KR980013063A - Optical fiber amplifiers with low noise figure and flat gain - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입사광 신호의 세기 및 펌프 파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기에 관한것으로서, 입사 신호광의 역방향 진행을 차단하는 제1아이솔레이터 ; 펌핑용 광을 인가하는 펌프 레이저 다이오드; 신호광과 펌피용 광의 파장을 파장분할하여 결합하는 제1파장분할 멀티플렉서 ; 입사광 신호를 펌프레이저 다이오드의 펌핑용 광으로 증폭하며, 양의 기울기를 갖는 제1어븀도핑광섬유의 양의 이득 기울기보다 절대값이 큰 음의 신호감쇠 기울기를 갖는 필터; 신호광과 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합하는 제3파장분할 멀티플렉서 ; 신호광을 증폭하며, 양의 이득 기울기를 갖는 제2어븀도핑광섬유 ; 및 제2어븀도핑 광섬유를 통과한 신호의 역방향 진행을 차단하는 제2아이솔레이터를 포함한다.The present invention relates to an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain with respect to changes in the intensity of an incident light signal and a pump power, the optical fiber amplifier comprising: a first isolator for blocking reverse travel of incident signal light; A pump laser diode for applying light for pumping; A first wavelength division multiplexer for wavelength-division-combining the wavelengths of the signal light and the pump light; A filter having a negative signal attenuation slope having an absolute value larger than a positive gain slope of the first erbium doped optical fiber having a positive slope by amplifying an incident light signal with light for pumping the pump laser diode; A third wavelength division multiplexer for wavelength-divisionally combining the wavelengths of the signal light and the pumping light; A second erbium doped optical fiber amplifying the signal light and having a positive gain slope; And a second isolator for blocking the reverse propagation of the signal that has passed through the second erbium doped optical fiber.
본 발명에 의하면, 입사광 신호의 세기 및 펌프 파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는다.According to the present invention, it has a low noise figure and a flat gain for the intensity of the incident light signal and the change of the pump power.
Description
본 발명은 광섬유 증폭기에 관한것으로서, 특히 대략 10nm 전송 파장 영역에서 파장에 따른 이득을 평탄화하고 낮은 잡음지수를 갖는 어븀도핑 광섬유 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber amplifier, and more particularly, to an erbium doped optical fiber amplifier having a low noise figure and flattening a gain according to a wavelength in a transmission wavelength region of approximately 10 nm.
광통신이란 광을 이용한 정보전송으로, 전송선로로 광섬유를 사용하며, 광을 펄스화하고 전송로 중간에 재생중계기를 설치하여 광펄스를 판별하고 중계기마다 깨끗한 파형으로 고쳐서 증폭하여 원거리까지 전송이 가능한 통신이다. 장거리 광통신을 위한 중계기가 있어서, 종래의 광통신 중계방식은 약해진 광신호를 전기신호로 변환하여 증폭시킨후 다시 이를 광신호로 변환하여 통신하는 방식이었다. 이러한 중계방식에서는 중계용 증폭기 시스템이 지나치게 비대화되고 잡음이 증가하는 등의 많은 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 보완하고 효율적으로 광증폭을 수행하기 위한 중계기로서는 광신호 자체를 증폭시키는 광증폭기가 요구된다.Optical communication is information transmission using light, optical fiber is used as a transmission line, pulses of light are installed, a reproduction repeater is installed in the middle of transmission line to discriminate optical pulses, amplified with a clean waveform for each repeater, to be. In the conventional optical communication relay system, a weak optical signal is converted into an electrical signal, amplified, and then converted into an optical signal for communication. In such a relay system, there are many problems such that the relay amplifier system becomes excessively large and the noise increases. An optical amplifier for amplifying the optical signal itself is required as a repeater for compensating for such problems and performing optical amplification efficiently.
상기와 같은 광증폭 중계기로서 어븀도핑 광섬유 증폭기(Erbium Doped Fiber Amplifier; 이하 EDFA라 함)는 차세대 광통신용 광 중계기로서 많은 각광을 받고 있다. 상기 EDFA는 대량의 데이터가 한가닥의 광섬유를 통해 장거리에 걸쳐 전송될 때, 장거리 전송에 따르는 광신호의 감쇠를 막기 위하여 주기적으로 광신호를 증폭해 주는데 사용된다.An Erbium Doped Fiber Amplifier (hereinafter referred to as EDFA) has been widely spotlighted as an optical repeater for the next generation optical communication as the above-described optical amplification repeater. The EDFA is used to periodically amplify an optical signal to prevent attenuation of the optical signal due to long-distance transmission, when a large amount of data is transmitted over a single optical fiber over a long distance.
상기 EDFA의 일반적인 구조는 펌프(Pump) 레이저 다이오드(Laser Diode)의 파장과 위치에 의해 구분될 수 있으며, 현재 일반적으로 사용되는 펌프 파장은 980nm와 1480nm이다. 또한 사용용도에 따라, 상기 EDFA는 전단 증폭기(pre-amplifier), 중계단 증폭기(in-line amplifier), 후단 증폭기(post-amplifier) 및 CATV 파워 부스터(CATV Power Booster)용이 있다.The general structure of the EDFA can be distinguished by the wavelength and position of a pump diode laser diode, and currently commonly used pump wavelengths are 980 nm and 1480 nm. In addition, the EDFA may be a pre-amplifier, an in-line amplifier, a post-amplifier, and a CATV power booster depending on the application.
그리고 상기 EDFA는 회토류 원소인 어븀(Er3+)을 첨가할 시 광섬유의 최저손실을 보여주는 1.5㎛ 영역에서의 넓은 증폭대역과 아울러 통신 광섬유와의 접속(splicing)이 용이하고 높은 이득(gain)특성, 낮은 잡음 및 낮은 편파(polarization)의 존성 등의 장점이 있다. 또한, EDFA는 서로 다른 여러 가지 파장의 광에 실린 정보를 묶어 단일 선로로 통신하는 파장분할 다중통신(WDM; Wavelength Division Multiplexing)시스템에 이용된다. 그러나 EDFA가 파장분할 멀티플렉싱(WDM)에 이용되기 위해서는 EDFA의 스펙트럼(spectrum) 이득이 높아야 하며, 또한 넓은 파장대에 걸친 평탄한 이득특성이 요구된다.In addition, the EDFA has a broad amplification band in the 1.5 탆 range showing the lowest loss of the optical fiber when erbium (Er3 +), which is a recurrent earth element, is added, and is easily spliced to a communication optical fiber and has a high gain characteristic, Low noise and low polarization. In addition, the EDFA is used in a WDM (Wavelength Division Multiplexing) system in which information contained in lights of different wavelengths are grouped and communicated by a single line. However, in order for the EDFA to be used for wavelength division multiplexing (WDM), the spectrum gain of the EDFA must be high and a flat gain characteristic over a wide wavelength band is required.
도 1은 일반적인 EDFA의 구성에 대한 블록도를 도시한 것으로서, 신호의 역류를 방지하여 신호외의 광파의 발진등을 방지하는 2개의 광 아이솔레이터(100, 130), 펌프광과 신호광을 단일 광섬유로 합해주는 수동광소자인 파장분할멀티플렉서(wavelength division multiplexer; WDM, 120), 광섬유 코어일부에 어븀을 도핑하여 유도복사 원리로 증폭을 일으키는 증폭매체인 어븀도핑 광섬유(erbium doped fiber; EDF, 120) 및 어븀을 여기시키는데 필요한 에너지를 제공하는 능동광소자인 펌핑용 레이저 다이오드(140)로 구성되어 있다.FIG. 1 is a block diagram of a general EDFA. The optical isolator 100 includes two optical isolators 100 and 130 for preventing backflow of a signal and preventing oscillation of a light wave other than a signal, A wavelength division multiplexer (WDM) 120, a passive optical element, an erbium doped fiber (EDF) 120 and an erbium doped fiber (Erbium doped fiber) 120, And a laser diode 140 for pumping, which is an active optical device that provides the energy required for excitation.
이와 같은 구성의 EDFA에서, EDF에는 펌핑용 레이저 다이오드(140)가 접속되고, 이 펌핑 레이저 다이오드의 펌핑광이 광섬유의 코어에 도핑된 회토류 원소인 Er3+를 여기시켜 자발 방출(spontaneous emission)이 일어나도록 한다. 상기 펌핑용 레이저 다이오드(5)의 중심파장은 980nm이고, 펌핑광 출력은 입력측의 아이솔레이터(100)를 통한 미약한 광신호와 함께 파장분할 멀티플렉서(110)를 거쳐 어븀도핑 광섬유(120)에 입사된다. 상기 파장분할 멀티플렉서(110)는 1530nm~1560nm파장의 광신호와 980nm 파장의 펌핌용 광을 결합시켜 EDF(120)에 입사시키는 역할을 한다. EDF(120)에서는 1530nm~1560nm 파장의 광신호들이 980nm 파장의 펌핑용 광에 의해 증폭된다. 그리고 아이솔레이터(100, 130)는 상기 EDF의 ASE(amplified spontaneous emission)에 의한 출력광들 중 역방향으로 진행하는 광들과 다른 광소장들에 의해 반사되는 반사광들에 의한 입력신호 왜곡을 막아준다.In the EDFA having such a structure, the pumping laser diode 140 is connected to the EDF, and the pumping light of the pumping laser diode excites the erbium-doped Er3 + doped in the core of the optical fiber to cause spontaneous emission . The center wavelength of the pumping laser diode 5 is 980 nm and the pumping light output is incident on the erbium doped optical fiber 120 through the wavelength division multiplexer 110 together with the weak optical signal through the isolator 100 on the input side . The wavelength division multiplexer 110 combines an optical signal having a wavelength of 1530 nm to 1560 nm with a light having a wavelength of 980 nm to enter the EDF 120. In the EDF 120, optical signals having a wavelength of 1530 nm to 1560 nm are amplified by pumping light having a wavelength of 980 nm. The isolators 100 and 130 prevent distortion of the input signal due to the light traveling in the opposite direction and the reflected light reflected by other light intensities out of the output light by the amplified spontaneous emission (ASE) of the EDF.
그러나 상기 EDFA는 특정파장에 대해서만 높은 이득을 갖고 파장에 따라 이득편차가 심하다. 특히 EDFA의 동작 이득 범위에 따라 이득 스펙트럼이 크게 좌우된다는 문제점이 있다. 그리하여 상기 EDFA를 실제 시스템에 장착하여 사용할??, 한 개의 광선로에 여러 파장의 신호를 동시에 보낼 수 없을 뿐만아니라 장시간 사용후 펌프광의 세기가 감소될 경우 파장에 따른 이득 감소폭이 달라져 효율적인 광전송을 할 수 없다. 즉, 상기 EDFA는 이득변화가 0.5dB이내에서 전송 가능한 신호광의 파장범위는 대략 3nm 정도에 불과하다.However, the EDFA has a high gain only for a specific wavelength and has a large gain deviation depending on a wavelength. In particular, there is a problem that the gain spectrum greatly depends on the operating gain range of the EDFA. Thus, when the EDFA is mounted on an actual system, it is impossible to simultaneously transmit signals of several wavelengths to one optical line, and when the intensity of the pump light after the long use is reduced, the gain reduction depending on wavelength is varied, none. That is, the wavelength range of the signal light that can be transmitted within 0.5 dB of the gain change is only about 3 nm in the EDFA.
이러한 단점을 보완하기 위해, 최근들어 상기 EDFA의 이득을 평탄화하기 위한 노력이 활발히 이루어지고 있다. 그 중의 하나로 마크-젠더(Mach-Zehnder)필터를 EDF 앞단에 삽입한 전단필터링(이하 pre-filtering라함)방식을 이용하여 이득을 평탄화한 EDFA가 있다.In order to overcome such disadvantages, efforts have been actively made to flatten the gain of the EDFA. One of them is the EDFA, in which the gain is flattened by using a pre-filtering method in which a Mach-Zehnder filter is inserted in front of the EDF.
도 2는 상기 pre-filtering EDFA의 구조를 블록도로 도시한 것으로서, 제1아이솔레이터(200), 마크-젠더 필터(210), 펌프 레이저 다이오드(220), 파장분할 멀티플렉서(230), 어븀도핑 광섬유(240) 및 제2아이솔레이터(250)으로 이루어진다.2 shows a block diagram of the structure of the pre-filtering EDFA and includes a first isolator 200, a mark-gender filter 210, a pump laser diode 220, a wavelength division multiplexer 230, an erbium doped optical fiber 240 and a second isolator 250.
상기 제1아이솔레이터(200)는 입사광 신호의 불필요한 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭현상을 없애는 역할을 하고, 상기 마크-젠더(Mach-Zehnder)필터(210)는 EDF(240) 앞단에 삽입되어 신호광을 파장에 따라 필터링하며, 상기 제1아이솔레이터(200)의 신호를 입력으로 하여 평탄한 이득을 얻고자 하는 파장 영역의 단파장쪽은 신호감쇠를 작게 하고 장파장쪽은 신호감쇠를 크게한다. 펌프 레이저 다이오드(220)는 상기 입사광 신호를 증폭하기 위해 상기 입사광 신호와 다른 파장의 펌핑용 광을 인가하며, 980nm의 펌프광 파장을 갖는 펌프 LD이다.The first isolator 200 blocks unnecessary reverse propagation of an incident light signal and eliminates interference due to reflected waves. The Mach-Zehnder filter 210 is inserted in front of the EDF 240 The signal light is filtered according to the wavelength and the signal of the first isolator 200 is inputted to reduce the signal attenuation in the short wavelength side of the wavelength range where the flat gain is to be obtained and the signal attenuation in the long wavelength side is increased. The pump laser diode 220 applies a pumping light having a wavelength different from that of the incident light signal to amplify the incident light signal, and is a pump LD having a pump wavelength of 980 nm.
파장분할 멀티플렉서(WDM, 230)는 상기 마크-젠더 필터(210)를 통과한 입사광과 상기 펌핑용 광의 파장을 EDF(240)에 보내주기 위해 파장분할하여 결합시켜주며, 어븀도핑 광섬유(EDF, 240)는 상기 파장분할 멀티플렉서(WDM, 230)로부터 인가되는 상기 입사광 신호를 상기 펌프 레이저 다이오드(LD, 220)의 펌핑용 광으로 증폭하는 증폭매질로서, 평탄한 이득특성을 얻고자 하는 파장영역에서 양의 이득 기울기(positive gain slope)를 가지며, 저 알루미늄 함유 알루미너-저매노실리케이트 어븀도핑 광섬유이다. 제2아이솔레이터(250)는 상기 어븀도핑 광섬유(240)를 통과한 신호의 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭현상을 없애주는 역할을 한다.The wavelength division multiplexer (WDM) 230 wavelength-divides and combines the incident light and the wavelength of the pumping light to pass through the mark-gender filter 210 to the EDF 240, and transmits the erbium doped optical fiber (EDF) 240 Is an amplification medium for amplifying the incident light signal applied from the wavelength division multiplexer (WDM) 230 with light for pumping the pump laser diode (LD) 220, and is a positive amplification medium in a wavelength range in which a flat gain characteristic is to be obtained Low-mannosilicate, erbium-doped optical fiber with a positive gain slope. The second isolator 250 blocks the reverse propagation of the signal that has passed through the erbium doped optical fiber 240, thereby eliminating the interference due to the reflected wave.
한편 상기 pre-filtering EDFA의 동작원리를 살펴보면, 상기 마크-젠더 필터링(210)는 같은 파워로 들어오는 입력신호를 파장에 따라 감쇠를 다르게하여 EDF(240)에 들어가는 신호광의 세기가 파장에 따라 다르게 하고, EDF(440)는 이득 스펙트럼이 1542nm와 1552nm 영역에서 단파장쪽은 이득이 작고, 장파장쪽은 이득이 크므로 EDF(240)에 들어오는 신호광은 마크-젠터필터(210)를 이용하여 단파장쪽은 감쇠가 작고 장파장쪽은 감쇠를 크게하여 결과적으로 EDF(240)의 이득 스펙트럼과 반대가 되게 한다. 결과적으로 마크-젠더 필터(210)의 감쇠 스펙트럼과 EDF(240)이 이득 스펙트럼은 서로 보완이 되어 EDFA의 이득을 평탄화(flattening)한다.상기 pre-filtering EDFA(240)의 이득 스펙트럼은 서로 보완이 되어 EDFA의 이득을 평탄화(flattening)한다. 상기 pre-filtering EDFA의 경우, 펌프파워를 변화시켜가며 이득을 20.5dB까지 변화시켰을 때 파장에 따른 이득차(gain differnce)는 도 4에 도시된 바와 같이 ±0.4dB 이내이고, 입력신호 세기 변화에도 이득 차는 도 3에 도시된 바와 같이 ±0.4dB 이내이다. 즉 도 3은 펌프 레이저 다이오드의 중심파장이 980nm, 펌프 레이저 다이오드의 전류가 160mA(펌프파워는 67mW)이며, 저 알루미늄함유 알루미노-저매노실리케이트 EDF로 어븀 농도가 260ppm이고 길이가 17m인 EDF에 대해, 1542.3nm, 1546.8nm, 1552.4nm인 세 개의 입력신호파장에서의 신호입력 파워 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다. 그리고 도 4는 도 3과 같은 조건에서 펌프 레이저 다이오드 전류의 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.Meanwhile, the operation of the pre-filtering EDFA will be described. In the mark-gender filtering 210, the intensity of a signal input to the EDF 240 varies depending on the wavelength by making the input signal having the same power different in attenuation according to the wavelength And the EDF 440 has a gain of a short wavelength side and a gain of a long wavelength side in the 1542 nm and 1552 nm regions of the gain spectrum, the signal light entering the EDF 240 is attenuated by the mark- And the longer wavelength side increases the attenuation so as to be opposite to the gain spectrum of the EDF 240 as a result. As a result, the attenuation spectrum of the mark-gender filter 210 and the gain spectrum of the EDF 240 are complementary to each other to flatten the gain of the EDFA. The gain spectra of the pre-filtering EDFA 240 are complementary to each other Thereby flattening the gain of the EDFA. In the case of the pre-filtering EDFA, when the gain is changed to 20.5 dB while changing the pump power, the gain difference according to the wavelength is within ± 0.4 dB as shown in FIG. 4, The gain difference is within +/- 0.4 dB as shown in Fig. That is, FIG. 3 shows that the center wavelength of the pump laser diode is 980 nm, the current of the pump laser diode is 160 mA (pump power is 67 mW), and the EDF having the erbium concentration of 260 ppm and the length of 17 m by the low- 1542.3 nm, 1546.8 nm, and 1552.4 nm, respectively, and the results of measurement of gain and noise figure according to signal input power change at three input signal wavelengths. And FIG. 4 is a graph showing a measurement result of a gain and a noise figure according to a change of the pump laser diode current under the condition of FIG.
그러나 상기 pre-filtering EDFA의 경우 한 개의 광선로에 전송가능한 파장대역은 10nm로 비교적 넓지만 잡음지수는 파장에 따라 차이가 심하고 1552nm파장에서는 8dB로 그 값이 매우 크다. 광수신기의 바로 앞단에 설치하는 pre- Amplifier로 사용할 경우 상기 EDFA는 잡음지수가 너무 커서 적합하지 않다. 이득은 파장에 무관하게 0.5dB 이내로 평탄화되었지만 잡음지수는 파장에 따라 5dB에서 8dB까지 3dB정도의 차이가 나므로 한 개의 광선로에 여러 파장의 신호를 전송할 수 없게 된다.However, in the case of the pre-filtering EDFA, the wavelength band that can be transmitted to one optical line is relatively wide as 10 nm, but the noise figure is significantly different according to the wavelength and is 8 dB at the wavelength of 1552 nm. When used as a pre-amplifier installed just before the optical receiver, the EDFA is not suitable because the noise figure is too large. The gain is flattened to within 0.5dB regardless of the wavelength, but the noise figure varies from 5dB to 8dB by 3dB depending on the wavelength, so that multiple wavelength signals can not be transmitted on one optical line.
본 발명은 상술한 파장에 따라 이득변차가 큰 비평탄화(unflattening) EDFA와 파장에 따라 잡음지수 차가 큰 pre-filtering EDFA의 단점을 보완하기 위해서 창출된것으로서, 같은 종류의 EDF 사이에 마크-젠더(??ach-Zehnder) 필터를 사용하여 이득과 잡음지수를 1542nm에서 1552nm 까지 동시에 평탄화하는 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is created to compensate for the disadvantages of an unflattening EDFA having a large gain variation according to the wavelength and a pre-filtering EDFA having a large difference in noise figure according to wavelengths. Zehnder filter to simultaneously flatten the gain and noise figure from 1542 nm to 1552 nm. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain.
도 1은 일반적인 EDFA의 구성에 대한 블록도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a block diagram of a typical EDFA configuration.
도 2는 pre-filtering EDFA의 구조를 블록도로 도시한 것이다.2 is a block diagram of the structure of a pre-filtering EDFA.
도 3은 pre-filtering EDFA에 있어서, 펌프 레이저 다이오드의 중심 파장이 980nm, 펌프 레이저 다이오드의 전류가 160nmA(펌프파워는 67mW)이며, 저 알루미늄 함유 알루미노-저매노실리케이트 EDF로 어븀농도가 260ppm이고 길이가 17m인 EDF에 대해, 1542.3nm, 1546.8nm, 1552.4nm인 세 개의 입력신호파장에서의 신호입력 파워 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.FIG. 3 is a graph showing the relationship between the erbium concentration and the erbium concentration in the pre-filtering EDFA, in which the center wavelength of the pump laser diode is 980 nm, the current of the pump laser diode is 160 nmA (pump power is 67 mW) Is a graph showing the measurement results of the gain and the noise figure according to the signal input power change at three input signal wavelengths of 1542.3 nm, 1546.8 nm and 1552.4 nm for an EDF having a length of 17 m.
도 4는 도 3과 같은 조건에서 펌프 레이저 다이오드 전류의 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.FIG. 4 is a graph showing a measurement result of a gain and a noise figure according to a change of a pump laser diode current under the same condition as FIG.
도 5는 본 발명에 따른 입사광 신호의 세기 및 펌프 파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기의 구성에 대한 일실시예를 블록도를 도시한 것이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain with respect to variations in the intensity of an incident light signal and pump power according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 EDFA를 사용하여 펌프 레이저 다이오드의 중심파장이 980nm, 펌프 레이저 다이오드의 전류가 160mA(펌프파워는 67mW)이며, 저 알루미늄함유 알루미노-저매노실리케이트 EDF로 어븀 농도가 260ppm인 EDF에 대해, 1542.3nm, 1546.8nm, 1552.4nm인 세 개의 입력신호파장에서의 신호입력 파워 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.FIG. 6 is a graph showing the relationship between the center wavelength of the pump laser diode and the pump laser diode using the EDFA according to the present invention. The center wavelength of the pump laser diode is 980 nm, the current of the pump laser diode is 160 mA (pump power is 67 mW) For the EDF, which is 1542.3 nm, 1546.8 nm, and 1552.4 nm, the gain and noise figure according to the signal input power change at three input signal wavelengths.
도 7은 도 6과 같은 조건에서 펌프 레이저 다이오드 전류의 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.7 is a graph showing the measurement results of the gain and the noise figure according to the change of the pump laser diode current under the condition of FIG.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 입사광 신호의 세기 및 펌프 파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기는 입사 신호광의 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭현상을 없애주는 제1아이솔레이터; 상기 입사 신호광을 증폭하기 위해 상기 입사 신호광과 다른 파장의 펌핑용 광을 인가하는 펌프 레이저 다이오드; 상기 아이솔레이터를 통과한 신호광과 상기 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합하는 제1파장분할멀티플렉서; 상기 제1파장분할 멀티플렉서로부터 인가되는 상기 입사광 신호를 상기 펌프레이저 다이오드의 펌핑용 광으로 증폭하며, 평탄한 이득 특성을 얻고자 하는 파장 영역에서 양의 이득 기울기를 갖는 제1어븀도핑 광섬유; 상기 제1어븀도핑 광섬유를 통해 증폭된 신호광을 펌프광과 신호광으로 파장분할하는 제2파장분할멀티플렉서 ; 상기 제2파장분할 멀티플렉서의 신호 중 신호광을 입력으로 하여 평탄한 이득을 얻고자 하는 파장영역에서 상기 제1어븀도핑 광섬유의 양의 이득 기울기보다 절대값이 큰 음의 신호감쇠 기울기를 갖는 필터 ; 상기 필터를 통과한 신호광과 상기 제2파장분할머리플렉서를 통과한, 상기 제1제어븀도핑 광섬유를 통해 신호광을 증폭하고 남은 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합하는 제3파장분할멀티플렉서 ; 상기 제3파장 분할 멀티플렉서로부터 인가되는 펌프광으로 상기 입사광 신호를 증폭하며, 평탄한 이득특성을 얻고자 하는 파장 영역에서 양의 이득 기울기를 갖고, 상기 제1어븀도핑 광섬유와 같은 종류의 물질로 된 제2어븀도핑광섬유 ; 및 상기 제2어븀도핑 광섬유를 통과한 신호의 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭현상을 없애주는 제2아이솔레이터를 포함함이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain with respect to changes in the intensity of an incident light signal and pump power, A first isolator; A pump laser diode for applying pumping light having a wavelength different from that of the incident signal light to amplify the incident signal light; A first wavelength division multiplexer for wavelength-division-multiplexing the signal light having passed through the isolator and the wavelength of the pumping light; A first erbium doped optical fiber amplifying the incident light signal applied from the first wavelength division multiplexer with light for pumping the pump laser diode and having a positive gain slope in a wavelength range in which flat gain characteristics are to be obtained; A second wavelength division multiplexer for wavelength division of the signal light amplified through the first erbium doped optical fiber into a pump light and a signal light; A filter having a negative signal attenuation slope having an absolute value larger than a positive gain slope of the first erbium doped optical fiber in a wavelength region where signal light of the second wavelength division multiplexer is to be input to obtain a flat gain; A third wavelength division multiplexer for wavelength-division multiplexing the signal light having passed through the filter and the wavelength of pumping light that has passed through the second WDM fiber and amplifies the signal light through the first Er-doped optical fiber; Doped optical fiber, a second wavelength division multiplexer for amplifying the incident light signal by the pump light applied from the third wavelength division multiplexer, and having a positive gain slope in a wavelength range in which a flat gain characteristic is to be obtained, Erbium doped fiber; And a second isolator for intercepting the reverse propagation of the signal having passed through the second erbium doped optical fiber to eliminate an interference phenomenon caused by reflected waves.
또한, 상기 필터는 자유 스펙트럴 범위(FSR)가 32nm이고, 신호광을 파장에 따라 필터링하는 마크-젠더 필터이고, 상기 제1어븀도핑 광섬유 및 제2어븀도핑 광섬유는 평탄한 이득 특성을 갖고자 하는 파장영역에서 양의 이득 기울기를 갖는 저 알루미늄 함유 알루미노-저매노실리케이트 어븀도핑 광섬유임이 바람직하다.The first and second erbium doped optical fibers have a free spectral range (FSR) of 32 nm. The first erbium doped optical fiber and the second erbium doped optical fiber have a wavelength Lt; RTI ID = 0.0 > alumino-low-mannosilicate < / RTI > erbium doped optical fiber having a positive gain slope in the region.
그리고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 입상광 신호의 세기 및 펌프 파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기는 입사 신호광의 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭 현상을 없애주는 제1아이솔레이터; 상기 입사 신호광을 증폭하기 위해 상기 입사 신호광과 다른 파장의 펌핑용 광을 인가하는 펌프 레이저 다이오드 ; 상기 아이솔레이터를 통과한 신호광과 상기 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합하는 제1파장분할멀티플렉서; 상기 제1파장분할 멀티플렉서로부터 인가되는 상기 입사광 신호를 상기 펌프레이저 다이오드의 펌핑용 광으로 증폭하며, 평탄한 이득 특성을 얻고자 하는 파장 영역에서 음의 이득 기울기를 갖는 제1어븀도핑 광섬유; 상기 제1어븀도핑 광섬유를 통해 증폭된 신호광을 펌프광과 신호광으로 파장분할하는 제2파장분할멀티플렉서 ; 상기 제2파장분할 멀티플렉서의 신호 중 신호광을 입력으로 하여 평탄한 이득을 얻고자 하는 파장영역에서 상기 제1어븀도핑 광섬유의 음의 이득 기울기보다 절대값이 더 큰 양의 신호감쇠 기울기를 갖는 필터 ; 상기 필터를 통과한 신호광과 상기 제2파장분할멀티플렉서를 통과한 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합하는 제2파장분할멀티플렉서 ; 상기 제3파장 분할 멀티플렉서로부터 인가되는 펌프광으로 상기 입사광 신호를 증폭하며, 평탄한 이득특성을 얻고자 하는 파장 영역에서 음의 이득 기울기를 갖고, 상기 제1어븀도핑 광섬유와 같은 종류의 물질로 된 제2어븀도핑광섬유 ; 및 상기 어븀도핑 광섬유를 통과한 신호의 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭현상을 없애주는 제2아이솔레이터를 포함함이 바람직하다.In order to achieve the above object, an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain with respect to variation of a granular optical signal and a pump power is capable of preventing the reverse propagation of an incident signal light, Giving a first isolator; A pump laser diode for applying pumping light having a wavelength different from that of the incident signal light to amplify the incident signal light; A first wavelength division multiplexer for wavelength-division-multiplexing the signal light having passed through the isolator and the wavelength of the pumping light; A first erbium doped optical fiber amplifying the incident light signal applied from the first wavelength division multiplexer with light for pumping the pump laser diode and having a negative gain slope in a wavelength range in which a flat gain characteristic is to be obtained; A second wavelength division multiplexer for wavelength division of the signal light amplified through the first erbium doped optical fiber into a pump light and a signal light; A filter having a positive signal attenuation slope having an absolute value larger than a negative gain slope of the first erbium doped optical fiber in a wavelength region where signal light of the signal of the second wavelength division multiplexer is to be input to obtain a flat gain; A second wavelength division multiplexer for wavelength-division-multiplexing wavelengths of the signal light having passed through the filter and the pumping light passing through the second wavelength division multiplexer; Doped optical fiber, and a third wavelength division multiplexer for amplifying the incident light signal by the pump light applied from the third wavelength division multiplexer and having a negative gain slope in a wavelength range where flat gain characteristics are to be obtained, Erbium doped fiber; And a second isolator for blocking reverse propagation of the signal that has passed through the erbium-doped optical fiber, thereby eliminating interference due to reflected waves.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에서는 EDF 앞뒷단에 두 개의 광 아이솔레이터와 상기 두 개의 EDF 사이에 마크-젠더 필터를 사용하고 980nm 펌프 LD로 앞뒷단 EDF를 펌핑하기 위해 두 개의 WDM을 추가로 배치하였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, two optical isolators are disposed at the front and rear of the EDF, a mark-gender filter is used between the two EDFs, and two WDMs are further disposed to pump the front EDF into the 980 nm pump LD.
도 5는 본 발명에 따른 입사광신호의 세기 및 펌프파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기의 구성에 대한 일실시예를 블록도를 도시한것으로서, 제1아이솔레이터(500), 펌프 레이저 다이오드(510), 제1파장분할 멀티플렉서(520), 제1어븀도핑 광섬유(530), 제2파장분할 멀티플렉서540), 마크-젠더 필터(550), 제3파장분할 멀티플렉서(560), 제2어븀도핑 광섬유(570) 및 제2아이솔레이터(580)으로 이루어진다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain with respect to changes in intensity and pump power of an incident light signal according to an embodiment of the present invention. The first isolator 500, A pump laser diode 510, a first wavelength division multiplexer 520, a first erbium doped fiber 530, a second wavelength division multiplexer 540, a mark-gander filter 550, a third wavelength division multiplexer 560, A second erbium doped optical fiber 570 and a second isolator 580.
상기 제1아이솔레이터(500)는 입사 신호광의 불필요한 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭 현상을 없애는 역할을 하며, 40dB 내외의 아이솔레이션을 한다. 상기 펌프 레이저 다이오드(510)는 상기 입사 신호광을 증폭하기위해 상기 입사 신호광과 다른 파장의 펌핑용 광을 인가하며, 펌프광의 파장이 1480nm인 펌프LD보다 증폭효율이 좋고 잡음지수(noise figure)특성이 우수하며 최대 파워가 77mW인 Seastar사 (펌프 레이저 다이오드 제조회사명)의 980nm의 펌프광 파장을 갖는 펌프 LD이다.The first isolator 500 blocks unnecessary reverse propagation of incident signal light to eliminate interference due to reflected waves, and performs isolation of about 40 dB. The pump laser diode 510 applies pump light having a wavelength different from that of the incident signal light to amplify the incident signal light. The pump laser diode 510 has a higher amplification efficiency than the pump LD having a pump wavelength of 1480 nm and a noise figure characteristic It is a pump LD with a pump wavelength of 980nm which is excellent and has a maximum power of 77mW by Seastar (name of a pump laser diode manufacturer).
제1파장분할 멀티플렉서(520)는 상기 아이솔레이터를 통과한 신호광과 상기 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합시켜주며, 퓨즈타입으로 삽입손실은 ±0.3dB정도이며 아이솔레이션은 18dB 이상이다.The first wavelength division multiplexer 520 couples the signal light passing through the isolator and the wavelength of the pumping light by wavelength division. The first wavelength division multiplexer 520 is a fuse type with an insertion loss of about 0.3 dB and an isolation of 18 dB or more.
제1어븀도핑 광섬유(530)는 어븀도핑 농도가 260ppm인 저 알루미늄 함유 알루미노-저매노실리케이트 어븀도핑 광섬유로서, 상기 제1파장분할 멀티플렉서(520)로부터 인가되는 상기 입사광 신호를 상기 펌프레이저 다이오드(510)의 펌핑용 광으로 증폭하며, 평탄한 이득 특성을 얻고자 하는 파장영역에서 양의 이득 기울기를 갖는다.The first erbium doped optical fiber 530 is a low aluminum-containing alumino-low-mannosilicate erbium doped optical fiber having an erbium doping concentration of 260 ppm. The first erbium doped optical fiber 530 is a low- 510), and has a positive gain slope in a wavelength range where flat gain characteristics are to be obtained.
제2파장분할멀티플렉서(540)는 상기 제1어븀도핑광섬유(530)를 통해 증폭된 신호광을 펌프광과 신호광으로 파장분할한다. 마크-젠더 필터(550)는 상기 제2파장분할 멀티플렉서(540)과 상기 제3파장분할 멀티플렉서(560) 사이에 위치하며, 상기 제2파장분할멀티플렉서(540)의 신호 중 신호광을 입력으로 하여 평탄한 이득을 얻고자 하는 파장영역에서 상기 제1어븀도핑 광섬유(520)의 양의 이득 기울기보다 절대값이 큰 음의 신호감쇠기울기를 가지고, 자유 스펙트럴 범위(Free Spectral Range:FSR)가 32nm이다.The second wavelength division multiplexer 540 wavelength-divides the amplified signal light into the pump light and the signal light through the first erbium doped optical fiber 530. The mark-gender filter 550 is located between the second wavelength division multiplexer 540 and the third wavelength division multiplexer 560 and receives the signal light of the signals of the second wavelength division multiplexer 540, Doped optical fiber 520 has a negative signal attenuation slope having an absolute value larger than a positive gain slope of the first erbium doped optical fiber 520 and has a free spectral range (FSR) of 32 nm in a wavelength range where gain is to be obtained.
제3파장분할멀티플렉서(560)는 상기 마크-젠더 필터(550)를 통과한 신호광고 상기 제2파장분할멀티플렉서(540)를 통과한 상기 제1어븀도핑 광섬유(530)를 통해 신호광을 증폭하고 남은 펌핑용 광의 파장을 파장분할하여 결합한다.The third wavelength division multiplexer 560 amplifies the signal light through the first erbium doped optical fiber 530 that has passed through the mark-gender filter 550 and has passed through the second WDM multiplexer 540, And the wavelength of the pumping light is wavelength-divisionally combined.
제2어븀도핑광섬유(570)는 상기 제3파장분할 멀티플렉서(560)로부터 인가되는 펌프광으로 상기 입사광 신호를 증폭하며, 평탄한 이득 특성을 얻고자 하는 파장영역에서 양의 이득 기울기를 갖고, 상기 제1제어븀도핑 광섬유와 같은 종류의 물질이다. 상기 제2아이솔레이터(580)는 상기 제2어븀도핑 광섬유(570)를 통과한 신호의 역방향 진행을 차단하여 반사파에 의한 간섭현상을 없애준다.The second erbium doped optical fiber 570 amplifies the incident light signal by the pump light applied from the third wavelength division multiplexer 560 and has a positive gain slope in a wavelength range in which a flat gain characteristic is to be obtained, It is a kind of material such as erbium doped optical fiber. The second isolator 580 blocks the reverse propagation of the signal that has passed through the second erbium doped optical fiber 570, thereby eliminating interference due to reflected waves.
한편 본 발명의 동작을 설명하기로 한다. 파장에 무관하게 들어오는 같은 세기의 신호광이 제1EDF(530)를 지나면서 증폭되고 증폭된 신호광의 세기는 파장에 따라 차이가 생긴다. 여기서 증폭된 신호광을 제2WDM(540)를 지나 마크-젠더 필터(550)에서 필터링되어 제3WDM(560)를 지나 제2EDF(570)에서 증폭되어 결과적으로 전체 이득과 잡음지수는 입력되는 신호광의 세기나 펌프광의 세기와는 무관하게 주어진 파장영역(1542nm - 1552nm)에서 평탄화된다. 제1WDM(520)에서 신호광과 결합되어 제1EDF(530)을 여기시키고 남은 펌프광은 제2WDM(540)에서 신호광과 갈라져 마크-젠더 필터(550)를 피해가고 제3WDM(560)에서 신호광과 다시 결합되어 제2EDF(570)를 여기시킨다. 즉 마크-젠더 필터(410)의 감쇠 스펙트럼과 상기 두 개의 EDF(530, 570)의 이득 스펙트럼은 서로 보완이 되어 결과적으로 EDFA의 이득을 평탄화한다.The operation of the present invention will be described. The signal intensity of the same intensity coming in regardless of the wavelength is amplified while passing through the first EDF 530, and the intensity of the amplified signal varies depending on the wavelength. The amplified signal light is filtered by the mark-gender filter 550 through the second WDM 540 and then amplified by the second EDF 570 through the third WDM 560. As a result, the overall gain and the noise figure are determined by the intensity And is flattened in a given wavelength range (1542nm - 1552nm) regardless of the intensity of the pump light. The pump light that is combined with the signal light in the first WDM 520 to excite the first EDF 530 is separated from the signal light in the second WDM 540 to bypass the mark-gender filter 550 and is recombined with the signal light in the third WDM 560 And excites the second EDF 570. That is, the attenuation spectrum of the mark-gender filter 410 and the gain spectrum of the two EDFs 530 and 570 are complementary to each other, thereby flattening the gain of the EDFA.
도 6은 본 발명에 따른 EDFA를 사용하여 펌프 레이저 다이오드의 중심파장이 980nm, 펌프 레이저 다이오드의 전류가 160mA펌프파워는 67mW)이며, 저 알루미늄 함유 알루미노-저매노실리케이트 EDF로 어븀농도가 260ppm이고 길이가 17m인 EDF에 대해, 1542.3nm, 1546.8nm, 1552.4nm인 세 개의 입력신호파장에서의 신호입력 파워 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.6 shows that the center wavelength of the pump laser diode is 980 nm, the current of the pump laser diode is 160 mA, and the pump power is 67 mW) using the EDFA according to the present invention. The low-aluminum-containing alumino-low-mannosilicate EDF has an erbium concentration of 260 ppm Is a graph showing the measurement results of the gain and the noise figure according to the signal input power change at three input signal wavelengths of 1542.3 nm, 1546.8 nm and 1552.4 nm for an EDF having a length of 17 m.
도 4는 도 3과 같은 조건에서 펌프 레이저 다이오드 전류의 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.FIG. 4 is a graph showing a measurement result of a gain and a noise figure according to a change of a pump laser diode current under the same condition as FIG.
도 5는 본 발명에 따른 입사광 신호의 세기 및 펌프 파워의 변화에 대해 낮은 잡음지수 및 평탄한 이득을 갖는 광섬유 증폭기의 구성에 대한 일실시예를 블록도를 도시한 것이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an optical fiber amplifier having a low noise figure and a flat gain with respect to variations in the intensity of an incident light signal and pump power according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 EDFA를 사용하여 펌프 레이저 다이오드의 중심파장이 980nm, 펌프 레이저 다이오드의 전류가 160mA(펌프파워는 67mW)이며, 저 알루미늄함유 알루미노-저매노실리케이트 EDF로 어븀 농도가 260ppm인 EDF에 대해, 1542.3nm, 1546.8nm, 1552.4nm인 세 개의 입력신호파장에서의 신호입력 파워 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다. 도 7은 도 6과 같은 조건에서 펌프 레이저 다이오드 전류의 변화에 따른 이득 및 잡음지수의 측정결과를 도시한 선도이다.FIG. 6 is a graph showing the relationship between the center wavelength of the pump laser diode and the pump laser diode using the EDFA according to the present invention. The center wavelength of the pump laser diode is 980 nm, the current of the pump laser diode is 160 mA (pump power is 67 mW) For the EDF, which is 1542.3 nm, 1546.8 nm, and 1552.4 nm, the gain and noise figure according to the signal input power change at three input signal wavelengths. 7 is a graph showing the measurement results of the gain and the noise figure according to the change of the pump laser diode current under the condition of FIG.
EDFA의 이득 및 잡음지수를 최적화하기위해 앞뒷단 EDF(530, 570)의 길이를 조정한 결과 제1EDF(530)는 4.7미터로, 제2EDF(570)는 17 미터로 하였다. 그리고 EDF의 길이나 종류가 바뀌면 주어진 EDF의 이득 스펙트럼에 따라 마크-젠더 필터(410)의 흡수율 및 튜닝 범위도 조절하여야 한다.As a result of adjusting the lengths of the front and rear EDFs 530 and 570 in order to optimize the gain and noise figure of the EDFA, the first EDF 530 was set to 4.7 meters and the second EDF 570 was set to 17 meters. If the length or type of the EDF is changed, the absorption rate and the tuning range of the mark-gender filter 410 should be adjusted according to the gain spectrum of a given EDF.
도 6에 도시된 바와 같이, EDF를 여기시키기 위한 펌프광의 세기는 최대 67mW이고, 이때의 이득과 잡음지수는 각각 18.5dB와 5.5dB이다. 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 1542nm, 1546nm, 1552nm 세 파장에 대해서 신호광의 세기를 바꾸어가며 측정한 결과 이득과 잡음지수는 ±0.3dB 내에서 평탄화하였다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 이들 세 파장에 대해서 펌프광의 세기를 바꾸어 가며 측정한 결과 이득은 ±0.3dB 내에서, 잡음지수는 ±0.5dB 이내에서 각각 평탄화하였다.As shown in FIG. 6, the intensity of the pump light for exciting the EDF is maximum 67 mW, and the gain and the noise figure are 18.5 dB and 5.5 dB, respectively. As shown in FIG. 7, the gain and the noise figure were flattened within ± 0.3 dB as a result of varying the intensity of the signal for three wavelengths of 1542 nm, 1546 nm and 1552 nm. Also, as shown in FIG. 6, when the intensity of the pump light was varied with respect to these three wavelengths, the gain was flattened within ± 0.3 dB and the noise figure within ± 0.5 dB.
한편 본 발명의 또다른 실시예를 설명하기로 한다. 상기 본 발명의 또다른 실시예는 상기 일실시예와 비교해볼 때, 마크-젠더 필터(550) 및 EDF(530, 570)의 특성 차이를 제외하고는 그 구성요소는 동일하다. 즉 마크-젠더 필터(550)는 상기 제1아이솔레이터(500)의 신호를 입력으로 하여 상기의 일실시예와 반대로 평탄한 이득을 얻고자 하는 파장영역에서 상기 두 개의 EDF(530, 570) 각각에서의 이득 기울기보다 절대값이 큰 양의 신호감쇠 기울기를 갖는다. 그리고 상기 두 개의 EDF(530, 570)도 상기의 일실시예와 반대로 평탄한 이득특성을 얻고자 하는 파장 영역에서 '음의 이득 기울기'(negative gain slope)'를 가지며 어븀 도핑 농도가 260ppm인 저 알루미늄 함유 알루미노-저매노실리케이트 어븀도핑 광섬유이다. 이렇게 구성하여도 상기 일실시예와 마찬가지로 마크-젠더 필터(550)의 감쇠 스펙트럼과 EDF(530, 570)의 이득 스펙트럼은 서로 보완이 되어 결과적으로 EDFA의 이득을 평탄화(flattening)한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described. In other embodiments of the present invention, the components are the same except for the difference in characteristics of the mark-gander filter 550 and the EDF 530 and 570 in comparison with the above embodiment. In other words, the mark-gender filter 550 receives the signal of the first isolator 500 and outputs a signal to the EDFs 530 and 570 in each of the two EDFs 530 and 570 in a wavelength region where a flat gain is to be obtained, And has a positive signal attenuation slope having a larger absolute value than the gain slope. The two EDFs 530 and 570 also have a 'negative gain slope' in the wavelength region where flat gain characteristics are to be obtained and a low aluminum Containing alumino-low-mannosilicate erbium doped optical fiber. Even in such a configuration, the attenuation spectrum of the mark-gender filter 550 and the gain spectrum of the EDFs 530 and 570 are complementary to each other, thereby flattening the gain of the EDFA.
한 개의 광선로에 여러 파장의 신호를 전송하기 위해서는 주어진 파장 범위에서 이득뿐만아니라 잡음지수도 평탄화하여야 한다. 본 발명에 의하면, 1542nm에서 1552nm까지의 신호광에 대해서 입력되는 신호광의 세기나 펌프광의 세기와 무관하게 이득은 0.3dB 이내로, 잡음지수는 0.5dB 이내로 평탄화하였다. 장거리 광통신에서는 여러개의 EDFA를 리퍼터(repeater)로 사용하는데 기존의 EDFA에서는 펌프광의 세기가 감소됨에 따라 파장에 따른 EDFA의 이득차가 크게 달라서 두 세 개 파장의 신호만을 전송할 수 있다. 그러나 EDFA를 여러개 사용하면 파장에 따라 각각의 EDFA 이득이 약간씩 달라져서 전체 EDFA에서 케스케이드(cascade)된 신호광은 한 개의 파장도 완벽하게 전송하지 못한다. 그러나 본 발명의 EDFA는 펌프광의 세기 및 신호광의 세기에 무관하게 이득차가 일정하므로 여러개의 EDFA를 지나서 케스케이드된 신호광도 초기의 신호광과 마찬가지로 주어진 파장범위(1542nm - 1552nm)에서 여러개의 신호를 전송할 수 있다.In order to transmit multiple wavelength signals to one optical line, the gain factor as well as the noise figure should be flattened in a given wavelength range. According to the present invention, the gain is flattened to 0.3 dB or less, and the noise figure is flattened to 0.5 dB or less irrespective of the intensity of the signal light or the intensity of the pump light for the signal light of 1542 nm to 1552 nm. In a long-distance optical communication, several EDFAs are used as a repeater. In EDFAs of the related art, since the intensity of the pump light is decreased, the difference in gain of the EDFAs according to the wavelengths can be greatly different, and only two or three wavelength signals can be transmitted. However, when multiple EDFAs are used, each EDFA gain is slightly different depending on the wavelength, and cascaded signal light in the entire EDFA can not transmit perfectly one wavelength. However, since the gain difference is constant regardless of the intensity of the pump light and the intensity of the signal light, the EDFA of the present invention can transmit multiple signals in a given wavelength range (1542 nm - 1552 nm) like the initial signal light, .
또한 잡음지수가 5dB 이내로 낮으므로 수신기 앞단에서 증폭시켜주는 pre-amplifier로서도 적합하다. 향후 마크-젠더 필터와 EDF의 종류에 따라 보다 넓은 파장대의 이득과 잡음지수를 동시에 평탄화한 EDFA를 설계할 수 있을것으로 기대된다.Also, since the noise figure is as low as 5dB, it is also suitable as a pre-amplifier that amplifies at the front of the receiver. It is expected that EDFA can be designed to flatten the gain and noise figure of wider wavelength band according to the type of Mark-Gender filter and EDF.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960031538A KR0183910B1 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Optical fiber amplifier having low noise-figure and flat gain |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100442624B1 (en) * | 2002-03-21 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | Gain flattening filter and gain flattened optical fiber amplifier using it |
-
1996
- 1996-07-30 KR KR1019960031538A patent/KR0183910B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100442624B1 (en) * | 2002-03-21 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | Gain flattening filter and gain flattened optical fiber amplifier using it |
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