KR20070114188A - 라만 확산 광 증폭기 - Google Patents

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Abstract

유도 라만 확산 효과를 이용하는 증폭기 또는 레이저는 광 가이드(6)와, 펌프파를 발생시키기 위한 광 펌프(10)를 포함한다. 증폭 효율을 높이기 위해서, 광 가이드는 펌프파의 파장에는 근접하지만 동일하지는 않는 파장에 대응하는 전자 전이 에너지를 나타내는 적어도 하나의 광 활성 성분을 포함하는 코어 구조를 포함한다. 본 발명은 광 전송 시스템에 적용 가능하다.
라만 확산, 광 가이드, 펌프파, 광 펌프, 코어 구조, 에너지

Description

라만 확산 광 증폭기 {A RAMAN DIFFUSION OPTICAL AMPLIFIER}
본 발명은 특히 통신용 광학 시스템에 사용되는 라만 효과 광 증폭기에 관한 것이다.
라만 증폭기는 통과 대역이 넓고, 노이즈가 적으며, 신호 입력 출력의 변화에 감도가 낮기 때문에 파장 분할 다중화 (WDM-wavelength division multiplex) 광전송 시스템에 유리한 특성을 가진다.
그럼에도 불구하고, 효과적인 증폭을 얻기 위해서는 고출력 광 펌프와 상당한 길이의 광 섬유를 사용해야 하므로, 라만 증폭기가 비싸진다.
통상적으로 라만 증폭은 비공진 유도 라만 확산(non-resonant stimulated Raman diffusion)을 이용한다. 이러한 형태의 증폭에서, 에너지(W)가 도1의 다이아그램으로 도시된 바와 같이, 파장(λp)에서 펌프파(pump wave) 광자는 에너지를 잃어서 에너지가 더 작은 또 다른 광자를 생성하므로, 저주파에서 파장(λd)이 더 길어진다(비탄성 확산-inelastic diffusion). 입사 광자의 나머지 에너지는 기본 진동 상태에 대응하는 기준 에너지 레벨을 상징하는 제1 수평 실선(1)과 여기된 진동 상태에 대응하는 에너지 레벨의 밴드를 상징하는 제2 수평 굵은 실선(2)으로 표시된 분자 진동(광자)의 형태로 전파 매질(광섬유)에 의해 흡수된다. 증폭 유효성 을 높이기 위해서, 코어를 구성하는 매트릭스의 일부를 형성하는 산화물 형태의 게르마늄과 같이 높은 라만 계수를 가지는 재료로 섬유의 코어를 강하게 도핑시키거나, 및/또는 집속도(confinement)를 증가시키도록 광섬유의 유효한 단면적을 감소키는 것은 공지되었다. 코어 도핑이 증폭의 유효성을 높임에도 불구하고, 손실이 증가되는 부수적인 결과를 갖는다.
종래 형태의 라만 증폭을 설명하기 위해서, 상기 설명은 λp의 펌프파로부터 λd의 증폭을 위한 신호로 에너지의 전달을 도시하기 위해 도면에 수평 점선(3)으로 도시된 가상의 전자 에너지 레벨에 관한 것이다. 이러한 레벨은 "가상(virtual)"인데, 불순물(dopant)을 포함할 수 있는 코어를 구성하는 안정적인 에너지 상태의 원자에 대응하지 않기 때문이다. 그러므로, "가상" 레벨의 관점에서 라만 프로세스의 이러한 설명은 광자와 분자 사이의 상호 작용, 및 광자의 재방출이 거의 동시에 발생한다는 사실에 의해 입증된다.
본 발명의 목적은 종래의 유도 라만 확산으로 인한 증폭보다 더 효율이 좋은 라만 증폭이 가능하게 하는 것이다.
이러한 목적은 유도 라만 확산 효과를 이용하는 증폭기에 의해 달성되는데, 증폭기는 펌프파를 발생시키기 위해 광 펌프(light pump)와 관련된 광 가이드(light guide)를 포함하며, 상기 광 가이드는 펌프파의 파장에 근접하지만 동일하지는 않는 전이 파장(transition wavelength)에 대응하는 전자 에너지 전이를 나타내는 적어도 하나의 광 활성 성분을 포함하는 코어 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본원에 사용된 용어 "코어 구조(core structure)"는 도파관에서 파장 전파의 광 출력 대부분이 집중되는 도파관의 구역을 의미한다. 예를 들어, 도파관이 단순한 광 섬유일 경우, 코어 구조는 섬유의 각각의 주변 구역[종래에는 클래딩(cladding)이라고 함]의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 구역에 대응하는 섬유의 중앙부와 같다. 그러나, 본 발명은 다수의 집중 코어 및 클래딩을 가지는 섬유와 같이 좀 더 복잡한 코어 구조를 가지는 도파관에도 적용 가능하다.
실시예에 따라서 다양한 요소가 고려될 수 있는데, 중요한 점은 선택된 성분이 광학적으로 활성이라는 점, 즉 펌프파에 대해서 선택될 수 있는 가능한 파장과 도파관 코어의 매트릭스를 구성하는데 사용되는 재료를 고려할 때 피증폭 파장에 적합한 전이 파장을 나타낸다는 점이다.
그러므로, 만약 특정 파장(λp)이 펌프파에 가해지면, 성분은 전자 에너지 전이(ΔW)가 존재하는 값으로 성분이 선택되어야 하는데, 상기 값이 대응하는 파장(λt)은 (λp)에 근접하지만 정확하게 동일하지는 않도록 한다[즉, 전자 에너지 전이(ΔW)를 파장(λ)과 관련시키는 유용한 공식에서 ΔW = h·c/λt가 되도록 한다]. 불순물의 공진 형광(resonant fluorescence)의 발생을 피할 만큼 충분한 차이가 필요한데, 공진 형광은 라만 효과보다 더 강력해서 라만 효과를 저지할 수 있기 때문이다.
이러한 두 개의 파장들 사이에 적용될 정확한 오프셋은 실험적인 방식으로 특정한 내용에 대해서 결정될 수 있다. 이를 실행하는 단순한 방식은 펌프파의 파장을 가변하는 동안 증폭기의 라만 이득 계수를 측정하는 것으로 구성된다. 광 활성 성분이 없을 때 상기 이득 계수가 취하는 값의 적어도 두 배와 같은 라만 이득 계수를 증폭기가 나타내도록 조절된 값 만큼 펌프파의 파장과 전이 파장이 다르면 증폭기가 본 발명을 따른 작동 조건에 놓인다고 할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에서, 펌프파 파장은 전이 파장보다 크게 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 배치는 일반적으로 바람직한데, 그렇지 않을 경우 신호 파장에서 활성 원소에 의해 흡수된 에너지로 인해 신호 손실이 증가될 수 있기 때문이다.
유리하게, 광 활성 성분은 희토류 이온, 전이 금속, 및 반도체 재료로부터 선택된다.
이러한 성분은 광 가이드의 코어 구조에서 분산되며, 이러한 분산은 구조 전체나 그 일부에만 있을 수 있다. 성분의 형태에 따라서, 원소 형태 또는 나노입자 형태로 분산되어야 한다.
증폭기의 광 가이드는 특히 평면 도파관이나 광섬유로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술된 설명을 따른 광 증폭기를 이용하도록 제조된 레이저를 제공한다.
본 발명은 하기의 상세한 설명과 첨부된 도면을 참고로 더 잘 이해될 수 있다. 도면은 표시를 위함이며 본 발명을 제한하고자하는 것이 아니다.
도1은 전술된 바와 같이 유도 라만 확산으로 인한 종래 기술의 증폭의 원리 를 도시하는 에너지 다이아그램이다.
도2는 라만 확산에 의한 증폭을 위한 본 발명의 원리를 도시하는 에너지 다이아그램이다.
도3은 본 발명의 라만 확산을 얻기 위해 어떻게 펌핑이 선택되어야 하는지를 도시하는 세 가지 에너지 다이아그램을 a, b, c로 도시한다.
도4는 라만 증폭기를 도시한다.
도5는 라만 증폭기의 이득에 대해서 본 발명의 광 활성 물질을 이용하는 효과를 도시하는 그래프이다.
도2의 에너지 다이아그램에 도시된 바와 같이, 본 발명은 증폭이 실제 중간 전자 에너지 레벨(4)을 의미하는 전자 에너지 전이를 이용한다는 점에서 종래의 기술과 다르다. 더 높은 또 다른 에너지 레벨(5)도 도시되었다. 이는 라만 확산의 효 유효성을 상당히 증가시키는 효과를 가진다.
좀 더 자세히 말해서, 펌프 파장(λp)에 근접한 전이 파장(λt)에 대응하는 두 개의 에너지 레벨 사이의 전이를 나타내는 광 활성 물질이 선택된다. "근접(close)"이라는 표현은 펌프 파장과 전자 전이 파장 사이의 차이가 펌프 광자로부터 상기 실제 전자 레벨로 에너지가 전달될 수 없는 정도까지 과도하지 않으면서 펌프 신호가 전자 전이에 의해 흡수되는 것을 방지하기에 충분히 커야하는 것을 의미한다.
도3의 세 개의 에너지 다이아그램은 선택된 광 활성 물질의 함수로 펌핑을 선택하는 것이 원하는 결과를 얻기 위해 중요한 것을 도시하는 역할을 한다.
다이아그램 a는 광 활성 물질과 상호 작용을 허용하기에는 전이 파장(λt)에 비해 너무 긴 펌프 파장(λp)에 해당한다. 그러므로, 도1에 도시된 바와 같이 이는 종래의 라만 증폭의 상황이다.
다이아그램 b는 펌프 파장(λp)이 최적인, 즉 전이 파장(λt)에 충분히 근접한 경우에 해당한다.
다이아그램 c는 펌프 파장(λp)이 전이 파장(λt)에 너무 근접한 경우에 해당한다. 이러한 상황은 λf로 표시된 형광으로 이어진다.
특히, 통신 분야에 적용할 경우 400 nm(나노미터)에서 2066 nm까지의 범위에 놓인 펌프 파장에 대응하는 에너지 전이를 이용 가능한 것이 유리하다. 통상적으로, 만약 펌프파의 파장과 전이 파장이 수 백정도 차이나는 센티미터(cm-1)당 파수(wave number)에 대응하면, 라만 이득 계수는 이러한 계수가 동일한 구조의 증폭기에서 취하는 값의 2 내지 10 배의 범위에 있는 것이 관찰되며 동일한 펌핑 조건에 놓이지만, 본 발명을 따른 광 활성 성분을 갖지는 않는다.
유리하게, 라만 효과보다 더 강력해서 라만 효과를 저지할 수 있는 광 활성 물질의 공진 형광의 발생을 피하도록 전이 파장보다 더 길게 펌프 파장이 선택된다. 도면의 c에 도시된 바와 같이, 더 높은 에너지 레벨(5)로부터의 전이에 의해 λf에서 형광이 예상될 수 있다.
종래 기술과 비교하여 증폭의 향상은 펌프 파장과 전이 파장의 근접성 때문 이며, 종래의 유도 라만 효과와는 달리 이득은 전파 매질을 구성하는 매트릭스의 조성에 의존하지는 않지만, 사용된 활성 요소의 형태와 양에는 의존한다는 것을 알아야 한다.
적합한 광 활성 물질 중에서, 특히 희토류 이온, 반도체 물질 및 금속 이온이 거론될 수 있다.
종래의 라만 증폭에서와 같이, 펌프 파장은 원하는 증폭 밴드와 전파 매질을 위한 진동 밴드의 함수로 선택된다.
광 활성 물질과 펌프 신호에 사용될 수 있는 대응하는 방출 밴드의 예는 다음과 같다.
광 활성 물질 펌프 신호 방출 밴드(nm)
Ge 나노 입자 500-1900
Si 나노 입자 300-800
Yb3 + 1000-1200
PdS 나노입자 1200-2000
Tm3 + 1400-1500
Er3 + 1650-1750
나노 입자, 특히 반도체 입자의 이점은 나노 입자의 크기를 제어하여 전자 전이 파장을 조율할 수 있는 능력에 있다.
본 발명을 따른 증폭기의 실제적인 실시예는 도핑된 평면 도파관(doped planar waveguide) 또는 섬유를 제조하는데 공통적으로 사용되는 종래의 방법에 의존할 수 있다.
당연히 본 발명은 어느 도파관 구조이든지 적용 가능하다. 또한, 광 활성 성분은 한 층의 도파관 코어 구조를 구성한다. 이러한 구조는 도파관이 광섬유일 경우 환형이며, 도파관이 평면일 경우 평면이다.
나노입자를 이용하는 실시예에 있어서, 2003년 9월 24일에 공개된 유럽 특허 출원 제1 347 545호 및 2003년 9월 18일에 공개된 대응 미국 특허 출원 제2003/0175003호의 예시를 참고한다.
본 발명의 증폭기에 대한 전체적인 구조가 도4에 도시되었다. 종래의 통상적인 배치에서 증폭기는 도시된 실시예에서와 같이 라만 증폭에 적합한 광 섬유(6)와, 펌프(10)와, 펌프에 의해 광 섬유(6)로 전달될 파장을 도입시키기 위한 커플러(8)를 포함하는 도파관을 입구(E)에서 수신될 피증폭 신호와 함께 포함한다. 섬유로부터의 출구(S)는 증폭기로부터의 출구를 구성한다.
본 발명을 따른 라만 확산 증폭의 효율은 유도 라만 확산에 의한 종래의 증폭과 비교하여 상당히 개선된다. 그러므로, 종래의 기술과 비교하여 소정의 증폭에 대해서 펌프의 출력 및/또는 전파 매질의 길이를 감소시킬 수 있다.
도5는 1117 nm의 펌프 파장에 대한 파장 함수로서 라만 이득 계수[gR; 소위 "고유 라만 이득(intrinsic Raman gain)"]의 변화를 도시하는 세 개의 커브를 도시하는데, 종래와 동일한 구조를 갖지만 코어가 활성 원소 도핑의 다른 특성을 나타내는 섬유를 이용하는 각각의 세 가지의 증폭에 관련된다.
커브 a) : 1.07 중량%의 농도에서 Yb 도핑;
커브 b) : 0.64 중량%의 농도에서 Yb 도핑;
커브 c) : Yb 도핑 없음.
도5에 도시된 바와 같이, 약 1 중량%의 농도에서 Yb3 + 이온으로 전파 매질을 도핑하여 이득을 두 배 얻을 수 있다.
마찬가지로, 특히 증폭기의 이득 밴드 확대를 목적으로 다른 특성을 가지는 복수의 타입의 광 활성 성분을 관련시키는 것이 가능하다.
본 발명을 따른 증폭기로 진동자 또는 레이저원을 만들기 위해, 예를 들어 증폭기의 각 말단에 적합한 반사체를 제공하여 공진 공동 내에 증폭기를 위치시키는 것으로 충분한데, 이는 예를 들어 브래그 반사체(Bragg reflector)를 이용하는 종래의 방식대로 이루어질 수 있다. 레이저의 진동 파장은 펌프 및 사용된 성분(입자, 이온 등)의 함수인 것임을 알아야 한다.

Claims (11)

  1. 펌프파를 발생시키기 위해 광 펌프(10)와 관련된 광 가이드(6)를 포함하며 유도 라만 확산 효과를 이용하는 증폭기에 있어서,
    상기 광 가이드는 펌프파의 파장(λp)에 근접하지만 동일하지는 않는 전이 파장(λt)에 대응하는 전자 에너지 전이를 나타내는 적어도 하나의 광 활성 성분을 포함하는 코어 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  2. 제1항에 있어서, 광 활성 성분이 없을 때 라만 이득 계수(gR)가 가질 수 있는 값의 적어도 두 배인 라만 이득 계수(gR)를 증폭기가 나타내도록 조절된 값만큼 상기 펌프파 파장(λp)과 상기 전이 파장(λt)이 차이가 나는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  3. 제1항에 있어서, 펌프파 파장(λp)과 전이 파장(λt)은, 수 백만큼 차이가 나며 cm-1 단위로 표시되는 파수에 대응하는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  4. 제1항에 있어서, 펌프파 파장(λp)은 전이 파장(λt)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 증폭기.
  5. 제1항에 있어서, 광 활성 성분은 희토류 이온, 전이 금속, 및 반도체 재료로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  6. 제1항에 있어서, 광 활성 성분은 상기 광 가이드 코어 구조에서 분산되며, 상기 분산은 구조 전체 또는 구조의 일부에만 있을 수 있는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  7. 제6항에 있어서, 광 활성 성분은 원소 형태로 분산되는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  8. 제6항에 있어서, 광 활성 성분은 나노입자 형태로 분산되는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  9. 제1항에 있어서, 광 활성 성분은 한 층의 상기 광 가이드 코어 구조를 구성하는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  10. 제1항에 있어서, 광 가이드(6)는 평면 도파관 및 광 섬유를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 증폭기.
  11. 공진 공동 내에 배치된 광 증폭기를 포함하는 레이저원에 있어서,
    증폭기는 제1항을 따르는 것을 특징으로 하는 레이저원.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2942571B1 (fr) * 2009-02-20 2011-02-25 Draka Comteq France Fibre optique amplificatrice comprenant des nanostructures
CN101807774B (zh) * 2010-04-29 2011-06-01 天津大学 一种In-Band泵浦的自受激拉曼散射激光器
WO2012059931A1 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Polarizing lighting systems

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705992A (en) * 1971-12-13 1972-12-12 Bell Telephone Labor Inc Broadband tunable raman-effect devices in optical fibers
US4618783A (en) * 1983-10-06 1986-10-21 Centre National De La Rechereche Scientifique Production of short light pulses by time compression
JPH0764129A (ja) * 1993-08-31 1995-03-10 Mitsubishi Chem Corp 光により光を制御する方法
JP4128753B2 (ja) * 2001-03-14 2008-07-30 独立行政法人産業技術総合研究所 分子センサ
JP2004527001A (ja) * 2001-04-11 2004-09-02 ユニバーシティ、オブ、サウサンプトン 光パルス光源および光パルスを生成するための方法
US6496634B1 (en) * 2001-07-17 2002-12-17 Marc David Levenson Holey fibers filled with raman active fluid
DE60212726T2 (de) * 2002-07-26 2007-06-28 Pirelli & C. S.P.A. Optische faser für ramanverstärkung
FR2852154B1 (fr) * 2003-03-04 2005-05-20 Cit Alcatel Fibre optique amplificatrice a anneau dope et amplificateur contenant une telle fibre
JP2005019501A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Nec Corp 光増幅器の励起方法及びこれを用いた光増幅器ユニット並びに光伝送システム。
JP4478794B2 (ja) * 2004-03-15 2010-06-09 独立行政法人産業技術総合研究所 量子サイズ効果を有する酸化亜鉛超微粒子の製造方法

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