KR101717760B1 - Self-protection multi-core optical fiber amplifier - Google Patents
Self-protection multi-core optical fiber amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- KR101717760B1 KR101717760B1 KR1020110014645A KR20110014645A KR101717760B1 KR 101717760 B1 KR101717760 B1 KR 101717760B1 KR 1020110014645 A KR1020110014645 A KR 1020110014645A KR 20110014645 A KR20110014645 A KR 20110014645A KR 101717760 B1 KR101717760 B1 KR 101717760B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- core
- wavelength
- auxiliary signal
- optical fiber
- light
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/30—Collimators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02042—Multicore optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, 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
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, 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
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1616—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth thulium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, 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
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기는 이득 매질로 도핑된 제1코어, 제1코어와 이격되어 마련된 제2코어를 포함하는 멀티코어 광섬유와, 제1코어에 주신호광을 입력하는 주공진기, 제2코어에 보조신호광을 입력하는 보조광원, 멀티코어 광섬유에 펌프광을 입력하는 펌프광원을 포함할 수 있다.A multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention includes a multi-core optical fiber including a first core doped with a gain medium, a second core separated from the first core, An auxiliary light source for inputting the auxiliary signal light to the second core, and a pump light source for inputting the pump light to the multi-core optical fiber.
Description
개시된 발명은 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 관한 것이다. 더 상세하게는 멀티코어 광섬유의 제1코어에는 주신호광을 입력하고, 제2코어에는 보조신호광을 입력하는 멀티코어 광섬유 증폭기에 관한 것이다.The disclosed invention relates to a self-protecting multi-core optical fiber amplifier. More particularly, the present invention relates to a multi-core optical fiber amplifier for inputting a main beam to a first core of a multi-core optical fiber and inputting auxiliary signal light to a second core.
광섬유 증폭기는 광신호를 광의 레벨 그대로 전기신호를 변환하지 않고 증폭 작용을 하는 광증폭기로서, 특히 증폭매체로 광섬유를 구비한 것이다. 광섬유 증폭기에서, 증폭작용은 광섬유의 주성분인 유리에 첨가된 게르마늄(Ge)의 유도라만산란(Stimulated Raman Scattering)을 이용하거나, 광섬유에 첨가된 희토류 원소의 유도방출(Stimulated Emission) 작용을 이용할 수 있다. 이 가운데 희토류 원소의 일종인 어븀(Er: Erbium) 이온을 첨가한 광섬유를 이용한 광섬유증폭기는 증폭가능파장대가 1550nm대이며 광섬유의 저손실역과 일치한다. 또한, Er 이온의 수명이 10ms로 길고, 고효율증폭(40dB)과 낮은 일그러짐 특성을 얻을 수 있기 때문에 광통신의 주류를 형성하고 있는 파장 분할 다중방식(Wavelength-Division-Multiplexing; WDM)의 초석이 되었다. 한편, 광섬유 증폭기는 광통신 분야뿐만 아니라, 산업용 광섬유 레이저 분야에서도 많이 활용되고 있다. 광섬유 증폭기 기술을 활용하여 고출력의 광섬유 레이저 개발이 가능해졌으며, 최근 광섬유 레이저가 산업용이나 의료용으로도 널리 사용되고 있다.An optical fiber amplifier is an optical amplifier that amplifies an optical signal without changing an electrical signal at a level of light. In particular, the optical amplifier includes an optical fiber as an amplification medium. In the optical fiber amplifier, the amplification function can utilize the stimulated raman scattering of germanium (Ge) added to glass, which is the main component of the optical fiber, or the stimulated emission effect of the rare earth element added to the optical fiber . Among them, the optical fiber amplifier using Er: Erbium ion, which is a kind of rare earth element, has an amplifiable wavelength band of 1550 nm and coincides with a low loss region of the optical fiber. In addition, since the lifetime of the Er ions is as long as 10 ms, high efficiency amplification (40 dB) and low distortion characteristics can be obtained, it has become the cornerstone of Wavelength Division Multiplexing (WDM) that forms the mainstream of optical communication. On the other hand, optical fiber amplifiers are widely used not only in the optical communication field but also in the industrial optical fiber laser field. Fiber optic amplifiers have been used to develop high output optical fiber lasers, and fiber lasers are widely used in industrial and medical applications.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주신호광이 입력되는 제1코어 및 보조신호광이 입력되는 제2코어를 포함하는 멀티코어 광섬유 증폭기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a multi-core optical fiber amplifier including a first core receiving a main beam and a second core receiving auxiliary signal light.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기는A multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention includes:
이득 매질이 첨가된 적어도 하나의 제1코어, 상기 제1코어와 이격되어 마련된 적어도 하나의 제2코어, 상기 제1코어 및 상기 제2코어를 감싸고 있는 제1클래드층 및 상기 제1클래드층을 감싸고 있는 제2클래드층을 포함하는 멀티코어 광섬유;At least one first core added with a gain medium, at least one second core provided apart from the first core, a first clad layer surrounding the first core and the second core, and a second clad layer surrounding the first core, A multi-core optical fiber including a second clad layer surrounding the first clad layer;
상기 제1코어에 주신호광을 입력하는 적어도 하나의 주공진기;At least one main resonator for inputting the excitation light to the first core;
상기 제2코어에 보조신호광을 입력하는 적어도 하나의 보조광원;At least one auxiliary light source for inputting auxiliary signal light to the second core;
상기 멀티코어 광섬유에 펌프광을 입력하는 적어도 하나의 펌프광원;At least one pump light source for inputting the pump light to the multi-core optical fiber;
상기 주신호광이 외부로 출력되는 주출력부; 및A main output unit for outputting the main beam; And
상기 보조신호광이 외부로 출력되는 보조출력부;를 포함할 수 있다.And an auxiliary output unit for outputting the auxiliary signal light to the outside.
상기 주공진기 및 상기 주출력부 사이에 마련되어, 상기 주출력부에서 반사된 광이 역진행하는 것을 막는 광고립기를 더 포함할 수 있다.And an advertiser provided between the main emission unit and the main output unit to prevent the light reflected from the main output unit from being reversed.
상기 주공진기 및 상기 보조광원을 상기 멀티코어 광섬유와 연결시키는 WDM 결합기를 더 포함할 수 있다.And a WDM coupler for coupling the main and auxiliary light sources to the multi-core optical fiber.
상기 펌프광을 상기 멀티코어 광섬유와 연결시키는 광결합기를 더 포함할 수 있다.And an optical coupler coupling the pump light to the multi-core optical fiber.
상기 주출력부는 콜리메이터를 더 포함할 수 있다.The main output unit may further include a collimator.
상기 이득 매질은 이터븀(Yb), 어븀(Er), 툴륨(Tm) 및 네오듐(Nd)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The gain medium may be at least one selected from the group consisting of Yb, Er, Th, and Nd.
상기 제2코어는 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다.The second core may be formed of glass or plastic.
상기 제1코어의 지름은 1 내지 40㎛일 수 있다.The diameter of the first core may be 1 to 40 탆.
상기 제2코어의 지름은 1 내지 40㎛일 수 있다.The diameter of the second core may be 1 to 40 탆.
상기 제1코어 및 상기 제2코어가 서로 이격된 거리는 상기 제1코어의 반지름과 상기 제2코어의 반지름을 합한 값의 1.1배 내지 5배일 수 있다.The distance between the first core and the second core may be 1.1 to 5 times the sum of the radius of the first core and the radius of the second core.
상기 제1코어에 상기 주신호광이 입력되지 않거나, 상기 제1코어에 입력되는 상기 주신호광의 세기가 기준 세기보다 작은 경우, 상기 보조신호광이 상기 이득 매질의 여기 에너지를 흡수할 수 있다.The auxiliary signal light can absorb the excitation energy of the gain medium when the intensity of the main beam inputted to the first core is less than the reference intensity or when the main beam is not inputted to the first core.
상기 이득 매질은 이터븀(Yb)이고, 상기 주신호광과 상기 보조신호광의 파장은 1020㎚ 내지 1120㎚이며, 상기 주신호광의 파장과 상기 보조신호광의 파장은 서로 다를 수 있다.The gain medium is Yb and the wavelength of the main beam and the auxiliary signal are in a range of 1020 nm to 1120 nm and the wavelength of the main beam and the wavelength of the auxiliary signal may be different from each other.
상기 이득 매질은 어븀(Er)이고, 상기 주신호광과 상기 보조신호광의 파장은 1520㎚ 내지 1610㎚이며, 상기 주신호광의 파장과 상기 보조신호광의 파장은 서로 다를 수 있다.The gain medium may be erbium (Er), the wavelength of the main beam and the auxiliary signal may be 1520 nm to 1610 nm, and the wavelength of the main beam and the wavelength of the auxiliary signal may be different from each other.
상기 이득 매질은 툴륨(Tm)이고, 상기 주신호광과 상기 보조신호광의 파장은 1880㎚ 내지 2020㎚이며, 상기 주신호광의 파장과 상기 보조신호광의 파장은 서로 다를 수 있다.The gain medium may be thulium (Tm), the wavelength of the main beam and the auxiliary signal may be 1880 nm to 2020 nm, and the wavelength of the main beam and the wavelength of the auxiliary signal may be different from each other.
상기 이득 매질은 이터븀(Yb)이고, 상기 주신호광의 파장은 1064㎚이며, 상기 보조신호광의 파장은 1035㎚일 수 있다.The gain medium may be ytterbium (Yb), the wavelength of the main beam may be 1064 nm, and the wavelength of the auxiliary signal may be 1035 nm.
상기 이득 매질은 어븀(Er)이고, 상기 주신호광의 파장은 1550㎚이며, 상기 보조신호광의 파장은 1530㎚일 수 있다.The gain medium may be erbium (Er), the wavelength of the main beam may be 1550 nm, and the wavelength of the auxiliary signal may be 1530 nm.
상기 이득 매질은 툴륨(Tm)이고, 상기 주신호광의 파장은 1960㎚이며, 상기 보조신호광의 파장은 1920㎚일 수 있다.The gain medium may be thulium (Tm), the wavelength of the main beam may be 1960 nm, and the wavelength of the auxiliary signal may be 1920 nm.
상기 펌프광의 파장은 900㎚ 내지 990㎚일 수 있다.The wavelength of the pump light may be 900 nm to 990 nm.
상기 펌프광의 파장은 915㎚, 940㎚, 965㎚ 및 975㎚ 중에서 선택된 어느 하나의 값일 수 있다.The wavelength of the pump light may be any value selected from 915 nm, 940 nm, 965 nm and 975 nm.
본 발명은 주신호광이 입력되는 제1코어 및 보조신호광이 입력되는 제2코어를 포함하는 멀티코어 광섬유를 구비한 자기 보호형 광섬유 증폭기로서, 제1코어에 주신호광이 입력되지 않거나, 제1코어에 입력되는 주신호광이 기준 세기보다 약한 경우 보조신호광이 제1코어의 이득 매질로부터 여기 에너지를 흡수할 수 있다. 따라서, 제1코어에 주신호광이 입력되지 않거나, 제1코어에 입력되는 주신호광이 기준 세기보다 약한 경우 발생할 수 있는 비선형 효과 예를 들어, 유도 브릴루앙 산란(stimulated Brillouin scattering, SBS), 증폭 자발 방출(amplified spontaneous emission) 등을 방지하여 본 발명의 멀티코어 광섬유 증폭기를 스스로 보호할 수 있다.The present invention relates to a self-protection type optical fiber amplifier having a multi-core optical fiber including a first core for inputting a main beam and a second core for inputting auxiliary signal light, wherein the main beam is not inputted to the first core, The auxiliary signal light can absorb the excitation energy from the gain medium of the first core. Therefore, a nonlinear effect that may occur when the excitation light is not input to the first core or when the excitation light input to the first core is weaker than the reference intensity, for example, stimulated Brillouin scattering (SBS) Amplified spontaneous emission, and the like, thereby protecting the multi-core optical fiber amplifier of the present invention by itself.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 멀티코어 광섬유의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 다른 멀티코어 광섬유의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 또 다른 멀티코어 광섬유의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 또 다른 멀티코어 광섬유의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기의 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기의 개략적인 도면이다.1 is a schematic cross-sectional view of a multi-core optical fiber included in a self-protecting multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of another multi-core optical fiber provided in a self-protecting multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of another multi-core optical fiber provided in a self-protecting multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of another multi-core optical fiber provided in a self-protecting multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a self-protecting multi-core optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of a self-protecting multi-core optical fiber amplifier according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서, 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a multi-core optical fiber amplifier of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 멀티코어 광섬유(100)의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a multicore
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(100)는 이득 매질로 도핑된 제1코어(10), 제1코어(10)와 이격되어 마련된 제2코어(20), 제1코어(10) 및 제2코어(20)를 감싸고 있는 제1클래드층(30) 및 제1클래드층(30)을 감싸고 있는 제2클래드층(40)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a multicore
제1코어(10)는 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 이득 매질로 도핑될 수 있다. 상기 이득 매질은 희토류 원소일 수 있으며, 예를 들어, 이터븀(Yb), 어븀(Er), 툴륨(Tm), 네오듐(Nd) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1코어(10)의 지름은 약 1 내지 약 40 ㎛일 수 있으며, 주공진기(master oscillator)로부터 주신호광이 입력될 수 있다. 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 이터븀(Yb)인 경우, 1020㎚ 내지 1120㎚ 범위의 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 이터븀(Yb)인 경우, 1064㎚일 수 있다. 그리고, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 어븀(Er)인 경우, 1520㎚ 내지 1610㎚ 범위의 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 어븀(Er)인 경우, 1550㎚일 수 있다. 또한, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 툴륨(Tm)인 경우, 1880㎚ 내지 2020㎚ 범위의 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 툴륨(Tm)인 경우, 1960㎚일 수 있다.The
제2코어(20)는 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 이득 매질로 도핑되지 않을 수 있다. 즉, 제2코어(20)는 이득 매질이 첨가되지 않은 유리 또는 플라스틱으로만 형성될 수 있다. 제2코어(20)의 지름은 약 1 내지 약 40 ㎛일 수 있으며, 보조광원으로부터 보조신호광이 입력될 수 있다. 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 이터븀(Yb)인 경우, 1020㎚ 내지 1120㎚ 범위의 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 이터븀(Yb)인 경우, 1035㎚일 수 있다. 그리고, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 어븀(Er)인 경우, 1520㎚ 내지 1610㎚ 범위의 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 어븀(Er)인 경우, 1530㎚일 수 있다. 또한, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 툴륨(Tm)인 경우, 1880㎚ 내지 2020㎚ 범위의 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 툴륨(Tm)인 경우, 1920㎚일 수 있다. The
여기에서, 상기 보조신호광의 파장은 상기 주신호광의 파장과 서로 다를 수 있으며, 상기 보조신호광의 파장은 상기 주신호광의 파장보다 작을 수 있다. 한편, 제1코어(10)와 제2코어(20)가 서로 이격된 거리(L)는 제1코어(10)의 반지름(d1/2)과 제2코어(20)의 반지름(d2/2)을 합한 값((d1+d2)/2)의 1.1배 내지 5배일 수 있다.Here, the wavelength of the auxiliary signal light may be different from the wavelength of the main beam, and the wavelength of the auxiliary signal light may be smaller than the wavelength of the main beam. On the other hand, the radius of the
제1클래드층(30)은 제1코어(10) 및 제2코어(20)를 둘러싸고 있으며, 제1코어(10) 및 제2코어(20)보다 굴절률이 작은 재료로 형성될 수 있다. 제1클래드층(30)은 펌프광원으로부터 펌프광이 입력될 수 있으며, 상기 펌프광은 제1코어(10)에 도핑된 이득 매질을 여기시킬 수 있으며, 상기 이득 매질로부터 방출된 여기 에너지는 제1코어(10)를 지나가는 주신호광에 의해서 흡수될 수 있다. 즉, 제1코어(10)를 지나가는 주신호광은 상기 이득 매질로부터 방출된 여기 에너지를 흡수하여 증폭될 수 있다. 또한, 제2코어(20)를 지나가는 보조신호광도 상기 이득 매질로부터 방출된 여기 에너지를 흡수하여 증폭될 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다. 한편, 제1클래드층(30)의 지름은 약 100㎛ 이상일 수 있으며, 수백 ㎛일 수 있다.The
그리고, 제2클래드층(40)은 제1클래드층(30)을 감싸고 있으며, 제1클래드층(30)보다 굴절률이 작은 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 제1클래드층(30)에 입력되는 펌프광이 제1클래드층(30) 및 제2클래드층(40)의 계면에서 전반사되어 제1클래드층(30)을 따라서 진행할 수 있다.The
도 1에는 제1코어(10)와 제2코어(20)가 나란하게 배열된 것처럼 도시되어 있으며, 제1코어(10)와 제2코어(20)의 배열 형태는 이러한 배열 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1코어(10)가 멀티코어 광섬유(100)의 중심에 마련되고, 제2코어(20)는 제1코어(10)의 주변에 마련되는 것도 가능하다. 또한, 제1코어(10)가 멀티코어 광섬유(100)의 중심에 마련되고, 제2코어(20)는 제1코어(10)와 이격되어 제1코어(10)의 둘레를 나선 형태로 감싸고 있을 수 있다. 그 밖에도, 제1코어(10)와 제2코어(20)는 다양한 형태로 배열될 수 있다.1, the
상기 주신호광이 제1코어(10)에 입력되는 경우, 상기 주신호광은 펌프광에 의해서 여기된 이득 매질로부터 여기 에너지를 흡수하여 증폭될 수 있다. 한편, 상기 보조신호광은 이득 매질로 도핑되지 않은 제2코어(20)를 통해서 진행하므로 증폭되지 않을 것이라고 예상할 수 있다. 하지만, 제2코어(20)를 진행하는 상기 보조신호광의 세기를 실제로 측정해보면 증폭된다는 것을 실험적으로 알 수 있다. 또한, 이론적으로도 전자기파(electromagnetic wave)의 도파로 진행 방정식(Waveguide propagation equation)을 사용하여 솔루션을 구해 보면 상기 보조신호광이 증폭된다는 것을 알 수 있다. 이는 상기 주신호광과 상기 보조신호광이 광자빔(Photon Beam) 형태로 진행하기도 하지만, 전자기파(electromagnetic wave) 형태로도 진행하기 때문이다. 즉, 상기 주신호광과 상기 보조신호광은 각각 제1코어(10) 및 제2코어(20)를 통해서 진행하지만, 전자기장(electromagnetic field)을 만들면서 진행하기 때문에 서로 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기 보조신호광은 제2코어(20)를 통해서 진행하지만, 제2코어(20) 주위에 전자기장을 형성하면서 진행하기 때문에 제2코어(20) 주위에 있는 제1코어(10)와 커플링되거나 또는 상호작용을 할 수 있다. 즉, 상기 보조신호광은 이득 매질로 도핑되지 않은 제2코어(20)를 진행하지만 제1코어(10)의 이득 매질로부터 여기 에너지를 흡수하여 증폭될 수 있다.When the excitation light is input to the
그리고, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도는 제1코어(10)의 지름(d1), 제2코어(20)의 지름(d2) 및 제1코어(10)와 제2코어(20) 사이의 거리(L), 제1코어(10) 및 제2코어(20)의 단면 형상, 제1코어(10) 및 제2코어(20)의 배열 형태, 상기 보조 신호광의 세기 등을 달리하여 제어할 수 있다. 상기 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되는 경우, 상기 주신호광을 목표하는 만큼 증폭할 수 있도록, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도를 제어할 수 있다. 즉, 상기 주신호광을 설계된 만큼 증폭하기 위해서, 제1코어(10)의 이득 매질로부터 상기 보조신호광이 흡수할 수 있는 여기 에너지의 양을 설계 파라미터 최적화를 통해서 제어할 수 있다.The degree of amplification of the auxiliary signal light is determined by the diameter d 1 of the
종래의 광섬유에서는 신호광이 광섬유의 코어에 정상적으로 입력되지 못하는 경우, 예를 들어, 신호광의 광원이 작동하지 않아서 신호광이 전혀 입력되지 못하거나 신호광의 세기가 설계된 입력 세기보다 작은 경우, 펌프광에 의해서 여기된 에너지는 증폭시킬 대상인 신호광이 충분하지 못하기 때문에 비선형 효과를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 유도 브릴리앙 산란(simultaneous Brillouin scattering, SBS)에 의한 에너지가 역반사를 일으켜 광원 방향으로 역진행(backward propagation) 할 수 있으며, 증폭 자발 방출(ASE)이 이중 레일라이 역산란(Double Rayleigh Back-Scattering, DRBS)이 발생할 수 있다. 이러한 역진행은 광경로상에 있는 모든 광학 부품들을 손상시킬 수 있으며, 또한 어느 부품이 손상되었는지 파악하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.In the conventional optical fiber, when the signal light can not be normally inputted to the core of the optical fiber, for example, when the signal light is not activated because the light source of the signal light is not operated, or when the intensity of the signal light is smaller than the designed input intensity, Energy can cause nonlinear effects because the signal to be amplified is not sufficient. For example, the energy generated by simultaneous Brillouin scattering (SBS) can be reflected backward in the direction of the light source, and the amplification spontaneous emission (ASE) can be used for double Rayleigh scattering Back-Scattering (DRBS) may occur. This reverse process can damage all of the optical components on the optical path and can also make it difficult to determine which parts are damaged.
하지만, 본 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(100)에서는 상기 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되지 못하는 경우, 예를 들어, 상기 주신호광이 주공진기가 작동하지 않아서 전혀 입력되지 못하거나, 주신호광의 세기가 설계된 입력 세기보다 작은 경우에도 제2코어(20)에는 상기 보조신호광이 입력되므로, 펌프광에 의해서 여기된 에너지가 상기 보조신호광을 증폭시킬 수 있어서, 비선형 효과를 억제할 수 있다. 따라서, 종래에 광섬유에 신호광이 정상적으로 입력되지 않아서 발생했던 SBS 또는 DRBS에 의한 광학 부품들의 손상을 방지할 수 있다.However, in the multicore
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 다른 멀티코어 광섬유(110)의 개략적인 단면도이다. 앞에서 설명한 멀티코어 광섬유(100)와의 차이점을 위주로 상세하게 설명하기로 한다.2 is a schematic cross-sectional view of another multi-core
본 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(110)는 하나의 제1코어(10) 및 두 개의 제2코어(20, 21)를 포함할 수 있으며, 세 코어(10, 20, 21)들의 중심이 정삼각형을 이루도록 배열될 수 있다. 하지만, 코어(10, 20, 21)들의 배열 형태는 도 2에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니다. 제2코어(20, 21)에 입력되는 보조신호광이 증폭되는 정도는 제1코어(10)의 지름(d1), 제2코어(20)의 지름(d2, d3) 및 제1코어(10)와 제2코어(20, 21) 사이의 거리(L1, L2), 제1코어(10) 및 제2코어(20, 21)의 단면 형상, 제1코어(10) 및 제2코어(20, 21)의 배열 형태, 상기 보조 신호광의 입력 세기 등을 조절하여 제어할 수 있다. 한편, 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되는 경우, 상기 주신호광을 목표하는 만큼 증폭할 수 있도록, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도를 제어할 수 있다. 그리고, 제1코어(10)와 제2코어(20)가 서로 이격된 거리(L1)는 제1코어(10)의 반지름(d1/2)과 제2코어(20)의 반지름(d2/2)을 합한 값((d1+d2)/2)의 1.1배 내지 5배일 수 있다. 또한, 제1코어(10)와 다른 제2코어(21)가 서로 이격된 거리(L2)는 제1코어(10)의 반지름(d1/2)과 다른 제2코어(21)의 반지름(d3/2)을 합한 값((d1+d2)/2)의 1.1배 내지 5배일 수 있다.The multicore
본 실시예의 멀티코어 광섬유(110)는 제1코어(10) 및 제2코어(20)에 주신호광 및 보조신호광이 각각 입력되지 않더라도, 나머지 제2코어(21)에 보조신호광이 입력되어 증폭될 수 있으므로, 펌프광에 의해서 여기된 에너지가 증폭시킬 대상이 없어서 발생하는 비선형 효과를 억제할 수 있으며, 이로 인한 광학 부품들의 손상을 방지할 수 있다.The auxiliary signal light is inputted to the remaining
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 또 다른 멀티코어 광섬유(120)의 개략적인 단면도이다. 앞에서 설명한 멀티코어 광섬유(100, 110)와의 차이점을 위주로 상세하게 설명하기로 한다.3 is a schematic cross-sectional view of another multi-core
본 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(120)는 하나의 제1코어(10) 및 두 개의 제2코어(20, 23)를 포함할 수 있으며, 제1코어(10)가 멀티코어 광섬유(120)의 중심에 배치되고 제2코어(20, 23)가 제1코어(10)의 양 옆에 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 제1코어(10)를 중심으로, 두 개의 제2코어(20, 23)가 대칭적으로 배열될 수 있다. 또한, 제1코어(10) 및 제2코어(20, 23)는 서로 평행하게 배열될 수 있다. 하지만, 코어(10, 20, 23)들의 배치 형태는 도 3에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 배치 형태가 가능하다. The multicore
제2코어(20, 23)에 입력되는 보조신호광이 증폭되는 정도는 제1코어(10)의 지름(d1), 제2코어(20, 23)의 지름(d2, d3) 및 제1코어(10)와 제2코어(20, 23) 사이의 거리(L1, L2), 제1코어(10) 및 제2코어(20, 23)의 단면 형상, 제1코어(10) 및 제2코어(20, 23)의 배열 형태, 제2코어(20, 23)에 입력되는 상기 보조 신호광의 입력 세기 등을 조절하여 제어할 수 있다. 한편, 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되는 경우, 상기 주신호광을 목표하는 만큼 증폭할 수 있도록, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도를 제어할 수 있다. 여기에서, 제1코어(10)와 제2코어(20)가 서로 이격된 거리(L1)는 제1코어(10)의 반지름(d1/2)과 제2코어(20)의 반지름(d2/2)을 합한 값((d1+d2)/2)의 1.1배 내지 5배일 수 있다. 그리고, 제1코어(10)와 다른 제2코어(23)가 서로 이격된 거리(L2)는 제1코어(10)의 반지름(d1/2)과 다른 제2코어(23)의 반지름(d3/2)을 합한 값((d1+d2)/2)의 1.1배 내지 5배일 수 있다.The amplification degree of the auxiliary signal light input to the
본 실시예의 멀티코어 광섬유(120)는 제1코어(10) 및 제2코어(20)에 주신호광 및 보조신호광이 각각 입력되지 않더라도, 나머지 제2코어(23)에 보조신호광이 입력되어 증폭될 수 있으므로, 펌프광에 의해서 여기된 에너지가 증폭시킬 대상이 없어서 발생하는 비선형 효과를 억제할 수 있으며, 이로 인한 광학 부품들의 손상을 방지할 수 있다.The auxiliary signal light is input to the remaining
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기에 구비된 또 다른 멀티코어 광섬유(130)의 개략적인 단면도이다. 앞에서 설명한 멀티코어 광섬유(100, 110, 120)와의 차이점을 위주로 상세하게 설명하기로 한다.4 is a schematic cross-sectional view of another multi-core
본 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(130)는 두 개의 제1코어(10, 15) 및 두 개의 제2코어(20, 25)를 포함할 수 있으며, 제1코어(10, 15)와 제2코어(20, 23)가 각각 서로 마주보게 배열될 수 있으며, 각 코어들의 중심이 정사각형을 이루도록 배열될 수 있다. 하지만, 코어(10, 15, 20, 25)들의 배열 형태는 도 4에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니며, 코어(10, 15, 20, 25)들은 사각형, 마름모, 평행사변형 등의 다각형 형태로 배열될 수 있다. 제2코어(20, 25)에 입력되는 보조신호광이 증폭되는 정도는 제1코어(10, 15)의 지름, 제2코어(20, 25)의 지름 및 제1코어(10, 15)와 제2코어(20, 25) 사이의 거리, 제1코어(10, 15) 및 제2코어(20, 25)의 단면 형상, 제1코어(10, 15) 및 제2코어(20, 25)의 배열 형태, 제2코어(20, 25)에 입력되는 상기 보조 신호광의 입력 세기 등을 조절하여 제어할 수 있다. 한편, 주신호광이 제1코어(10, 15)에 정상적으로 입력되는 경우, 상기 주신호광을 목표하는 만큼 증폭할 수 있도록, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도를 제어할 수 있다. The multicore
본 실시예의 멀티코어 광섬유(130)는 제1코어(10, 15)에 주신호광이 입력되지 않더라도, 나머지 제2코어(20, 25)에 보조신호광이 입력되어 증폭될 수 있으므로, 펌프광에 의해서 여기된 에너지가 증폭시킬 대상이 없어서 발생하는 비선형 효과를 억제할 수 있으며, 이로 인한 광학 부품들의 손상을 방지할 수 있다.Since the auxiliary signal light can be input to the remaining
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(200)의 개략적인 도면이다.5 is a schematic diagram of a self-protecting multi-core
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(200)는 도 1에 도시된 멀티코어 광섬유(100), 제1코어(10)에 주신호광을 입력하는 주공진기(210), 제2코어(20)에 보조신호광을 입력하는 보조광원(220), 멀티코어 광섬유(100)에 펌프광을 입력하는 펌프광원(250), 상기 주신호광이 외부로 출력되는 주출력부(280) 및 상기 보조신호광이 외부로 출력되는 보조출력부(290)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 멀티코어 광섬유 증폭기(200)는 광고립기(240), WDM 결합기(230), 광결합기(260) 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the multi-core
주공진기(210)는 도면에 도시되지는 않았으나, 광원, 이득 매질로 도핑된 광섬유 및 펌프광원을 포함할 수 있다. 주공진기(210)는 제1코어(10)에 주신호광을 입력할 수 있으며, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 이터븀(Yb)인 경우, 1020㎚ 내지 1120㎚ 범위의 값일 수 있으며, 예를 들어, 1064㎚일 수 있다. 그리고, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 어븀(Er)인 경우, 1520㎚ 내지 1610㎚ 범위의 값일 수 있으며, 예를 들어, 1550㎚일 수 있다. 또한, 상기 주신호광의 파장은 상기 이득 매질이 툴륨(Tm)인 경우, 1880㎚ 내지 2020㎚ 범위의 값일 수 있으며, 예를 들어, 1960㎚일 수 있다. 도 5에는 하나의 주공진기(210)가 도시되어 있으나, 멀티코어 광섬유 증폭기(200)는 복수 개의 주공진기를 포함할 수 있다. 한편, 주공진기(210)가 정상적으로 작동하지 못하는 경우, 예를 들어 광섬유가 끊어졌거나, 광원이나 펌프광원이 손상된 경우, 제1코어(10)에 상기 주신호광이 입력되지 않을 수 있다.The
보조광원(220)은 예를 들어, 레이저 다이오드, Q-스위치 공진기 등의 광원일 수 있으며, 제2코어(20)에 보조신호광을 입력할 수 있다. 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 이터븀(Yb)인 경우, 1020㎚ 내지 1120㎚ 범위의 값일 수 있으며, 예를 들어, 1035㎚일 수 있다. 그리고, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 어븀(Er)인 경우, 1520㎚ 내지 1610㎚ 범위의 값일 수 있으며, 예를 들어, 1530㎚일 수 있다. 또한, 상기 보조신호광의 파장은 제1코어(10)에 도핑된 상기 이득 매질이 툴륨(Tm)인 경우, 1880㎚ 내지 2020㎚ 범위의 값일 수 있으며, 예를 들어, 1920㎚일 수 있다. 여기에서, 상기 보조신호광의 파장은 상기 주신호광의 파장과 서로 다를 수 있으며, 상기 보조신호광의 파장은 상기 주신호광의 파장보다 작을 수 있다. 상기 보조신호광은 이득 매질이 첨가되지 않은 제2코어(20)를 통해서 진행하나, 전자기파의 형태로 진행하기 때문에 제1코어(10)의 이득 물질로부터 여기 에너지를 흡수할 수 있다. 도 5에는 하나의 보조광원(220)이 도시되어 있으나, 멀티코어 광섬유 증폭기(200)는 복수 개의 보조광원을 포함할 수 있다. The auxiliary
WDM(wavelength division multiplexing) 결합기(230)는 주공진기(210) 및 보조광원(220)을 멀티코어 광섬유(100) 즉, 제1코어(10) 및 제2코어(20)에 각각 연결시킬 수 있다.The wavelength division multiplexing (WDM)
광고립기(240)는 주공진기(210) 및 주출력부(280) 사이에 마련될 수 있으며, 주출력부(280)에서 반사된 광이 역진행하여 주공진기(210)를 손상시키는 것을 방지 할 수 있다. 또한, 보조광원(220) 및 펌프광원(250)이 상기 반사광에 의해서 손상되는 것도 방지할 수 있다. 복수 개의 광고립기(240)가 멀티코어 광섬유(100)에 마련될 수 있다.The
펌프광원(250)은 멀티코어 광섬유(100)에 펌프광을 입력할 수 있으며, 예를 들어 레이저 다이오드 등을 포함할 수 있다. 펌프광원(250)은 멀티코어 광섬유(100) 중에서 제1클래드층(30)에 펌프광을 입력할 수 있으며, 상기 펌프광은 제1클래드층(30)과 제2클래드층(40)의 경계면에서 전반사되어 제1클래드층(30)을 통해서 진행할 수 있다. 상기 펌프광의 파장은 900㎚ 내지 990㎚ 사이의 임의의 파장일 수 있으며, 예를 들어, 915㎚, 940㎚, 965㎚ 또는 975㎚일 수 있다. 도 5에는 하나의 펌프광원(250)이 도시되어 있으나, 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(200)는 복수 개의 펌프광원을 포함할 수 있다. The pump
광결합기(260)는 펌프광원(250)을 멀티코어 광섬유(100)에 연결시킬 수 있다. 특히, 광결합기(260)는 펌프광원(250)을 제1클래드층(30)에 연결시킬 수 있다.The
주출력부(280)는 증폭된 주신호광을 외부로 출력할 수 있으며, 콜리메이터(collimator)를 더 포함할 수 있다. 상기 콜리메이터는 출력되는 주신호광을 집광시켜서 직진성을 향상시킬 수 있다.The
보조출력부(290)는 증폭된 보조신호광을 외부로 출력할 수 있으며, 콜리메이터(collimator)를 더 포함할 수 있다. 상기 콜리메이터는 출력되는 보조신호광을 집광시켜서 직진성을 향상시킬 수 있다. 증폭된 보조신호광은 다중 파장을 필요로 하는 장치에 사용될 수 있는데, 예를 들어 증폭된 주신호광은 절삭용으로, 증폭된 보조신호광은 마킹용으로 사용될 수 있다.The
본 실시예에 따른 자기 보호형 멀터 코어 광섬유 증폭기(200)에서, 상기 주신호광이 제1코어(10)에 입력되는 경우, 상기 주신호광은 펌프광에 의해서 여기된 이득 매질로부터 여기 에너지를 흡수하여 증폭될 수 있다. 한편, 상기 보조신호광은 이득 매질로 도핑되지 않은 제2코어(20)를 통해서 진행하므로 증폭되지 않을 것이라고 예상할 수 있다. 하지만, 제2코어(20)를 진행하는 상기 보조신호광의 세기를 실제로 측정해보면 증폭된다는 것을 실험적으로 알 수 있다. 또한, 이론적으로도 전자기파(electromagnetic wave)의 도파로 진행 방정식(Waveguide propagation equation)을 사용하여 솔루션을 구해 보면 상기 보조신호광이 증폭된다는 것을 알 수 있다. 이는 상기 주신호광과 상기 보조신호광이 광자빔(Photon Beam) 형태로 진행하기도 하지만, 전자기파(electromagnetic wave) 형태로도 진행하기 때문이다. 즉, 상기 주신호광과 상기 보조신호광은 각각 제1코어(10) 및 제2코어(20)를 통해서 진행하지만, 전자기장(electromagnetic field)을 만들면서 진행하기 때문에 서로 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기 보조신호광은 제2코어(20)를 통해서 진행하지만, 제2코어(20) 주위에 전자기장을 형성하면서 진행하기 때문에 제2코어(20) 주위에 있는 제1코어(10)와 커플링되거나 또는 상호작용을 할 수 있다. 즉, 상기 보조신호광은 이득 매질로 도핑되지 않은 제2코어(20)를 진행하지만 제1코어(10)의 이득 매질로부터 여기 에너지를 흡수하여 증폭될 수 있다.In the case of the self-protection type multi-core
그리고, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도는 제1코어(10)의 지름(d1), 제2코어(20)의 지름(d2) 및 제1코어(10)와 제2코어(20) 사이의 거리(L) 등을 조절하여 제어할 수 있다. 한편, 상기 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되는 경우, 상기 주신호광을 목표하는 만큼 증폭할 수 있도록, 상기 보조신호광이 증폭되는 정도를 제어할 수 있다.The degree of amplification of the auxiliary signal light is determined by the diameter d 1 of the
종래의 광섬유 증폭기에서는 신호광이 광섬유의 코어에 정상적으로 입력되지 못하는 경우, 예를 들어, 신호광의 광원이 작동하지 않아서 신호광이 전혀 입력되지 못하거나 신호광의 세기가 설계된 입력 세기보다 작은 경우, 펌프광에 의해서 여기된 에너지는 증폭시킬 대상인 신호광이 충분히 존재하지 않기 때문에 비선형 효과를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 유도 브릴리앙 산란(simultaneous Brillouin scattering, SBS)에 의한 에너지가 광원 방향으로 역진행될 수 있다. 이 역진행에 의해서 광 경로상에 있는 모든 광학 부품들을 손상시킬 수 있으며, 또한 어느 부품이 손상되었는지 파악하기 어려운 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 종래에는 비선형 효과에 의해서 광학 부품이 손상된 경우 광섬유 증폭기를 교체해야했기 때문에, 경제적 손실이 막대하였다.In the conventional optical fiber amplifier, when the signal light can not be normally inputted to the core of the optical fiber, for example, when the signal light is not operated and the signal light intensity is lower than the designed input intensity, The generated energy can cause a nonlinear effect because there is not enough signal light to be amplified. For example, energy by simultaneous Brillouin scattering (SBS) can be reversed in the direction of the light source. This reverse process can damage all the optical components on the optical path, and it is also difficult to determine which part is damaged. Therefore, conventionally, when the optical component is damaged due to the nonlinear effect, the optical fiber amplifier has to be replaced, resulting in a large economic loss.
하지만, 본 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(200)에서는 상기 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되지 못하는 경우, 예를 들어, 상기 주신호광이 주공진기(210)가 작동하지 않아서 전혀 입력되지 못하거나, 주신호광의 세기가 설계된 입력 세기보다 작은 경우에도 제2코어(20)에는 보조광원(220)으로부터 상기 보조신호광이 입력될 수 있다. 그러므로, 펌프광에 의해서 여기된 에너지가 상기 보조신호광을 증폭시킬 수 있다. 따라서, 주신호광이 입력되지 않아서 발생할 수 있는 비선형 효과를 방지할 수 있으며, 이로 인하여 발생할 수 있는 광학 부품들의 손상을 방지할 수 있다.However, in the case of the self-protection type multi-core
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(300)의 개략적인 도면이다. 앞에서 설명한 도 5에 도시된 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(200)와의 차이점을 위주로 자세하게 설명하기로 한다.6 is a schematic diagram of a self-protecting multi-core
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(300)는 도 2에 도시된 멀티코어 광섬유(110), 제1코어(10)에 주신호광을 입력하는 주공진기(210), 두 개의 제2코어(20, 21)에 보조신호광을 각각 입력하는 두 개의 보조광원(221, 223), 멀티코어 광섬유(110)에 펌프광을 입력하는 펌프광원(250), 상기 주신호광이 외부로 출력되는 주출력부(280) 및 상기 보조신호광이 각각 외부로 출력되는 2개의 보조출력부(291, 293)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(300)는 광고립기(240), WDM 결합기(230), 광결합기(260) 등을 더 포함할 수 있다.6, the multi-core
본 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(300)는 도 5에 도시된 멀티코어 광섬유 증폭기(200)와 달리, 두 개의 보조광원(221, 223)을 포함하고 있다. 또한, 멀티코어 광섬유(110)도 두 개의 제2코어(20, 21)를 포함하고 있다. 멀티코어 광섬유 증폭기(200)에서 상기 주신호광이 제1코어(10)에 정상적으로 입력되지 않고, 제2코어(20)에도 보조신호광이 입력되지 않는 경우, 종래와 마찬가지로 비선형 효과에 의한 역진행으로 인하여 광학 부품들이 손상될 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기(300)는 보조광원(223) 및 제2코어(21)를 하나씩 더 구비하고 있으며, 이 보조광원(223)으로부터 다른 보조신호광이 이 제2코어(21)에 입력될 수 있다. 그러므로, 펌프광에 의해서 여기된 에너지가 보조광원(223)으로부터 입력된 상기 다른 보조신호광을 증폭시킬 수 있다. 따라서, 주신호광 및 보조신호광이 입력되지 않아서 발생하는 비선형 효과를 억제할 수 있으며, 이에 따라서 광학 부품들의 손상을 방지할 수 있다.Unlike the multi-core
이러한 본 발명인 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The multi-core optical fiber amplifier of the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.
10, 15: 제1코어 20, 21, 23, 25: 제2코어
30: 제1클래드층 40: 제2클래드층
100, 110, 120, 130: 멀티코어 광섬유
200, 300: 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기
210: 주공진기 220, 221, 223: 보조광원
230: WDM 결합기 240: 광고립기
250: 펌프광원 260: 광결합기
280: 주출력부 290, 291, 293: 보조출력부10, 15:
30: first clad layer 40: second clad layer
100, 110, 120, 130: Multicore optical fiber
200, 300: Self-Protecting Multicore Fiber Amplifier
210: Primary incident light 220, 221, 223: Secondary light source
230: WDM combiner 240: Advertiser
250: pump light source 260: optical coupler
280:
Claims (19)
상기 제1코어에 주신호광을 입력하는 적어도 하나의 주공진기;
상기 제2코어에 보조신호광을 입력하는 적어도 하나의 보조광원;
상기 멀티코어 광섬유에 펌프광을 입력하는 적어도 하나의 펌프광원;
상기 주신호광이 외부로 출력되는 주출력부; 및
상기 보조신호광이 외부로 출력되는 보조출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.At least one first core added with a gain medium, at least one second core provided apart from the first core, a first clad layer surrounding the first core and the second core, and a second clad layer surrounding the first core, A multi-core optical fiber including a second clad layer surrounding the first clad layer;
At least one main resonator for inputting the excitation light to the first core;
At least one auxiliary light source for inputting auxiliary signal light to the second core;
At least one pump light source for inputting the pump light to the multi-core optical fiber;
A main output unit for outputting the main beam; And
And an auxiliary output unit for outputting the auxiliary signal light to the outside.
상기 주공진기 및 상기 주출력부 사이에 마련되어, 상기 주출력부에서 반사된 광이 역진행하는 것을 막는 광고립기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Further comprising an advertiser provided between the main transmitter and the main output unit to prevent the light reflected from the main output unit from being reversed.
상기 주공진기 및 상기 보조광원을 상기 멀티코어 광섬유와 연결시키는 WDM 결합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
And a WDM coupler for coupling the main and auxiliary light sources to the multi-core optical fiber.
상기 펌프광을 상기 멀티코어 광섬유와 연결시키는 광결합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
And an optical coupler coupling the pump light to the multi-core optical fiber.
상기 주출력부는 콜리메이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the main output unit further includes a collimator.
상기 이득 매질은 이터븀(Yb), 어븀(Er), 툴륨(Tm) 및 네오듐(Nd)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the gain medium is at least one selected from the group consisting of Yb, Er, Th, and Nd.
상기 제2코어는 유리 또는 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
And the second core is formed of glass or plastic.
상기 제1코어의 지름은 1 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the first core has a diameter of 1 to 40 占 퐉.
상기 제2코어의 지름은 1 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
And the second core has a diameter of 1 to 40 占 퐉.
상기 제1코어 및 상기 제2코어가 서로 이격된 거리는 상기 제1코어의 반지름과 상기 제2코어의 반지름을 합한 값의 1.1배 내지 5배인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the distance between the first core and the second core is 1.1 to 5 times the sum of the radius of the first core and the radius of the second core.
상기 제1코어에 상기 주신호광이 입력되지 않거나, 상기 제1코어에 입력되는 상기 주신호광의 세기가 기준 세기보다 작은 경우, 상기 보조신호광이 상기 이득 매질의 여기 에너지를 흡수하는 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary signal light absorbs the excitation energy of the gain medium when the intensity of the main beam is less than a reference intensity or when the main beam is not input to the first core, Protected Multicore Fiber Amplifier.
상기 이득 매질은 이터븀(Yb)이고, 상기 주신호광과 상기 보조신호광의 파장은 1020㎚ 내지 1120㎚이며, 상기 주신호광의 파장과 상기 보조신호광의 파장은 서로 다른 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Characterized in that the gain medium is Yb and the wavelength of the main beam and the auxiliary signal is in a range of 1020 nm to 1120 nm and the wavelength of the main beam and the wavelength of the auxiliary signal are different from each other, Core optical fiber amplifier.
상기 이득 매질은 어븀(Er)이고, 상기 주신호광과 상기 보조신호광의 파장은 1520㎚ 내지 1610㎚이며, 상기 주신호광의 파장과 상기 보조신호광의 파장은 서로 다른 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the gain medium is erbium (Er), the wavelength of the main excitation light and the auxiliary signal light is 1520 nm to 1610 nm, and the wavelength of the main excitation light and the wavelength of the auxiliary signal light are different from each other. Fiber optic amplifier.
상기 이득 매질은 툴륨(Tm)이고, 상기 주신호광과 상기 보조신호광의 파장은 1880㎚ 내지 2020㎚이며, 상기 주신호광의 파장과 상기 보조신호광의 파장은 서로 다른 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the gain medium is thulium (Tm), the wavelength of the main beam and the auxiliary signal are 1880 nm to 2020 nm, and the wavelength of the main beam and the wavelength of the auxiliary signal are different from each other. Fiber optic amplifier.
상기 이득 매질은 이터븀(Yb)이고, 상기 주신호광의 파장은 1064㎚이며, 상기 보조신호광의 파장은 1035㎚인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the gain medium is Yb, the wavelength of the main beam is 1064 nm, and the wavelength of the auxiliary signal is 1035 nm.
상기 이득 매질은 어븀(Er)이고, 상기 주신호광의 파장은 1550㎚이며, 상기 보조신호광의 파장은 1530㎚인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the gain medium is erbium (Er), the wavelength of the main beam is 1550 nm, and the wavelength of the auxiliary signal is 1530 nm.
상기 이득 매질은 툴륨(Tm)이고, 상기 주신호광의 파장은 1960㎚이며, 상기 보조신호광의 파장은 1920㎚인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the gain medium is thulium (Tm), the wavelength of the main beam is 1960 nm, and the wavelength of the auxiliary signal is 1920 nm.
상기 펌프광의 파장은 900㎚ 내지 990㎚인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the wavelength of the pump light is 900 nm to 990 nm.
상기 펌프광의 파장은 915㎚, 940㎚, 965㎚ 및 975㎚ 중에서 선택된 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 자기 보호형 멀티코어 광섬유 증폭기.The method according to claim 1,
Wherein the wavelength of the pump light is a value selected from among 915 nm, 940 nm, 965 nm, and 975 nm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110014645A KR101717760B1 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Self-protection multi-core optical fiber amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110014645A KR101717760B1 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Self-protection multi-core optical fiber amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120095147A KR20120095147A (en) | 2012-08-28 |
KR101717760B1 true KR101717760B1 (en) | 2017-03-27 |
Family
ID=46885780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110014645A KR101717760B1 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Self-protection multi-core optical fiber amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101717760B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101419611B1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-07-16 | 한양대학교 산학협력단 | Medical laser system |
KR101766404B1 (en) | 2015-08-21 | 2017-08-09 | 성기석 | Guide Laser Diode Package and Machining Apparatus adopting the LD |
KR101937404B1 (en) | 2017-07-03 | 2019-04-09 | 한화시스템(주) | Hybrid optical fibers amplifier for high power narrow band optical fibers laser |
JP2019101363A (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-24 | 株式会社フジクラ | Multi-core fiber |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7034992B2 (en) | 2003-10-08 | 2006-04-25 | Northrop Grumman Corporation | Brightness enhancement of diode light sources |
JP2006114628A (en) | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Optical amplifier and its control program |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2713031B2 (en) * | 1992-07-17 | 1998-02-16 | 日立電線株式会社 | Rare earth doped multi-core fiber and optical amplifier using the same |
KR20030027539A (en) * | 2001-09-29 | 2003-04-07 | 주식회사 케이티 | Optical Fiber Dopped with Rare-Earth for High Nonlinear Effects |
-
2011
- 2011-02-18 KR KR1020110014645A patent/KR101717760B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7034992B2 (en) | 2003-10-08 | 2006-04-25 | Northrop Grumman Corporation | Brightness enhancement of diode light sources |
JP2006114628A (en) | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Optical amplifier and its control program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120095147A (en) | 2012-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7508574B2 (en) | Apparatus for providing optical radiation | |
US6445494B1 (en) | Optical amplifier and light source | |
CA2693854C (en) | Light emitting devices with phosphosilicate glass | |
US11073656B2 (en) | Optical coupler and optical amplifier | |
JP5198292B2 (en) | Fiber laser with excellent reflected light resistance | |
JP6058669B2 (en) | High power fiber pump light source with high brightness and low noise output in the wavelength range of about 974-1030 nm | |
US20100329288A1 (en) | Optical fiber laser | |
US8548013B2 (en) | Fiber laser | |
JP6144705B2 (en) | High-power single-mode ytterbium fiber laser system using a single-mode neodymium fiber source | |
JPWO2008053922A1 (en) | Photonic bandgap fiber | |
US8902494B2 (en) | Amplification optical fiber with optical component and fiber laser device including the same | |
KR101717760B1 (en) | Self-protection multi-core optical fiber amplifier | |
KR102078144B1 (en) | Ultra high power single mode fiber laser system | |
KR20110065305A (en) | Double clad fiber laser device | |
JP2003031879A (en) | Optical device, optical fiber used therefor, pulse generator, optical amplifier, and fiber laser | |
KR101872438B1 (en) | Multi-core optical fiber to protect optical fiber amplifier | |
KR20000027961A (en) | Optical element using core in which erbium ion and thorium ion are added | |
KR102472018B1 (en) | High-power cladding-pumped single-mode fiber Raman laser | |
US20220123517A1 (en) | Optical fiber devices and methods for reducing stimulated raman scattering (srs) light intensity in signal combined systems | |
Melo et al. | Stimulated Raman scattering mitigation through amplified spontaneous emission simultaneous seeding on high power double-clad fiber pulse amplifiers | |
KR20020070190A (en) | Cladding pump fiber amplifier using long-period fiber grating |
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: 20200313 Year of fee payment: 4 |