FR2740620A1 - Amplificateur optique, et ensemble le comportant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un amplificateur optique. Elle se rapporte à un amplificateur optique qui comprend une fibre (1) dopée par un métal des terres rares, possédant plusieurs couches de matériaux vitreux en coupe, ces matériaux étant dopés par un élément des terres rares, afin que des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde soient amplifiés collectivement, et des sources lumineuses (23, 25) destinées à créer des lumières d'excitation dans plusieurs bandes de longueurs d'onde qui correspondent au nombre de matériaux vitreux qui forment la fibre dopée par un métal des terres rares, les sources étant destinées à émettre des lumières d'excitation vers la fibre dopée par un métal des terres rares. Application aux communications optiques.

Description

La présente invention concerne un amplificateur optique comprenant une

fibre optique qui est dopée par un métal des terres rares, tel que l'erbium (Er), et elle concerne en particulier un amplificateur optique destiné à amplifier collectivement des signaux optiques ayant plusieurs lon-

gueurs d'onde multiplexées.

On a adopté un amplificateur optique qui contient une

fibre optique dopée par de l'erbium (Er) pour les commu-

nications optiques. En outre, pour prendre en compte les augmentations de capacité des systèmes de communications optiques, on a effectué des progrès dans la mise au point d'une technique d'amplification collective de signaux

optiques à plusieurs longueurs d'onde, et plusieurs lon-

gueurs d'onde sont multiplexées.

Dans le procédé d'amplification collective de signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde, un grand avantage au point de vue de la rentabilité est dû au fait qu'un seul amplificateur optique à fibre dopée par de l'erbium est nécessaire. Dans un tel amplificateur optique destiné à amplifier collectivement des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde cependant, un problème concerne le réglage du gain des signaux lumineux individuels de sortie. Les inventeurs ont proposé un procédé de pompage de deux longueurs d'onde dans les bandes de 0,98 gm et 1,48 um, pour le réglage du gain (par exemple dans la communication "Characteristics of EDFA for Multiple Wavelength Collective Amplification by Pumping Wavelenghts in the 0,98 um and 1,48 um bands", Proceedings of the 1995 IEICE General Conference (IEICE: the Institute of Electronics, Information and Communication

Engineers), publiée le 10 mars 1995.

Sur chacune des figures 3A à 3C de ce document, la relation entre la puissance lumineuse d'excitation et le signal global de sortie qu'ont mesurée les inventeurs est indiquée au moment du pompage à deux longueurs d'onde des

bandes de 0,98 um et 1,48 Mm. La figure 1 est une repré-

sentation agrandie du graphique de la figure 3, l'axe horizontal représentant la puissance lumineuse de pompage à 0,98 gm, l'axe vertical représentant la puissance lumineuse de pompage à 1,48 um, et le signal global de sortie est indiqué comme étant la somme des deux signaux lumineux de sortie.

Sur la figure 1, si l'on suppose que la puissance lumi-

neuse de pompage à 0,98 im est égale à 12,5 mW et la puissance lumineuse de pompage à 1,48 gm est de 22,5 mW, le signal global de sortie est à 11 dBm (voir le point P de la figure 1). Le graphique de la figure 1 a été préparé par

mesure et tracé de cette relation.

Dans le cas de l'amplificateur optique destiné à amplifier collectivement des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde, il est préférable que le gain soit

constant pour les longueurs d'onde individuelles, c'est-à-

dire qu'il n'existe pas de différence de gain entre les longueurs d'onde. Sur la figure 1, AG = O est une droite caractéristique obtenue par tracé des points pour lesquels il n'existe pas de différence de gain entre les longueurs

d'onde des bandes de 0,98 gm et 1,48 gm.

Il apparaît ainsi sur la figure 1 que, lorsque la puissance lumineuse de pompage à 0,98 Mm est changée de 22 à 50 mW sur la courbe correspondant à la différence de gain AG = 0, la puissance lumineuse peut être réglée dans une

plage d'environ 1 dBm (A-B) comprise entre 12,5 et 13,7 dBm.

Cependant, récemment, on a cherché un système ayant une

plus grande plage de réglage de gain, c'est-à-dire permet-

tant un réglage du gain par exemple sur une plage de 6 dBm.

Le procédé décrit précédemment, proposé par les inven-

teurs, ne remplit pas parfaitement cette demande.

La présente invention a donc pour objet la réalisation

d'un amplificateur optique destiné à amplifier collecti-

vement des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde et

permettant un réglage du gain sur une plage étendue supé-

rieure ou égale à 1 dBm.

A cet effet, selon l'invention, un amplificateur optique qui possède essentiellement une fibre dopée par de l'erbium pour amplifier collectivement des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde, est réalisé de manière que la fibre dopée par de l'erbium comporte, dans sa section, plusieurs matériaux vitreux qui sont dopés par de l'erbium, et travaille dans plusieurs bandes de longueurs d'onde de pompage. Dans une variante, la fibre dopée par de l'erbium comporte, dans sa section, plusieurs régions dopées dans lesquelles les caractéristiques d'absorption et d'émission en longueurs d'onde, données par l'erbium, sont différentes, et présentent plusieurs bandes de longueurs d'onde de pompage. Les inventeurs se sont rendu compte que, dans l'exemple classique, le matériau vitreux était dopé uniformément par de l'erbium et que la plage de réglage de gain ne pouvait pas être élargie. Dans la structure précitée, deux matériaux vitreux dopés par de l'erbium au moins sont utilisés, ou plusieurs régions ayant des concentrations différentes de dopage par l'erbium sont réalisées, et plusieurs bandes de longueurs d'onde de pompage sont utilisées. Dans cette

disposition, la plage de réglage peut être accrue.

En d'autres termes, comme plusieurs matériaux vitreux dopés par de l'erbium sont utilisés ou comme plusieurs régions dont les concentrations d'erbium de dopage diffèrent sont réalisées, l'uniformité des matériaux vitreux peut être

évitée et la plage de réglage de gain peut être élargie.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

seront mieux compris à la lecture de la description qui va

suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un graphique représentant les relations entre la puissance lumineuse de pompage et le signal global de sortie lors du pompage dans deux bandes de longueurs d'onde de 0,98 im et 1,48 im; la figure 2 est un graphique illustrant la variation en fonction du gain du changement du rapport d'excitation; les figures 3A à 3C sont des graphiques permettant la

description des différences entre les matériaux vitreux pour

les caractéristiques d'absorption et d'émission de lumière d'excitation; la figure 4 est une coupe d'une fibre dopée par de

l'erbium, permettant la description du principe mis en

oeuvre selon la présente invention; la figure 5 est un schéma représentant la disposition d'un amplificateur optique qui comporte une fibre dopée par

de l'erbium et qui est utilisée pour la description du prin-

cipe de la présente invention; la figure 6 est une coupe de la structure d'un guide d'onde optique dans un premier mode de réalisation de la présente invention;

la figure 7 est un graphique permettant la description

des effets de la présente invention; la figure 8 est un schéma illustrant la disposition

d'un troisième mode de réalisation de la présente inven-

tion; la figure 9 est une coupe d'un guide d'onde optique destiné à une fibre dopée par de l'erbium dans un cinquième mode de réalisation de la présente invention; la figure 10 est un schéma illustrant la disposition d'un amplificateur optique ayant une fibre dopée par de l'erbium de la figure 9; la figure 11 est un diagramme synoptique représentant le traitement qui permet le réglage des gains entre les signaux lumineux émis par l'amplificateur optique ayant une fibre dopée par de l'erbium selon la présente invention; et la figure 12 est un schéma illustrant l'utilisation

d'un atténuateur optique selon l'invention.

On décrit maintenant des modes de réalisation préférés de l'invention en référence aux dessins annexés. On utilise les mêmes références numériques pour désigner des éléments

correspondants ou identiques sur les dessins. Avant d'étu-

dier des modes de réalisation de l'invention, on décrit le principe de celle-ci afin qu'elle puisse être comprise en référence aux caractéristiques d'un amplificateur optique classique. Dans une perspective générale, la caractéristique de longueurs d'onde et de gain d'un amplificateur optique est déterminée par le rapport d'excitation d'une fibre dopée par de l'erbium, tel que représenté sur la figure 2. Le rapport

d'excitation est défini de la manière suivante.

Lorsque le niveau d'énergie Ni de l'erbium dopé passe à un niveau d'énergie plus élevé N2 du fait de l'entrée de lumière d'excitation, la lumière est absorbée. Lorsque les électrons de l'erbium au niveau N2 retombent au niveau Ni sous l'action de la lumière d'excitation, de la lumière est émise. Le rapport de la quantité n2 du niveau énergétique N2 à la quantité totale (ni + n2) aux niveaux énergétiques Ni

et N2 est appelé rapport d'excitation.

On sait que, lorsqu'on conserve un rapport d'excitation d'une fibre dopée par de l'erbium à une valeur constante, un gain correspondant est déterminé comme l'indique la

figure 2.

Comme représenté sur les figures 3A à 3C, les inven-

teurs ont considéré les caractéristiques d'absorption et d'émission en coupe (les taux d'absorption et d'émission de la lumière d'excitation correspondent à des régions en coupe d'absorption et d'émission de lumière) qui diffèrent avec le matériau vitreux utilisé pour la fibre dopée par de l'erbium et donc, même lorsque le rapport d'excitation est

le même, la variation du gain avec la longueur d'onde varie.

Les graphiques des figures 3A à 3C représentent les caractéristiques d'absorption et d'émission en coupe pour un verre de GeO2-SiO2, un verre de A1203-GeO2-SiO2, et un verre

de A1203-SiO2.

La figure 4 est un schéma permettant la description du

principe d'un amplificateur optique selon la présente invention, destiné à amplifier collectivement des signaux optiques ayant plusieurs longueurs d'onde multiplexées, mettant en oeuvre les caractéristiques découvertes par les inventeurs. Sur la figure 4, la partie de gauche est une coupe d'une fibre 1 dopée par de l'erbium qui comporte un guide d'onde optique 10 ayant une âme 31 et un revêtement 20 formé

autour de l'âme.

La partie de droite de la figure 4 représente le guide d'onde optique 10 sous forme agrandie, dans lequel une partie du matériau vitreux I dopé par de l'erbium est placée au centre et une couche de forme annulaire d'un matériau

vitreux II dopé par de l'erbium est placée autour du maté-

riau central. En outre, une couche III placée autour de la couche II est formée d'un matériau qui n'est pas dopé par de

l'erbium, par exemple d'un verre de silice.

Les matériaux vitreux I et II ont des ingrédients différents. En d'autres termes, les matériaux vitreux sont

choisis de manière que leurs caractéristiques d'absorption-

émission de lumière d'excitation diffèrent, comme décrit en

référence aux figures 3A à 3C.

L'amplificateur optique selon l'invention qui amplifie collectivement des signaux optiques à des longueurs d'onde

multiplexées utilise la fibre dopée par de l'erbium repré-

sentée sur la figure 4 si bien que, comme l'indique la figure 5, il permet un réglage indépendant de la puissance de la lumière d'excitation à plusieurs longueurs d'onde (deux dans le cas de la figure 5), transmises à la fibre

dopée par de l'erbium.

Plus précisément, sur la figure 5, la référence 1 désigne une fibre dopée par de l'erbium et représentée sur

la figure 4, les références 21 et 26 désignent des isola-

teurs, les références 22 et 24 un premier et un second

multiplexeur de longueurs d'onde, la référence 23 un généra-

teur de lumière à 0,98 um ou 0,5 gm, et la référence 25 un

générateur de lumière à 1,48 1um.

Le premier multiplexeur 22 transmet la lumière d'exci-

tation de la bande de 0,98 pm ou de la bande de 0,5 nm à la fibre 1 et le second multiplexeur 24 transmet la lumière d'excitation de la bande de 1,48 gm à la fibre 1 pour

exciter l'erbium qui dope les fibres.

Comme décrit dans la suite, les diamètres des champs de mode de la fibre 1 diffèrent avec les bandes de longueurs d'onde. Par exemple, comme la bande de longueurs d'onde de 0,98 gm ou 0,5 gm est plus courte que la bande de 1,48 um, la lumière de la bande de 0,98 gm ou 0,5 im peut exciter sélectivement la partie dopée par de l'erbium placée au centre (couche I de matériau vitreux). La lumière de la

bande de longueurs d'onde de 1,48 um peut exciter sélecti-

vement la couche externe de forme annulaire dopée par de

l'erbium (matériau vitreux II).

En conséquence, les rapports d'excitation peuvent être réglés indépendamment dans la partie centrale et dans la partie annulaire, et un réglage du gain sur une large plage

est possible.

Premier mode de réalisation La figure 6 est une coupe d'un guide d'onde optique d'une fibre 1 dopée par de l'erbium dans un premier mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 6, une partie 40 entourée par le trait circulaire interrompu correspond au guide d'onde optique 10 de la figure 2. Dans ce mode de réalisation, une partie 41 de verre de GeO2-SiO2 est placée au centre, et une couche annulaire 42 de verre de A1203-SiO2

est placée autour.

Les couches vitreuses 41 et 42 sont dopées par de l'erbium. Les autres parties du guide d'onde optique 10 sont formées d'un verre de silice avec, comme impureté, du

germanium qui dope la région utilisée comme âme.

Le verre de GeO2-SiO2 est utilisé pour la partie vitreuse centrale 41 et le verre de A1203-SiO2 est utilisé

pour la couche annulaire 42, pour les raisons suivantes.

Comme l'indique la figure 6, un champ 43 de mode pour la lumière d'excitation à 0,98 im, dans une distribution d'indice de réfraction, est plus étroit qu'un champ 44 de mode de la lumière d'excitation à 1,48 gm. En conséquence, la lumière d'excitation à 0,98 im peut exciter sélectivement la partie 41 de verre dopé par de l'erbium au centre alors que la lumière d'excitation à 1,48 um peut exciter sélectivement la couche 42 de verre dopé par de l'erbium, de

forme annulaire.

Dans l'amplificateur optique de la figure 6, comme la fibre 1 de la figure 5 est disposée comme l'indique la figure 6 et grâce à cette disposition, le générateur 23 de lumière d'excitation transmet de la lumière dans la bande de 0,98 gm vers l'avant alors que le générateur 25 de lumière d'excitation transmet la lumière dans la bande de 1,48 gm vers l'arrière, si bien que la puissance de lumière d'excitation peut être réglée indépendamment pour la partie

41 de verre et la couche 42 de verre.

La figure 7 est un graphique permettant la description

des effets obtenus dans le premier mode de réalisation de la figure 6. Sur la figure 7, l'axe horizontal représente le signal optique d'entrée et l'axe vertical le signal optique de sortie, et la relation entre le gain minimal et le gain maximal, lorsqu'il n'existe aucune différence de gain entre les deux lumières ou longueurs d'onde d'excitation (AG = 0),

est représentée.

Sur la figure 7, I représente la caractéristique de l'amplificateur optique ayant une fibre classique dopée par de l'erbium, formée d'un premier type d'un matériau vitreux qui forme une couche, et dans laquelle seul le centre du guide d'onde est dopé par de l'erbium. Comme décrit en référence à la figure 1, la largeur de réglage de gain de la caractéristique (I) est d'environ 1 dBm par rapport à la

lumière du signal d'entrée de -9 à -6 dBm.

L'amplificateur optique selon l'invention, qui a la réalisation indiquée sur la figure 5 avec la fibre 1 dopée par de l'erbium représentée sur la figure 6, donne une largeur de réglage de gain de 4 à 7,5 dBm (environ 5,8 dBm en moyenne) par rapport à la lumière du signal d'entrée de

-12 à -6 dBm.

Second mode de réalisation Dans ce mode de réalisation, la partie 41 de verre dopé par de l'erbium au centre de la figure 6 est formée d'un verre de A1203-GeO3-SiO2 à la place du verre de GeO2-SiO2 afin que la bande soit étendue pour un gain proche de 1,55 gm. La structure générale d'un amplificateur optique de ce mode de réalisation est la même que dans le premier mode de réalisation. La bande est étendue parce que la bande de la section d'absorption-émission du verre de A1203-GeO2-SiO2 de la figure 3B est plus large que celle du verre de GeO2-SiO2

de la figure 3A.

Troisième mode de réalisation La figure 8 est un schéma représentant un troisième

mode de réalisation de l'invention dans lequel un ampli-

ficateur optique ayant la fibre dopée par de l'erbium du premier mode de réalisation de l'invention est connecté en tandem à un amplificateur optique classique 51 qui utilise une fibre dopée par de l'erbium et dans lequel l'erbium est

utilisé pour le dopage d'un verre de A1203-GeO2-SiO2.

Dans ce mode de réalisation, les sections d'absorption-

émission des trois couches dopées par de l'erbium, formées du verre de GeO2-SiO2, du verre de GeO2-A1203-SiO2 et de verre

de A1203-SiO2 peuvent être utilisées pour le réglage du gain.

Quatrième mode de réalisation Bien qu'il ne soit pas représenté, un amplificateur optique, analogue à celui de la figure 8 et utilisé dans le second mode de réalisation, peut être connecté en tandem à un amplificateur optique qui comporte une fibre dopée par de l'erbium, l'erbium étant utilisé pour le dopage d'un verre de GeO2-SiO2. Dans ce cas, les sections d'absorption-émission du verre de Ge-Si dopé par de l'erbium, du verre de GeO2-SiO2 dopé par de l'erbium et du verre de A1203-GeO2-SiO2 dopé par

de l'erbium peuvent être utilisées pour le réglage du gain.

Cinquième mode de réalisation Les figures 9 et 10 sont des schémas représentant un amplificateur optique mettant en oeuvre les différences entre trois champs de mode pour la lumière d'excitation dans les bandes de 0,5 im, 0,98 gm et 1,48 im, et qui utilise une fibre dans laquelle les matériaux vitreux différents sont

dopés par de l'erbium à des emplacements auxquels les diffé-

rences entre les champs de mode sont élevées.

Plus précisément, sur la figure 9, les régions 60 à 62

de la section d'un guide d'onde optique 10 sont des maté-

riaux vitreux différents dopés par de l'erbium. Des champs de mode 63 à 65 correspondent aux distributions des indices de réfraction dans les bandes de 0,5 im, 0,98 Mm et 1,48 Mm. La figure 10 est un schéma d'un amplificateur optique ayant la fibre dopée par de l'erbium représentée sur la figure 9. La différence avec les autres modes de réalisation est qu'un coupleur 26 et des générateurs 27 et 28 de lumière d'excitation sont incorporés, si bien que la lumière de la bande de 0,5 Mm et celle de la bande de 0,98 im, transmises par les générateurs 27 et 28, sont mélangées, et la lumière résultante est transmise, par un modulateur 22 à séparation

de longueurs d'onde, à la fibre 1 dopée par de l'erbium.

Le générateur 28 de lumière d'excitation qui crée la lumière dans la bande de 0,5 jm peut non seulement être une diode laser unique, mais peut aussi être constitué par un laser à résonance à ondes multiples SHG (un dispositif qui multiple la longueur d'onde du signal de sortie d'une couche

de YAG à 1,064 Mm).

Bien que cette caractéristique ne soit pas représentée, les modes de réalisation, du second au cinquième, peuvent donner les mêmes effets que le premier mode de réalisation illustré sur la figure 7, si bien que la largeur de réglage

du gain est supérieure à celle d'un dispositif classique.

Pour qu'un amplificateur optique qui comporte une fibre optique, dopée par un élément des terres rares tel que l'erbium, amplifie optiquement un signal multiplexé en longueur d'onde, les inventeurs ont proposé un procédé de réglage de la différence de gain entre les signaux lumineux dans une demande de brevet japonais déposée antérieurement

(demande de brevet japonais nO Hei 7-214 602).

En conséquence, l'amplificateur optique qui comprend la fibre optique selon l'invention peut être utilisé dans le procédé décrit dans cette demande pour le réglage de la différence de gain entre les signaux optiques. La figure 11

représente un mode de réalisation.

La figure 11 est un diagramme synoptique illustrant le

traitement, dans le cas de l'amplificateur optique qui com-

prend la fibre optique selon l'invention, permettant le réglage de la différence de gain entre les signaux lumineux par mise en oeuvre du procédé proposé dans la demande

précitée de brevet japonais (n Hei 7-214 602).

Sur la figure 11, de la lumière d'un signal constitué de deux longueurs d'onde différentes Rl et X2 (il < X2) est combinée dans un combinateur 22 de faisceau à de la lumière de pompage (par exemple à une longueur de 0,98 Lm) provenant d'une source de lumière 27 et pénètre dans une fibre 1 dopée

par de l'erbium et qui a la configuration décrite en réfé-

rence à la figure 6. La lumière de pompage d'une source 25 est mise à une longueur d'onde X3 (par exemple k3 = 1,48 gm) et introduite par un combinateur 24 de faisceau dans la fibre 1 dopée par de l'erbium en sens opposé au sens de la lumière du signal. Une partie de la lumière du signal, amplifiée par la fibre 1, sort en dérivation par un coupleur optique 31 et pénètre dans un répartiteur de faisceau 32 dans lequel la lumière est divisée en longueurs d'onde X, et X2 dont les puissances optiques sont détectées respectivement par des photodétecteurs 33 et 34. D'après les signaux détectés par les photodétecteurs 33 et 34, un circuit 35 de commande règle des courants de pilotage des sources

lumineuses 27 et 25 et règle ainsi la puissance optique.

Il faut noter que le sens d'injection de chaque lumière de pompage n'est pas limité à la représentation de l'exemple représenté. En outre, à la place du réglage des courants de pilotage des sources 27 et 25 de lumière qui règlent les puissances d'injection des lumières respectives de pompage, des atténuateurs variables 37 et 35 peuvent être utilisés entre les sources lumineuses 27 et 25 et les combinateurs de faisceau 22 et 24 comme indiqué sur la figure 12, et le degré d'atténuation donné par les atténuateurs variables 37 et 35 peut être réglé pour le réglage des puissances

d'injection des lumières de pompage.

Comme l'indique la figure 15 de la demande précitée de brevet japonais n Hei 6-229 164, lorsque la lumière de pompage se trouve dans la bande de 0,98 gm, le gain est plus grand aux plus courtes longueurs d'onde qu'aux plus grandes longueurs d'onde alors que, avec la lumière de pompage de la bande de 1,48 zm, le gain est plus grand aux plus grandes longueurs d'onde qu'aux plus petites longueurs d'onde. Le circuit 28 de commande calcule les signaux aux longueurs d'onde de sortie k1 et k2 d'après les signaux de sortie des photodétecteurs 33 et 34 et, lorsque la puissance optique P1 de sortie à la longueur d'onde relativement plus petite X, est supérieure à la puissance optique de sortie P2 à la plus grande longueur d'onde k2, il réduit la puissance de la lumière de pompage à 0,98 jm qui contribue au plus grand gain à la plus courte longueur d'onde et augmente la puissance de la lumière de pompage à 1,48 gm qui augmente le gain à la plus courte longueur d'onde. Inversement, lorsque la puissance P2 est plus grande que la puissance P1, la puissance de la lumière de pompage à 1,48 um est réduite alors que la puissance de la lumière de pompage à 0,98 gm est accrue. En outre, lorsque la puissance optique combinée de sortie des deux signaux optiques est inférieure à une puissance voulue de sortie, les puissances des lumières de pompage dans les bandes de 0,98 gm et 1, 48 gm sont accrues et, lorsque la puissance des signaux optiques combinés de sortie dépasse la puissance prédéterminée de sortie, les puissances des deux lumières de pompage sont réduites, si

bien que le signal optique voulu de sortie peut être obtenu.

Comme décrit précédemment, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 11, les puissances des lumières de pompage dans les bandes de 0,98 gm et 1,48 im sont ajustées lorsque le signal de sortie de chaque signal optique est contrôlé, si bien que le signal voulu de sortie peut être

obtenu pour chaque signal optique.

Comme décrit précédemment, bien que la plage de réglage de gain du procédé classique ne soit que de 1 dBm, dans les modes de réalisation de la présente invention, le gain peut

être réglé de manière qu'il couvre une plus grande plage.

En outre, dans les modes de réalisation précédents, deux matériaux vitreux différents au moins qui sont dopés par de l'erbium sont utilisés pour la conservation d'un gain constant. L'invention n'est pas limitée à ce procédé. Plus précisément, les inventeurs ont confirmé expérimentalement

que la section d'absorption-émission de la lumière d'excita-

tion variait en proportion de la concentration de l'erbium de dopage. En conséquence, la plage de réglage de gain peut être accrue par changement de la quantité d'erbium de

dopage, à la place du changement du matériau vitreux.

Dans un exemple de réalisation, les bandes de longueurs d'onde des lumières d'excitation sont considérées comme deux bandes, une bande à 1,48 jm et une bande à 0,98 um, et une longueur d'onde de coupure de la fibre qui est dopée par de

l'erbium est inférieure ou égale à 0,98 Mm.

Dans un exemple de réalisation, une bande à 1,48 jm, une bande à 0,5 Mm et une bande à 0,98,m sont utilisées comme bandes de longueurs d'onde, et une région de la fibre dopée par de l'erbium est séparée concentriquement en trois parties à partir du centre de la fibre, et une partie la plus interne des trois parties se trouve au centre, une seconde partie se trouve près du milieu des diamètres de champs de mode de la bande de 0,5 im et de la bande de 0,98 Mm, et une troisième partie est placée près du milieu entre les diamètres des champs de mode des bandes de 0,98 Mm et de 1,48 um. Dans un exemple de réalisation, le diamètre interne de la seconde partie qui est dopée par de l'erbium est placé en dehors du diamètre du champ de mode de la lumière à 0,98 im, et le diamètre externe est réglé à l'intérieur du diamètre du champ de mode de la lumière

à 1,48 Mm.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux amplificateurs et ensembles qui viennent d'être décrits uniquement à titre

d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Amplificateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre (1) dopée par un métal des terres rares, possédant plusieurs couches de matériaux vitreux en coupe, ces matériaux étant dopés par un élément des terres rares, afin que des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde soient amplifiés collectivement, et des sources lumineuses (23, 25) destinées à créer des lumières d'excitation dans plusieurs bandes de longueurs d'onde qui correspondent au nombre de matériaux vitreux qui forment la fibre dopée par un métal des terres rares, les sources étant destinées à émettre des lumières d'excitation

vers la fibre dopée par un métal des terres rares.

2. Amplificateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en ce qu'il comporte en outre un circuit (35) de réglage indépendant des puissances des lumières d'excitation dans plusieurs bandes de longueurs

d'onde qui sont émises par les sources lumineuses (23, 25).

3. Amplificateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre (1) dopée par un métal des terres rares est une fibre qui est dopée par de l'erbium

constituant le métal des terres rares.

4. Amplificateur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une bande au moins parmi les diverses

bandes de longueurs d'onde est une bande à 1,48 Mm.

5. Amplificateur optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bandes de longueurs d'onde des lumières d'excitation sont considérées comme deux bandes, une bande à 1,48 um et une bande à 0, 98 um, et une longueur d'onde de coupure de la fibre qui est dopée par de l'erbium

est inférieure ou égale à 0,98 gm.

6. Amplificateur optique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'erbium est utilisé pour le dopage symétrique d'un point central en coupe de la fibre dopée par de l'erbium, et une région dans laquelle l'erbium est dopé est séparée en deux parties, une première partie (I) placée au centre d'une âme et une seconde partie (II) placée à

l'extérieur de l'âme.

7. Amplificateur optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le diamètre interne de la seconde partie (II) qui est dopée par de l'erbium est au-delà du diamètre du champ de mode de la lumière à 0,98 im, et son diamètre externe est réglé en-deça du diamètre du champ de

mode de la lumière à 1,48 im.

8. Amplificateur optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première partie (I) est formée d'un verre de GeO2-SiO2, et la seconde partie (II) est formée d'un

verre de A1203-SiO2.

9. Amplificateur optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première partie (I) est formée d'un verre de GeO2-A1203-SiO et la seconde partie (II) est formée

d'un verre de A1203-SiO2.

10. Ensemble à amplificateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend une connexion en tandem d'un amplificateur optique selon la revendication 8 et d'un amplificateur optique ayant une fibre de verre de A1203-GeO2-SiO2 dopé par de l'erbium, afin que la lumière d'un signal de sortie soit utilisée par utilisation de l'ensemble de la structure de

l'ensemble à amplificateur optique.

11. Ensemble à amplificateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend une connexion en tandem d'un amplificateur optique selon la revendication 9 et d'un amplificateur optique ayant une fibre de verre de GeO2-SiO2 dopé par de l'erbium, si bien que la lumière de sortie du signal est réglée par utilisation de l'ensemble de la structure de

l'ensemble à amplificateur optique.

12. Amplificateur optique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une bande à 1,48 um, une bande à 0,5 um et une bande à 0,98 um sont utilisées comme bandes de longueurs d'onde, et une région de la fibre dopée par de l'erbium est séparée concentriquement en trois parties depuis le centre de la fibre, et une partie la plus interne (I) des trois parties se trouve au centre, une seconde partie (II) se trouve près du milieu entre les diamètres de champs de mode de la bande de 0,5. m et de la bande de 0,98 pm, et une troisième partie (III) est placée près du milieu entre les diamètres des champs de mode des bandes de 0, 98 gm et de 1,48 gm.

13. Amplificateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend: une fibre (1) dopée par un métal des terres rares, ayant une section comprenant plusieurs régions dopées (I,

II, III) dont les caractéristiques d'absorption et d'émis-

sion en longueurs d'onde diffèrent afin que des signaux optiques à plusieurs longueurs d'onde soient amplifiés collectivement, et des sources lumineuses (23, 25) destinées à créer des lumières d'excitation dans plusieurs bandes de longueurs d'onde qui correspondent au nombre de régions dopées des fibres dopées par un métal des terres rares, les sources étant destinées à émettre les lumières d'excitation vers la

fibre dopée par le métal des terres rares.

14. Amplificateur optique selon la revendication 13, caractérisé en ce que la fibre (1) dopée par de l'erbium est

utilisée comme fibre dopée par un élément des terres rares.

15. Amplificateur optique selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit (35) de réglage indépendant des puissances des lumières d'excitation dans les diverses bandes de longueurs d'onde qui sont émises

par les sources lumineuses.

16. Amplificateur optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'une au moins des bandes parmi les

bandes de longueurs d'onde est une bande à 1,48 mm.

17. Amplificateur optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que les bandes de longueurs d'onde des lumières d'excitation sont considérées comme deux bandes, une bande à 1,48 im et une bande à 0,98 gm, et une longueur d'onde de coupure de la fibre qui est dopée par de l'erbium

est inférieure ou égale à 0,98 im.