KR20010010768A - 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기 - Google Patents

피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피드백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기에 관한 것으로서, 증폭매질인 희토류 첨가 광섬유; 상기 희토류 첨가 광섬유 전후단에 각각 설치되어 펌핑 광을 발생하는 순방향 및 역방향 펌프 레이져 다이오드; 상기 희토류 첨가 광섬유에 상기 펌프 레이져 다이오드의 펌프광을 공급하기 위한 제1파장선택 결합기들; 상기 제1파장선택 결합기들 전후단에 각각 삽입되어 광섬유 증폭기의 입,출력단의 반사되는 신호광의 역류를 차단하기 위한 광 아이솔레이터; 시드 빔을 상기 희토류 첨가 광섬유에 입사시키거나 ASE를 상기 희토류 첨가 광섬유에 재입사시키는 피드백 루프; 상기 광 아이솔레이터와 제1파장선택 결합기 사이에 각각 구비되어 시드 빔을 상기 피드백 루프로 입사시키거나 ASE를 피드 백 루프로 추출해내기 위한 제2파장선택 결합기; 및 상기 피드 백 루프에 추가되어 시드 빔이나 ASE의 특정 파장을 필터링하는 필터를 포함한다.

Description

피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기{LONG BAND FIBER AMPLIFIER USING FEEDBACK LOOP}
본 발명은 광통신 시스템의 광섬유 증폭기에 관한 것으로서, 특히 광섬유 증폭기의 증폭대역을 넓히기 위하여 사용되는 장파장 대역(1575nm∼1605nm) 광섬유 증폭기에 관한 것이다.
오늘날 통신 수요량이 증가함에 따라서 파장 분할 다중화(WDM:wavelength division multiplexing) 광통신 방식에서 널리 채용되고 있다. 이에 따라 보다 많은 채널을 수용할 수 있는 광섬유 증폭기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
통상적으로 파장 분할 다중화 통신에서는 한개의 광선로에 여러 채널의 신호광을 동시에 전동하는 방식이며, 이러한 신호광을 수백킬로미터 전송할 경우, 수십킬로미터마다 손실이 발생하므로 이를 보상해주기 위한 광섬유 증폭기를 중간에 설치해야 한다.
또한, 다채널을 이용한 파장분할 다중화 통신방식에서 일반적으로 사용되는 채널간격(channel spacing)은 0.8nm이고, 채널수는 8, 16, 32, 40, 64채널등으로 증가시키는 추세이다.
채널수가 40채널까지는 기존 어븀 첨가 광섬유 증폭기(erbium doped fiber amplifier:이하 EDFA라 약함)의 증폭대역인 1528nm∼1562nm사이의 파장대역 즉 C-band(conventional band)을 이용하면 가능하지만, 채널수가 64채널 이상인 경우는 새로운 파장대역을 필요로 한다. 물론, 기존 파장대역에서 채널간격을 0.4nm로 하면 80채널까지 수용할 수 있겠지만, 이 경우 비선형 현상등으로 많은 기술적 어려움이 있다.
따라서, 새로운 파장대역으로 EDFA로 증폭이 가능한 1575nm∼1605nm사이의 파장대역 즉 L-밴드(long band)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1은 일반적인 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면이다.
종래의 EDFA는 역류되는 광을 차단하기 위한 광 아이솔레이터(100,104)와, 증폭 매질인 EDF(102)와, 펌프 광원(105,106)으로 부터 나온 펌프광을 EDF(102)에 입사시키기 위한 파장선택 결합기(101,103:wavelength selective coupler)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래의 L-밴드 EDFA는 기존의 1530nm∼1560nm 파장대역(C-band)을 증폭하기 위한 EDFA와 같은 구조이며, 1575nm∼1605nm 파장대역(L-band)의 이득(gain)을 증가시키기 위해 EDF(102)의 길이를 10배정도 길게한다.
그러나, 종래에는 EDF(102)를 길게 함으로서, C-band EDFA에 비해 동일한 펌프광을 사용할 경우 증폭 효율이 떨어지는 단점이 있다. 기본적으로 L-band EDFA는 C-band EDFA에 비해 상대적으로 이득평탄도가 우수하나 입력 신호광의 세기SK 펌프광의 세기에 따라 C-band EDFA와 마찬가지로 이득평탄도는 변하게 되는 문제가 있다.
L-밴드 EDFA는 C-밴드 EDFA에서 발생한 자연방출(ASE:amplified spontaneous emission)에 의해 어븀 이온이 여기되어 광신호가 증폭된다. 일반적으로 EDFA는 펌핑 효율은 펌프광의 전체출력보다는 최대출력에 비례한다.
그러나, ASE는 전체 출력(total power)의 세기는 크지만, 파장에 따른 최대 출력(peak power)의 세기는 작으므로 펌핑 효율이 낮다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 통신용량을 증가시키기 위해 증폭대역이 넓은 광섬유 증폭기를 개발함에 있어서, 장파장 대역에서 증폭효율을 증가시킬 수 있는 광대역 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 원가가 절감된 광대역 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 신호광의 파장에 따른 이득평탄도를 향상시킬수 있는 광대역 어븀 첨가 광섬유를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 증폭매질인 희토류 첨가 광섬유(rare earth doped fiber);
상기 희토류 첨가 광섬유 전후단에 각각 설치되어 펌핑 광을 발생하는 순방향 및 역방향 펌프 레이져 다이오드(pump laser diode);
상기 희토류 첨가 광섬유에 상기 펌프 레이져 다이오드의 펌프광을 공급하기 위한 제1파장선택 결합기들(wavelength selective coupler);
상기 제1파장선택 결합기들 전후단에 각각 삽입되어 광섬유 증폭기의 입,출력단의 반사되는 신호광의 역류를 차단하기 위한 광 아이솔레이터(optical isolator);
시드 빔(seed beam)을 상기 희토류 첨가 광섬유에 입사시키거나 ASE를 상기 희토류 첨가 광섬유에 재입사시키는 피드백 루프(feedback loop);
상기 광 아이솔레이터와 제1파장선택 결합기 사이에 각각 구비되어 시드 빔을 상기 피드백 루프로 입사시키거나 ASE를 피드 백 루프로 추출해내기 위한 제2파장선택 결합기; 및
상기 피드 백 루프에 추가되어 시드 빔이나 ASE의 특정 파장을 필터링하는 필터(filter)를 포함한다.
더욱이, 본 발명은 증폭매질인 희토류 첨가 광섬유;
상기 희토류 첨가 광섬유 전후단에 각각 설치되어 펌핑 광을 발생하는 순방향 및 역방향 펌프 레이져 다이오드;
상기 희토류 첨가 광섬유에 상기 펌프 레이져 다이오드의 펌프광을 공급하기 위한 제1파장선택 결합기들;
상기 제1파장선택 결합기들 전후단에 각각 삽입되어 광섬유 증폭기의 입,출력단의 반사되는 신호광의 역류를 차단하기 위한 광 아이솔레이터;
시드 빔을 상기 희토류 첨가 광섬유에 입사시키거나 ASE를 상기 희토류 첨가 광섬유에 재입사시키는 피드백 루프;
상기 광 아이솔레이터와 제1파장선택 결합기 사이에 각각 구비되어 시드 빔을 상기 피드백 루프로 입사시키거나 ASE를 피드 백 루프로 추출해내기 위한 제2파장선택 결합기;
상기 피드 백 루프에 추가되어 시드 빔이나 ASE의 특정 파장을 필터링하는 필터; 및
상기 제2파장 선택 결합기와 필터사이에 추가되어 출력광의 이득평탄도를 조절하기 위해 시드 빔이나 ASE의 세기를 감쇠시키는 광 감쇠기(optical attenuator)를 포함한다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 순방향 광 아이솔레이터가 구비된 피드 백 루프를 이용한 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시에에 따른 역방향 광 아이솔레이터가 구비된 피드 백 루프를 이용한 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도.
도 4는 장파장 대역에서 피드 백 루프를 사용하지 않은 종래의 광섬유 증폭기와 피드 백 루프를 사용한 본 발명의 광섬유 증폭기의 이득 특성을 비교한 그래프.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 순방향 광 아이솔레이터가 구비된 피드 백 루프를 이용한 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 역방향 광 아이솔레이터가 구비된 피드 백 루프를 이용한 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도.
도 7은 파장이 다른 세 신호광의 동일한 세기에 대하여 피드 백 루프내의 광 감쇠정도, 즉 시드 빔의 세기에 따른 이득을 측정한 그래프.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
파장 대역이 넓은 ASE를 파장 대역이 좁은 광으로 압축하기 위해 C-밴드내의 광을 시드 빔으로 사용한다면, L-밴드를 여기시킬 수 있는 최대출력이 큰 여기광을 얻을 수 있으므로 L-band의 증폭 효율을 증가시킬 수 있다. 여기서 시드 빔이란 일종의 보조 광원으로서, 본 발명의 시드 빔은 입력광이 어븀 첨가 광섬유를 통과할 때 발생하는 ASE를 지칭한다.
본 발명의 시드 빔(seed beam)은 독립적인 광원으로 사용될 수 있으며, 한편, EDFA의 ASE를 피드 백시킨 광원으로 사용될 수 있다. 본 발명의 광섬유 증폭기에서는 시드 빔으로 ASE를 예로들어 설명하기로 한다.
아울러, 본 발명에서는 증폭매질로 어븀 첨가 광섬유를 예를들어 설명하기로 한다. 본 발명의 광섬유 증폭기에서는 증폭매질로 어븀 첨가 광섬유로 한정될 필요는 없다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도이다. 특히, 도 2는 EDF를 이용하여 광호로를 증폭시킬 경우 발생하는 자연방출(amplified spontaneous emission:이하 ASE라 약함)를 이용하여 시드 빔을 신호광과 같은 순방향으로 입사시키는 광섬유 증폭기를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명은 기존의 어븀 첨가 광섬유 증폭기에 시드 빔을 추가하여 장파장 대역(이하에서는 'L-band'라 약함)에서의 출력을 증가시키는 구조이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 광섬유 증폭기는 증폭 매질로 어븀 첨가 광섬유(203:erbium doped fiber:이하 'EDF'라 약함)를 사용하고, 상기 EDF(203)의 전후단을 중심으로 역류하는 광을 차단하기 위해 전후 광 아이솔레이터(200,206)를 삽입한다. 또한, 본 발명은 순방향(forward) 및 역방향(backward) 펌프 광원(207,208)으로 부터 나온 각각의 펌프광을 상기 EDF(203)에 입사시키기 위한 제1파장선택 결합기들(202,204:wavelength selective coupler:이하 'WSC'라 약함)를 사용한다.
이때, 본 발명은 시드 빔을 만들기 위해서 ASE의 특정 파장을 이용한 피드 백 루프(feed back loop)를 적용한다. 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 증폭기의 피드 백 루프는 시드 빔을 만들기 위해서 특정파장을 선택할 수 있는 필터(210)와, 피드 백되는 시드 빔이 역류하는 것을 방지하기 위한 광 아이솔레이터(209:optic isolator)를 구비한다. 또한, 상기 피드 백 루프에 의해 추출된 시드 빔을 상기 EDF(203)에 재입사시키기 위하여 제2파장선택 결합기(201,205)를 사용한다.
상기 광 아이솔레이터(209)는 신호광 진행방향과 같은 순방향 아이솔레이터이다. 특정 파장을 선택하는 상기 필터(210)는 제2파장선택 결합기(205)와 순방향 광 아이솔레이터(209)사이에 삽입된다.
본 발명에서는 피드 백 루프를 이용하여 시드 빔을 EDF로 재입사시키기 위해서 제2파장선택 결합기(201,205:WSC)를 사용할 수 있으며, 이러한 ASE는 파장선택 결합기(201,205)를 이용하여 증폭매질로 피드 백시킬 수 있는 구조이다.
이러한 구성으로 이루어진 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
입력단에서 입력되는 입력 광신호(input signal)는 EDF(203)의 전단에 위치한 순방향 펌프 광원(207)에서 생성되는 펌프 광과 제1파장선택 결합기(202)에서 결합되어 상기 EDF(203)로 입사된다. 상기 EDF(203)의 후단에 위치한 역방향 펌프 광원(208)은 제2파장선택 결합기(204)를 통해 상기 EDF(203)로 입사된다. 입사된 순방향, 역방향 펌프 광은 상기 EDF(203)내의 기저상태에 있는 어븀 이온을 여기시킨다.
여기된 어븀 이온의 유도 방출에 의해 EDF를 통과하는 광신호는 증폭된다. 상기 제1,2광 아이솔레이터(200,206)는 상기 EDF(203)에서 발생한 자연방출이 신호입출력 콘넥터와 같은 광학 소자로부터 반사되어 EDF(203)에 다시 입사하게 되므로써 광신호의 증폭효율을 떨어뜨리는 것을 방지한다.
이때, 이와같은 광신호 증폭작동을 하는 어븀 첨가 광섬유 증폭기에서, 광섬유 증폭기를 이용하여 L-band(1570nm∼1620nm의 파장대역)에서의 출력을 크게 하기 위해서는 증폭 매질인 EDF(203)의 길이를 충분히 길게 하여야 한다. 특히, L-band EDFA에 사용되는 EDF(203)의 길이는 일반적으로 사용되는 C-band EDFA에서의 길이보다 10배이상 긴 EDF를 사용한다.
상기 순방향 및 역방향 펌프 광원(207,208)에 의한 펌프광에 여기된 EDF(203)내의 어븀 이온은 자연방출(ASE)하게 되고, 이 자연방출된 광이 다시 유도방출에 의해 1528nm∼1562nm(C-band) 파장대역에서 고출력 ASE를 생성한다. C-band의 ASE는 EDF(203)를 지나면서 흡수되어 그 보다 파장이 큰 L-band 파장대역의 광을 증폭시킨다.
따라서, L-band에서의 출력광을 증가시키기 위하여 EDF(203)의 길이를 길게 하면 할 수록 C-band에서의 출력은 줄고, L-band에서의 출력은 증가하게 된다. C-band는 파장 대역이 넓으므로 전체 출력의 세기는 크더라도 각각의 파장에서의 최대출력의 세기는 작다.
증폭 매질인 EDF(203)내의 어븀은 전체 출력보다는 각각의 파장에서의 최대출력이 클수록 여기가 많이되어 L-band의 출력을 효율적으로 높일 수 있다.
따라서, C-band내 시드 빔을 사용하면, EDF의 전단에서 시드빔이 증폭되어 출력기 커지고, 이 증폭된 시드빔을 사용하여 L-band를 보다 효과적으로 증폭할 수 있다.
이때, 시드 빔으로는 EDFA에서 생성되는 ASE에 필터(210)를 이용하여 특정파장을 선택하여 사용한다. 본 발명에서의 필터(210)는 증폭효율이 가장 높은 1559nm 파장을 사용할 수 있도록 고정한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 피드 백 루프를 이용한 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도이다. 도 3에 도시된 어븀 첨가 광섬유 증폭기는 도 2에 도시된 어븀 첨가 광섬유 증폭기와 비교할 때, 피드 백 루프에 구비된 광 아이솔레이터의 설치방향만 상이할 뿐, 그 이외의 구성요소는 동일하기 때문에 차이점만을 중심으로 설명하고, 나머지 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와같이, 상기 피드 백 루프에 구비된 광 아이솔레이터(309)는 역방향 광 아이솔레이터이다. 즉, 상기 광 아이솔레이터(309)는 신호광 진행방향과 반대방향으로 설치된다. 상기 역방향 광 아이솔레이터(309)는 제2파장선택 결합기(201)와 필터(210)사이에 구비된다.
상기와 같은 구성에 따라서 펌프 광원에 의한 펌프광에 여기된 EDF내의 어븀 이온은 자연방출하게 되고, 이 자연방출된 광이 다시 유도방출에 의해 C-band파장대역에서 고출력 ASE를 생성한다. 이러한 ASE를 재입사시켜 효율적으로 L-band의 출력을 높일 수 있다.
도 4는 시드 빔을 사용한 경우(참조번호①)와 사용하지 않은 경우(참조번호②)에 있어서, 신호광의 파장에 따른 L-band EDFA의 이득을 나타내는 그래프이다. 도 4에 도시된 바와같이, -15dBm 세기의 신호광에 대해서 주어진 파장영역에서 시드 빔을 사용했을 경우가 시드 빔을 사용하지 않았을 경우보다 5dB이상 더 높은 이득을 얻을 수 있다. EDF의 길이 및 측정되는 신호광의 파장과 세기에 따라 정도의 차이는 있겠지만, 시드 빔을 이용하면 광섬유 증폭기 효율이 현저하게 증가됨을 알 수 있다.
도 5, 도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 피드 백 루프를 이용한 광섬유 증폭기를 나타내는 블록구성도이다.
도 5, 도 6에 도시된 바와같이, 본 발명은 기존의 어븀 첨가 광섬유 증폭기에 시드 빔을 넣어서 장파장 대역에서 출력을 증가시키는 구조이다. 본 발명은 증폭 매질로 EDF(503)를 사용하고, 상기 EDF(503)의 전후단에 역류하는 광을 차단하기 위한 광 아이솔레이터(500,506)를 삽입한다. 그리고, 펌프 광원(507,508)으로부터 나온 펌프광을 EDF(503)에 입사시키기 위하여 제3파장선택 결합기(502,504)를 사용한다.
이러한 광 증폭기에서, 본 발명에서 시드 빔을 만들기 위해서 ASE의 특정파장을 이용하기 위한 피드 백 루프(feedback loop)를 적용한다. 본 발명의 피드 백 루프는 특정 파장을 선택할 수 있는 필터(510)와, 피드 백되는 시드 빔이 역류하는 것을 방지하기 위한 광 아이솔레이터(509)를 사용한다. 더욱이, 본 발명의 피드 백 루프는 입사된 시드 빔의 세기를 조절하기 위하여 광 감쇠기(511)를 구비한다.
이때, 도 5에 도시된 광 아이솔레이터(509)는 신호광과 동일한 방향으로 진행되는 순방향 광 아이솔레이터이고, 도 6에 도시된 광 아이솔레이터(609)는 신호광과 반대방향으로 진행되는 역방향 광 아이솔레이터이다.
본 발명은 시드 빔을 증폭매질로 재입사시키기 위한 두개의 제4파장선택 결합기(501,505)를 사용하며, 상기 ASE는 제4파장선택 결합기(501,505)를 이용하여 피드 백 시킬 수 있도록 구성한다. 또한, 상기 광 감쇠기(511)는 상기 제4파장선택 결합기(505)와 필터(509)사이에 삽입된다.
이러한 구성에 따른 광섬유 증폭기의 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
입력단에서 입력되는 입력 광신호는 EDF(503)의 전단에 위치한 제3순방향 펌핑 광원(507)에서 생성되는 펌프 광과 제3파장선택 결합기(502)에서 결합되어 상기 EDF(503)로 입사된다. 상기 EDF(503)의 후단에 위치한 역방향 펌핑 광원(508)은 제3파장선택 결합기(504)를 통해 상기 EDF(503)로 입사된다. 입사된 순방향, 역방향 펌프 광(507,508)은 상기 EDF(503)내의 기저상태에 있는 어븀 이온을 여기시킨다.
여기된 어븀 이온의 유도방출에 의해 광신호는 증폭된다. 상기 광 아이솔레이터(500,506)는 상기 EDF(503)에서 발생한 자연방출이 신호 입출력 콘넥터와 같은 광학소자로부터 반사되어 광신호의 증폭효율을 떨어뜨리는 것을 방지한다.
바람직하게 광섬유 증폭기를 이용하여 장파장에서의 출력을 크게 하기 위해서는 증폭매질인 EDF(503)의 길이를 충분히 길게 한다. 특히, L-band EDFA에 사용되는 EDF(503)의 길이는 일반적으로 사용되는 C-band EDFA에서의 길이보다 10배 이상 긴 EDF를 사용한다.
본 발명의 광섬유 증폭기는 펌프광에 의해 여기된 EDF(503)내의 어븀 이온이 자연방출하게 되고, 이 자연방출된 광이 다시 유도 방출(stimulated emission)에 의해 1528nm∼1562nm(L-band) 파장대역에서 고출력 ASE를 생성한다. C-band에서 생성된 고 출력 ASE는 EDF(503)를 지나면서 L-band 파장 대역의 신호광을 증폭시키고, 나머지 ASE는 피드백 루프를 통해 재입사하여 시드빔으로 활용한다.
그리고, 상기 EDF(503)의 길이를 길게 하면 할 수록 C-band에서의 출력은 줄고, L-band에서의 출력은 증가하게 된다. ASE는 파장대역이 넓으므로 전체 출력의 세기는 크더라도 각각의 파장에서의 최대출력의 세기는 작다. 상기 증폭매질인 EDF(503)내의 어븀은 전체 출력보다는 각각의 파장에서의 최대출력이 클수록 여기가 많이 되어 L-band의 출력을 효율적으로 높일 수 있다. C-band내의 시드 빔을 이용하면 이 파장이 증폭되어 이 파장에서의 최대출력이 커지게 되므로 L-band를 보다 효과적으로 증폭할 수 있다. 이때, 시드 빔으로는 EDFA에서 생성되는 ASE에 필터를 이용하여 특정파장을 선택하여 사용한다.
본 발명에서 필터는 증폭효율이 가장 높은 1559nm 파장을 사용할 수 있도록 고정한다.
도 7은 파장이 다른 세 신호광의 동일한 세기에 대하여 피드 백 루프내의 광 감쇠정도, 즉 시드 빔의 세기에 따른 이득을 측정한 그래프이다. 도 7을 참조하면,
사용된 피드 백 루프내의 광 감쇠기(511)의 감쇠정도를 0dB에서 28dB까지 변화시키며 측정한 결과, 광 감쇠가 4dB∼8dB사이 영역에서 광섬유 증폭기의 이득이 높고, 평탄함을 알 수 있다.
광섬유 증폭기의 증폭매질인 EDF(503)의 길이나 신호광의 세기 및 펌프광의 세기에 따라 이득 및 이득 평탄도가 변할 경우, 피드 백 루프내의 광 감쇠기(511)의 감쇠정도를 바꾸어 광섬유 증폭기의 이득 및 이득평탄도를 조절할 수 있다.
본 발명에서는 예컨데 1575nm, 1585nm, 1595nm 세가지 파장에서 신호광의 이득 및 이득 평탄도를 측정하였다. 시드 빔을 사용하지 않았을 경우 광섬유 증폭기의 이득은 9.2dB∼16.4dB로 이득이 낮고, 이득평탄도가 7.2dB이다.
한편, 도 7에서 볼 수 있듯이 피드 백 루프내의 광 감쇠기(511)의 감쇠정도가 4.0dB인 피드 백 루프구조를 사용할 경우 이득이 26dB이고, 이득평탄도가 1.0dB이하의 우수한 특성을 얻을 수 있다.
본 발명은 측정영역인 0dB∼28dB범위의 광 감쇠를 줄 수 있는 피드 백 루프를 사용할 경우 증폭기의 이득효율 및 이득평탄도를 조절할 수 있게 되었다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 기존의 광섬유 증폭기에 필터나, 광 아이솔레이터 또는 광 감쇠기를 추가함으로서, 기존에 비하여 장파장 대역에서 고출력을 얻을 수 있는 광섬유 증폭기에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 시드 빔을 이용하여 L-band에서 광섬유 증폭기의 이득을 증가시킴으로서, 광섬유 증폭기의 효율을 증가시키고, 고출력 EDFA 제작시 사용되는 펌프 레이져 다이오드의 수를 줄일수 있으므로 광섬유 증폭기의 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 잇점을 달성한다. 또한, EDFA의 ASE를 이용함으로서 독립적인 시드 빔 광원을 사용할 필요가 없다는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명은 시드 빔을 이용하여 L-band에서 광섬유 증폭기의 이득 및 이득평탄도를 향상시키고, 광섬유 증폭기내의 증폭매질인 EDF의 길이나 신호광의 세기 및 펌프광의 세기에 따라 이득 및 이득평탄도가 변할경우 피드 백 루프내의 광 감쇠기를 조절하여 시드 빔의 세기를 바꾸어 광섬유 증폭기의 이득 및 이득평탄도를 조절할 수 있다. 또한 EDFA의 ASE를 이용함으로서 별도의 시드 빔 광원을 사용할 필요가 없다는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 증폭매질인 희토류 첨가 광섬유;
    상기 희토류 첨가 광섬유 전후단에 각각 설치되어 펌핑 광을 발생하는 순방향 및 역방향 펌프 레이져 다이오드;
    상기 희토류 첨가 광섬유에 상기 펌프 레이져 다이오드의 펌프광을 공급하기 위한 제1파장선택 결합기들;
    상기 제1파장선택 결합기들 전후단에 각각 삽입되어 광섬유 증폭기의 입,출력단의 반사되는 신호광의 역류를 차단하기 위한 광 아이솔레이터;
    시드 빔을 상기 희토류 첨가 광섬유에 입사시키거나 ASE를 상기 희토류 첨가 광섬유에 재입사시키는 피드백 루프;
    상기 광 아이솔레이터와 제1파장선택 결합기 사이에 각각 구비되어 시드 빔을 상기 피드백 루프로 입사시키거나 ASE를 피드 백 루프로 추출해내기 위한 제2파장선택 결합기; 및
    상기 피드 백 루프에 추가되어 시드 빔이나 ASE의 특정 파장을 필터링하는 필터를 포함하는 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시드 빔이나 ASE의 역류를 차단하도록 상기 피드 백 루프에 광 아이솔레이터를 더 구비하는 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광 아이솔레이터가 신호광과 동일한 방향으로 입사시키는 순방향 광 아이솔레이터 또는 신호광과 반대방향으로 입사시키는 역방향 광 아이솔레이터인 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  4. 제2항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 아이솔레이터는 상기 제2파장선택 결합기와 상기 필터의 전단 또는 후단사이에 구비되는 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 희토류는 어븀인 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  6. 증폭매질인 희토류 첨가 광섬유;
    상기 희토류 첨가 광섬유 전후단에 각각 설치되어 펌핑 광을 발생하는 순방향 및 역방향 펌프 레이져 다이오드;
    상기 희토류 첨가 광섬유에 상기 펌프 레이져 다이오드의 펌프광을 공급하기 위한 제1파장선택 결합기들;
    상기 제1파장선택 결합기들 전후단에 각각 삽입되어 광섬유 증폭기의 입,출력단의 반사되는 신호광의 역류를 차단하기 위한 광 아이솔레이터;
    시드 빔을 상기 희토류 첨가 광섬유에 입사시키거나 ASE를 상기 희토류 첨가 광섬유에 재입사시키는 피드백 루프;
    상기 광 아이솔레이터와 제1파장선택 결합기 사이에 각각 구비되어 시드 빔을 상기 피드백 루프로 입사시키거나 ASE를 피드 백 루프로 추출해내기 위한 제2파장선택 결합기;
    상기 피드 백 루프에 추가되어 시드 빔이나 ASE의 특정 파장을 필터링하는 필터; 및
    상기 제2파장 선택 결합기와 필터사이에 추가되어 출력광의 이득평탄도를 조절하기 위해 시드 빔이나 ASE의 세기를 감쇠시키는 광 감쇠기를 포함하는 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시드 빔이나 ASE의 역류를 차단하도록 상기 피드 백 루프에 광 아이솔레이터를 더 구비하는 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광 아이솔레이터가 신호광과 동일한 방향으로 입사시키는 순방향 광 아이솔레이터 또는 신호광과 반대방향으로 입사키는 역방향 광 아이솔레이터임인 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  9. 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 아이솔레이터는 상기 제2파장선택 결합기와 상기 필터사이에 구비되는 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
  10. 제6항에 있어서, 상기 희토류는 어븀인 피드 백 루프를 이용한 장파장 대역 광섬유 증폭기.
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