DK168343B1 - Optisk fiberopbygning og fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler - Google Patents

Optisk fiberopbygning og fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler Download PDF

Info

Publication number
DK168343B1
DK168343B1 DK730688A DK730688A DK168343B1 DK 168343 B1 DK168343 B1 DK 168343B1 DK 730688 A DK730688 A DK 730688A DK 730688 A DK730688 A DK 730688A DK 168343 B1 DK168343 B1 DK 168343B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
optical
wavelength
cores
fiber structure
optical fiber
Prior art date
Application number
DK730688A
Other languages
English (en)
Other versions
DK730688A (da
DK730688D0 (da
Inventor
Eleanor Joan Tarbox
Paul Laurance Scrivener
Giorgio Grasso
Original Assignee
Pirelli General Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pirelli General Plc filed Critical Pirelli General Plc
Publication of DK730688D0 publication Critical patent/DK730688D0/da
Publication of DK730688A publication Critical patent/DK730688A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK168343B1 publication Critical patent/DK168343B1/da

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3131Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure in optical fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06708Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06708Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06729Peculiar transverse fibre profile
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06708Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06729Peculiar transverse fibre profile
    • H01S3/06737Fibre having multiple non-coaxial cores, e.g. multiple active cores or separate cores for pump and gain
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094011Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with bidirectional pumping, i.e. with injection of the pump light from both two ends of the fibre

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

i DK 168343 B1
Opfindelsen angår en optisk fiberopbygning og en fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler.
Det blev i artikler begyndende på side 84 og 90 i Journal of The Optical Society of America A/Bind 2, 5 nr. 1/Januar 1985 foreslået at anvende en to-koret optisk fiber til forstærkning af et optisk signal. Den foreslåede metode involverede udsendelse af det optiske signal i en af fiberens korer og udsendelse af optisk pumpeenergi i den anden kore. De to korer skulle være 10 forskellige med hensyn til radius og/eller brydningsindeks, således at de respektive ledningsveje, som de udgjorde, ville have forskellige udbredelseskonstanter.
De to korers udbredelseskonstanter ville især variere forskelligt med bølgelængden, således at de kun ville 15 være identiske ved én bølgelængde. Udformningen blev arrangeret således, at denne bølgelængde ville svare til bølgelængden for det optiske signal og følgelig ved de kendte principper for optisk kobling, repetitivt skifte over mellem de to korer.
20 Forstærkning af det optiske signal skulle opnås ved ikke-lineære virkninger såsom tre-bølgeblanding eller stimuleret Raman-spredning, der optræder i de områder, hvor både signalet og pumpeenergien var til stede i samme kore. Den optiske pumpeenergi skulle ligge ved 25 bølgelængder over 1000 nm og skulle nødvendigvis tilvejebringes ved et meget højt energiniveau, for at de ønskede ikke-lineære virkninger skulle fungere.
EP-A2-112.090 viser en fiberoptisk forstærker, hvor en af korerne omfatter et fluorescerende materia-30 le, som er i stand til at frembringe stimuleret emission. Det fluorescerende materiale er NdrYag. Forstærkningen sker ved, at signalet, som skal forstærkes, forplanter sig gennem den første fiber og stimulerer emission af kohærent lys fra det fluorescerende mate-35 riale, hvilket resulterer i en forstærkning af signalet. Brydningsindeksene for den første og anden DK 168343 B1 2 fiber er valgt således, at signalet i den første fiber ledes godt, medens pumpelyset, som forplanter sig gennem den anden fiber, ikke ledes. Dette giver en høj overgang af pumpelys fra den første fiber til den anden 5 fiber. Pumpelyset overføres gentagne gange mellem de to korer.
Det er opfindelsens formål at muliggøre anvendelsen af lavere pumpeenergier og også muliggøre anvendelsen af pumpeenergi med lavere bølgelængde således at 10 billigere, mere pålidelige, mere økonomiske og mere let tilgængelige halvlederkilder kan anvendes til levering af pumpeenergien. Til disse formål anvender opfindelsen stimuleret emission i en kore, der indeholder fluorescerende materiale, f.eks. en kore doteret med en sjæl-15 den jordart.
Set fra én side tilvejebringer opfindelsen en optisk fiberopbygning, der er anvendelig ved forstærkning af optiske signaler, omfattende en længde af optisk fiber, der indeholder to med ensartet afstand lig-20 gende optiske korer for én svingningstype placeret i en fælles beklædning, for således at give to optiske ledningsveje, hvor de optiske egenskaber for i det mindste korerne er forskellige, for således at give de to ledningsveje forskellige udbredelseskonstanter, hvis vær-25 dier falder sammen for en forud fastlagt koblingsbølgelængde, kendetegnet ved at en af korerne indeholder et fluorescerende materiale, der kan frembringe stimuleret emission ved en bølgelængde, der i det væsentlige er den samme som den forud fastlagte koblingsbølgelængde.
30 Set ud fra et andet synspunkt tilvejebringer opfindelsen en fremgangsmåde til forstærkning af et optisk signal under anvendelse af en optisk fiberopbygning, som kendetegnes ved, at der sørges for, at bølgelængden (λ3) af det optiske signal, fluorescensbølge-35 længden for materialet i den ene kore og den forud fastlagte koblingsbølgelængde alle er i hovedsagen den DK 168343 B1 3 samme, udsendelse af optisk pumpeenergi, der har en anden bølgelængde (λρ), ind i den ene kore for at pumpe det fluorescerende materiale, udsendelse af det optiske signal ind i den anden kore, således at det optiske 5 signal repetitivt skifter over mellem de to korer som følge af optisk kobling og når det er i den nævnte ene kore, bevirker stimuleret emission i hovedsagen ved sin egen bølgelængde fra det fluorescerende materiale og derved bliver forstærket, og uddragning af det forstær-10 kede optiske signal fra fiberopbygningen, når det findes i den anden kore.
I praksis er udsendelse af lys særskilt i en tokoret fibers to korer ikke enkelt at opnå, men kan gøres ved anvendelse af linser og/eller specielt frem-15 stillede koblingsfibre. Ud fra en yderligere betragtning er det opfindelsens formål at tilvejebringe en indretning til forstærkning af et optisk signal, hvori indgangs- og udgangsorganerne er forenklet.
Ud fra dette synspunkt er der tilvejebragt en 20 indretning til forstærkning af et optisk signal omfattende en optisk fiberopbygning ifølge opfindelsen som ovenfor beskrevet, der ved i det mindste den ene ende har et plant optisk element, der indeholder to optiske veje, der er optisk sammenpasset med og ved den ene en-25 de er anbragt på linie med hver sin af fiberkorene, hvor det plane elements to optiske veje løber fra hinanden i en retning bort fra fiberen for at tilvejebringe forholdsvis langt fra hinanden liggende optiske indgange, der fører til fiberkorene.
30 Opfindelsen omfatter også foranstaltning til elektrisk afstemning af koblingsbølgelængden mellem korerne, hvilket gør det muligt, at koblingsbølgelængden bringes til sammenfald med signalbølgelængden, hvis dette ikke er nøjagtigt opnået ved fremstillingen af 35 fiberen.
Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken DK 168343 B1 4 fig. 1 er en grafisk fremstilling, der viser udbredelseskonstanternes forskellige variationer som funktion af bølgelængden for de optiske ledningsveje i en i fig. 2 vist fiber, 5 fig. 2 stærkt forkortet en optisk fiber, der har to korer, der adskiller sig fra hinanden for således at have de i fig. 1 viste forskellige udbredelseskonstanter, fig. 3 gennemgangs bånd et for optisk kobling i 10 fluorescens spektret mellem korerne i fiberen i fig. 2, fig. 4 en indretning ifølge opfindelsen indeholdende en fiber som vist i fig. 2, fig. 5 et tværsnit gennem en modificeret fiber-opbygning, der gør det muligt at afstemme gennemgangs-15 båndets midterbølgelængde, fig. 6 et trin ved fremstillingen af en optisk fiberopbygning som vist i fig. 5, og fig. 7 en yderligere type af en elektrisk afstemmelig optisk fiber opbygning.
20 Den optiske fiber 1, der er vist i fig. 2, har to optiske korer 2 og 4 anbragt i en fælles klædning 6. Korerne 2 og 4 ligger med ensartet afstand langs fiberens længde. Hver af korerne tilvejebringer en optiske ledningsvej, der strækker sig sideværts til hver 25 side af koren, og afstanden mellem korerne gøres tilstrækkelig lille til, at deres optiske ledningsveje overlapper. Korerne 2 og 4 er beregnet til funktion med én bølgetype ved bølgelængden af det optiske signal, der skal forstærkes.
30 Materiale, diameter og brydningsindeksprofil for hver kore vælges på en måde, der i sig selv er kendt, således at de to korer har forskellige udbredelseskonstanter. Fig. 1 viser ved hjælp af kurven 8 udbredelseskonstanten (der varierer med bølgelængden) for 35 koren 2 og ved kurven 10 udbredelseskonstanten for koren 4.
DK 168343 B1 5
Det ses af fig. 1, at de to udbredelseskonstanter falder sammen for en bølgelængde Xg. Det er kendt, at dersom lys ved denne bølgelængde Xg indføres i en af korerne, vil det ved den kendte optiske koblingsproces, 5 der optræder, når udbredelseskonstanterne for korerne er ens, progressivt skifte over fra den oprindelige kore til den anden og derpå tilbage igen repetitivt. I virkeligheden er der et gennemgangsbånd for bølgelængder centreret ved Xg, for hvilke dette optræder, hvor 1 o bredden af gennemgangsbåndet afhænger af den relative di ver gens vinkel mellem kurverne 8 og 10, hvilken kan styres ved at indstille korernes egenskaber, som der er henvist til ovenfor.
I den i fig. 2 viste optiske fiberopbygning ind-15 føres et optisk signal, der har bølgelængden Xg lig med den optiske koblings midterbølgelængde i kore 2. Den optiske koblingsvirkning får det optiske signal til repetitivt at skifte over fra kore 2 til kore 4 og tilbage som vist ved den punkterede linie 12 i fig. 2. I 20 praksis er fiberens længde tilbøjelig til at være af størrelsesordenen 1 eller 2 meter, således at der vil optræde mange hundrede af disse overskift, når det optiske signal gennemløber fiberens længde.
Den anden kore 4 har i sig indlejret et fluo-25 rescerende materiale, der er i stand til at frembringe stimuleret emission ved en bølgelængde lig med eller meget nær ved Xg. De foretrukne materialer er fluorescerende sjælden-jordart-doteringer, og navnlig erbium, der fluorescerer og frembringer stimuleret emission ved 30 en bølgelængde mellem 1530 og 1550 nm, idet dette er tilstrækkelig tæt ved standardtelekommunikationens transmissionsbølgelængde for optisk information på 1550 nm, dvs. sætter fiberen i stand til at anvendes til forstærkning ved denne standardtelekommunikationsbølge-35 længde. Til funktion ved andre standardtelekommunika-tions-transmissionsbølgelængder for optisk information DK 168343 B1 6 såsom 850 nm og 1300 nm må korerne være indrettet til at antage den behørige anden koblingsbølgelængde, og andre doteringer må anvendes.
Andre af de sjældne jordarters grundstoffer kan 5 frembringe stimuleret emission ved forskellige andre bølgelængder, f.eks. neodym ved 1060 nm, og kan anvendes til at forstærke optiske signaler ved tilsvarende forskellige bølgelængder.
Idet der vendes tilbage til fig. 2, sendes op-10 tisk pumpeenergi ved en bølgelængde λρ mindre end Xs ind i koren 4 ved den ene eller begge ender, afhængigt af hvor megen forstærkning, der kræves. Pumpeenergien kan være af en enkelt bølgetype eller ikke i koren 4. Den optiske pumpeenergi hæver det sjældne jordarts-15 materiales elektroner i koren 4 til et højt energiniveau, fra hvilket de kan falde til et lavere niveau og således frembringe fluorescensspektret. Den spontane fluorescensemission, der netop frembringes ved påføring af pumpeenergi til koren 4, vil have et forholdsvis 20 bredt spektrum som vist ved den punkterede linie 14 i fig. 3, og kun den begrænsede mængde, der falder indenfor den optiske koblings gennemgangsbånd 16 vil være i stand til at undslippe til koren 2 ved den optiske koblingsvirkning. Denne filtrerende virkning reducerer 25 i væsentlig grad støj i signalkoren 2 som følge af den støj behæftede spontane emission i forstærkningskoren 4 i forhold til mængden af støj, der er til stede i udgangssignalet fra kendte enkeltkorede forstærkningsfibre doteret med en sjælden jordart.
30 På alle steder, hvor det optiske signal ved Xs vandrer i koren 4, bevirker det desuden og i langt højere grad stimuleret emission fra de pumpede sjældne jordartsatomer, og den stimulerede emission er centreret ved samme bølgelængde Xs som den netop nævnte spon-35 tane fluorescensemission og er kohærent med det optiske signal, der stimulerer den. Følgelig bliver det optiske DK 168343 B1 7 signal progressivt forstærket mere, når det vandrer langs fiberens længde. Piberens længde er bestemt således, at det forstærkede optiske signal ved enden af fiberen vandrer helt og holdent i kore 2 og derfor kan 5 udtages fra fiberen fri for al spontan emitteret fluorescensstråling med undtagelse af den begrænsede mængde, der ligger indenfor gennemgangsbåndet 16. Den optiske pumpeenergi, der ligger ved den mindre bølgelængde λρ, bliver ikke koblet ind i koren 2 og forbliver 10 indesluttet i koren 4 ligesom den del af den spontane fluorescensemission, der ligger mellem kurverne 14 og 16.
Den ydre diameter af fiberen kan f.eks. ligge i 125 ym-området, og diameteren af hver kore i området 15 fra 3 til 20 ym.
Pig. 4 viser en indretning, der indeholder en længde optisk fiber l som netop beskrevet, ved hver ende af hvilken der er fastgjort et respektivt plant optisk element 18, 20. Hvert optisk element 18, 20 20 indeholder to optiske veje 18a, 18b, 20a, 20b. Vejene 18a og 20a ligger på linie med fiberens optiske kore 4 og er optisk tilpasset med denne så nært som muligt med hensyn til dimensioner og brydningsindeksfordeling og minimerer således ved grænsefladen reflektioner, der 25 kunne bevirke uønsket laservirkning. De plane elementers andre optiske veje 18b og 20b ligger på lignende måde på linie med og er optisk tilpasset til koren 2.
Vejene 18a og 18b løber fra hinanden i retning bort fra fiberen for således at tilvejebringe forholds-30 vis vidt adskilte optiske indgange, hvortil f.eks. respektive enkeltkorefibre 22 og 24 bekvemt kan kobles på kendt måde, således at pumpeenergi kan sendes ind i fiberen 1 fra fiberen 22 over det plane element 18, og det optiske signal, der skal forstærkes, kan 35 sendes ind i fiberen 1 gennem fiberen 24 over det plane element 18. Yderligere enkeltkorede fibre 26 og DK 168343 B1 8 28 kan kobles til det plane element 20 for henholdsvis at sende yderligere pumpeenergi ind i fiberen l's kore 4 og for at uddrage det forstærkede optiske signal fra fiberen l's kore 2. Hvis der kun kræves én 5 pumpeenergi indgang, kan det plane element 20 udelades, og fiberen 28 kan være koblet direkte på linie med koren 2. Alternativt kan det plane element 11 udelades, og fiberen 24 kobles direkte på linie med koren 2, idet pumpeenergi da kun indføres gennem fi-10 beren 26.
Fig. 5 viser et tværsnit gennem en tokoret fiber magen til den i de tidligere figurer viste, men i hvilken der er truffet foranstaltninger til en begrænset grad af elektrisk afstemning af midterbølgelængden for 15 den optiske koblings gennemgangsbånd. Dette gør det muligt at justere midterbølgelængden efter fremstillingen, hvis en sådan justering skulle være nødvendig, for således at tilpasse midterbølgelængden til bølgelængden af det optiske signal, der skal forstærkes.
20 I fig. 5 er to metalelektroder 30 og 32 ind lejret i selve fiberens struktur. Begge elektroderne er placeret således, at begge korerne 2 og 4 ligger imellem dem. Selvom siliciummaterialet, der anvendes til korerne 2 og 4 kun vil udvise forholdsvis lille 25 Kerr-effekt som svar på påføringen af et elektrisk felt, kan feltstyrken ikke desto mindre gøres forholdsvis høj i forhold til den spænding, der påføres over elektroderne, ved at indlejre elektroderne i selve fiberen. Når en spænding påføres over elektroderne, vil 30 Kerr-effekten bevirke en ændring i brydningsindekset for hver af korerne og følgelig en ændring i udbredelseskonstanten for dem begge. Der sker følgelig en tilsvarende forskydning af koblings-gennemgangsbåndets midterfrekvens.
35 I virkeligheden bevirker Kerr-effekten en diffe rentiel ændring i brydningsindeks mellem lyset, der er DK 168343 B1 9 polariseret vinkelret på elektroderne, og det, der er polariseret parallelt med elektroderne (dvs. lodret og vandret i forhold til fiberen som vist i fig. 4). Forskydningen i brydningsindeks er større for lyset, hvis 5 polariseringsplan er vinkelret på elektroderne, og for at drage nytte af denne større forskydning, der står til rådighed ved denne polarisering, kan fiberen fra starten fødes alene med lys, der har denne polarisering. Alternativt kan lys, der er polariseret parallelt 10 med elektroderne, filtreres ud ved udgangsenden af fiberen ved anvendelse af en analysator, der således kun efterlader lys, der er polariseret vinkelret på elektroderne .
For yderligere at forøge den maksimale til rå-15 dighed stående frekvensforskydning kan der anvendes bløde glasser (f.eks. bly-, kron- eller flintglas) til korerne og klædningen, idet disse har større Kerr-ef-fekt end de hårde glasser, der almindeligvis anvendes til optiske fiberkorer og klædning.
20 Fig. 6 er nyttig til forklaring af fremstillin gen af en fiberopbygning som vist i fig. 5. To korestænger fremstilles, f.eks. ved at aflejre glasmateriale, der har de behørige egenskaber for den specielle kore, inden i hver sit siliciumdioxid-bærerør under an-25 vendelse af en modificeret kemisk fordampningsproces (MCVD). Det meste af bærerørmaterialet ætses derpå bort for således at efterlade forholdsvis lidt klædningsmateriale på det centrale optiske koremateriale, eftersom de optiske korer skal være forholdsvis tæt sammen. De 30 to korestænger forlænges derpå, medens de varmes i en elektrisk ovn, og trækkes til en diameter på nogle få mm.
En siliciumdioxidstang 34 af høj renhed, som til at begynde med har cirkulært tværsnit, har maskin-35 bearbejdede flader 36 på modstående sider og to boringer 38 og 40 ultralydboret aksialt igennem sig.
DK 168343 B1 10
De to nedtrukne korestænger, der er trukket ned til en diameter, der passer til boringerne henholdsvis 38 og 40, indsættes derpå i disse boringer, og den sammensatte samling indsættes i et siliciumdioxidrør 42.
5 Hele samlingen trækkes derpå ned til en diameter, der er tilstrækkelig lille til at sikre en funktion med en enkelt bølgetype ved den optiske signalbølgelængde.
Den resulterende fiber er vist i fig. 5, men med rum, hvor elektroderne 30 og 32 er vist. Disse rum 10 fyldes med et metal med lavt smeltepunkt, såsom Wood's metal eller en ind ium/gallium-bl ånding, ved at indeslutte fiberlængden i en opvarmet beholder med den ene ende i det flydende metal og samtidig påføre tryk ved denne ende og vacuum ved den modsatte ende af fiberen.
15 Det flydende metal pumpes således ind i rummene og størkner i form af elektroderne 30 og 32, når fiberen køles.
Pig. 7 viser en yderligere form' for elektrisk afstemmelig fiber ifølge opfindelsen, i hvilken kun én 20 kore 4 er placeret mellem elektroder, der er angivet ved henvisningstallet 44. Denne opbygning kan fremstilles på lignende måde som den i fig. 6 viste, men i stedet for flader 36 bearbejdet på stangen 34, er der ultralydboret to yderligere huller gennem denne på 25 hver side af boringen 40. Disse er derpå fyldt med metal til dannelse af elektroderne 44, efter at fiberen er trukket. Ved denne opbygning vil påføring af en spænding mellem elektroderne 44 kun forskyde en af udbredelseskonstanterne, således at der i sammenligning 30 med opbygningen i fig. 5 kan opnås en anden og potentielt større grad af centerbølgeforskydning.
Med henblik på at påføre en spænding over elektroderne 30 og 32 i fig. 5 eller 44 i fig. 7, kan en del af fiberens beklædning lokalt være bortætset un-35 der anvendelse af hydrogenfluorid, indtil elektrodernes overfladeområder er blotlagt, og derpå kan fine

Claims (18)

1. Optisk fiberopbygning, der er anvendelig til forstærkning af optiske signaler, omfattende en længde optisk fiber (1), der har to med ensartet afstand an- 15 bragte optiske enkeltbølgeform-korer (2, 4) placeret i en fælles klædning (6) for således at tilvejebringe to optiske ledningsveje, hvor i det mindste korernes optiske egenskaber er forskellige for således at give de to ledningsveje forskellige udbredelseskonstanter, hvis 20 værdier sammenfalder for en forud fastlagt koblingsbølgelængde, kendetegnet ved, at en af korerne (4) indeholder et fluorescerende materiale, der kan frembringe stimuleret emission ved en bølgelængde, der i det væsentlige er den samme som den forud fastlagte 2. koblingsbølgelængde.
2. Optisk fiberopbygning ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det fluorescerende materiale vil frembringe stimuleret emission i hovedsagen ved en bølgelængde, der anvendes ved optiske telekommunika- 30 tionstransmissioner.
3. Optisk fiberopbygning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at længden af optisk fiber har en længde lig med et helt antal gange koblingsstød-længden mellem de to korer for optisk energi, der 35 har en bølgelængde, der anvendes i optisk telekommunikationstransmission . DK 168343 B1 12
4. Optisk fiberopbygning ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at det fluorescerende materiale er erbium.
5. Optisk fiber opbygning ifølge krav 1, k e n - 5 detegnet ved, at det fluoreserende materiale er doteret med en sjælden jordart.
5 Fig. 7 viser også punkteret et andet par elek troder 48, der kan være placeret på modsatte sider af koren 2, således at udbredelseskonstanterne for de to korer kan styres uafhængigt af hinanden om ønsket. 10
6. Optisk fiberopbygning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den sjældne doteringsjordart er neodymium.
7. Optisk fiber opbygning ifølge et af de fore gående krav, kendetegnet ved, at to elektroder (30, 32; 44) er tilvejebragt i klædningen og placeret med i det mindste den ene kore (4) mellem sig til påføring af et elektrisk felt på koren, hvorved opbyg- 15 ningen bliver afstemmelig til ændring af korens udbredelseskonstant ved den elektrooptiske virkning og følgelig til ændring af koblingsbølgelængden.
8. Optisk fiberopbygning ifølge krav 7, kendetegnet ved, at de to elektroder (30, 32) er 20 placeret med begge korer (2, 4) mellem sig.
9. Optisk fiberopbygning ifølge krav 7, kendetegnet ved, at de to elektroder (44) er placeret med kun den ene (4) af korerne mellem sig.
10. Optisk fiberopbygning ifølge krav 9, k e n - 25 detegnet ved, at den omfatter to yderligere elektroder (48) anbragt med den anden kore (2) mellem sig.
11. Optisk fiberopbygning ifølge ethvert af kravene 7-10, kendetegnet ved, at mindst en ko- 30 re er af en blød glas, der udviser en forholdsvis stor elektro-optisk virkning.
12. Optisk fiberopbygning ifølge krav 11, kendetegnet ved, at den fælles klædning er af en blød glas, der udviser en forholdsvis stor 35 elektro-optisk virkning.
13. Fremgangsmåde til forstærkning af et optisk signal under anvendelse af en optisk fiberopbygning DK 168343 B1 13 ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der sørges for at bølgelængden (Xs) af det optiske signal, fluorescensbølgelængden af materialet i den ene kore og den forud fastlagte koblingsbøl-5 gelængde alle er i hovedsagen den samme, at der udsendes optisk pumpeenergi, der har en anden bølgelængde (λρ), i den ene kore for at pumpe det fluorescerende materiale, at det optiske signal sendes ind i den anden kore, således at det optiske signal overføres repeti-10 tivt mellem de to korer som følge af optisk kobling og, når det er i den nævnte ene kore, bevirker stimuleret emission i hovedsagen ved sin egen bølgelængde fra det fluorescerende materiale og derved bliver forstærket, og at det forstærkede optiske signal uddrages fra fi-15 beropbygningen, når det er i den anden kore.
14. Fremgangsmåde til forstærkning af et signal ifølge krav 13, kendetegnet ved, at den optiske pumpeenergi sendes ind i begge ender af den ene kore.
15. Fremgangsmåde til forstærkning af et optisk signal ifølge krav 13 eller 14, kendetegnet ved, at der påføres et elektrisk felt til i det mindste en af korerne, for derved at ændre dens udbredelseskonstant ved den elektrooptiske virkning og følgelig at 25 ændre koblingsbølgelængden.
16. Apparat til forstærkning af et optisk signal omfattende en optisk fiberopbygning ifølge ethvert af kravene 1-12, kendetegnet ved, at det ved i det mindste den ene ende har et plant optisk element 30 (18, 20), der indeholder to optiske veje (18a, 18b), der er optisk tilpasset med og ved den ene ende er anbragt på linie med hver sin af fiberkorerne (4, 2), hvor det plane elements to optiske veje løber fra hinanden i en retning bort fra fiberen for derved at sørge 35 for forholdsvis vidt adskilte optiske indgangs- og udgangsorganer, der fører til eller fra fiberkorerne. DK 168343 B1 14
17. Apparat ifølge krav 16, kendetegnet ved, at den optiske fiberopbygning har et sådant plant optisk element ved hver ende.
18. Apparat ifølge krav 16 eller 17, kende-5 tegnet ved, at der i fiberen i klædningen er tilvejebragt to elektroder (30, 32; 44), der er placeret med i det mindste en kore (4) imellem sig til påføring af et elektrisk felt til denne kore for derved at ændre dens udbredelseskonstant ved den elektro-optiske virk- 10 ning og følgelig at ændre koblingsbølgelængden, hvorved apparatet bliver afstemmeligt.
DK730688A 1988-01-12 1988-12-30 Optisk fiberopbygning og fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler DK168343B1 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT1903788 1988-01-12
IT8819037A IT1215681B (it) 1988-01-12 1988-01-12 Amplificazione di segnali ottici.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK730688D0 DK730688D0 (da) 1988-12-30
DK730688A DK730688A (da) 1989-07-13
DK168343B1 true DK168343B1 (da) 1994-03-14

Family

ID=11154013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK730688A DK168343B1 (da) 1988-01-12 1988-12-30 Optisk fiberopbygning og fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler

Country Status (17)

Country Link
US (1) US4938561A (da)
EP (1) EP0324541B1 (da)
JP (1) JP2685265B2 (da)
KR (1) KR960004145B1 (da)
CN (1) CN1021929C (da)
AR (1) AR245544A1 (da)
AU (1) AU616462B2 (da)
BR (1) BR8900185A (da)
CA (1) CA1303193C (da)
DE (1) DE68906032T2 (da)
DK (1) DK168343B1 (da)
ES (1) ES2040455T3 (da)
FI (1) FI93153C (da)
HK (1) HK9794A (da)
IT (1) IT1215681B (da)
MX (1) MX171448B (da)
NO (1) NO172913C (da)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087108A (en) * 1989-08-11 1992-02-11 Societa' Cavi Pirelli S.P.A. Double-core active-fiber optical amplifier having a wide-band signal wavelength
JPH0373934A (ja) * 1989-08-15 1991-03-28 Fujitsu Ltd 光増幅器
JPH03239231A (ja) * 1990-02-16 1991-10-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光スイッチ
DE4014034A1 (de) * 1990-05-02 1991-11-07 Standard Elektrik Lorenz Ag Optischer verstaerker
GB9025207D0 (en) * 1990-11-20 1991-01-02 British Telecomm An optical network
DK285490D0 (da) * 1990-11-30 1990-11-30 Nordiske Kabel Traad Fremgangsmaade og apparat til forstaerkning af et optisk signal
US5067789A (en) * 1991-02-14 1991-11-26 Corning Incorporated Fiber optic coupling filter and amplifier
US5179603A (en) * 1991-03-18 1993-01-12 Corning Incorporated Optical fiber amplifier and coupler
US5583957A (en) * 1991-07-09 1996-12-10 British Telecommunications Public Limited Company Optical switch
US5187760A (en) * 1992-01-23 1993-02-16 General Instrument Corporation Wavelength selective coupler for high power optical communications
US5185826A (en) * 1992-02-07 1993-02-09 At&T Bell Laboratories Hybrid pumping arrangement for doped fiber amplifiers
US5259059A (en) * 1992-12-10 1993-11-02 Xerox Corporation Optical fibers with built-in alignment features
US5448664A (en) * 1992-12-11 1995-09-05 Alexander Shkolnik Optical gates where output signal intensity is independent of phases of input signals
US5514801A (en) * 1992-12-29 1996-05-07 Monsanto Company Cyclic sulfone containing retroviral protease inhibitors
US5566196A (en) * 1994-10-27 1996-10-15 Sdl, Inc. Multiple core fiber laser and optical amplifier
GB2302957B (en) * 1995-07-04 1999-07-21 Pirelli General Plc Optical structures with two optical guidance paths
JP3298799B2 (ja) * 1995-11-22 2002-07-08 ルーセント テクノロジーズ インコーポレイテッド クラッディングポンプファイバとその製造方法
GB9625231D0 (en) * 1996-12-04 1997-01-22 Univ Southampton Optical amplifiers & lasers
DE19720598A1 (de) * 1997-05-16 1998-11-19 Siemens Ag Verfahren zum Anschneiden von Lichtwellenleiterkabeln und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CA2299236A1 (en) 1998-02-20 1999-08-26 Brian L. Lawrence Optical amplifier and process for amplifying an optical signal propagating in a fiber optic employing an overlay waveguide and stimulated emission
CA2300941A1 (en) 1998-02-20 1999-08-26 Brian L. Lawrence Multiple-window dense wavelength division multiplexed communications link with optical amplification and dispersion compensation
US6270604B1 (en) 1998-07-23 2001-08-07 Molecular Optoelectronics Corporation Method for fabricating an optical waveguide
US6236793B1 (en) 1998-09-23 2001-05-22 Molecular Optoelectronics Corporation Optical channel waveguide amplifier
US6208456B1 (en) 1999-05-24 2001-03-27 Molecular Optoelectronics Corporation Compact optical amplifier with integrated optical waveguide and pump source
FR2822313B1 (fr) * 2001-03-16 2003-07-25 Highwave Optical Tech Composant optique a base de fibre bi-coeur avec entrees/sorties en fibres mono-coeur
WO2002075405A2 (en) * 2001-03-16 2002-09-26 Cidra Corporation Multi-core waveguide
US6694080B2 (en) * 2001-09-20 2004-02-17 Corning Incorporated Apparatus and method for thermally tuning an optical amplifier
GB0306137D0 (en) * 2003-03-18 2003-04-23 Qinetiq Ltd Fibre laser
JP3952033B2 (ja) * 2004-04-02 2007-08-01 松下電器産業株式会社 光増幅ファイバと光増幅方法とレーザ発振方法とレーザ増幅装置とレーザ発振装置とレーザ装置とレーザ加工機
JP5688565B2 (ja) 2009-03-11 2015-03-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 ファイバレーザ装置と光増幅方法
JP5862131B2 (ja) * 2011-09-09 2016-02-16 富士通株式会社 光増幅装置
CN103247500A (zh) * 2013-04-28 2013-08-14 江苏达胜加速器制造有限公司 一种电子枪用灯丝

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015217A (en) * 1961-10-27 1977-03-29 American Optical Corporation Means for producing and amplifying optical energy
US4044315A (en) * 1962-01-16 1977-08-23 American Optical Corporation Means for producing and amplifying optical energy
JPS579041B2 (da) * 1974-11-29 1982-02-19
US4531811A (en) * 1979-03-19 1985-07-30 Polaroid Corporation Fiber optics polarizer
JPS6037639B2 (ja) * 1980-12-12 1985-08-27 日本電信電話株式会社 光信号増幅器
US4515431A (en) * 1982-08-11 1985-05-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic amplifier
US4546476A (en) * 1982-12-10 1985-10-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic amplifier
US4553238A (en) * 1983-09-30 1985-11-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford University Fiber optic amplifier
US4723824A (en) * 1983-11-25 1988-02-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic amplifier
JPS60120585A (ja) * 1983-12-05 1985-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光増幅方法および光増幅装置
US4780877A (en) * 1985-07-26 1988-10-25 Polaroid Corporation Optical fiber laser
US4730886A (en) * 1985-08-06 1988-03-15 Hicks John W Fiber laser sensor
SE449673B (sv) * 1985-09-20 1987-05-11 Ericsson Telefon Ab L M Optisk forsterkaranordning med brusfilterfunktion
US4782491A (en) * 1987-04-09 1988-11-01 Polaroid Corporation Ion doped, fused silica glass fiber laser

Also Published As

Publication number Publication date
FI93153C (fi) 1995-02-27
NO172913C (no) 1993-09-22
CN1021929C (zh) 1993-08-25
BR8900185A (pt) 1989-09-12
IT1215681B (it) 1990-02-22
AU616462B2 (en) 1991-10-31
EP0324541A2 (en) 1989-07-19
FI93153B (fi) 1994-11-15
DE68906032D1 (de) 1993-05-27
KR960004145B1 (ko) 1996-03-27
NO172913B (no) 1993-06-14
AR245544A1 (es) 1994-01-31
DK730688A (da) 1989-07-13
HK9794A (en) 1994-02-09
IT8819037A0 (it) 1988-01-12
JP2685265B2 (ja) 1997-12-03
EP0324541B1 (en) 1993-04-21
AU2867389A (en) 1990-08-09
FI890148A0 (fi) 1989-01-12
NO890121D0 (no) 1989-01-11
DE68906032T2 (de) 1993-07-29
CA1303193C (en) 1992-06-09
KR890012181A (ko) 1989-08-24
EP0324541A3 (en) 1990-03-28
FI890148A (fi) 1989-07-13
JPH022533A (ja) 1990-01-08
US4938561A (en) 1990-07-03
MX171448B (es) 1993-10-27
DK730688D0 (da) 1988-12-30
ES2040455T3 (es) 1993-10-16
CN1038351A (zh) 1989-12-27
NO890121L (no) 1989-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK168343B1 (da) Optisk fiberopbygning og fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler
US6229827B1 (en) Compression-tuned bragg grating and laser
US7660034B2 (en) Multi-fibre arrangement for high power fibre lasers and amplifiers
US5067789A (en) Fiber optic coupling filter and amplifier
NO832878L (no) Fiberoptisk forsterker
GB2310506A (en) Rare earth element doped multiple core optic fibre
NO843438L (no) Fiberoptisk fargeforsterker
US6577440B2 (en) Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier
WO2000037969A2 (en) Compression-tuned bragg grating and laser
CN103682963A (zh) 一种可调谐多波长微光纤激光器及其制备方法
Guo et al. Beat frequency tuning in dual-polarization distributed feedback fiber laser using side polishing technique
US6928199B2 (en) Tunable optical device for dynamic chromatic dispersion and polarization mode dispersion compensation
US5652819A (en) Method for tuning fiber optic couplers and multiplexers
JPH03127032A (ja) 機能性光導波媒体
CA2140481A1 (en) Optical amplifier with a doped fluoride glass optical fibre and process for producing said amplifier
US5694500A (en) Optical amplifier operating at 1.3 microns useful for telecommunications and based on dysprosium-doped metal chloride host materials
JPH04213884A (ja) 誘導放出型光信号増幅器
KR20010074560A (ko) 마이크로 밴딩 장주기 광섬유 격자를 이용한 광섬유증폭기의 파장 가변 이득 평탄화용 필터
US20230170993A1 (en) Mode-division multiplexed fiber raman amplifier system and method
EP0202629A2 (en) Optical devices and systems comprising an optical waveguide coupler
CN108828721A (zh) 可调谐带通光学滤波器及其在激光器中的应用
Laming Multicore rare-earth doped fibres; application to amplifiers, filters and lasers
CA2350928A1 (en) Effective-area-balanced optical cable
JPH0537047A (ja) 光能動素子

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PBP Patent lapsed

Country of ref document: DK