KR100349672B1 - Power Clamped Flat Gain EDFA Using Output Power Saturation Effect - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광증폭 장치에 관한 것으로서, 출력 포화된 광증폭기에서의 파장별 이득특성 회전 현상을 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치를 제공하기 위하여, 입력 광신호의 세기 변동에 무관하게 고정된 출력을 내기 위한 제1 광증폭수단; 상기 제1 광증폭수단의 입력 광신호 세기 변동에 따른 파장별 이득 특성 변화와 상쇄되는 파장별 이득 특성 변화를 갖도록 상기 고정된 출력의 세기를 제어하기 위한 제어수단; 및 상기 제어수단에 의해 세기가 변화된 상기 고정된 출력을 입력으로 받아 상기 제1 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화와 상쇄된 파장별 이득 특성 변화를 갖는 고정된 출력을 내기 위한 제2 광증폭수단을 포함하되, 상기 제어수단은, 상기 제1 광증폭수단으로 입력되는 광신호와 상기 제2 광증폭수단으로 입력되는 광신호를 입력받아, 상기 제2 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화가 상기 제1 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화와 상쇄되도록 하는 제어신호를 발생하기 위한 광제어수단; 및 상기 광제어수단의 제어신호에 따라, 상기 제1 광증폭수단으로부터 출력되는 광신호의 세기를 변화시켜 상기 제2 광증폭수단으로 전달하기 위한 광신호세기 변환수단을 포함하며, 다채널 광통신 시스템 등에 이용된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical amplifier, and to provide a gain flattened fixed output optical fiber amplifying apparatus using a gain-specific rotation of wavelengths in an output saturated optical amplifier, a fixed output irrespective of intensity variation of an input optical signal. First optical amplification means for producing a; Control means for controlling the intensity of the fixed output to have a change in gain characteristics for each wavelength that is canceled by a change in gain characteristics for each wavelength caused by a change in the intensity of the input optical signal of the first optical amplifier; And a second optical amplifying means for receiving the fixed output whose intensity is changed by the control means as an input and outputting a fixed output having a gain characteristic change for each wavelength of the first optical amplification means and a gain characteristic change for each wavelength canceled out. The control means may include an optical signal input to the first optical amplification means and an optical signal input to the second optical amplification means, and the change in gain characteristics for each wavelength of the second optical amplification means may be changed. Optical control means for generating a control signal to cancel the change in gain characteristics for each wavelength of the first optical amplifier; And an optical signal intensity converting means for varying the intensity of the optical signal output from the first optical amplifying means and transferring it to the second optical amplifying means in accordance with a control signal of the optical control means. And the like.

Description

출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치{Power Clamped Flat Gain EDFA Using Output Power Saturation Effect}Power Clamped Flat Gain EDFA Using Output Power Saturation Effect

본 발명은 출력 포화된 광증폭기에서의 파장별 이득특성 회전 현상을 이용한 이득 평탄화된(Gain Equalized) 고정 출력 광증폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gain flattened (Gain Equalized) fixed output optical amplifier using wavelength-specific gain characteristics rotation in the output saturated optical amplifier.

에르븀 첨가 광섬유 증폭기(이하, 간단히 "광증폭기"라 함)는 에르븀이 미량 첨가된 광섬유(EDF : Erbium Doped Fiber)(이하, 간단히 "EDF"라 함)를 증폭 매질로 하여 광신호를 직접 증폭하는 장치로서, 광통신 시스템에서 전송 및 분배 손실을 보상하는데 사용된다.Erbium-doped fiber amplifiers (hereinafter simply referred to as "optical amplifiers") are used to directly amplify an optical signal using a small amount of erbium-doped optical fiber (EDF: Erbium Doped Fiber (hereinafter referred to as "EDF") as an amplification medium. As an apparatus, it is used to compensate for transmission and distribution losses in an optical communication system.

도 1 은 일반적인 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a general erbium-doped fiber amplifier.

광증폭기의 여기 광원으로는 980nm 또는 1480nm 파장의 반도체 레이저(101)를 사용하며, 파장 분할 다중화(WDM : Wavelength Division Multiplexing)(이하, 간단히 "WDM"이라 함) 결합기(102)를 사용하여 여기광을 EDF(103)로 입사시킨다. 여기 광원에 의해 여기된 EDF(103)에서는 1550 nm 대역의 광신호를 증폭하게 된다.The excitation light source of the optical amplifier uses a semiconductor laser 101 having a wavelength of 980 nm or 1480 nm, and excitation light using a wavelength division multiplexing (WDM) combiner 102 (hereinafter simply referred to as "WDM"). Is incident on the EDF 103. The EDF 103 excited by the excitation light source amplifies the optical signal in the 1550 nm band.

도 2 는 일반적인 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 파장별 이득 특성(spectral gain profile)을 나타낸 설명도이고, 도 3 은 일반적인 이득 등화 필터를 사용하여 평탄 이득 특성을 부여한 광증폭기의 구성도이다.FIG. 2 is an explanatory diagram showing a spectral gain profile for each wavelength of a general erbium-doped optical fiber amplifier, and FIG. 3 is a block diagram of an optical amplifier to which flat gain characteristics are given by using a general gain equalization filter.

도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 광증폭기는 도 2에 도시된 바와 같이 여기광의 세기 및 입력 신호의 세기에 따라 특성이 변할 뿐만 아니라 이득이 균일하지 않고 파장에 따라 많은 차이를 보인다.As shown in FIG. 1, the general optical amplifier not only varies in characteristics depending on the intensity of the excitation light and the intensity of the input signal as shown in FIG.

즉, WDM 방식의 다채널 광통신 시스템에서는 파장이 다른 각각의 채널별 이득(gain)이 균일해야 하기 때문에, 도 2와 같은 불균일한 이득 특성을 보정하여 평탄한 이득특성을 갖도록 도 3과 같이 광증폭기(301)의 이득 특성과 반대가 되는 투과 특성을 갖는 이득 등화 필터(gain equalizing filter)(302)를 사용한다.That is, in the WDM multi-channel optical communication system, since the gain of each channel having a different wavelength must be uniform, the optical amplifier (Fig. 3) has a flat gain characteristic by correcting the non-uniform gain characteristic as shown in FIG. A gain equalizing filter 302 having a transmission characteristic opposite to that of 301 is used.

또한, 광통신 시스템의 성능을 유지하기 위해서는 전송 신호의 세기가 일정한 범위 내로 유지되어야 한다. 즉, 광증폭기의 출력은 입력신호의 세기 변동에 따라 변화하며, 전송되는 신호의 세기는 환경 변화 및 장치의 경년 변화에 따른 영향으로 변화하므로, 광증폭기의 출력은 입력 신호의 변동에 무관하게 항상 일정한 값을 유지하여야 한다.In addition, in order to maintain the performance of the optical communication system, the strength of the transmission signal must be maintained within a certain range. That is, the output of the optical amplifier changes according to the variation of the intensity of the input signal, and the strength of the transmitted signal changes due to the influence of environmental change and secular variation of the device. Therefore, the output of the optical amplifier is always independent of the variation of the input signal. Maintain a constant value.

즉, 다채널 광통신 시스템에 사용되는 광증폭 장치는 이득 등화 기능, 입력 신호 세기 변화에 따른 출력 변동 억제 기능, 및 이득 특성 변화 방지를 위한 제어 기능을 갖추어야 한다.That is, the optical amplifier device used in the multi-channel optical communication system should have a gain equalization function, a suppression function of output fluctuation according to the change of the input signal strength, and a control function for preventing the gain characteristic change.

도 4 는 종래의 이득 등화 및 고정 출력 기능을 갖는 2단 증폭 구조의 다채널 광통신용 광증폭 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of a conventional optical amplifier for multi-channel optical communication having a two-stage amplifying structure having gain equalization and fixed output functions.

다채널 광통신 시스템에 사용되는 광증폭 장치는 상기 요구사항을 만족시키기 위하여 일반적으로 도 4와 같은 2단 증폭 구조를 채택하고 있으며, 기능 구조 및 동작 원리는 다음과 같다.The optical amplifier used in the multi-channel optical communication system generally adopts a two-stage amplifying structure as shown in FIG. 4 to satisfy the above requirements, and the functional structure and operation principle thereof are as follows.

광증폭 장치로 입력되는 광신호는 입력 신호 분기용 탭(401)을 거쳐 광증폭기 A(402)로 입력되며, 증폭된 신호는 출력신호 분기용 탭(408,409) 및 가변 광 감쇄기(403)와 이득 등화 필터(404)를 거쳐 광증폭기 B(405)로 입력된 후 한번 더 증폭되어 출력된다.The optical signal input to the optical amplifier is input to the optical amplifier A 402 via the input signal branch tap 401, and the amplified signal is gained from the output signal branch taps 408 and 409 and the variable optical attenuator 403. After being input to the optical amplifier B 405 through the equalization filter 404, it is amplified once more and output.

이때, 광증폭기의 파장별 이득은 입력신호의 세기와 여기광의 세기에 따라 변화하며, 이는 증폭 매질로 사용되는 에르븀 첨가 광섬유에서의 평균 밀도 반전율(average population inversion)의 변화에 의한 것이다. 여기광 세기의 증가는 기저상태의 원자를 여기상태로 끌어 올림으로써 평균 밀도 반전율을 증가시키며, 입력 광신호의 세기 증가는 여기상태의 원자로부터 에너지를 추출함으로써 기저상태로 천이하게 하여 평균 밀도 반전율을 낮춘다.In this case, the gain for each wavelength of the optical amplifier varies depending on the intensity of the input signal and the intensity of the excitation light, which is caused by a change in the average population inversion of the erbium-doped optical fiber used as an amplification medium. The increase in the excitation light intensity increases the average density reversal rate by pulling the ground state atoms into the excited state, and the increase in the intensity of the input optical signal causes the transition to the ground state by extracting energy from the atoms in the excited state and thus half the average density. Lower the tremor

평균 밀도 반전율이 일정하면 광증폭기의 이득 및 파장별 이득 특성은 일정하게 유지된다. 따라서, 입력 광신호의 세기 변화에 따라 여기광의 세기를 조절하여 평균 밀도 반전을 일정하게 유지하여야만 광증폭기의 파장별 이득 특성을 일정하게 고정시킬 수 있다.If the average density reversal rate is constant, the gain and wavelength-specific gain characteristics of the optical amplifier are kept constant. Therefore, the gain characteristics for each wavelength of the optical amplifier can be fixed constantly only when the average density reversal is maintained by adjusting the intensity of the excitation light according to the change of the intensity of the input optical signal.

입출력 신호 세기 비교 및 광증폭기 이득 제어장치(406)는 입출력 신호의 세기를 비교하여 이득이 항상 일정한 값으로 되도록 여기광의 세기를 조절하는 기능을 하며, 이와 같이 광증폭기 A(402)의 평균 밀도 반전율을 입력 신호의 세기 변동에 따라 일정하게 유지함으로써 파장별 이득 특성을 고정시키는 기능을 수행한다.The input / output signal strength comparison and the optical amplifier gain control device 406 compares the input / output signal strength and adjusts the intensity of the excitation light so that the gain is always a constant value. Thus, the average density of the optical amplifier A 402 is half By maintaining the electric power constant according to the intensity variation of the input signal, the function of fixing the gain characteristic for each wavelength is performed.

이와 같이 이득 특성을 고정시킨 경우, 광증폭기의 출력은 입력신호의 세기 변화에 비례하여 변동하게 되며, 이는 광통신 시스템의 특성에 나쁜 영향을 미치므로 출력신호 세기 검출 및 광 감쇄기 제어장치(407)와 가변 광 감쇄기(403)를 사용하여 광증폭기 A(402)의 출력 세기 변동에 불구하고 항상 일정한 세기의 광신호가 출력되도록 한다. 따라서, 도 4의 경우 광증폭기 B(405)의 입력은 항상 일정한 값으로 유지되고, 광증폭기 B(405)의 출력 또한 일정하게 된다.When the gain characteristic is fixed in this way, the output of the optical amplifier fluctuates in proportion to the change of the intensity of the input signal, which adversely affects the characteristics of the optical communication system, and thus the output signal intensity detection and optical attenuator control device 407 and The variable optical attenuator 403 is used to always output an optical signal of a constant intensity despite the variation in the output intensity of the optical amplifier A 402. Therefore, in the case of FIG. 4, the input of the optical amplifier B 405 is always maintained at a constant value, and the output of the optical amplifier B 405 is also constant.

이득 등화 필터(404)는 광증폭기 A(402)와 광증폭기 B(405)를 합한 전체 광증폭 장치의 이득 특성에 역이 되는 투과 특성을 가지며, 사용 파장 대역에 걸쳐 이득을 평탄화시키는 기능을 수행한다.The gain equalization filter 404 has a transmission characteristic that is inverse to the gain characteristics of the entire optical amplifier in which the optical amplifier A 402 and the optical amplifier B 405 are combined, and performs a function of flattening the gain over the wavelength band used. do.

종래의 이득 평탄화된 고정 출력 광증폭 장치에서는 이와 같이 앞 단의 광증폭기 A(402)의 여기광 세기 조절에 의한 이득 고정 및 파장별 이득 특성 고정기능을 수행하고, 이로 인한 출력 변동은 가변 광 감쇄기(403)를 사용하여 최소 수준으로 감쇄시켜 고정함으로써 뒷 단의 광증폭기 B(405)를 항상 일정한 상태에서 동작하도록 함으로써 고정 출력 기능을 수행하고 있다.In the conventional gain flattened fixed output optical amplifier, the gain fixing function and the gain characteristic fixing function by wavelength are performed by controlling the excitation light intensity of the previous optical amplifier A (402). A fixed output function is performed by using the 403 to attenuate and fix the minimum level so that the optical amplifier B 405 at the rear stage is always operated in a constant state.

이러한 광증폭 장치의 동작 과정을 정리하면 다음과 같다.The operation process of such an optical amplifier is summarized as follows.

광증폭기 A(402)의 입력 광신호 세기가 증가하면 광증폭기 A(402)의 밀도 반전율이 저하하여 이득 특성이 변화되므로, 이를 보상하기 위하여 광증폭기 A(402)의 여기광원 출력을 증가시켜 일정한 이득을 유지하도록 한다. 이 경우, 광증폭기 A(402)의 출력은 입력 광신호의 세기 증가율만큼 증가하게 되므로 가변 광 감쇄기(403)의 감쇄율을 증가시켜 항상 고정된 세기의 광신호가 광증폭기 B(405)로 입력되도록 한다.When the input optical signal intensity of the optical amplifier A 402 increases, the gain characteristic is changed by decreasing the density reversal ratio of the optical amplifier A 402. Therefore, the excitation light source output of the optical amplifier A 402 is increased to compensate for this. Maintain a constant gain. In this case, since the output of the optical amplifier A 402 increases by the intensity increase rate of the input optical signal, the attenuation rate of the variable optical attenuator 403 is increased so that an optical signal having a fixed intensity is always input to the optical amplifier B 405. .

한편, 광증폭기 A(402)의 입력 광신호 세기가 감소할 경우는 이와 반대로 광증폭기 A(402)의 여기광 세기를 감소시키고, 광증폭기 A(402)의 출력이 저하되는 만큼 가변 광 감쇄기(403)의 감쇄율을 낮추어 광증폭기 B(405)의 입력 광신호 세기를 일정 값으로 유지시킨다.On the other hand, when the input optical signal intensity of the optical amplifier A 402 decreases, on the contrary, the excitation light intensity of the optical amplifier A 402 is reduced, and as the output of the optical amplifier A 402 decreases, the variable optical attenuator ( Attenuation rate of the 403 is lowered to maintain the input optical signal intensity of the optical amplifier B 405 at a constant value.

광통신 시스템의 성능에 큰 영향을 미치는 잡음지수(NF : Noise Figure)는 도 4와 같이 2단으로 구성된 광증폭 장치에서는 하기의 [수학식 1]과 같이 주어진다.The noise figure (NF: Noise Figure), which greatly affects the performance of the optical communication system, is given by Equation 1 below in a two-stage optical amplifier.

NF = NF1 + (NF2/(G1 ×Attn)) - (1/G1)NF = NF1 + (NF2 / (G1 × Attn))-(1 / G1)

상기 [수학식 1]에서, NF1은 광증폭기 A(402)의 선형(linear scale) 잡음지수, NF2는 광증폭기 B(405)의 선형 잡음지수, G1은 광증폭기 A(402)의 선형 이득계수, Attn은 광증폭기 A(402)와 B(405) 사이의 선형 총 손실이다.In Equation 1, NF 1 is a linear scale noise figure of optical amplifier A 402, NF 2 is a linear noise figure of optical amplifier B 405, and G 1 is a linear noise figure of optical amplifier A 402. The linear gain factor, Attn, is the linear total loss between optical amplifiers A 402 and B 405.

광증폭기 A(402)와 B(405) 사이의 손실이 커지면 전체 잡음 지수는 증가하며, 손실이 광증폭기 A(402)의 이득 G1과 같거나 이보다 크게 되면 전체 잡음지수는 급격히 증가한다. 따라서, 광증폭 장치의 성능 향상을 위해서는 이러한 손실을 가능한 한 최소화하고 광증폭기 A(402)의 이득 계수를 높이는 것이 매우 중요하다.As the loss between optical amplifiers A 402 and B 405 increases, the overall noise figure increases, and when the loss is equal to or greater than the gain G 1 of optical amplifier A 402, the overall noise figure increases rapidly. Therefore, it is very important to minimize this loss as much as possible and to increase the gain factor of the optical amplifier A 402 in order to improve the performance of the optical amplifier.

즉, 상기한 바와 같이 여기광의 세기 조절 방식만으로 입력 광신호의 세기 변동에 대해 파장별 이득 특성을 일정하게 유지시키는 경우, 출력 신호의 세기는 입력 신호 세기의 변동 범위와 같게 변동되기 때문에, 항상 광증폭기 A(402)의 최소 출력을 기준으로 가변 광 감쇄기(403)를 조절해야 하므로 손실이 크고 증폭기의 효율이 낮아진다는 문제점이 있으며, 또한 이러한 제어를 위해 사용되는 광 부품의 수가 증가함으로써 이들에 의한 삽입 손실 증가와 제어장치의 복잡성도 증가하게 된다는 문제점도 있다.That is, as described above, when the gain characteristic for each wavelength is kept constant with respect to the fluctuations in the intensity of the input optical signal only by the intensity control method of the excitation light, since the intensity of the output signal fluctuates as the fluctuation range of the input signal intensity, Since the variable optical attenuator 403 has to be adjusted based on the minimum output of the amplifier A 402, there is a problem that the loss is large and the efficiency of the amplifier is lowered, and also due to the increase in the number of optical components used for such control, Another problem is that the insertion loss is increased and the complexity of the control device is increased.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 출력 포화된 광증폭기에서의 파장별 이득특성 회전 현상을 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gain flattened fixed output optical fiber amplification apparatus using a gain-specific rotation of wavelengths in an output saturated optical amplifier.

도 1 은 일반적인 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 구성도.1 is a block diagram of a general erbium-doped fiber amplifier.

도 2 는 일반적인 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 파장별 이득 특성을 나타낸 설명도.2 is an explanatory diagram showing gain characteristics for each wavelength of a general erbium-doped optical fiber amplifier.

도 3 은 일반적인 이득 등화 필터를 사용하여 평탄 이득 특성을 부여한 광증폭기의 구성도.3 is a block diagram of an optical amplifier imparting flat gain characteristics using a general gain equalization filter.

도 4 는 종래의 이득 등화 및 고정 출력 기능을 갖는 2단 증폭 구조의 다채널 광통신용 광증폭 장치의 구성도.4 is a block diagram of a conventional optical amplifier for multi-channel optical communication having a two-stage amplifying structure having gain equalization and fixed output functions.

도 5a 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 이득 특성 변화를 나타낸 일실시예 설명도.FIG. 5A is a diagram illustrating an embodiment of a change in gain characteristics of wavelengths of an optical amplifier according to variation of an input optical signal intensity used in the present invention. FIG.

도 5b 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 출력 특성 변화를 나타낸 일실시예 설명도.FIG. 5B is a diagram illustrating an embodiment of a change in output characteristics for each wavelength of an optical amplifier according to variation of an input optical signal intensity used in the present invention. FIG.

도 6a 는 본 발명에 이용되는 총 입력 신호의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 일실시예 설명도.FIG. 6A is an exemplary explanatory diagram illustrating a variation in intensity of a total output according to a change in intensity of a total input signal used in the present invention. FIG.

도 6b 는 본 발명에 이용되는 여기광의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 일실시예 설명도.6B is an exemplary explanatory diagram showing a variation in intensity of the total output according to the change in intensity of the excitation light used in the present invention.

도 7a 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 이득 특성 변화를 나타낸 다른 실시예 설명도.FIG. 7A is a view illustrating another embodiment in which gain characteristics of wavelengths of an optical amplifier change according to an input optical signal intensity change used in the present invention. FIG.

도 7b 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 출력 특성 변화를 나타낸 다른 실시예 설명도.FIG. 7B is another exemplary explanatory diagram showing a change in output characteristics for each wavelength of an optical amplifier according to variation of an input optical signal intensity used in the present invention. FIG.

도 8a 는 본 발명에 이용되는 총 입력 신호의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 다른 실시예 설명도.8A is a view showing another variation of the intensity of the total output according to the change in the intensity of the total input signal used in the present invention Illustrative Example.

도 8b 는 본 발명에 이용되는 여기광의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 다른 실시예 설명도.8B is an explanatory diagram of another embodiment showing the variation in intensity of the total output according to the change in intensity of the excitation light used in the present invention.

도 9 는 본 발명에 이용되는 출력 포화된 다채널 광증폭기에서의 파장별 이득 특성의 회전 현상을 나타낸 일실시예 설명도.9 is an exemplary explanatory diagram illustrating a rotation phenomenon of gain characteristics for each wavelength in the output saturated multichannel optical amplifier used in the present invention.

도 10 은 본 발명에 따른 출력 포화 상태에서 파장별 이득 특성의 회전 현상을 이용한 단순화된 2단 증폭 구조의 이득 평탄화된 고정 출력 고효율 광증폭 장치의 일실시예 구성도.* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명1001,1002 : 광증폭기 1003 : 가변 광 감쇄기1004 : 입출력 신호 세기 검출 및 광감쇄기 제어장치1005 : 이득 등화 필터FIG. 10 is an embodiment configuration diagram of a gain flattened fixed output high efficiency optical amplifier of a simplified two-stage amplifying structure using a rotational phenomenon of gain characteristics for each wavelength in an output saturation state according to the present invention. Explanation of codes 1001,1002: Optical amplifier 1003: Variable optical attenuator 1004: Input / output signal strength detection and optical attenuator control device 1005: Gain equalization filter

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치에 있어서, 입력 광신호의 세기 변동에 무관하게 고정된 출력을 내기 위한 제1 광증폭수단; 상기 제1 광증폭수단의 입력 광신호 세기 변동에 따른 파장별 이득 특성 변화와 상쇄되는 파장별 이득 특성 변화를 갖도록 상기 고정된 출력의 세기를 제어하기 위한 제어수단; 및 상기 제어수단에 의해 세기가 변화된 상기 고정된 출력을 입력으로 받아 상기 제1 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화와 상쇄된 파장별 이득 특성 변화를 갖는 고정된 출력을 내기 위한 제2 광증폭수단을 포함하되, 상기 제어수단은, 상기 제1 광증폭수단으로 입력되는 광신호와 상기 제2 광증폭수단으로 입력되는 광신호를 입력받아, 상기 제2 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화가 상기 제1 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화와 상쇄되도록 하는 제어신호를 발생하기 위한 광제어수단; 및 상기 광제어수단의 제어신호에 따라, 상기 제1 광증폭수단으로부터 출력되는 광신호의 세기를 변화시켜 상기 제2 광증폭수단으로 전달하기 위한 광신호세기 변환수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gain flattened fixed output optical fiber amplifying apparatus using output saturation, comprising: first optical amplifying means for producing a fixed output irrespective of intensity variation of an input optical signal; Control means for controlling the intensity of the fixed output to have a change in gain characteristics for each wavelength that is canceled by a change in gain characteristics for each wavelength caused by a change in the intensity of the input optical signal of the first optical amplifier; And a second optical amplifying means for receiving the fixed output whose intensity is changed by the control means as an input and outputting a fixed output having a gain characteristic change for each wavelength of the first optical amplification means and a gain characteristic change for each wavelength canceled out. The control means may include an optical signal input to the first optical amplification means and an optical signal input to the second optical amplification means, and the change in gain characteristics for each wavelength of the second optical amplification means may be changed. Optical control means for generating a control signal to cancel the change in gain characteristics for each wavelength of the first optical amplifier; And an optical signal intensity converting means for changing the intensity of the optical signal output from the first optical amplifying means and transferring the optical signal to the second optical amplifying means according to the control signal of the optical control means. .

본 발명은 2단 증폭 구조를 채택한 광증폭 장치에서 광증폭기를 최대 출력으로 고정 운용함으로써 이득계수를 높게 유지하고 제어장치를 단순화시킴과 동시에 평탄화(등화)된 이득 특성을 유지할 수 있는 고정 출력 광증폭 장치에 관한 것이다. 즉, 입력 광신호의 세기 변화에 무관하게 파장별 이득 특성의 변화없이 일정한 출력을 내는 이득 평탄화된 고정 출력 에르븀 첨가 광섬유 광증폭 장치에 관한 것이다. 본 광증폭 장치는 입력 광신호의 세기 변화에 무관하게 일정 출력을 내며, 평탄 이득 범위가 1530nm에서 1560nm 이상으로 광범위하다.여기에서, 고정 출력은 포화 포화 출력에 의한 출력 고정 기능을 사용하고, 이득 평탄화 기능은 이득 등화 필터를 사용하며, 출력 포화된 광증폭기의 파장별 이득 특성 회전 현상을 이용하여 파장별 이득 특성의 변화를 제어함으로써, 이득 등화 필터와 출력 포화된 광증폭기의 파장별 이득 특성 회전 현상 및 고정 출력 기능을 이용하여 이득 등화(평탄화) 및 출력 고정 기능을 동시에 제공한다.본 발명에 따르면, 광범위한 파장 영역에 걸쳐 이득 등화된 고정 출력 광증폭기를 구성할 수 있고 포화 출력 상태에서 동작하므로 고출력의 고효율 광증폭기를 구성할 수 있어, 궁극적으로 광증폭 장치의 효율을 향상시키고 구조를 단순화할 수 있으며, 전체 잡음지수를 개선하여 다채널 광통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention is a fixed output optical amplification that can maintain a high gain coefficient, simplify the control device and at the same time maintain the flattened gain characteristics by fixedly operating the optical amplifier to the maximum output in the optical amplifier adopting a two-stage amplification structure Relates to a device. That is, the present invention relates to a gain flattened fixed-output erbium-doped optical fiber amplification apparatus that produces a constant output without a change in gain characteristics for each wavelength regardless of a change in intensity of an input optical signal. The optical amplifier has a constant output regardless of the intensity change of the input optical signal, and the flat gain range is wide from 1530 nm to 1560 nm or more. Here, the fixed output uses the output fixed function by the saturated saturated output, and the gain The flattening function uses a gain equalization filter and rotates the gain characteristic by wavelength of the output-saturated optical amplifier by controlling the change of the gain characteristic by wavelength of the output saturated optical amplifier. By using the development and fixed output functions, the gain equalization (leveling) and output fixing functions are simultaneously provided. According to the present invention, a gain-equalized fixed output optical amplifier can be configured over a wide wavelength range and operated in a saturated output state. High power, high efficiency optical amplifiers can be constructed, which ultimately improves the efficiency and structure of the optical amplifier. It can be purified, and it is possible to improve the total noise figure is improving the performance of the channel optical communication system.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 에르븀 첨가 광섬유에서의 출력 포화 현상을 이용한다. 출력 포화는 일정 길이의 에르븀 첨가 광섬유에 일정 수준의 여기광을 사용할 때 입력신호의 세기가 일정 수준 이상으로 증가하더라도 출력은 더 이상 증가하지 않고 포화되는 현상을 말한다.The present invention utilizes an output saturation phenomenon in an erbium-doped optical fiber. Output saturation refers to a phenomenon in which when the intensity of the input signal is increased to a certain level by using a certain level of excitation light for a certain length of erbium-doped optical fiber, the output does not increase any more and is saturated.

즉, 출력 포화 상태에서 고정된 최대 여기광 출력으로 동작하는 광증폭기의 입력 광신호 세기가 증가하면 광증폭기의 총 출력은 거의 변동이 없으며, 파장별 이득 특성은 장파장쪽의 이득이 올라가고 단파장쪽의 이득은 내려가는 반시계 방향의 회전 현상을 나타낸다. 반대로, 입력 광신호의 세기가 감소하면 이러한 파장별 이득 특성은 시계 방향으로 회전하게 된다.In other words, if the input optical signal intensity of the optical amplifier operating at the fixed maximum excitation light output increases in the output saturation state, the total output of the optical amplifier is almost unchanged, and the gain characteristic for each wavelength increases the gain on the long wavelength side and on the short wavelength side. The gain represents a downward counterclockwise rotation. On the contrary, when the intensity of the input optical signal decreases, the gain characteristic for each wavelength rotates clockwise.

이러한 출력 포화된 광증폭기의 파장별 이득특성 회전 현상을 이용함으로써 기존의 이득 평탄화된 고정 출력 광증폭 장치에 비하여 구성을 단순화하고 사용되는 광학 부품의 수를 줄일 수 있다. 또한, 앞 단 광증폭기의 이득을 입력 광신호의 세기에 따라 제어할 필요없이 항상 최대 이득을 내는 상태에서 동작하도록 함으로써 제어회로를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 효율 및 성능을 극대화할 수 있다.By using the wavelength-specific gain characteristic rotation of the output saturated optical amplifier, the configuration can be simplified and the number of optical components used can be reduced as compared with the conventional gain flattened fixed output optical amplifier. In addition, by controlling the gain of the preceding optical amplifier to always operate at the maximum gain without having to control the strength of the input optical signal, it is possible to simplify the control circuit and maximize efficiency and performance.

도 5a 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 이득 특성 변화를 나타낸 일실시예 설명도이며, 도 5b 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 출력 특성 변화를 나타낸 일실시예 설명도로서, 상기 도 4와 같은 2단 증폭 구조의 광증폭 장치에서 광증폭기 A(402)로 사용된 광증폭기(Lucent 사의 MP980 에르븀 첨가 광섬유 10m와 170mW출력의 980nm 파장 여기광을 사용하여 구성)에서의 특성 그래프이다.FIG. 5A is an exemplary explanatory diagram illustrating a change in gain characteristics for each wavelength of an optical amplifier according to an input optical signal intensity variation used in the present invention, and FIG. 5B is a view of an optical amplifier according to an input optical signal intensity variation used in the present invention. As an exemplary explanatory diagram showing the change in output characteristics for each wavelength, the optical amplifier (Lucent's MP980 Erbium-doped optical fiber 10m and 170mW output) used as the optical amplifier A (402) in the optical amplifier of the two-stage amplifying structure as shown in FIG. Configuration using a 980 nm wavelength excitation light).

도 5a에 도시된 바와 같이, 입력 광신호의 세기가 증가함에 따라 이득이 저하되며, 장파장보다 단파장 영역에서 더 많이 저하된다.As shown in FIG. 5A, the gain decreases as the intensity of the input optical signal increases, and more decreases in the short wavelength region than the long wavelength.

출력면에서 살펴보면, 도 5b에서와 같이 입력 신호의 세기가 증가하면 1530nm 근처에서는 오히려 출력이 감소하며, 1540nm 이상의 장파장 영역에서는 출력이 증가함을 볼 수 있다.In terms of output, as shown in FIG. 5B, as the intensity of the input signal increases, the output decreases near 1530 nm, and the output increases in the long wavelength region of 1540 nm or more.

도 6a 는 본 발명에 이용되는 총 입력 신호의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 일실시예 설명도이며, 도 6b 는 본 발명에 이용되는 여기광의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 일실시예 설명도이다.FIG. 6A is an exemplary explanatory diagram showing variation in the intensity of the total output according to the intensity change of the total input signal used in the present invention, and FIG. 6B illustrates the variation in the intensity of the total output according to the intensity change of the excitation light used in the present invention. It is an explanatory view of one embodiment shown.

즉, 도 6a 및 도 6b 는 상기 도 5a 및 도 5b의 예에서 총 입력 신호의 세기 및 여기광의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 것이다.That is, FIGS. 6A and 6B illustrate variation of the intensity of the total output according to the intensity of the total input signal and the intensity of the excitation light in the example of FIGS. 5A and 5B.

도 6a에서와 같이, 총 입력 신호의 세기 증가에 따른 총 출력의 세기 증가는 그리 크지 않으며, 출력이 거의 포화된 상태임을 알 수 있다.As shown in FIG. 6A, the increase in the intensity of the total output according to the increase in the intensity of the total input signal is not so large, and the output is almost saturated.

도 6b에 나타낸 여기광 세기별 총 출력 변화에서도 출력이 포화상태에 근접함을 보여주고 있다.It is also shown that the output is close to the saturation state even in the total power change according to the excitation light intensity shown in FIG. 6B.

상기 결과로부터 출력이 포화상태에 근접한 광증폭기에서 총 입력 광신호의 세기 변동은 총 출력의 변동에 큰 영향을 미치지 않으며, 파장별 이득 특성의 변화를 가져옴을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the intensity variation of the total input optical signal in the optical amplifier whose output is close to the saturation state does not significantly affect the variation of the total output, but has a change in gain characteristics for each wavelength.

즉, 입력 신호의 총 세기 증가는 단파장쪽의 출력 저하와 장파장쪽의 출력 증가를 유발하며, 반대로 입력신호의 총 세기가 감소할 경우 단파장 신호의 출력은 증가하는 반면 장파장 신호의 출력은 감소하게 된다. 총 출력은 입력 광신호의 총 세기가 증가함에 따라 증가하고 입력이 감소하면 따라서 감소하나, 그 변동 폭은 입력 신호의 세기 변동에 비해 작다.That is, an increase in the total intensity of the input signal causes a decrease in output on the short wavelength side and an increase in the output on the long wavelength side. On the contrary, when the total intensity of the input signal decreases, the output of the short wavelength signal increases while the output of the long wavelength signal decreases. . The total output increases as the total intensity of the input optical signal increases and decreases as the input decreases, but the variation is small compared to the intensity variation of the input signal.

도 7a 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 이득 특성 변화를 나타낸 다른 실시예 설명도이며, 도 7b 는 본 발명에 이용되는 입력 광신호 세기 변동에 따른 광증폭기의 파장별 출력 특성 변화를 나타낸 다른 실시예 설명도로서, 상기 도 4와 같은 2단 증폭 구조의 광증폭 장치에서 광증폭기 B(405)로 사용된 광증폭기(Lucent 사의 MP980 에르븀 첨가 광섬유 20m와 220mW출력의 1480nm 파장 여기광을 양방향 여기 구조로 2개 사용하여 구성)에서의 특성 그래프이다.FIG. 7A is an explanatory diagram of another embodiment of a gain characteristic change in wavelength of an optical amplifier according to an input optical signal intensity variation used in the present invention, and FIG. 7B illustrates an optical amplifier according to an input optical signal intensity variation used in the present invention. As another explanatory diagram showing a change in output characteristics for each wavelength, the optical amplifier (Lucent's MP980 Erbium-doped optical fiber 20m and 220mW output) used as the optical amplifier B 405 in the optical amplifier of the two-stage amplifying structure as shown in FIG. Of 1480 nm wavelength excitation light using two bidirectional excitation structures).

도 7a에 도시된 바와 같이, 입력 광신호의 세기가 증가함에 따라 이득이 저하되며, 장파장보다 단파장 영역에서 더 많이 저하된다.As shown in FIG. 7A, the gain decreases as the intensity of the input optical signal increases, and more decreases in the short wavelength region than the long wavelength.

출력면에서 살펴보면, 도 7b에서와 같이 입력 신호의 세기가 증가하면 1540nm를 기준으로 이 이하의 단파장에서는 출력이 감소하며, 1540nm 이상의 장파장 영역에서는 출력이 증가함을 볼 수 있다.In terms of output, as shown in FIG. 7B, when the intensity of the input signal is increased, the output decreases in the short wavelength of 1540 nm or less, and the output increases in the long wavelength region of 1540 nm or more.

도 8a 는 본 발명에 이용되는 총 입력 신호의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 다른 실시예 설명도이며, 도 8b 는 본 발명에 이용되는 여기광의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 다른 실시예 설명도이다.8A is an explanatory diagram of another embodiment showing the variation of the intensity of the total output according to the change of the intensity of the total input signal used in the present invention, and FIG. 8B is the variation of the intensity of the total output according to the change of the intensity of the excitation light used in the present invention. It is explanatory drawing of the other Example shown.

즉, 도 8a 및 도 8b 는 상기 도 7a 및 도 7b의 예에서 총 입력 신호의 세기 및 여기광의 세기 변화에 따른 총 출력의 세기 변동을 나타낸 것이다.That is, FIGS. 8A and 8B illustrate variation of the intensity of the total output according to the intensity of the total input signal and the intensity of the excitation light in the example of FIGS. 7A and 7B.

도 8a에서와 같이, 180mW 이상으로 양방향 여기된 광증폭기의 경우 총 입력 신호의 세기 증가에 따른 총 출력의 세기 증가는 거의 없으며, 출력이 포화된 상태임을 알 수 있다.As shown in FIG. 8A, in the case of the optical amplifier bidirectionally excited at 180 mW or more, there is almost no increase in the intensity of the total output according to the increase in the intensity of the total input signal, and the output is saturated.

도 8b에 나타낸 여기광 세기별 총 출력 변화에서도 180mW 이상으로 양방향 여기된 광증폭기의 출력이 포화 상태임을 보여주고 있다.Even in the total power change according to the excitation light intensity shown in FIG. 8B, the output of the optical amplifier bidirectionally excited to 180 mW or more is saturated.

이상의 결과를 정리하면 다음과 같다.The above results are summarized as follows.

포화 영역 부근에서 동작하는 다채널 광증폭기에서 입력 광신호의 세기 증가는 약간의 출력 증가를 가져오며, 1540nm 이상의 장파장 신호 출력이 단파장 신호보다 더 많이 증가한다. 출력 포화된 다채널 광증폭기에서 입력 광신호의 세기 증가는 출력의 증가에 미치는 영향이 매우 작으며, 이때의 출력 광신호는 1540nm 파장을 중심으로 단파장쪽은 출력이 내려가고 장파장쪽으로 갈수록 출력이 증가하는 반시계 방향으로의 회전 현상을 나타낸다. 반대로, 입력 광신호의 세기가 감소하면 이러한 파장별 이득 특성은 시계 방향으로 회전하게 된다. 도 9 는 이러한 현상을 설명한 것이다.In multichannel optical amplifiers operating near the saturation region, the increase in the intensity of the input optical signal results in a slight increase in output, and the longer wavelength signal output of more than 1540 nm increases more than the short wavelength signal. In the output saturated multi-channel optical amplifier, the increase in the intensity of the input optical signal has a very small effect on the increase of the output. At this time, the output optical signal decreases the output at the short wavelength side and increases toward the long wavelength at the 1540 nm wavelength. The rotation phenomenon in the counterclockwise direction is shown. On the contrary, when the intensity of the input optical signal decreases, the gain characteristic for each wavelength rotates clockwise. 9 illustrates this phenomenon.

도 9 는 본 발명에 이용되는 출력 포화된 다채널 광증폭기에서의 파장별 이득 특성의 회전 현상을 나타낸 일실시예 설명도이다.FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a rotation phenomenon of gain characteristics for each wavelength in an output saturated multichannel optical amplifier used in the present invention.

파장별 이득 특성의 회전율은 사용되는 에르븀 첨가 광섬유의 종류 및 길이, 여기광의 파장 및 세기를 바꿈으로써 조절할 수 있다.The rotation rate of the gain characteristic for each wavelength can be adjusted by changing the type and length of the erbium-doped optical fiber used, the wavelength and the intensity of the excitation light.

이러한 출력 포화 상태에서의 파장별 이득 특성의 회전 현상을 이용하여 도 10과 같이 단순화된 2단 증폭 구조의 이득 평탄화된 고정 출력 고효율 광증폭 장치를 제안하였다.By using the rotational phenomena of the wavelength-specific gain characteristics in the output saturation state, as shown in FIG.

도 10 은 본 발명에 따른 출력 포화 상태에서의 파장별 이득 특성의 회전 현상을 이용한 단순화된 2단 증폭 구조의 이득 평탄화된 고정 출력 고효율 광증폭 장치의 일실시예 구성도로서, 동작 원리는 다음과 같다.FIG. 10 is a configuration diagram of an embodiment of a gain flattened fixed output high efficiency optical amplifier of a simplified two-stage amplifying structure using a rotation phenomenon of gain characteristics according to wavelengths in an output saturation state according to an embodiment of the present invention. same.

출력 포화 상태에서 고정된 최대 여기광 출력으로 동작하는 광증폭기A(1001)의 입력 광신호 세기가 증가하면 광증폭기 A(1001)의 총 출력은 거의 변동이 없으며, 파장별 이득 특성은 장파장쪽의 이득이 올라가고 단파장쪽의 이득은 내려가는 반시계 방향의 회전 현상을 나타낸다.When the input optical signal intensity of the optical amplifier A 1001 operating at the fixed maximum excitation light output in output saturation increases, the total output of the optical amplifier A 1001 is almost unchanged, and the gain characteristic for each wavelength is obtained at the long wavelength side. The gain goes up and the gain on the short wavelength side shows a counterclockwise rotation.

광증폭기 B(1002) 또한 입력 신호의 세기 변화에 따라 파장별 이득 특성이 회전하므로, 가변 광 감쇄기(1003)를 사용하여 광증폭기 A(1001)의 출력 감쇄율을 증가시키면 광증폭기 B(1002)의 입력 신호 세기가 감소하게 되어 광증폭기 B(1002)의 파장별 이득 특성은 시계방향으로 회전하게 됨으로써 광증폭기 A(1001)에 의한 파장별 이득 특성의 변화를 상쇄할 수 있게 된다.Since the optical amplifier B 1002 also rotates gain characteristics for each wavelength according to the change in the intensity of the input signal, increasing the output attenuation rate of the optical amplifier A 1001 using the variable optical attenuator 1003 causes the Since the input signal intensity is reduced, the gain characteristic for each wavelength of the optical amplifier B 1002 is rotated clockwise, thereby canceling the change in the gain characteristic for each wavelength by the optical amplifier A 1001.

반대로, 광증폭기 A(1001)의 입력 광신호 세기가 감소하면 광증폭기 A(1001)의 파장별 이득 특성은 시계 방향으로 회전하게 되고, 이때 광 감쇄기(1003)의 출력 감쇄율을 감소시키면 광증폭기 B(1002)의 입력 신호 세기가 증가하여 광증폭기 B(1002)의 파장별 이득 특성이 반시계방향으로 회전하게 됨으로써 파장별 이득 특성의 변화를 상쇄하게 된다.On the contrary, when the input optical signal intensity of the optical amplifier A 1001 decreases, the gain characteristic for each wavelength of the optical amplifier A 1001 rotates clockwise, and when the output attenuation rate of the optical attenuator 1003 is reduced, the optical amplifier B The input signal strength of 1002 is increased so that the gain characteristics for each wavelength of the optical amplifier B 1002 are rotated counterclockwise, thereby canceling the change in the gain characteristics for each wavelength.

이때, 광증폭기 B(1002)의 출력은 포화되어 있으므로 변화되지 않는다.At this time, the output of the optical amplifier B 1002 is saturated and does not change.

이득 등화 필터(1005)는 광증폭기 A(1001)와 광증폭기 B(1002)를 합한 전체 광증폭 장치의 이득 특성에 역이 되는 투과 특성을 가지며, 사용 파장 대역에 걸쳐 이득을 평탄화(등화)시키는 기능을 수행한다.The gain equalization filter 1005 has a transmission characteristic that is inverse to the gain characteristics of the entire optical amplifier, in which the optical amplifier A 1001 and the optical amplifier B 1002 are combined, and flattens (equalizes) the gain over the wavelength band used. Perform the function.

입출력 신호 세기 검출 및 광감쇄기 제어장치(1004)는 광증폭기 B(1002)의 파장별 이득특성 변화가 광증폭기 A(1001)의 파장별 이득특성 변화와 상쇄되도록 광증폭기 B(1002)의 입력 세기를 조절하는 제어기능을 수행한다.The input / output signal intensity detection and optical attenuator control device 1004 controls the input intensity of the optical amplifier B 1002 such that the change in the gain characteristics for each wavelength of the optical amplifier B 1002 cancels the change in the gain characteristics for each wavelength of the optical amplifier A 1001. Perform the control function to adjust.

이와 같이, 출력 포화된 광증폭기의 파장별 이득특성 회전 현상을 이용함으로써 광증폭기의 구조를 단순화시키고 고성능의 광증폭 장치를 구현할 수 있다.As such, by utilizing the wavelength-specific gain characteristic rotation of the output saturated optical amplifier, the structure of the optical amplifier can be simplified and a high performance optical amplifier can be realized.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to the drawing.

상기와 같은 본 발명은, 기존의 이득 평탄화된 고정 출력 광증폭 장치에 비하여 구성이 단순하고 사용되는 광학 탭의 수를 줄일 수 있으며, 앞 단의 광증폭기 A의 이득을 입력 광신호의 세기에 따라 제어할 필요없이 항상 최대 이득을 내는 상태에서 동작하도록 함으로써 제어회로를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 효율 및 성능을 극대화할 수 있는 우수한 효과가 있다.As described above, the present invention is simpler in configuration than the conventional gain flattened fixed output optical amplifier and can reduce the number of optical taps used. The gain of the optical amplifier A of the preceding stage is changed according to the intensity of the input optical signal. By operating at the maximum gains all the time without the need for control, not only can the control circuits be simplified, but there is also an excellent effect of maximizing efficiency and performance.

Claims (6)

삭제delete 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치에 있어서,A gain flattened fixed output optical fiber amplifier using output saturation, 입력 광신호의 세기 변동에 무관하게 고정된 출력을 내기 위한 제1 광증폭수단;First optical amplifying means for outputting a fixed output irrespective of variation in intensity of the input optical signal; 상기 제1 광증폭수단의 입력 광신호 세기 변동에 따른 파장별 이득 특성 변화와 상쇄되는 파장별 이득 특성 변화를 갖도록 상기 고정된 출력의 세기를 제어하기 위한 제어수단; 및Control means for controlling the intensity of the fixed output to have a change in gain characteristics for each wavelength that is canceled by a change in gain characteristics for each wavelength caused by a change in the intensity of the input optical signal of the first optical amplifier; And 상기 제어수단에 의해 세기가 변화된 상기 고정된 출력을 입력으로 받아 상기 제1 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화와 상쇄된 파장별 이득 특성 변화를 갖는 고정된 출력을 내기 위한 제2 광증폭수단을 포함하되,A second optical amplifying means for receiving a fixed output whose intensity is changed by the control means as an input and for outputting a fixed output having a change in gain characteristic for each wavelength of the first optical amplification means and a gain characteristic change for each wavelength canceled out; Including, 상기 제어수단은,The control means, 상기 제1 광증폭수단으로 입력되는 광신호와 상기 제2 광증폭수단으로 입력되는 광신호를 입력받아, 상기 제2 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화가 상기 제1 광증폭수단의 파장별 이득 특성 변화와 상쇄되도록 하는 제어신호를 발생하기 위한 광제어수단; 및When the optical signal input to the first optical amplification means and the optical signal input to the second optical amplification means are input, a change in gain characteristics for each wavelength of the second optical amplification means is a gain for each wavelength of the first optical amplification means. Optical control means for generating a control signal to cancel the characteristic change; And 상기 광제어수단의 제어신호에 따라, 상기 제1 광증폭수단으로부터 출력되는 광신호의 세기를 변화시켜 상기 제2 광증폭수단으로 전달하기 위한 광신호세기 변환수단Optical signal intensity converting means for varying the intensity of the optical signal output from the first optical amplifying means and transferring the intensity to the second optical amplifying means according to a control signal of the optical control means 을 포함하는 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치.Gain flattening fixed output optical fiber amplification apparatus using output saturation comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 광증폭수단은,The first optical amplifier means, 출력 포화 상태에서 동작하는 것을 특징으로 하는 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치.A gain flattened fixed output fiber amplifier using output saturation characterized in that it operates in an output saturation state. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 광증폭수단은,The second optical amplifier means, 출력 포화 상태에서 동작하는 것을 특징으로 하는 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치.A gain flattened fixed output fiber amplifier using output saturation characterized in that it operates in an output saturation state. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 파장별 이득 특성은,The gain characteristic for each wavelength is 파장별 이득 특성 회전 방향 및 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치.A gain flattened fixed output optical fiber amplification apparatus using output saturation, comprising a wavelength-specific gain characteristic rotation direction and magnitude. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 제2 광증폭수단은,The second optical amplifier means, 입력 광신호의 세기에 따라 이득을 평탄화시키기 위한 이득 등화 필터링수단; 및Gain equalization filtering means for smoothing the gain according to the intensity of the input optical signal; And 상기 입력 광신호의 세기에 무관하게 고정된 출력을 내기 위한 제3 광증폭수단Third optical amplifying means for producing a fixed output regardless of the intensity of the input optical signal 을 포함하는 출력 포화를 이용한 이득 평탄화된 고정 출력 광섬유 증폭 장치.Gain flattening fixed output optical fiber amplification apparatus using output saturation comprising a.
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