplichtquelle (63, 73) aufweist, die mit den beiden Eingängen eines Kopplers (69, 71) verbunden sind, dessen einer Ausgang die Summe der Leistungen beider Pumplichtquellen führt.

3. Faseroptischer Verstärker, mit einem vorzugsweise mit einem Einmodemfaser verbindbaren Signallichteingang und -ausgang, mit einem Faserstück, das mit mindestens einem geeigneten Dotierstoff, z. B. einem Lanthanid dotiert ist, und mit einem zwischen Signallichteingang und dem Faserstück angeordneten wellenlängenselektiven faseroptischen Koppler, dessen weiterer Eingang mit einer Pumplichtvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumplichtvorrichtung (48, 68, 70) eine erste horizontal polarisiertes Licht aussendende Pumplichtquelle (42, 62, 72) und eine zweite vertikal polarisiertes Licht aussendende Pumplichtquelle (43, 63, 73) aufweist, die mit den beiden Eingängen eines Kopplers (49, 59, 71) verbunden sind, dessen einer Ausgang die Summe der Leistungen beider Pumplichtquellen führt.

4. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anderen Ende (53) des Faserstücks (51) und dem Signallichtausgang (57) ein zweiter wellenlängenselektiver Koppler (55) vorgesehen ist, dessen weiterer in Gegenrichtung zum Signallichteingang (56) angeordneter Eingang (65) mit einer zweiten Pumplichtvorrichtung (70) verbunden ist.

5. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppler (15, 55) als Filter für das Pumplicht der Pumplichtquelle (22, 48, 68) wirkt.

6. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ebenfalls die Summe der Leistungen beider Pumplichtquellen, jedoch in wesentlich geringerer Leistung abgebende, andere Ausgang (46′) des mit den beiden Pumplichtquellen (42, 43; 62, 63; 72, 73) verbundenen Kopplers (49, 69, 71) mit einem Eingang eines weiteren Kopplers (79) verbunden ist, dessen einer Ausgang (84) ein Signal in Form von horizontal polarisiertem Pumplicht und dessen anderer Ausgang (85) ein Signal in Form von vertikal polarisiertem Pumplicht abgibt, und daß diese Signale als Regelsignale jeweils der betreffenden Pumplichtquelle zugeführt sind.

7. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Pumplichtquellen (42, 43; 62, 63; 72, 73) zur Ebene des Kopplers (49, 69, 71) so vorgenommen wird, daß in dem Ausgang (46′) jeweils ein meßbares Regelsignal für die Pumplichtquelle erscheint.

8. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei fester Orientierung von Pumplichtquelle (42, 43; 62, 63; 72, 73) zur Kopplerebene die das Pumplicht führende polarisationserhaltende Faser aufgetrennt und mit nicht optimaler Orientierung der Hauptachsen gespleißt ist.

9. Faseroptischer Verstärker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Pumplichtvorrichtung (48, 68, 70) bzw. die erste und zweite Pumplichtquelle (22, 23, 42, 43 ,62, 63, 72, 73) im wesentlichen identische Bauteile aufweisen.

10. Faseroptischer Verstärker nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Pumplichtvorrichtung (48, 68, 70) bzw. die erste und zweite Pumplichtquelle (22, 23, 42, 43, 62, 63, 72, 73) bei unterschiedlichen Wellenlängen betrieben sind, z. B. die eine (23, 70) bei 1480 nm und die andere (22, 48, 68) bei 810 nm oder 980 nm.

11. Faseroptischer Verstärker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumplichtquellenvorrichtung (48, 68, 70) bzw. die Pumplichtquelle (22, 23, 42, 43, 62, 63, 72, 73) einen Laser aufweist, der in einem geeigneten Wellenlängenbereich emittiert, z. B. 810 nm.

12. Faseroptischer Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der 810-nm-Laser ein Druckerlaser, CD-Laser o. dgl. Billig-Lasertyp ist.

13. Faseroptischer Verstärker nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signallicht im Wellenlängenbereich von 1500 bis 1550 nm oder von 1200 bis 1400 nm oder von 750 bis 980 nm oder einem anderen geeigneten Wellenlängenbereich liegt.