FR3072511A1 - Amplificateur optique et fibre optique a plusieurs noyaux - Google Patents

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Abstract

Un amplificateur optique est prévu, dans lequel les noyaux adjacents d'une pluralité de noyaux qui contiennent chacun un élément en terres rares et inclus dans une fibre optique d'amplification à plusieurs noyaux (MCF) servent de noyaux couplés à une longueur d'onde d'amplification, une MCF de connexion est reliée à la MCF d'amplification, une source de lumière de pompage est reliée à la MCF de connexion, et la source de lumière de pompage pompe l'élément en terres rares dans la MCF d'amplification par le biais de la MCF de connexion.

Description

CONTEXTE DE L’INVENTION
Domaine de l’invention [0001] La présente invention concerne un amplificateur optique et une fibre optique à plusieurs noyaux appliquée à celui-ci.
Description de l’art connexe [0002] Une fibre optique à plusieurs noyaux (abrégée ci-après « MCF ») comprenant une pluralité de noyaux dans un seul gainage est une technologie prometteuse qui augmente la densité spatiale, en termes de quantité d’informations à transmettre, pour utiliser efficacement une section limitée d’un canal de transmission tel qu’une conduite souterraine ou un câble sous-marin. En particulier, une fibre optique à plusieurs noyaux et à noyau couplé (abrégée ci-après « CC-MCF ») comprenant une pluralité de noyaux, parmi lesquels des modes guidés sont reliés les uns aux autres, est très efficace pour augmenter la densité spatiale en termes de quantité d’informations à transmettre, étant donné que la distance entre les noyaux adjacents est courte. Pour distinguer les signaux comme une pluralité de modes guidés qui se propagent dans les noyaux couplés de la CC-MCF les uns par rapport aux autres, une technique de traitement de signal ΜΙΜΟ (multi-entrées/multisorties) est nécessaire. Le coût du traitement de signal ΜΙΜΟ augmente avec la différence de retard entre les modes guidés (c'est-à-dire le retard de mode différentiel, désigné ciaprès « DMD »).
[0003] Il existe une technique connue de suppression de l’augmentation du DMD, selon laquelle la différence de vitesse de groupe entre les modes guidés peut être réduite en définissant de manière appropriée l’intensité de couplage entre les noyaux. Il est également connue que l'accumulation DMD est randomisée avec le couplage de mode en cintrant ou en torsadant une fibre optique pendant son utilisation, moyennant quoi le taux d’accumulation du DMD peut passer d’une longueur de fibre à la puissance 1 à une longueur de fibre à la puissance Vz. Cette MCF est appelée « fibre optique à plusieurs noyaux et à noyaux et à modes couplés (abrégée ci-après « CM-CC-MCF »), et est décrite par Tetsuya Hayashi et al., « Coupled-Core Multi-Core Fibers : High-Spatial-Density
Optical Transmission Fibers with Low Differential Modal Properties », Proc. ECOC 2015, We. 1.4.1 (2015).
[0004] En règle générale, la CM-CC-MCF présente un coefficient de couplage de mode entre les noyaux de 1 [1/m] ou plus, ou un coefficient de couplage de puissance entre les noyaux de 10 [1/m] ou plus. Le coefficient de couplage de mode désigne le rapport entre une amplitude complexe dans un composant d’un certain mode guidé qui est relié à un autre mode guidé pendant sa propagation et une unité de longueur. Plus spécifiquement, selon Masanori Koshiba et al., « Multi-Core fiber design and analysis : coupled mode theory and coupled-power theory », Optics Express Vol. 19, n°26, pp. B102-B111 (2011), le coefficient de couplage de mode est défini comme le coefficient d’une équation de couplage de mode. Dans la présente demande, pour une brève description, la valeur minimale du coefficient de couplage de mode entre les modes fondamentaux qui est définie pour chaque paire de noyaux adjacents est désignée « coefficient de couplage de mode entre les noyaux ».
[0005] Le coefficient de couplage de puissance désigne le rapport entre la puissance dans un composant d’un certain mode guidé qui est relié à un autre mode guidé pendant sa propagation et une unité de longueur. Plus spécifiquement, selon Masanori Koshiba et al., « Multi-core fiber design and analysis : coupled mode theory and coipled-power theory », Optics Express Vol. 19, n°26, pp. B102-B111 (2011), le coefficient de couplage de puissance est défini comme le coefficient d’une équation de couplage de puissance. Dans la présente demande, pour une brève description, la valeur minimale du coefficient de couplage de puissance entre les modes fondamentaux qui est définie pour chaque paire de noyaux adjacents est désignée « coefficient de couplage de puissance entre les noyaux ». Dès que le coefficient de couplage de mode ou le coefficient de couplage de puissance devient plus élevé, l’effet de réduction du taux d’accumulation de DMD par rapport à la longueur de propagation devient plus important. Le fait qu’un couplage de mode significatif ait eu lieu ou non pendant la propagation par une longueur prédéterminée peut être évalué sur la base de la diaphonie.
[0006] La diaphonie désigne le rapport entre une partie de la puissance optique qui est fournie à un certain noyau mais qui est délivrée par un autre noyau et la puissance optique qui est fournie à l’origine à l’ancien noyau. Dans la présente demande, pour une brève description, la valeur maximale de diaphonie qui est définie pour chaque paire de noyaux adjacents est désignée « diaphonie entre noyaux ». En général, si la diaphonie entre noyaux est de -20 dB ou moins, le couplage de mode est considéré comme moins significatif. Si la diaphonie entre noyaux est de -20 dB ou plus, ou, de préférence, de -17 dB ou plus, il est considéré qu’un couplage de mode significatif se produit.
[0007] Pour transmettre un signal optique sur une longue distance, un amplificateur optique est nécessaire. Il est connu que l’utilisation d’une fibre optique à noyau supplémentaire en terres rares dans laquelle un élément en terres rares, et plus particulièrement de l’erbium, est ajouté aux noyaux qui propagent un signal optique à amplifier constitue un moyen d’amplification optique efficace pour l’amplificateur optique. Cependant, pour permettre à un élément en terres rares de présenter une caractéristique d’amplification optique, une lumière de pompage est nécessaire. Il est important que la MCF couple efficacement la lumière de pompage à une pluralité de noyaux ajoutés en terres rares.
[0008] Dans une MCF d’amplification décrite par la demande internationale n° WO2011116075, un noyau de pompage par lequel la lumière de pompage est propagée est prévu sur un axe central d’une MCF d’amplification, et plusieurs noyaux (désignés ci-après « noyaux amplificateurs ») à chacun desquels un élément en terres rares est ajouté sont prévus autour du noyau de pompage. La MCF d’amplification amplifie le signal lumineux en couplant le signal lumineux émis par chacun d’une pluralité de noyaux d’un canal de transmission à MCF à l’un de la pluralité de noyaux amplificateurs correspondants.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION [0009] Un objet de la présente invention est de prévoir un amplificateur optique qui est applicable à une amplification optique dans un système qui utilise des fibres optiques à plusieurs noyaux et à noyau couplé (CC-MCF) à travers lesquelles une lumière est propagée tout en provoquant un couplage de puissance parmi une pluralité de noyaux, l’amplificateur optique étant configuré pour présenter une uniformité de gain élevée parmi les noyaux, et pour permettre une utilisation efficace de la lumière de pompage ; et de prévoir une MCF applicable à une MCF d'amplification incluse dans l'amplificateur optique.
[0010] Pour résoudre le problème ci-dessus, sont prévus un amplificateur optique qui comprend une fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux, une fibre optique de connexion à plusieurs noyaux, et une source de lumière de pompage. La fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux comprend une pluralité de premiers noyaux qui s’étendent chacun le long d’un premier axe central et composés de verre de silice avec un élément en terres rares ajouté au verre de silice, et un premier gainage qui entoure les premiers noyaux individuels et composé de verre de silice qui présente un indice de réfraction inférieur à celui de tous les premiers noyaux. La fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux présente un coefficient d’absorption de 1 [dB/m] ou plus à une longueur d’onde de pompage à laquelle l’élément en terres rares est pompé, et une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus à une longueur d’onde d’amplification à laquelle l’élément en terres rares amplifie la lumière. La fibre optique de connexion à plusieurs noyaux comprend une pluralité de seconds noyaux qui s’étendent chacun le long d’un second axe central et optiquement reliés à l’un de la pluralité de premiers noyaux correspondants, les seconds noyaux étant composés de verre de silice ; et un second gainage qui entoure les seconds noyaux individuels et composé de verre de silice qui présente un indice de réfraction inférieur à celui de tous les seconds noyaux. La source de lumière de pompage fournit une lumière de pompage à la longueur d’onde de pompage à l’élément en terres rares dans la pluralité de premiers noyaux par le biais de la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux.
[0011] Dans l’amplificateur optique selon la présente invention, la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux peut présenter une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus à la longueur d’onde de pompage. De plus, la lumière de pompage fournie par la source de lumière de pompage peut pomper l'élément en terres rares une fois que la lumière de pompage a été couplée à au moins l’un de la pluralité de seconds noyaux, est en outre couplée aux noyaux restants de la pluralité de seconds noyaux, et est en outre couplée entre chacun de la pluralité de seconds noyaux et l’un de la pluralité de premiers noyaux correspondants qui est optiquement relié à ce second noyau.
[0012] Dans l’amplificateur optique selon la présente invention, dans une section de la fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux qui est prise de manière orthogonale par rapport au premier axe central, l’un de la pluralité de premiers noyaux peut être positionné sur le premier axe central. De plus, dans une section de la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux qui est prise de manière orthogonale par rapport au second axe central, l’un de la pluralité de seconds noyaux peut être positionné sur le second axe central. De plus, la source de lumière de pompage peut comprendre une fibre optique à mode simple et à noyau unique qui comprend un troisième noyau qui s’étend le long d’un troisième axe central, et un troisième gainage qui entoure le troisième noyau. De plus, la fibre optique à mode simple et à noyau unique et la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux peuvent être disposées de sorte que le troisième noyau et le second noyau qui est positionné sur le second axe central soient reliés optiquement l’un à l’autre.
[0013] En variante, dans l’amplificateur optique selon la présente invention, la fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux peut en outre comprendre une première couche de résine qui entoure le premier gainage et qui présente un indice de réfraction inférieur à celui du premier gainage. De plus, la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux peut en outre comprendre une seconde couche de résine qui entoure le second gainage et qui présente un indice de réfraction inférieur à celui du second gainage, le second gainage étant optiquement relié au premier gainage. De plus, la lumière de pompage qui est fournie par la source de lumière de pompage peut être couplée au second gainage, être en outre couplée entre le second gainage et le premier gainage, et pomper l’élément en terres rares dans la pluralité de premiers noyaux entourés par le premier gainage.
[0014] Dans l'amplificateur optique selon la présente invention, l'élément en terres rares peut comprendre, par exemple, de l’erbium. De plus, la longueur d’onde de pompage peut être, par exemple, de 980 nm, et la longueur d’onde d’amplification peut être, par exemple, de 1550 nm.
[0015] Un autre aspect de la présente invention prévoit une fibre optique à plusieurs noyaux qui comprend une pluralité de noyaux qui s’étendent chacun le long d’un axe central prédéterminé et composés de verre de silice avec un élément en terres rares ajouté au verre de silice, un gainage qui entoure les noyaux individuels et composé de verre de silice qui présente un indice de réfraction inférieur à celui de tous les noyaux, et un revêtement en résine qui entoure une surface périphérique externe du gainage. Dans la fibre optique à plusieurs noyaux, une diaphonie entre noyaux en guide d’indice qui représente un état de couplage entre les noyaux adjacents de la pluralité de noyaux est de 17 [dB] ou plus à une longueur d’onde de 1550 nm.
[0016] Dans la fibre optique à plusieurs noyaux selon l’aspect ci-dessus de la présente invention, la pluralité de noyaux peut comprendre un noyau qui s’étend en spirale autour et le long de l’axe central.
[0017] Selon chacun des aspects ci-dessus de la présente invention, la variation de gain parmi les noyaux est supprimée afin de devenir faible à l’aide du couplage entre les noyaux de la fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux (MCF). De plus, étant donné qu’une fibre optique à plusieurs noyaux et à noyau couplé (CC-MCF) qui comprend des noyaux (noyaux d’amplification) auxquels une terre rare est ajoutée est utilisée comme fibre optique d'amplification, la lumière de pompage et l’élément en terres rares se chevauchent sur une grande surface. Par conséquent, l’efficacité d’utilisation de la lumière de pompage peut être augmentée.
BRÈVE DESCRIPTION DES SCHÉMAS [0018] La figure 1 est un schéma d'un système de transmission optique auquel un amplificateur optique selon la présente invention peut être appliqué.
[0019] La figure 2 est une vue en coupe d’une fibre optique à plusieurs noyaux selon un mode de réalisation de la présente invention, prise le long d’un plan qui est orthogonal par rapport à un axe central de celle-ci.
[0020] La figure 3 est une vue en coupe de la fibre optique à plusieurs noyaux illustrée sur la figure 2, prise le long d’un plan sur lequel s’étend l’axe central de celle-ci.
[0021] La figure 4 est un schéma d’un amplificateur optique selon un premier mode de réalisation.
[0022] La figure 5 est un schéma d’un amplificateur optique selon un second mode de réalisation.
[0023] La figure 6 est un schéma d’un amplificateur optique selon un troisième mode de réalisation.
[0024] La figure 7 est un schéma d’un amplificateur optique selon un quatrième mode de réalisation.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS [0025] Les présents inventeurs ont examiné des MCF d’amplification connues et ont identifié les problèmes suivants. Lorsqu'un signal optique qui est propagé dans un canal de transmission formé d’une fibre optique à plusieurs noyaux et à noyaux et à modes couplés (CM-CC-MCF) est amplifié à l’aide d’une MCF d’amplification connue, le gain tend à varier de manière significative parmi les noyaux. Par conséquent, l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ (multi-entrées/multi-sorties), qui repose sur une hypothèse selon laquelle la puissance est uniforme entre les modes, peut être réduit. De plus, l’efficacité d’utilisation de la lumière de pompage est faible, et il est difficile de coupler la lumière de pompage à chacun des noyaux de la CM-CC-MCF. La MCF d’amplification décrite par la demande internationale n°W02011-116075 est destinée à un signal optique qui est propagé dans un canal de transmission formé d’une MCF non couplée connue. Ainsi, la diaphonie entre noyaux dans la MCF d’amplification est supprimée afin de devenir faible, et la variation des caractéristiques des noyaux qui est attribuée à une erreur de fabrication affecte de manière relativement directe la variation de gain.
[0026] Dans la MCF d’amplification décrite par la demande internationale n° WO2011116075, seule une partie de la lumière de pompage couplée au noyau de pompage est couplée aux noyaux amplificateurs et contribue à l'amplification. La partie restante de la lumière de pompage ne contribue pas à l’amplification. Ainsi, l’efficacité d’utilisation de la lumière de pompage est faible. En général, à moins que le noyau de pompage dans lequel la lumière de pompage se déplace localement et les noyaux amplificateurs auxquels un élément en terres rares est ajouté spatialement coïncident les uns avec les autres, l’efficacité d’utilisation de la lumière de pompage est faible. Cela est dû au fait que la surface de chevauchement entre la lumière de pompage et l’élément en terres rares soit réduite, et qu’une grande partie de la puissance de la lumière de pompage soit donc dissipée sans être absorbée par l’élément en terres rares. Si l’on considère l’efficacité d’utilisation de la lumière de pompage, il est bénéfique de coupler la lumière de pompage à chacun de la pluralité de noyaux amplificateurs. Dans l’art connu, cependant, pour coupler la lumière de pompage à chacun de la pluralité de noyaux amplificateurs, le système optique nécessite un plus grand nombre de composants, ce qui engendre un coût élevé et une faible fiabilité.
[0027] Des modes de réalisation spécifiques de l’amplificateur optique et de la fibre optique à plusieurs noyaux (MCF) selon la présente invention vont maintenant être décrits en détail en référence aux schémas joints. La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation suivants. L’étendue de la présente invention est définie par les revendications jointes et est destinée à comprendre tous les équivalents de celle-ci et toutes les modifications de celle-ci apportées dans le cadre de son étendue. Dans la description suivante donnée en référence aux schémas, les mêmes numéros de référence indiquent les éléments identiques, et toute description redondante est omise.
[0028] La figure 1 est un schéma d’un système de transmission optique 100 auquel un amplificateur optique 2 selon un mode de réalisation de la présente invention peut être appliqué. Le système de transmission optique 100 comprend une pluralité de stations répétitrices 100A à 100C, et des canaux de transmission prévus entre la station répétitrice 100A et la station répétitrice 100B et entre la station répétitrice 100B et la station répétitrice 100C, respectivement. Les canaux de transmission prévus entre les stations répétitrices sont chacun une CM-CC-MCF (une MCF de transmission) et comprennent chacun l’amplificateur optique 2. Dans la CM-CC-MCF qui forme le canal de transmission, un couplage de mode se produit. Cependant, étant donné qu’un signal transmis à la station répétitrice subit un traitement de signal ΜΙΜΟ, le signal est correctement rétabli, malgré la survenance du couplage de mode. Néanmoins, pour obtenir l’effet avantageux ci-dessus du traitement de signal ΜΙΜΟ, la différence de perte d’insertion entre les noyaux de la CM-CC-MCF doit être négligemment faible.
[0029] Spécifiquement, le canal de transmission prévu entre la station répétitrice 100A et la station répétitrice 100B comprend 1” amplificateur optique 2, une première MCF de transmission (une CM-CC-MCF côté entrée) 7 prévue entre la station répétitrice 100A et l’amplificateur optique 2, et une seconde MCF de transmission (une CM-CC-MCF côté sortie) 8 prévue entre l’amplificateur optique 2 et la station répétitrice 100B. Dans le système de transmission optique 100, le canal de transmission prévu entre la station répétitrice 100B et la station répétitrice 100C possède la même configuration que le canal de transmission prévu entre la station répétitrice 100A et la station répétitrice 100B. Dans le système de transmission optique 100, les canaux de transmission entre les stations répétitrices comprennent chacun une seule ligne. En variante, pour garantir une plus grande fiabilité, chaque canal de transmission peut comprendre deux lignes ou plus.
[0030] La figure 2 est une vue en coupe d’une MCF d’amplification 1 (une MCF selon le mode de réalisation de la présente invention) qui peut être appliquée à l’amplificateur optique 2, prise le long d’un plan qui est orthogonal par rapport à un axe central 10 de celle-ci. La MCF d’amplification 1 comprend sept noyaux 11, dont l’un est positionné sur l’axe central 10 et les autres sont prévus autour de l’axe central 10 de manière sensiblement symétrique. La MCF d’amplification 1 comprend en outre un gainage 12 qui entoure les noyaux individuels 11, et un revêtement (revêtement en résine) 13 prévu pardessus la surface périphérique externe du gainage 12.
[0031] Le gainage 12 et le revêtement 13 sont sensiblement coaxiaux l’un avec l’autre. Les noyaux 11 et le gainage 12 contiennent chacun du verre de silice comme matériau de base. Les noyaux 11 contiennent également chacun de l’erbium (Er), un élément en terres rares, en guise de dopant pour l'amplification optique. Il est préférable que le noyau 11 contienne en outre un élément tel que du germanium (Ge) ou de l'aluminium (Al) en guise de dopant pour optimiser la caractéristique d’amplification et l’indice de réfraction de celui-ci. Il est également préférable que le gainage 12 contienne en outre du fluor en guise de dopant. Dans ce cas, la différence d’indice de réfraction entre chaque noyau 11 et le gainage 12 augmente, et la perte optique qui se produit lorsque la MCF d’amplification 1 est cintrée avec un faible rayon de courbure peut être réduite. Par conséquent, la taille de l'amplificateur optique peut être réduite. Les noyaux 11 possèdent chacun un indice de réfraction supérieur de 0,3% à 1,5% à celui du gainage 12 dans le cadre d’une différence d’indice de réfraction relatif. Ainsi, la lumière est confinée dans les noyaux 11.
[0032] Le revêtement 13 est composé d’une résine qui durcit sous ultraviolets. De préférence, le revêtement 13 présente un indice de réfraction inférieur de 1% à 5% à celui du gainage 12 dans le cadre d’une différence d’indice de réfraction relatif. Dans ce cas, l’élément en terres rares du noyau 11 peut être pompé avec la lumière de pompage qui est propagée dans le gainage 12, et la puissance de sortie de l’amplificateur peut donc être augmentée. De plus, bien que cela ne soit pas illustré, le revêtement 13 peut comprendre une pluralité de couches (couches de résine). Si le revêtement 13 comprend une pluralité de couches de résine, il est préférable que l’une des couches la plus intérieure jointe au gainage 12 présente un module de Young inférieur à celui des couches externes qui comprennent la surface périphérique externe du revêtement 13. Avec la configuration, une composante d’une force externe aléatoire appliquée à la surface périphérique externe de la MCF d’amplification 1 et qui agit sur le verre afin de provoquer des micro-courbures est atténuée.
[0033] La MCF d’amplification 1 propage une lumière de pompage qui présente une longueur d’onde de 980 nm ou 1480 nm pour pomper l’Er, et propage un signal lumineux qui présente une longueur d’onde de 1530 nm à 1610 nm, qui est typique de la transmission optique, afin d’amplifier le signal lumineux. Les noyaux 11 possèdent chacun de préférence un diamètre de 2 pm à 16 pm, ou de préférence de 3 pm à 8 pm. Dans ce cas, le mode fondamental défini pour chacun des noyaux 11 est confiné dans ce noyau 11 à une intensité adéquate (la propagation du mode fondamental dans chaque noyau 11 est garantie), et les modes plus élevés sont atténués en courbant la MCF d’amplification 1 (la propagation des modes plus élevés est supprimée). Ainsi, l’augmentation du bruit des modes plus élevés peut être supprimée. Le gainage 12 présente un diamètre de 124 pm à 126 pm et peut donc être fabriqué à l’aide d’une chaîne d’assemblage d’amplificateurs connue, à un faible coût. Le revêtement 13 présente un diamètre externe de 240 pm à 260 pm. Par conséquent, la perte attribuée à la légère courbure intermittente (microcourbures) qui tend à se produire lorsque la MCF d’amplification 1 est utilisée peut être réduite jusqu’à un niveau faible. Dans la présente demande, une caractéristique optique attribuée à un seul noyau, en supposant qu’il n’y a aucun autre noyau, est désignée comme une caractéristique optique définie par le noyau individuel.
[0034] Dans la MCF d’amplification 1, il est préférable que l’intervalle entre les centres des noyaux adjacents 11 soit égal à 1,1 fois le diamètre des noyaux 11, ou à 30 pm ou moins, et que la diaphonie entre noyaux à une longueur d’onde de 1550 nm soit de 17 [dB] ou plus. De plus, comme avec la CM-CC-MCF qui forme le canal de transmission, il est préférable que la MCF d’amplification 1 présente un coefficient de couplage de mode entre les noyaux de 1 [1/m] ou plus, ou un coefficient de couplage de puissance entre les noyaux de 10 [1/m] ou plus.
[0035] La figure 3 est une vue en coupe de la MCF d’amplification 1, prise le long d’un plan sur lequel s’étend l’axe central 10 de celle-ci. De préférence, les noyaux 11 de la MCF d’amplification 1 s’étendent chacun en spirale autour et le long d’un axe de fibre (l’axe central 10) avec une période de spirale de 0,5 [m] ou moins, moyennant quoi un couplage de mode est provoqué. Ainsi, la différence de perte d’insertion entre les noyaux 11 de la MCF d’amplification 1 peut être réduite. Par conséquent, la réduction de l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ qui peut être provoquée par la différence de perte d’insertion entre les noyaux peut être empêchée. De plus, l’exigence relative à la tolérance de fabrication de la MCF d’amplification 1 est facilitée. Par conséquent, le coût de fabrication est réduit. Dans un amplificateur, le gain et la perte se produisent. Le gain peut être considéré comme une perte négative. Ainsi, le gain et la perte sont généralement désignés « perte d’insertion ».
[0036] La figure 4 est un schéma d’un amplificateur optique 2a selon un premier mode de réalisation. Dans le système de transmission optique 100, l’amplificateur optique 2a forme une partie de chaque canal de transmission qui s’étend entre les stations répétitrices adjacentes. La figure 4 illustre uniquement une configuration optique de l’amplificateur optique 2a, et les revêtements des fibres optiques respectives ne sont pas illustrés. Cependant, il est souhaitable que chacune des fibres optiques soit correctement recouverte de sorte que la résistance mécanique et la facilité de retrait des modes de gainage soient améliorées. L’amplificateur optique 2a est prévu entre la première MCF de transmission 7 et la seconde MCF de transmission 8 et comprend un multiplexeur/démultiplexeur 4, une source de lumière de pompage 5a, une première et une seconde MCF de connexion 3a et 3b, une MCF d’amplification la, et un filtre optique 6.
[0037] La MCF d’amplification 1 comprend une pluralité de noyaux (premiers noyaux) lia et un gainage (premier gainage) 12a qui entoure les noyaux individuels lia, et est prévu entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et le filtre optique 6. La MCF d’amplification la possède sensiblement le même agencement de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1 et propage un signal lumineux à une longueur d’onde de 1550 nm tout en couplant les modes de celle-ci. La MCF de connexion comprend la première MCF de connexion 3 a prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 la MCF d’amplification la, et la second MCF de connexion 3b prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et la source de lumière de pompage 5a. Une première MCF de conversion de diamètre de champ de mode (MDF) 3c est prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et la première MCF de transmission 7. Une seconde MCF de conversion de MFD 3d est prévue entre le filtre optique 6 et la seconde MCF de transmission 8. La source de lumière de pompage 5a comprend une partie électroluminescente 51a, et un faisceau de fibres de sortie de lumière de pompage 52a prévu entre la partie électroluminescente 51a et la seconde MCF de connexion 3b. Le faisceau de fibres de sortie de lumière de pompage 52a est un faisceau de fibres à mode simple (SMF) qui comprennent chacune un seul noyau.
[0038] La face de sortie de la première MCF de connexion 3a est reliée à la face d’entrée de la MCF d’amplification la. La première MCF de connexion 3a possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1 et comprend une pluralité de noyaux (seconds noyaux) 31a et un gainage (second gainage) 32a qui entoure les noyaux individuels 31a. La première MCF de connexion 3a est composée de verre de silice, comme la MCF d’amplification 1, mais ne contient aucun élément en terres rares tel que de l’erbium en guise d’additif, contrairement à la MCF d’amplification 1. Si la première MCF de connexion 3a comprend des noyaux composés de verre de silice pur et un gainage contenant du fluor en guise d’additif, la limite entre chacun des noyaux et le gainage devient claire. Cette configuration est préférable, car l’alignement entre la première MCF de connexion 3a et la MCF d’amplification la devient facile.
[0039] En guise d’autre configuration préférable, la première MCF de connexion 3a peut comprendre une pluralité de noyaux contenant du Ge en guise d'additif à la même concentration que dans la MCF d'amplification la, et un gainage composé de verre de silice avec du fluor en guise d'additif à la même concentration que dans la MCF d'amplification la, ou de verre de silice pur. Une fibre optique ayant cette configuration peut être épissurée par fusion avec la MCF d’amplification la avec une faible perte. De plus, il est préférable que la première MCF de connexion 3a et la MCF d’amplification la possèdent sensiblement le même diamètre de noyau. Dans ce cas, la première MCF de connexion 3a peut être épissurée par fusion avec la MCF d’amplification la avec une perte encore plus faible.
[0040] La face d’entrée de la première MCF de connexion 3a est reliée à un port de sortie 4c du multiplexeur/démultiplexeur 4. Le multiplexeur/démultiplexeur 4 comprend un dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d, un port d’entrée de signal lumineux 4a auquel la face de sortie de la première MCF de conversion de MFD 3c est reliée, un port d’entrée de lumière de pompage 4b auquel la face de sortie de la seconde MCF de connexion 3b est reliée, et le port de sortie 4c auquel la face d’entrée de la première MCF de connexion 3a est reliée. Le signal lumineux couplé au port d’entrée de signal lumineux 4a par le biais de la première MCF de conversion de MFD 3c et la lumière de pompage couplée au port d’entrée de lumière de pompage 4b par le biais de la seconde MCF de connexion MCF 3b sont multiplexés par le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d, et la lumière multiplexée est fournie par le port de sortie 4c. Le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d est un système optique qui comprend des éléments optiques tels qu'un filtre diélectrique multicouches et une lentille. Il est préférable que la première MCF de connexion 3a, la seconde MCF de connexion 3b, et la première MCF de conversion de MFD 3c possèdent sensiblement le même diamètre de champ de mode. Ainsi, la perte d’insertion du multiplexeur/démultiplexeur 4 peut être réduite.
[0041] La première MCF de transmission 7 possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d'intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1. La première MCF de transmission 7 comprend une pluralité de noyaux 71 et un gainage 72 qui entoure les noyaux individuels 71. Les noyaux 71 inclus dans la première MCF de transmission 7 et parmi lesquels les modes sont couplés sont composés de verre de silice, sans aucun élément en terres rares ajouté. Ainsi, les noyaux 71 sont composés de verre de silice pur. A l’inverse, le gainage 72 contient du fluor en guise d’additif. En variante, les noyaux 71 peuvent contenir du Ge en guise d’additif, et le gainage 72 peut être composé de verre de silice pur. Comme cela est décrit par Tetsuya Hayashi et al., « Coupled-Core Multi-core Fibers : High-Spatial-Density Optical Transmission Fibers with Low Differential Modal Properties », Proc. ECOC 2015, We. 1.4.1 (2015), la première MCF de transmission 7 provoque un couplage de mode plus efficace pour le signal lumineux de transmission optique à une longueur d’onde de 1530 nm à 1610 nm et est conçue pour propager le signal lumineux avec un faible retard de mode différentiel (DMD).
[0042] La première MCF de conversion de MFD 3c comprend une section stable 31c. La section stable 31c est reliée au multiplexeur/démultiplexeur 4. Il est souhaitable que la première MCF de conversion de MFD 3c comprenne en outre une section de transition 32c prévue entre la première MCF de transmission 7 et la section stable 31c. La section de transition 32c possède un diamètre de noyau qui change en continu, moyennant quoi le diamètre de noyau change en continu entre la première MCF de transmission 7 et la section stable 31c. Ainsi, même si la première MCF de transmission 7 et la première MCF de conversion de MFD 3c possèdent des diamètres de champ de mode différents, la perte optique attribuée à la non-conformité de mode peut être réduite. La section stable 31c comprend une pluralité de noyaux 33c et un gainage 34c qui entoure les noyaux individuels 33c. La section de transition 32c comprend une pluralité de noyaux 35c et un gainage 36c qui entoure les noyaux individuels 35c. Les noyaux possèdent des diamètres différents entre les deux sections 31c et 32c, mais sont disposés comme cela est illustré sur la figure 2, dans les deux sections 31c et 32c. En particulier, dans la section stable 31c, la première MCF de conversion de MFD 3c possède sensiblement la même configuration que la première MCF de connexion 3a. Par conséquent, la perte optique dans le multiplexeur/démultiplexeur 4 est réduite, et la génération de bruit dans l’amplificateur optique 2a entier est réduite.
[0043] La section de transition 32c prévue entre la première MCF de transmission 7 et la section stable 31c de la première MCF de conversion de MFD 3c est obtenue, par exemple, en chauffant une extrémité de la section stable 31c avec une décharge par arc ou avec une flamme. Les noyaux 35c et le gainage 36c sont obtenus en diffusant du Ge ou du fluor ajouté aux noyaux 33c et au gainage 34c. Au cours de ce processus, il est souhaitable que la quantité de chaleur soit limitée à un niveau spécifique ou au-dessous, de sorte que le diamètre extérieur du gainage 36c soit constant. Ainsi, la réduction de la résistance mécanique peut être évitée.
[0044] La seconde MCF de connexion 3b possède sensiblement la même configuration que la première MCF de connexion 3a. Ainsi, la perte optique de la lumière de pompage dans le multiplexeur/démultiplexeur 4 est réduite, et l’efficacité d’utilisation de l’énergie de l’amplificateur optique 2a dans son ensemble peut être augmentée. Ainsi, la seconde MCF de connexion 3b possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1 et comprend une pluralité de noyaux (seconds noyaux) 31b et un gainage (second gainage) 32b qui entoure les noyaux individuels 31b.
[0045] La source de lumière de pompage 5a est reliée à l’autre face d’extrémité de la seconde MCF de connexion 3b. La source de lumière de pompage 5a comprend la partie électroluminescente 51a sous forme d’un groupe de diodes laser à semi-conducteur qui émettent une lumière de pompage, et le faisceau de fibres de sortie de lumière de pompage 52a qui transmet la lumière de pompage. Le faisceau de fibres de sortie de lumière de pompage 52a est un faisceau de SMF classiques qui comprennent chacune un noyau 53a (un seul noyau) et un gainage 54a.
[0046] Dans le premier mode de réalisation, la MCF d'amplification la et la première MCF de connexion 3a sont configurées comme cela est illustré sur la figure 3 avec les noyaux qui s’étendent en spirale, et propagent un signal lumineux pendant le couplage de leurs modes. À une longueur d’onde de 1550 nm, qui est une longueur d’onde destinée à la transmission optique, la MCF d’amplification la et la première MCF de connexion 3a possèdent chacune une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus. Comme avec la CMCC-MCF qui forme le canal de transmission, il est préférable que la MCF d’amplification la et la première MCF de connexion 3a possèdent chacune un coefficient de couplage de mode entre noyaux de 1 [1/m] ou plus, ou un coefficient de couplage de puissance entre noyaux de 10 [1/m] ou plus. Ainsi, les modes du signal lumineux propagé à travers les noyaux de l’amplificateur optique 2a sont couplés. Ce couplage de mode harmonise les valeurs de perte d’insertion qui sont différentes entre les noyaux de l’amplificateur optique 2a, et la différence de perte d’insertion est ainsi réduite. La diaphonie apparaît comme un bruit dans un signal qui est propagé. L’influence de cette diaphonie peut être éliminée par un traitement de signal ΜΙΜΟ ou similaire effectué après une détection cohérente du signal. Cependant, pour que le traitement de signal ΜΙΜΟ soit efficace, la variation de gain parmi les noyaux doit être faible.
[0047] Il est préférable qu’au moins l’une de la première MCF de connexion 3a et de la seconde MCF de connexion 3b présente une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus à la longueur d’onde de pompage. Dans ce cas, dans les MCF de connexion 3a et 3b qui comprennent les seconds noyaux respectifs 31a et 31b qui sont chacun reliés optiquement à l'un de la pluralité de premiers noyaux lia de la MCF d'amplification la, avant que la lumière de pompage soit fournie à la pluralité de noyaux lia de la MCF d'amplification la, la lumière de pompage est couplée à l'avance à au moins l’un (un noyau spécifique) des seconds noyaux, et est en outre couplée aux seconds noyaux restants. Ainsi, le couplage de la lumière de pompage entre la pluralité de seconds noyaux 31a et 31b des MCF de connexion 3a et 3b et la pluralité de noyaux lia de la MCF d'amplification la (entre deux groupes de noyaux qui sont optiquement reliés l'un à l'autre) est réalisé. Par conséquent, la taille et la consommation d’énergie de l’amplificateur optique 2a qui amplifie le signal lumineux à transmettre par le biais des canaux de transmission qui sont chacun formés d’une MCF à noyau couplé (une MCF de transmission) peuvent être efficacement réduites.
[0048] La différence de perte d’insertion entre les noyaux d’un amplificateur optique peut réduire l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ effectué dans le système de transmission optique 100. Cependant, dans l'amplificateur optique 2a selon le premier mode de réalisation, étant donné que la différence de perte d'insertion entre les noyaux est faible, l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ peut être produit de manière satisfaisante. Dans la MCF d’amplification de l’art antérieur qui comprend un noyau de pompage et qui est décrite par la demande internationale n° W02011-116075, la diaphonie entre noyaux est de -20 dB ou moins. Ainsi, pour réduire la différence de perte d’insertion entre les noyaux, l’erreur de fabrication de la MCF d'amplification doit être réduite, ce qui provoque un problème selon lequel l’amplificateur optique coûte cher. À l’inverse, l’amplificateur optique 2a selon le premier mode de réalisation ne présente pas ledit problème.
[0049] Dans l’amplificateur optique 2a, la face de sortie de la MCF d’amplification la est reliée à un port d’entrée 6a du filtre optique 6. Le filtre optique 6 comprend le port d’entrée 6a relié à la face de sortie de la MCF d’amplification la, et un port de sortie 6b relié à la face d’entrée de la seconde MCF de conversion de MFD 3d. Le filtre optique 6 contient en outre un isolateur optique 6c, un filtre passe-bande 6d, et d’autres éléments optiques (non illustrés) tels qu’une lentille. L’isolateur optique 6c bloque la lumière de bruit, comme la lumière diffusée de Rayleigh et la lumière de réflexion de Fresnel, propagée dans le sens inverse par la seconde MCF de conversion de MFD 3d vers la MCF d’amplification la, afin de réduire le bruit qui se produit dans l’amplificateur optique 2a. Le filtre passe-bande 6d bloque la lumière d’émission spontanée amplifiée (lumière ASE) et la lumière de pompage résiduelle fournie par la MCF d’amplification la, afin de réduire le bruit qui se produit dans l’amplificateur optique 2a. Il est préférable que la MCF d’amplification la et la seconde MCF de conversion de MFD 3d possèdent sensiblement le même diamètre de mode de champ. Ainsi, la perte d’insertion du filtre optique 6 peut être réduite.
[0050] La seconde MCF de conversion de MFD 3d est reliée à la seconde MCF de transmission 8. La seconde MCF de conversion de MFD 3d et la seconde MCF de transmission 8 possèdent sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification la. Comme avec la première MCF de conversion de MFD 3c, la seconde MCF de conversion de MFD 3d comprend une section stable 31d. La section stable 31d est reliée au port de sortie 6b du filtre optique 6. Il est souhaitable que la seconde MCF de conversion de MFD 3d comprenne en outre une section de transition 32d prévue entre la seconde MCF de transmission 8 et la section stable 31d. La section de transition 32d possède un diamètre de noyau qui change en continu, moyennant quoi le diamètre de noyau change en continu entre la seconde MCF de transmission 8 et la section stable 31d. Ainsi, la perte optique attribuée à la non-conformité de mode peut être réduite.
[0051] La section stable 31d comprend une pluralité de noyaux 33d et un gainage 34d qui entoure les noyaux individuels 33d. La section de transition 32d comprend une pluralité de noyaux 35d et un gainage 36d qui entoure les noyaux individuels 35d. La seconde MCF de transmission 8 comprend une pluralité de noyaux 81 parmi lesquels les modes sont couplés, et un gainage 82 qui entoure les noyaux individuels 81. La seconde MCF de transmission 8 propage le signal lumineux (lumière de sortie) amplifié par l’amplificateur optique 2a vers un récepteur ou un autre amplificateur optique prévu près de celui-ci. La seconde MCF de transmission 8 possède sensiblement la même configuration que la première MCF de transmission 7.
[0052] La figure 5 est un schéma d’un amplificateur optique 2b selon un second mode de réalisation. La description des caractéristiques qui sont identiques à celles du premier mode de réalisation est omise en conséquence. L’amplificateur optique 2b est prévu entre la première MCF de transmission 7 et la seconde MCF de transmission 8 et comprend le multiplexeur/démultiplexeur 4, une source de lumière de pompage 5b, une première et une seconde MCF de connexion 3e et 3f, une MCF d’amplification lb, et le filtre optique 6.
[0053] La MCF d’amplification lb comprend une pluralité de noyaux (premiers noyaux) 11b et un gainage (premier gainage) 12b qui entoure les noyaux individuels 11b. La MCF d’amplification lb est prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et le filtre optique 6. La MCF d’amplification lb possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1 et propage le signal lumineux à une longueur d’onde de 1550 nm tout en couplant leurs modes. La MCF de connexion comprend la première MCF de connexion 3e prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et la MCF d’amplification lb, et la seconde MCF de connexion 3f prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et la source de lumière de pompage 5b. La source de lumière de pompage 5b comprend une partie électroluminescente 51b, et une fibre de sortie de lumière de pompage à noyau simple 52b prévue entre la partie électroluminescente 51b et la seconde MCF de connexion 3f.
[0054] La face de sortie de la première MCF de connexion 3e est reliée à la face d’entrée de la MCF d’amplification lb. La première MCF de connexion 3e possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1 et comprend une pluralité de noyaux (seconds noyaux) 31e et un gainage (second gainage) 32e qui entoure les noyaux individuels 31a. La première MCF de connexion 3e propage le signal lumineux à une longueur d’onde de 1550 nm et une lumière de pompage à une longueur d’onde de 980 nm ou 1480 nm pendant le couplage de leurs modes. La première MCF de connexion 3e est composée de verre de silice, comme avec la MCF d’amplification 1, mais ne contient aucun élément en terres rares tel que de l’erbium en guise d’additif, contrairement à la MCF d’amplification 1. Si la première MCF de connexion 3e comprend des noyaux composés de verre de silice pur et un gainage contenant du fluor en guise d’additif, la limite entre chacun des noyaux et le gainage devient claire. Cette configuration est préférable, car l’alignement entre la première MCF de connexion 3e et la MCF d’amplification lb devient facile.
[0055] En guise d’autre configuration préférable, la première MCF de connexion 3e peut comprendre une pluralité de noyaux contenant du Ge en guise d'additif à la même concentration que dans la MCF d'amplification lb, et un gainage composé de verre de silice avec du fluor en guise d'additif à la même concentration que dans la MCF d'amplification lb, ou de verre de silice pur. Une fibre optique ayant cette configuration peut être épissurée par fusion avec la MCF d’amplification lb avec une faible perte. De plus, il est préférable que la première MCF de connexion 3e et la MCF d’amplification lb possèdent sensiblement le même diamètre de noyau. Dans ce cas, la première MCF de connexion 3e peut être épissurée par fusion avec la MCF d’amplification lb avec une perte encore plus faible.
[0056] La face d’entrée de la première MCF de connexion 3e est reliée au port de sortie 4c du multiplexeur/démultiplexeur 4. Le multiplexeur/démultiplexeur 4 comprend le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d, le port d’entrée de signal lumineux 4a auquel la face de sortie de la première MCF de transmission 7 est reliée, le port d’entrée de lumière de pompage 4b auquel la face de sortie de la seconde MCF de connexion 3f est reliée, et le port de sortie 4c auquel la face d’entrée de la première MCF de connexion 3e est reliée. Dans l’amplificateur optique 2b, une partie d’extrémité, qui comprend la face de sortie, de la première MCF de transmission 7 comprend une section stable 7a, une section à diamètre de noyau augmenté 7b, et une section de transition 7c. La section stable 7a possède la même configuration (diamètre de noyau) que la première MCF de transmission 7 illustrée sur la figure 4 et comprend une pluralité de noyaux 71a et un gainage 72a qui entoure les noyaux individuels 71a. La section à diamètre de noyau augmenté 7b comprend la face de sortie de la première MCF de transmission 7, et une pluralité de noyaux 71b qui possèdent chacun un diamètre augmenté. La section de transition 7c est prévue entre la section stable 7a et la section à diamètre de noyau augmenté 7b et comprend une pluralité de noyaux 71c qui possèdent chacun un diamètre qui augmente entre la section stable 7a et la section à diamètre de noyau augmenté 7b.
[0057] Le signal lumineux couplé au port d’entrée de signal lumineux 4a par le biais de la section à diamètre de noyau augmenté 7b et la lumière de pompage couplée au port d’entrée de lumière de pompage 4b par le biais de la seconde MCF de connexion 3f sont multiplexés par le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d, et la lumière multiplexée est fournie par le port de sortie 4c. Le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d est un système optique qui comprend des éléments optiques tels qu'un filtre diélectrique multicouches et une lentille. Il est préférable que la première et la seconde MCF de connexion 3e et 3f et la section à diamètre de noyau augmenté 7b possèdent sensiblement le même diamètre de champ de mode. Ainsi, la perte d’insertion du multiplexeur/démultiplexeur 4 peut être réduite.
[0058] La première MCF de transmission 7 comprend la section à diamètre de noyau augmenté 7b à son extrémité, reliée au multiplexeur/démultiplexeur 4. Cette configuration réduit la perte de couplage attribuée au désalignement axial par rapport au multiplexeur/démultiplexeur 4. À l’inverse, dans la section stable 7a de la première MCF de transmission 7 qui ne se trouve pas à l’extrémité de la première MCF de transmission 7, si le diamètre de noyau est trop grand, la différence de constante de propagation entre les modes à propager devient trop grande, et rend le couplage des modes difficile. Par conséquent, le retard de mode différentiel (DMD) est augmenté. Ainsi, dans la section stable 7a, il est souhaitable que le diamètre de noyau soit suffisamment petit pour ne présenter qu’une non-linéarité négligeable. De plus, il est souhaitable que la section de transition 7c qui présente un diamètre de noyau qui change en continu soit prévue entre la section stable 7a et la section à diamètre de noyau augmenté 7b. Ainsi, la perte optique attribuée à la non-conformité de mode peut être réduite.
[0059] La section à diamètre de noyau augmenté 7b comprend la pluralité de noyaux 71b et un gainage 72b qui entoure les noyaux individuels 71b. La section de transition 7c comprend la pluralité de noyaux 71c et un gainage 72c qui entoure les noyaux individuels 71c. Les noyaux possèdent des diamètres différents entre les deux sections 7b et 7c, mais sont disposés comme cela est illustré sur la figure 2, dans les deux sections 7b et 7c.
[0060] La section à diamètre de noyau augmenté 7b et la section de transition 7c sont chacune obtenues, par exemple, en chauffant une partie d’extrémité, y compris la face de sortie, de la première MCF de transmission 7 avec une décharge par arc ou avec une flamme. Les noyaux 71b et 71c sont obtenus en diffusant du Ge ou du fluor ajouté aux noyaux 71a et au gainage 72a. Au cours de ce processus, il est souhaitable que la quantité de chaleur soit limitée à un niveau spécifique ou au-dessous, de sorte que les diamètres extérieurs du gainage 72b et du gainage 72c soient constants. Ainsi, la réduction de la résistance mécanique peut être évitée.
[0061] La seconde MCF de connexion 3f possède sensiblement la même configuration que la première MCF de connexion 3e. Par conséquent, la perte optique de la lumière de pompage dans le multiplexeur/démultiplexeur 4 est réduite, et l’efficacité d’utilisation d’énergie de l’amplificateur optique 2b dans son ensemble peut être augmentée. Ainsi, la seconde MCF de connexion 3f possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle des noyaux) que la MCF d’amplification 1 et comprend une pluralité de noyaux (seconds noyaux) 31f et un gainage (second gainage) 32f qui entoure les noyaux individuels 31f.
[0062] La seconde MCF de connexion 3f propage la lumière de pompage à une longueur d’onde de 980 nm ou 1480 nm, qui est destinée à pomper l’Er et à amplifier le signal lumineux, tout en couplant ses modes. En particulier, en comparaison avec le signal lumineux à une longueur d’onde de 1530 nm à 1610 nm, la lumière de pompage à une lumière d’onde de 980 nm est plus étroitement confinée dans les noyaux 31f et est donc moins susceptible de subir un couplage de mode. Par conséquent, le degré de confinement de la lumière dans les noyaux 31f est réduit en rendant la différence d’indice de réfraction entre chaque noyau 31f et le gainage 32f de la seconde MCF de connexion 3f inférieure à celle de la première MCF de transmission 7. Ainsi, même la lumière de pompage à une longueur d’onde de 980 nm peut subir un couplage de mode. Cette configuration s’applique également à la première MCF de connexion 3e.
[0063] La source de lumière de pompage 5b est reliée à l’autre face de la seconde MCF de connexion 3f. La source de lumière de pompage 5b comprend la partie électroluminescente 51b formée d’une diode laser à semi-conducteur qui émet une lumière de pompage, et la fibre de sortie de lumière de pompage 52b qui transmet la lumière de pompage. La fibre de sortie de lumière de pompage 52b est une SMF classique qui comprend un seul noyau 53b et un gainage 54b.
[0064] Dans le second mode de réalisation, il est souhaitable que la première et la seconde MCF de connexion 3e et 3f possèdent des dispositions de noyaux respectives dans lesquelles l’un de la pluralité de noyaux 31e et l’un de la pluralité de noyaux 31f sont positionnés sur les axes centraux respectifs. Avec cette disposition, les MCF de connexion 3e et 3f dont chacune reliées coaxialement à la SME Ainsi, la lumière de pompage issue du noyau 53b de la fibre de sortie de lumière de pompage (SMF) 52b est couplée à l'un (un noyau spécifique) de la pluralité de noyaux 31f qui est positionné sur l'axe central de la seconde MCF de connexion 3f. De plus, la lumière de pompage est couplée aux noyaux restants 31f, à l’exclusion du noyau spécifique 31f, pendant qu’elle est propagée par le biais de la première et de la seconde MCF de connexion 3e et 3f. Avec cette méthode de connexion, le couplage de la lumière de pompage entre la source de lumière de pompage 5b et chacun des noyaux 11b de la MCF d’amplification lb est réalisé dans un espace aussi petit que pour la connexion connue entre les SMF. Par conséquent, la taille de l'amplificateur optique 2b qui amplifie le signal lumineux à transmettre par le biais des canaux de transmission formés de CC-MCF peut également être réduite. De plus, avec ce mode de réalisation souhaitable, un couplage très efficace de la lumière de pompage est réalisé dans chacune des MCF.
[0065] Dans le second mode de réalisation, la lumière émise par une diode laser (la partie électroluminescente 51b) est distribuée de manière uniforme à une pluralité de noyaux en utilisant le couplage de mode entre les MCF de connexion (la première et la seconde MCF de connexion 3e et 3f). De plus, la première MCF de connexion 3e est reliée à la MCF d’amplification lb (les noyaux 31e sont reliés optiquement aux noyaux 11b), moyennant quoi la lumière de pompage est fournie à chacun de la pluralité de noyaux 11b de la MCF d’amplification lb.
[0066] Dans une telle configuration de fourniture de lumière de pompage, même si le nombre de noyaux inclus dans chacune des MCF qui forment les canaux de transmission qui comprennent la MCF d’amplification lb est augmenté, la lumière de pompage peut être efficacement fournie à chacun des noyaux 11b de la MCF d’amplification lb sans augmenter le nombre de diodes laser (parties électroluminescentes 51b). Par conséquent, le coût de fabrication, la taille et la consommation d'énergie de l'amplificateur optique 2b sont faibles. La diminution de la taille et de la consommation d’énergie d’un amplificateur optique est particulièrement avantageuse dans les systèmes de câbles sous-marins qui sont strictement limités en termes de taille des répétiteurs prévus sur les canaux de transmission, et d’alimentation en énergie du système.
[0067] Dans le second mode de réalisation, la MCF d'amplification lb et la première MCF de connexion 3e sont chacune configurées comme cela est illustré sur la figure 3, avec les noyaux 11b et 31e qui s'étendent en spirale. De plus, la MCF d'amplification lb et la première MCF de connexion 3 e propagent chacune un signal lumineux pendant le couplage de leurs modes. À une longueur d’onde de 1550 nm, qui est une longueur d’onde destinée à la transmission optique, la MCF d’amplification lb et la première MCF de connexion 3e présentent chacune une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus. Comme avec la CM-CC-MCF qui forme le canal de transmission, il est préférable que la MCF d’amplification lb et la première MCF de connexion 3e présentent chacune un coefficient de couplage de mode entre les noyaux de 1 [1/m] ou plus, ou un coefficient de couplage de puissance entre les noyaux de 10 [1/m] ou plus. Ainsi, les modes du signal lumineux propagé à travers les noyaux de l'amplificateur optique 2b sont couplés. Ce couplage de mode harmonise les valeurs de perte d’insertion qui sont différentes entre les noyaux de l’amplificateur optique 2b, et la différence de perte d’insertion est ainsi réduite.
[0068] La différence de perte d’insertion entre les noyaux d’un amplificateur optique peut réduire l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ effectué dans le système de transmission optique 100. Cependant, dans l'amplificateur optique 2b selon le second mode de réalisation, étant donné que la différence de perte d'insertion entre les noyaux est faible, l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ peut être produit de manière satisfaisante. Dans la MCF d’amplification de l’art antérieur qui est décrite par la demande internationale n° W02011-116075, et qui comprend une enceinte de pompage, la lumière de pompage est fournie par un seul noyau de pompage à une pluralité de noyaux d’amplification tout en subissant un couplage de mode. Cette configuration provoque un problème selon lequel le signal lumineux couplé entre les noyaux d’amplification et le noyau de pompage peut provoquer une perte. À l’inverse, l’amplificateur optique 2b selon le second mode de réalisation ne présente pas ce problème.
[0069] Dans l’amplificateur optique 2b, la face de sortie de la MCF d’amplification lb est reliée au port d’entrée 6a du filtre optique 6. Le filtre optique 6 comprend le port d’entrée 6a relié à la face de sortie de la MCF d’amplification lb, et le port de sortie 6b relié à la face d’entrée de la seconde MCF de transmission 8. Dans l’amplificateur optique 2b, une partie d’extrémité, qui comprend la face d’entrée, de la seconde MCF de transmission 8 comprend une section stable 8a, une section à diamètre de noyau augmenté 8b, et une section de transition 8c. La section stable 8a possède la même configuration (diamètre de noyau) que la seconde MCF de transmission 8 illustrée sur la figure 4 et comprend une pluralité de noyaux 81a et un gainage 82a qui entoure les noyaux individuels 81a. La section à diamètre de noyau augmenté 8b comprend la face d’entrée de la seconde MCF de transmission 8, et une pluralité de noyaux 81b qui possèdent chacun un diamètre augmenté. La section de transition 8c est prévue entre la section stable 8a et la section à diamètre de noyau augmenté 8b et comprend une pluralité de noyaux 81c qui possèdent chacun un diamètre qui augmente entre la section stable 8a et la section à diamètre de noyau augmenté 8b.
[0070] Le filtre optique 6 contient l’isolateur optique 6c, le filtre passe-bande 6d, et d’autres éléments optiques (non illustrés) tels qu’une lentille. L’isolateur optique 6c bloque la lumière de bruit, comme la lumière diffusée de Rayleigh et la lumière de réflexion de Fresnel, propagée dans le sens inverse entre la section à diamètre de noyau augmenté 8b et la MCF d’amplification lb, afin de réduire le bruit qui se produit dans l’amplificateur optique 2b. Le filtre passe-bande 6d bloque la lumière d’émission spontanée amplifiée (lumière ASE) et la lumière de pompage résiduelle fournie par la MCF d’amplification lb, afin de réduire le bruit qui se produit dans l’amplificateur optique 2b. Il est préférable que la MCF d’amplification lb et la seconde MCF de conversion de MFD 8d possèdent sensiblement le même diamètre de mode de champ. Ainsi, la perte d’insertion du filtre optique 6 peut être réduite.
[0071] La partie d'extrémité, qui comprend la face d'entrée, de la seconde MCF de transmission 8 comprend la section stable 8a, la section de transition 8c, et la section à diamètre de noyau augmenté 8b. La section à diamètre de noyau augmenté 8b comprend la pluralité de noyaux 81b et un gainage 82b qui entoure les noyaux individuels 81b. La section de transition 8c comprend une pluralité de noyaux 81c qui possèdent chacun un diamètre qui augmente en continu, et un gainage 82c qui entoure les noyaux individuels 81c et qui possède un diamètre extérieur constant.
[0072] La figure 6 est un schéma d’un amplificateur optique 2c selon un troisième mode de réalisation. La description des caractéristiques qui sont identiques à celles du premier ou du second mode de réalisation est omise en conséquence. Dans le système de transmission optique 100, l’amplificateur optique 2c fait partie de chaque canal de transmission qui s’étend entre les stations répétitrices adjacentes. La figure 6 illustre uniquement une configuration optique de l’amplificateur optique 2c, et les revêtements (revêtements en résine) des fibres optiques respectives ne sont pas illustrés, excepté certains revêtements à indice de réfraction faible (couches de résine 13c, 33g, et 54c) qui font chacun partie d’une structure à gainage double. Cependant, il est souhaitable que chacune des fibres optiques soit correctement recouverte de sorte que la résistance mécanique et la facilité de retrait du gainage soient améliorées. La première MCF de transmission 7 comprend la pluralité de noyaux 71 et le gainage 72 qui entoure les noyaux individuels 71. La seconde MCF de transmission 8 comprend la pluralité de noyaux 81 et le gainage 82 qui entoure les noyaux individuels 81.
[0073] L’amplificateur optique 2c est prévu entre la première MCF de transmission 7 et la seconde MCF de transmission 8 et comprend le multiplexeur/démultiplexeur 4, une source de lumière de pompage 5c, une première MCF de connexion 3g, une MCF d’amplification le, et le filtre optique 6. La MCF d’amplification le comprend une pluralité de noyaux (premiers noyaux) 11c, un gainage (premier gainage) 12c qui entoure les noyaux individuels 11c, et les revêtements, et est prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et le filtre optique 6. La MCF d’amplification le possède sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle de noyaux) que la MCF d’amplification 1 et propage un signal lumineux à une longueur d’onde de 1550 nm à travers les noyaux 11c tout en couplant leurs modes. La couche de résine (une première couche de résine) 13c est composée d'une résine qui durcit sous les ultraviolets et qui présente un indice de réfraction inférieur de 1% ou plus à celui du gainage 12c dans le cadre d’une différence d’indice de réfraction. Par conséquent, la lumière couplée vers le gainage 12c peut également être transmise.
[0074] La MCF de connexion comprend uniquement la première MCF de connexion 3g prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et la MCF d’amplification le. L’amplificateur optique 2c comprend en outre une première MCF de conversion de MFD 3h prévue entre le multiplexeur/démultiplexeur 4 et la première MCF de transmission 7, et une seconde MCF de conversion de MFD 3i prévue entre le filtre optique 6 et la seconde MCF de transmission 8. La source de lumière de pompage 5c comprend une partie électroluminescente 51c et une fibre optique multimodes 52c. La fibre optique multimodes
52c comprend un noyau en verre 53c, et la couche de résine (une seconde couche de résine) 54c qui présente un indice de réfraction inférieur à celui du noyau en verre 53c.
[0075] La face de sortie de la première MCF de connexion 3g est reliée à la face d’entrée de la MCF d’amplification le. La première MCF de connexion 3g possède la même disposition de noyaux que la MCF d’amplification 1 et comprend une pluralité de noyaux 31g parmi lesquels les modes sont couplés. La première MCF de connexion 3g comprend en outre un gainage 32g qui entoure les noyaux individuels 31g, et la couche de résine (une seconde couche de résine) 33g qui entoure le gainage (second gainage) 32g et qui présente un indice de réfraction inférieur à celui du gainage 32g. Les noyaux 31g sont capables de propager un signal lumineux qui a subi un couplage de mode. Le gainage 32g est capable de propager une lumière de pompage. Les noyaux 31g et le gainage 32g de la première MCF de connexion 3g sont composés de verre de silice, sans aucun élément en terres rares tel que du Er ajouté aux noyaux 31g.
[0076] Si la première MCF de connexion 3g comprend des noyaux composés de verre de silice pur et un gainage qui contient du fluor en guise d’additif, la limite entre chacun des noyaux et le gainage devient claire. Cette configuration est préférable, étant donné que l’alignement entre la première MCF de connexion 3g et la MCF d’amplification le devient facile. En guise d’autre configuration préférable, la première MCF de connexion 3g peut comprendre une pluralité de noyaux contenant du Ge en guise d'additif à la même concentration que dans la MCF d'amplification le, et un gainage composé de verre de silice avec du fluor en guise d'additif à la même concentration que dans la MCF d'amplification le, ou de verre de silice pur. Une fibre optique ayant cette configuration peut être épissurée par fusion avec la MCF d’amplification le avec une faible perte. De plus, il est préférable que la première MCF de connexion 3g et la MCF d’amplification le possèdent sensiblement le même diamètre de noyau. Dans ce cas, la première MCF de connexion 3g peut être épissurée par fusion avec la MCF d’amplification le avec une perte encore plus faible.
[0077] La face d’entrée de la première MCF de connexion 3g est reliée au port de sortie 4c du multiplexeur/démultiplexeur 4. Le multiplexeur/démultiplexeur 4 comprend le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d, le port d’entrée de signal lumineux 4a auquel la face de sortie de la première MCF de conversion de MFD 3h est reliée, le port d’entrée de lumière de pompage 4b auquel la face de sortie de la fibre optique multimodes
52c qui fait partie de la source de lumière de pompage 5c est reliée, et le port de sortie 4c auquel la face d’entrée de la première MCF de connexion 3g est reliée. Le signal lumineux couplé au port d’entrée de signal lumineux 4a par le biais de la première MCF de conversion de MFD 3h et la lumière de pompage couplée au port d’entrée de lumière de pompage 4b par le biais de la fibre optique multimodes 52c sont multiplexés par le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d, et la lumière multiplexée est fournie par le port de sortie 4c. Le dispositif de multiplexage/démultiplexage 4d est un système optique qui comprend des éléments optiques tels qu'un filtre diélectrique multicouches et une lentille.
[0078] La première MCF de conversion de MFD 3h comprend une section stable 31h. La section stable 31h est reliée au multiplexeur/démultiplexeur 4. Il est souhaitable que la première MCF de conversion de MFD 3h comprenne en outre une section de transition 32h prévue entre la première MCF de transmission 7 et la section stable 31h. La section de transition 32h possède un diamètre de noyau qui change en continu, moyennant quoi le diamètre de noyau change en continu entre la première MCF de transmission 7 et la section stable 31h. Ainsi, la perte optique attribuée à la non-conformité de mode peut être réduite. La section stable 31h comprend une pluralité de noyaux 33h et un gainage 34h qui entoure les noyaux individuels 33h. La section de transition 32h comprend une pluralité de noyaux 35h et un gainage 36h qui entoure les noyaux individuels 35h. Les noyaux possèdent des diamètres différents entre les deux sections 31h et 32h, mais sont disposés comme cela est illustré sur la figure 2, dans les deux sections 31h et 32h. En particulier, dans la section stable 31h, la première MCF de conversion de MFD 3h possède sensiblement la même configuration que la première MCF de connexion 3g. Ainsi, la perte optique du signal lumineux dans le multiplexeur/démultiplexeur 4 est réduite, et la génération de bruit dans l’amplificateur optique 2c dans son ensemble est réduite.
[0079] La section de transition 32h prévue entre la première MCF de transmission 7 et la section stable 31h de la première MCF de conversion de MFD 3h est obtenue, par exemple, en chauffant une extrémité de la section stable 31h avec une décharge par arc ou avec une flamme. Les noyaux 35h et le gainage 36h sont obtenus en diffusant du Ge ou du fluor ajouté aux noyaux 33h et au gainage 34h. Au cours de ce processus, il est souhaitable que la quantité de chaleur soit limitée à un niveau spécifique ou au-dessous, de sorte que le diamètre extérieur du gainage 36h soit constant. Ainsi, la réduction de la résistance mécanique peut être évitée.
[0080] La fibre optique multimodes 52c comprend le noyau 53c composé de verre de silice, et la couche de résine 54c composée d’une résine qui durcit sous les ultraviolets et qui présente un indice de réfraction inférieur de 1% ou plus à celui du gainage 53c dans le cadre d’une différence d’indice de réfraction. L’autre face de la fibre optique multimodes 52c est couplée à la partie électroluminescente 51c formée d’une diode laser à semiconducteur qui émet une lumière de pompage.
[0081] Dans le troisième mode de réalisation, la lumière émise par une diode laser (la partie électroluminescente 51c) est propagée vers le gainage 32g de la première MCF de connexion 3g et vers le gainage 12c de la MCF d’amplification le, moyennant quoi l’élément en terres rares contenu dans la pluralité de noyaux 11c dans le gainage 12c de la MCF d’amplification le est pompé de manière uniforme. Dans une telle configuration de fourniture de lumière de pompage, même si le nombre de noyaux inclus dans chacune des MCF qui forment les canaux de transmission qui comprennent la MCF d’amplification le est augmenté, la lumière de pompage peut être efficacement fournie à chacun des noyaux 11c de la MCF d’amplification le sans augmenter le nombre de diodes laser (parties électroluminescentes 51c). Par conséquent, le coût de fabrication, la taille et la consommation d'énergie de l'amplificateur optique 2c sont faibles. La diminution de la taille et de la consommation d’énergie d’un amplificateur optique est particulièrement avantageuse dans les systèmes de câbles sous-marins qui sont strictement limités en termes de taille des répétiteurs prévus sur les canaux de transmission, et d’alimentation en énergie du système.
[0082] Dans le troisième mode de réalisation, un laser spatial multimodes peut être utilisé comme source de lumière de pompage 5c qui couple la lumière de pompage avec le second gainage. Le laser spatial multimodes présente une densité de puissance spatiale inférieure à celle d’un laser spatial à mode simple. Par conséquent, le laser spatial multimodes peut émettre une lumière de pompage à plus forte puissance de sortie. Ainsi, la puissance de sortie de l’amplificateur optique 2c peut être augmentée.
[0083] Dans le troisième mode de réalisation, la MCF d’amplification le et la première MCF de connexion 3g sont configurées comme cela est illustré sur la figure 3, avec les noyaux 11c et 31g qui s'étendent en spirale, et propagent un signal lumineux tout en couplant leurs modes. À une longueur d’onde de 1550 nm, qui est une longueur d’onde destinée à la transmission optique, la MCF d’amplification le et la première MCF de connexion 3g présentent chacune une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus. Comme avec la CM-CC-MCF qui forme le canal de transmission, il est préférable que la MCF d’amplification le et la première MCF de connexion 3g présentent chacune un coefficient de couplage de mode entre les noyaux de 1 [1/m] ou plus, ou un coefficient de couplage de puissance entre les noyaux de 10 [1/m] ou plus. Ainsi, les modes du signal lumineux propagé à travers les noyaux de l'amplificateur optique 2c sont couplés. Ce couplage de mode harmonise les valeurs de perte d’insertion qui sont différentes entre les noyaux de l’amplificateur optique 2c, et la différence de perte d’insertion est ainsi réduite. De plus, il est préférable que la première MCF de connexion 3g présente une diaphonie entre noyaux de -17 [dB] ou plus à la longueur d’onde de pompage.
[0084] La différence de perte d’insertion entre les noyaux d’un amplificateur optique peut réduire l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ effectué dans le système de transmission optique 100. Cependant, dans l'amplificateur optique 2c selon le troisième mode de réalisation, étant donné que la différence de perte d'insertion entre les noyaux est faible, l’effet avantageux du traitement de signal ΜΙΜΟ peut être produit de manière satisfaisante. Dans la MCF d’amplification de l’art antérieur qui est décrite par la demande internationale n° W02011-116075, et qui comprend un noyau de pompage, la lumière de pompage est fournie par un seul noyau de pompage à une pluralité de noyaux d’amplification tout en subissant un couplage de mode. Cette configuration provoque un problème selon lequel le signal lumineux couplé entre les noyaux d’amplification et le noyau de pompage peut provoquer une perte. À l’inverse, l’amplificateur optique 2c selon le troisième mode de réalisation ne présente pas ce problème.
[0085] Dans l’amplificateur optique 2c, la face de sortie de la MCF d’amplification le est reliée au port d’entrée 6a du filtre optique 6. Le filtre optique 6 comprend le port d’entrée 6a relié à la face de sortie de la MCF d’amplification le, et le port de sortie 6b relié à la face d’entrée de la seconde MCF de conversion de MFD 3i. De plus, le filtre optique 6 contient l’isolateur optique 6c, le filtre passe-bande 6d, et d’autres éléments optiques (non illustrés) tels qu’une lentille. L’isolateur optique 6c bloque la lumière de bruit, comme la lumière diffusée de Rayleigh et la lumière de réflexion de Fresnel, propagée dans le sens inverse entre la MCF de conversion de MFD 3i et la MCF d’amplification le, afin de réduire le bruit qui se produit dans l’amplificateur optique 2c. Le filtre passe-bande 6d bloque la lumière d’émission spontanée amplifiée (lumière ASE) et la lumière de pompage résiduelle fournie par la MCF d’amplification le, afin de réduire le bruit qui se produit dans l’amplificateur optique 2c.
[0086] La seconde MCF de conversion de MFD 3i est reliée à la seconde MCF de transmission 8. La seconde MCF de conversion de MFD 3i et la seconde MCF de transmission 8 possèdent sensiblement la même disposition de noyaux (en termes de nombre et d’intervalle de noyaux) que a MCF d’amplification 1. De plus, comme avec la première MCF de conversion de MFD 3h, la seconde MCF de conversion de MFD 3i comprend une section stable 31i. La section stable 31i est reliée au port de sortie 6b du filtre optique 6. Il est souhaitable que la seconde MCF de conversion de MFD 3i comprenne en outre une section de transition 32i prévue entre la seconde MCF de transmission 8 et la section stable 31i. La section de transition 32i possède un diamètre de noyau qui change en continu, moyennant quoi le diamètre de noyau change en continu entre la seconde MCF de transmission 8 et la section stable 31i. Ainsi, la perte optique attribuée à la non-conformité de mode peut être réduite. La section stable 31i comprend une pluralité de noyaux 33i et un gainage 34i qui entoure les noyaux individuels 33i. La section de transition 32i comprend une pluralité de noyaux 35i et un gainage 36i qui entoure les noyaux individuels 35i.
[0087] La figure 7 est un schéma d’un amplificateur optique selon un quatrième mode de réalisation. L’amplificateur optique selon le quatrième mode de réalisation peut être appliqué à un cas dans lequel les canaux de transmission entre les stations répétitrices du système de transmission optique 100 comprennent chacun deux lignes. L’amplificateur optique comprend deux amplificateurs optiques 2d et 2e qui sont pompés par deux sources de lumière de pompage respectives 5d et 5e. Avec une telle configuration, un signal lumineux est propagé et amplifié dans chacune des deux lignes du canal de transmission (la ligne de transmission s’étendant entre une première MCF de transmission 7A et une seconde MCF de transmission 8A, et la ligne de transmission s'étendant entre une première MCF de transmission 7B et une seconde MCF de transmission 8B). Spécifiquement, le signal lumineux qui est amplifié par l’amplificateur optique 2d des deux lignes d’amplification est fourni par un filtre optique 6A à la seconde MCF de transmission 8A, et le signal lumineux qui est amplifié par l’amplificateur optique 2e est fourni par un filtre optique 6B à la seconde MCF de transmission 8B. De plus, la lumière de pompage fournie par la source de lumière de pompage 5d et la lumière de pompage fournie par la source de lumière de pompage 5e sont multiplexées par un coupleur optique 9 puis sont couplées avec deux multiplexeurs/démultiplexeurs respectifs 4A et 4B.
[0088] Les deux MCF de transmission 7A et 7B correspondent chacune à la première MCF de transmission 7 illustrée sur l’une quelconque des figures 4 à 6. Les deux secondes MCF de transmission 8A et 8B correspondent chacune à la seconde MCF de transmission 8 illustrée sur l’une quelconque des figures 4 à 6. Les deux multiplexeurs/démultiplexeurs 4A et 4B correspondent chacun au multiplexeur/démultiplexeur 4 illustré sur l’une quelconque des figures 4 à 6. Les deux filtres optiques 6A et 6B correspondent chacun au filtre optique 6 illustré sur l’une quelconque des figures 4 à 6. Les sources de lumière de pompage 5d et 5e correspondent chacune à n’importe lesquelles des sources de lumière de pompage 5a à 5c illustrées sur les figures 4 à 6. Les amplificateurs optiques 2d et 2e correspondent chacun à n’importe lesquels des amplificateurs optiques 2a à 2c illustrés sur les figures 4 à 6.
[0089] Dans l’amplificateur optique selon le quatrième mode de réalisation, même si l’une des sources de lumière de pompage 5d et 5e présente une défaillance, la lumière de pompage est fournie par l’autre. Par conséquent, un dysfonctionnement complet de l’un des amplificateurs optiques 2d et 2e peut être évité. Ainsi, selon le quatrième mode de réalisation, l'amplificateur optique dans son ensemble ne peut pas s’arrêter, avec un nombre réduit de composants. Ainsi, une plus grande fiabilité peut être assurée avec un plus petit volume (une capacité de réglage de l'amplificateur optique réduite), cette caractéristique structurelle est particulièrement importante dans les systèmes de câbles sous-marins.

Claims (7)

1. Amplificateur optique qui comprend :
une fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux qui comprend une pluralité de premiers noyaux qui s’étendent chacun le long d’un premier axe central et composés de verre de silice avec un élément en terres rares ajouté au verre de silice, et un premier gainage qui entoure les premiers noyaux individuels et composé de verre de silice qui présente un indice de réfraction inférieur à celui de tous les premiers noyaux, la fibre optique d'amplification à plusieurs noyaux présentant un coefficient d'absorption de 1 dB/m ou plus à une longueur d'onde de pompage à laquelle l'élément en terres rares est pompé, et une diaphonie entre noyaux de -17 dB ou plus à une longueur d’onde d’amplification à laquelle l’élément en terres rares amplifie la lumière ;
une fibre optique de connexion à plusieurs noyaux qui comprend une pluralité de seconds noyaux qui s’étendent chacun le long d’un second axe central et optiquement reliés à l’un de la pluralité de premiers noyaux correspondants, les seconds noyaux étant composés de verre de silice, et un second gainage qui entoure les seconds noyaux individuels et composé de verre de silice qui présente un indice de réfraction inférieur à celui de tous les seconds noyaux ; et une source de lumière de pompage qui fournit une lumière de pompage à la longueur d’onde de pompage à l’élément en terres rares dans la pluralité de premiers noyaux par le biais de la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux.
2. Amplificateur optique selon la revendication 1, dans lequel la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux présente une diaphonie entre noyaux de -17 dB ou plus à la longueur d'onde de pompage, et dans lequel la lumière de pompage fournie par la source de lumière de pompage pompe l’élément en terres rares une fois que la lumière de pompage a été couplée à au moins l’un de la pluralité de seconds noyaux, a été couplée aux noyaux restants de la seconde pluralité de noyaux, et a été couplée entre chacun de la pluralité de seconds noyaux et l’un de la pluralité de premiers noyaux correspondants qui est optiquement relié à ce second noyau.
3. Amplificateur optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, dans une section de la fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux qui est prise orthogonalement par rapport au premier axe central, l’un de la pluralité de premiers noyaux est positionné sur le premier axe central, dans lequel, dans une section de la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux qui est prise orthogonalement par rapport au second axe central, l’un de la pluralité de seconds noyaux est positionné sur le second axe central, dans lequel la source de lumière de pompage comprend un fibre optique à mode unique et à noyau simple qui comprend un troisième noyau qui contient et qui s’étend le long d’un troisième axe central, et un troisième gainage qui entoure le troisième noyau, et dans lequel la fibre optique à mode unique et à noyau simple et la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux sont disposées de sorte que le troisième noyau et le second noyau qui est positionné sur le second axe central soient optiquement reliés l’un à l’autre.
4. Amplificateur optique selon la revendication 1, dans lequel la fibre optique d’amplification à plusieurs noyaux comprend en outre une première couche de résine qui entoure le premier gainage et qui présente un indice de réfraction inférieur à celui du premier gainage, dans lequel la fibre optique de connexion à plusieurs noyaux comprend en outre une seconde couche de résine qui entoure le second gainage et qui présente un indice de réfraction inférieur à celui du second gainage, le second gainage étant optiquement relié au premier gainage ; et dans lequel la lumière de pompage qui est fournie par la source de lumière de pompage est couplée au second gainage, est en outre couplée entre le second gainage et le premier gainage, et pompe l’élément en terres rares dans la pluralité de premiers noyaux entourés par le premier gainage.
5. Amplificateur optique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément en terres rares comprend de l’erbium, et dans lequel la longueur d’onde de pompage est de 980 nm, et la longueur d’onde d’amplification est de 1550 nm.
6. Fibre optique à plusieurs noyaux qui comprend :
une pluralité de noyaux qui s’étendent chacun le long d’un axe central prédéterminé et composés de verre de silice avec un élément en terres rares ajouté au verre de silice ;
un gainage qui entoure les noyaux individuels et composé de verre de silice qui 5 présente un indice de réfraction inférieur à celui de tous les noyaux ; et un revêtement en résine qui entoure une surface périphérique externe du gainage, dans lequel une diaphonie entre noyaux sous forme d’indice qui représente un état de couplage entre les noyaux adjacents de la pluralité de noyaux est de -17 dB ou plus à une longueur d’onde de 1550 nm.
7. Fibre optique à plusieurs noyaux selon la revendication 6, dans lequel les noyaux comprennent un noyau qui s’étend en spirale autour et le long de l’axe central.
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