DE69935130T2

DE69935130T2 - Vorrichtung zur Verstärkungsregelung und optischer Verstärker mit Temperaturkompensierungsfunktion

Info

Publication number: DE69935130T2
Application number: DE69935130T
Authority: DE
Inventors: c/o Fujitsu Limited Hideki Kawasaki-shi Noda
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2019-12-31
Also published as: EP1063741A2; US6201636B1; JP2000341213A; EP1063741B1; EP1063741A3; DE69935130D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkungsregelungseinheit und einen optischen Verstärker zur Kompensierung einer Verstärkerwellenlängencharakteristik für ein optisches Signal und insbesondere auf eine Verstärkungsregelungseinheit und einen optischen Verstärker mit einer Temperaturkompensationsfunktion, die auch automatisch eine Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik kompensiert.
Herkömmlich ist ein Gain Equalizer oder Linearisierer (Verstärkungsregelungseinheit) bekannt, der einen optischen Filter verwendet, welcher in einem optischen Verstärker vorgesehen ist, um in einem optischen Kommunikationssystem eingesetzt zu werden, und zwar um eine Verstärkungswellenlängencharakteristik des optischen Verstärkers zu kompensieren. Dieser herkömmliche Gain Equalizer ist von vornherein dafür konzipiert, dass seine Verlustwellenlängencharakteristik die Verstärkungswellenlängencharakteristik des optischen Verstärkers kompensiert, um dadurch eine insgesamt flache Wellenlängencharakteristik zu erhalten. Im Allgemeinen ist das Design der Verlustwellenlängencharakteristik des Gain Equalizers zumeist auf Grundlage der Verstärkungswellencharakteristik des optischen Verstärkers bei einer spezifischen Temperatur optimiert. Als solches war es nötig, dass die Temperaturabhängigkeit der Verlustwellenlängencharakteristik des Gain Equalizers kleiner ist. Durch Einsetzen eines Gain Equalizers wurde es möglich, einen optischen Verstärker mit einer relativ flachen Verstärkungswellenlängencharakteristik in einem vorbestimmten Wellenlängenband zu realisieren.
Inzwischen ist bekannt, dass eine Verstärkungswellenlängencharakteristik eines optischen Verstärkers in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur fluktuiert. Z.B. besitzt eine erbiumdotierte Faser (EDF), die typischerweise in einem optischen Verstärker verwendet wird, eine solche Verstärkungswellenlängencharakteristik, wie in 16 gezeigt, in der die Verstärkungsabweichung in Bezug auf die Wellenlänge in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur stark variiert (0°C, 25°C, und 65°C in dieser Figur). Des Weiteren weist der Unterschied zwischen der Verstärkung bei einer Umgebungstemperatur von 0°C und jener bei einer Umgebungstemperatur von 25°C in der oben genannten EDF solch eine Wellenlängeneigenschaft (A) auf, wie in 17 gezeigt ist, und der Unterschied zwischen der Verstärkung bei einer Umgebungstemperatur von 65°C und jener bei einer Umgebungstemperatur von 25°C weist eine Wellenlängencharakteristik (B) in 17 auf.
Da die Verstärkungswellenlängencharakteristik einer EDF wie oben bemerkt eine Temperaturabhängigkeit besitzt, war es herkömmlich notwendig, die EDF auf einer konstanten Temperatur zu halten. Als solches war es notwendig, die EDF beispielsweise mit einem Wärme isolierenden Material abzudecken und gelegentlich die Temperatur der EDF mit einem Erhitzer oder einer Stromquelle oder ähnlichem einzustellen, was den Nachteil bewirkt, dass die Größe des optischen Verstärkers ansteigt.
Diesbezüglich existiert eine Technik, wie sie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung 9-145941 offenbart ist, bei der ein Langperioden-Fasergitter („LPG", welches verwendet werden kann, um die Verstärkungswellenlängencharakteristik der EDF abzuflachen) darauf abzielt, die Stabilität in Bzug auf Temperaturänderungen zu verbessern. Bei dieser Technik werden das Ummantelungsprofil und die Zusammensetzung der Fasern im Hinblick auf die Tatsache neu konzipiert, dass die Brechungsindices des Kerns und der Ummantelung voneinander unterschiedlich in Bezug auf Temperaturen variieren, die durch die Temperaturabhängigkeit eines Langperioden- Fasergitters bewirkt sind. Im Gegensatz dazu liegt die vorliegende Erfindung, wie hier später beschrieben wird, in einer Technik zur Realisierung einer Temperaturkompensation durch geeignetes Kombinieren von Fasergittern mit gegenseitig unterschiedlichen Charakteristiken, bei denen die Strukturen der Fasergitter an sich gewöhnlich sind. Somit unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der zuvor genannten bekannten Technik.
Ein optischer Wellenleiter und eine optische Vorrichtung, die mit einem Langperioden-Gitter versehen sind, ist in der JP-A-10319259 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen herkömmlichen Probleme durchgeführt und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkungsregelungseinheit mit einer Temperaturkompensationsfunktion bereitzustellen, die in der Lage ist, selbst mit einer Verstärkungswellenlängencharakteristik flexibel zurechtzukommen, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur fluktuiert, um dadurch einen optischen Verstärker mit geringer Größe und einfachem Aufbau bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Verstärkungswellenlängencharakteristik zu realisieren, die über einen weiteren Temperaturbereich stabil ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein optischer Verstärker mit einer Temperaturkompensationsfunktion vorgesehen, bei dem der optische Verstärker eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines optischen Signals aufweist, damit es sich durch eine optische Übertragungsleitung ausbreitet, und die optische Verstärkungsvorrichtung besitzt eine Verstärkungswellenlängencharakteristik, die eine Temperaturabhängigkeit aufweist, und der optische Verstärker umfasst: eine Verstärkungsregelungseinheit, die mehrere Gitterabschnitte aufweist, die in dem optischen Verstärker oder auf der optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind, die an den optischen Verstärker angeschlossen ist, wobei die mehreren Gitterabschnitte voneinander verschiedene Verlustwellenlängencharakteristiken aufweisen, und die voneinander verschiedenen Verlustwellenlängencharakteristiken voneinander verschiedene Temperaturabhängigkeiten aufweisen; und wobei die Verlustwellenlängencharakteristiken der Gitterabschnitte und die Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung eingestellt sind, und zumindest teilweise die Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung kompensieren; eine automatische Verstärkungsregelung, die so ausgebildet ist, dass sie die Leistung von Eingangslicht und Ausgangslicht der optischen Verstärkungsvorrichtung überwacht, und die Betriebsbedingungen so regelt, dass die Verstärkung in der optischen Verstärkungsvorrichtung konstant ist; einen variablen optischen Abschwächer, der so ausgebildet ist, dass er variabel ein optisches Signal abschwächt, das sich durch die optische Übertragungsleitung ausbreitet; wobei die optische Verstärkungsvorrichtung einen ersten optischen Verstärkungsabschnitt und einen zweiten optischen Verstärkungsabschnitt aufweist, die gegenseitig in Kaskade über den variablen optischen Abschwächer geschaltet sind; wobei die automatische Verstärkungsregelung einen ersten Abschnitt zum Regeln der Verstärkung in dem ersten optischen Verstärkungsabschnitt aufweist, so dass diese konstant ist, und einen zweiten Abschnitt zum Regeln der Verstärkung in dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt aufweist, sodass sie konstant ist; und eine ALC-Schaltung, die so ausgebildet ist, dass sie die Leistung des Ausgangslichts von der optischen Verstärkungsvorrichtung überwacht und das Ausmaß der Lichtabschwächung des variablen optischen Abschwächers so regelt, dass die Leistung des Ausgangslichtes konstant ist.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen:
1 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 ein Blockdiagramm ist, das den Aufbau eines optischen Verstärkers der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine erläuternde Ansicht einer allgemeinen Verlustwellenlängencharakteristik eines LPGs ist;
4 ein Diagramm ist, das die individuellen und kombinierten Verlustwellenlängencharakteristiken von zwei Arten von LPGs bei einer Bezugstemperatur zeigt;
5 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik zeigt, wenn die Umgebungstemperatur in 4 erhöht wird;
6 ein Diagramm ist, das ein weiteres Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik zeigt, wenn die Umgebungstemperatur in 4 erhöht wird;
7 ein Diagramm ist, das die Temperaturcharakteristiken der Verstärkungsregelungseinheit zeigt, und zwar in dem Fall, dass eine Verlustwellenlängencharakteristik derjenigen hin der beiden LPGs, die auf der Seite langer Wellenlängen liegt, in Bezug auf eine Temperaturänderung fixiert wird;
8 ein Diagramm ist, das die Temperaturcharakteristiken der Verstärkungsregelungseinheit zeigt, und zwar in dem Fall, dass eine Verlustwellenlängencharakteristik derjenigen der beiden LPGs, die auf der Seite kurzer Wellenlängen liegt, in Bezug auf eine Temperaturänderung, fixiert wird;
9 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
10 ein Diagramm ist, das eine Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit der zweiten Ausführungsform bei einer niedrigeren Temperatur zeigt;
11 ein Diagramm ist, das eine Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit der zweiten Ausführungsform bei einer mittleren Temperatur zeigt;
12 ein Diagramm ist, das eine Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit der zweiten Ausführungsform bei einer höheren Temperatur zeigt;
13 ein Diagramm ist, das Charakteristiken der jeweiligen LPGs 1 bis 3 bei 0°C zeigt, und zwar in einer Verstärkungsregelungseinheit, die entsprechend einem optischen Verstärker mit einer in 16 gezeigten Verstärkungswellenlängencharakteristik aufgebaut ist;
14 ein Diagramm ist, das die Verlustwellenlängencharakteristiken an den jeweiligen Temperaturen einer Verstärkungsregelungseinheit mit den LPGs 1 bis 3, die die jeweils in 13 gezeigten Charakteristiken aufweisen, zeigt;
15 ein Diagramm ist, das die Verlustwellenlängencharakteristiken vor und nach der Verstärkungskompensation zeigt, und zwar im Fall des Einsatzes einer Verstärkungsregelungseinheit mit den Charakteristiken der 14;
16 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Verstärkungswellenlängencharakteristik eines optischen Verstärkers zeigt; und
17 ein Diagramm ist, das die Verstärkungsunterschiede in Bezug auf eine Temperaturänderung des optischen Verstärkers in 16 zeigt.
Im Folgenden wird eine Verstärkungsregelungseinheit mit einer Temperaturkompensierungsfunktion beschrieben, umfassend: eine Vielzahl von Gitterabschnitten, die in einer optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind, durch welche ein optisches Signal ausgebreitet wird; wobei die Mehrzahl der Gitterabschnitte gegenseitig verschiedene Verlustwellenlängencharakteristiken besitzt und die gegenseitig verschiedenen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen.
Gemäß einem solchen Aufbau wird es möglich, eine Verstärkungsregelungseinheit frei zu konzipieren, in welcher ihre Verlustwellenlängencharakteristiken in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperaturänderung fluktuieren, indem mehrere Gitterabschnitte geeignet kombiniert werden, die so aufgebaut sind, dass die Verlustwellenlängencharakteristiken davon gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellencharakteristiken Temperaturabhängigkeiten besitzen, um in einer optischen Übertragungsleitung verwendet zu werden.
Im Folgenden wird auch ein optischer Verstärker mit einer Temperaturkompensierungsfunktion beschrieben, wobei der optische Verstärker eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines durch eine optische Übertragungsleitung auszubreitenden Signals umfasst, und die optische Verstärkungsvorrichtung eine Verstärkungswellenlängencharakteristik mit einer Temperaturabhängigkeit besitzt, wobei der optische Verstärker umfasst: mehrere Gitterabschnitte, die in der optischen Verstärkungsvorrichtung oder auf der optischen Übertragungsleitung, die mit der optischen Verstärkungsvorrichtung verbunden ist, vorgesehen sind, wobei die mehreren Gitterabschnitte gegenseitig unterschiedliche Verlustwellenlängencharakteristiken besitzen und die gegenseitig verschiedenen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen; und wobei die Verlustwellenlängencharakteristiken der Gitterabschnitte und der Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken entsprechend den Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsvorrichtung bzw. der Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung eingestellt werden.
Bei solch einem Aufbau wird ein optisches Signal in der optischen Verstärkungsvorrichtung entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik mit der Temperaturabhängigkeit verstärkt. Trotzdem wird eine Verstärkungskompensierung mit der Temperaturcharakteristik automatisch durchgeführt, da das optische Signal durch die mehreren Gitterabschnitte ausgebreitet wurde, in denen deren Verlustwellenlängencharakteristiken und die Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung und der Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung eingestellt worden sind. Auf diese Weise wird es möglich, einen optischen Verstärker mit geringer Größe und einfachem Aufbau zu realisieren, der in der Lage ist, eine Verstärkungswellenlängencharakteristik zu erhalten, die unabhängig von einer Temperaturänderung stabil ist.
Für die oben genannte Verstärkungsregelungseinheit und für den optischen Verstärker können die mehreren Gitterabschnitte Langperioden-Fasergitter sein, die jeweils entlang der optischen Übertragungsleitung ausgebildet sind. Die Langperioden-Fasergitter besitzen bevorzugt jeweilige Gitterteilungen in einem Bereich von 0,1 mm bis 1 mm.
Weiter kann für den optischen Verstärker die optische Verstärkungsvorrichtung konkret einen mehrstufiger Verstärkungsaufbau besitzen, der mehrere optische Verstärkungsabschnitte aufweist, und die optische Verstärkungsvorrichtung kann einen optischen Faserverstärker umfassen, der eine mit einem seltene Erdenelement dotierte Faser verwendet.
Im Folgenden wird auch ein temperaturkompensierter optischer Verstärker beschrieben, welcher umfasst: einen temperaturempfindlichen optischen Verstärker mit einer ersten optischen Verstärkerstufe und einer zweiten optischen Verstärkerstufe; eine temperaturkompensierende Verstärkungsregelungskaskade, die mit dem temperaturempfindlichen optischen Verstärker verbunden ist und mehrere Gitter umfasst; eine automatische Verstärkungssteuerung, die angeordnet ist, um die Leistungen des Eingangslichts und des Ausgangslichts des temperaturempfindlichen optischen Verstärkers zu beobachten und eine konstante Verstärkung des temperaturempfindlichen optischen Verstärkers aufrecht zu erhalten, während die Verstärkung der ersten Stufe in Unabhängigkeit von der Verstärkung der zweiten Stufe geregelt wird; wobei die temperaturabhängige Verstärkungswellencharakteristik des optischen Verstärkers mindestens teilweise von der temperaturabhängigen Verlustwellencharakteristik der Gitter kompensiert wird; einen variablen optischen Abschwächer, der angeordnet ist, um ein sich durch den temperaturkompensierten optischen Verstärker ausbreitendes optisches Signal abzuschwächen; und eine automatische Niveauregelung, die angeordnet ist, um die Lichtleistung an einer Ausgabe des temperaturkompensierten optischen Verstärkers zu beobachten und den variablen optischen Abschwächer so zu regeln, dass die Lichtleistung am Ausgang konstant ist.
Im Folgenden werden die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in einem optischen Verstärker gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Aufbau des optischen Verstärkers zeigt.
In 1 wird eine Verstärkungsregelungseinheit (GCU) 10, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, durch eine optische Übertragungsleitung L dargestellt, indem z.B. zwei Arten von Langperioden-Gittern (im Folgenden „LPG" genannt) 1, 2 zwischen den Enden T1 und T2 in Kaskade geschaltet werden.
Für die LPGs 1 und 2 wird ein LPG verwendet, der einen solchen Aufbau besitzt, dass ihre Verlustwellencharakteristiken relativ zu einem durch die optische Übertragungsleitung L ausgebreiteten optischen Signal gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig unterschiedliche Temperaturabhängigkeiten besitzen. Jeder dieser LPGs 1 und 2 besitzt einen Aufbau, der mit jenem eines bekannten LPGs identisch ist, und wird hergestellt, indem ein Gitter mit einer notwendigen Gitterteilung entlang einer Längsrichtung einer optischen Faser eingeschrieben wird, z.B. durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen von außerhalb der optischen Faser. Die Gitterteilung des LPGs liegt typischerweise in der Größenordnung von 0,5 mm (in einem Bereich von 0,1 mm bis 1 mm). Diese Gitterteilung stellt eine lange Periode dar, da sie breiter als eine Gitterteilung eines Braggfasergitters (FBG) ist (typischerweise mit einer Größenordnung von 0,5 μm). Die LPGs 1 und 2 können gegenseitig miteinander verbunden sein, z.B. über einen optischen Verbinder oder einen Spleiß. Alternativ ist es auch möglich, die beiden LPGs 1 und 2 separat in einer Längsrichtung einer optischen Faser einzuschreiben und die so präparierte optische Faser zwischen den Anschlüssen T1 und T2 anzuschließen. Das Festlegen der Verlustwellencharakteristiken der LPGs 1 und 2 wird später beschrieben.
Es ist möglich, einen optischen Verstärker aufzubauen, indem die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit dem oben beschriebenen und in 2 gezeigten Aufbau eingesetzt wird, sodass ein optischer Verstärkungsabschnitt 21 der früheren Stufe und ein optischer Verstärkungsabschnitt 22 der späteren Stufe über einen variablen optischen Abschwächer (VATT) 23 zwischen einem Eingangsanschluss IN und einem Ausgangsanschluss OUT in Kaskade geschaltet werden und weiter die Verstärkungsregelungseinheit 10 und ein Gain Equalizer (GEQ) 11 zwischen den optischen Verstärkungsabschnitten 22 der späteren Stufe und den Ausgangsanschluss OUT eingesetzt werden.
Z.B. sind die optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 in der Lage, kollektiv ein Wellenlängen gemultiplextes Lichtsignal (WDM-Lichtsignal) zu verstärken, das eine Vielzahl von optischen Signalen an unterschiedlichen Wellenlängen enthält, und sind konkret aus bekannten optischen Verstärkungsvorrichtungen wie z.B. einem erbiumdotierten Faserverstärker (EDFA) aufgebaut. Die optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 sind mit AGC- Schaltkreisen 21A bzw. 22A versehen, um die Verstärkung auf einen konstanten Wert zu regeln.
Jeder der AGC-Schaltkreise überwacht die Leistungen des Eingangslichts und des Ausgangslichts des entsprechenden optischen Verstärkungsabschnitts, um dadurch automatisch die Leistung des Erregungslichts so zu steuern, dass die Verstärkung am entsprechenden optischen Verstärkungsabschnitt einen vorbestimmten Wert erreicht. Indem die Verstärkung der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 auf einen konstanten Wert geregelt wird, wird es möglich, die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 gegenüber Fluktuationen des Eingangslichtniveaus konstant zu halten.
Der variable optische Abschwächer 23 ist ein bekannter optischer Abschwächer, der in der Lage ist, die Menge der Lichtabschwächung basierend auf einem Signal von außen zu variieren. Die Menge der Lichtabschwächung dieses variablen optischen Abschwächers 23 wird von einer Signalausgabe von einem ALC-Schaltkreis 23A gesteuert. Dieser ALC-Schaltkreis 23A überwacht hier die Leistung des Ausgangslichts eines Gain Equalizers 11, um dadurch ein Signal zur Steuerung der Menge der Lichtabschwächung des variablen optischen Abschwächers 23 zu erzeugen, sodass die Leistung der optischen Signale der jeweiligen aus dem optischen Verstärker auszugebenden Wellenlängen jeweils vorbestimmte Niveaus erreichen. Der Gain Equalizer 11 ist ein Equalizer (Linearisierer) zum Einstellen der Verstärkungswellencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22, um dadurch die Verstärkung relativ zur Wellenlänge festzulegen.
Obwohl es aus der Darstellung in der Figur weggelassen ist, ist es möglich, eine Dispersionskompensationsvorrichtung wie z.B. eine dispersionskompensierende Faser im vorliegenden optischen Verstärker vorzusehen, wenn er erforderlich ist, um die zu erzeugende Wellenlängendispersion zu kompensieren, wie z.B. in einer optischen Übertragungsleitung, die mit den Anschlüssen IN und OUT des vorliegenden optischen Verstärkers verbunden ist.
Im Folgenden werden die Verlustwellencharakteristiken der LPGs 1 und 2 und die Temperaturabhängigkeiten der jeweiligen für die Verstärkungsregelungseinheit 10 zu verwendenden Verlustwellenlängencharakteristiken beschrieben.
Zunächst werden die allgemeinen Eigenschaften eines LPGs mit Bezug auf 3 erläutert.
Die Verlustwellenlängencharakteristik des in 3 gezeigten LPGs wird typischerweise von den Parametern der mittleren Wellenlänge λ₀, eines maximalen Verlusts A und der Wellenlängenbreite B, in der der Verlust erzeugt wird, spezifiziert. Die mittlere Wellenlänge λ₀ und die Wellenlängenbreite B werden entsprechend einer Gitterteilung eines in einer optischen Faser auszubildenden Gitters bestimmt, während der Maximalverlust A durch den Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kerns und der Ummantelung und von einer Breite des eingeschriebenen Bereichs des Gitters bestimmt wird. Die Hauptursache des Phänomens (Wellenlängenverschiebung), bei dem eine Verlustwellenlängencharakteristik des LPGs abhängig von der Umgebungstemperatur verschoben wird, liegt in den Temperaturabhängigkeiten der Brechungsindices des Kerns und der Ummantelung. Z. B. ist bekannt, dass der Betrag einer Wellenlängenverschiebung Δλ pro 100°C in einer Größenordnung von +5nm (Δλ ~ +5nm/100°C) liegt, wenn ein Gitter in einer gewöhnlichen dispersionverschobenen Faser (DSF) eingeschrieben wird. Dieser Betrag der Wellenlängenverschiebung Δλ kann optional in einem Bereich der Größenordnung von -(minus) einigen nm/100°C bis +(plus) 10 nm/100°C variiert werden, indem die Dotierungsmaterialien für den Kern und die Ummantelung und die Dotierungsmengen geändert werden.
Somit wird es durch Kombinieren einer Vielzahl von LPGs mit aufgrund von Temperaturänderungen gegenseitig verschiedenen Beträgen der Wellenlängenverschiebung möglich, eine Verstärkungsregelungseinheit mit einer Verlustwellenlängencharakteristik zu realisieren, die abhängig von einer Temperatur fluktuiert, und Muster nicht nurfür die Wellenlängenverschiebung, sondern auch für eine Verlustwellenlängencharakteristik in die gewünschte Form zu ändern.
Im Folgenden werden konkret die Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken in dem Fall beschrieben, das zwei LPGs 1 und 2 miteinander kombiniert werden, und zwar mit Bezug auf 4 bis 6.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von individuellen Verlustwellenlängencharakteristiken der beiden LPGs 1 und 2 zeigt, und eine kombinierte Verlustwellenlängecharakteristik in dem Fall, dass die LPGs 1 und 2 miteinander verbunden sind, alle bei einer Bezugstemperatur. Das Wellenlängeband beträgt 1535 nm bis 1560 nm und die Ordinate in der Figur stellt eine Verlustmenge in dB-Einheiten dar.
In dem Beispiel der 4 sind die Verlustwellenlängencharakteristiken in dem Fall gezeigt, dass ein LPG1 mit einer mittleren Wellenlänge λ₀ in der Nähe von 1541 nm und ein LPG2 mit einer mittleren Wellenlänge λ₀ in der Nähe von 1554 nm eingesetzt werden. Die Maximalverluste A beider LPGs 1 und 2 sind gleichermaßen ungefähr 3 dB und die Wellenlängenbreiten B sind gleich ungefähr 36 nm. Wenn die LPGs 1 bzw. 2 mit solchen Verlustwellenlängencharakteristiken miteinander auf eine in 1 gezeigte Weise verbunden werden, überlappen die Verlustwellenlängencharakteristiken der jeweiligen LPGs 1 und 2 einander, um dadurch eine Verlustwellenlängencharakteristik bereitzustellen, die einen im Wesentlichen flachen Verlustbetrag über einem mittleren Bereich in einem Wellenlängenband von 1535 nm bis 1560 nm besitzt.
Jede der 5 und 6 zeigt ein Beispiel, in dem die Umgebungstemperatur für die LPGs 1 bzw. 2 mit den oben genannten Verlustwellenlängencharakteristiken angehoben wird. Es wird bemerkt, dass die 5 eine Situation zeigt, in der das LPG1 einen negativen Temperaturkoeffizienten (Wellenlängenverschiebung) und das LPG2 einen positiven Temperaturkoeffizienten in Bezug auf eine Temperaturerhöhung besitzen, während 6 eine Situation zeigt, in der das LPG1 einen positiven Temperaturkoeffizienten und das LPG2 einen negativen Temperaturkoeffizienten in Bezug auf eine Temperaturerhöhung besitzt.
In dem Beispiel der 5 wurde aufgrund des Anstiegs der Umgebungstemperatur die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 1 in die Nähe von 1539 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr –2 nm), und die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 2 wurde in die Nähe von 1556 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr +2 nm). Wenn die LPGs 1 und 2 mit solchen Charakteristiken miteinander verbunden werden, wird eine Verlustwellenlängencharakteristik mit einer konkaven Form in einem mittleren Teil des Wellenlängenbands erhalten.
In dem Beispiel der 6 wurde aufgrund des Anstiegs der Umgebungstemperatur die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 1 in die Nähe von 1544 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr +3nm), und die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 2 wurde in die Nähe von 1551 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr –3 nm). Wenn die LPGs 1 und 2 mit solchen Eigenschaften miteinander verbunden werden, wird eine Verlustwellenlängencharakteristik mit einer konvexen Form in einem mittleren Teil des Wellenlängenbands erhalten.
Wie oben beschrieben, wird es möglich eine Verstärkungsregelungseinheit zu konzipieren, die eine Verlustwellenlängencharakteristik aufweist, welche in der Lage ist, abhängig von einer Änderung in der Umgebungstemepratur zu fluktuieren, indem eine Vielzahl von LPGs kombiniert und geeignet verbunden werden, die so aufgebaut sind, dass ihre Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen. Indem die zwei LPGs 1 und 2 hier miteinander verbunden werden, wird es möglich, wahlweise das konkave/konvexe Muster des Verlustbetrags im mittleren Bereich des Wellenlängenbands festzulegen, abhängig von der Umgebungstemperatur. In den obigen Beispielen wurden solche Fälle beschrieben, in denen die Maximalverluste A und die Wellenlängenbreiten B der jeweiligen LPGs 1 und 2 jeweils einander gleich sind. Jedoch ist es leicht, eine Verlustwellenlängencharakteristik herzustellen, die zum Zeitpunkt, wenn die LPGs miteinander verbunden werden, eine asymmetrische Form besitzt, indem die Maximalverluste A und die Wellenlängenbreiten B der LPGs 1 und 2 separat voneinander eingestellt werden. Auf diese Weise wird es möglich, mit einem einfachen Aufbau die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit der Temperaturkompensierungsfunktion zu realisieren, wodurch die herkömmliche Notwendigkeit erübrigt wird, die Temperatur der EDF konstant zu halten, und es wird auch möglich, eine Verkleinerung eines optischen Verstärkers zu erzielen.
In den obigen Beispielen wurden die LPGs 1 und 2 in Betracht gezogen, deren beider Verlustwellenlängencharakteristiken in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es ist auch möglich eine solche Kombination zu verwenden, in der lediglich ein LPG eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird, und die andere eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die im Wesentlichen fixiert ist ohne verschoben zu werden. Basierend auf einer solchen Kombination wird eine Verstärkungsregelungseinheit in Betracht gezogen, die entsprechend den Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21 und 22 konzipiert ist.
Es wird hier angenommen, dass die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 Temperaturabhängigkeiten wie jene in der zuvor genannten 16 besitzen.
7 zeigt ein Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit 10, die darauf abzielt, entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik der 16 optimiert zu werden. Diese Verlustwellenlängencharakteristik entspricht einer Situation, in der das LPG 1 mit seiner mittleren Wellenlänge λ₀ auf der Seite kurzer Wellenlängen eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird, und in der das LPG 2 mit seiner mittleren Wellenlänge λ₀ auf der Seite langer Wellenlängen eine in Bezug auf eine Temperaturänderung fixierte Verlustwellenlängencharakteristik besitzt.
Wenn die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit der Verlustwellenlängencharakteristik in Bezug auf eine Temperaturänderung gemäß 7 an dem in der zuvor genannten 2 gezeigten optischen Verstärker angeschlossen wird, wird es möglich auf der Seite kurzer Wellenlängen und im mittleren Bereich des Wellenlängenbands die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitt 21, 22 abhängig von einer Änderung der Umgebungstemperatur zu kompensieren. Somit wird es möglich ein optisches Signal mit einer gleichmäßigen Verstärkung relativ zur Wellenlänge zu erhalten. Jedoch wird ein Fehler der Verstärkungskompensierung auf der langen Wellenlängenseite verursacht, da die Temperatur basierte Änderung der Verlustwellenlängeneigenschaften der Verstärkungsregelungseinheit 10 nicht vollständig mit der Temperatur basierten Änderung der Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 zurechtkommen kann.
8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit 10, die darauf abzielt, entsprechend einer Verstärkungswellenlängencharakteristik der 16 optimiert zu werden. Diese Verlustwellenlängencharakteristik entspricht einer Situation, in der das LPG 1' mit seiner mittleren Wellenlänge λ₀ auf der kurzen Wellenlängenseite eine relativ zu einer Temperaturänderung fixierte Verlustwellenlängencharakteristik besitzt und das LPG 2' mit seiner mittleren Wellenlänge λ₀ auf der langen Wellenlängenseite eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird. Man bemerke, dass in einer praktischen Messung für das LPG 1', das LPG 2 verwendet wird, das eingesetzt wurde, um die Charakteristik in der zuvor genannten 7 zu erhalten, und als LPG 2' ein LPG 3 verwendet wird, welches in einer später zu beschreibenden Ausführungsform eingesetzt wird.
Wenn die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit der Verlustwellenlängencharakteristik in Bezug auf eine Temperaturänderung gemäß 8 an den optischen Verstärker angeschlossen wird, wird es möglich im mittleren Bereich und auf der langen Wellenlängenseite des Wellenlängenbands die von einer Änderung in der Umgebungstemperatur abhängigen Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 zu kompensieren. Somit wird es möglich ein optisches Signal mit einer gleichmäßigen Verstärkung relativ zu einer Wellenlänge zu erhalten. Jedoch wird ein Fehler der Verstärkungskompensierung auf der kurzen Wellenlängenseite verursacht.
Wie oben beschrieben, existiert eine Grenze für ein Wellenlängenband, in dem die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 kompensiert werden können, wobei die Verstärkungsregelungseinheit 10, die realisiert wird, indem ein LPG mit einer Verlustwellenlängencharakteristik, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird, und das andere LPG mit fixierter Wellenlängencharakteristik kombiniert werden. Um eine Verstärkungskompensierung über ein relativ breites Wellenlängenband von 1535 nm bis 1560 nm wie in dieser Ausführungsform zu realisieren, wird es als notwendig erachtet, für beide LPGs 1 und 2 die Temperaturabhängigkeiten ihrer jeweiligen Verlustwellenlängecharakteristiken optimal zu konzipieren oder drei oder mehr LPGs zu kombinieren. Nichtsdestotrotz ist es möglich, eine voll effektive Verstärkungskompensierung selbst mit Hilfe der zuvor genannten Kombination zweier LPGs durchzuführen, wenn das eine Kompensierung erfordernde Wellenlängenband relativ schmal ist.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser zweiten Ausführungsform wird ein optischer Verstärker in Betracht gezogen, der aus einer Verstärkungsregelungseinheit besteht, die durch Kombinieren dreier LPGs erhalten wurde.
9 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird. Der Aufbau des optischen Verstärkers, an den die Verstärkungsregelungseinheit der 9 angeschlossen ist, ist derselbe wie jener in 2, so dass daher die Beschreibung weg gelassen wird.
In 9 stellt die Verstärkungsregelungseinheit 10' eine optische Übertragungsleitung L dar, wie z. B. durch Kaskadenanordnung dreier Arten von LPGs 1, 2 und 3 zwischen den Anschlüssen T₁ und T₂.
Für die LPGs 1–3 werden LPGs verwendet, die einen solchen Aufbau besitzen, dass die Verlustwellenlängeneigenschaften von ihnen gegenseitig verschieden in Bezug auf ein durch die optische Übertragungsleitung L ausgebreitetes optisches Signal sind und die jeweiligen Verlustwellenlängeneigenschaften gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen. Der Aufbau der LPGs 1–3 und die Art und Weise ihres Anschlusses sind jenen der ersten Ausführungsform identisch.
In diesem Fall wird angenommen, dass die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 1 auf einer kurzen Wellenlängenseite positioniert ist, die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 3 auf einer langen Wellenlängenseite positioniert ist, relativ zum Wellenlängenband von 1535 nm bis 1560 nm, und dass die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 2 in der Mitte zwischen LPG 1 und LPG 3 positioniert ist. In Bezug auf eine Temperaturänderung wird eine solche Einstellung in Betracht gezogen, dass die Verlustwellenlängeneigenschaft des LPGs 2 fixiert ist, während jene der LPGs 1 und 3 verschoben werden. Weiter wird angenommen, dass die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 Temperaturabhängigkeiten besitzen, die mit jenen in der zuvor genannten 16 identisch sind.
Das Einstellen der Temperaturabhängigkeiten der drei LPGs 1 bis 3 ist nicht auf das obige beschränkt. Die Verlustwellenlängencharakteristiken des LPGs 1 und des LPGs 3 können in Bezug auf eine Temperaturänderung fixiert sein. Alternativ können alle Wellenlängencharakteristiken der LPGs 1 bis 3 jeweils in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben werden.
10–12 sind Diagramme, die die individuellen Verlustwellencharakteristiken der drei LPGs 1 bis 3 und die Verlustwellenlängencharakteristik im Fall ihrer Verbindung miteinander zeigen, und zwar bei den jeweiligen Temperaturen. 10, 11 und 12 zeigen die Charakteristiken bei einer geringeren Temperatur, einer mittleren Temperatur bzw. einer höheren Temperatur.
An den jeweiligen Temperaturen in 10–12 ist die mittlere Wellenlänge λ₀ des LPGs 2 in der Nähe von 1543 nm fixiert, während die jeweiligen mittleren Wellenlängen λ₀ des LPGs 1 und des LPGs 3 abhängig von einer Temperaturänderung verschoben werden. In diesem Fall wird festgelegt, dass das LPG 1 und LPG 3 jeweils erforderliche positive Temperaturkoeffizienten in Bezug auf einen Anstieg der Umgebungstemperatur besitzen. Weiter sind die Maximalverluste A und die Wellenlängenbreiten B der LPGs 1 bis 3 in Bezug auf eine Temepraturänderung konstant. Konkret beträgt der Maximalverlust A und die Wellenlängenbreite B ungefähr 2,2 dB und ungefähr 22 nm für das LPG 1, ungefähr 2,6 dB und ungefähr 24 nm für das LPG 2 und ungefähr 2,6 dB und ungefähr 44 nm für das LPG 3.
An der in 11 gezeigten mittleren Temperatur beträgt der Abstand der mittleren Wellenlängen λ₀ des LPGs 1 und des LPGs 2 ungefähr 10 nm und der Abstand zwischen den mittleren Wellenlängen λ₀ des LPGs 2 und des LPGs 3 beträgt ungefähr 13 nm. Unter Berücksichtigung dieser Charakteristik bei der mittleren Temperatur als Bezugspunkt wird bei der in 10 gezeigten niedrigeren Temperatur der Abstand zwischen LPG 1 und LPG 2 um 2 nm verbreitert, um ungefähr 12 nm zu betragen und der Abstand zwischen LPG 2 und LPG 3 wird um 2 nm verengt, um ungefähr 11 nm zu betragen. Weiter wird bei der in 12 gezeigten höheren Temperatur der Abstand zwischen LPG 1 und LPG 2 um 2 nm verengt, um ungefähr 8 nm zu betragen und der Abstand zwischen LPG 2 und LPG 3 wird um 2 nm verbreitert, um ungefähr 15 nm zu betragen.
Die Verstärkungsregelungseinheit 10', die gebildet wird, indem auf in 9 gezeigte Weise die LPGs 1 bis 3 mit dem oben genannten Verlustwellenlängencharakteristiken verbunden werden, wird eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzen, die zusammenwirkend durch die Linien LPG1 + LPG2 + LPG3 in den 10–12 gezeigt ist.
Im Folgenden wird die Charakteristik des optischen Verstärkers beschrieben, in dem Fall, dass die Verstärkungsregelungseinheit 10', die die drei LPGs 1 bis 3 umfasst, in diesem optischen Verstärker vorgesehen ist.
13 ist ein Diagramm, das die Charakteristiken der jeweiligen LPGs 1 bis 3 bei 0°C zeigt und zwar für die Verstärkungsregelungseinheit 10', die entsprechend dem optischen Verstärker aufgebaut ist, der die in 16 gezeigte Verstärkungswellenlängencharakteristik in Bezug auf eine Temperaturänderung zeigt.
Ähnlich den 10-12 besitzt das LPG 2 in dieser Verstärkungsregelungseinheit 10' eine Charakteristik, die in Bezug auf eine Temperaturänderung fixiert ist (streng genommen fluktuiert sie, fluktuiert jedoch nicht so stark wie das LPG 1 und das LPG 3) und die anderen LPG 1 und LPG 2 besitzen jeweils Charakteristiken, die relativ zu einer Temperaturänderung fluktuieren. Somit arbeitet die Verstärkungsregelungseinheit 10' auf ähnliche Weise wie in 10–12. In Tabelle 1 ist ein Beispiel der konkreten Charakteristiken der LPGs 1 bis 3 gezeigt.
Tabelle 1
Bemerkung: Die Bandbreite stellt eine Breite zwischen einer Wellenlänge bei einem Spitzenwert des Verlusts und einer Wellenlänge bei einem Verlust von Null dar.
14 ist ein Diagramm, das die Verlustwellenlängencharakteristiken der Verstärkungsteuerungseinheit 10' mit den LPGs 1 bis 3 zeigt, die die in 13 eine Tabelle 1 gezeigten Charakteristiken aufweisen und zwar jeweils bei 0°C, 25°C und 65°C.
Es wird ein optisches Signal erhalten, das eine kompensierte Wellenlängencharakteristik aufweist, die in 15 gezeigt ist, indem die Verstärkungsregelungseinheit 10, die einen solchen Aufbau besitzt, dass ihre Verlustwellenlängencharakteristik die in 14 gezeigte Temperaturabhängigkeit besitzt, an den optischen Verstärker auf ähnliche Weise wie in der zuvor genannten 2 angeschlossen wird, um dadurch die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 zu kompensieren.
D. h., dass der optische Signaleingang in den Eingangsanschluss IN des optischen Verstärkers an den optischen Verstärkungsabschnitten 21, 22 gemäß der Verstärkungswellenlängencharakteristik verstärkt wird, wie sie von der oberen Seite (AMP-Charakteristik) der 15 gezeigt ist. Als solche wird das optische Signalniveau nach der Verstärkung selbst so wiedergegeben, dass es eine Wellenlängencharakteristik besitzt, die abhängig von der Umgebungstemperatur fluktuiert. Nichtsdestotrotz wird das optische Signal durch die Verstärkungsregelungseinheit 10 so durchgeführt, dass die Unterschiede zwischen den Wellenlängencharakteristiken in Bezug auf Temperaturunterschiede so kompensiert werden, dass sie, wie auf der niedrigeren Seite (kompensierte Charakteristik) der 15 gezeigt, klein sind. Somit kann das optische Signalniveau nach der Kompensierung aufgrund der Verstärkungsregelungseinheit 10 so wiedergegeben werden, dass es Wellenlängeneigenschaften besitzt, die einander im Wesentlichen identisch sind und zwar über einen Bereich von einer niedrigen Temperatur (0°C) bis zu einer höheren Temperatur (65°C).
Des Weiteren sind die Kompensierungsfehler im Fall der kompensierten Charakteristik der 15 als (C) und (D) auf überlappte Weise in der zuvor genannten 15 gezeigt. Wie aus den Charakteristiken (C) und (D) der 17 entnommen werden kann, ist es offensichtlich, dass jene Charakteristiken im Fall des Einsatzes der Verstärkungsregelungseinheit 10', die durch Kombinieren der LPGs 1 bis 3 aufgebaut ist, im Vergleich zu den Temperaturcharakteristiken lediglich des optischen Verstärkers verbessert werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist die Verstärkungsregelungseinheit 10' aufgebaut, indem die drei LPGs 1 bis 3 kombiniert werden, die so aufgebaut sind, dass ihre Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellenlängencharakteristiken Temperaturabhängigkeiten besitzen, die den Verstärkungswellenlängencharakteristiken des optischen Verstärkers entsprechen. Somit wird es möglich, die Verstärkungskompensierung bei einem solchen breiten Wellenlängenband, das von 1535 nm bis 1560 nm reicht, und über einen weiten Temperaturbereich sicher durchzuführen.
In der zuvor genannten ersten und zweiten Ausführungsform sind die Verstärkungsregelungseinheit 10 oder 10' an der Ausgangsseite der letzten Stufe des optischen Verstärkungsabschnitts 22 eingesetzt gezeigt. Jedoch ist die Anordnung der Verstärkungsregelungseinheit nicht hierauf beschränkt. Die Verstärkungsregelungseinheit kann an einer willkürlichen Position zwischen dem Eingangsanschluss IN und dem Ausgangsanschluss. OUT eingesetzt werden (inklusive z. B. des Inneren des EDFA, der den optischen Verstärkerabschnitt darstellt). Weiter ist die Verstärkungsregelungseinheit nicht darauf beschränkt, in. einem optischen Verstärker eingegliedert zu werden und kann von außen am optischen Verstärker angeschlossen werden. Obwohl eine Situation beschrieben wurde, in der der optische Verstärker aus zwei Verstärkungsstufen aufgebaut ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf alle bekannten optischen Verstärker mit unterschiedlichem Verstärkeraufbau angewendet werden.
Obwohl eine Situation beschrieben wurde, in der die Verstärkungsregelungseinheit durch Kombinieren von zwei oder drei LPGs aufgebaut ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es ist möglich eine Verstärkungsregelungseinheit aufzubauen, in dem vier oder mehr LPGs gemäß der vorliegenden Erfindung kombinier werden. Obwohl des Weiteren LPGs mit gegenseitig verschiednen Charakteristiken in der optischen Übertragungsleitung L in der Verstärkungsregelungseinheit separat angeordnet wurden, ist es möglich, eine Anwendung oder Abwandlung zu verwenden, um die Gitterbereiche zu vereinen, z. B. indem ein gechirptes Gitterformat eingesetzt wird, bei dem die Gitterteilung stetig variiert wird oder ein gemulitplextes Gitterformat verwendet wird, bei dem die Gitter, die gegenseitig unterschiedlich Gitterteilungen besitzen, überschrieben werden.
Obwohl darüber hinaus eine Situation beschrieben wurde, in der das Langperioden-Fasergitter eingesetzt wird, können andere Arten von Fasergittern, die von der Art mit langer Periode verschieden sind, als Gitterteil der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, solange eine erwünschte Charakteristik erhalten werden kann.

Claims

Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, wobei der optische Verstärker eine optische Verstärkungsvorrichtung (21, 22) zum Verstärken eines optischen Signals aufweist, damit sich dieses durch eine optische Übertragungsleitung ausbreitet, und die optische Verstärkungsvorrichtung (21, 22) eine Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik aufweist, die eine Temperaturabhängigkeit aufweist, und der optische Verstärker aufweist: eine Verstärkungssteuereinheit (10), die mehrere Gitterabschnitte (1, 2) aufweist, die in dem optischen Verstärker oder auf der optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind, die an den optischen Verstärker angeschlossen ist, wobei die mehreren Gitterabschnitte (1, 2) voneinander verschiedene Verlust-Wellenlängencharakteristiken aufweisen, und die voneinander verschiedenen Verlust-Wellenlängencharakteristiken voneinander verschiedene Temperaturabhängigkeiten aufweisen; und wobei die Verlust-Wellenlängencharakteristiken der Gitterabschnitte und die Temperaturabhängigkeiten der Verlust-Wellenlängencharakteristiken entsprechend der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) eingestellt sind, und zumindest teilweise die Temperaturabhängigkeit der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) kompensieren; eine automatische Verstärkungssteuerung, (21A, 22A), die so ausgebildet ist, dass sie die Leistung von Eingangslicht und Ausgangslicht der optischen Verstärkungsvorrichtung überwacht, und Betriebsbedingungen so steuert, dass die Verstärkung in der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) konstant ist; einen variablen optischen Abschwächer (23), der so ausgebildet ist, dass er variabel ein optisches Signal abschwächt, das sich durch die optische Übertragungsleitung ausbreitet; wobei die optische Verstärkungsvorrichtung einen ersten optischen Verstärkungsabschnitt (21) und einen zweiten optischen Verstärkungsabschnitt (22) aufweist, die gegenseitig in Kaskade über den variablen optischen Abschwächer (23) geschaltet sind; die automatische Verstärkungssteuerung einen ersten Abschnitt (21A) zum Steuern der Verstärkung in dem ersten optischen Verstärkungsabschnitt (21) so aufweist, dass diese konstant ist, und einen zweiten Abschnitt (22A) zum Steuern der Verstärkung in dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt (22) so, dass sie konstant ist; und eine ALC-Schaltung (23A), die so ausgebildet ist, das sie die Leistung des Ausgangslichts von der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) überwacht, und dass Ausmaß der Lichtabschwächung des variablen optischen Abschwächers (23) so steuert, dass die Leistung des Ausgangslichtes konstant ist.
Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, nach Anspruch 1, bei welchem die mehreren Gitterabschnitte Langperioden-Fasergitter sind, die jeweils entlang der optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind.
Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, nach Anspruch 2, bei welchem die Langperioden-Fasergitter jeweils eine Gitterteilung im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm aufweisen.
Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, nach Anspruch 1, bei welchem die optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines optischen Signals einen Lichtleitfaserverstärker aufweist, der eine mit einem Seltenerdelement dotierte Faser aufweist.