FR2739502A1

FR2739502A1 - Amplificateur de lumiere

Info

Publication number: FR2739502A1
Application number: FR9611750A
Authority: FR
Inventors: Kuniaki Motoshima; Takashi Mizuochi; Katsumi Takano; Tadayoshi Kitayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1997-04-04
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: GB9618822D0; JPH0997940A; GB2306245A; US5760949A; GB2306245B; FR2739502B1; JP3250428B2

Abstract

Dans la présente invention des réflecteurs ayant chacun une longueur d'onde de crête de réflectance dans une bande des caractéristiques de longueur d'onde d'un facteur d'amplification de laser dans l'état non-saturé de chaque source lumineuse d'excitation sont prévus entre des sources lumineuses d'excitation (1, 2) et un coupleur optique (4) et un blocage de longueur d'onde stable est effectué en renvoyant une partie d'une petite partie de la lumière excitée réfléchie par les réflecteurs dans les sources lumineuses (1, 2) pour la lumière excitée.

Description

AMPLIFICATEUR DE LUMIERE

La présente invention concerne un amplificateur de lumière utilisant une fibre optique dans laquelle une matière active de laser, telle qu'un élément des terres rares ou un métal de transition, est utilisée et, précisément, la stabilisation de la puissance de la lumière excitée dans une configuration redondante dans laquelle une pluralité d'amplificateurs à fibre optique sont excités par une pluralité de sources lumineuses d'excitation. Un amplificateur à fibre optique présente des caractéristiques plus souhaitables, telles qu'il ne dépende pas d'un débit binaire de transmission, que les répéteurs optiques puissent être simplifiés et qu'une grande capacité de transmission puisse être réalisée avec multiplexage de longueurs d'onde, en comparaison des répéteurs optiques du type classique ayant les fonctions 3R (Remise en forme, Resynchronisation et Régénération) et on prévoit que l'amplificateur à fibre optique sera appliqué à une large gamme d'applications allant d'un câble optique sous-marin à un système optique d'abonnés de type distribué utilisant un coupleur optique. Un amplificateur à fibre optique présente généralement une largeur de bande de l'ordre du THz (tera hertz) et amplifie un grand volume de

données de G bit/s ou plus en tant que signal optique.

Une très haute fiabilité est nécessaire pour l'équipement de communication transportant le grand volume de données comme décrit ci- dessus et il est extrêmement important d'améliorer la fiabilité d'une source lumineuse d'excitation, qui est le seul élément actif spécialement utilisé dans un amplificateur à

fibre optique.

Cependant, une sortie élevée de 10 mW ou plus est généralement nécessaire pour une source lumineuse d'excitation et il y a une limite à l'amélioration de la source lumineuse elle-même. Egalement, dans un cas o seule une source lumineuse d'excitation est utilisée, lorsque la source lumineuse d'excitation est en panne, la ligne est coupée. Pour supprimer la génération de l'état décrit ci- dessus, une configuration redondante est employée, dans laquelle une pluralité de sources lumineuses d'excitation sont utilisées. En tant qu'amplificateur de lumière tel que décrit ci-dessus, il y a, par exemple, celui présenté dans le brevet américain N 5 173 957 et la figure 15 est une vue montrant la configuration de l'amplificateur de

lumière du type classique décrit dans le document ci-

dessus. Sur la figure 15, les numéros de référence 1 et 2, indiquent, respectivement, une source lumineuse d'excitation, le 3 indique un circuit de commande de stabilisation de sortie pour une source lumineuse d'excitation, le 4 indique un coupleur à 3 dB, le 5 et le 6 indiquent, respectivement, un multiplexeur de longueur d'onde, le 7 et le 8 indiquent, respectivement, une fibre optique avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celle-ci, le 9 et le 12 indiquent, respectivement, une borne d'entrée de signal, le 10 et le 13 indiquent, respectivement, un isolateur optique et le 11 et le 14 indiquent,

respectivement, une borne de sortie de signal.

Ensuite, une description est faite des

fonctionnements de celui-ci en référence aux dessins annexés. Les sources lumineuses 1, 2, chacune pour l'excitation, sont commandées de sorte qu'un courant de photodiode pour des moniteurs incorporés chacun, par exemple, dans les sources lumineuses d'excitation 1, 2, respectivement, soit maintenu à un niveau constant, et entre une sortie optique, qui est maintenue à un niveau sensiblement constant même si une fluctuation de température ou de tension de puissance est générée, dans le coupleur 4 à 3 dB. Lorsque des ondes lumineuses non corrélées les unes aux autres sont entrées, le coupleur à 3 dB sort la puissance de chaque lumière entrée conformément aux caractéristiques souhaitées vers chaque port de sortie à 50 % respectivement, et fournit une lumière excitée via les multiplexeurs de longueur d'onde 5, 6 aux fibres optiques 7, 8 avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci. La distribution d'inversion est formée du fait de cette lumière excitée dans les fibres optiques 7, 8 avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, et un signal optique faible entré à partir des bornes d'entrée de signaux 9, 12 est amplifié avec un degré d'amplification spécifié et est

sorti à partir des bornes de sortie de signaux 11, 14.

Avec cette configuration, même si, par exemple, la source lumineuse d'excitation 1 est dégradée et arrête l'émission de lumière, il peut fonctionner selon une lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation 2 avec seulement 50 % de la puissance de lumière excitée de celle rencontrée dans le mode normal de fonctionnement, et la réduction d'un gain peut être abaissée à un niveau sensiblement bas au moyen d'une ligne appropriée conçue pour le système de sorte qu'aucun problème ne surviendra pendant le

fonctionnement pratique.

Ce qui a été décrit ci-dessus concerne un cas o le coupleur 4 à 3 dB fonctionne comme un distributeur

d'une puissance à 50% dans des conditions idéales.

C'est-à-dire que, étant donné que les sources lumineuses d'excitation 1 et 2 sont des sources lumineuses discrètes en raison de leur nature, une phase dans chaque source lumineuse fluctue de façon indépendante même si les fréquences dans les deux sources lumineuses sont identiques, et un rapport de branchement dans le coupleur 4 à 3 dB moyenné pendant un temps sensiblement plus long en comparaison d'un temps de cohérence pour les sources lumineuses

d'excitation 1, 2 est maintenu à un niveau constant.

Généralement, un temps de cohérence d'un laser à semi-

conducteur utilisé comme une source lumineuse d'excitation est de 1 Ds ou moins, et est bien inférieur à la valeur minimale de 10 Ds d'une constante de temps de réponse de fluctuation de puissance de la lumière excitée dans une fibre optique dopée à l'erbium plus communément utilisée comme fibres optiques 7, 8 avec l'élément des terres rares ajouté à l'intérieur de

celles-ci.

Pour cette raison, dans une moyenne obtenue pendant une période supérieure à la constante de temps de réponse pour les fibres optiques 7, 8 avec l'élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, la puissance de la lumière excitée est maintenue constante

avec le gain stabilisé à une valeur constante.

Cependant, dans un cas o une lumière ayant la même fréquence est entrée dans le coupleur 4 à 3 dB, une composante clé de la configuration redondante montrée sur la figure 15, le rapport de branchement fluctue en fonction d'une relation de phase entre les deux ondes lumineuses d'entrée et, en conséquence, un gain dans chacune des fibres optiques 7, 8 avec l'élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci peut varier. Dans les mêmes cas, l'état de blocage d'injection peut survenir dans lequel les sources lumineuses d'excitation 1, 2 sont couplées l'une à l'autre du fait de la linéarité incomplète du coupleur 4 à 3 dB ou de la réflexion depuis un dispositif connecté à un port de sortie du coupleur à 3 dB et l'une des sources lumineuses d'excitation commence à osciller, étant excitée par une fréquence d'oscillation de l'autre source lumineuse. Une relation de phase entre les sources lumineuses d'excitation 1, 2 est maintenue pendant une période plus longue que le temps

de cohérence d'une source lumineuse unique.

La figure 16 est une vue montrant un spectre d'émission de la source lumineuse d'excitation lorsque l'état de blocage d'injection est survenu. Sur cette figure, au numéro de référence 101 est indiqué un spectre d'émission de la source lumineuse d'excitation 1 lorsque l'état de blocage d'injection n'a pas encore été généré, en 103 un spectre d'émission de la source lumineuse d'excitation 1 lorsque le blocage d'injection est survenu, en 102 un spectre d'émission de la source lumineuse d'excitation 2 et en 104 une plage de blocage d'injection de la source lumineuse d'excitation 1 dans un cas o la source lumineuse d'excitation 2 est un laser maître. Lorsqu'une puissance optique faible provenant de la source lumineuse d'excitation 1 est couplée à la source lumineuse d'excitation 2 et que les fréquences d'oscillation f2, fl deviennent très proches l'une de l'autre, comme décrit, par exemple, dans le document ("Foundation of Semiconductor Laser" publié par Applied Physics Association, p. 58, Ohm Inc. (1987)), la source lumineuse d'excitation 1 cesse d'osciller avec la fréquence fl et commence la sortie d'un faisceau lumineux avec la fréquence f2. Ce phénomène est appelé le blocage d'injection. Dans cet état, comme montré sur la figure 16, une fréquence d'une lumière d'injection vers la source lumineuse d'excitation 1 coïncide avec celle d'une sortie optique de la source lumineuse d'excitation 2 et une différence de phase allant de -90 degrés à +90 degrés est maintenue en fonction de la différence de fréquence de fl-f2 entre les deux ondes lumineuses avant l'apparition du blocage d'injection. Pour cette raison, une fois que le blocage d'injection se produit, un rapport de branchement dans le coupleur à 3 dB fluctue en fonction de la différence de phase entre les ondes lumineuses. Et le blocage d'injection est généré lorsque les fréquences fl et f2 satisfont à la relation suivante: Ifl - f21< Af... (1) Ici, Af indique la plage de blocage d'injection, qui est une valeur proportionnelle à une intensité de champ électrique d'une lumière d'injection provenant de la source lumineuse d'excitation 2 entrée dans la source lumineuse d'excitation 1 et la valeur est exprimée par l'équation suivante: (1 - Ri) Af = ^.......(2) Ici, Pi et P1 indiquent, respectivement, une puissance de lumière d'injection et une puissance d'auto-oscillation dans la source lumineuse d'excitation 1, Trp indique une durée de vie de photon dans un oscillateur dans la source lumineuse d'excitation 1 et Ri indique une réflectance d'une

surface avant de la source lumineuse d'excitation 1.

Généralement, dans un laser à semi-conducteur de sortie élevée, une durée de vie de photon Trp se situe autour de 3 ps et la réflectance de la surface avant Ri est de plusieurs pour-cent. En supposant que la linéarité dans le coupleur 4 à 3 dB est de 60 dB, la réflectance de la surface avant est de 3 % et une perte par couplage entre le laser et la fibre est de 3 dB, la plage de blocage d'injection Af est de 138 MHz. Une largeur de

ligne de spectre d'émission dans un laser à semi-

conducteur de sortie élevée se situe autour de plusieurs MHz, ce qui indique que la probabilité de génération de blocage d'injection est assez élevée. La figure 17 est une vue montrant les caractéristiques de fluctuation du rapport de branchement d'un coupleur à 3 dB lorsque le blocage d'injection est généré et, sur cette figure, les numéros de référence 105, 106 indiquent des rapports de branchement de deux ports de sortie du coupleur 4 à 3 dB. En supposant qu'une différence de phase entre des ondes lumineuses entrées à partir des sources lumineuses d'excitation 1, 2 soit 4, les rapports de branchement LA, LB pour le port direct A et le port croisé B, vus à partir de la source lumineuse d'excitation 1, peuvent être exprimés par les expressions suivantes: i LA = 2 (1 sin4)... (3) LB = - (1 - sin4)... (4) Comme indiqué par l'expression (3), un rapport de branchement pour le coupleur 4 à 3 dB, lorsque deux ondes lumineuses, avec une cohérence entre elles, sont entrées, est une fonction d'une différence de phase 4 entre les ondes lumineuses, et lorsque 4 est de 90 degrés, toute la puissance de lumière est sortie à partir du port B, et lorsque 4 est de - 90 degrés, toute la puissance de lumière est sortie à partir du port A. La différence de phase 4 entre les ondes lumineuses est déterminée par une longueur L d'une fibre reliant la source lumineuse d'excitation 1, le coupleur 4 à 3 dB et la source lumineuse d'excitation 2 les uns aux

autres et une différence des fréquences d'auto-

oscillation fl - f2 entre les fréquences des sources lumineuses d'excitation 1, 2. La longueur de la fibre L est constante, mais les fréquences d'oscillation fl, f2 des sources lumineuses d'excitation 1, 2 varient de manière aléatoire, ce qui est une cause principale de la modification d'une différence de phase * entre des ondes lumineuses. A cause de la variation aléatoire des fréquences d'oscillation fl, f2, les rapports de branchement 105, 106 des ports de sortie A, B présentent des caractéristiques de fluctuation aléatoire complémentaires. La fluctuation aléatoire des fréquences d'auto-oscillation fl et f2 comprend un facteur de fréquence très faible et le gain des fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, varie en réponse à ce faible facteur de fréquence. La variation du gain est caractérisée en ce que les gains des fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, sont toujours complémentaires. Comme méthode de suppression de la variation du gain complémentaire, une méthode peut être envisagée dans laquelle l'interférence mutuelle dans le coupleur 4 à 3 dB est éliminée en abaissant la cohérence dans chacune des sources lumineuses d'excitation 1, 2. En tant qu'exemple de ce type de configuration basée sur la technologie classique, il y a, par exemple, celui décrit dans "Simultaneous Wavelength - Stabilization of 980 nm Pump Lasers", IEEE Photonics Technology Letter, pp. 907-909, VOL. 6, N 8, 1994", et la figure 18 est une vue montrant le type classique de configuration redondante. Sur cette figure, un coupleur optique à quatre ports est indiqué au numéro de référence 111, de 107 à 110 des sources lumineuses d'excitation, de 112 à et de 117 à 119 des fibres optiques, en 120 un

réseau à fibre optique et en 121 un terminateur anti-

réflexion. Et une lumière de sortie provenant du coupleur 111 est injectée à travers les fibres optiques 117 à 119 dans les EDF 1 à EDF 3 (fibres optiques dopées à l'erbium). Un objet de cette configuration est d'améliorer l'efficacité de l'excitation dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, en bloquant un spectre lumineux d'une source lumineuse d'excitation exécutant une oscillation multi-mode dans une longueur d'onde de crête de réflexion d'un réseau à fibre optique 120 au moyen de la réflexion sur le réseau à fibre optique 120. La figure 19 montre des spectres lumineux des sources lumineuse d'excitation 107 à 110 ainsi que les caractéristiques d'absorption des fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci. Les caractéristiques d'absorption de la fibre optique avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celle-ci sont indiquées aux numéros de référence 123, 125, 122 indique un spectre d'émission de chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à dans un cas o il n'y a pas le réseau à fibre optique 120, respectivement, et 124 indique un spectre d'émission de chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à 110 dans un cas o il y a le réseau à fibre optique 120. En supposant que la fibre optique utilisée, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celle-ci, soit une fibre optique dopée à l'erbium et que la longueur d'onde d'excitation soit une bande de 980 nm, une bande d'absorption dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, (comme montré sur la figure 15) se situe autour de 10 nm. Par contraste, un spectre d'émission de chacune des sources lumineuses d'excitation 35 à 38, dans un cas o il n'y a pas le réseau à fibre optique 120, a une demi-largeur de bande de plusieurs nm dans un laser. à semi-conducteur, de sorte que plusieurs % à plusieurs dizaines de % de la puissance sont à l'extérieur des bandes d'absorption des fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci. De plus, dans un laser à semi-conducteur exécutant une oscillation multi-mode, une distribution de puissance parmi les modes varie dans le temps, à cause d'un phénomène tel que le saut de mode, de sorte que la puissance excitée dans les bandes d'absorption des fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, varie dans le temps. Pour cette raison, dans un cas o un laser à semi-conducteur à oscillations multi-mode est utilisé, l'efficacité de l'excitation est moindre en comparaison d'un cas idéal et l'efficacité de l'excitation varie également de temps en temps. C'est- à-dire que les gains dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, varient. Dans le spectre d'émission 124 de chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à 110, dans un cas o il y a le réseau à fibre optique 120, la puissance optique est concentrée sur la longueur d'onde de crête de réflexion du fait des caractéristiques de réflexion du réseau à fibre optique 120, de sorte que l'efficacité de l'excitation est améliorée et, également, que la fluctuation de l'efficacité de l'excitation peut être

sensiblement supprimée.

Lorsqu'une réflectance de crête du réseau à fibre optique 120 est fixée à une valeur sensiblement égale à une réflectance de surface avant d'un résonateur dans chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à 110, un spectre d'émission des sources lumineuses 107 à 110 entre dans un état appelé affaissement cohérent o la cohérence a chuté et, malgré l'oscillation avec la même l longueur d'onde, l'interférence dans le coupleur optique à quatre ports 111 est éliminée et le coupleur optique à quatre ports 34 fonctionne comme un distributeur de puissance idéal. Un des problèmes de cette configuration est la fluctuation dans une sortie de chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à qui se produit lorsque un blocage pour le spectre d'émission dans chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à 110 est libéré du fait de la réflexion par le réseau à fibre optique 120. Chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à 110 comprend un élément de réception de lumière (abrégé comme photodiode moniteur ci-après) pour surveiller une lumière de surface arrière provenant d'une puce de

laser à semi-conducteur pour stabiliser sa sortie.

Lorsqu'un blocage de spectre d'émission s'est produit du fait de la réflexion par le réseau à fibre optique , une puissance optique reçue par une photodiode moniteur est exprimée par l'expression suivante dans laquelle Po est la puissance optique sortie à partir de chacune des sources lumineuses d'excitation 107 à 110, R1 est une réflectance de surface avant et RFp est une réflectance de crête du réseau à fibre optique 47: PM = aPO (R1 + RFp)... (5) Ici, a est une constante de proportion. Cependant, lorsque le blocage d'un spectre d'émission du fait de la réflexion par le réseau à fibre optique 120 a été

libéré, l'expression suivante est applicable.

PM = aPoR1... (6) Généralement, les sources lumineuses d'excitation 107 à 110 sont commandées de sorte qu'une puissance optique PM reçue par la photodiode moniteur sera constante et on comprend à partir des expressions (5), (6) que la puissance optique Po dans un cas o le blocage de longueur d'onde s'est produit est différente de celle dans un cas o le blocage a été libéré. Cela entraîne une variation d'un gain dans les fibres optiques 7, 8, avec l'élément des terres rares ajouté dans celles-ci. Si le blocage du spectre d'émission du fait de la réflexion par le réseau à fibre optique 120 se produit ou non est déterminé selon une réflectance RFp du réseau à fibre optique 120 et un facteur d'amplification dans chacune des sources lumineuses

d'excitation 107 à 110.

La figure 20 est une vue montrant une relation en termes de caractéristiques de longueur d'onde entre un gain de laser dans une source lumineuse d'excitation et une réflectance d'un réseau à fibre optique et, sur cette figure, les numéros de référence 126, 127 indiquent, respectivement, des caractéristiques de longueur d'onde d'une réflectance de surface avant équivalente obtenue en additionnant, respectivement, une réflectance du réseau à fibre optique et une réflectance de surface avant de la source lumineuse d'excitation, 128, 129 indiquent, respectivement, un facteur d'amplification de laser lorsque la source lumineuse d'excitation n'est pas saturée, 130, 131 indiquent, respectivement, un produit de la réflectance de surface avant équivalente par le facteur d'amplification de laser lorsque la source lumineuse d'excitation n'est pas saturée, et comme une

réflectance de surface arrière dans un laser à semi-

conducteur général est sensiblement de 1, elle est égale à un gain d'aller-retour dans un résonateur de laser. L'oscillation du laser dans le mode axial présentant la puissance maximale se produit lorsque le gain d'aller-retour est pour la longueur d'onde maximale. Sur la figure 20A, une longueur d'onde X1 pour laquelle le facteur d'amplification de laser 128 dans l'état non-saturé devient maximal est proche d'une longueur d'onde 12 pour laquelle la réflectance de surface avant équivalente devient maximale et le gain d'aller-retour 130 devient maximal à la longueur d'onde 12 pour laquelle la réflectance de surface avant équivalente devient maximale, c'est-à-dire une longueur d'onde pour laquelle une réflectance du réseau à fibre optique devient maximale. Pour cette raison, sur la figure 20A, la source lumineuse d'excitation commence à osciller, comme souhaité, à une longueur d'onde de crête de réflectance du réseau à fibre optique. Par contraste, sur la figure 20B, la longueur d'onde I1 pour laquelle le facteur d'amplification de laser 129 dans l'état non-saturé devient maximal est distante de la longueur d'onde 12 pour laquelle la réflectance de surface avant équivalente devient maximale, de sorte que le gain d'aller-retour 131 devient maximal à la longueur d'onde X1 pour laquelle le facteur d'amplification de laser 129 dans l'état non-saturé

devient maximal.

Dans ce cas, une longueur d'onde d'oscillation dans le mode axial ayant la puissance maximale dans une source lumineuse d'excitation coincide avec une longueur d'onde d'oscillation dans une source lumineuse d'excitation générée lorsqu'il n'y a pas un réseau à fibre optique et que le blocage de longueur d'onde n'est pas effectué. Un déplacement de longueur d'onde de crête, tel que décrit ci-dessus, entre le facteur d'amplification de laser 129 dans l'état non-saturé et la réflectance de surface avant équivalente 127 peut être généré, par exemple, lorsque les caractéristiques de longueur d'onde du facteur d'amplification de laser 129 dans l'état non-saturé varient du fait d'une

variation de température. Dans un cas d'un semi-

conducteur présentant une longue bande de longueur d'onde, les caractéristiques en température pour la longueur d'onde de crête de gain sont comprises dans

une plage de 0,3 à 0,4 nm/ C et une largeur à mi-

hauteur du facteur d'amplification de laser dans l'état non-saturé se situe autour de 40 nm. Pour les raisons décrites ci-dessus, même si la longueur d'onde de crête de réflectance d'un réseau à fibre optique est ajustée à une longueur d'onde de crête pour un facteur d'amplification de laser, dans l'état non-saturé, d'une source lumineuse d'excitation à une certaine température, elle peut sortir de la bande de gain lorsque la température varie d'environ C. Dans l'exemple de technologie classique montré sur la figure 18, une pluralité de sources lumineuses d'excitation sont bloquées en longueur d'onde avec le réseau à fibre optique 120, de sorte que, en plus du déplacement d'une longueur d'onde du fait de la variation de température comme décrit ci- dessus, un effet par la dispersion dans les caractéristiques de longueur d'onde du facteur d'amplification de laser dans l'état non- saturé dans les sources lumineuses d'excitation 107 à 110 est également fourni et le

blocage de longueur d'onde peut être libéré facilement.

Comme décrit ci-dessus, dans la configuration redondante d'une source lumineuse d'excitation dans le type classique d'amplificateur de lumière, le blocage de longueur d'onde est effectué par un élément du réseau à fibre, de sorte que le blocage de longueur d'onde peut facilement être libéré du fait de causes telles que la variation de température et, en conséquence, des problèmes tels que le blocage d'injection, la variation d'une puissance excitée et la variation de gain dans un amplificateur de lumière

surviennent désavantageusement.

C'est un objet de la présente invention de prévoir un amplificateur de lumière, dans lequel la réduction de cohérence et la stabilisation de puissance excitée peuvent être atteintes simultanément en insérant, dans un trajet de transfert pour une lumière excitée, une pluralité de réflecteurs ayant chacun une longueur d'onde de crête de réflectance appariés à une pluralité de sources lumineuses d'excitation formant une

configuration redondante.

Un amplificateur de lumière selon la présente invention comprend une pluralité de fibres optiques avec une matière active ajoutée à l'intérieur de celles-ci; une pluralité de sources lumineuses chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter la fibre optique; un coupleur optique pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation dans la fibre optique; un multiplexeur de longueurs d'onde pour injecter une lumière de sortie provenant du coupleur optique dans la fibre optique; et un réflecteur présentant les caractéristiques de longueur d'onde avec une ou une pluralité de crêtes de réflectance prévu entre la source lumineuse d'excitation et le coupleur optique et

relié à ceux-ci.

Un amplificateur de lumière selon la présente invention comprend une fibre optique avec une matière active ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter la fibre optique; un coupleur optique pour synthétiser ou diviser les ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation dans la fibre optique; un multiplexeur de longueurs d'onde pour injecter une lumière de sortie provenant du coupleur optique dans la fibre optique; et des réflecteurs présentant chacun une sélectivité de longueurs d'onde différente prévus entre le coupleur optique et le multiplexeur de longueurs d'onde et

reliés à ceux-ci..

Un amplificateur de lumière selon la présente invention comprend une fibre optique avec une matière active ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter la fibre optique; un coupleur optique pour synthétiser ou diviser les ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation dans la fibre optique; un multiplexeur de longueurs d'onde pour injecter une lumière de sortie provenant du coupleur optique dans la fibre optique; et des réflecteurs reliés chacun à une borne d'entrée ou à une borne de sortie de la fibre optique et présentant la

sélectivité de longueurs d'onde différente.

Un amplificateur de lumière selon la présente invention comprend une fibre optique avec une matière active ajoutée à l'intérieur de celle-ci; unepluralité de sources lumineuses chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter la fibre optique; un coupleur optique présentant des caractéristiques de préservation de polarisation pour synthétiser ou diviser les ondes lumineuses de la lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation; un multiplexeur de longueurs d'onde pour injecter une lumière de sortie provenant du coupleur optique dans la fibre optique; une fibre optique pour ajuster un plan de polarisation d'une lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation pour les caractéristiques de polarisation du coupleur optique; et un réflecteur prévu dans le côté de sortie du coupleur optique et présentant les caractéristiques de

crête de réflectance avec dépendance à la polarisation.

Un amplificateur de lumière selon la présente invention comprend une fibre optique avec une matière active ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter la fibre optique; un coupleur optique pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation; un multiplexeur de longueurs d'onde optique pour injecter une lumière de sortie provenant du coupleur optique dans la fibre optique; un réflecteur recevant une lumière arrière générée par la source lumineuse d'excitation; un élément de conversion lumière-courant électrique pour convertir la lumière arrière qui a traversé le réflecteur en un courant électrique; et un circuit de commande de stabilisation pour fournir un courant de commande de stabilisation à la source lumineuse d'excitation selon une sortie provenant de

l'élément de conversion lumière-courant électrique.

D'autres objets et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de

la description ci-après, faite en référence aux dessins

annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde d'un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées et les caractéristiques de longueur d'onde de réflectance et les caractéristiques d'oscillation des réflecteurs 15 et 16 selon le premier mode de réalisation; la figure 3 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un second mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde d'un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées et les caractéristiques de longueur d'onde de réflectance et les caractéristiques d'oscillation des réflecteurs 15 et 16 selon le second mode de réalisation; la figure 5 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde d'un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées et les caractéristiques de longueur d'onde de réflectance et les caractéristiques d'oscillation des réflecteurs 15 et 16 selon le second mode de réalisation; la figure 6 est une vue montrant un procédé d'amplification d'une onde lumineuse dans la source lumineuse d'excitation 1; la figure 7 est une vue montrant un autre exemple de la configuration d'un amplificateur de lumière selon le second mode de réalisation; la figure 8 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un troisième mode de réalisation; la figure 9 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un quatrième mode de réalisation; la figure 10 est une vue montrant la configuration d'un réflecteur utilisant une fibre optique préservant la polarisation; la figure 11 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde d'une réflectance par rapport à deux lumières polarisées de façon orthogonale dans un cas o les caractéristiques de réflexion présentant la sélectivité de longueurs d'onde sont données à une fibre optique préservant la polarisation; la figure 12 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention; la figure 13 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un sixième mode de réalisation de la présente invention; la figure 14 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un septième mode de réalisation de la présente invention; la figure 15 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière basée sur la technologie classique; les figures 16A et 16B sont des vues destinées à expliquer le blocage d'injection; la figure 17 est une vue montrant un rapport de branchement d'un coupleur; la figure 18 est une vue montrant la configuration d'un autre amplificateur de lumière basée sur la technologie classique; les figures 19A et 19B sont des vues montrant un spectre d'une source lumineuse d'excitation et les caractéristiques d'absorption de longueur d'onde d'une fibre optique; et les figures 20A et 20B sont des vues montrant une relation entre un gain de laser dans la source lumineuse d'excitation et les caractéristiques de longueur d'onde de la réflectance d'un réseau à fibre optique. La figure 1 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un premier mode de réalisation de la présente invention et les numéros de référence 15, 16 indiquent un réflecteur présentant une crête de réflectance dans la longueur d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, respectivement. Des numéros de référence identiques sont affectés aux parties correspondant à celles dans un exemple basé sur la technologie classique. La figure 2 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées et les caractéristiques de longueur d'onde de réflectance ainsi que les caractéristiques d'oscillation des réflecteurs est 15 et 16. Sur la figure, les numéros de référence 17, 18 indiquent, respectivement, une réflectance de surface avant équivalente des sources lumineuses d'excitation 1, 2, 19, 20 indiquent, respectivement, un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, 21, 22 indiquent un gain d'aller-retour, 23, 24 indiquent, respectivement, une puissance d'oscillation provenant

des sources lumineuses d'excitation 1, 2.

Une description est faite des fonctionnements dans

ce mode de réalisation. Les réflecteurs 15, 16, dans ce cas, sont insérés entre un coupleur 4 à 3 dB et les sources lumineuses d'excitation 1, 2. La réflectance de surface avant équivalente 17 de la source lumineuse d'excitation 1 devient une somme de la réflectance de surface avant d'une puce de laser et de la réflectance du réflecteur 15 parce que l'effet sur le réflecteur 16 est supprimé normalement à plus de 60 dB du fait de l'isolement de linéarité entre les ports d'entrée du coupleur 4 à 3 dB. Le réflecteur 15 a une longueur d'onde de crête de réflectance 12 proche de la longueur d'onde de crête kl du facteur d'amplification de laser lorsque la source lumineuse d'excitation 1 n'est pas saturée. La réflectance de surface avant équivalente 18 de la source lumineuse d'excitation 2 a également une longueur d'onde de crête de réflectance proche de la longueur d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque la source lumineuse d'excitation 1 n'est

pas saturée. Pour cette raison, les gains d'aller-

retour 21 et 22 des sources lumineuses d'excitation 1, 2 obtiennent des valeurs de crête dans la longueur d'onde de crête de réflectance dans les réflecteurs , 16, respectivement, et les puissances d'oscillation 23, 24 ont les longueurs d'onde bloquées de manière stable et, donc, la puissance se concentre sur la longueur d'onde de crête de réflectance provenant des réflecteurs 15, 16, respectivement. Les longueurs d'onde de crête de réflectance provenant des réflecteurs 15, 16 sont, comme décrit ci-dessus, fixées, de façon indépendante, proches de la longueur d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, de sorte que la tolérance par rapport à la température et à l'effet de vieillissement des facteurs d'amplification de laser 19, 20 lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, peut être élargie, ce qui permet de réaliser un blocage de longueur d'onde stable sur une période prolongée.

Bien que la description ci-dessus suppose un cas o

les réflecteurs sont insérés dans les deux sources lumineuses d'excitation 1, 2, le réflecteur 15 peut être inséré seulement dans la source lumineuse d'excitation 1. C'est-à-dire qu'avec le réflecteur 15, une sortie optique provenant de la source lumineuse d'excitation 1 élimine la cohérence et, en conséquence, elle n'interfère pas avec une lumière de sortie provenant de la source lumineuse d'excitation 2, un rapport de branchement du coupleur 4 à 3 dB étant ainsi stabilisé. Dans ce cas, une longueur d'onde de crête de réflectance du réflecteur 15 est fixée proche d'une longueur d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque la source lumineuse d'excitation 1 n'est pas saturée et, pour cette raison, un blocage de

longueur d'onde stable peut être atteint.

La description ci-dessus suppose également un cas

o les réflecteurs 15 et 16 ont une seule longueur d'onde de crête de réflectance, mais en faisant que les réflecteurs aient une pluralité de longueurs d'onde de crête de réflectance, il est possible d'élargir une zone de longueur d'onde dans laquelle le blocage de longueur d'onde peut être exécuté et, également, d'élargir une plage de température périphérique pour

les sources lumineuses d'excitation 1, 2.

La figure 3 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon un second mode de réalisation de la présente invention et les réflecteurs 15, 16 sont insérés entre le coupleur 4 à 3 dB et les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci. Les réflecteurs , 16, dans ce mode de réalisation, sont ceux qui réfléchissent une faible partie d'une longueur d'onde particulière d'onde lumineuse injectée et qui permettent à la plus grande part de l'onde lumineuse injectée de passer à travers eux, et la longueur d'onde de crête de réflectance est dans la longueur d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées.

Ensuite, une description est faite des

fonctionnements dans ce mode de réalisation. Une faible partie d'une lumière excitée provenant des sources lumineuses d'excitation 1, 2 est réfléchie sur les réflecteurs 15, 16, et la plus grande part de la lumière passe à travers ceux-ci et entre dans le coupleur 4 à 3 dB. La lumière excitée réfléchie retourne vers les sources lumineuses d'excitation 1, 2

pour bloquer la longueur d'onde d'oscillation.

Une description est faite du blocage de longueur

d'onde avec référence à la figure 4. La figure 4 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées et les caractéristiques de longueur d'onde d'une réflectance de surface avant équivalente ainsi que les caractéristiques d'oscillation dans un cas o les longueurs d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées sont largement séparées les unes des autres. Sur la figure, les numéros de référence 25, 26 sont, respectivement, une réflectance de surface avant équivalente des sources lumineuses d'excitation 1, 2, 27, 28 indiquent, respectivement, un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne

sont pas saturées, 29, 30 indiquent des gains d'aller-

retour dans les sources lumineuses d'excitation 1, 2 et 31, 32 indiquent des puissances d'oscillation pour les sources lumineuses d'excitation 1, 2. La réflectance de surface avant équivalente 25 de la source lumineuse d'excitation 1 devient une somme de la valeur moyenne de la réflectance de surface avant dans une puce de laser de la source lumineuse d'excitation 1 et de celles des réflecteurs 15, 16 parce que la lumière injectée dans le coupleur 4 à 3 dB est synthétisée ou répartie et présente deux crêtes correspondant aux longueurs d'onde de réflectance de crête des réflecteurs 15, 16. La réflectance de surface avant équivalente 26 de la source lumineuse d'excitation 2 présente également les caractéristiques de longueur d'onde identiques à celle de la source lumineuse d'excitation 1, en supposant que la réflectance de surface avant d'une puce de laser soit identique à la

source lumineuse d'excitation 1. Les gains d'aller-

retour 29, 30 pour les sources lumineuses d'excitation 1, 2 présentent, respectivement, des crêtes dans la longueur d'onde de crête de réflectance des réflecteurs 15, 16 parce que les deux longueurs d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées sont largement séparées l'une de l'autre et, pour cette raison, il est possible d'ignorer l'effet dû à deux

crêtes de réflectance de surface avant équivalente.

Pour cette raison, comme pour les puissances d'oscillation 31, 32, comme sur la figure 2, la source lumineuse d'excitation 1 présente les caractéristiques de longueur d'onde bloquées dans une longueur d'onde de crête de réflexion du réflecteur 15 et la source lumineuse d'excitation 2 présente celle bloquée dans

une crête de réflexion du réflecteur 16.

La figure 5 est une vue montrant les caractéristiques de longueur d'onde du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, les caractéristiques de longueur d'onde d'une réflectance de surface avant équivalente et les caractéristiques d'oscillation, dans un cas o les deux longueurs d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées sont proches l'une de l'autre. Sur la figure, le numéro de référence 33 indique une réflectance de surface avant équivalente des sources lumineuses d'excitation 1, 2, les numéros 34, 35 indiquent, respectivement, un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, 36, 37 indiquent, respectivement, un gain d'aller-retour dans les sources lumineuses d'excitation 1, 2, les numéros 38, 39 indiquent, respectivement, une puissance d'oscillation pour les sources lumineuses d'excitation 1, 2. Dans ce cas, les gains d'aller-retour 36, 37 pour les sources lumineuses d'excitation 1, 2 présentent deux crêtes dans la forme d'onde parce que deux longueurs d'onde de crête du facteur d'amplification de laser 34, 35 sont proches l'une de l'autre et, en considération de l'effet de non-homogénéité spatiale dans une distribution inversée dans le milieu laser, tel que le brQlage par trou spatial, la répartition de longueurs d'onde elle-même des puissances d'oscillation 38, 39 peut présenter deux crêtes. Un facteur important ici est un rapport entre une lumière de surface avant et une lumière de surface arrière dans un cas o l'oscillation est exécutée avec deux longueurs d'onde, comme dans un cas de la puissance d'oscillation 38 pour la source lumineuse d'excitation 1, et si cette valeur n'est pas modifiée, une lumière de sortie provenant de la source lumineuse d'excitation 1 est maintenue constante au moyen d'un

circuit de commande de stabilisation de sortie 3.

Pour expliquer une relation entre le rapport de la lumière de surface avant sur la lumière de surface arrière et un paramètre de laser, un procédé pour amplifier une lumière dans la source lumineuse d'excitation 1, montrée sur la figure 6, est examinée ci-dessous. Sur la figure, le numéro de référence 39 indique une puce de laser, 40 indique la distribution de puissance d'une onde progressive avant, 41 indique la distribution de puissance d'une onde progressive arrière, 42 indique une photodiode moniteur pour recevoir la puissance Pout2 d'une partie de l'onde progressive arrière pour la convertir en un courant électrique et pour l'entrer dans le circuit de commande de stabilisation de sortie 3. On suppose que R1 indique une réflectance de surface avant d'une puce de laser et que R2 indique une réflectance de surface arrière de celle-ci. La distribution de puissance P+ de l'onde progressive avant et la distribution de puissance P_ de l'onde progressive arrière satisfont aux équations

différentielles suivantes.

dP,(z) + E>(... (7) dz -= -a--zPO(Z)... (8) dz Ici, a(z) indique le coefficient de gain (nep/m)

dans une longueur d'onde d'oscillation.

P+(z1) = P+ (z2)xeG... (9) P- (z2) = P- (zl)xeG... (10) Cependant, ú! G =Ja(z)dz z2 L'expression suivante est obtenue à partir des

expressions (9) et (10).

G G G 2

P+(zl)=P+(z2)e =R2P-(z2)e =R2P-(zl)e =R2R1P+(zl)e2G

15... (11)

A partir de l'expression (11), l'expression: e = (R1 R2)- / est obtenue, de laquelle une expression indiquant les conditions d'oscillation normales peut être déduite. A partir de l'expression décrite ci-dessus, une puissance optique de surface avant P out 1 et une puissance optique de surface arrière P out 2 sont exprimées par l'expression suivante: P. = (1-g)P+(z,) = (-1-R) (z,) -. . (12)

Po.é (1-R2)P (z2) (1-R2)P(z,)ReG (I1-P)-

On comprend à partir de l'expression (12) que le rapport entre la lumière de surface avant et la lumière de surface arrière dépend seulement de la réflectance de surface avant R1 et de la réflectance de surface arrière R2 et n'a rien à voir avec le coefficient de gain a(z). Par conséquent, l'expression (12) peut satisfaire à une oscillation multi-mode provoquée par la non-homogénéité spatiale de la distribution inversée dans le milieu laser tel que le brûlage par trou spatial, et si la réflectance de surface avant ainsi que la réflectance de surface arrière dans chaque mode axial sont obtenues, un rapport entre une puissance optique de surface avant et une puissance optique de surface arrière est déterminé. A partir de cette considération, la puissance optique de surface avant peut être maintenue à un niveau constant tant que la réflectance de surface avant équivalente dans un mode

axial d'oscillation est maintenue à un niveau constant.

Une réflectance de surface avant équivalente est Rl + RG / 2 (RG est une réflectance de crête des réflecteurs 15, 16) dans une longueur d'onde de crête de réflectance dans les réflecteurs 15 et 16, et une somme des deux modes axiaux peut être maintenue à un niveau constant. Pour cette raison, une puissance excitée dans un cas d'oscillation dans les deux modes axiaux est égale à une puissance excitée dans un cas

d'oscillation dans un seul mode axial.

Comme décrit ci-dessus, une puissance excitée sans erreur APC dans des conditions stables peut être obtenue même dans un cas o les longueurs d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas

saturées sont proches les unes des autres.

La description ci-dessus suppose un cas o les

réflecteurs 15, 16 sont reliés à chaque port de sortie du coupleur 4 à 3 dB mais, même si les réflecteurs 15, 16 sont reliés au même port de sortie, comme montré sur la figure 7, les réflectances de surface avant équivalente vues à partir des sources lumineuses d'excitation 1, 2 sont identiques, ce qui permet

d'obtenir le même effet que celui décrit ci-dessus.

La figure 8 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon le mode de réalisation 3 de la présente invention et les réflecteurs 15, 16 sont reliés, respectivement, aux points d'entrée des fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci. Les longueurs d'onde de crête de réflectance pour les réflecteurs 15, 16 sont également fixées à des valeurs proches d'une longueur d'onde de crête d'un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, respectivement.

Ensuite, une description est faite des

fonctionnements dans ce mode de réalisation.

Généralement, une lumière excitée entrée dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, n'est pas absorbée à % et, dans un cas de l'excitation arrière comme montré sur la figure 8, la lumière excitée s'échappe d'un point d'entrée vers un trajet de transfert. Les réflecteurs 15, 16 entrent de nouveau la lumière excitée, échappée comme décrit ci-dessus, dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, pour améliorer l'efficacité de l'excitation, et la lumière excitée est entrée, via les multiplexeurs de longueurs d'onde 5, 6 et le coupleur 4 à 3 dB, dans les sources lumineuses d'excitation 1, 2, le blocage de longueur d'onde étant ainsi atteint. Les longueurs d'onde de crête de réflectance pour les réflecteurs 15, 16 peuvent être fixées, de façon indépendante, à des valeurs proches chacune d'une longueur d'onde de crête d'un facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1, 2 ne sont pas saturées, respectivement, de sorte que, comme décrit par rapport au mode de réalisation 2 de la présente invention, l'oscillation soit exécutée à l'une ou l'autre des longueurs d'onde de crête de réflectance des réflecteurs 15, 16, ou aux deux, de sorte qu'une sortie de lumière stable puisse être fournie aux fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci. Il est nécessaire de fixer la réflectance de crête pour les réflecteurs 15, 16 à des valeurs élevées en tenant compte de l'absorption de lumière excitée dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, mais il est possible de renvoyer la lumière excitée, échappée d'un point d'entrée, dans un trajet de transfert efficacement dans les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, en réglant la réflectance à une valeur élevée. Par exemple, même si une réflectance de crête pour chacun des réflecteurs , 16 est fixée à 1 (réflexion totale), aucun problème

ne survient. Bien que la description ci-dessus suppose

un amplificateur de lumière excité par l'arrière, dans un amplificateur de lumière excité par l'avant, il est seulement nécessaire de relier un réflecteur à un point de sortie de signal et, alors, le même effet peut être atteint. La figure 9 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon le mode de réalisation 4 de la présente invention et on suppose que le coupleur à 3 dB présente les caractéristiques de préservation de polarisation et que les ondes lumineuses générées à partir des sources lumineuses d'excitation 1, 2 sont entrées avec une polarisation linéaire alignée selon deux axes de polarisation spécifiques différents. Un réflecteur 43 est un réflecteur dans lequel les caractéristiques de longueur d'onde de réflectance dépendent de la polarisation et le réflecteur a une réflectance de crête à différentes longueurs d'onde par rapport à deux types de polarisations linéaires se croisant l'un l'autre à angles droits. En faisant usage de la dépendance à la polarisation de la longueur d'onde de crête de réflectance, comme décrit par rapport au second mode de réalisation, il est possible de réaliser, avec un réflecteur 43, la configuration dans laquelle la longueur d'onde de crête de réflectance coïncide avec une longueur d'onde de crête du facteur d'amplification de laser lorsque les sources lumineuses d'excitation 1,

2 ne sont pas saturées.

La figure 10 montre, à titre d'exemple, une construction d'un réflecteur dans lequel une fibre optique préservant la polarisation est utilisée et le réflecteur présente une structure de réflexion de Bragg basée sur une variation induite de manière optique de l'indice de réfraction pour réaliser les caractéristiques de réflexion avec sélectivité de longueurs d'onde dans la fibre optique préservant la polarisation. Sur cette figure, le numéro de référence 44 indique une fibre optique préservant la polarisation, 45, 46 indiquent une section de charge de contrainte, 47 indique un coeur et 48 indique une section de réflexion de Bragg. La fibre optique préservant la polarisation 44 génère, avec une contrainte générée par les sections de charge de contrainte 45, 46, dans la section de coeur 47, une différence dans un indice de réfraction équivalent entre la polarisation linéaire parallèle à la contrainte et la polarisation linéaire perpendiculaire à la contrainte pour donner une différence de constante de propagation Ap. La figure 11 montre les caractéristiques de longueur d'onde de réflectance par rapport à deux types de polarisation se croisant l'un l'autre à angles droits dans un cas o les caractéristiques de réflexion avec la sélectivité de longueurs d'onde sont données à une fibre optique préservant la polarisation. Sur cette figure, les numéros de référence 49, 50 indiquent, respectivement, la réflectance par rapport à la polarisation linéaire parallèle à l'axe lent et par rapport à celle parallèle à l'axe rapide. La dépendance à la polarisation Alg d'une longueur d'onde de crête de réflectance dans une section de réflexion de Bragg du fait de la différence de constante de propagation Db peut être exprimée par l'équation suivante: ARg= 2(An)d = 2 kÉd. . (13) ko Ici An, d et k0 indiquent un indice de réfraction équivalent par rapport à deux types de polarisation se croisant l'un l'autre à angles droits, un pas de réseau dans une section de réflexion de Bragg et un nombre

d'ondes d'une longueur d'onde réfléchie dans le vide.

L'expression (13) peut être résumée selon les expressions de d = kg/2n et k0 = 2 z/1g, comme montré ci-dessous. Z 2n= *... (14) 2nz s En supposant, ici, que tg est de 1480 nm, ce qui est une longueur d'onde excitée générale, n est de 1,5, ce qui est une valeur typique pour une fibre optique, et la différence de constante de propagation Ag est de 100000 rad/m, la dépendance à la polarisation AXg de la

longueur d'onde de crête de réflectance est de 24 nm.

Comme décrit par rapport à l'exemple de technologie classique, une largeur à mi-hauteur d'un facteur d'amplification de laser dans l'état non-saturé d'un laser à semi-conducteur se situe autour de 40 nm et le blocage de longueur d'onde pour les sources lumineuses d'excitation 1, 2 est possible là o la dépendance à la polarisation AXg d'une longueur d'onde de crête de réflectance est de 24 nm et les-bandes à 3 dB pour un facteur d'amplification de laser dans l'état non-saturé

des deux sources lumineuses ne se chevauchent pas.

La figure 12 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon le mode de réalisation 5 de la présente invention et, sur cette figure, les numéros de référence 51, 52 désignent, respectivement,un élément de réception de lumière. Une lumière de surface arrière générée à partir des sources lumineuses d'excitation 1, 2 est introduite dans les

réflecteurs 15, 16.

Ensuite, une description est faite des

fonctionnements dans ce mode de réalisation.

Généralement, une surface arrière d'une puce semi-

conductrice dans chacune des sources lumineuses d'excitation 1, 2 présente une réflectance élevée d'environ 90 % et est commandée par un circuit de commande de stabilisation de sortie 3 de sorte qu'une lumière excitée constante sera sortie en contrôlant une très petite quantité de lumière qui s'échappe. Sur la figure 12, une réflectance de lumière sur une surface arrière de la puce semi-conductrice est réalisée avec les réflecteurs 15, 16 et une oscillation stable à longueur d'onde verrouillée à la longueur d'onde de crête de réflectance est possible. La lumière qui s'est légèrement échappée des réflecteurs 15, 16 est convertie par les éléments de réception de lumière 51, 52 en un courant électrique et est sortie vers le circuit de commande de stabilisation de sortie 3, la

commande APC normale étant ainsi permise.

La figure 13 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon le mode de réalisation 6 de la présente invention et, sur cette figure, les numéros de référence 53, 54 indiquent, respectivement, un coupleur destiné à surveiller et , 56 indiquent, respectivement, un élément de

réception de lumière.

Ensuite, une description est faite des

fonctionnements dans ce mode de réalisation. Les sources lumineuses d'excitation 1, 2 sortent, respectivement, une lumière excitée de faible cohérence avec la longueur d'onde d'oscillation bloquée à la longueur d'onde de crête de réflectance de chacun des réflecteurs 15, 16. Les coupleurs pour la surveillance 53, 54, entrent, respectivement, une partie de la lumière excitée entrée dans le coupleur 4 à 3 dB. Le circuit de commande de stabilisation de sortie 3 contrôle un courant de commande pour les sources lumineuses d'excitation 1, 2 de sorte qu'un courant sorti à partir des éléments de réception de lumière , 56 sera maintenu à un niveau constant. Dans cette configuration, il est possible en principe d'éliminer les caractéristiques en température d'une lumière de surface avant/lumière de surface arrière qui entraîne des problèmes dans le système de surveillance de lumière de surface arrière ordinaire et une erreur de contrôle APC du fait de la fluctuation d'une perte par couplage de lumière de surface avant qui, à son tour, permet de stabiliser sensiblement un gain dans un

amplificateur de lumière.

La figure 14 est une vue montrant la configuration d'un amplificateur de lumière selon le mode de réalisation 7 de la présente invention et un objet du mode de réalisation est de supprimer la fluctuation de la polarisation dans un résonateur formé par les sources lumineuses d'excitation 1, 2 et les réflecteurs , 16. Sur cette figure, les numéros de référence 57, 58 indiquent, respectivement, une fibre optique

préservant la polarisation.

Ensuite, une description est faite des

fonctionnements dans ce mode de réalisation. Les sorties des sources lumineuses d'excitation 1, 2 sont introduites, respectivement, dans les fibres optiques préservant la polarisation 57, 58 en parallèle à l'axe de polarisation spécifique. A cause de cette caractéristique, même dans un cas o l'amplificateur de lumière vibre, les sorties des sources lumineuses d'excitation 1, 2 sont introduites dans les réflecteurs 15, 16 préservant la polarisation linéaire dans des conditions stables. Les réflecteurs 15, 16 préservent la polarisation de la lumière introduite et réfléchissent une partie de celle-ci pour l'introduire dans les sources lumineuses d'excitation 1, 2. A cause de cette caractéristique, une lumière sortant des sources lumineuses d'excitation 1, 2 et une lumière introduite à l'intérieur de celles-ci sont maintenues dans le même état linéairement polarisé, de sorte qu'un état polarisé d'une lumière se propageant dans un résonateur formé par l'arrière des réflecteurs 15, 16 et les sources lumineuses d'excitation 1, 2 peut être maintenu à un état polarisé constant avec le gain d'aller-retour stabilisé à la valeur maximale. A cause des caractéristiques telles que décrites ci-dessus, une longueur d'onde d'oscillation d'une onde lumineuse générée à partir d'une source lumineuse d'excitation et une puissance de sortie optique peuvent être stabilisées. La figure 14 montre un cas o les réflecteurs 15, 16 sont insérés entre le coupleur 4 à 3 dB et les sources lumineuses d'excitation 1, 2, mais dans un cas o les réflecteurs sont reliés entre les fibres optiques 7, 8, avec un élément des terres rares ajouté à l'intérieur de celles-ci, et le coupleur 4 à 3 dB, le même effet peut être atteint en utilisant le coupleur 4 à 3 dB présentant les caractéristiques de

préservation de polarisation..

Comme décrit ci-dessus, avec la présente invention, en insérant dans un trajet de transfert pour une lumière excitée une pluralité de réflecteurs ayant chacun une longueur d'onde de crête de réflectance adaptée à une pluralité de sources lumineuses d'excitation formant une configuration redondante, la réduction de cohérence et la stabilisation de la

puissance excitée peuvent être atteintes simultanément.

Cette demande est basée sur la demande de brevet japonais N HEI 7- 251594 déposée à l'Office des Brevets Japonais le 28 septembre 1995, dont le contenu complet

est incorporé ici par référence.

Bien que l'invention ait été décrite par rapport à un mode de réalisation spécifique pour une présentation

complète et claire, les revendications jointes ne

doivent pas être limitées ainsi, mais doivent être interprétées comme mettant en oeuvre toutes les modifications et toutes les autres constructions qui peuvent se présenter à l'homme du métier et qui sont

comprises dans l'enseignement de base présenté ici.

Claims

REVENDICATIONS

1. Amplificateur de lumière caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre optique (7, 8) avec une matière active de laser ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses (1, 2) chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter ladite fibre optique (7, 8); un coupleur optique (4) pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de ladite source lumineuse d'excitation dans ladite fibre optique (7, 8); un multiplexeur de longueurs d'onde (5, 6) pour injecter une lumière de sortie provenant dudit coupleur optique (4) dans ladite fibre optique (7, 8); et un réflecteur présentant les caractéristiques de longueur d'onde avec une ou une pluralité de crêtes de réflectance, prévu entre ladite source lumineuse d'excitation et ledit coupleur optique (4) et relié à ceux-ci.

2. Amplificateur de lumière caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre optique (7, 8) avec une matière active de laser ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses (1, 2) chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter ladite fibre optique (7, 8); un coupleur optique (4) pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de ladite source lumineuse d'excitation dans ladite fibre optique (7, 8); un multiplexeur de longueurs d'onde (5, 6) pour injecter une lumière de sortie provenant dudit coupleur optique (4) dans ladite fibre optique (7, 8); et une pluralité de réflecteurs présentant chacun une sélectivité de longueurs d'onde différente, prévus et reliés entre ledit coupleur optique (4) et ledit

multiplexeur de longueurs d'onde (5, 6).

3. Amplificateur de lumière caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre optique (7, 8) avec une matière active de laser ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses (1, 2) chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter ladite fibre optique (7, 8); un coupleur optique (4) pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses de division pour injecter la lumière excitée provenant de ladite source lumineuse d'excitation dans ladite fibre optique (7, 8); un multiplexeur de longueurs d'onde (5, 6) pour injecter une lumière de sortie provenant dudit coupleur optique (4) dans ladite fibre optique (7, 8); et une pluralité de réflecteurs reliés chacun à une borne d'entrée (9, 12) ou à une borne de sortie (11, 14) de ladite fibre optique (7, 8) et présentant la

sélectivité de forme d'onde différente.

4. Amplificateur de lumière caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre optique (7, 8) avec une matière active de laser ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses (1, 2) chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter ladite fibre optique (7, 8); un coupleur optique (4) presentant les caractéristiques de préservation de polarisation pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses de division pour injecter la lumière excitée provenant de ladite source lumineuse d'excitation; une fibre optique (7, 8) pour ajuster un plan de polarisation d'une lumière excitée provenant de ladite source lumineuse d'excitation aux caractéristiques de polarisation dudit coupleur optique (4); et un réflecteur prévu dans le côté de sortie dudit coupleur optique (4) et présentant les caractéristiques de crête de réflectance avec la dépendance à la polarisation.

5. Amplificateur de lumière caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre optique (7, 8) avec une matière active de laser ajoutée à l'intérieur de celle-ci; une pluralité de sources lumineuses (1, 2) chacune d'excitation pour faire osciller une lumière excitée pour exciter ladite fibre optique (7, 8); un coupleur optique (4) pour synthétiser ou diviser des ondes lumineuses pour injecter la lumière excitée provenant de ladite source lumineuse d'excitation; un multiplexeur de longueurs d'onde (5, 6) pour injecter une lumière de sortie provenant dudit coupleur optique (4) dans ladite fibre optique (7, 8); un réflecteur recevant une lumière arrière générée par ladite source lumineuse d'excitation; un élément de conversion lumière-électricité pour convertir la lumière arrière qui a traversé ledit réflecteur en un courant électrique; et un circuit de commande de stabilisation (3) pour fournir un courant de commande de stabilisation à ladite source lumineuse d'excitation selon une sortie provenant dudit élément de conversion lumière-courant électrique.

6. Amplificateur de lumière selon les

revendications 1 à 3 comprenant:

une unité de branchement optique pour brancher une puissance excitée entrée dans ledit coupleur optique (4); un convertisseur pour soumettre la lumière de sortie provenant de ladite unité de branchement optique à une conversion lumière-courant électrique; et des moyens de commande destinés à commander un courant de commande pour la source lumineuse d'excitation de sorte qu'un courant de sortie provenant

dudit convertisseur soit maintenu à un niveau constant.

7. Amplificateur de lumière selon les

revendications 1 à 6, dans lequel un trajet de

transfert pour une lumière excitée provenant de la source lumineuse d'excitation vers un réflecteur présentant la sélectivité de longueurs d'onde est formé avec une fibre optique (7, 8) présentant les

caractéristiques de préservation de polarisation.

8. Amplificateur de lumière selon les

revendications 1 à 7, dans lequel un réseau à fibre est

utilisé comme réflecteur présentant les

caractéristiques de sélectivité de longueurs d'onde.

9. Amplificateur de lumière selon la revendication 4, dans lequel un réseau, formé en utilisant le phénomène de variation de réflectance induite de manière optique sur une fibre préservant le plan de polarisation, est utilisé comme réflecteur présentant

la dépendance à la polarisation.