KR100345332B1 - Recycled erbium doped fiber amplifier - Google Patents

Recycled erbium doped fiber amplifier Download PDF

Info

Publication number
KR100345332B1
KR100345332B1 KR1019950066831A KR19950066831A KR100345332B1 KR 100345332 B1 KR100345332 B1 KR 100345332B1 KR 1019950066831 A KR1019950066831 A KR 1019950066831A KR 19950066831 A KR19950066831 A KR 19950066831A KR 100345332 B1 KR100345332 B1 KR 100345332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical signal
erbium
port
doped
pump light
Prior art date
Application number
KR1019950066831A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR970056075A (en
Inventor
황성택
김성준
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to KR1019950066831A priority Critical patent/KR100345332B1/en
Publication of KR970056075A publication Critical patent/KR970056075A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100345332B1 publication Critical patent/KR100345332B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094023Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with ASE light recycling, with reinjection of the ASE light back into the fiber, e.g. by reflectors or circulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16Solid materials
    • H01S3/1601Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium

Abstract

PURPOSE: A recycled erbium doped fiber amplifier is provided to amplify an amplified light again and enhance an amplification efficiency, or smooth a gain without the degradation of the entire gain. CONSTITUTION: A circulator(11) has 3 input and output ports. A pump laser diode(15) provides a pump light. A WDM(Wavelength Division Multiplexer)(12) combines the optical signal inputted from the circulator(11) with the pump light. An erbium doped fiber(13) amplifies the optical signal inputted through the WDM(12) using an energy of the inputted pump light. The first reflective type FGF(Fiber diffraction Grating Filter)(17a) directly connects to the erbium doped fiber(13) and reflects a pump light which remains after being used in amplification to the erbium doped fiber(13). A reflector directly connects to the first reflective type FGF(17a), and reflects an optical signal with a wavelength band in which a gain is relatively low among the amplified optical signals to the erbium doped fiber(13).

Description

리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기Recyclable Erbium Doped Fiber Amplifier

본 발명은 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기(recycled erbium doped fiber amplifier)에 관한 것으로, 상세하게는 증폭된 광을 재차 증폭하여 증폭 효율을 높이거나 전체적인 이득의 저하없이 이득을 평탄화하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a recycled erbium doped fiber amplifier, and more particularly, to a recycled erbium doped fiber amplifier that amplifies the amplified light again to increase amplification efficiency or flatten the gain without lowering the overall gain. will be.

제1도는 종래의 싱글 포워드 어븀 도핑 광섬유 증폭기 (single forward EDFA)의 개략적 구성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 현재까지 주로 사용되어 온 싱글 포워드 어븀 도핑 광섬유 증폭기는, 입출력단의 광소자로부터 반사되어 생기는 광의 역류를 방지하기 위한 제1 및 제2아이솔레이터 (1,4, isolator), 서로 파장이 다른 신호광과 펌프광을 결합시켜 주는 파장 분할 멀티플렉서(2 WDM; wavelength division multiplexer), 광 증폭기의 핵심 소자로서 여기 매체인 어븀 도핑 광섬유(3, EDF; erbium doped fiber) 및 여기용 에너지원인 펌프 레이저 다이오드(5, pump laser diode) 등으로 이루어져 있다.1 is a schematic diagram of a conventional single forward erbium-doped fiber amplifier (single forward EDFA). As shown in this figure, a single forward erbium-doped optical fiber amplifier, which has been mainly used up to now, includes first and second isolators (1, 4, isolators) for preventing backflow of light reflected from optical elements of an input / output terminal. A wavelength division multiplexer (2 WDM) that combines signal and pump light with different wavelengths, an erbium doped fiber (EDF) and excitation energy source It consists of a pump laser diode (5, pump laser diode).

이와 같은 구성의 싱글 포워드 어븀 도핑 광섬유 증폭기는 다음과 같이 동작한다.The single forward erbium-doped fiber amplifier in this configuration operates as follows.

먼저, 제1아이솔레이터(1)를 거쳐 입사되는 광신호와 펌프 레이저 다이오드(5)에서 입사되는 펌프광은 파장 분할 멀티플렉서(2)에서 서로 결합되어 어븀 도핑 광섬유(3)에 입사된다. 어븀 도핑 광섬유(3)에 입사된 광 신호는 펌프광에 의해 증폭되어 제2아이솔레이터(4)를 거쳐 출력된다. 이와 같이, 순방향으로 동작하는 싱글 포워드 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 광 신호 파장에 따른 이득 및 잡음 지수 그래프가 제2도에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 EDFA의 특성 그래프는 광신호의 증폭 기능을 갖는 어븀 도핑 광섬유(3)의 길이가 24m로 제작된 EDFA에서 측정된 것으로, 입사 광 신호의 파장대에 따른 증폭 이득이 1528nm~1540nm 파장대에서는 피크값을, 1540nm~1557nm 파장대에서는 대체로 평탄한 값을, 그리고 1557nm~1563nm 파장대에서는 감쇠값을 갖는다. 따라서, 통신 시스템에 적용하여 증폭할 수 있는 주파수 대역은 대략 1540nm~1557nm 파장대의 광 신호들 뿐이고, 1528nm~1540nm 파장대의 광 신호들은 증폭 이득이 상대적으로 크므로 이용하기가 어렵다.First, the optical signal incident through the first isolator 1 and the pump light incident from the pump laser diode 5 are combined with each other in the wavelength division multiplexer 2 to be incident on the erbium-doped optical fiber 3. The optical signal incident on the erbium-doped optical fiber 3 is amplified by the pump light and output through the second isolator 4. As such, a graph of gain and noise figure according to the optical signal wavelength of a single forward erbium-doped fiber amplifier operating in the forward direction is shown in FIG. The characteristic graph of the EDFA shown in this figure is measured in the EDFA fabricated with a length of 24m of the erbium-doped optical fiber 3 having the optical signal amplification function, the amplification gain according to the wavelength band of the incident optical signal is 1528nm ~ 1540nm Has a peak value, a flat value in the 1540 nm to 1557 nm wavelength band, and an attenuation value in the 1557 nm to 1563 nm wavelength band. Therefore, the frequency band that can be amplified by the communication system is only optical signals in the wavelength range of 1540 nm to 1557 nm, and optical signals in the wavelength range of 1528 nm to 1540 nm are difficult to use because of their relatively large amplification gains.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 제안된 이득 평탄화 어븀 도핑 광섬유 증폭기가 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 것들이다.The gain planarized erbium-doped fiber amplifiers proposed to improve this problem are those having the structures as shown in FIGS. 3 and 4.

먼저, 제3도에 도시된 바와 같은 이득 평탄화 어븀 도핑 광섬유 증폭기는, 제1도에서 소개된 어븀 도핑 광섬유 증폭기에서 증폭용 소자인 어븀 도핑 광섬유(3) 대신에, 두 가지 이상의 희토류 원소가 함께 도핑된 공동-도핑 어븀 도핑 광섬유(3'; co-doped EDF)를 증폭용 소자로 사용하여 이득의 평탄화를 꾀하고 있다.First, in the gain planarized erbium-doped optical fiber amplifier as shown in FIG. 3, two or more rare earth elements are doped together instead of the erbium-doped optical fiber 3, which is an amplification element in the erbium-doped optical fiber amplifier introduced in FIG. Co-doped erbium-doped optical fiber 3 '(co-doped EDF) is used as an amplification device to planarize the gain.

또한, 제4도에 도시된 바와 같은 이득 평탄화 어븀 도핑 광섬유 증폭기는, 제1도에서 소개된 어븀 도핑 광섬유 증폭기에서 증폭용 소자인 어븀 도핑 광섬유(3) 사이에, 특정 주파수의 광신호 만을 반사시키거나 통과시키는 특성을 가지고 있는 광섬유 회절격자 필터 (3", FGF; fiber grating filter)를 삽입하여 이득의 평탄화를 피하고 있다.Further, the gain flattened erbium-doped optical fiber amplifier as shown in FIG. 4 reflects only an optical signal of a specific frequency between the erbium-doped optical fiber 3, which is an amplification element, in the erbium-doped optical fiber amplifier introduced in FIG. In order to avoid gain flattening, an optical fiber diffraction grating filter (3 ", FGF) is inserted.

그러나, 공동-도핑 어븀 도핑 광섬유(3': co-doped EDF)를 사용하거나 광섬유 회절격자 필터 (3", FGF, fiber grating filter)를 삽입한 이득 평탄화 어븀 도핑 광섬유 증폭기는 입사 광신호의 파장에 따른 이득은 평탄화되나 이득이 전체적으로 낮아지는 단점이 있다.However, a gain flattened erbium doped fiber amplifier using co-doped erbium doped fiber (3 ') or inserting a fiber grating filter (3 ", FGF) is applied to the wavelength of the incident optical signal. The gain is flattened but has the disadvantage of lowering the overall gain.

또한, 앞서 설명된 3가지 어븀 도핑 광섬유 증폭기들는 순방향(FORWARD) 구조의 증폭기이기 때문에, 이득 및 잡음 지수(noise figure) 특성을 고려하여 어븀 도핑 광섬유를 최적화할 경우에도 어븀 도핑 광섬유에서 증폭에 이용되고 남은 펌프 광 파워의 30% 이상이 자연 감쇠되므로 비효율적이다. 또한 여러 개의 광소자를사용하기 때문에 이들 소자의 접속점(slicing point)에서 발생하는 손실도 무시할 수 없으며, 광소자의 갯 수가 많아지면 어븀 도핑 광섬유 증폭기를 소형화할 경우 패키지화하기가 어렵다.In addition, since the three erbium-doped fiber amplifiers described above are forward (FORWARD) structure amplifiers, they are used for amplification in the erbium-doped fiber even when erbium-doped fiber is optimized in consideration of gain and noise figure characteristics. More than 30% of the remaining pump optical power is naturally attenuated, making it inefficient. In addition, due to the use of multiple optical devices, the losses incurred at the connecting points of these devices cannot be ignored, and as the number of optical devices increases, it is difficult to package them when the erbium doped fiber amplifier is miniaturized.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 펌프광의 파워를 효율적으로 사용하여 수명을 연장할 수 있고, 광손실이 적으며, 소형화를 위한 패키징이 용이한 동시에 증폭 이득이 평탄한 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and can efficiently extend the life by using the power of the pump light efficiently, reduce the light loss, facilitate the packaging for miniaturization, and at the same time gain a flattening gain flattening gain recycling The object is to provide an erbium doped fiber amplifier.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기는,In order to achieve the above object, the gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier according to the present invention,

3개의 입출력 포트를 갖는 방향성 광신호 전달 수단;Directional optical signal transmitting means having three input / output ports;

증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드;A pump laser diode providing a pump light that is an energy source for amplification;

상기 방향성 광신호 전달 수단으로부터 입력되는 광신호와 상기 펌프광을 결합하여 주는 파장 분할 멀티플렉서;A wavelength division multiplexer for combining the pump light with the optical signal input from the directional optical signal transmitting means;

상기 파장 분할 멀티플렉서를 통해 입력되는 상기 광신호를 함께 입력되는 상기 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 어븀 도핑 광섬유; 및An erbium-doped optical fiber for amplifying the optical signal input through the wavelength division multiplexer using the energy of the pump light input together; And

상기 증폭된 광신호 중에서 이득이 상대적으로 낮은 파장대의 광신호 및 상기 증폭에 사용되고 남은 상기 펌프광을 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 광반사 수단;을Light reflecting means for reflecting the optical signal in the wavelength band of the relatively low gain of the amplified optical signal and the pump light used for the amplification to the erbium-doped optical fiber;

구비하여 된 것을 특징으로 한다.Characterized in that provided.

본 발명에 있어서, 상기 방향성 광신호 전달 수단은, 제1포트, 제2포트 및제3포트를 가지고, 상기 제1포트로 입력되는 광신호는 반드시 제2포트로만 출력되게하며, 상기 제2포트로 입력되는 광신호는 반드시 제3포트로만 출력되게 하며, 상기 제3포트로 입력되는 광신호는 상기 제1 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되게 하지 않는 서큘레이터로 이루어진 것이 바람직하며,In the present invention, the directional optical signal transmitting means has a first port, a second port, and a third port, and the optical signal input to the first port must be output only to a second port, and to the second port. Preferably, the optical signal to be input is output only to the third port, and the optical signal input to the third port is preferably made of a circulator that does not output to any one of the first and second ports.

상기 광반사 수단은 상기 어븀 도핑 광섬유의 파장대별 이득 특성곡선에서 상대적으로 이득이 낮게 나타나는 파장대의 광 신호에 대해서 상대적으로 높은 반사율을 갖는 반사체로 형성된 것이 바람직하다.Preferably, the light reflecting means is formed of a reflector having a relatively high reflectance with respect to an optical signal in a wavelength band in which gain is relatively low in the gain characteristic curve for each wavelength band of the erbium-doped optical fiber.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기는,In addition, in order to achieve the above object, the gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier according to the present invention,

3개의 입출력 포트를 갖는 방향성 광신호 전달 수단;Directional optical signal transmitting means having three input / output ports;

증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드;A pump laser diode providing a pump light that is an energy source for amplification;

상기 방향성 광신호 전달 수단으로부터 입력되는 광신호와 상기 펌프광을 결합하여 주는 제1파장 분할 멀티플렉서;A first wavelength division multiplexer which combines the optical signal input from the directional optical signal transmitting means and the pump light;

상기 제1파장 분할 멀티플렉서를 통해 입력되는 상기 광신호를 함께 입력되는 상기 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 소정 길이의 어븀 도핑 광섬유;An erbium-doped optical fiber of a predetermined length for amplifying the optical signal input through the first wavelength division multiplexer using the energy of the pump light input together;

상기 증폭된 광신호 및 상기 증폭에서 사용되고 남은 상기 펌프광을 분할하여 주는 제2파장 분할 멀티플렉서;A second wavelength division multiplexer for dividing the amplified optical signal and the pump light used in the amplification;

상기 제2파장 분할 멀티플렉서에 직접 접속되어 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에서 분할된 상기 증폭된 광신호 중에서 이득이 상대적으로 낮은 파장대의 광신호 만을 통과시키는 광 필터;An optical filter directly connected to the second wavelength division multiplexer to pass only an optical signal having a relatively low gain among the amplified optical signals divided by the second wavelength division multiplexer;

상기 광 필터에 직접 접속되어 상기 광 필터에서 필터링된 광신호를 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제1광반사 수단; 및First light reflecting means connected directly to the optical filter and reflecting the optical signal filtered by the optical filter to the erbium-doped optical fiber; And

상기 제2파장 분할 멀티플렉서에 직접 접속되어 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에서 분할된 상기 증폭에 사용되고 남은 상기 펌프광을 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제2광반사 수단;을Second light reflecting means connected directly to the second wavelength division multiplexer to reflect the pump light used for the amplification divided in the second wavelength division multiplexer to the erbium-doped optical fiber;

구비하여 된 것을 특징으로 한다.Characterized in that provided.

본 발명에 있어서, 상기 방향성 광신호 전달 수단은, 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 가지고, 상기 제1포트로 입력되는 광신호는 반드시 제2포트로만 출력되게하며, 상기 제2포트로 입력되는 광신호는 반드시 제3포트로만 출력되게 하며, 상기 제3포트로 입력되는 광신호는 상기 제1 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되게 하지 않는 서큘레이터로 이루어진 것이 바람직하며,In the present invention, the directional optical signal transmitting means has a first port, a second port, and a third port, and the optical signal input to the first port must be output only to the second port, and the second port It is preferable that the optical signal to be input to only the third port, and the optical signal input to the third port is made of a circulator not to be output to any one of the first and second ports,

상기 광반사 수단은 상기 어븀 도핑 광섬유의 파장대별 이득 특성 곡선에서 상대적으로 이득이 낮게 나타나는 파장대의 광 신호에 대해서 상대적으로 높은 반사율을 갖는 반사체로 형성된 것이 바람직하다.The light reflecting means is preferably formed of a reflector having a relatively high reflectance with respect to the optical signal in the wavelength band where the gain is relatively low in the gain characteristic curve for each wavelength band of the erbium-doped optical fiber.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사형 광섬유 회절격자 필터를 이용한 리사이클 필터는,In addition, a recycling filter using a reflective optical fiber diffraction grating filter according to the present invention in order to achieve the above object,

3개의 입출력 포트를 갖는 방향성 광신호 전달 수단;Directional optical signal transmitting means having three input / output ports;

증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드;A pump laser diode providing a pump light that is an energy source for amplification;

상기 방향성 광신호 전달 수단으로부터 입력되는 광신호와 상기 펌프광을 결합하여 주는 파장 분할 멀티플렉서;A wavelength division multiplexer for combining the pump light with the optical signal input from the directional optical signal transmitting means;

상기 파장 분할 멀티플렉서를 통해 입력되는 상기 광신호를 함께 입력되는 상기 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 어븀 도핑 광섬유;An erbium-doped optical fiber for amplifying the optical signal input through the wavelength division multiplexer using the energy of the pump light input together;

상기 어븀 도핑 광섬유에 직접 접속되어 상기 증폭에 사용되고 남은 상기 펌프광을 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제1반사형 광섬유 회절격자 필터; 및A first reflection type optical fiber diffraction grating filter which is directly connected to the erbium-doped optical fiber and reflects the pump light used for the amplification to the erbium-doped optical fiber; And

상기 제1반사형 광섬유 회절 격자 필터에 직접 접속되어 상기 증폭된 광신호 중에서 이득이 상대적으로 낮은 파장대의 광신호를 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제2광반사 수단;을Second light reflecting means connected directly to the first reflecting optical fiber diffraction grating filter and reflecting an optical signal having a relatively low gain in the amplified optical signal to the erbium-doped optical fiber;

구비하여 된 것을 특징으로 한다.Characterized in that provided.

본 발명에 있어서, 상기 방향성 광신호 전달 수단은, 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 가지고, 상기 제1포트로 입력되는 광신호는 반드시 제2포트로만 출력되게하며, 상기 제2포트로 입력되는 광신호는 반드시 제3포트로만 출력되게 하며, 상기 제3포트로 입력되는 광신호는 상기 제1 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되게 하지 않는 서큘레이터로 이루어진 것이 바람직하다.In the present invention, the directional optical signal transmitting means has a first port, a second port, and a third port, and the optical signal input to the first port must be output only to the second port, and the second port The optical signal input to is necessarily output to only the third port, and the optical signal input to the third port is preferably made of a circulator that does not output to any of the first and second ports.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사형 광섬유 회절격자 필터를 이용한 리사이클 필터는,In addition, a recycling filter using a reflective optical fiber diffraction grating filter according to the present invention in order to achieve the above object,

3개의 입출력 포트를 갖는 방향성 광신호 전달 수단;Directional optical signal transmitting means having three input / output ports;

증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드;A pump laser diode providing a pump light that is an energy source for amplification;

상기 방향성 광신호 전달 수단으로부터 입력되는 광신호와 상기 펌프광을 결합하여 주는 제1파장 분할 멀티플렉서;A first wavelength division multiplexer which combines the optical signal input from the directional optical signal transmitting means and the pump light;

상기 제1파장 분할 멀티플렉서를 동해 입력되는 상기 광신호를 함께 입력되는 상기 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 어븀 도핑 광섬유;An erbium-doped optical fiber for amplifying the optical signal input through the first wavelength division multiplexer using the energy of the pump light input together;

상기 증폭된 광신호 및 상기 증폭에서 사용되고 남은 상기 펌프광을 분할하여 주는 제2파장 분할 멀티플렉서;A second wavelength division multiplexer for dividing the amplified optical signal and the pump light used in the amplification;

상기 제2파장 분할 멀티플렉서에 직접 접속되어 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에서 분할된 상기 증폭에 사용되고 남은 상기 펌프광을 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제1반사형 회절격자 필터; 및A first reflection type diffraction grating filter connected directly to the second wavelength division multiplexer and reflecting the pump light used for the amplification divided by the second wavelength division multiplexer to the erbium-doped optical fiber; And

상기 제2파장 분할 멀티플렉서에 직접 접속되어 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에서 분할된 상기 증폭된 광신호 중에서 이득이 상대적으로 낮은 파장대의 광신호를 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제2반사형 회절격자 필터; 를A second reflection diffraction grating filter which is directly connected to the second wavelength division multiplexer and reflects an optical signal having a relatively low gain to the erbium-doped optical fiber among the amplified optical signals divided by the second wavelength division multiplexer; ; To

구비하여 된 것을 특징으로 한다.Characterized in that provided.

본 발명에 있어서, 상기 방향성 광신호 전달 수단은, 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 가지고, 상기 제1포트로 입력되는 광신호는 반드시 제2포트로만 출력되게 하며, 상기 제2포트로 입력되는 광신호는 반드시 제3포트로만 출력되게 하며, 상기 제3포트로 입력되는 광신호는 상기 제1 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되게 하지 않는 서큘레이터로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, the directional optical signal transmission means has a first port, a second port, and a third port, and the optical signal input to the first port must be output only to the second port, the second port The optical signal input to is necessarily output to only the third port, and the optical signal input to the third port is characterized in that it is made of a circulator that does not output to any of the first and second ports.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기를 설명한다.Hereinafter, a recycling erbium doped fiber amplifier according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제5도는 본 발명에 따른 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 개략적 구성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유(recycled EDFA)는 3개의 입출력 포트를 갖는 서큘레이터(11, circulator)와, 증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드(15, pump laser diode)와, 서로 파장이 다른 서큘레이터(11)로 부터의 신호광과 펌프광을 결합시켜 주는 파장 분할 멀티플렉서(12, WDM; wavelength division multiplexer)와, 여기 매체로서 파장 분할 멀티플렉서(12)를 통해 입력되는 광신호를 함께 입력되는 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 어븀 도핑 광섬유(13, EDF; erbium doped fiber) 및 어븀 도핑 광섬유(13)로부터 입사되는 증폭된 광신호들 중에서 어븀 도핑 광섬유(13)의 파장대별 이득 특성 곡선에서 상대적으로 이득이 낮게 나타나는 파장대의 광 신호 및 증폭에 사용되고 남은 펌프광을 어븀 도핑 광섬유(3)로 반사시켜주는 광반사체(14, reflector)를 구비한다.5 is a schematic structural diagram of a gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier according to the present invention. As shown in the figure, the gain planarized recycled erbium-doped optical fiber according to the present invention includes a circulator 11 having three input / output ports and a pump laser diode providing a pump light as an energy source for amplification. 15, a pump laser diode, a wavelength division multiplexer (WDM) 12 for coupling signal light and pump light from circulators 11 having different wavelengths, and a wavelength division multiplexer 12 as an excitation medium. Erbium-doped optical fiber among the amplified optical signals incident from the erbium-doped optical fiber 13 and the erbium-doped optical fiber 13 for amplifying the optical signal input through the energy using the pump light input together Erbium-doped remaining pump light used for optical signals and amplification in the wavelength band where gain is relatively low in the gain characteristic curve for each wavelength band in (13) A light reflector 14 reflecting the optical fiber 3 is provided.

여기서, 서큘레이터(11)는 3개의 포트를 가지는데, 제1포트로 입사된 광은 반드시 제2포트로만 출력되며, 제2포트로 입사된 광은 반드시 제3포트로만 출력되며, 제3포트로 입사된 광은 제1포트 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되지 않는 특성을 갖는 광소자이다. 따라서, 제1포트 광신호의 입력 포트로서 사용되며, 제3포트는 출력 포트로 사용된다. 파장 분할 멀티플렉서(12)는 1532nm 혹은 1550nm의 광 신호와 980nm의 펌프광을 파장 분할에 의한 멀티플렉싱으로 결합시켜 어븀 도핑 광섬유(13)에 입사시키는 역할을 한다. 어븀 도핑 광섬유(13)는 광 신호를 증폭하는 소자로서 펌프광에 의해 여기된 전자들이 광 신호에 따라 자발 천이되는 레이징을 일으키므로 결국 광 신호를 증폭하게 된다. 반사체(14, reflector)는 어븀 도핑 광섬유(13)의 파장대별 이득 특성 곡선에서 상대적으로 이득이 낮게 나타나는 파장대의 광 신호에 대해서 상대적으로 높은 반사율을 갖는 것이 이득 평탄화에 유리하다. 이는 일단 어븀 도핑 광섬유(13)에서 증폭된 광신호 중에서 상대적으로 이득이 낮은 주파수대의 광 신호 만을 어븀 도핑 광섬유(13)으로 반사시켜 상대적으로 이득이 낮은 광 신호 만을 재증폭하여 그 이득을 높여 줌으로써 증폭 이득을 평탄화시키기 때문이다.Here, the circulator 11 has three ports, and light incident to the first port is output only to the second port, and light incident to the second port is output only to the third port, and the third port. The incident light is an optical device having a characteristic of not being output to any one of the first port and the second port. Therefore, it is used as an input port of the first port optical signal, and the third port is used as an output port. The wavelength division multiplexer 12 combines an optical signal of 1532 nm or 1550 nm with a pump light of 980 nm by multiplexing by wavelength division to enter the erbium-doped optical fiber 13. The erbium-doped optical fiber 13 is an element for amplifying an optical signal, and thus, electrons excited by the pump light cause the laser to spontaneously transition according to the optical signal. The reflector 14 is advantageous for gain planarization having a relatively high reflectance for the optical signal in the wavelength band where the gain is relatively low in the gain characteristic curve for each wavelength band of the erbium-doped optical fiber 13. This amplifies by reflecting only the optical signal of the low-gain frequency band among the optical signals amplified by the erbium-doped optical fiber 13 to the erbium-doped optical fiber 13 to reamplify only the low-gain optical signal and increase its gain. This is because the gain is flattened.

이상과 같이 구성된 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기는 다음과 같이 동작한다.The gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier configured as described above operates as follows.

입력 신호광이 서큘레이터(11)의 포트1→포트2를 지나도록 하고, 이 빛은 파장 분할 멀티플렉서(12)를 통과한 후 펌프광과 합해져서 펌프광에 의해 여기되는 어븀 도핑 광섬유(13) 내에서 증폭된다. 이렇게 증폭된 신호광은 반사체(14)에서 반사되고, 마찬가지로 이 신호광과 함께 반사된 나머지 펌프광이 여기된 어븀 도핑 광섬유를 다시 통과하면서 광신호를 재차 증폭한다. 재차 증폭된 광 신호는 파장 분할 멀티플렉서(12)를 통과한 후 서큘레이터(11)의 포트2→포트3를 지나 최종적으로 출력된다.The input signal light passes from port 1 to port 2 of the circulator 11, and the light passes through the wavelength division multiplexer 12 and is then combined with the pump light to be amplified in the erbium-doped optical fiber 13 excited by the pump light. do. The amplified signal light is reflected by the reflector 14, and similarly, the remaining pump light reflected together with the signal light passes through the excited erbium-doped optical fiber again to amplify the optical signal again. The amplified optical signal is passed through the wavelength division multiplexer 12 and finally outputs from port 2 to port 3 of the circulator 11.

이와 같이 동작하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기가 이득 평탄화 특성을 갖도록 하기 위해서는, 증폭기의 순방향 이득 특성이 제2도에 도시된 바와 같다면, 이득 평탄화를 극대화하기 위해서 각 파장대에 대하여, 제6도에 도시된 바와 같이, 대략 1540nm~1560nm 파장대의 광 신호에 대하여 상대적으로 높은 반사율을 갖는 반사체(14)를 사용하는 것이 바람직하다. 실제로, 신호광과 펌프장을 반사시키기 위하여 코팅된 반사체(14)는 펌프광의 파장에 대해서는 70%의 반사율을 가지며, 신호광에 대해서는, 제6도에 도시된 바와 같이, 파장에 따라 반사율을 다르게 한다.In order for the recycled erbium-doped fiber amplifier to operate in this manner to have gain flattening characteristics, if the forward gain characteristic of the amplifier is as shown in FIG. 2, it is shown in FIG. 6 for each wavelength band to maximize gain flattening. As mentioned, it is preferable to use the reflector 14 which has a relatively high reflectance with respect to the optical signal of the wavelength band of about 1540 nm-1560 nm. In fact, the reflector 14 coated to reflect the signal light and the pumping field has a reflectance of 70% for the wavelength of the pump light, and for the signal light, the reflectance varies with wavelength, as shown in FIG.

이와 같은 반사체(14)가 장착된 증폭기가 구성됨으로써, 제2도에 도시된 바와 같은 이득 특성에서 1540nm~1560nm 파장대의 이득이 대폭 증가되어 제7도에 도시된 바와 같은 평탄한 이득 특성을 얻을 수 있다. 반면에, 제2도 및 제7도에서 1532nm 파장의 신호광에 대한 이득을 비교하여 보면, 단지 1dB 정도가 증가됨을 알 수 있다. 이와 같은 사실은 신호광이 EDF를 왕복하므로 실제 느끼는 EDF의 길이가 길어져 장파장 쪽의 이득이 더 빨리 증가되는 원인도 있지만 주된 요인은 사용된 반사체의 반사율이 1550nm 파장대에서는 87%로 높으나 1532nm 파장대에서는 40%로 낮기 때문이다.By constructing the amplifier equipped with such a reflector 14, the gain in the wavelength range of 1540 nm to 1560 nm can be greatly increased in the gain characteristic as shown in FIG. 2 to obtain a flat gain characteristic as shown in FIG. . On the other hand, when comparing the gains for the signal light of 1532 nm wavelength in FIGS. 2 and 7, only 1 dB is increased. This may be due to the fact that the signal light travels back and forth through the EDF, which in turn increases the length of the EDF, which in turn increases the gain on the longer wavelength side, but the main factor is that the reflectance of the used reflector is high at 87% in the 1550 nm band but 40% in the 1532 nm band. Because as low.

또한, 제5도의 증폭기에 사용되는 서큘레이터(11)의 삽입 손실은 포트 마다 약간의 차이는 있으나, 대략 1.2dB~1.7dB 사이의 값을 가지고 아이솔레이션(isolation)은 40dB 이상의 특성을 보인다. 이 서큘레이터(11)는 포트1→포트2, 포트2→포트3의 삽입 손실이 각각 1.28dB, 1.73dB 이므로 상대적으로 손실이 작은 포트1→포트2는 잡음지수(noise figure)의 영향을 고려하여 광 신호의 입력단에 사용하고, 손실이 큰 포트2→포트3는 잡음지수(noise figure)에 영향을 주지 않는 출력단에 배치한다. 앞서 언급한 바와 같이, 서큘레이터(11)에는 자체적으로 아이솔레이션(isolation) 기능이 있어 별도의 아이솔레이터 (isolator)를 장착할 필요가 없다.In addition, the insertion loss of the circulator 11 used in the amplifier of FIG. 5 varies slightly from port to port, but has a value between approximately 1.2 dB and 1.7 dB, and isolation is 40 dB or more. Since the insertion loss of port 1 → port 2, port 2 → port 3 is 1.28 dB and 1.73 dB, respectively, the circulator 11 considers the influence of the noise figure on the relatively small loss of port 1 → port 2. Use it for the input stage of the optical signal, and place the high loss port 2 → port 3 at the output stage that does not affect the noise figure. As mentioned above, the circulator 11 has an isolation function on its own, and there is no need to install a separate isolator.

이상 설명한 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 또 다른 실시예가 제8도에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 실시예는 제5도의 실시예에서, 파장 분할 멀티플렉서(12'), 필터(16) 및 반사체를 각각 하나씩 더 구비하고 있다. 이와 같은 구조는, 제5도의 실시예에서는 어븀 도핑 광섬유(13)에서 발생된 ASE가 반사체(14)에 반사되어 어븀 도핑 광섬유(13)에 재입사되므로 광증폭기 전체의 효율이 떨어지고, 잡음지수가 증가하는 단점을 고려한 것으로, ASE의 재입사를 방지하기 위한 것이다. 즉, 어븀 도핑 광섬유(13)의 뒷단에 파장 분할 멀티플렉서(12')를 구비하여 일단 증폭되어 방출되는 신호광과 증폭에 사용되고 남은 펌프광을 분리한 다음, 펌프광은 제2반사체(14b)에 입사시켜 반사되게 하고, 신호광은 광필터(16)를 거쳐 제1 반사체(14a)에 입사시켜 반사되게 함으로써 ASE를 제거하기 위한 것이다. 이와 같은 구조는 또한, 제5도의 실시예의 반사체(14)는 펌프광 및 신호광의 파장에 대해 반사 효율이 높도록 제작하기가 어려운 점도 고려한 것이다. 그리고 반사체(14a,14b)의 코팅면을 외부로부터 보호할 수 있는 별도의 보호 장치가 필요하다.Another embodiment of the gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier described above is shown in FIG. The embodiment shown in this figure further includes a wavelength division multiplexer 12 ', a filter 16 and a reflector, respectively, in the embodiment of FIG. In the structure of FIG. 5, since the ASE generated by the erbium-doped optical fiber 13 is reflected by the reflector 14 and re-entered into the erbium-doped optical fiber 13, the efficiency of the entire optical amplifier is reduced, and the noise figure is reduced. In consideration of increasing shortcomings, this is to prevent reentry of ASE. That is, a wavelength division multiplexer 12 'is provided at the rear end of the erbium-doped optical fiber 13 to separate the signal light once amplified and emitted and the remaining pump light used for amplification, and then the pump light is incident on the second reflector 14b to reflect the light. The signal light is incident on the first reflector 14a through the optical filter 16 to reflect the ASE. Such a structure also takes into consideration that the reflector 14 of the embodiment of FIG. 5 is difficult to manufacture so that the reflection efficiency is high with respect to the wavelength of the pump light and the signal light. In addition, a separate protective device is required to protect the coated surfaces of the reflectors 14a and 14b from the outside.

이상과 같이 (제5도 및 제8도의 실시예와 같이), 동작하는 구조의 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기는 펌프 광의 파장이나 펌핑 구조에 크게 영향을 받지 않는다. 즉, 펌프광의 파장이 980nm이거나 1480nm일 경우라도 각 파장의 펌프광을 반사시킬 수 있게 어븀 도핑 광섬유를 도핑하여 반사체를 형성하거나 이들 파장에 적합한 반사형 광섬유 회절격자 필터(FGF)를 사용하여 펌프광 만을 반사시킬 수도 있다(제9도 및 제10도의 실시예에서 설명한다). 또한, 포워드 펌핑(forward pumping) 구조나 백워드 펌핑 (backward pumping) 구조 및 더블펌핑(double pumping) 구조에 관계 없이 사용될 수 있다.As described above (as in the embodiments of FIGS. 5 and 8), the gain flattened recycling erbium-doped optical fiber amplifier of the operating structure is not significantly affected by the wavelength of the pump light or the pumping structure. That is, even when the wavelength of the pump light is 980 nm or 1480 nm, the reflector may be formed by doping the erbium-doped optical fiber so as to reflect the pump light of each wavelength or reflect only the pump light by using a reflective optical fiber diffraction grating filter (FGF) suitable for these wavelengths. (It is demonstrated in the Example of FIG. 9 and FIG. 10). It can also be used regardless of the forward pumping structure, the backward pumping structure and the double pumping structure.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 제9도 및 제10도에는 앞서 언급한 바 있는 반사형 광섬유 회절격자 필터(FGF)를 이용한 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 개략적 구성도가 도시되어 있다.As another embodiment of the present invention, FIGS. 9 and 10 show a schematic configuration diagram of a recycled erbium-doped fiber amplifier using the reflective optical fiber diffraction grating filter (FGF).

여기서, 제9도의 실시예는 제5도의 실시예에서 반사체(14) 대신에 남은 펌프광의 재활용과 신호광의 이득을 극대화하기 위해서 980nm와 1550nm 파장대에서 각각 전반사를 할 수 있도록 제작된 제1 및 제2광섬유 회절격자 필터(17a, 17b; FGFs)를 직렬로 구비한다. 이 제1 및 제2광섬유 회절격자 필터(17a, 17b)의 배치 순서는 바꿀 수도 있다. 펌프광과 신호광을 각각 반사시키기 위한 FGF는 특성상 이들 두 파장의 광을 함께 반사시킬 수 있도록 제작하기 어렵기 때문에, 제1광섬유 회절격자 필터(17a)는 980nm 파장의 펌프광에 대한 반사율이 반사체(14) 보다 훨씬 높고, 제2광섬유 회절 격자 필터(17b)는 1550nm 파장의 신호광에 대한 반사율이 반사체(14) 보다 높은 것을 사용한다. 일반적으로 반사형 광섬유 회절격자 필터(17a, 17b)는 밴드 폭(band width)이 2nm 이하로 좁기 때문에 어븀 도핑 광섬유(13)에서 발생된 ASE가 반사되는 것을 막아주므로 별도의 광필터를 부착할 필요가 없는 잇점이 있다.Here, the embodiment of FIG. 9 is the first and second manufactured to be total reflection in the wavelength range of 980nm and 1550nm, respectively, in order to maximize the recycling of the pump light and the gain of the signal light instead of the reflector 14 in the embodiment of FIG. Optical fiber diffraction grating filters 17a, 17b (FGFs) are provided in series. The order of arrangement of the first and second optical fiber diffraction grating filters 17a and 17b may be changed. Since the FGF for reflecting the pump light and the signal light, respectively, is difficult to fabricate to reflect the light of these two wavelengths together, the first optical fiber diffraction grating filter 17a reflects the reflector 14 with respect to the pump light of the 980 nm wavelength. Much higher, and the second optical fiber diffraction grating filter 17b uses a reflectance higher than that of the reflector 14 for signal light having a wavelength of 1550 nm. In general, the reflective optical fiber diffraction grating filters 17a and 17b have a narrow band width of 2 nm or less, thereby preventing reflection of the ASE generated in the erbium-doped optical fiber 13, so that a separate optical filter needs to be attached. There is no advantage.

또한, 제10도의 실시예는, 제9도의 실시예에서 파장 분할 멀티플렉서(12')를 하나 더 구비하고, 이 파장 분할 멀티플렉서(12') 뒷단에 제1 및 제2반사형 광섬유 회절격자 필터(17a, 17b)를 병렬로 배치한 점에 특징이 있다. 이와 같은 구조는, 제9도의 실시예에서는 어븀 도핑 광섬유(13)에서 증폭된 1550nm 파장의 신호광과제2반사형 광섬유 회절격자 필터(17b)에 반사된 1550nm 파장의 신호광이 980nm 반사형 광섬유 회절격자 필터(17a)를 통과하면서 나타날 수 있는 삽입 손실을 방지하기 위한 것이다. 즉, 어븀 도핑 광섬유(13)에서 일단 증폭되어 방출되는 신호광과 증폭에 사용되고 남은 펌프광을 분리한 다음, 펌프광은 제2반사형 광섬유 회절격자 필터(17b)에 입사시켜 반사되게 하고, 신호광은 제1반사형 광섬유 회절격자 필터(17a)에 입사시켜 반사되게 하여, 각 파장의 반사 경로를 다르게 함으로써, 제9도의 실시예에서와 같이 제1 및 제2반사형 광섬유 회절 격자 필터의 직렬 연결시 발생되는 삽입 손실을 방지하기 위한 것이다(즉, 제9도의 실시예에서는 1550nm 반사형 FGF(17b)가 980nm 반사형 FGF(17a)의 후단에 배치되어 있기 때문에 1550nm 광신호가 980nm 반사형 FGF(17a)를 통과하면서 손실이 일어나기 때문이다. 만약, 상기 두 반사형 FGF(17a, 17b)의 배치 순서가 바뀌어 있다면, 980nm 펌프광이 1550nm 반사형 광섬유 회절격자 필터(17b)를 통과하면서 손실이 생기게 된다). 그리고 이 구조에서도 역시 반사형 광섬유 회절격자 필터(17a, 17b)는 밴드 폭(band width)이 2nm 이하로 좁기 때문에 어븀 도핑 광섬유(13)에서 발생된 ASE가 반사되는 것을 막아주므로 별도의 광필터를 부착할 필요가 없는 잇점이 있다.In addition, the embodiment of FIG. 10 further includes a wavelength division multiplexer 12 'in the embodiment of FIG. 9, and the first and second reflection optical fiber diffraction grating filters ( There is a feature in that 17a and 17b) are arranged in parallel. In the structure of FIG. 9, in the embodiment of FIG. 9, the signal light of 1550 nm wavelength amplified by the erbium-doped optical fiber 13 and the signal light of 1550 nm wavelength reflected by the second reflection optical fiber diffraction grating filter 17b are 980 nm reflective optical fiber diffraction grating filters. This is to prevent insertion loss that may appear while passing through (17a). That is, after separating the signal light once amplified and emitted from the erbium-doped optical fiber 13 and the pump light used for the amplification, the pump light is incident on the second reflection optical fiber diffraction grating filter 17b to be reflected and the signal light is first Incident upon the reflective optical fiber diffraction grating filter 17a, and by varying the reflection paths of the respective wavelengths, which are generated when the first and second reflective optical fiber diffraction grating filters are connected in series as in the embodiment of FIG. This is to prevent insertion loss (i.e., in the embodiment of FIG. 9, since the 1550 nm reflective FGF 17b is disposed behind the 980 nm reflective FGF 17a, the 1550 nm optical signal passes through the 980 nm reflective FGF 17a). If the arrangement of the two reflective FGFs 17a and 17b is reversed, the loss occurs as the 980nm pump light passes through the 1550nm reflective optical fiber diffraction grating filter 17b. All). In this structure, the reflective optical fiber diffraction grating filters 17a and 17b also have a narrow band width of 2 nm or less, which prevents the reflection of the ASE generated in the erbium-doped optical fiber 13, thereby providing a separate optical filter. There is an advantage that does not need to be attached.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기는, 서큘레이터와 펌프광 및 신호광에 대하여 반사율이 높은 반사체 혹은 광섬유 회절격자 필터를 구비하여 일차 증폭에 사용되고 남은 펌프 파워를 재활용하는 동시에 일차 증폭된 광신호를 반사체로 반사시켜 재증폭함으로써, 증폭 효율이 높아 펌프 레이저 다이오드의 출력을 최대로 하지 않더라도 필요한 이득을 충분히 얻을수 있어 광섬유 증폭기의 수명을 연장할 수 있거나, 전체적인 이득을 떨어뜨리지 않으면서 이득을 평탄화시켜 CATV용 등으로 그 활용도가 높은 장점이 있다.As described above, the recycled erbium-doped optical fiber amplifier according to the present invention includes a circulator, a reflector or an optical fiber diffraction grating filter having a high reflectance with respect to the pump light and the signal light, to recycle the remaining pump power for the first amplification and to perform primary amplification. By reflecting the optical signal back to the reflector and re-amplifying, the amplification efficiency is high and the necessary gain can be obtained even if the output of the pump laser diode is not maximized, which can extend the life of the optical fiber amplifier or reduce the gain without reducing the overall gain. Flattening has the advantage of high utilization for CATV.

제1도는 종래의 어븀 도핑 광섬유 증폭기 일예의 개략적 구성도,1 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional erbium-doped fiber amplifier;

제2도는 제1도의 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 광 신호 파장에 따른 이득 및 잡음 지수 그래프,2 is a graph of gain and noise figure according to the optical signal wavelength of the erbium-doped fiber amplifier of FIG.

제3도는 종래의 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 다른 예의 개략적 구성도,3 is a schematic structural diagram of another example of a conventional erbium-doped fiber amplifier,

제4도는 종래의 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 또 다른 예의 개략적 구성도,4 is a schematic configuration diagram of another example of a conventional erbium-doped fiber amplifier,

제5도는 본 발명에 따른 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 개략적 구성도,5 is a schematic configuration diagram of a gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier according to the present invention;

제6도는 제5도의 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기 반사체의 광 신호 파장에 따른 반사율 그래프,6 is a graph of reflectance according to the optical signal wavelength of the gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier reflector of FIG.

제7도는 제5도의 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 광 신호 파장에 따른 이득 및 잡음지수 그래프,7 is a graph of gain and noise figure according to the optical signal wavelength of the gain flattened recycle erbium-doped fiber amplifier of FIG.

제8도는 본 발명에 따른 다른 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 개략적 구성도,8 is a schematic structural diagram of another gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier according to the present invention;

제9도는 본 발명에 따른 반사형 회절격자 필터를 이용한 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 개략적 구성도,9 is a schematic configuration diagram of a recycled erbium-doped fiber amplifier using a reflective diffraction grating filter according to the present invention,

그리고 제10도는 본 발명에 따른 반사형 회전 격자 필터를 이용한 이득 평탄화 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기의 개략적 구성도이다.10 is a schematic configuration diagram of a gain flattened recycling erbium-doped fiber amplifier using the reflective rotary grating filter according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1. 제1아이솔레이터 2. 파장 분할 멀티플렉서1. First isolator 2. Wavelength division multiplexer

3. 어븀 도핑 광섬유 3'. 공동-도핑 어븀 도핑 광섬유3. Erbium-doped fiber optic 3 '. Co-doped Erbium Doped Fiber

3". 광섬유 회절격자 필터 4. 제 2아이솔레이터3 ". Optical Fiber Diffraction Grating Filter 4. Second Isolator

5. 펌프 레이저 다이오드5. Pump laser diode

11. 서큘레이터 12,12'. 파장 분할 멀티플렉서11.Circulator 12,12 '. Wavelength Division Multiplexer

13. 어븀 도핑 광섬유 14, 14a, 14b. 반사체13. Erbium-doped fiber 14, 14a, 14b. reflector

15. 펌프 레이저 다이오드 16. 필터15. Pump laser diode 16. Filter

17a, 17b. 제1 및 제2광섬유 회절격자 필터17a, 17b. First and Second Optical Fiber Diffraction Grating Filters

Claims (6)

3개의 입출력 포트를 갖는 방향성 광신호 전달 수단;Directional optical signal transmitting means having three input / output ports; 증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드;A pump laser diode providing a pump light that is an energy source for amplification; 상기 방향성 광신호 전달 수단으로부터 입력되는 광신호와 상기 펌프광을 결합하여 주는 파장 분할 멀티플렉서;A wavelength division multiplexer for combining the pump light with the optical signal input from the directional optical signal transmitting means; 상기 파장 분할 멀티플렉서를 통해 입력되는 상기 광신호를 함께 입력되는 상기 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 어븀 도핑 광섬유;An erbium-doped optical fiber for amplifying the optical signal input through the wavelength division multiplexer using the energy of the pump light input together; 상기 어븀 도핑 광섬유에 직접 접속되어 상기 증폭에 사용되고 남은 상기 펌프광을 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제1반사형 광섬유 회절격자 필터; 및A first reflection type optical fiber diffraction grating filter which is directly connected to the erbium-doped optical fiber and reflects the pump light used for the amplification to the erbium-doped optical fiber; And 상기 제1반사형 광섬유 회절 격자 필터에 직접 접속되어 상기 증폭된 광신호 중에서 이득이 상대적으로 낮은 파장대의 광신호를 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제2광반사 수단;을Second light reflecting means connected directly to the first reflecting optical fiber diffraction grating filter and reflecting an optical signal having a relatively low gain in the amplified optical signal to the erbium-doped optical fiber; 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기.Recycled erbium-doped fiber amplifier, characterized in that provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방향성 광신호 전달 수단은, 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 가지고, 상기 제1포트로 입력되는 광신호는 반드시 제2포트로만 출력되게하며, 상기 제2포트로 입력되는 광신호는 반드시 제3포트로만 출력되게 하며, 상기 제3포트로 입력되는 광신호는 상기 제1 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되게 하지 않는 서큘레이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기.The directional optical signal transmitting means has a first port, a second port, and a third port, and the optical signal input to the first port must be output only to the second port, and the optical signal input to the second port. The recycling erbium-doped fiber amplifier, characterized in that only the third port is output, and the optical signal input to the third port is composed of a circulator not to be output to any one of the first and second ports. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2반사형 회절격자 필터는 상기 어븀 도핑 광섬유에 직접 접속되고, 상기 제1반사형 회절격자 필터는 상기 제2반사형 회절격자 필터에 직접 접속된 것을 특징으로 하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유.And the second reflective diffraction grating filter is directly connected to the erbium doped optical fiber, and the first reflective diffraction grating filter is directly connected to the second reflective diffraction grating filter. 3개의 입출력 포트를 갖는 방향성 광신호 전달 수단;Directional optical signal transmitting means having three input / output ports; 증폭용 에너지원인 펌프광을 제공하는 펌프 레이저 다이오드;A pump laser diode providing a pump light that is an energy source for amplification; 상기 방향성 광신호 전달 수단으로부터 입력되는 광신호와 상기 펌프광을 결합하여 주는 제1파장 분할 멀티플렉서;A first wavelength division multiplexer which combines the optical signal input from the directional optical signal transmitting means and the pump light; 상기 제1파장 분할 멀티플렉서를 통해 입력되는 상기 광신호를 함께 입력되는 상기 펌프광의 에너지를 사용하여 증폭시켜주는 어븀 도핑 광섬유;An erbium-doped optical fiber for amplifying the optical signal input through the first wavelength division multiplexer using the energy of the pump light input together; 상기 증폭된 광신호 및 상기 증폭에서 사용되고 남은 상기 펌프광을 분할하여 주는 제2파장 분할 멀티플렉서;A second wavelength division multiplexer for dividing the amplified optical signal and the pump light used in the amplification; 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에 직접 접속되어 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에서 분할된 상기 증폭에 사용되고 남은 상기 펌프광을 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제1반사형 회절격자 필터 및 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에 직접 접속되어 상기 제2파장 분할 멀티플렉서에서 분할된 상기 증폭된 광신호 중에서 이득이 상대적으로 낮은 파장대의 광신호를 상기 어븀 도핑 광섬유로 반사시켜주는 제2반사형 회절격자 필터; 를A first reflection type diffraction grating filter and the second wavelength division multiplexer, which are directly connected to the second wavelength division multiplexer and reflect the pump light used for the amplification divided by the second wavelength division multiplexer to the erbium-doped optical fiber. A second reflection diffraction grating filter which is directly connected to reflect an optical signal having a relatively low gain among the amplified optical signals divided by the second wavelength division multiplexer to the erbium-doped optical fiber; To 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기.Recycled erbium-doped fiber amplifier, characterized in that provided. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 방향성 광신호 전달 수단은, 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 가지고, 상기 제1포트로 입력되는 광신호는 반드시 제2포트로만 출력되게하며, 상기 제2포트로 입력되는 광신호는 반드시 제3포트로만 출력되게 하며, 상기 제3포트로 입력되는 광신호는 상기 제1 및 제2포트 중 어느 포트로도 출력되게 하지 않는 서큘레이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기.The directional optical signal transmitting means has a first port, a second port, and a third port, and the optical signal input to the first port must be output only to the second port, and the optical signal input to the second port. The recycling erbium-doped fiber amplifier, characterized in that only the third port is output, and the optical signal input to the third port is composed of a circulator not to be output to any one of the first and second ports. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1반사형 회절격자 필터는 980nm 파장의 광에 대하여 90% 이상의 반사율을 가지고, 상기 제2반사형 회절격자 필터는 1550nm 파장의 광에 대하여 90% 이상의 반사율을 가지는 것을 특징으로 하는 리사이클 어븀 도핑 광섬유 증폭기.The first reflective diffraction grating filter has a reflectivity of 90% or more for light of 980 nm wavelength, and the second reflective diffraction grating filter has a reflectance of 90% or more for light of 1550 nm wavelength. Fiber optic amplifier.
KR1019950066831A 1995-12-29 1995-12-29 Recycled erbium doped fiber amplifier KR100345332B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950066831A KR100345332B1 (en) 1995-12-29 1995-12-29 Recycled erbium doped fiber amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950066831A KR100345332B1 (en) 1995-12-29 1995-12-29 Recycled erbium doped fiber amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970056075A KR970056075A (en) 1997-07-31
KR100345332B1 true KR100345332B1 (en) 2002-11-29

Family

ID=37488563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950066831A KR100345332B1 (en) 1995-12-29 1995-12-29 Recycled erbium doped fiber amplifier

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100345332B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW516251B (en) * 2000-01-31 2003-01-01 Murata Manufacturing Co Piezoelectric ceramic and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR970056075A (en) 1997-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5253104A (en) Balanced optical amplifier
US5808786A (en) Optical fiber amplifying device and method therefor
US5375010A (en) Optical amplifier
KR100265788B1 (en) Optical fiber amplifier having high small signal gain
US6731426B2 (en) Long wavelength optical amplifier
CN1218515C (en) Optical fiber amplifier having gain flattening filter
EP0782225B1 (en) Low tilt, high gain fiber amplifier
US6795236B2 (en) Cascadable optical amplifier arrangement
WO2003065625A2 (en) Fiber ring amplifiers and lasers
US20020118444A1 (en) Long wavelength optical amplifier
US6903868B2 (en) Wideband erbium doped fiber amplifier capable of minimizing band crosstalk
JP3884744B2 (en) Gain-flattened broadband erbium-doped fiber amplifier
KR100258970B1 (en) Optical fiber amplifier
US6690507B2 (en) Double-pumped raman amplifier
JP3019828B2 (en) Bidirectional optical amplifier
KR100345332B1 (en) Recycled erbium doped fiber amplifier
US7181119B2 (en) Optically amplifying waveguide, optical amplifier module, and optical communication system
CN115552812A (en) Optical fiber amplifier, wavelength division multiplexing system and optical communication equipment
US20020085803A1 (en) Optical amplifier
KR100269170B1 (en) Optical amplifier using optical fiber reflector
KR100345333B1 (en) Recycled erbium doped fiber amplifier
KR100219711B1 (en) Optical fiber amplifier with flat gain property
KR100252180B1 (en) Optical fiber amplifier for gain flattening
JP3500878B2 (en) Optical amplifier
KR0183911B1 (en) Optical fiber amplifier having flat gain and low noise-figure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050621

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee