KR20010029748A - 광파이버 커플러, 그의 제조방법 및 그를 사용하는 광증폭기 - Google Patents

광파이버 커플러, 그의 제조방법 및 그를 사용하는 광증폭기 Download PDF

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아지마히로미
다케이유스케
후지모토히로시
미야케가즈유키
가와무라다츠히로
스도야스히데
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미쓰비시케이블고오교가부시끼가이샤
이토오 겐스케
교세라 가부시키가이샤
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Abstract

광통신분야에서 사용하는 광증폭기의 광파이버 커플러가 제공되고, 이 광파이버 커플러는 광증폭 요소로서 희토류 첨가 파이버; 입력 신호광의 입력을 위한 의사 희토류 첨가 파이버; 희토류 첨가 파이버와 의사 희토류 첨가 파이버의 일부분의 융착 혼합체를 연신하여 형성된, 희토류 첨가 파이버의 일부분과 의사 희토류 첨가 파이버의 일부분을 접속하는 합파 요소로서의 융착연신 파이버부; 및 상기 의사 희토류 첨가 파이버에 접속된 한 면에서 상기 융착연신 파이버부에 접속된 또 다른 단축된 희토류 첨가 파이버에 융착접속부에서 결합되는 단일모드 파이버를 포함하고, 상기 의사 희토류 첨가 파이버는 희토류 원소를 실질적으로 포함하지 않고 상기 희토류 첨가 파이버와 실질적으로 동일한 전파정수를 갖고, 상기 광파이버 커플러는 결합 파이버를 형성하기 위해 단일모드 파이버와 희토류 첨가 파이버의 인접한 단면을 융착하여 양쪽 파이버를 결합하는 단계; 및 상기 결합 파이버의 의사 희토류 첨가 파이버 및 희토류 첨가 파이버의 평행 접촉부분을 융착하고, 융착연신 파이버부를 형성하기 위해 소정의 직경으로 융착 부분을 확대하는 단계에 의해 제조된다.

Description

광파이버 커플러, 그의 제조방법 및 그를 사용하는 광증폭기{AN OPTICAL FIBER COUPLER, A PROCESS FOR FABRICATING THE SAME AND AN OPTICAL AMPLIFIER USING THE SAME}
본 발명은 광통신 분야에서 사용하는 광증폭기용 광파이버 커플러, 광파이버 커플러를 제조하는 방법 및 그를 사용하는 광파이버 증폭기에 관한 것이다.
광통신 시스템에서, 광파이버 증폭기는 레이저빔 신호를 직접 증폭하도록 발전되어 왔다.
광파이버 증폭기는 희토류 첨가 파이버가 파이버내에 도입되는 여기광에 의해 여기되는 파이버에 분산된 희토류 이온의 반전분포 동안 신호 레이저를 증폭하는 원리를 사용한다. 이러한 광파이버 증폭기에서, 광파비어 커플러는 신호광과 여기광을 도입하는데 사용되었다. 엠. 오쿠다(M. Okuta) 외 다수의 미국 특허 제 5,802,224에는 2개의 광파이버가 융착연신부를 형성하기 위해 파이버의 단면에서 부분적으로 접속하는 광파이버 커플러가 개시되어 있다. 상기 미국 특허에는 상기 융착연신부가 2개의 파이버 중 하나를 통과하는 신호광과 여기광원으로부터 다른 파이버를 통과하는 여기광을 혼합하는데 사용되는 광파이버 증폭기에 적용하기 위해 희토류 첨가 파이버에 의해 접속되는 2개의 광커플러의 사용이 개시되어 있다. 융착연신부에서 혼합된 광은 융착연신부의 반대측 단부에서 파이버 중 하나로부터 상기 신호 입력 파이버로 추출되고, 혼합된 광을 증폭하기 위해 희토류 첨가 파이버로 전송된다.
멀티플렉서(7), 멀티플렉서에 접속되고, 파이버 코어에 Er 또는 Nd와 같은 희토류 금속이 첨가된 희토류 첨가 광파이버(4), 멀티플렉서(7)에 접속된 여기광원(6) 및 멀티플렉서(7)로의 레이저 신호의 입력을 위한 파이버를 포함하는 광파이버 증폭기의 종래 구조가 도 7에 도시되어 있다. 희토류 첨가 광파이버(4)는 레이저빔 증폭소자로서 기능하고, 증폭신호를 출력하기 위한 인라인 광아이솔레이터(8)와 같은 수동부품에 접속된다. 동작에 있어서, 입력 신호광은 멀티플렉서에서 여기광과 합파되고, 증가된 신호광을 출력하기 위해 희토류 첨가 파이버를 통한 전송 동안 증폭된다.
통상, 멀티플렉서(7)는 단일모드 파이버로 형성되었고, 증폭기를 제조하는데 있어서, 희토류 첨가 파이버와 여기광원을 포함하는 구성부품에 접속하지 않으면 안되었다. 이러한 구조는 파이버의 단부의 융착에 의해 광구성부품에서 광파이버 사이를 접속하는데 수고가 필요하며, 광파이버 사이의 접속부에서 광접속손실이 발생하고, 그 결과 낮은 신호이득과 잡음 특성을 포함하는 바람직하지 않은 증폭 특성이 발생하였다.
도 7에 도시된 것과 같은 예에서, 멀티플렉서(7)와 여기광원(6), 멀티플렉서(7)와 희토류 첨가 광파이버(4) 및 상기 파이버(4)와 아이솔레이터(8) 사이에 3개의 스플라이스(splicing)부(9)가 필요하였다. 이들 스플라이스부는 그를 통과하는 광에너지를 감소시킬 뿐만 아니라, 광회로 실장시에 배치될 공간을 필요로 하여, 증폭기의 실장 공간이 증가하였다.
또한, 도 7에 도시된 종래의 증폭기 구조에서, 입력 신호광과 여기광은 멀티플렉서에서 합파되고, 그 후 희토류 첨가 파이버에 입력된다. 신호광과 여기광은 상이한 모드 필드 직경을 갖기 때문에, 스플라이스부에서 신호광성분과 여기광성분의 양방을 최적으로 조정 및 접속하는 것이 곤란하였다.
본 발명의 목적은 광증폭기를 제조하기 위해 스플라이스부를 사용하지 않고 직접 광증폭 요소로서 희토류 첨가 파이버와 접속될 수 있는 광파이버 커플러를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광증폭기를 구성하기 위해 각각의 파이버 접속부에서 광에너지의 접속손실을 감소시키는데 적합한 광파이버 커플러를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 희토류 첨가 파이버를 통해 전송하는 신호광과 여기광을 조정할 필요가 없는 광파이버 커플러를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스플라이스부를 사용하지 않고 광파이버를 직접 접속하여 광파이버 커플러를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 어떤 스플라이스부도 사용하지 않고 제조될 수 있는 광증폭기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광증폭기를 구성하기 위한 파이버 접속부에서 광에너지의 접속손실을 감소시키는 광증폭기를 제공하는 것이다.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 광파이버 커플러를 나타내는 도면,
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 광파이버 커플러를 제조하는데 사용된 한 세트의 광파이버를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 기판에 설치된 광파이버 커플러를 나타내는 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 광파이버 커플러의 제조 단계를 설명하기 위해 광파이버를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광커플러를 사용하는 광증폭기를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 증폭기의 증폭이득 및 잡음 특성의 그래프,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 광파이버 커플러를 사용하는 광증폭기를 나타내는 도면 및
도 7은 종래의 광증폭기를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 단일모드 파이버 1a : 융착접속부
2 : 의사 희토류 첨가 파이버 3 : 융착연신부
4 : 희토류 첨가 파이버 5 : 기판
6 : 여기광원 7 : 멀티플렉서
8 : 인라인형 광아이솔레이터
본 발명에서, 희토류 첨가 파이버가 의사 희토류 첨가 파이버와 희토류 첨가 파이버를 융착연신한 이들 파이버의 융착 혼합체로 형성되는 합파 요소로서 융착연신 파이버부와 접속되는 광파이버 커플러가 제공된다.
특히, 본 발명의 광파이버 커플러는 희토류 첨가 파이버, 의사 희토류 첨가 파이버, 희토류 첨가 파이버의 일부분과 의사 희토류 첨가 파이버의 일부분을 접속하는 합파 요소로서의 융착연신 파이버부; 및 융착연신 파이버부에 접속된 희토류 첨가 파이버의 단축면을 통해 접속되는 단일모드 파이버를 포함한다.
광파이버 커플러에서, 융착연신 파이버부는 희토류 첨가 파이버와 의사 희토류 첨가 파이버의 평행 부분의 융착 혼합체를 연신함으로써 형성된다.
특히, 본 발명에서, 의사 희토류 첨가 파이버는 실질적으로 희토류 성분을 포함하지 않고 희토류 첨가 파이버와 실질적으로 동일한 전파정수를 갖는 파이버로 정의된다.
특히, 단일모드 파이버와 희토류 첨가 파이버의 접속부는 융착연신 파이버로부터 단축된 거리에 위치하는 것으로 설정될 수 있고, 이에 따라 단축된 희토류 첨가 파이버를 통과하는 동안 광손실이 낮아진다.
본 발명에 따르면, 단일모드 파이버와 희토류 첨가 파이버의 결합 파이버를 형성하기 위해 양방의 파이버의 인접한 단면을 용착하여 양방의 파이버를 접속하는 단계; 및 결합 파이버의 의사 희토류 첨가 파이버 및 희토류 첨가 파이버의 병렬 접촉부를 용착하고, 융착연신부를 형성하기 위해 바람직한 직경으로 융착된 부분을 연신하는 단계를 포함하는 광파이버 커플러의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 광파이버 커플러는 광파이버 증폭기에도 적용될 수 있다. 본 발명의 증폭기에서, 신호광은 단일모드 파이버에 입사하고, 여기광은 의사 희토류 첨가 파이버에 입사하여 신호광과 합파되고, 희토류 첨가 파이버로부터 증폭된 광이 출력된다.
특히, 광증폭기에서, 여기광원은 의사 희토류 첨가 파이버에 직접 접속될 수 있다.
본 발명에서, 공통 희토류 첨가 파이버가 2개의 광파이버 커플러를 접속하고, 신호광은 광파이버 커플러 중 어느 하나의 단일모드 파이버에 입사하고, 2개의 여기광원으로부터의 여기광은 광파이버 커플러의 양방의 의사 희토류 첨가 파이버에 입사하며, 증폭된 광은 다른 광파이버 커플러의 단일모드 파이버로부터 추출되는 2개의 광파이버 커플러를 사용하는 광증폭기가 제공된다.
본 발명의 광파이버 커플러는 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 기술된다.
본 발명에서, 도 1a에 도시된 바와 같은 광파이버 커플러는 희토류 첨가 파이버(4)와 멀티플렉서로서 사용되는 융착연신부(3)에서 서로 부분적으로 접속되는 의사 희토류 첨가 파이버(2) 및 융착연신 파이버부의 근방에서의 융착 접속부(1a)에서 희토류 첨가 파이버(4)의 단축면에 접속되는 단일모드 파이버(1)를 포함한다.
의사 희토류 첨가 파이버(2)는 희토류 첨가 파이버(4)의 것과 실질적으로 동일한 전파정수를 갖는 희토류 원소가 첨가되지 않은 파이버를 의미한다. 예를 들어, 희토류 첨가 파이버는 대개 코어가 대략 10㎛인 단일모드 파이버와 비교할 때 약 8㎛로 모드 필드 직경을 감소시키기 위해 보다 작은 직경과 보다 높은 굴절율을 갖는 희토류 첨가 코어를 갖는다. 바람직하게는, 의사 희토류 첨가 파이버는 희토류 첨가 파이버와 동일한 모드 필드 직경을 갖도록 제조될 수 있다. 따라서, 의사 희토류 첨가 파이버는 희토류 첨가 파이버의 것과 실질적으로 동일한 크기의 코어와 광학 상태를 가질 수 있지만, 코어내에 어떤 희토류 원소도 포함하지 않는다.
융착연신 파이버부(3)는 희토류 첨가 파이버(4)와 의사 희토류 첨가 파이버(2)의 양쪽의 병렬 부부을 열적으로 융착하여 연결하고, 보다 작게 조정된 코어 직경으로 융착된 부분을 연신함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 융착연신 파이버부(3)의 각 단은 희토류 첨가 파이버(4)와 의사 희토류 첨가 파이버(2)의 양쪽에 모두 연결될 수 있고, 단일모드 파이버(1)는 융착연신 파이버부(3)의 단에 인접하는 융착부(1a)에서 희토류 첨가 파이버(2)의 한 단에 결합된다.
광파이버 커플러는 다음과 같이 제조될 수 있다. 먼저, 희토류 첨가 파이버(4)는 도 1b에 도시된 바와 같이 파이버(2, 4)의 양쪽의 인접한 단면을 융착하여 융착 접속부(1b)에서 단일모드 파이버(1)에 결합된다.
다음에, 의사 희토류 첨가 파이버(2)가 상기 결합된 파이버의 희토류 첨가 파이버(4)에 병렬 접촉한 후, 이들 파이버(2, 4)의 접촉부는 융착연신 파이버부(3)를 형성하기 위해 약간의 거리를 두고 융착연신된다.
마지막으로, 융착연신 후, 도 2에 도시된 바와 같이, 광파이버 조립체가 기판(5)상에 설치되고, 광파이버 커플러의 포장을 위해 접착제(5a)로 기판에 고정된다.
상기한 바와 같이, 의사 희토류 첨가 파이버는 희토류 첨가 파이버와 실질적으로 동일한 전파정수를 갖고, 이에 따라 양쪽의 파이버는 특정 파장 광에서 완전결합이 가능하다. 즉, 여기광원으로부터의 파장범위를 갖는 광이 의사 희토류 첨가 파이버(2)와 융착연신 파이버부(3) 사이에서 충분히 결합될 수 있도록 융착연신 파이버부(3)를 연신하기 위한 적당한 열처리가 실행될 수 있고, 이에 따라 상기 광파이버 커플러는 입력 신호광과 여기광을 합파하는 멀티플렉서로서 기능할 수 있다.
이 실시예에서, 융착접속부(1a)는 융착연신 파이버부(3)로부터 희토류 첨가 파이버(4)의 적당히 짧은 거리로 유지된다. 융착접속부(1a)와 융착연신 파이버부(3) 사이의 거리가 30㎜를 초과하면, 입력 신호광이 여기광과 결합하기 위해 융착연신 파이버부(3)에 도달할 때까지 희토류 첨가 파이버(4)를 통과하는 동안 입력 광에너지가 첨가된 희로튜 이온에 의해 흡수되기 때문에 그 거리는 30㎜ 또는 그 미만인 것이 바람직하다. 거리에 제한을 두는 또 다른 이유는 과도한 거리는 광파이버 커플러를 설치 또는 수용하기 위해 기판 또는 케이스를 확장할 필요가 있기 때문이다.
광파이버 커플러는 입력 신호광이 단일모드 파이버(1)에 입력되고, 융착연신 파이버부(3)에서 신호광과 합파하고, 희토류 첨가 파이버(4)에서 합파된 파형 광을 증폭한 후, 희토류 첨가 파이버(4)로부터 증폭된 신호광을 방출하기 위해 여기광이 의사 희토류 첨가 파이버(2)에 입력되는 광증폭기에 적용될 수 있다.
광증폭기에서, 희토류 첨가 파이버는 증폭요소로서 기능하고, 융착연신 파이버부는 합파 요소로서 기능하며, 의사 희토류 첨가 파이버는 합파 요소에 도입되는 여기광의 입력 수단으로 기능한다. 융착연신 파이버부는 한편으로는 희토류 첨가 파이버, 다른 한편으로는 의사 희토류 첨가 파이버와 입력 신호광의 입력 파이버를 위한 단일모드 파이버 사이를 접속한다.
광파이버 커플러는 희토류 첨가 파이버와 유사한 전파정수를 갖는 의사 희토류 첨가 파이버와 희토류 첨가 파이버의 융착 물질로 구성되는 합파 요소로서 융착연신 파이버부를 특징으로 한다.
따라서, 융착연신 파이버부는 융착연신 파이버부에 여기광을 결합하기 위해 의사 희토류 첨가 파이버의 전송특성을 갖도록 용이하게 형성될 수 있고, 따라서 저잡음 증폭특성을 개선하고, 결합손실을 저감할 수 있다.
또한, 여기광을 흡수하는 희토류 원소를 첨가하지 않은 의사 희토류 첨가 파이버를 사용함으로써 그를 통과하는 여기광의 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
따라서, 이 광증폭기에서, 광파이버 커플러는 또 다른 희토류 첨가 파이버에 광파이버 커플러의 접속을 위한 스플라이싱부를 사용할 필요가 없도록 증폭기 요소로서 희토류 첨가 파이버(4)로 형성된다. 또한, 의사 희토류 첨가 파이버는 스플라이싱부를 필요로 하지 않고 여기광원에 직접 접속될 수 있다. 따라서, 본 발명의 광증폭기는 통상 융착접속에 기인한 광에너지 손실이 발생하는 스플라이싱부의 수를 감소시킬 수 있고, 따라서 광 전송손실을 전체적으로 감소시킬 수 있다.
광파이버 커플러에서, 입력광이 용착연신 파이버부에 입사하기 위해 통과하는 융착접속부는 또 다른 단축된 희토류 첨가 파이버를 통해 여기광이 직접 입사하는 상기 융착연신 파이버부로부터 분리되고, 이에 따라 각각의 부분이 커플러를 제조하는데 있어서 각각의 광의 접속손실을 낮추기 위해 최적의 모드 필드 직경을 갖도록 조정될 수 있다.
통상, 입력 신호광에 대한 단일모드 파이버와 여기광에 대한 또 다른 단일모드 파이버는 합파 요소로서 제 3의 단일모드 파이버에 접속되었고, 합파된 파형 광은 합파된 광을 증폭하기 위해 희토류 첨가 파이버의 단에 전송되었다. 사실, 광파이버 커플러는 파이버가 신호광을 전송하기 위한 광파이버와는 매우 다른 모드 필드 직경을 갖는 여기광의 파장과 일치하는 광파이버를 사용하였고, 이 때문에 입력 신호광에서 접속손실의 증가를 유발하였다. 이 종래의 구조체는 입력 신호광에 대한 접속 손실을 감소시키기 위해 파이버를 접속하는데 있어서 대응하는 접속부에서 각각의 서로 다른 파장 광과 일치하는 최적의 모드 필드 직경의 결합을 제어하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
반대로, 본 발명에서, 단일모드 파이버를 희토류 첨가 파이버에 융착하여 접속하는 단계에서, 융착접속부는 통과하는 입력 신호광의 손실을 최소화하기 위해 크기가 조정될 수 있고, 그 후, 융착연신 파이버부의 형성 동안, 통과하는 여기광의 손실을 최소화하기 위해 그 크기가 조정될 수 있다. 본 발명의 상기 절차는 여기광 및 신호광의 접속손실을 최소화하는데 효과적이다.
일반적으로, 희토류 첨가 파이버(4)와 단일모드 파이버(1)의 결합과 같은 접속되는 2개의 광파이버의 모드 필드 직경의 차는 접속부에서의 광 방출에 기인한 접속손실을 발생할 수 있다. 단일모드 파이버에서 입력 신호광의 모드 필드 직경은 희토류 첨가 파이버에서 동일 광의 그것과는 상이하다.
그러나, 본 발명에서, 융착연신 파이버부에 인접하여 융착접속부(1a)을 배치함으로써, 양쪽 파이버의 광의 융착연신 파이버부를 연신하는 처리를 통해 증가될 수 있고, 따라서 이들 파이버의 필드 모드 직경 사이의 상대적인 크기 차를 줄일 수 있다. 특히, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 융착접속부(1b) 근방의 파이버들이 광이 차단되는 파이버의 코어를 보다 좁히기 위해 연신될 때, 도 3b에서, 양쪽 파이버에 있어서 근소한 광의 세기가 증가될 수 있고, 따라서 양쪽의 단일모드 파이버 및 희토류 첨가 파이버에서 필드 모드 직경이 증가된다.
본 발명의 실시예에서, 도 4는 광증폭기가 광파이버 커플러(7)로부터 연장된 의사 희토류 첨가 파이버(2)에 직접 접속되는 여기광원(6)과, 출력측에서 희토류 첨가 파이버(4)에, 출력측에서 또 다른 단일모드 파이버(10)에 직접 접속되는 인라인 광아이솔레이터(8)을 포함하는, 멀티플렉서로서 상술된 광파이버 커플러(7)로 구성되는 것을 나타낸다.
입력 신호광은 단일모드 파이버(1)를 통해 광파이버 커플러(7)에 입력되고, 희토류 첨가 파이버(4)에서 증폭되는 출력 신호광은 광아이솔레이터를 통해 상기 또 다른 단일모드 파이버(10)로부터 출력된다.
도 1a 및 도 4를 참조하면, 입력 신호광은 단일모드 파이버(1)를 통해 입사하고, 모드 필드 직경이 증가하면서 융착접속부(1a)를 통과하며, 단축된 희토류 첨가 파이버를 통해 융착연신 파이어부(3)로 나아간다. 한편, 여기광원(6)에 의해 제공된 여기광은 의사 희토류 첨가 파이버(2)를 통과하여, 융착연신부에 입사하고, 여기에서 입력 신호광과 합파된다. 이 경우에, 입력 신호광 성분만이 단축된 희토류 첨가 파이버에 입력되고, 따라서 신호광 성분과 여기광 성분의 합파는 융착연신 파이버부에서 발생한다.
따라서, 의사 희토류 첨가 파이버로 단일모드 파이버에 접속된 융착연신 파이버부에서 적당히 조정된 모드 필드 직경으로 신호광과 여기광을 결합하는 것이 가능하며, 따라서 광결합 손실이 저하된다. 여기광원에서 방출된 여기광은 신호광과 합파되는 위치인 융착연신 파이버부를 통과할 수 있다. 그 후, 희토류 첨가 파이버(4)에 분포된 희토류 금속 이온이 상기 파이버(4)에서 이온의 반전분포를 형성하기 위해 여기광에 의해 여기되고, 따라서 입력 신호광을 증폭할 수 있다. 희토류 첨가 파이버(4)에서의 증폭된 신호광은 증폭된 광의 순방향 성분만이 출력 신호광으로 추출되는 아이솔레이터(8)에 전송된다.
도 5는 광회로에서 3개의 스플라이싱부를 갖는 종래의 증폭기에 대한 본 발명의 증폭기의 데이터를 나타낸다. 양쪽 예들은 광파이버 증폭 요소에 대하여 동일한 길이의 Er 첨가 실리카 기반 파이버를 사용했지만, 이 실시예의 예에서 의사 희토류 첨가 파이버는 코어를 피복하기 전에 코어에 Er을 첨가하는 단계가 없다는 것을 제외하고 동일한 유리 재료를 사용하는 Er 첨가 파이버를 제조하는 유사한 방법으로 제조되었고, 융착연신 파이버부를 제조하는데 사용되었다. 융착연신 파이어부는 멀티플렉서에 대하여 적당한 길이로 Er 첨가 파이버와 의사 희토류 첨가 파이버로 형성되었다.
도 5의 상기 데이터에서 약 1.55㎛의 활성 신호광의 파장 영역에서 본 발명에 따른 광파이버 커플러로 구성된 증폭기는 종래의 증폭기에 비해 뛰어난 이득 및 잡음 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
이 실시예의 광증폭기는 희토류 첨가 파이버가 상기 커플러(7)와 상기 아이솔레이터(8)를, 의사 희토류 첨가 파이버(2)가 커플러(7)와 여기광원(6) 사이를 직접 접속하기 때문에 광파이버 커플러의 양쪽 면에 스플라이싱부를 필요로 하지 않고, 종래의 증폭기에 비해 적어도 2개의 스플라이싱부에 대한 요구를 제거할 수 있다. 통상, 희토류 첨가 파이버와 단일모드 파이버 사이의 하나의 스플라이싱부에서 0.1 내지 0.2㏈의 접속손실이 발생하고, 2개의 스플라이싱부를 사용하면 전체 손실은 최대 0.4㏈이 된다. 본 발명의 광증폭기는 상기 스플라이싱부를 제거함으로써 0.1㏈ 또는 그 미만으로 손실을 제한하고, 신호 이득 및 잡음 특성을 포함하는 증폭특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학소자로 광증폭기에 대한 광회로를 제조하는데 있어서, 광파이버를 융착하는 스플라이싱 단계 또는 스플라이싱부의 보호관을 수용하기 위한 공간은 필요하지 않다.
부가적으로, 상기 예는 광증폭에 대한 순방향 여기 기술을 나타내고 있지만, 본 발명은 여기광이 증폭요소로서의 희토류 첨가 파이버의 후단에 입력되고, 그 전단에 융착연신 파이버부가 접속되는 역방향 여기 기술을 포함한다. 또, 희토류 첨가 파이버의 양단이 각각의 개별적인 여기광원에 접속되는 각각의 광파이버 커플러와 결합되는 양방향 여기 기술이 채택될 수 있다.
도 6은 본 발명의 2개의 광파이버 커플러로 구성된 2개의 멀티플렉서(7, 7)이 희토류 첨가 파이버(4)의 양단에 결합되고, 멀티플렉서(7, 7) 중 하나는 입력 신호광의 입력을 위한 단일모드 파이버에 접속되는 2방향 여기 방법의 광회로를 나타낸다. 멀티플렉서(7, 7) 중 다른 하나는 양쪽 멀티플렉서(7, 7)에 2개의 여기광원으로부터 각각의 여기광을 도입함으로써 증폭된 신호를 출력하기 위해 또 다른 단일모드 파이버(1)를 통해 인라인형 광아이솔레이터(8)에 접속된다. 2개의 여기광원의 사용은 광증폭기로부터의 증폭된 신호의 출력 세기를 효과적으로 증가시킨다.
본 발명에 따르면, 희토류 첨가 파이버와 의사 희토류 첨가 파이버를 이용하여 광파이버 커플러를 구성한 것에 의해, 이 광파이버 커플러를 이용하여 광증폭기를 구성할 때, 다른 부재와의 스플라이싱부를 감소시키는 것이 가능하고, 이 때문에 접속손실을 저하시킬 수 있는 동시에, 광회로를 구성하는 때의 공간을 작게 하고, 또 공정을 간소화하여 증폭기를 소형, 저비용화하는 것이 가능하다.

Claims (7)

  1. 희토류 첨가 파이버;
    의사 희토류 첨가 파이버;
    상기 희토류 첨가 파이버 및 상기 의사 희토류 첨가 파이버의 일부분의 융착 혼합체를 연신하여 형성된, 상기 희토류 첨가 파이버의 일부분과 상기 의사 희토류 첨가 파이버의 일부분을 접속하는 합파 요소로서의 융착연신 파이버부; 및
    상기 융착연신 파이버부에 접속된 희토류 첨가 파이버의 단축면에 융착접속부에서 접속되는 단일모드 파이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 의사 희토류 첨가 파이버는 희토류 원소를 실질적으로 포함하지 않는 희토류 첨가 파이버와 실질적으로 동일한 전파정수를 갖는 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일모드 파이버의 접속부는 상기 융착연신 파이버부로부터의 거리가 30㎜ 또는 그 미만으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러.
  4. 결합 파이버를 형성하기 위해 단일모드 파이버 및 희토류 첨가 파이버의 인접한 단면을 융착함으로써 양쪽 파이버를 결합하는 단계; 및
    상기 결합 파이버의 의사 희토류 첨가 파이버 및 희토류 첨가 파이버의 평행 접촉부분을 융착하고, 융착연신 파이버부를 형성하기 위해 소정의 직경으로 융착부부분을 확대하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러의 제조방법.
  5. 신호광이 단일모드 파이버에 입사하고, 여기광이 의사 희토류 첨가 파이버에 입사하여 상기 신호광과 합파되고, 증폭된 광이 희토류 첨가 파이버로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 광파이버 커플러를 사용하는 광증폭기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    여기광원은 상기 의사 희토류 첨가 파이버에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 광증폭기.
  7. 공통 희토류 첨가 파이버가 2개의 광파이버 커플러를 접속하고, 신호광이 광파이버 커플러 중 어느 하나의 단일모드 파이버에 입사하고, 2개의 여기광원으로부터의 여기광은 광파이버 커플러의 양쪽 의사 희토류 첨가 파이버에 입사하며, 증폭된 광은 다른 광파이버 커플러의 단일모드 파이버로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 광파이버 커플러를 사용하는 광증폭기.
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