KR100255650B1

KR100255650B1 - Optical amplifier

Info

Publication number: KR100255650B1
Application number: KR1019970060602A
Authority: KR
Inventors: 서만수; 성기석; 박기수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990040273A

Abstract

PURPOSE: A light amplifier is to reduce contact loss at a connecting portion among optical elements, and use an optical isolator as two channels, thereby reducing fabricating cost and the number of assembling processes of the amplifier. CONSTITUTION: An optical isolator is disposed between the first optical fiber(101) for transmitting an input optical signal and the second optical fiber(103) for transmitting an output optical signal to have a light incident face and a light output face respectively opposite to the first and second optical fibers. The optical isolator blocks light reversely advanced from the second optical fiber and the first optical fiber. In the optical isolator, the first polarizer is disposed on a light path in order to double-refract an incident light into ordinary light and extraordinary light. A faraday rotor rotates the incident light. The second polarizer reversely transmits the ordinary light and extraordinary light. The first tap is formed on the light incident face of the first polarizer to transmit almost the incident light and reflect a part of the incident light. The first light detector receives the light reflected from the first tap to detect the intensity of the light transmitted through the first optical fiber.

Description

Optical amplifier

본 발명은 광 전송 시스템에 채용되는 광증폭기에 관한 것으로서, 상세하게는 광학요소를 줄일 수 있도록 구조가 개선된 광복합모듈을 이용한 광증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical amplifier employed in an optical transmission system, and more particularly, to an optical amplifier using an optical composite module having an improved structure to reduce an optical element.

일반적으로 광증폭기는 장거리 광통신에 따른 광신호의 감쇠를 보완하기 위하여 광신호를 증폭하는 장치이다.In general, the optical amplifier is a device for amplifying the optical signal to compensate for the attenuation of the optical signal due to the long-distance optical communication.

어븀 도핑 광증폭기(Erbium Doped Fiber Amplifier)는 전송되는 광신호 자체를 증폭하므로 증폭효율이 뛰어나고, 노이즈 발생을 억제할 수 있는 장점을 지닌 광증폭기이다.Erbium Doped Fiber Amplifier is an optical amplifier that amplifies the transmitted optical signal itself and has excellent amplification efficiency and can suppress noise generation.

종래의 광증폭기는 증폭효율 및 증폭된 광신호의 역류를 차단하기 위하여 두 펌핑광원과, 두 아이솔레이터를 포함한 구조를 갖는다.The conventional optical amplifier has a structure including two pumping light sources and two isolators to block amplification efficiency and reverse flow of the amplified optical signal.

도 1을 참조하면, 입력 광신호에 대한 정보 검출하고, 광의 역방향 진행을 차단하며, 입력광 증폭에 필요한 펌핑광을 생성하는 광학요소를 포함하는 제1광모듈(10)과; 상기 제1광모듈(10)에서 출력된 광신호를 증폭하는 어븀 도핑 광섬유(Erbium Doped Fiber: 이하 EDF라 함)(20)와; 광의 역방향 진행을 차단하며, 펌핑광을 생성하는 광학요소를 포함하는 제2광모듈(30)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a first optical module 10 including an optical element for detecting information on an input optical signal, blocking an advancing direction of light, and generating pumping light required for amplifying the input light; Erbium Doped Fiber (EDF) 20 for amplifying the optical signal output from the first optical module 10; It comprises a second optical module 30 to block the reverse progress of the light, and includes an optical element for generating the pumping light.

상기 제1광모듈(10)는 일 광섬유(1)에 연결되며 입력신호의 분기하는 제1탭(TAP)(11)과, 상기 제1탭(11)에서 반사된 광을 수광하여 입력신호의 광출력을 검출하는 제1광검출기(12)와, 상기 제1탭(11)을 투과한 광선은 투과시키고 상기 EDF(20)쪽에서 입사되는 광선은 차단하는 제1아이솔레이터(13)와, 상기 EDF(20) 내의 어븀 이온을 여기시키기 위한 광을 생성 조사하는 제1펌핑광원(14)과, 상기 제1펌핑광원(14)에서 조사된 광과 상기 제1아이솔레이터(13)를 통해 입력된 입력광을 커플링하는 제1파장분할다중화기(Wavelength Division Multiplexer; 이하 WDM이라 함)(15)를 포함하여 구성된다.The first optical module 10 is connected to one optical fiber 1 and receives a first tap (TAP) 11 for branching an input signal, and receives light reflected from the first tap 11 to receive an input signal. A first photodetector 12 for detecting light output, a first isolator 13 for transmitting a light beam passing through the first tab 11 and blocking a light incident from the EDF 20, and the EDF First pumping light source 14 for generating and irradiating light for exciting the erbium ions in 20, light irradiated from the first pumping light source 14 and input light input through the first isolator 13 And a first wavelength division multiplexer (hereinafter, referred to as a WDM) 15 for coupling to the WDM.

따라서, 입력신호는 상기 제1탭(11)을 거치면서 대부분은 통과하여 제1아이솔레이터(13)로 향하고, 나머지는 반사되어 상기 제1광검출기(12)에 수광된다. 상기 제1아이솔레이터(13)를 통과한 입력신호는 상기 제1WDM(15)을 통해 반사된 펌핑신호와 함께 상기 EDF(20)를 통과하는 과정에서 증폭된다.Accordingly, the input signal passes through the first tab 11 to the first isolator 13 and most of the input signal is reflected and received by the first photodetector 12. The input signal passing through the first isolator 13 is amplified in the process of passing through the EDF 20 together with the pumping signal reflected through the first WDM 15.

또한, 상기 제2광모듈(30)은 상기 제1광모듈(10) 및 제2아이솔레이터(33), 제2탭(34) 및, 제2광검출기(35)를 포함하여 구성된다.In addition, the second optical module 30 includes the first optical module 10, the second isolator 33, the second tab 34, and the second photodetector 35.

따라서, 증폭된 입력신호는 상기 제2아이솔레이터(33)와, 제2탭(34)을 통과하여 출력되어 전송신호로 이용된다. 한편, 상기 제2탭(34)은 입력신호의 일부를 상기 제2광검출기(35)쪽으로 반사시키고, 상기 제2광검출기(35)는 입력된 신호로부터 출력신호에 대한 광출력을 검출한다.Therefore, the amplified input signal is output through the second isolator 33 and the second tap 34 to be used as a transmission signal. On the other hand, the second tap 34 reflects a part of the input signal toward the second photodetector 35, and the second photodetector 35 detects the light output of the output signal from the input signal.

상기한 바와 같이, 구성된 종래의 광증폭기는 제1 및 제2광모듈(10)(30) 각각을 이루는 광학요소들이 각 기능별로 개별 부품으로 구성되어, 각 광학요소들을 결합한 부분에서 접속손실이 크게 발생하는 문제와, 광증폭기의 원가가 비싸고, 조립공수가 많이드는 단점이 있다.As described above, in the conventional optical amplifier, the optical elements constituting each of the first and second optical modules 10 and 30 are composed of individual components for each function, so that the connection loss is large at the portion where the optical elements are combined. There is a problem that occurs, the cost of the optical amplifier is expensive, the assembly labor is expensive.

또한, 다수의 개별 부품들 각각 배치하여야 하기 때문에 패키지 자체가 커지는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the package itself becomes large because a plurality of individual components must be arranged respectively.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 접속손실을 줄임과 아울러, 일 아이솔레이터를 두 채널로 활용할 수 있도록 된 광증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical amplifier capable of reducing connection loss and utilizing one isolator in two channels.

도 1은 종래 두 스테이지 구조를 갖는 광증폭기의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.1 is a schematic diagram showing an optical arrangement of a conventional optical amplifier having a two stage structure.

도 2는 본 발명에 따른 광증폭기의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.2 is a schematic view showing an optical arrangement of an optical amplifier according to the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 광 아이솔레이팅 유니트의 일 실시예에 따른 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.3 is a schematic view showing an optical arrangement according to an embodiment of the optical isolating unit shown in FIG.

도 4는 도 2에 도시된 글래스 패룰과, 콜리메이터의 결합관계를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 단면도.4 is a schematic cross-sectional view for explaining the coupling relationship between the glass ferrule and the collimator shown in FIG.

도 5는 도 2에 도시된 광 아이솔레이팅 유니트의 다른 실시예에 따른 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.FIG. 5 is a schematic view showing an optical arrangement according to another embodiment of the optical isolating unit shown in FIG. 2. FIG.

도 6은 도 2에 도시된 광 아이솔레이팅 유니트의 또 다른 실시예에 따른 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.6 is a schematic view showing an optical arrangement according to another embodiment of the optical isolating unit shown in FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

101...제1광섬유 103...제2광섬유101 ... first optical fiber 103 ... second optical fiber

105...제3광섬유 110, 110', 110"...광 아이솔레이팅 유니트105 3rd Optical Fiber 110, 110 ', 110 "... Optical Isolating Unit

120...그린렌즈 121...제1콜리메이터120 Green Lens 121 ... First Collimator

123...제2콜리메이터 125...제3콜리메이터123 ... the second collimator 125 ... the third collimator

127...제4콜리메이터 130...광 아이솔레이터127 ... fourth collimator 130 ... optical isolator

131...제1폴라라이저 133...패러데이 회전자131 First Polarizer 133 Faraday Rotator

135...제2폴라라이저 150...펌핑광원135 Second Polarizer 150 Pumping Light Source

160...WDM 커플러 170...증폭수단160 ... WDM Coupler 170 ... Amplification Means

171...EDF 181...제1탭171 ... EDF 181 ... First Tab

185...제1광검출기 191...제2탭185 First photodetector 191 Second tap

195...제2광검출기195 ... second photodetector

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력광신호를 전달하는 제1광섬유와, 출력광신호를 전달하는 제2광섬유 사이에 배치되고, 각각 상기 제1 및 제2광섬유에 마주하는 광 입사면과 광 출사면을 가지며, 상기 제2광섬유쪽에서 제1광섬유쪽으로 진행하는 역방향 광의 진행을 차단하는 광아이솔레이팅 유니트와; 펌핑광을 생성하는 펌핑광원과; 상기 광아이솔레이팅 유니트의 광 출사면에 대향되게 배치되어, 상기 제1광섬유에서 출사되고 상기 광아이솔레이팅 유니트를 경유한 입력광과, 상기 펌핑광을 커플링하는 WDM 커플러와; 일단이 상기 WDM 커플러에 연결되어 입사된 펌핑광으로부터 상기 입력광을 증폭하는 증폭수단과; 상기 증폭수단의 타단에 연결되며, 증폭된 입력광이 상기 광아이솔레이팅 유니트의 광 입사면에 입사되도록 안내하는 제3광섬유;를 포함하여, 상기 제3광섬유를 통해 전달되고 상기 광아이솔레이팅 유니트를 투과하여 광 출사면쪽으로 진행된 입력광이 상기 제2광섬유에 전달되도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is disposed between the first optical fiber for transmitting the input optical signal and the second optical fiber for transmitting the output optical signal, respectively, the light incident to the first and second optical fibers An optical isolating unit having a surface and a light exiting surface, the optical isolating unit for blocking the progress of reverse light traveling from the second optical fiber toward the first optical fiber; A pumping light source for generating pumping light; A WDM coupler disposed opposite the light exiting surface of the optical isolating unit, for coupling the input light emitted from the first optical fiber and via the optical isolating unit and the pumping light; Amplifying means, one end of which is connected to the WDM coupler and amplifies the input light from the incident pumping light; A third optical fiber connected to the other end of the amplifying means and configured to guide the amplified input light to be incident on the light incident surface of the optical isolating unit; Input light transmitted through the unit toward the light exit surface is transmitted to the second optical fiber.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광증폭기는 입력광(I)이 전달되는 제1광섬유(101)와 출력광(Ⅱ')이 전달되는 제2광섬유(103) 사이에 배치된 광 아이솔레이팅 유니트(110)와, 펌핑광을 생성하는 펌핑광원(150)과, 상기 펌핑광원(150)과 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)를 통해 전달된 입력광을 결합하는 WDM 커플러(160)와, 상기 펌핑광원(150)으로부터 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)을 통해 전달된 입력광(I')을 증폭하는 증폭수단(170)과, 증폭된 입력광(Ⅱ)이 다시 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)에 입력되도록 안내하는 제3광섬유(105)를 포함하여 구성된다.2 and 3, an optical amplifier according to an embodiment of the present invention includes a first optical fiber 101 through which input light I is transmitted and a second optical fiber 103 through which output light II ′ is transmitted. The optical isolating unit 110 disposed therebetween, a pumping light source 150 for generating pumping light, and an input light transmitted through the pumping light source 150 and the optical isolating unit 110 are combined. WDM coupler 160, amplifying means 170 for amplifying the input light (I ') transmitted from the pumping light source 150 through the optical isolating unit 110, and the amplified input light (II) ) Is configured to include a third optical fiber 105 for guiding input to the optical isolating unit 110 again.

상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)는 각각 상기 제1 및 제2광섬유(101)(103)에 마주하는 광 입사면(131a)과 광 출사면(135a)을 가지며, 상기 제2광섬유(103)쪽에서 제1광섬유(101)쪽으로 진행하는 역방향 광의 진행을 차단한다.The optical isolating unit 110 has a light incident surface 131a and a light emitting surface 135a facing the first and second optical fibers 101 and 103, respectively, and the second optical fiber 103 Blocks the progress of the reverse light from the side to the first optical fiber 101.

즉, 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)는 상기 제1광섬유(101)에서 출사된 입력광(I)이 상기 WDM 커플러(160)에 입사되도록 하고, 상기 WDM 커플러(160), 증폭수단(170) 및 제3광섬유(105)를 경유하여 입사된 광(Ⅱ)이 상기 제2광섬유(103)로 향하도록 안내한다. 한편, 상기 WDM 커플러(160)쪽에서 상기 광 출사면(135a)을 통해 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110) 내로 입사된 광은 상기 제1광섬유(101)로 전달되지 않으며, 상기 제2광섬유(103)쪽에서 상기 광 출사면(135a)을 통해 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110) 내로 입사된 광은 상기 제3광섬유(105)쪽으로 진행되지 않는다.That is, the optical isolating unit 110 allows the input light I emitted from the first optical fiber 101 to be incident on the WDM coupler 160, and the WDM coupler 160 and the amplifying means 170. ) And the light (II) incident through the third optical fiber 105 is directed to the second optical fiber 103. On the other hand, the light incident from the WDM coupler 160 into the optical isolating unit 110 through the light exit surface 135a is not transmitted to the first optical fiber 101, the second optical fiber 103 The light incident into the optical isolating unit 110 through the light exit surface 135a does not travel toward the third optical fiber 105.

상기 펌핑광원(150)은 입력광이 전달되는 경로와 다른 경로 상에 배치되며, 상기 증폭수단(170)에서 입력광을 증폭하는데 요구되는 파장영역의 펌핑광(P)을 생성 조사한다.The pumping light source 150 is disposed on a path different from the path through which the input light is transmitted, and generates and irradiates the pumping light P in the wavelength region required for amplifying the input light by the amplifying means 170.

상기 WDM 커플러(160)는 상기 펌핑광(P)과, 상기 입력광(I')을 결합시키고 상기 증폭수단(170)을 향하도록 한다. 즉, 상기 WDM 커플러(160)는 입력광(I')은 투과시키고, 펌핑광(P)은 반사시켜 두 광(I')(P)이 동일 광 경로로 출력되도록 한다.The WDM coupler 160 couples the pumping light P and the input light I 'and faces the amplifying means 170. That is, the WDM coupler 160 transmits the input light I 'and reflects the pumping light P so that the two lights I' P are output in the same optical path.

상기 증폭수단(170)은 일단이 상기 WDM 커플러(160)에 연결되고, 타단이 상기 제3광섬유(105)에 연결되며, 입력광(I')을 증폭할 수 있도록 된 어븀 도핑 광섬유(EDF)(171)인 것이 바람직하다. 이 EDF(171)는 입사된 펌핑광(P)에 의해 여기된 어븀 이온의 유도방출에 의해 입력광(I')을 증폭시킨다. 이 EDF(171)의 구성은 널리 알려져 있으므로 그 자세한 설명은 생략한다.The amplification means 170 has one end connected to the WDM coupler 160, the other end connected to the third optical fiber 105, and an erbium-doped optical fiber (EDF) capable of amplifying the input light I ′. It is preferable that it is (171). The EDF 171 amplifies the input light I 'by the induced emission of erbium ions excited by the incident pumping light P. Since the configuration of this EDF 171 is widely known, its detailed description is omitted.

상기 EDF(171)을 투과한 증폭된 광(Ⅱ)은 상기 제3광섬유(105)를 통해 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)의 광 입사면(131a)으로 가이드 된다. 여기서, 상기 제3광섬유(105)의 출력 단부는 상기 제1광섬유(101)의 출력단과 다른 위치에 배치된다. 상기 제3광섬유(105)에서 출력된 광(Ⅱ)은 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)를 경유하여 제2광섬유(103)로 향한다.The amplified light II transmitted through the EDF 171 is guided to the light incident surface 131a of the optical isolating unit 110 through the third optical fiber 105. Here, the output end of the third optical fiber 105 is disposed at a position different from the output end of the first optical fiber 101. Light II output from the third optical fiber 105 is directed to the second optical fiber 103 via the optical isolating unit 110.

도 3을 참조하면, 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110)는 제1광섬유(101)를 통해 전달되는 입사광(Ⅰ)을 집속시키는 제1콜리메이터(121)와, 광 아이솔레이터(130)와, 이 광 아이솔레이터(130)를 투과한 출사광(Ⅰ')을 집속시키는 제2콜리메이터(123)와, 광입사면(131a)과 마주하며 상기 제1콜리메이터(121)와 다른 위치에 배치되고 제3광섬유(105)에서 출사된 광(Ⅱ)을 집속시키는 제3콜리메이터(125)와, 상기 제2콜리메이터(123)와 다른 위치에 상기 광 출사면(135a)과 마주하게 배치되며 상기 제3콜리메이터(127)에서 출사되고 상기 광 아이솔레이터(130)를 경유하여 출사된 광(Ⅱ')을 제2광섬유(103)에 집속시키는 제4콜리메이터(127)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the optical isolating unit 110 includes a first collimator 121 for focusing incident light I transmitted through the first optical fiber 101, an optical isolator 130, and the optical isolator 130. A second collimator 123 for focusing the outgoing light I 'passing through the isolator 130, and a light incident surface 131a, facing the first collimator 121 and disposed at a different position from the first collimator 121; The third collimator 125 focusing the light (II) emitted from 105, and the third collimator 127 disposed to face the light exit surface 135a at a position different from the second collimator 123. And a fourth collimator 127 for concentrating the light (II ′) emitted by the optical isolator 130 through the optical isolator 130 to the second optical fiber 103.

상기 광 아이솔레이터(130)는 광경로 상에 순차로 배치되며, 입사광(I)(Ⅱ) 각각에 대해 정상광선과 이상광선으로 복굴절 투과시키는 제1폴라라이저(131)와, 입사광(I)(Ⅱ)을 회전 투과시키는 패러데이 회전자(133) 및 입사된 정상광선과 이상광선 각각을 반전투과시키는 제2폴라라이저(135)를 포함한다. 상기 제1폴라라이저(131)는 복굴절 결정 웨지 형상을 가지며, 입사광(I)을 제1 및 제2광선(

)(

)으로 분기시키고, 입사광(Ⅱ)을 제3 및 제4광선(

)(

)으로 분기시킨다. 상기 제1 및 제3광선(

)(

)은 상기 제1폴라라이저(131)의 정상 굴절률

에 따라 굴절된 정상광선이며, 상기 제2 및 제4광선(

)(

)은 상기 제1폴라라이저(131)의 이상(extraordinary)굴절률

에 따라 굴절된 이상광선이다.The optical isolator 130 is sequentially disposed on an optical path, and includes a first polarizer 131 for birefringent transmission of normal light and abnormal light with respect to each of incident light I (II) and incident light I (II). Faraday rotor 133 for transmitting the rotation) and a second polarizer 135 for inverting the incident normal and abnormal light, respectively. The first polarizer 131 has a birefringent crystal wedge shape, and the incident light I receives the first and second light beams (

) (

) And the incident light (II) is divided into third and fourth rays (

) (

Branch to). The first and third rays (

) (

) Is the normal refractive index of the first polarizer 131

Normal light refracted by the second and fourth light rays (

) (

) Is an extraordinary refractive index of the first polarizer 131.

It is the abnormal light refracted by.

상기 제1폴라라이저(131)는 소정의 결정광축(미도시)을 가지며, 상기 제1 및 제3광선(

)(

)은 상기 제1폴라라이저(131)의 결정광축과 나란한 편광방향을 가지며, 상기 제2 및 제4광선(

)(

)은 결정광축에 대해 수직인 편광방향을 가진다.The first polarizer 131 has a predetermined crystal optical axis (not shown), and the first and third light beams (

) (

) Has a polarization direction parallel to the crystal optical axis of the first polarizer 131, and the second and fourth rays (

) (

) Has a polarization direction perpendicular to the crystal optical axis.

상기 제2폴라라이저(135)는 상기 제1폴라라이저(131)와 마찬가지로 복굴절 결정 웨지형상으로 되어 있으며, 상기 제1폴라라이저(131)와 다른 방향을 갖는 소정 결정광축을 가진다. 즉, 제2폴라라이저(135)의 결정광축은 상기 제1폴라라이저(131)의 결정광축에 대해, 상기 패러데이 회전자(133)의 편광회전방향과 반대 방향으로 소정 각도 틀어져 있다.Like the first polarizer 131, the second polarizer 135 has a birefringent crystal wedge shape and has a predetermined crystal optical axis having a direction different from that of the first polarizer 131. That is, the crystal optical axis of the second polarizer 135 is shifted by a predetermined angle in a direction opposite to the polarization rotation direction of the Faraday rotor 133 with respect to the crystal optical axis of the first polarizer 131.

상기 패러데이 회전자(133)는 입사되는 광선의 편광방향을 소정 각도 회전 투과시킨다. 따라서, 상기 패러데이 회전자(133)를 투과한 제1 및 제3광선(

)(

)은 이상광선으로 바뀌게 되고, 상기 제2 및 제4광선(

)(

)은 정상광선으로 바뀌게 된다.The Faraday rotator 133 rotates the polarization direction of the incident light beam by a predetermined angle. Accordingly, the first and third rays of light transmitted through the Faraday rotor 133 (

) (

) Is converted into an abnormal light beam, and the second and fourth light beams (

) (

) Changes to normal light.

상기 제1 및 제2폴라라이저(131)(135)의 형상은 상기 패러데이 회전자(133)를 중심으로 선대칭되고, 제1 및 제2폴라라이저(131)(135) 각각은 그 밑면이 상면보다 넓은 웨지형상이다.The shapes of the first and second polarizers 131 and 135 are linearly symmetrical about the Faraday rotor 133, and the bottom surfaces of the first and second polarizers 131 and 135 are larger than the upper surface thereof. Wide wedge shape.

제2콜리메이터(123)는 상기 광 아이솔레이터(130)의 광 출사면(131a)에 대향되게 배치되어, 상기 광 아이솔레이터(130)에서 출사된 제1 및 제2광선(

)(

)을 상기 WDM 커플러(160)에 집속시킨다. 한편, 상기 제4콜리메이터(127)는 상기 광 아이솔레이터(130)의 광 출사면(135a)에 대향되게 배치되어, 상기 광 아이솔레이터(130)에서 출사된 제3 및 제4광선(

)(

)을 상기 제4광섬유(103)에 집속시킨다. 여기서, 상기 제2콜리메이터(123)와 상기 제4콜리메이터(127)는 출사광(I')(Ⅱ') 각각을 집속시킬 수 있도록 서로 다른 위치에 배치된다.The second collimator 123 is disposed to face the light exit surface 131a of the optical isolator 130, so that the first and second beams emitted from the optical isolator 130 are separated.

) (

) Is focused on the WDM coupler 160. On the other hand, the fourth collimator 127 is disposed to face the light exit surface 135a of the optical isolator 130, the third and fourth light beams emitted from the optical isolator 130 (

) (

) Is focused on the fourth optical fiber 103. Here, the second collimator 123 and the fourth collimator 127 are disposed at different positions to focus each of the emission light I 'and II'.

여기서, 상기 제1, 제2 및 제3광섬유(101)(103)(105) 각각은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 글래스 패룰(140)에 의해 그 위치가 정렬되는 것이 바람직하다.Here, each of the first, second and third optical fibers 101, 103, 105, as shown in Figures 3 and 4, it is preferable that the position is aligned by the glass ferrule 140.

또한, 상기 제1 내지 제4콜리메이터(121)(123)(125)(127) 각각은 도 4에 도시된 바와 같은, 그린(GRIN:Graded Index)렌즈(120)인 것이 바람직하며, 상기 그린렌즈(120)는 홀더(145)에 의해 상기 글래스 패룰(140)에 결합 설치된다. 또한, 상기 제1 내지 제4콜리메이터(121)(123)(125)(127) 각각은 볼렌즈(ball lens)(미도시)를 채용할 수도 있다.In addition, it is preferable that each of the first to fourth collimators 121, 123, 125, and 127 is a green (Graded Index) lens 120, as shown in FIG. 4, and the green lens 120 is coupled to the glass ferrule 140 by a holder 145. In addition, each of the first to fourth collimators 121, 123, 125, and 127 may employ a ball lens (not shown).

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광증폭기는 입력광(Ⅰ)(Ⅱ)이 전달되는 제1광섬유(101)와 출력광(Ⅰ')(Ⅱ')이 전달되는 제2광섬유(103) 사이에 배치된 광 아이솔레이팅 유니트(110')와, 펌핑광원(150)과, WDM 커플러(160)와, 증폭수단(170)과, 제3광섬유(105)를 포함하여 구성되며, 상기 광아이솔레이팅 유니트(110')의 구조를 개선한 것에 특징이 있다.Hereinafter, the optical amplifier according to another embodiment of the present invention, the first optical fiber 101 to which the input light (I) (II) is transmitted and the second optical fiber 103 to which the output light (I ') (II') is transmitted. And an optical isolating unit 110 ′ disposed therebetween, a pumping light source 150, a WDM coupler 160, an amplifying means 170, and a third optical fiber 105. It is characterized by an improved structure of the isolating unit 110 '.

도 5를 참조하면, 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110')은 제1콜리메이터(121)와, 광 아이솔레이터(130)와, 상기 제1콜리메이터(121)과 상기 광 아이솔레이터(130) 사이에 배치된 제1탭(181)과, 상기 제1탭(181)에서 반사된 광을 수광하는 제1광검출기(185)와, 제2 및 제3콜리메이터(123)(125)와, 상기 제2콜리메이터(123)와 다른 위치에 상기 광 출사면(135a)과 마주하게 배치된 제4콜리메이터(127) 및, 상기 광 아이솔레이터(130)와 상기 제4콜리메이터(127) 사이에 배치된 제2탭(191)과, 상기 제2탭(191)에서 반사된 광을 수광하는 제2광검출기(195)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the optical isolating unit 110 ′ is disposed between a first collimator 121, an optical isolator 130, and between the first collimator 121 and the optical isolator 130. The first tab 181, the first photodetector 185 for receiving the light reflected from the first tab 181, the second and third collimators 123, 125, and the second collimator ( A fourth collimator 127 disposed to face the light exit surface 135a at a position different from that of 123, and a second tab 191 disposed between the optical isolator 130 and the fourth collimator 127. And a second photodetector 195 for receiving the light reflected from the second tab 191.

본 실시예는 상기한 제1 및 제2탭(181)(191)과, 상기 제1 및 제2광검출기(185)(195)를 더 구비한 점에 있어서, 도 2 내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예와 구별된다.The present embodiment further includes the first and second tabs 181 and 191 and the first and second photodetectors 185 and 195, with reference to FIGS. 2 to 4. It is distinguished from one embodiment of the present invention described.

즉, 상기 제1탭(181)은 상기 제1콜리메이터(121와 상기 제1폴라라이저(131) 사이의 광 경로 상에 배치되어 입사광의 대부분을 투과시키고 일부를 반사시킨다. 상기 제1광검출기(185)는 상기 제1탭(181)에서 반사된 광을 수광하여 제1광섬유(101)를 통해 전달된 광의 광 파우어를 검출한다. 이와 같이, 제1탭(181) 및 제1광검출기(185)를 구비하여 상기 제1광섬유(181)를 통해 전달된 입력광(I)에 대한 광 파우어를 검출하고 이로부터, 상기 펌핑광원(도 2의 150)의 펌핑광(P)을 제어함으로써, 상기 EDF(171)를 통해 증폭되고 상기 제3광섬유(105)를 통해 전달되는 광의 파우어를 조절할 수 있다.That is, the first tab 181 is disposed on an optical path between the first collimator 121 and the first polarizer 131 to transmit most of incident light and reflect part of the first photodetector. 185 receives the light reflected from the first tab 181 and detects an optical power of the light transmitted through the first optical fiber 101. As such, the first tab 181 and the first photodetector 185 are detected. By detecting the optical power for the input light (I) transmitted through the first optical fiber 181 and controlling therefrom, by controlling the pumping light (P) of the pumping light source (150 in FIG. 2), The power of light amplified through the EDF 171 and transmitted through the third optical fiber 105 may be adjusted.

또한, 상기 제2탭(191)은 상기 제2폴라라이저(135)와 상기 제4콜리메이터(127) 사이의 광 경로 상에 배치되며, 입사광의 대부분은 투과시키고 일부분은 반사시킨다. 상기 제2광검출기(195)는 상기 제2탭(191)에서 반사된 광을 수광하여 상기 광 아이솔레이터(130)를 두 번 통과하여 출사되는 출력광(Ⅱ')의 광 파우어를 검출한다. 이 검출된 신호로부터 상기한 펌핑광(P)을 제어함으로써, 출력광(Ⅱ')의 광 파우어를 조절할 수 있다.In addition, the second tab 191 is disposed on an optical path between the second polarizer 135 and the fourth collimator 127, and transmits most of the incident light and reflects a portion thereof. The second photodetector 195 receives the light reflected from the second tab 191 and detects the optical power of the output light II ′ emitted through the optical isolator 130 twice. By controlling the pumping light P described above from the detected signal, the optical power of the output light II 'can be adjusted.

설명되지 않은 부재들은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 광증폭기의 동일 도면부호를 가지는 부재들과 동일 내지 유사하다.Members not described are the same as or similar to members having the same reference numerals for the optical amplifier according to one embodiment of the invention described with reference to FIGS.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광증폭기는 도 2에 도시된 바와 같이, 입력광(Ⅰ)(Ⅱ)이 전달되는 제1광섬유(101)와 출력광(Ⅰ')(Ⅱ')이 전달되는 제2광섬유(103) 사이에 배치된 광 아이솔레이팅 유니트(110")와, 펌핑광원(150)과, WDM 커플러(160)와, 증폭수단(170)과, 제3광섬유(105)를 포함하여 구성된다. 본 실시예는 상기 광 아이솔레이팅 유니트(110")가 도 6에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 것에 있어서, 도 3 및 도 5 각각을 참고로 설명된 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예와 구별된다.As shown in FIG. 2, the optical amplifier according to another embodiment of the present invention transmits the first optical fiber 101 to which the input light (I) (II) is transmitted and the output light (I ') (II'). The optical isolating unit 110 "disposed between the second optical fibers 103, the pumping light source 150, the WDM coupler 160, the amplifying means 170, and the third optical fiber 105 In this embodiment, the optical isolating unit 110 ″ has a structure as shown in FIG. 6, and the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 3 and 5 respectively. And other embodiments.

도 6을 참조하면, 광 아이솔레이팅 유니트(110")는 제1콜리메이터(121)와, 광 아이솔레이터(130)와, 상기 광 아이솔레이터(130)에 일체로 형성된 제1탭(137)과, 상기 제1탭(137)에서 반사된 광을 수광하는 제1광검출기(139)와, 제2 및 제3콜리메이터(123)(125)와, 상기 제2콜리메이터(123)와 다른 위치에 상기 광 출사면(135a)과 마주하게 배치된 제4콜리메이터(127) 및, 상기 광 아이솔레이터(130)와 상기 제4콜리메이터(127) 사이에 배치된 제2탭(191)과, 상기 제2탭(191)에서 반사된 광을 수광하는 제2광검출기(195)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the optical isolating unit 110 ″ includes a first collimator 121, an optical isolator 130, a first tab 137 integrally formed with the optical isolator 130, and The first light detector 139 for receiving the light reflected from the first tab 137, the second and third collimator 123, 125, and the light exit at a position different from the second collimator 123 A fourth collimator 127 disposed to face the surface 135a, a second tab 191 disposed between the optical isolator 130 and the fourth collimator 127, and the second tab 191. And a second photodetector 195 configured to receive the light reflected from the second photodetector 195.

여기서, 도 2 내지 도 5에 개시된 부재의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 부재로 그 자세한 설명은 생략한다. 본 실시예는 상기 제1탭(137)을 제1폴라라이저(131)의 광입사면(131a)에 일체로 코팅 형성한 점에 있어서, 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광증폭기와 구별된다.Here, the same reference numerals as those of the members disclosed in FIGS. 2 to 5 are members having the same function, and their detailed description will be omitted. According to the present exemplary embodiment, the first tab 137 is integrally formed on the light incident surface 131a of the first polarizer 131 and according to another exemplary embodiment of the present invention described with reference to FIG. 5. It is distinguished from optical amplifier.

즉, 제1콜리메이터(121)에 마주하게 위치된 제1폴라라이저(131)의 입사면(131a)은 입사광축의 수직방향에 대해 경사지게 형성되고, 상기 제1탭(137)은 상기 입사면(131a)에 코팅 형성되어, 입사광의 대부분은 통과시키고 일부분은 반사시킨다. 이와 같이, 제1탭(137)이 제1폴라라이저(131)에 코팅형성됨으로써, 광학요소를 줄일 수 있다.That is, the incident surface 131a of the first polarizer 131 positioned to face the first collimator 121 is formed to be inclined with respect to the vertical direction of the incident optical axis, and the first tab 137 is formed on the incident surface ( A coating is formed on 131a) to pass most of the incident light and reflect some of it. As such, the first tab 137 is coated on the first polarizer 131, thereby reducing the optical element.

또한, 상기 제2폴라라이저(135)와 상기 제4콜리메이터(127) 사이에 배치된 제2탭(191)을 상기 제2폴라라이저(135)의 광 출사면(135a)에 일체로 코팅 형성할 수도 있다.In addition, the second tab 191 disposed between the second polarizer 135 and the fourth collimator 127 may be integrally coated on the light exit surface 135a of the second polarizer 135. It may be.

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명에 따른 광증폭기는 하나의 광 아이솔레이터를 이용하여 두 스테이지 구조를 구현함으로써, 성능 대비 광학부품수 절감 및 조립성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 광증폭기를 소형화 할 수 있다.As described above, the optical amplifier according to the present invention configured by using a single optical isolator to implement a two-stage structure, not only can reduce the number of optical parts and improve the assembly performance, but also can downsize the optical amplifier have.

Claims

The second optical fiber is disposed between the first optical fiber for transmitting the input optical signal and the second optical fiber for transmitting the output optical signal, and has a light incident surface and a light emitting surface facing the first and second optical fibers, respectively. An optical isolator for blocking the advancing of reverse light traveling from the side toward the first optical fiber; A pumping light source; A WDM coupler disposed opposite the light exiting surface and coupling the pumped light with the input light emitted from the first optical fiber and via the optical isolator; Amplifying means, one end of which is connected to the WDM coupler and amplifies the input light from the incident pumping light; A third optical fiber connected to the other end of the amplifying means and configured to guide the amplified input light to be incident on the light incident surface of the optical isolator;

The optical isolator,

A first polarizer disposed sequentially on an optical path, and configured to birefringently transmit incident light into normal light and abnormal light;

A Faraday rotator for rotationally transmitting incident light;

A second polarizer for inverting the normal light and the abnormal light, respectively;

A first tab coated on the light incident surface of the first polarizer to transmit most of the incident light and reflect a portion thereof;

And a first photodetector that receives the light reflected from the first tab and detects an optical power of the light transmitted through the first optical fiber.

The light emitting device of claim 1, further comprising: a second tab formed on the light exit surface of the second polarizer to transmit most of the incident light and reflect a part of the second polarizer;

A second photodetector for receiving light reflected from the second tab to detect an optical power of light incident on the second optical fiber; An optical amplifier, characterized in that further provided.

The optical amplifier according to claim 1, wherein each of the first and second polarizers is mutually symmetrical with respect to the Faraday rotor in the form of a birefringent crystal wedge whose base is wider than the upper surface.