JP2005522886A - 光増幅器 - Google Patents

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Abstract

LバンドEDFAは、3つの増幅器段を有することができる。第1段においては、CバンドASEノイズを生じさせて、第2段のエルビウムドープファイバを励起するのに用いるために、ハイパワー980nmレーザが用いられる。第2段ファイバは、第1段分離器と、第2段及び第3段間の中間損失段との間を接続するプラグインモジュールとして配置される。増幅器の所望の利得は、所与の入力パワーに対する所望の増幅器出力パワーを与える或る長さのファイバを有するプラグインモジュールを選択することによって得られる。

Description

本発明は、光増幅器、具体的にはEDFA(エルビウムドープファイバ増幅器)に関する。特に、限定ではなしに、Lバンド増幅器に関する。
EDFAは、WDM(波長分割多重)及びDWDM(高密度波分割多重)のような光伝送システムにおいてよく知られており、伝達長にわたって生じる光損失を補償するのに用いられる。増幅地点間の光損失は、スパン距離又はファイバ特性、並びに他の要因によって変化する。その結果、伝送線に沿った異なる増幅器への入力パワーは、一定とはならない。したがって、種々の光利得を有する増幅器は、一定の出射パワー特性を保証するように設計されなければならない。固定利得増幅器のいずれも、入力パワーに依存する利得平坦度に非常に依存している。既存のシステムは、各々が制限された入力パワー範囲にわたって動作する、個別の増幅器の組を用いるように設計される。これは、望ましいことではなく、かつ高価であり、ストック管理を難しいものにし、特に様々な異なる増幅器を製造し、格納する必要性をもたらす。
別の手法は、増幅器の長さに沿って要求される反転をもたらすために、可変光減衰器(VOA)を有する可変利得増幅器を設計することである。こうした増幅器は、光信号対ノイズ比(OSNR)を大きく低下させることなく、およそ8−10dBの動的入力パワー範囲を可能にする。しかしながら、それらは、増幅器が、いつか必要とされることになる最も高い利得に合わせて設計されることを要求する。これは、それらを高価なものにする。VOA制御は複雑であり、もう既に高価である固定利得増幅器に比べて20%のオーダーのコストを上乗せする。
したがって、異なる入力パワーを有する多くの異なる増幅器が要求される環境に比較的安価な増幅器を提供するという課題がある。本発明は、この課題に対処するものである。
本発明は、或る長さのエルビウムドープファイバを含むプラグイン段を有する増幅器を提供するものであり、その長さは、入力信号パワーと所望の出力パワーに依存する。プラグイン段が用いられることを可能にするために、第1増幅器段が、増幅される信号の波長帯域より短い波長帯域のASE(増幅自然放出)ノイズを生じるように意図的に配置される。このASEパワーは、標準的な励起レーザの代わりにプラグイン第2段ファイバを励起するのに用いられる。
より具体的には、第1及び第2増幅器段を含むエルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)が提供され、第1増幅器段は、第1波長帯域における増幅自然放出(ASE)を生じさせるためのハイパワー励起レーザとエルビウムドープファイバを含み、第2増幅器段は、第1増幅器段からASEによって励起されて、第1波長帯域より長波長の信号チャネルに利得を生じるように配置されたエルビウムドープファイバを含み、第2増幅器段は、所与の入力パワーに対して要求される出力パワーを生じるように選択できる、取り外し可能な長さのエルビウムドープファイバを含む。
本発明はまた、第1、第2及び第3増幅器段を含むエルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)を提供し、第1及び第3段は、励起レーザと或る長さのエルビウムドープファイバを有する固定利得段からなり、第1段の励起レーザは、EDFAによって増幅される信号の波長帯域より短い波長帯域の増幅自然発生放出(ASE)ノイズを生じるためのハイパワー励起レーザであり、第2増幅器段は、各々が使用の際に第1増幅器段によって生じるASEノイズにより励起される異なる長さのエルビウムドープファイバを有する複数のプラグイン段の1つからなり、プラグイン段は、第1増幅器段への信号入力パワーに対する第3増幅器段からの所定の出力信号パワーを生じるように選択される。
本発明の好ましい実施形態においては、増幅器はLバンド増幅器であり、第1増幅器段によって生じたASEノイズは、CバンドASEノイズである。こうしたLバンド増幅器においては、第1増幅器段励起レーザが、第1段エルビウムドープファイバにおけるエルビウムイオンのほぼ全反転を達成して、CバンドASEノイズを生じることが好ましい。したがって、第1段の励起レーザは980nmレーザであることが好ましい。レーザは、数百MWほどもの高さのパワーを有することができる。
EDFAは、プラグイン第2段と第3段との間に配置された、中間損失段を含む第3段を有することが好ましい。この段は、プラグイン段の一部を形成することができる。第3段は、通常のエルビウムドープファイバ、及び1480nmの励起レーザのような励起レーザとすることができる。
本発明の実施形態は、プラグインモジュールの選択肢を有する単一増幅器を用いて、異なる利得要求に関係なしに、伝送線における全てのインライン増幅器を提供することができる。これは、製造業者が単一設計を作り、コストを低減させる簡素な部品を保持することのみを要求されるという利点を有する。プラグインモジュールは単純なものであり、本質的に或る長さのエルビウムドープファイバを有し、異なるファイバ長を有する幾つかのプラグイン・ユニットを保持するコストは、増幅器全体のコストに比べて小さい。
増幅器の第2段は、励起レーザ及びそれに関連する制御回路を使用しないので、本発明を採用する増幅器のコストは、特に励起レーザ組立体が組立体の最も高価な部品の1つであるときに、従来技術に対して大きく減少される。本発明を採用する組立体のLバンド増幅器は、従来のLバンド増幅器より30%安いオーダーとすることができる。
第1段の980nm励起レーザを用いてCバンドASEノイズを生じさせる本発明の好ましい実施形態は、エルビウムイオンのほぼ全反転を達成でき、結果として、一貫して低ノイズの増幅器が得られるという利点を有する。
次に、本発明の実施形態を、単なる例として添付の図面を参照しながら説明する。
図1を参照すると、多くの波長チャネルL1からLnは、光マルチプレクサ12によって単一ファイバ10上で多重化される。結果として得られる多重化信号は、伝送線に沿った多くのポイントで増幅される。この例においては、3つの増幅地点14、16及び18が示されている。最後の増幅の後に、デマルチプレクサ20によって多重化信号がその構成チャネルL1からLnに分離される。次いで、個々のチャネルは、光ダイオード22によって光信号に変換される。
増幅器の各々はEDFAであり、各々に要求される入力パワーは、増幅器入力における信号減弱を含むファクタの数に依存することになる。典型的な信号損失は、0.2dB/kmのオーダーである。増幅器段の間のスパン距離は、ネットワークの物理的レイアウトに応じて変化する。図1の例においては、典型的なスパン距離は、およそ25dBの損失を有する第1及び第2EDFA増幅器14、16間の100km、及び、10dBのオーダーの損失を有する第2及び第3増幅器16、18間の20kmとすることができる。
国際電気通信連合の規格では、典型的なWDMシステムにおいて100GHzのチャネル間隔が要求されており、40チャネルを有するシステムは4000GHzの帯域幅を要求することを意味する。
周知のように、1550nmはCバンドに入り、波長が変化しながら依然として高い利得係数を与える、EDFA応答が比較的平坦な領域の中央にある。
L(long)バンドは、約1570nmと1605nmとの間の波長のことをいう。これらの領域における利得は、エルビウムドープファイバへの励起パワー入力をCバンドに比べて減少させることによって達成される。帯域にわたって適度に平坦な利得曲線が達成されるが、相対的な利得係数は、Cバンドにおいて達成される係数よりかなり小さい。この比較的小さな利得は、増幅器に、より長く、より高いドープ濃度のエルビウムドープファイバを用いることによって補償することができる。
増幅器の設計においては、各スパン間の損失が増幅器への入力パワーを決める。設計者は、次の増幅器段における信号損失に関心を寄せる。そうすればシステム設計が簡単になるので、一定の出力パワーを各スパンに送り出すのが普通である。システムを設計するときに、例えば、ファイバが老朽化したときに生じることになる利得損失を考慮に入れるためと、ファイバが接合され、例えばその後偶発的な切断が起こる場合に生じることになる大きな損失変動を許容するためといった多くの理由により、大きな割合のマージンが導入される。
このマージンに対する要求は、チャネル間のクロストーク並びに他の非線形効果を制御する必要性によってバランスがとられなければならない。これらの影響は、信号出射パワーに伴って増大する。DWDMシステムが発展される際に、チャネル間隔は、100GHzから50GHzに、さらには25GHzに移行する傾向がある。したがって、必要最小限のパワーを使用し、しかし各増幅器段からの出力パワーが同じであることが保証されることが望ましい。したがって、増幅器は、幅広い利得範囲にわたって動作することが要求される。理論上、各増幅器の利得は、前段区分の損失に合わせられることになる。それにより、20dBにまで変化するスパン損失範囲が、単一の増幅器の利得を変化させることによって対処するには広過ぎるので、幾つかの異なるインライン増幅器を用いる既存の手法が生み出されることになる。典型的には、各々が或る一定範囲の入力パワーを取り扱う多くの異なる増幅器が定められる。適切な増幅器は、スパン損失に従って選択されるが、製造業者は、異なる増幅器の大きな在庫をもたなければならない。
本発明は、Cバンドを用いてLバンドを励起することに基づくものである。C及びLバンドに限定はされないが、大まかには、より短い波長放出を用いてより長い波長を励起する。例えば、Lバンドは、XLバンドを励起するのに用いることができる。Cバンドを用いてLバンドを励起する理論は公知であり、M.Karasek著、「Gain Enhancement in Gain−Shifted Erbium−Doped Fibre Amplifiers for WDM Amplifiers」、IEEE Photonics Technology Letters,VolII、No.9、p1111−1113、及びLee他の「Enhancement of Power Conversion Efficiency for an L−Band EDFA with a Secondary Pumping Effect in the Unpumped EDF Section」、IEEE Photonics Technology Letters、VolII、No.1、p42−44において説明されている。
増幅器は、WDMカプラ32からの出力を受信する或る長さのエルビウムドープファイバ30からなる。WDMカプラへの入力は、980nm又は1480nmで動作する励起レーザ34と、主伝送ファイバ10上の信号パワーを含む。伝送ファイバは、WDMカプラの前の分離器36によって分離され、さらなる分離器38が、増幅器の出力に配置される。
レーザ放射によってファイバ中のEr3+イオンが励起され、3種類の遷移状態、すなわち、吸収、誘導放出、及び自然放出を生じる。励起レーザからの入来フォトンによって励起イオンが基底状態に戻るときに誘導放出が起こる。放出されたフォトンは、コヒーレントであり、入来信号の増幅をもたらす。有効な作動のために、これらの放出を最大にすることが望ましい。慣例的には、フォトンの制御されない放出によって励起イオンが基底状態へと緩和されるときに起こる自然放出を最小にすることが望ましい。これは、ノイズを生み出す。励起レーザの目的は、エルビウムイオンを励起させることである。供給されたエネルギーは、レーザ波長の増大に伴って減少する。したがって、980nmレーザは、1480nmレーザより多くのエネルギーを供給する。1480nmレーザは、エルビウム3+イオンを4I 13/2バンドの上部まで励起させる。それに対して、980nmレーザによる励起は、Er3+イオンを4I 15/2バンドまで励起させる。レーザ励起波長は、緩和されたときのエルビウムイオンによって放出される波長より短くなければならない。980nm励起レーザは、良好なノイズ性能を与えるが、1480nm励起レーザがより有効である(より高い出力信号パワーを与える)。
図3は、インラインWDM増幅器として使用可能なもののような典型的なLバンドEDFAの構成を概略的に示す。増幅器は、利得を徐々に増大させて、スペクトル平坦度及びノイズ性能のバランスがとれるようにすることが要求されるので、3つの増幅器段を有する。
伝送ファイバ10上にPinとして示されている入力信号は、タップ40、分離器42及びWDMカプラ44を含むブロックに到達する。励起レーザ46は、WDMカプラ44への他の入力を与えて、エルビウムドープファイバ(EDF)の第1段48へと前方励起する。EDFの出力側は、分離器50によって分離され、次いで、さらに別のWDMカプラ52に送られ、該カプラ52は、さらに別の励起レーザ54からのエネルギーをファイバに結合する。EDFの第2段56に続いて、中間アクセス段(固定損失を有する)58が含められても良い。この段は、前述のような多重化信号のための分散補償ユニットを収容することができる。中間アクセスポイント段の後に、さらに別の分離器60と、さらに別のWDMカプラ62によってシステムに連結されたさらに別の励起レーザ64があり、該レーザ64は、EDFの第3区分66を励起する。最終的な増幅信号が、増幅器の最終段を形成するさらに別の分離器68を通過する。この地点における出力パワーは、伝送線上の全てのEDFAに関して同じであるべきである。
Lバンド増幅器においては、EDFの全長は100mほどもの長さである。これは、Cバンド増幅器において要求されるファイバの長さの数倍である。さらに、ファイバには、Cバンド増幅に用いられるより高濃度のエルビウムイオンがドープされる。
分散補償段58については、最終増幅器段の前に分散補償を組み込むのが普通の手法である。分散補償ファイバのコアは、SMF、DMF又はNZ−DSFファイバのような標準的な伝送ファイバより狭い。これは、DCFのコアにおけるパワー密度が、リンクの残りにおいて高いことを意味する。したがって、最終増幅器段によって信号パワーが増強される前に、DCFを通して信号を送るのが良い方法である。
前述のEDFAへの入力パワーが変化するのに伴って、増幅器利得が傾斜することになる。増幅器がさらに反転されるのに伴って、該増幅器はCバンドに向けて傾斜する。これは明らかにLバンド増幅器においては望ましいことではない。それにより、従来技術において幾つかの異なるインライン増幅器が使用されることになる。これらの各々は、全てのチャネルにわたり名目上平坦な利得を与える入力パワー範囲内で動作可能である。実際には、約1dBの平坦度が許容可能である。利得を変化させるために、ファイバ中により多くのエルビウムを使用しなければならない。これは、例えば、可変レーザ励起パワーを有する長さ可変の第2増幅器段を設けることによって達成可能である。しかしながら、前述の分散補償ファイバにおける高いパワー密度によってもたらされる制約により問題が生じる。
図4は、本発明を具体化する増幅器を示す。前述のKarasekによる「Gain Enhancement in Gain−Shifted Erbium−Doped Fibre Amplifiers for WDM Applications」、及びLee他による「Enhancement of Poser Conversion Efficiency for an L−band EDFA with a secondary Pumping Effect in the Unpumped EDF Section」から公知であるように、CバンドASEパワーは、EDFを励起するのに用いることができ、増幅器内のLバンドチャネルに利得を与える。高反転第1段は、前方に伝搬する大量のCバンドASEを生じさせる。
本発明者らは、ハイパワー980nm励起レーザは、第1段のために用いることができると認識している。このレーザは、300mWのオーダーのパワーを有することができる。図4から分かるように、第2増幅器段は、レーザによって励起されず、励起パワーについてはCバンドASEに排他的に頼るものである。本発明者らはさらに、励起パワーのためにCバンドASEを用いることによって、要求される平坦利得値に従って選択される単一の増幅器をモジュラ第2区分に設けることができると認識している。このモジュラ区分は、ドロップイン区分であっても良い。これは、増幅器の一群を形成し、格納しなければならないという前述の従来技術の問題を克服する。図4の実施形態においては、ドロップイン第2段の一群として単一増幅器が設けられる。第1及び第3段とは異なり、ドロップイン段は、レーザ又はカプラのような高価な外部コンポーネントをもたないが、一貫した、本質的には或る長さのEDFからなる。
したがって、図4においては、増幅器の第1及び第3段は、図3のものと同様である。しかしながら、第1段の励起レーザ70は、ハイパワー980nmレーザである。電力定格の例として300mWが与えられているが、パワーは、用途に応じて変化することになる。レーザパワーは、Er3+イオンの全反転又はほぼ全反転を得るのに十分なものであることが重要である。これは良好なノイズ特性を与えるという追加の利点を有する。
図4においては、第1EDF段48の出力は、分離器50を通過する。EDFの第2の励起されない区分72は、線74によって示されるドロップイン区分として挿入される。ファイバのドロップイン区分の端部は、コネクタ78、80により増幅器の残りの部分に連結される。各コネクタ対の半分は、ドロップインモジュール上に与えられ、もう半分は増幅器上に与えられる。
ドロップイン区分は、分散補償ファイバ58の発展形であるが、DCF58をドロップイン区分に配置することができることが好ましい。第2段のファイバは、CバンドのASE利得を取り入れて、所望のパワーをもたらす。DCFファイバへの入力は、一定となるように調整することができ、前述の高パワー密度のDCFを考慮することが望ましい。したがって、第2区分におけるファイバ長は、増幅器Pinへの入力パワーと、所望の出力パワーポイントに従って選択される。所与のPin及びPoutのいずれかに対して要求される長さは、エルビウムドープ濃度のようなファイバ特性に依存することになる。
増幅器の第3段は、図3と同様のものであり、励起レーザは、EDFの第3段を励起する。この段は、良好なパワー変換効率を有するので好ましい従来の1480nmレーザであってもよい。
したがって、図4の増幅器は、2つの固定段と可変利得第2段とを有し、第2段は、第1段によって生成されたASEパワーによって励起される長さ可変のEDFである。ASEパワーは、第2及び第3段の出力より短い波長におけるものである。したがって、例えば、第1段レーザは、LバンドASEを生じるように選択することができ、それは次いで、第2段を励起してXLバンドの平坦利得を生じさせるのに使用可能である。
図5は、第1及び第2増幅器段についての波長に対する出力パワーのプロットを示す。プロット80は、第1増幅器段についての出力パワーである。約1560nmにおいて大きなピークが存在していることが分かる。全体を符号90で示す領域は、CバンドにおけるASEノイズを表わす。Cバンドは、約1530nmから1560nmまで延びる。プロット85から、Cバンドノイズが吸収され、Lバンドチャネルに対応するパワースパイクが存在することが分かる。CバンドとLバンドとの間の遷移ゾーン(1560−1570nm)において、或る吸収が存在することも認識されるであろう。
第3増幅器段からの出力曲線の形状は、プロット85と同様である。しかしながら、パワーは、波長範囲にわたって大きくなる。
本発明の実施形態は多くの利点を有する。前述のように、インライン又は他の増幅器段のために単一ベースの増幅器を製造することができ、安価で容易に挿入される第2段は、所与の入力パワーに対する正しい出力パワーを与えるように選択される。実際には、これは、各々が所望の入力パワー範囲の一部をカバーする多くの受動EDFプラグインを理論的に説明することができる。これは、様々な増幅器を製造する必要のない製造業者にとって有用である。さらに、段の1つから、励起レーザと共に、関連する制御回路をなくすことによって、さらなるコスト削減が達成される。図4の実施形態は、図3の実施形態のコストの約70%しかかからないと考えられる。
本発明の実施形態は、長さ可変プラグインのインストールが簡単であり、インストールにかかる時間と、要するスキルを減少させるという更なる利点を有する。これらのファクタの両方ともコストを低減させる。
本発明の実施形態はさらに、第1段における980nmのハイパワー励起レーザの使用によって、Er3+イオンのほぼ全反転を達成することができ、それにより一貫して低ノイズの増幅器がもたらされるという利点を有する。これは、要求される更なる処理の量と、更なる処理のいずれかが或る程度の信号損失を伴うときに、要求される増幅量を制限する。
前述の実施形態への種々の修正が可能であり、当業者には想起されるであろう。例えば、本発明は、Lバンドの増幅器に限定されるものではなく、理論的には、ASEノイズが目標波長より短い波長において生じるような、どんな増幅にも適用可能である。本発明は、前述のような3段増幅器に限定されるものではない。3段増幅器が現在好ましいが、或る状況において説明される他の構成も可能である。利得段においてより短波長のASEノイズを生成し、そのノイズを用いて次の段を励起して、より長波長の出力を生成する必要がある。
多段階の増幅を有する典型的なDWDM光伝送線の概略図である。 EDFA増幅器の概略図である。 図2の増幅器のより詳細な図である。 本発明を採用するEDFAの概略図である。 図4の増幅器の第1及び第2段からの出力についての波長に対する出力パワーのグラフである。

Claims (11)

  1. 第1(48)及び第2(74)増幅器段を有し、前記第1増幅器段が、第1波長帯域における増幅自然放出(ASE)を生じさせるためのハイパワー励起レーザ(70)とエルビウムドープファイバ(48)を含み、前記第2増幅器段(74)が、前記第1増幅器段(48)から前記ASEによって励起されて、前記第1波長帯域より長い波長帯域の信号チャネルに利得を生じるように配置された、エルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)であって、前記第2増幅器段(74)が、所与の入力パワーに対して要求される出力パワーを生じるように選択できる取り外し可能な長さのエルビウムドープファイバを含み、かつ前記増幅器に接続するために前記ファイバ(72)の端部にコネクタ(78、80)を有する取り外し可能なプラグインユニット(74)として配置されることを特徴とするEDFA。
  2. 励起レーザ及びエルビウムドープファイバを含み、前記第2増幅器段からの出力を増幅するための第3増幅器段を備えることを特徴とする請求項1に記載のEDFA。
  3. 前記第2増幅器段と前記第3増幅器段との間に配置される中間損失段を備えることを特徴とする請求項2に記載のEDFA。
  4. 前記中間段損失が、前記プラグインユニットとして配置されることを特徴とする請求項3に記載のEDFA。
  5. 前記第1増幅器段によって生じるASEが、Cバンドにおけるものであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のEDFA。
  6. 前記第2増幅器段によって生じる利得が、Lバンドにおけるものであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のEDFA。
  7. 前記第1増幅器段の前記ハイパワー励起レーザが980nmレーザであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のEDFA。
  8. 前記第1増幅器段の前記ハイパワー励起レーザが、前記第1増幅器段の前記エルビウムドープファイバ中のほぼ全てのエルビウムイオンを反転させるのに十分なパワーのものであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のEDFA。
  9. 前記第1増幅器段の前記ハイパワーレーザが、300mwのパワーを有することを特徴とする請求項8に記載のEDFA。
  10. 前記第3増幅器段励起レーザが、1480nmレーザであることを特徴とする請求項2に記載のEDFA。
  11. 第1、第2及び第3増幅器段を有するエルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)であって、前記第1及び第3段は、励起レーザと或る長さのエルビウムドープファイバを有する固定利得段からなり、前記第1段の前記励起レーザは、EDFAによって増幅される信号の波長帯域より短い波長帯域の増幅自然放出(ASE)ノイズを生じさせるためのハイパワー励起レーザであり、前記第2増幅器段は、各々が使用の際に前記第1増幅器段によって生じるASEノイズによって励起される異なる長さのエルビウムドープファイバを含む複数のプラグイン段の1つからなり、前記プラグイン段は、前記第1増幅器段の所与の信号入力パワーに対する前記第3増幅器段の所定の出力信号パワーを生じるように選択されることを特徴とするエルビウムドープファイバ増幅器。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004047745A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-27 Siemens Ag Ermittlung der verstärkten spontanen Emission in einem optischen Faserverstärker
US7876497B2 (en) * 2008-05-09 2011-01-25 Institut National D'optique Multi-stage long-band optical amplifier with ASE re-use
CN106768468A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 电子科技大学 一种波分复用准分布式光纤延迟温度传感器
CN108183386B (zh) * 2018-01-16 2019-07-09 浙江大学 一种基于啁啾光纤布拉格光栅滤波的掺铒光纤光源装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940208A (en) 1996-04-02 1999-08-17 Corning Incorporated Switchable fiber optic device for fiber transmission system and components thereof
US5764406A (en) * 1996-10-01 1998-06-09 Corning Incorporated Hydrid optical amplifier having improved dynamic gain tilt
KR100269177B1 (ko) * 1998-08-04 2000-10-16 윤종용 장파장 광섬유 증폭기
IT1313112B1 (it) 1998-08-25 2002-06-17 Samsung Electronics Co Ltd Amplificatore a fibra ottica a banda lunga con efficienza diconversione di potenza rinforzata
US6233092B1 (en) * 1998-10-16 2001-05-15 Corning Incorporated Management and utilization of ASE in optical amplifier
EP1087550A1 (en) * 1998-10-23 2001-03-28 Tellabs Denmark A/S Method and device for providing optical amplification
KR20000033570A (ko) 1998-11-24 2000-06-15 이은신 터미날블록의 접속단자와 그 장착구조
DE10058059A1 (de) 1999-12-07 2001-06-21 Siemens Ag Optischer Faserverstärker
CA2327951A1 (en) * 2000-01-06 2001-07-06 Jds Uniphase Inc. Multi-stage optical amplifier
US6917731B2 (en) * 2002-03-27 2005-07-12 Corning Incorporated Optical amplification module

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