KR100582542B1 - 장파장 대역 이득제어 광증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장파장 대역 광증폭기로 입력되는 신호의 광세기가 변화하거나 혹은 파장이 변화하더라도 이득을 일정하게 유지할 수 있도록 하여 안정된 광출력를 제공하기 위한 광증폭기에 관한 것으로, 입력 광신호를 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부에서 발생된 역방향 ASE를 반사시켜 상기 광섬유로 재입사시키기 위한 ASE 반사부를 구비하여, 역방향 ASE를 EDF로 재입력 시켜 입력 광의 세기나 파장의 변화에도 무관하게 일정한 이득을 갖도록 할 수 있다.

광증폭기 (Optical Amplifier), 장파장 대역 (L-band), 광섬유 회절격자 (Fiber Bragg Grating), 과도 응답 (Transient Response)

Description

장파장 대역 이득제어 광증폭기 {Long-wavelength-band gain-controlled optical amplifier}

도 1은 일반적인 L-band 광증폭기의 출력을 측정하는 구성도를 도시한 것이다.

도 2는 입력 파장을 변화 시키면서 출력의 광학적 스펙트럼을 도시한 것이다.

도 3은 광증폭기 출력의 과도 응답 특성을 측정하는 구성도를 나타낸다.

도 4는 일반적인 L-band 광증폭기의 과도 응답 특성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 5는 파장과 입력 세기에 대한 역방향 ASE의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 L-band 광증폭기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7은 도 6에 도시된 L-band 광증폭기에서 측정된 역방향 ASE의 스펙트럼을 도시한 것이다.

도 8은 도 7에서 도시한 FBG가 있는 상황에서 광증폭기의 출력 스펙트럼을 도시한 것이다.

도 9는 도 6의 광증폭기에서 출력의 과도 응답 특성을 측정한 것을 나타내는 그래프이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광증폭기의 블록도이다.

도 11은 C/L-band 커플러의 투과 스펙트럼의 일 례를 도시한 것이다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 L-band 광증폭기의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 광통신에 이용되는 광증폭기에 관한 것으로, 특히 장파장 대역 (L-band: Long-wavelength band, 1570~1610 nm 파장 대역을 일컬음) 광증폭기로 입력되는 신호의 광세기가 변화하거나 혹은 파장이 변화하더라도 이득을 일정하게 유지할 수 있도록 하여 안정된 광출력를 제공하기 위한 광증폭기에 관한 것이다.

L-band 광증폭기는 앞으로 장거리 전송 시스템뿐만 아니라 근거리 파장분할 다중화 전송 시스템에 널리 사용될 것이다. 이러한 전송 시스템에 사용되는 L-band 광증폭기는 입력 변화에 의한 광출력의 순간적인 변화가 매우 작아야 한다. 그러나, L-band 광증폭기가 역방향 ASE로 인해 낮은 밀도 반전 상태에서 동작하여 입력 세기가 같더라도 입력 파장에 따라 이득 차이가 크게 발생하는 사실이 확인되었으며, 이러한 이득 차이는 매우 큰 광출력의 변화를 유발한다.

입력을 검출하여 그 검출된 전기 신호에 따라서 펌프광을 조절하여 이득을 제어하는 L-band 광증폭기는, 입력의 세기 변화에 따라 미리 정해진 펌프를 EDF에 펌핑하므로 다른 방식에 비해 빠르게 광출력의 순간적인 변화를 제어할 수 있으며, 광학부의 구조가 간단하며 이득 제어 속도가 빠르다는 장점이 있다. 그러나, 종래의 L-band 광증폭기는 입력 세기가 같으면 그 파장에 무관하게 항상 같은 세기의 펌프광을 광증폭 광섬유에 펌핑하므로 입력 파장의 변화에 의한 이득 차이로 발생하는 광출력의 변화를 제어 할 수 없다. 따라서, 입력의 광세기가 같더라도 그 파장이 다르면 이득이 달라지고 이로 인해 광출력의 순간적인 변화가 크게 발생하는 문제가 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입력 파장의 변화에 관계없이 일정한 이득의 출력을 제공하기 위한 광증폭기를 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 광증폭기는, 펌핑광을 출력하는 펌핑광원; 입력 광신호를 상기 펌핑광과 결합하는 파장분할다중화기; 상기 펌핑광원에서 생성되는 펌핑광을 사용하여 입력 광신호를 증폭하는 광섬유; 및 상기 광섬유에서 발생된 역방향 ASE를 반사시켜 상기 광섬유로 재입사시키기 위한 광섬유회절격자를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 광증폭기는, 펌핑광을 출력하는 펌핑광원; 입력 광신호를 상기 펌핑광과 결합하는 파장분할다중화기; 상기 펌핑광을 사용하여 입력 광신호를 증폭하는 광섬유; 및 C-band와 L-band가 동시에 입력될 때 한쪽으로 C-band 만을 투과시키고 다른 한쪽으로는 L-band 만을 투과시키는 것으로, L-band 포트는 입력 광신호에 연결되고 C-band 포트는 반사거울과 연결되는 C/L-band 커플러를 포함하여, 상기 광섬유에서 생성된 역방향 ASE는 상기 C/L-band 커플러를 통해서 상기 반사거울까지 도달하고 상기 반사거울에서 반사되어 다시 상기 광섬유로 재입사된다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 광증폭기는, 펌핑광을 출력하는 펌핑광원; 입력 광신호를 상기 펌핑광과 결합하는 파장분할다중화기; 상기 펌핑광을 사용하여 입력 광신호를 증폭하는 광섬유; C-band와 L-band가 동시에 입력될 때 한쪽으로 C-band 만을 투과시키고 다른 한쪽으로는 L-band 만을 투과시키는 C/L-band 커플러; 및 상기 커플러와 상기 파장분할다중화기 사이에 구비되는 써큘레이터를 포함하여, 상기 광섬유에서 발생된 역방향 ASE가 상기 파장분할다중화기를 통하여 상기 C/L-band 커플러의 C-band 포트로 입력되며, 이는 다시 C/L-band 공통 포트로 출력되어 상기 광섬유로 입사되도록 한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 광증폭기는, 입력 광신호를 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부에서 발생된 역방향 ASE를 반사시켜 상기 광섬유로 재입사시키기 위한 ASE 반사부를 구비하며, 상기 입력 광신호의 세기를 일정 비율로 나누어 출력하는 커플러; 및 상기 커플러를 통과한 광신호의 일부가 입력되어 상기 입력된 광신호의 세기에 따라 상기 증폭부로 공급되는 펌핑광의 세기를 제어하는 구동부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

L-band 광증폭기는 C-band 광증폭기와 마찬가지로 입력 광신호의 세기가 변화하면 출력이 변화한다. 그런데, L-band 광증폭기는 C-band 광증폭기와는 달리 입력 광신호의 세기가 같더라도 입력 파장의 변화에 따라서 역방향 ASE (Backward Amplified Spontaneous Emission; 증폭자발광)의 발생량이 변화하기 때문에 이득이 달라진다. 이 때 역방향 ASE의 발생량을 일정하게 유지할 수 있다면 입력 파장이 변하더라도 항상 일정한 이득을 얻을 수 있다. 본 발명에서는 L-band 광증폭기의 입력단에 역방향 ASE를 반사시켜 이를 광증폭 광섬유로 재입력할 수 있는 장치를 사용하여 입력 파장이 변하더라도 역방향 ASE의 발생량을 항상 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 입력의 광세기에 따라 펌핑광의 세기를 제어하는 피드포워드 (feed-forward) 방식의 펌핑광 제어를 함께 하여 입력의 광세기와 파장 변화에 대해서 일정한 이득을 유지할 수 있는 L-band 광증폭기를 제안한다. 이 방법에 의하면 파장 변화에 따른 광출력의 순간적인 변화까지도 억제 할 수 있다.

도 1은 일반적인 L-band 광증폭기에 한 개의 광신호를 넣어서 출력을 측정하는 구성도를 도시한 것이다. 광증폭기의 구성은 광고립기(131, Optical Isolator), 파장분할다중화기(132, WDM), 펌프 레이저 다이오드(133, LD: Laser Diode), 에르븀 첨가 광섬유(134, EDF: Erbium-Doped Fiber), 그리고 출력단의 또 한 개의 광고립기(135)로 이루어진다.

입력단의 광고립기(131)는 입력된 신호나 EDF(134)에서 역방향으로 나오는 ASE (Amplified Spontaneous Emission) 혹은 반사되는 신호 등이 입력과 반대 방향 으로 나가는 것을 억제한다. 출력단의 광고립기(135)는 EDF(134)에서 증폭된 신호나 순방향의 ASE가 출력단에서 반사되어 다시 EDF로 들어가는 것을 억제한다.

파장분할다중화기(132)는 광증폭기로 입력된 신호와 EDF 매질 내에서 펌핑을 위한 펌프 레이저 다이오드(133)를 한 개의 광섬유로 묶어주는 역할을 한다. EDF(134)는 펌프 레이저 다이오드(133)의 에너지를 입력된 신호의 에너지 쪽으로 전이하여 결과적으로 증폭이 일어나도록 하는 증폭 매질이다. 이러한 광증폭기에 파장이 다른 L-band 광신호를 입력하기 위해서 가변파장 레이저(11, Tunable Laser)를 사용한다. 출력단에서는 증폭되는 신호의 파장에 따른 광세기를 측정하기 위해서 광스펙트럼 분석기(15, OSA: Optical Spectrum Analyzer)를 사용한다.

도 2는 도 1의 측정 장치를 이용하여 입력 파장을 변화 시키면서(왼쪽부터 1570.8, 1575.0, 1580.0, 1586.6, 1603.6 nm) 출력의 광학적 스펙트럼을 도시한 것이다. 이 때, 입력의 광세기는 모든 경우에 -18 dBm (15.8 mW) 이며, 1480 nm 파장의 펌프의 세기는 46 mW 이다. 입력 파장이 장파장으로 변화함에 따라 광세기가 감소함을 알 수 있다. 이는 입력의 세기가 일정하므로 결과적으로 파장에 따라서 증폭율(이득)이 감소함을 나타내는 것인데, 가장 짧은 파장인 1570.8 nm와 가장 긴 파장인 1603.6 nm 에서 5.3 dB의 이득 차이가 난다.

따라서, 이득제어를 위해서 일반적인 피드 포워드 방식을 사용한다면 문제가 발생한다. 즉, 입력 광세기를 기준으로 펌프 레이저 다이오드에 전류를 인가하여 펌핑광을 변화시키는 방식에서는 도 2에서와 같이 다른 파장의 빛이 입력되더라도 같은 광세기이면 동일한 세기로 펌핑광을 넣게 되므로 출력은 큰 폭의 변화를 보일 것이다.

도 3은 광증폭기 출력의 과도 응답(transient response) 특성을 측정하는 구성도를 나타낸다. 여기서, 과도 응답이란 입력되는 빛의 갑작스런 변화에 의해서 출력되는 빛의 세기가 시간에 따라 순간적으로 변화하는 특성을 지칭한다. 두 개의 가변파장 레이저(31, 33)는 서로 다른 파장의 광신호를 생성하며, 두 개의 음향광학 변조기(32, 34)는 함수발생기(Function Generator)에서 나오는 전기 신호에 맞춰서 가변 파장 레이저로부터 들어오는 빛을 변조하여 내보낸다. 두 개의 변조기(32, 34)는 한 개의 함수발생기(35)에서 특정 주기를 갖는 구형파 (Square Wave)에 의해서 180도의 위상차이로 변조되므로 레이저1(31)이 출력되면 레이저2(33)는 출력이 되지 않거나 그 반대로 동작한다. 따라서, 광증폭기(36)에는 서로 다른 두 파장의 입력이 주기적으로 교차하면서 들어온다. 출력은 오실로스코프(37)를 이용해서 측정하므로 시간에 따른 광세기를 볼 수 있다.

도 4는 도 3에서 도시한 구성을 가지고 도 1에서 도시한 일반적인 L-band 광증폭기의 특성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 입력된 파장은 1570.8 nm와 1603.6 nm 이며 광세기는 각각 -18 dBm 이다. 각 파장은 교대로 50 ms의 시간 동안 on (혹은 off) 된다. 이 두 파장의 이득 차이는 도 2에서 5.3 dB였다. 그러나, 도4에서 알 수 있듯이 5.3 dB 차이 이외에 순간적으로 겪는 변화까지 더하면 9.5 dB 정도의 변화를 겪는다. 이와 같이 입력 파장이 순간적으로 변화할 때 출력이 크게 변화한다면 광전송 시스템에서 전송되는 채널의 오류가 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하는 방법으로 피드백 방식의 펌프제어를 할 수 있다. 이 방법은 입력과 출력을 검출하고 비교하여 원하는 출력이 될 때까지 펌프광의 값을 조절하는 알고리즘을 채택하는 것이다. 그러나, 피드백의 순환이 여러 차례 반복되면서 전자회로에서 발생하는 시간의 지연으로 순간적으로 발생하는 출력 변화를 완벽하게 억제하기 어렵다. 본 발명의 실시에 따르면 입력 파장에 따라 발생하는 출력의 차이를 근본적으로 차단하는 방법을 제안한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 입력의 광세기 변화와 파장 변화에 따른 L-band 광증폭기에서의 순간적인 출력 변화를 최소화할 수 있는 이득제어 방법을 제공한다. 입력의 광세기 변화란 다파장 전송 시스템에서는 채널수의 변화를 의미하며, 이는 피드 포워드 방식으로 제어하는 것이 좋다. 그러나, 파장 변화에 따른 출력의 변화는 기존의 피드 포워드 방식으로는 제어가 어렵다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 동일한 광세기에 대해서는 파장이 다르더라도 같은 크기의 펌핑광을 입력하는 방식이기 때문이다.

파장의 변화에 따른 출력의 변화의 원인은 이득매질인 EDF에서 발생하는 역방향 ASE에 있다고 볼 수 있는데, 본 발명에서는 역방향 ASE를 효과적으로 억제하는 방법을 이용하여 피드 포워드 방식과 결합함으로써 입력의 세기는 물론 파장 변화에도 무관하게 이득이 완전하게 제어되는 L-band 광증폭기를 제공한다.

도 5는 도 2와 같은 파장과 입력 세기에 대해서 역방향으로 나오는 ASE를 스펙트럼 분석기로 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 1의 광고립기(131)와 파장분할다중화기(132) 사이에 2 x 1 커플러를 넣어서 입력 신호와 반대로 진행하는 빛의 세기를 측정한 것이다. 도 5의 스펙트럼에서, 역방향 ASE와 함께 입력 된 각 파장의 신호가 반사된 성분도 함께 측정되었다.

도 5에서 알 수 있는 것은 입력 파장이 길어지면서 역방향 ASE도 커지는 경향이 있다는 것이다. 이렇게 되면 EDF 매질 내에서 신호의 증폭에 쓰여야 하는 펌핑광의 에너지가 역방향 ASE의 증폭에 이용되기 때문에 결과적으로 신호의 증폭이 줄어드는 것이다. 이러한 경향은 입력되는 신호 세기가 작을수록 더 심각하다. 즉, 광증폭기에 입력되는 채널의 수가 1개 일 때가 가장 심각하게 나타난다.

이를 억제하기 위한 방법으로 본 발명에서는 역방향 ASE를 다시 EDF로 재입사시킴으로써 역방향 ASE가 가져갈 에너지를 줄이고 결국 이 에너지가 신호의 증폭에 이용되도록 하는 방법을 제안한다. 역방향 ASE가 EDF에 재입사되면 EDF에서 발생하는 역방향 ASE가 억제되는 것과 이로 인해서 신호가 더 크게 증폭되는 과정은 매우 복잡한 수식의 전개를 통해서 정량적으로 이해되어야 할 부분이나 실험적 방법으로는 증명이 가능하다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 L-band 광증폭기의 구성을 나타내는 블록도로서, 광고립기(631, 635), 파장분할다중화기(632), EDF(634) 및 LD(633)은 도 1에서 도시된 일반적인 L-band 광증폭기에 있는 구성요소들과 실질적으로 그 기능이 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

커플러(61)는 입력되는 광신호의 세기를 일정 비율로 나누는 역할을 한다. 90:10, 95:5, 98:2, 99:1 등의 비율로 나누는 커플러가 주로 이용된다. 커플러(61)을 통과한 광신호는 광고립기를 통해서 입사되고 일부는 LD 구동회로(65)에 입사된다. 이 신호는 LD 구동회로(65)의 내부에 있는 포토 다이오 드에 의하여 검출되어 전기 신호로 바뀌고, 그 전기 신호의 크기에 따라서 미리 정해진 크기의 전류를 내보내어 펌프 LD(633)를 구동한다.

역방향 ASE를 EDF(634)로 재입사시키기 위해서 광섬유회절격자(637, FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용한다. FBG(637)는 광섬유에 주기적인 격자를 새겨서 주기적인 굴절률 변화를 일으켜 특정 파장의 빛을 반사시키는 광소자이다. 예를 들어, 1559 nm 중심 파장을 갖는 FBG를 넣는다면 광증폭기에 입사되는 신호의 파장은 1570~1610 nm 대역의 파장이고 역방향 ASE는 C-band와 L-band를 포함하는 1520~1610 nm 대역에 걸쳐 있으므로, 이 중에서 1559 nm 파장과 인접한 성분만 EDF로 재입사된다. 이 때, 광증폭기에 입사되는 신호는 반사되지 않고 투과되며 투과될 때 겪는 손실(loss) 또한 0.5 dB 이하로 작다.

도 7은 도 6에 도시된 L-band 광증폭기에서 측정된 역방향 ASE의 스펙트럼을 도시한 것이다. FBG(637)의 유무에 따른 비교를 위해서 도 5 의 1570.8 nm 파장 입력에 대한 역방향 ASE 스펙트럼을 함께 도시하였다. FBG가 없는 경우에 비해서 FPG가 있는 경우에는 역방향 ASE의 광세기가 모든 파장 대역에서 감소하고 있다. 또한, 입력 광신호의 파장이 바뀌더라도 역방향 ASE는 거의 변화가 없어서 파장에 따라서 큰 차이를 보인 도 5의 경우와 대조를 보인다.

다시 말하면, 도 6과 같이 입력 단에 FBG를 삽입하면 FBG에 의해 반사된 역방향 ASE의 일부분이 EDF로 재입력되므로 전체 입력이 증가하게 된다. 따라서, 역방향 ASE가 FBG를 사용하지 않았을 때에 비해 크게 줄어들고, 도 7에서처럼 역방향 ASE가 항상 같은 크기로 출력되므로 입력 파장이 변화하더라도 이득을 항상 일정 하게 유지할 수 있다.

도 8은 도 7에서 도시한 FBG가 있는 상황에서 광증폭기의 출력 스펙트럼을 도시한 것이다. 역방향 ASE가 균일하게 나오는 것에서 예상할 수 있듯이 입력 신호의 파장이 바뀌더라도 출력되는 광신호의 세기는 매우 균일하다. 가장 짧은 파장과 긴 파장에서 출력의 차이는 0.8 dB 이며, 이는 두 파장이 33 nm 차이가 나는 것을 고려할 때 매우 작은 것이다. FBG가 없는 경우(도 2 참조)에서는 5.3 dB 차이가 났었다. 이 때 1480 nm 펌프 레이저의 광세기는 37mW 이며, FBG가 없는 경우에 1570.8 nm에서 같은 출력을 얻기 위해서 46 mW를 사용했다는 점을 고려하면, 더 작은 펌프광의 세기로 파장에 따라 균일한 출력을 얻을 수 있다.

도 9는 도 6의 광증폭기에서 출력의 과도 응답 특성을 측정한 것을 나타내는 그래프이다. 도 4에서는 입력의 파장이 바뀌면서 출력 변화가 최대 9.5 dB가 났었지만, 도 6의 광증폭기에서는 0.8 dB 정도의 차이만 난다.

이하에서는, 역방향 ASE를 EDF에 재입사 시키기 위한 다양한 구조에 대하여 기술하도록 한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광증폭기의 블록도로서, 역방향 ASE를 EDF에 재입사 시키기 위해서 도 6의 FBG(637) 대신에 C/L-band 커플러(1037)와 반사거울(1038)를 이용하는 구성을 도시한 블록도이다. C/L-band 커플러(1037)는 C-band와 L-band가 동시에 입력될 때 한쪽으로 C-band 만을 투과시키고 다른 한쪽으로는 L-band 만을 투과시키는 커플러이다.

도 11은 C/L-band 커플러의 투과 스펙트럼의 일 례를 도시한 것이다. 도면 에서 점선은 C-band 쪽 포트의 투과를 표시하며, 실선은 L-band 쪽 포트의 투과를 표시한다. 도 10에서 C/L-band 커플러(1037)의 L-band 포트는 광고립기(1031)와 연결되고 C-band 포트는 반사거울(1038)과 연결된다. EDF(1034)에서 생성된 역방향 ASE는 C/L-band 커플러(1037)를 통해서 반사거울(1038)까지 도달하고 거기에서 반사되어 다시 EDF(1034)로 재입사된다. 그럼으로써, 파장에 따른 이득의 차이를 줄여주는 효과를 기대할 수 있다. 이 때, EDF(1034)로 재입사되는 파장을 선택하기 위해서 반사거울(1038) 앞에 가변파장필터를 더 구비할 수 있고, 재입사되는 광의 세기를 조절하기 위해서 가변광감쇠기를 더 구비할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 L-band 광증폭기의 구성을 나타내는 블록도로서, 역방향 ASE를 EDF로 재입사시키기 위해서 써큘레이터(1238)를 이용한다. 써큘레이터(1238)는 방향성을 갖는 광소자로서, 포트 1로 입사한 빛은 포트 2로는 통과하나 포트 3으로는 통과하지 못한다. 반면에 포트 2로 입사된 빛은 포트 3으로 나오지만 포트 1로 나오지는 못한다. 써큘레이터(1238)를 광고립기(1231)와 파장분할다중화기(1232) 사이에 넣어서 역방향 ASE가 EDF(1234)에서 발생하여 파장분할다중화기(1232)를 거쳐서 나오면 C/L-band 커플러(1237)의 C-band 포트로 연결되다. 이는 다시 C/L-band 공통 포트로 출력되어 광고립기(1231)를 통해서 EDF(1234)로 입사된다. 이러한 구조에서도 재입사되는 역방향 ASE의 파장을 선택하기 위해서 C/L-band 커플러(1237)와 써큘레이터(1238) 사이에 가변파장필터를 넣을 수도 있고, 광세기를 조절하기 위해서 가변광감쇠기를 넣을 수도 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들 이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 L-band 광증폭기는 피드 포워드 방식의 이득제어방식으로 입력과의 세기에 따라 펌프광의 세기를 조절하고, 이와 동시에 역방향 ASE를 EDF로 재입력 시켜 입력 광의 세기나 파장의 변화에도 무관하게 일정한 이득을 갖도록 할 수 있다. 이러한 구조의 광증폭기는 입력의 세기와 파장의 순간적인 급격한 변화에 대해서도 채널 출력신호의 시간에 따른 변화가 매우 작다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 이득제어 광증폭기는 L-band에 적용되어 정상 상태 특성이나 과도 응답 특성에서 안정되고 균일한 출력을 가능케 한다.

Claims (11)

1. 입력 광신호를 일정 비율로 나누어 출력하는 커플러;

   펌핑광을 출력하는 펌핑광원;

   상기 커플러에서 분기된 광신호의 일부가 입력되어 상기 입력된 광신호의 세기에 따라 상기 펌핑광원에서 출력되는 펌핑광의 세기를 제어하는 구동부;

   상기 입력 광신호를 상기 펌핑광과 결합하는 파장분할다중화기;

   상기 펌핑광원에서 생성되는 펌핑광을 사용하여 입력 광신호를 증폭하는 광섬유; 및

   상기 광섬유에서 발생된 역방향 증폭 자발광을 반사시켜 상기 광섬유로 재입사시키기 위한 광섬유회절격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
2. 제1항에 있어서,

   입력단 또는 출력단에 광고립기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
3. 입력 광신호를 일정 비율로 나누어 출력하는 커플러;

   펌핑광을 출력하는 펌핑광원;

   상기 커플러에서 분기된 광신호의 일부가 입력되어 상기 입력된 광신호의 세기에 따라 상기 펌핑광원에서 출력되는 펌핑광의 세기를 제어하는 구동부;

   상기 입력 광신호를 상기 펌핑광과 결합하는 파장분할다중화기;

   상기 펌핑광을 사용하여 입력 광신호를 증폭하는 광섬유; 및

   C-band와 L-band가 동시에 입력될 때 한쪽으로 C-band 만을 투과시키고 다른 한쪽으로는 L-band 만을 투과시키는 것으로, L-band 포트는 입력 광신호에 연결되고 C-band 포트는 반사거울과 연결되는 C/L-band 커플러를 포함하여,

   상기 광섬유에서 생성된 역방향 증폭 자발광은 상기 C/L-band 커플러를 통해서 상기 반사거울까지 도달하고 상기 반사거울에서 반사되어 다시 상기 광섬유로 재입사되는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
4. 제3항에 있어서, 상기 반사거울 다음에 상기 광섬유로 재입사되는 역방향 증폭 자발광의 파장을 선택하기 위한 가변파장필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
5. 제3항에 있어서, 상기 반사거울 다음에 상기 광섬유로 재입사되는 광의 세기를 조절하기 위한 가변광감쇠기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
6. 입력 광신호를 일정 비율로 나누어 출력하는 커플러;

   펌핑광을 출력하는 펌핑광원;

   상기 커플러에서 분기된 광신호의 일부가 입력되어 상기 입력된 광신호의 세기에 따라 상기 펌핑광원에서 출력되는 펌핑광의 세기를 제어하는 구동부;

   상기 입력 광신호를 상기 펌핑광과 결합하는 파장분할다중화기;

   상기 펌핑광을 사용하여 입력 광신호를 증폭하는 광섬유;

   C-band와 L-band가 동시에 입력될 때 한쪽으로 C-band 만을 투과시키고 다른 한쪽으로는 L-band 만을 투과시키는 C/L-band 커플러; 및

   상기 커플러와 상기 파장분할다중화기 사이에 구비되는 써큘레이터를 포함하여,

   상기 광섬유에서 발생된 역방향 증폭 자발광이 상기 파장분할다중화기를 통하여 상기 C/L-band 커플러의 C-band 포트로 입력되며, 이는 다시 C/L-band 공통 포트로 출력되어 상기 광섬유로 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 C/L-band 커플러와 상기 써큘레이터 사이에 상기 광섬유로 재입사되는 역방향 증폭 자발광의 파장을 선택하기 위한 가변파장필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
8. 제6항에 있어서, 상기 C/L-band 커플러와 상기 써큘레이터 사이에 상기 광섬유로 재입사되는 광의 세기를 조절하기 위한 가변광감쇠기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
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