JP7264994B2 - ビスマスドープファイバ増幅器 - Google Patents

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Description

本開示は光学に関し、特に光ファイバ増幅器に関する。
[関連出願の相互参照]
本出願は、2018年9月23日に出願された米国仮特許出願第62/730,766号「Bismuth Doped Fiber Amplifier to Extend O-band」の利益を主張する。この米国仮特許出願は、引用することによってその全内容が本明細書の一部をなす。
光ファイバ通信システムにおけるO帯域(original band)は、約1260ナノメートル(~1260nm)から~1360nmの波長(λ)範囲で動作する。Oバンドで動作する1つの利点は、送信機の波長がゼロ分散波長(λ0)の近くに位置することである。したがって、通常、光学的または電子的な波長分散補償は必要とされない。これらおよび他の利点のために、O帯域で動作する光ファイバシステムおよびプロセスを改善するために継続的に努力されている。
本開示は、ビスマス(Bi)ドープ光ファイバを使用する光学システムを提供する。システムの一実施形態は、ゲイン帯域および補助帯域を有するBiドープ光ファイバ(またはBiドープファイバ(BiDF))を含む。ゲイン帯域は、第1の中心波長(λ1)および第1の6デシベル(6dB)ゲイン帯域幅を有する。補助ゲイン帯域は、第2の中心波長(λ2)を有する。このシステムは、BiDFに光学的に結合された信号ソースをさらに備える。信号ソースは、ゲイン帯域の光信号をBiDFに提供する。さらに、励起ソースは、BiDFに光学的に結合される。励起ソースは、BiDFに励起波長(λ3)の励起光を提供する。いくつかの実施形態では、複数の励起ソースは、BiDFに複数の波長の励起光を提供する。
他のシステム、装置、方法、特徴、および利点は、以下の図面および詳細な説明を検討することによって、当業者に明らかになるか、または明らかになるであろう。このような全ての追加のシステム、方法、特徴、および利点は、この説明に含まれ、本開示の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
開示の多くの態様は、以下の図面を参照することによって、よりよく理解することができる。図面中の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、本開示の原理を明確に示すことに重点を置いている。さらに、図面において、同様の参照番号は、いくつかの図を通して対応する部分を示す。
ビスマス(Bi)ドープ光ファイバ(またはBiドープゲインファイバまたは切り詰められたBiドープファイバ(BiDF))を含むシステムの一実施形態を示す図である。 図1Aのシステムにおける増幅自然放出(ASE)を示すグラフであり、中心波長(λ)が約1155ナノメートル(~1155nm)、~1175nm、~1195nm、~1215nm、および~1235nmである励起レーザ用である。 図1Aのシステムについて、ゲイン(G)、ゲインピーク(単位:マイクロメートル(μm))、および出力変換効率(PCE)の励起λに対する依存性を示すグラフである。 図1Aのシステムについて、~1235nmの励起λの入出力スペクトルを示すグラフである。 図1Aのシステムについて、~1235nmの励起λの入出力スペクトルを示すグラフである。 後方励起Biドープファイバ増幅器(BiDFA)システムの一実施形態について、~500ミリワット(mW)の励起出力におけるGおよび雑音指数を示すグラフである。 図2Aのグラフを得るために使用された、後方励起BiDFAシステムのための、~750mWの励起出力におけるGおよび雑音指数を示すグラフである。 BiDFAシステムの一実施形態からの光学スペクトルを示すグラフであり、スペクトルは送信機出力、40キロメートル(km)伝送後のBiDF入力、および増幅器出力を表す。 平均ビット誤り率(BER)を、40kmリンクのG.652伝送ファイバと可変光減衰器(VOA)の信号出力の関数として、図3Aのグラフを得るために使用されたBiDFAシステムのバックツーバック性能と比較して示すグラフである。 図3AからBiDFAシステムにおける異なる波長チャネルに対するBERを示す表である。 図3AからBiDFAシステムに対する光信号雑音比(OSNR)の関数としてBER劣化を示すグラフである。 図3AからBiDFAシステムを用いた様々な伝送距離に対するBERを示すグラフである。 信号が別のBiDFAで前置増幅されるBiDFAシステムの別の実施形態からの光学スペクトルを示すグラフであり、スペクトルは送信機出力、BiDF入力、および増幅器出力を表す。 図4AのBiDFAシステムを用いた様々な伝送距離に対するBERを示すグラフである。 図4AからBiDFAシステムにおける異なる波長チャネルに対するBERを示す表である。 カスケード増幅段を有するBiDFAシステムの一実施形態を示す図である。 追加の光源を有するBiDFAの一実施形態を示す図である。 図6のBiDFAの光損失の改善を示すグラフである。
近年、全体O帯域トランスポンダレートは、例えば、約26.6ギガボーパーセカンド(~26.6Gbaud/s)の4レベルパルス振幅変調(PAM-4)信号によって変調された8つ(8)のローカルエリアネットワーク(LAN)波長分割多重化(WDM)チャネルを使用することによって、425ギガビットパーセカンド(Gb/s)に増加された。LANWDMと複素変調フォーマットの使用は、受信機と受信機感度で利用可能なチャネル当たりの出力を低減し、それにより所望の光増幅をする。半導体光増幅器は、O帯域信号をブーストするために使用することができるが、半導体光増幅器は、自己ゲイン変調および相互ゲイン変調による歪みをもたらす。従って、半導体光増幅器は、PAM-4のような複素強度変調フォーマットのWDM伝送には適していない。
約1280ナノメートル(~1280nm)と~1320nmとの間のゲイン帯域幅を有するプラセオジムドープファイバ増幅器(PrDFA)がいくつかのO帯域用途に使用されている。しかし、PrDFAは非シリカホストガラスを必要とし、そのためPrDFAは高価で複雑である。
これらの欠点に対処するために、本開示は、O帯域伝送到達距離およびO帯域伝送容量の両方の拡張を可能にするシリカベースのビスマス(Bi)ドープファイバ増幅器(BiDFA)を教示する。本開示のシリカベースBiDFAは、~60nmより大きい6デシベル(6dB)ゲイン帯域幅を有する。ゲイン帯域の中心は励起波長に依存し、~1305nmと~1325nmとの間に柔軟に中心を合わせることができる。BiDFAは、エルビウム(Er)ドープファイバ増幅器(ErDFA)システムに匹敵するパラメータを示しながら、実質的にエルビウム(Er)を含まない光ファイバを使用する。本開示の実施形態は、400GBASE-LR-8伝送距離を、ITU-TG.652業界標準に適合する光ファイバの約40キロメートル(~40km)を超えて拡張することができる。
技術的問題に対する広範な技術的解決策を提供したので、ここで、図面に示される実施形態の説明を詳細に参照する。いくつかの実施形態が、これらの図面に関連して説明されているが、本明細書に開示される実施形態に開示を限定する意図はない。反対に、すべての代替物、改変物、および均等物をカバーすることを意図する。
図1Aは、ビスマス(Bi)ドープ光ファイバ(またはBiドープファイバ(BiDF))を含むシステムの一実施形態を示す図である。具体的には、図1Aは、信号入力105と、信号入力105に結合された第1の光アイソレータ110と、第1の光アイソレータ110に光学的に結合されたBiDF115とを有する光増幅器システムを示す。BiDF115は、広帯域3デシベル(3dB)カプラ120に光学的に結合され、後方励起された励起ソース125を通して励起光の導入を可能にする。BiDF115は、共励起方式または共励起および後方励起方式の組み合わせを使用して励起することもできることを理解されたい。共励起および後方励起方式が当該技術分野で公知である限り、共励起および後方励起方式のさらなる議論は、本明細書では省略される。出力伝送ファイバ130は、3dBカプラ120からの信号を第2の光アイソレータ135に伝送した後、信号出力140に伝送する。
図1Aの実施形態では、BiDF115は、約0.01モルパーセント未満(<0.01mol%)のBi濃度を有するホスホシリケートガラスのBiドープコアを含む。当該技術分野で知られているように、改良化学気相成長法(MCVD)のような製造プロセス、またはプリフォームのクラッドを形成するためにガラス管を使用する一方で、コア(例えば、ケイ素(Si)、リン(P)、およびBiの化合物)の成分は気相から堆積される。
当該技術分野で公知の他の製造プロセスによって、BiDF115を製造することができる。
製造時、BiDF115は、約7マイクロメートル(~7μm)のコア直径、コアとクラッドとの間の約6e-3(~0.006)の屈折率差、および~1100nmのカットオフ波長を有する。コア直径が~7μmであるため、他の石英ベース光ファイバとの接続性が良好である。当業者がMCVDおよび他のBiDF製造プロセスを理解する限り、光ファイバ製造プロセスのさらなる説明は本明細書では省略する。
図1Aに具体的に示されるように、システムは、長さ約80メートル(~80m)のBiDF115を含み、これは、~1155nmと~1255nmとの間である中心波長(λ3)を有する1つまたは複数の励起ソース125によって後方励起される。具体的には、図1Aの実施形態は、~1155nm、~1175nm、~1195nm、~1215nm、および、~1235nmの5つ(5)の異なる中心波長を選択する1つ(1)の励起を使用する。また、図1Aの実施形態では、信号入力105は、~1310nmで動作する分布帰還(DFB)レーザと、ファイバゲイン(G)、飽和出力、および出力変換効率(PCE)とを備え、これらはすべて図1Cに示されており、~1272nmから、~1310nmの波長範囲を有する400GBASE-LR8トランシーバの出力からの8チャネルコムから測定される。
伝送ファイバおよびBiDF115は、当業者には公知の標準的なスプライサおよび自動スプライシングプログラムとスプライスされる。図1Aには、5つ(5)の励起ソース125のうちの1つ(1)が使用され得ることが示されているが、追加の実施形態は、任意の数の励起ソースを任意の組み合わせで使用してもよい。このような実施形態は、ゲイン帯域幅を広げるために使用してもよい。
図1Bは、約275ミリワット(~275mW)の励起出力における、5つすべての励起波長についての増幅自然放出(ASE)スペクトルを示す。図1Bに示すように、~1nmの励起当たり~0.5nmのASE強度ピークのシフトがある。さらに、ASEスペクトルは3dB帯域幅が~60nm、6dB帯域幅が~85nmのベル型曲線を示す。
約-2デシベルミニワット(-2dBm)の入力において、G、出力、およびPCEの励起波長(λ3)依存性は、図1Cに示されている。具体的には、図1Aの実施形態の場合、増幅器システムは、~15dBから~18dBのG、~20dBmの出力、および~23%から~27%のPCEを、~1195nmから~1235nmのλ3に対して生じさせる。λ3(~400mWの励起出力における)が短いと、すべてのパラメータが急激に減衰する。~1272nmから~1380nmの入力信号範囲は、3つ(3)のFabry-Perotレーザと組み合わせてLR-8トランシーバを使用することによってカバーされることを理解されたい。400mW励起出力に対する入力(約-6dBの全信号出力)スペクトルおよび~1195nmおよび~1235nmにおける出力スペクトルを、それぞれ図1Dおよび図1Eに示す。ゲインピークはASEピーク波長と一致し、6dBゲイン帯域幅は少なくとも~80nm、λ3は~1195nmから~1235nmの範囲である。図1Bから図1Eに基づいて、図1Aの光増幅器システムは、~80mのゲインファイバ長に対して少なくとも~16dBのゲインを示す。この同じ長さに対して、システムは少なくとも~20%のPCEと少なくとも~16dBmの出力を示す。
別の実施形態では、第2の光アイソレータ135を取り外し(設計の簡略化と性能の向上のため)、3dBカプラ120を、信号と励起の両方をカバーする波長範囲にわたって光を伝送する融合ファイバ波長分割多重(WDM)に置き換える(誘導損失は最大で~4dBである)。短波長チャネルのゲインは~1195nmのλ3に対して増加する。WDMの実施形態では、~500mWの励起出力におけるGおよびノイズ指数(NF)のグラフが図2Aに示され、~750mWの励起出力におけるGおよびNFのグラフが図2Bに示されている。図2Aおよび図2Bに示されるように、~1272nmと~1310nmとの間の波長範囲にわたって、増幅器システムは~18dBの最大Gを有し、~2dBのゲイン平坦度と~5dBの典型的NFを有し、~5.5dBが~1272nmにおける最大NFである。
BiDFA性能を400GBASE―LR8トランシーバとONT―604テスタで試験した。テスタは、16×26.6ギガビットパーセカンド(Gb/s)231-1擬似ランダムバイナリシーケンス(PRBS)オンオフキー(OOK)データレーンを送信側で生成する一方で、16受信側レーンの各々に対し個別ビット誤り率(BER)を検出する。400GBASE―LR8トランシーバは、16個のOOKデータレーンを8×26.6Gbaud/sのパルス振幅変調PAM―4チャネルに結合し、8個の直接変調レーザを使用して送信する。受信機側では、8個のWDMチャネルを分離し(~4nmより大きいフィルタ幅を用いて)、検出し、16個のデジタル信号レーンに変換する。トランシーバ信号(~11.7dBmにおいて)は、~40kmから~55kmの光ファイバまたは可変光減衰器(VOA)に入射し、BiDFAによって増幅される。受信出力を制御するために、別のVOAがBiDFAと伝送ファイバ(G.652に準拠しており、伝送中心波長は~1312nm、損失は~1310nmにおいて~0.33dB)との間に設置される。
図3Aは、伝送後の光スペクトル(G.652ファイバおよびBiDFA)を示す。具体的には、図3Aは、送信機出力、~40km後のBiDF入力、およびBiDFA出力を示す。図3Aでは、視認性を高めるために波長シフトが加えられている。このシステムは~14.6dB(コネクタを含む)の平均ファイバ損失を示すが、短波長チャネルは長波長チャネルに比べて最大~2dB高い損失を受ける。実用上の目的のために、励起出力は~500mWに制限される。
これらのパラメータを使用して、~40kmの伝送ファイバと14.6dBのVOAの信号出力の関数としての平均ビット誤り率(BER)を、図3Bのバックツーバック性能と比較した。1e-5BERにおける出力ペナルティは、VOAと伝送ファイバとの両方に対して~2dB未満であるが、長期BER(~8時間以上)は、~40kmの距離にわたる増幅伝送に対して5e-6である。
図3Cは、図3AからBiDFAシステムにおける異なる波長チャネルのBERを示す表であり、図3Cに示すように、短波長チャネルはより高いBERを有し、チャネルBERは波長と共に減少する。この波長依存性は、短波長チャネル(長波長チャネルと比較して)での高い累積分散に加えて、~3dB低い受信出力と~2dB低い光信号雑音比(OSNR)に起因する。
G.652ファイバとBiDFAとの間にVOAを挿入し、~6dBmの受信出力を維持し、最良チャネルと最悪チャネルの間に~3dBの差を維持することにより、OSNRからBER劣化を調査することができる。これは、増幅器がASEノイズを生成するために劣化される。また、リンク損失マージンを推定することもできる。これを図3Dに示す。~11.7dBmの送信出力と~40kmのファイバスパンで~14.6dBの損失の場合、1e-5のBERに達する前に最大1.8dBの損失を追加できる。また、図3Eに示すように、~55kmまでの全レーンのBERを測定することも可能である。しかし、距離が長くなると、エラーフロアは~1.3e-4まで徐々に増加する。
図4Aは、信号が受信機ポスト増幅(AmpII)に加えて別のBiDFAで前置増幅(AmpI)されるBiDFAシステムの別の実施形態からの光スペクトルを示すグラフである。表示されるスペクトルは、送信機出力、BiDF入力、およびBiDFA出力を表す。具体的には、システムは約20.8dBm(~1215nmのλ3、750mWの励起出力)の総出力を有する。チャネル1乃至4は送信を続けているが、チャネル8乃至15からのBERデータのみが図4Cに示されている。~70km、~81.5km、及び~85kmの伝送長を有するG.652ファイバのBERが図4Bに示されている。図4A、4B、および4Cに見られるように、特に、~81.5kmの伝送長における3e-5の長期エラーフロアによって、短波長チャネルは伝送距離を制限する。さらに、いくつかの実施形態では、増幅器システムは、増幅器信号PCEが入力信号出力とともに増加するブリーチ効果を示す。
いくつかの実施形態では、BiDFAの増幅段をカスケード接続することができる。そのような一実施形態が図5に示されている。具体的には、図5の実施形態は、第1増幅段510および第2増幅段550を含み、これらは共に接続ファイバ555によって光学的に結合されている。図5に示すように、第1段510は、信号入力515と、第1励起ソース520と、共励起構成(または方式)で信号と励起と結合する第1WDM525とを含む。第1段510は、第1WDM525の出力に光学的に結合される第1BiDF530をさらに含む。第1段510は、第2励起ソース540と、第2励起ソース540からの励起光を後方励起構成(または方式)で第1BiDF530に光学的に結合する第2WDM535とをさらに含む。
第2段550は、信号入力515と、第3励起ソース560と、共励起構成(または方式)で信号と励起とを結合する第3WDM565とを含む。第2段550は、第2BiDF570をさらに含み、これは、第3WDM565の出力に光学的に結合される。第2段550は、第4励起ソース580および第4WDM575をさらに含み、これは、後方励起構成(または方式)で、第4励起ソース580からの励起光を第2BiDF570に光学的に結合する。第4WDM575は、信号出力585に光学的に結合される。
また、いくつかの実施形態では、第1増幅段510のブリーチは、第2増幅段550のブリーチとは異なるが、他の実施形態では、2つの段510、550のブリーチは同じであることを理解されたい。ブリーチの差は、例えば、ゲインファイバのBi濃度を変化させることによって達成される。したがって、カスケードシステム全体の特定のパラメータ(例えば、全体システムゲイン、出力等)は、特定のパラメータ(例えば、ゲイン、ブリーチレベル等)を各増幅段510、550で改善することによって改善される。さらに、励起のいくつかは余分であり、したがって省略することができることを理解されたい(例えば、共励起のみの方式を使用することができ、後方励起のみの方式を使用することができ、または共励起および後方励起方式の両方の組み合わせ(図5に示すように)を使用することができるなどである。)。また、各追加段は、1つまたは複数の異なるタイプのゲインファイバ(例えば、Biドープ、Erドープ等)で構成可能である。さらに、各励起は、必要に応じて、単一の励起波長または複数の励起波長に構成可能である。さらに、各励起ソースは、他の励起ソースと同じ波長で、または他の励起ソースと異なる波長で動作することができる。
図6を参照すると、BiDFAシステムのさらに別の実施形態が示されている。具体的には、図6の実施形態は、中心波長λSで動作する信号ソース610と、励起ソース620と、中心波長λAで動作する光源630とを備えるBiDFAシステムを示す。励起ソース620は、中心波長λ3を有する単一の励起波長ソースであってもよく、複数の励起ソースの集合体であってもよい。代替として、λ4の中心波長を有する追加の励起ソースを図6の構成に追加することができる。
いくつかの実施形態では、それぞれがそれぞれの励起ソースに対応する多くの異なる中心波長(λ3)を示すように、複数の励起波長を共に多重化することができる。いくつかの実施形態において、λ3(または構成によってはλ4)は、~1155nmと~1255nmとの間である。具体的には、いくつかの実施形態では、λ3(または構成によってはλ4)は、~1155nm、~1175nm、~1195nm、~1215nmおよび~1235nmの波長を含む。複数の励起ソースに対して、VOAはλ3(またはλ4)の出力をバランスする。
信号ソース610、励起ソース620および光源630は、BiDF670に光学的に結合されている。BiDF670は、ゲイン帯域および補助帯域を有する。ゲイン帯域は中心波長λ1を有する。いくつかの実施形態では、λ1は~1305nmから~1325nmの間である。補助帯域は中心波長λ2を有し、補助帯域の光源は波長λAを有する。いくつかの実施形態では、λAは~1405nmである。ゲイン帯域は少なくとも~60nmである6dBゲイン帯域幅を有する。いくつかの実施形態では、6dBゲイン帯域幅および中心波長λ1は、λ3に依存する。好ましくは、BiDF670はErを実質的に含まない。図6のシステムは、任意の光信号分析器(OSA)690または他の信号出力をさらに含む。いくつかの実施形態によれば、λAは、~1360nmから~1500nm(λ2b)の範囲内であってもよく、あるいは、~1240nmから~1280nm(λ2a)の範囲内であってもよい。
追加光源630は、λSにおける信号損失を減少させることによって(あるいはλSにおける信号ゲインを増加させることによって)、増幅器効率を改善する。具体的には、Biは~1200nmの範囲(λ2a)、~1300nmの範囲(O帯域)および~1400nmの範囲(λ2b)の励起および発光バンドを有することが知られている。所定の出力レベルよりも高いλ2での光出力を加えることにより、信号励起は、ブリーチの減少により増大され得る。このように、λAを励起すると(λ2aまたはλ2bのいずれかにおいて)、ゲイン帯域(例えば、~1260nmから~1360nm)の信号ゲインが~6dBから~10dB増加する。これは、ゲインと効率が基底状態のイオン分布と励起状態のイオン分布との競合に敏感であるためである。特に、高いゲインには高い反転レベルが必要である。しかしながら、低い入力信号出力(例えば、約-10dBm未満)では、帯域外波長(例えば、λ2aの範囲で~1200nmのλA、またはλ2bの範囲で~1400nmのλA)での放射は、出力を迂回させ、反転レベルを低減することができる。この発散効果はλ2に帯域外光を導入することによりある程度補償できる。λS、λ2a、λ2b、λ3の相対位置をまとめると、λSはO帯域(~1260nmから~1360nm)にある。λ3は~1240nm以下典型的には~1195nmから~1240nmの間)に位置する。λ2aはO帯域の下に位置する。λ2bはO帯域の上方に位置する。
一例として、λAが~1405nm、λSが~1320nmの場合、低出力レベル(例えば、~4dBm)のλA信号がλ3の大きな励起信号(例えば、~20dBmより大きい)の存在下で小さなλS信号(例えば、~10dBm)に導入され、λAでの励起がλ1において~6dBから~10dBのゲインで増幅効率を増加させる。この例を図7に示す。特に、図7は~100mのBiDFにおけるλ1信号損失を比較するグラフである。具体的には、信号損失を光源630の有無で比較する。図7に示すように、~1405nmのλAに~4.1dBmを加えると、BiDF670における減衰(損失)が~19dB/100mから~15.3dB/100mに減少し、信号損失が~3.7dB減少する、これを2つの偏波に拡張すると、小信号ゲインが~6dBから~10dB増加する。したがって、O帯域におけるデータ伝送信号が約-30dBmから約+3dBmの範囲にある通信の場合、隣接する励起帯域(λ2)に追加の光源630を追加すると、増幅器効率が増大する。なお、光源630は、レーザ光源でも広帯域光源でもよい。
増幅器の効率を改善するもう1つのアプローチは、特に小さな信号(例えば、-10dBm未満)に対して、BiDFのコアの導波路特性を修正することである。上述のように、反転は励起状態と基底状態との間の競合にある程度依存する。したがって、反転レベルを増加させるための1つのアプローチは、励起光(λ3)の強度を増加させることである。
励起光(λ3における)の強度は、導波路のモードフィールド面積(MFA)を減少させることによって増加させることができる。導波路のMFAは、コア指数を増加し(例えば、コアの非ゲイン生成共ドーパントの濃度を増加させることによって)、コア直径を低減することによって低減できる。好ましくは、ランタン(La)またはルテチウム(Lu)のような非ゲイン生成共ドーパントは、所望のPドープシリカガラスからのBiのゲイン特性を変化させない。代替的に、導波路のMFAは、フッ素(F)ドーピングで行うことができるクラッド指数を減少させることによって低減することができる。MFAが低減されるプロセスにかかわらず、BiDFのためのMFAの低減は、BiDFA効率の対応する改善をもたらす。また、P-Bi-SiOコアは~1300nmで望ましいゲインを生成するが、ゲルマニウム(Ge)またはアルミニウム(Al)の共ドーパント(例えば、Ge-Bi-SiOコアまたはAl-Bi-SiOにおいて)は同等の望ましいゲインを生成しないことに留意されたい。
例示的な実施形態が示され、説明されてきたが、記載されたような開示に対して多くの変更、修正、または変更がなされ得ることは、当業者には明らかであろう。たとえば、ほとんどの値は近似値として提供されるが(「~」を用いている)、これらの近似値には正確な数値も含まれるため、近似値は最も近い有効数字の誤差を反映する。したがって、このような変更、修正、および変更はすべて、本開示の範囲内であるとみなすべきである。

Claims (6)

  1. 1272ナノメートル(nm)から1310nmの動作波長範囲を有する光学システムであって
    実質的にエルビウム(Er)を含まず、60nmを超える帯域を有する6デシベル(6dB)ゲイン帯域を含み、前記6dBゲイン帯域は1305nmから1325nmの波長範囲内に中心がある、ビスマス(Bi)ドープ光ファイバと、
    前記Biドープ光ファイバに光学的に結合され、前記6dBゲイン帯域で前記Biドープ光ファイバに光信号を提供する信号ソースと、
    前記Biドープ光ファイバに光学的に結合され、励起中心波長で前記Biドープ光ファイバに励起光を提供する励起ソースと、
    を含み、
    前記励起中心波長は、
    1135nm、
    1155nm、
    1175nm、
    1195nm、
    1215nm、および
    1235nm
    からなるグループから選択された少なくとも2つの波長であることを特徴とする光学システム。
  2. 前記励起ソースは、励起構成を用いて励起光を提供し、励起構成は、
    共励起構成と、
    後方励起構成と、
    共励起構成と後方励起構成との組み合わせからなるグループから選択されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  3. 前記システムは、約80メートル(~80m)の距離にわたって少なくとも約16デシベル(~16dB)のゲインを有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  4. 前記システムは、約80メートル(~80m)の距離にわたって少なくとも約20パーセント(~20%)の出力変換効率(PCE)を有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  5. 前記システムは約5.5デシベル(~5.5dB)よりも小さい雑音指数を有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  6. 前記システムは約80メートル(~80m)の距離にわたって少なくとも約16デシベルミリワット(16dBm)の出力を有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
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