DE4005867A1 - Faseroptischer verstaerker - Google Patents
Faseroptischer verstaerkerInfo
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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 λS
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 λP 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 λP 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 λS
regt die auf höherem Energieniveau befindlichen Elektronen der
Erbiumionen zu einem Übergang auf ein niedrigeres
Energieniveau zur stimulierten Emission von Licht der gleichen
Wellenlänge λS 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 λP relativ zur
Signalwelle λS 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 λS 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 λPH aussendet, sendet die mit dem zweiten
Anschluß 45 verbundene zweite Pumplichtquelle 43 vertikal
polarisiertes Pumplicht mit der Wellenlänge λPV 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 λP
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 λS 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 λPH und die zweite Pumplichtquelle 63, 73
vertikal polarisiertes Pumplicht mit der Wellenlänge λPV
aussendet, welches durch die Koppler 69 bzw. 71 als
Summenpumplicht mit der Wellenlänge λP 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.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19904005867 DE4005867A1 (de) | 1990-02-24 | 1990-02-24 | Faseroptischer verstaerker |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904005867 DE4005867A1 (de) | 1990-02-24 | 1990-02-24 | Faseroptischer verstaerker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4005867A1 true DE4005867A1 (de) | 1991-08-29 |
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ID=6400891
Family Applications (1)
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DE19904005867 Withdrawn DE4005867A1 (de) | 1990-02-24 | 1990-02-24 | Faseroptischer verstaerker |
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