KR100326037B1 - 편광조정을통한저잡음광섬유증폭기. - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광 조정을 통한 저잡음 광섬유증폭기에 관한 것으로서, 입력광신호를 서로 수직한 광신호로 분리하고 중첩시키는 편파 빔 분산/중첩기;

상기 편파 빔 분산/중첩기에서 분리된 광신호들을 각각 집적시키는 위상조정기;

펌핑용 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드;

상기 레이저 빔을 이등분하여 분리시키는 3 dB 분리/결합기;

상기 위상조정기의 광출력과 3 dB 분리/결합기의 레이저 빔을 각각 결합시키는 파장결합기;

상기 파장결합기에서 출력되는 광신호들을 증폭시키는 편광유지 광섬유;

그리고 상기 증폭된 광신호들을 각각 선형편광시키는 선형편광자;를 갖춘 것을 그 특징으로 하여,

광섬유증폭기의 자생적인 잡음을 구조적으로 감소시킬 수 있다.

Description

편광 조정을 통한 저잡음 광섬유증폭기.

본 발명은 편광 조정을 통한 저잡음 광섬유증폭기에 관한 것으로서 특히, 편광 특성을 이용하여 부수적(additive) 잡음의 일부가 제거되는 광섬유증폭기에 관한 것이다.

일반적으로 광증폭기를 사용하는 시스템의 경우, 선형 편광된 신호광을 다루게 된다. 제1도는 종래의 광섬유증폭기를 나타낸 개략적 블럭도이다. 제1도에서 5는 펌핑용 레이저 빔(LASER beam)을 발생시키는 레이저 다이오드( LD : LASER Diode ); 3은 상기 레이저 빔과 입력광을 결합시키는 광결합기( WDM : Wavelength Multiplexing Coupler ); 그리고 8은 상기 레이저 빔과 결합된 입력광을 증폭시키는 광섬유(Optical Fiber)이다. 상기 광섬유에서는 입사광의 충돌 지점에서 자유방출(spontaneous emission)에 의해 연쇄적인 광중폭이 수행된다. 한 점에서 발생한 자유방출에 의해 생성된 광자(光子)는, 신호의 경우에서와 같이 진행방향에서 마주치는 여기된 원자들을 유도방출하게 된다. 여기서 증폭된 자유방출광자를(ASE : Amplified Spontaneous Emission)이 발생하게 된다. 상기 광자군은 스스로 잡음원이 되어 신호증폭효율을 저하시키게 된다. 제1도와 같은 종래의 광섬유증폭기의 구조는, 광섬유 및 광소자의 편파 유지성(Polarization Maintaining) 결여로 인하여 편광의 일관성이 없음(randomization)에 따라 신호와 잡음의 분리가 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안해서 창안된 것으로, 잡음의 편광 성분이 신호와 수직인 잡음을 제거할 수 있는 광섬유증폭기를 제공하는데에 그 목적이 있다.

상기 목적온 달성하기 위한 본 발명은,

입력광신호를 서로 수직한 광긴호로 분리하고 중첩시키는 편파 빔 분산/중첩기;

상기 편파 빔 분산/중첩기에서 분리된 광신호들을 각각 집적시키는 위상조정기;

펌핑용 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드;

상기 레이처 빔을 이등분하여 분리시키는 3 dB 분리/결합기:

상기 위상조정기의 광출력과 3 dB 분리/결합기의 레이저 빔을 각각 결합시키는 파장결합기;

상기 파장결합기에서 출력되는 광신호들을 증폭시키는 편광유지 광섬유;

그리고 상기 증폭된 광신호들을 각각 선형편광시키는 선형편광자:를 갖춘 것을 그 특징으로 한다.

다음은 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 광섬유증폭기를 나타낸 개략적 블럭도이다.

제2도에서 1은 입력광신호출 서로 수직한 광신호로 분리하고 중첩시키는 편파 빔 분산/중첩기(PBS : Polarization Beam Splitter/recombiner)이다. 2는 상기 편파 빔 분산/중첩기에서 분리된 광신호들을 각각 집적시키는 위상조정기(PC : Phase Controller)이다. 5는 펌핑용 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드이다. 4는 상기 레이저 빔을 이등분하여 분리시키는 3 dB 분리/결합기( 3 dB Coupler )이다. 3은 상기 레이저 빔과 입력광을 결합시키는 광결합기( WDM : Wavelength Division Multiplexing Coupler )이다. 7은 편광을 유지시키면서 상기 레이저 빔과 결합된 입력광을 증폭시키는 편광유지 광섬유(Polarization Maintained OpticalFiber)이다. 그리고 6은 상기 증폭된 광신호들을 각각 선형편광시키는 선형편광자(LP : Linear Polarizer)이다.

입력단에 들어오는 광신호는 편파 빔 분산/중첩기(1)에 의해 서로 수직한(orthogonal) 편광으로 분리된다. 하나의 광신호는 서로 다른 광경로(optical path length)를 갖는 성향이 잇고 이에 따라 편광모드 분산(polarization mode dispersion)값이 문제로 대두될 수 있다. 상기 문제점을 개선하기 위한 위상조정기(2)는, 상기 편파 빔 분산/중첩기에서 분리된 광신호들을 각각 집적시킴에 따라 각각의 경로에 가능한 광경로를 보상한다.

한편 레이저 다이오드(5)는 펌핑(pumping)용 레이저 빔을 발생하게 되고, 3 dB 분리/결합기(4)는 상기 레이저 빔을 이등분하여 분리시킨다.

여기서 3 dB 분리/결합기(4)는 그 입출력을 자유자재로 변환시킬 수 있고, 그에 따라 3 dB 분리기 또는 3 dB 결합기로 사용되어진다. 3 dB란 본 실시예에서 50 %의 레이저 빔 에너지를 의미한다. 광결합기(3)는 상기 레이저 빔과 입력광을 결함하여 편광유지 광섬유(7)에 입력시킨다. 편광유지 광섬유(7)는 편광을 유지시키면서 상기 레이저 빔과 결합된 입력광을 증폭시키게 된다. 편광유지 광섬유(7)를 통과한 증폭된 광신호는, 해당신호 중폭선으로 유도된 편파 빔 분산/중첩기(1)의 통과축(Transmission Axis)과 동일한 통과축을 갖는 선형편광자(6)를 통과한다. 이 때 신호와 수직인 편광을 갖는 잡음원(ASE)은 상기 선형편광자(6)에 의해 제거된다. 각각의 편광유지 광섬유(7)에 의해 증폭된 후 수직성분의 잡음이 제거된 신호들은 별도의 편파 빔 분산/중첩기(1)에 의해 다시 중첩(Superposition)된다.

본 발명의 효과를 검증하기 위하여 상기 실시예의 구성을 갖는 광섬유증폭기를 실험한 결과, 종래의 광섬유중폭기와 비교하여 총잡음의 50 % ( 3 dB )가 감소됨을 확인할 수 있었다.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 광섬유증폭기에 의하면, 광섬유증폭기의 자생적인 잡음을 구조적으로 감소시킬 수 있다.

제1도는 종래의 광섬유증폭기를 나타낸 개략적 블럭도이다.

제2도는 본 발명에 따른 광섬유증폭기를 나타낸 개략적 블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명.

1. . . 편파빔분산/중첩기(PBS : Polarization Beam Splitter /recombiner),

2. . . 위상조정기(PC : Phase Controller),

3. . . 광결합기( WDM : Wavelength Division Multiplexing Coupler ),

4. . . 3 dB 분리/결합기( 3 dB Coupler ),

5. . . 레이저 다이오드( LD : LASER Diode ),

6. . . 선형편광자(LP : Linear Polarizer),

7. . . 편광유지 광섬유(Polarization Maintained Optical Fiber),

8. . . 광섬유(Optical Fiber).

Claims (2)

1. 입력광신호를 서로 수직한 광신호로 분리하고 중첩시키는 편파 빔 분산/중첩기;

   상기 편파 빔 분산/중첩기에서 분리된 광신호들을 각각 집적시키는 위상조정기;

   펌핑용 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드;

   상기 레이저 빔을 이등분하여 분리시키는 3 dB 분리/결합기;

   상기 위상조정기의 광출력과 3 dB 분리/결합기의 레이저 빔을 각각 결합시키는 파장결합기;

   상기 파장결합기에서 출력되는 광신호들을 증폭시키는 편광유지 광섬유;

   그리고 상기 증폭된 광신호들을 각각 선형편광시키는 선형편광자:를 갖춘 것을 그 특징으로 하는 광섬유증폭기.
2. 제1항에 있어서 상기 선형편광자의 광신호 통과축이, 상기 편파 빔 분산/중첩기에서 유도된 통과축과 일치되는 것을 특징으로 하는 광섬유증폭기.