SK49795A3 - Telephone system with amplifier for multiplex transfer with dividing at wavelength - Google Patents

Description

TELEKOMUNIKAČNÝ SYSTÉM SO ZOSILŇOVAČOM NA MULTIPLEXNÝ PRENOS S DELENÍM PODÚA VLNOVEJ DÍŽKY

Oblasť techniky

Uvedený vynález sa týka telekomunikačného systému s optickými zosilňovačmi, špeciálne prispôsobenými na multiplexný prenos s delením podlá vlnovej dĺžky (wavelength - division multiplexing transmission - ďalej len WDM prenos).

Doterajší stav techniky

Pri WDM prenose sa požaduje prenos prostredníctvom niekoľkých navzájom nezávislých kanálov alebo prenos nezávislých signálov po rovnakej linke, ktorá je tvorená optickým vláknom, v multiplexnej prevádzke v pásme optických frekvencií; prenosové kanály môžu byt číslicové alebo analógové. Kanály je možné íahko rozlíšiť, pretože každý z ich je viazaný na špecifickú frekvenciu.

Pri tomto spôsobe prenosu musia mat rôzne kanály v podstate ekvivalentnú kapacitu, to znamená, že žiaden kanál nesmie byt privilegovaný vzhíadom k ostatným čo sa týka úrovne alebo kvality signálu.

Pokiaí sú zapojené zosilňovače, predovšetkým optické zosilňovače, musia mať približne rovnakú odozvu pre všetky prenosové kanály; aby bolo možné použiť väčší počet kanálov, musí byt šírka pásma, v ktorej zosilňovač pracuje, pomerne široká.

Optické zosilňovače sú založené na fyzikálnych vlastnostiach fluorescenčných prímesí. Hlavne sa používa erbium, použité ako prímes do jadra optického vlákna; v skutočnosti erbium excitované čerpanou luminiscenčnou energiou vykazuje vysokú emisiu v pásme vlnových dĺžok, ktoré zodpovedajú minimálnemu útlmu svetelného signálu v optických vláknach na báze kremíka.

Keď optickým vláknom dotovaným erbiom, kde sa erbium udržiava v excitovanom stave, prechádza svetelný signál s vlnovou dĺžkou, ktorá zodpovedá takejto vysokej emisii, signál vyvoláva prechod atómov erbia na nižšiu energetickú úroveň a emisiou svetla stimulovanou na vlnovú dĺžku samotného signálu - takto sa vyvoláva zosilnenie signálu.

V excitovanom stave sa tiež prejaví spontánna premena atómov erbia a takto sa generujú náhodné emisie, ktoré vytvárajú šum pozadia prekrývajúci situovanú emisiu, ktorá zodpovedá zosilnenému signálu.

Svetelná emisia, generovaná prijatím svetelnej energie čerpanej do dotovaného alebo aktívneho optického vlákna, sa môže prejaviť v niekoľkých vlnových dĺžkach, ktoré sú typické pre použitú prímes; takto dochádza v optickom vlákne k vzniku fluorescenčného spektra.

Aby sa dosiahlo čo najväčšie zosilnenie signálu v optickom vlákne uvedeného typu a lepší pomer signál/šum, potrebný pre správny príjem samotného signálu, používa sa v telekomunikačnej technike zvyčajne signál generovaný laserovým emitorom s vlnovou dĺžkou, ktorá zodpovedá maximu, v uvažovanom pásme, krivky fluorescenčného spektra vo vlákne s príslušnou použitou prímesou, alebo vrcholu emisnej krivky.

Na druhej strane majú optické vlákna dotované erbiom emisné spektrum s vrcholom v obmedzenej šírke pásma. Vlastnosti vrcholu spektra sa menia v závislosti od použitého skleneného materiálu, ktorý sa dotuje erbiom. Avšak spektrálna oblasť vykazuje dostatočne vysokú intenzitu vo vlnovom rozsahu blízkom vrcholu, ktorý spadá do vlnového pásma užitočného signálu, takže použitie optických zosilňovačov pre signály v širokom frekvenčnom pásme sa pokladá za možné.

Známe optické vlákna dotované erbiom však vykazujú nepravidelný priebeh emisného spektra; táto nerovnomernost podmieňuje možnosti dosiahnutia rovnakého zosilnenia v celom zvolenom pásme.

Aby sa dosiahla dostatočne plochá krivka zosilnenia, to znamená maximálne možné konštantné zosilnenie pre rôzne vlnové dĺžky pri eliminácii zdrojov šumu spôsobeného spontánnou emisiou, je možné použiť filtračné členy (popísané napríklad v patentových spisoch EP 426 422, EP 441 211 a EP 417 414 od rovnakého prihlasovateía).

V týchto patentoch však nie je popísané chovanie zosilňovačov pri multiplexnom delení podía vlnových dĺžok a ani sa neberie do úvahy chovanie v prípade použitia niekoľkých zosilňovačov zapojených v kaskáde.

Profil emisného spektra veľmi závisí od prímesi dotovaných do jadra optického vlákna, ktoré zvyšujú jeho index lomu, ako je popísané napríklad v US patentovom spise 5 282 079, kde je zobrazené fluorescenčné spektrum vlákna dotovaného hliníkom a erbiom. Toto spektrum má menej výrazný vrchol ako spektrum vlákna dotovaného erbiom a germániom a vrchol je posunutý smerom ku kratším vlnovým dĺžkám (maximum je približne na vlnovej dĺžke 1532 nm); toto vlákno má číselnú apertúru (NA) 0,15.

V zborníku ECOC '93, ThC, strana 1 až 4, je popísané vlákno pre optický zosilňovač dotované Al a La, ktoré má veími nízku citlivosť na vodík; popísané vlákno dotované hliníkom má numerickú apertúru 0,16 a vlákno dotované Al spoločne s La má číselnú apertúru 0,30.

V zborníku ECOC '93, TU 4, strana 181 až 184, sú opísané optické zosilňovače s vláknami dotovanými erbiom; sú tu opísané experimenty vykonávané s vláknami, ktorých jadra boli dotované hliníkom, hliníkom/germániom a lantánom/hliníkom. Ukazuje sa, že najlepšie výsledky sa dosiahli pri vláknach dotovaných spoločne Al/La.

V Electronics Letters, 6. jún 1991, ročník 27, číslo 12, strany 1065 až 1067 sa poukazuje na to, že optické zosilňovače, ktoré používajú vlákno dotované erbiom spolu s hliníkom, umožňujú dosiahnuť väčší a viac plochý profil zosilnenia; v článku sú popísané zosilňovače s vláknami dotovanými súčasne atómami hliníka, germánia a erbia a ich vlastnosti sú porovnané so zosilňovačmi, ktoré používajú vlákno dotované lantánom germániom a erbiom. Konštatuje sa tu, že najrovnomernejšiu krivku zosilnenia vykazujú zosilňovače prvej skupiny (Al/Ge/Er).

V zborníku ECOC '91, TuPSl-3, strany 285 až 288, je popísané vlákno typu Al₂O₃-SiO₃ dotované Er a La, aby sa získal vyšší index lomu a znížilo sa formovanie zhlukov obsahujúcich ióny erbia. Fluorescenčné a absorbčné spektrum vlákna dotovaného Er/La vykázalo veľkú podobnosť so spektrami materiálu vlákna Al₂O₃-SiO₃ dotovaného iba atómami erbia; bola dosiahnutá číselná apertúra (NA) 0,31 pri koncentrácii erbia 23.10¹⁸ cm³.

V zborníku ECOC '89, Post-Deadline Papers (príspevky zaslané po uzávierke), PDA-8, strany 33 až 36, 10. až 14. september 1989, je popísaný experiment vykonaný s dvanástimi optickými zosilňovačmi zapojenými v kaskáde, ktoré používajú vlákno dotované erbiom; bol použitý jeden samostatný signál s vlnovou dĺžkou 1,536 mikrometra a ukázalo sa, že pre stabilnú funkciu je potrebná regulácia vlnovej dĺžky s rozlíšením 0,01 nm, vzhíadom ku skutočnosti, že ukazovateľ BER (Bit Error Rate = pomer dvojkových chýb) pri zmene vlnovej dĺžky signálu rýchlo klesá.

US patentový spis 5 117 303 popisuje systém optického prenosu so synchrónnymi optickými zosilňovačmi, ktorý na základe stanovených výpočtov vykazuje v saturovanom stave vysoký pomer signál/šum.

Podstata vynálezu

Popísané zosilňovače majú optické vlákno dotované erbiom s jadrom Al₂O₃-SiO₃ a používajú filtračné členy; vypočítaný výkon sa dosiahne pri jedinej vlnovej dĺžke. Zdroj signálu v širokom pásme vlnových dĺžok, ktorý by ponúkal rovnaký výkon, nie je možné použiť.

Výsledky s uvedeným vynálezom ukázali, že určitá kombinácia prímesí v jadre aktívneho optického vlákna umožňuje vyrobiť vlákno s vysokou numerickou apertúrou zároveň s emisným spektrom, ktorého vlastnosti umožňujú vytvoriť optické zosilňovače, ktoré budú súčasťou predovšetkým v multiplexnom systéme, poskytovať jednotnú odozvu pre rôzne vlnové dĺžky príslušného rozsahu, a to v prípade jedného samostatného zosilňovača i v prípade niekoľkých zosilňovačov zapojených v kaskáde.

Jedna výhoda tohto vynálezu sa týka spôsobu dosiahnutia potrebnej úrovne pomeru optického signálu k šumu na strane príjmu signálu, vo vopred určenom pásme vlnových dĺžok optického telekomunikačného systému, ktorý zahrňuje:

- vysielač optického signálu,

- prijímač optického signálu,

- komunikačnú linku tvorenú optickým vláknom, ktorá spája vysielač a prijímač,

- aspoň jeden optický zosilňovač s aktívnym vláknom zapojený na zmienenej komunikačnej linke, kde uvedené aktívne vlákno vykazuje emisnú krivku s vysokou zónou emisie v rozsahu vlnových dĺžok, ktorý zahrňuje vopred určené vlnové pásmo. Toto pásmo vykazuje relatívny pokles emisie vzhíadom k susedným zónam. Vylepšenie charakteristiky spočíva v znížení zmieneného poklesu emisnej krivky pomocou vhodného výberu a dávkovania prímesí, ktorými sa dotuje aktívne vlákno.

Vopred určené vlnové pásmo je špeciálne definované v rozsahu 1530 až 1560 nm a prednostne v rozsahu 1525 až 1560 nm.

Potrebný pomer optického signálu k šumu je, merané v šírke filtrovaného signálu, 0,5 nm, väčší ako 15 dB.

Pri vhodnom uložení zahrňuje zmienený systém aspoň dva optické zosilňovače s aktívnym vláknom zapojené v sérii na komunikačnej linke s optickým vláknom.

Voíba prímesi pridanej do vlákna zahrňuje pri uvedenom spôsobe pódia tohto vynálezu použitie fluorescenčnej prímesi a aspoň ešte jednej prímesi, ktorá spolupôsobí s hlavnou prímesou v mriežke skleneného materiálu aktívneho vlákna a znižuje pokles emisie na hodnotu nižšiu ako 1 dB vzhladom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma; prevažne sa ako hlavná prímes volí erbium, vo forme kysličníka a ako sekundárna prímes sa volí germánium, hliník a lantán, vo forme príslušných kysličníkov.

Ďalšia výhoda tohto vynálezu sa týka optického telekomunikačného spôsobu, ktorý zahrňuje tieto kroky:

- generovanie aspoň jedného optického signálu s vopred definovanou vlnovou dĺžkou v určitom vlnovom pásme,

- vysielanie optického signálu zo zdroja do optického vlákna telekomunikačnej linky.

- zosilnenie uvedeného optického signálu aspoň jedným optickým zosilňovačom s aktívnym vláknom, a

- príjem signálu v prijímacom zariadení.

Tento spôsob je charakterizovaný tým, že aktívne vlákno aspoň jedného použitého zosilňovača obsahuje hlavnú fluorescenčnú prímes a najmenej jednu ďalšiu sekundárnu prímes, ktorá s ňou interaguje v matrici skleneného materiálu, a generuje zosilnenie uvedeného optického signálu s vopred určenou vlnovou dĺžkou v optickom zosilňovači, merané vzhladom k vstupnému výkonu < - 20 dB. Toto zosilnenie sa odlišuje o menej ako 1,6 dB od zodpovedajúceho zosilnenia signálu s odlišnou vlnovou dĺžkou daného pásma, pri nevyužití filtračných členov.

Z hľadiska tretieho prínosu je spôsob podľa vynálezu charakterizovaný pomerom optického signálu k šumu v prijímacom zariadení, meraným vo vyfiltrovanej šírke pásma 0,5 nm, s hodnotou väčšou ako 15 dB. Tento pomer je zaručený pre jeden samostatný signál daného pásma i pre dva alebo viac signálov s rôznymi vlnovými dĺžkami daného pásma, ktoré vstupujú do zosilňovača súčasne, merané pre vydelené jednotlivé signály.

Spôsob špeciálne zahrňuje krok, kedy sa zosilnenie optického signálu vykoná najmenej dvakrát pomocou príslušných optických zosilňovačov s aktívnym vláknom zapojených do série na komunikačnej linke optického vlákna.

Pri využití tohto telekomunikačného spôsobu obsahuje použitý optický zosilňovač aktívne vlákno s jadrom dotovaným erbiom ako hlavnou fluorescenčnou prímesou a ďalej dotovaným najmenej dvoma ďalšími sekundárnymi prímesami, ktoré sú v interakcii s hlavnou prímesou. Ako sekundárna prímes sa prevažne volí hliník, germánium a lantán alebo ich oxidy.

Štvrtý prínos tohto vynálezu sa vzťahuje na telekomunikačný systém, ktorý zahrňuje:

- vysielaciu stanicu, ktorá generuje optické signály vo vopred definovanom pásme vlnových dĺžok,

- prijímaciu stanicu,

- optické vlákno, ktoré vytvára komunikačnú linku medzi prijímacou a vysielacou stanicou,

- najmenej dva optické zosilňovače s aktívnym vláknom zapojené v sérii na komunikačnej linke.

Všetky prvky telekomunikačného systému sú funkčne prepojené tak, aby mohli byt prenášané optické signály z vysielacej stanice do prijímacej stanice. Systém je charakteristický tým, že aspoň jeden optický zosilňovač obsahuje kremíkové aktívne optické vlákno s jadrom dotovaným najmenej jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a aspoň jednou sekundárnou prímesou. Prepojenie systému zaručuje na príjme pomer optického signálu k šumu, meraný vo vyfiltrovanom pásme so šírkou 0,5 nm, nie menší ako 15 dB. Tento pomer signálu k šumu je zaručený pre jeden samostatný signál z daného vlnového pásma i pre dva alebo viac signálov s odlišnou vlnovou dĺžkou, ktoré súčasne prichádzajú na vstup zosilňovač, pomer signál/šum meraný pre jednotlivé vydelené signály.

Prednostne volenou hlavnou fluorescenčnou prímesou je erbium vo forme kysličníka a sekundárne dodávanými látkami sú hliník, germánium a lantán, vo forme príslušných kysličníkov.

Vopred určené prenosové pásmo je prednostne definované v rozsahu 1530 a 1560 nm.

Pri riešení podľa vynálezu sa dáva prednosť zapojeniu troch optických zosilňovačov v sérii, pričom aspoň jeden z ich má aktívne vlákno s jadrom dotovaným hliníkom, germániom, lantánom a erbiom vo forme príslušných kysličníkov.

Piaty prínos vynálezu sa týka samotného aktívneho vlákna optického zosilňovača. Sem patrí:

- najmenej jedno kremíkové aktívne vlákno,

- prostriedky čerpania energie pre aktívne vlákno, prispôsobené na potrebný optický príkon príslušnej vlnovej dĺžky svetla,

- väzobné členy medzi aktívnym vláknom čerpajúcim optickú energiu a jedným alebo viacerými prenosovými signálmi s vlnovými dĺžkami spadajúcimi do vopred definovaného prenosového pásma. Aktívne optické vlákno má jadro dotované najmenej jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a najmenej jednou sekundárnou prímesou, ktorých funkčná interakcia zaručuje maximálny rozdiel zosilnenia medzi dvoma prenosovými signálmi s odlišnou vlnovou dĺžkou zo stanoveného pásma, meraný pri vstupnom výkone < - 20 dB, ktorý je menší ako 2,5 dB, bez zapojenia filtračných členov na aktívnom vlákne.

Prednostne volenou hlavnou fluorescenčnou prímesou, použitou pre uvedený optický zosilňovač, je erbium vo forme kysličníka a sekundárne dodávanými látkami sú hliník, germánium a lantán vo forme príslušných kysličníkov.

Dôležitá je skutočnosť, že optický zosilňovač s aktívnym vláknom vykazuje vo vopred definovanom vlnovom pásme emisnú krivku bez poklesov s hodnotou vyššou ako 1 dB vzhladom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma. Prednostne by sa malo jednať o hodnoty menšie ako 0,5 dB.

Vopred definované prenosové pásmo sa volí medzi 1525 a 1560 nm a prednostne medzi 1530 a 1560 nm.

Použité aktívne vlákno by malo mat číselnú apertúru väčšiu ako 0,15.

Ďalší prínos tohto vynálezu, ktorý sa týka aktívneho optického vlákna a hlavne optických telekomunikačných zosilňovačov, je charakterizovaný hodnotou číselnej apertúry väčšou ako 0,15 a jadrom vlákna dotovaným aspoň jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a najmenej jednou sekundárnou prímesou, ktorých funkčná interakcia zaručuje pri čerpaní svetelnej energie do samotného vlákna priebeh emisnej krivky, vo vopred definovanom vlnovom pásme, bez poklesov s hodnotou vyššou ako 1 dB vzhladom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma. Prednostne by sa malo jednať o hodnoty menšie ako 0,5 dB.

Prednostne volenou hlavnou fluorescenčnou prímesou, použitou v aktívnom optickom vlákne, je erbium vo forme kysličníka a sekundárne dodávanými látkami sú hliník, germánium a lantán vo forme príslušných kysličníkov.

Pri preferovanom zložení je obsah lantánu v jadre vlákna vyjadrený ako kysličník, väčší ako 0,1 % na mól a prednostne by mala byt dosiahnutá hodnota rovná alebo väčšia ako 0,2 % na mól.

Obsah germánia v jadre vlákna, vyjadrený ako kysličník, by mal byť vyšší ako 5 % na mól a molárny pomer medzi obsahom germánia a obsahom lantánu, vyjadrené ako kysličníky, spadá do rozmedzia 10 až 100, preferovaná hodnota je okolo 50.

Obsah hliníka v jadre vlákna vyjadrený ako kysličník, by mal byt vyšší ako 1 % na mól a prednostne by sa mala dosiahnuť hodnota väčšia ako 2 % na mól.

Obsah erbia v jadre vlákna vyjadrený ako kysličník, by mal spadať do rozsahu 20 až 5000 ppm na mól a prednostne by sa mala dosiahnuť hodnota medzi 100 až 1000 ppm na mól.

Odporúčaná číselná apertúra optického vlákna je vyššia ako

0,18.

Prehíad obrázkov na výkresoch

Podrobnejšie detaily budú popísané ďalej pomocou priložených výkresov, kde na obr. 1 je znázornená schéma zapojenia zosilňovača, na obr. 2 je znázornená schéma zapojenia zosilňovača s filtrom, na obr. 3 je znázornená schéma zapojenia pre graf pokusného uloženia na určenie grafov spektrálnej emisie pre rôzne typy optického vlákna.

obr. 4 znázorňuje grafy spektrálnej emisie pre rôzne typy aktívnych vláken detekovaných pri využití pokusného uloženia z obr. 5, obr. 5 znázorňuje krivky získané zosilňovačom znázorneným na obr. 1 pre signály s rôznou vlnovou dĺžkou a na dvoch rôznych hladinách vstupného príkonu s vláknami podlá tohto vynálezu, obr. 6 obr. 7 znázorňuje krivky získané zosilňovačom znázorneným na obr. 2 pre signály s rôznou vlnovou dĺžkou a na troch rôznych hladinách vstupného príkonu s vláknami podía tohto vynálezu, znázorňuje krivky získané zosilňovačom znázorneným na obr. 2 pre signály s rôznou vlnovou dĺžkou a na troch rôznych hladinách vstupného príkonu so známymi vláknami, je uvedený graf znázorňujúci pokusný prenos vytváraný na obr.

obr. 9

niekoľkými zosilňovačmi	v	kaskáde,	pri	niekoľko-
násobnom výskyte	dvoch	signálov s	rôznou	vlnovou
dĺžkou na zhodnej	linke,
znázorňuje grafy	BER	(Bit	Error	Rate	podiel

na obr.

obr. 11 obr. 12 obr. 13 obr. 14 dvojkových chýb) detekované pri pokuse podía diagramu z obr. 8, využívajúceho rôzne zosilňovače, je uvedený graf znázorňujúci pokusný prenos vytváraný niekoľkými zosilňovačmi v kaskáde, pri niekoľkonásobnom výskyte štyroch signálov s rôznou vlnovou dĺžkou na zhodnej linke, znázorňuje výkonové hladiny signálu na vstupe prvého zosilňovacieho stupňa podía príkladu z obr. 10, pri využití zosilňovačov podlá vynálezu, znázorňuje výkonové hladiny signálu na vstupe druhého zosilňovacieho stupňa podlá príkladu z obr. 10, znázorňuje výkonové hladiny signálu na vstupe tretieho zosilňovacieho stupňa podía príkladu z obr. 10, znázorňuje výkonové hladiny signálu na vstupe štvrtého zosilňovacieho stupňa podľa príkladu z obr. 10, obr. 15 znázorňuje výkonové hladiny signálu na vstupe predzosilňovača podlá príkladu zodpovedajúcemu uloženiu z obr. 10, s využitím zosilňovačov známeho typu, obr. 16 znázorňuje signál príkonových hladín vstupu predzosilňovača v experimentálnom zapojení podlá obr. 10, využívajúceho zosilňovače známych typov.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Z obr. 1 je zrejmé, že zosilňovač je zhotovený pre použitie ako linkový zosilňovač, tvorený jedným aktívnym vláknom 1 dotovaným prímesou erbia a zodpovedajúcim laserom 2, prepojenými dichroickou spojkou 3_, jeden optický izolátor 4 je umiestnený proti toku vláknom 1, na ceste smerom zosilňovaného signálu, pričom druhý optický izolátor 5 je umiestnený v rovnakom smere ako samotné aktívne vlákno.

Bez ťažkostí, ale nie nevyhnutne, je dichroická spojka 3 umiestnená (ako je znázornené) súhlasne s aktívnym vláknom 1 tak, že dodáva protiprúdovú energiu k signálu.

Zosilňovač ďalej obsahuje druhé aktívne vlákno 6 dotované erbiom, prepojené so zodpovedajúcim laserom 7_ pomocou prvkov dichroickej spojky 8, prepojenej tiež protiprúdovým čerpaním v znázornenom príklade, pričom ďalší optický izolátor 9 je uložený súhlasne s vláknom 6.

Lasery 2 a 7 sú lasery typu Quantum Well a majú nasledujúce parametre:

- vlnová dĺžka emisií Ap ^{= 980 nm}'

- maximálny optický výkon na výstupe ?u ^{= 89 m}^·

Lasery týchto typov vyrába napríklad LASERTRON Inc., 37 North Avenue, Burlington, MA (US).

Dichroické spojky 3^, 8 sú tavné vláknové spojky tvorené jednomódovými vláknami 980 nm pásma s vlnovou dĺžkou 1530 až 1560 nm, s rozmedzím < 0,2 dB na výstupe optického výkonu závislého od polarizácie.

Dichroické spojky vyššie uvedeného typu sú známe a sú dostať na trhu a sú vyrábané napríklad firmami GOULD Inc., Fibre Optic Division, Baymeadow Drive, Gelm Burnie, MD (US) a SIFAM Ltd., Fibre Optic Division, Woodland Road, Torquay, Devon (GB).

Optické izolátory 4., 5, 9 sú optickými izolátormi, u ktorých je polarizačné riadenie nezávislé od prenášaného signálu polarizácie a vykazuje izoláciu väčšiu ako 35 dB a reflexivitu menšiu ako -50 dB.

Tu použité izolátory sú MDL 1-15 PIPT-A S/N 1016 modely vyrobené firmou ISOWAVE, 64 Harding Avenue, Dover, New Jersey, US.

Na obr. 2 je znázornená schéma možného vyhotovenia zosilňovača, na ktorom sú zabudované prvky s rovnakými vzťahovými značkami ako na obr. 1.

V takomto zosilňovači, kde sú jednotlivé komponenty vyhotovené ako je popísané vyššie, je zaradený úzkopásmový filter 10, ktorý je zložený z sčasti optického vlákna majúcej dve opticky spojené jadrá a vopred stanovenú vlnovú dĺžku. Jedno z uvedených jadier je koaxiálne so spojenými optickými vláknami a ďalšie je exentrické a izoluje konce, ako je popísané v patentových spisoch EP 441 211 a EP 417 441, ktorých popis je tu začlenený vzhíadom k odkazom.

Tento filter je takej velkosti, že spojenie vlnovej dĺžky (alebo vlnovej dĺžky pásma) excentrického jadra zodpovedá časti emisného spektra zosilňovača. Excentrické izolujúce jadro na koncoch umožňuje takto prenos vlnovej dĺžky rozptýlené v obvodovom plášti vlákna tak, že nie je ďalej znova spojovaný v hlavnom jadre.

V príklade je uvedený dvojjadrový s nasledujúcimi parametrami: pásmo vlnovej dĺžky spojené v druhom jadre BW (-3 dB) dĺžka filtra úzkopásmový filter 1_Q.

až 10 nm

5 mm

Filter bol takej veíkosti, že mal maximálne utlmenie v emisnom vrchole použitého aktívneho vlákna.

Alternatívne majú filtre nasledujúce hodnoty, ktoré boli použité v uskutočnených príkladoch:

útlm na 1530 nm 5 dB alebo útlm na 1532 nm 11 dB.

Takýto filter umožňuje znížif intenzitu zóny špecifickej vlnovej dĺžky v časti emisného vrcholu vlákna v rade kvôli získaniu krivky zosilňovača čo najviac konštantnej (alebo fiat) ako je to možné na rôznych vlnových dĺžkach.

Táto požiadavka je čiastočne dôležitá vo WDM telekomunikáciách, kde sú zosilňovacie podmienky požadované zhodné ako je to len možné pre každý kanál.

Na použitie vo vyššie popísaných zosilňovačoch rôznych typov s aktívnymi vláknami dotovanými erbiom boli využité súčiastky a optické podmienky, ktoré sú sústredené v nasledujúcej tabuíke 1.

Tabulka 1

Vlákno	wt	Al o0o	GeO2 wt% (mól%)	La q 0 o	Ef	NA	’c nm
%	(mól%)	wt%	(mól%)	wt%	(mól%)
A	4		(2.6)	18 (11.4)	1	(0.2)	0.2	(0.03)	0.219	911
B	1.	65	(1.1)	22.5(14.3)	0	(o.o)	0.2	(0.03)	0.19	900
c	4		(2.6)	18 (11.4)	0	(o.o)	0.2	(0.03)	0.20	1025
D	4		(2.6)	0 (0.0)	3.5	(0.7)	0.2	(0.03)	0.19	900

kde wt% = (priemer) percentný obsah hmotnosti kysličníka v jadre mól% = (priemer) percentný obsah molov kysličníkov v jadre NA = číselná apertúra (nl^ - n2^ = prerušenie vlnovej dĺžky (LP11 prerušenie)

Analýza zostavenia bola vykonaná na prototype (pred popisom vlákna) pomocou mikroskúšky kombinovanej so skanovacím elektrónovým mikroskopom (SEM Hitachi).

Analýza bola vypracovaná v 1300 zväčšených jednotlivých bodoch umiestnených pozdĺž priemeru a navzájom separovaných o 200 μιη.

Stav vláken bol zhotovený nasledujúcou technológiou s umiestnením vo vákuu, vo vnútri sklokremíkovej rúrky.

U uvedených optických vláken sa dotácia germánia do mriežky SiO₂ vykonáva počas procedúry syntézy.

Dotácia erbia, hliníka a lantánu do jadra vlákna sa vykonávala pomocou techniky dotovania v roztoku (solution doping technique), kde sa vodný roztok chloridov prímesí dostáva do kontaktu so syntetickým materiálom jadra optického vlákna, ktorý je v stave voíných častíc, prv ako stvrdne alebo sa preformuje.

Podrobnejšie údaje o technike dotovania v roztoku je možné nájsť napríklad v materiáli US patentového spisu číslo

282 079, na ktorý je v tejto správe uvedený ako odkaz.

Väčšia hodnota číselnej apertúry (NA) vlákna A vzhíadom k porovnávaným vláknam bola spôsobená tým, že pri tvorbe jadra optického vlákna bola opomenutá modifikácia toku reakčnej látky prv pripravenej pre výrobu vlákna C (Al/ge/Er), hlavne bolo opomenuté uzatvorenie zdroja germánia.

Následná implementácia lantánu a hliníka dotovaním v roztoku preto priniesla vyšší index lomu jadra oproti očakávanej hodnote. Okrem toho sa dosiahli neočakávané výhody z híadiska zosilnenia a a prenosu, ktoré budú popísané dalej.

Uvažovaná experimentálna konfigurácia prijatá na určenie spektrálnej emisie vláken je znázornená v diagrame na obr. 3. Grafy spektrálnej emisie merané na aktívnych vláknach A, B, C, D sú znázornené na obr. 4.

Laserová dióda 11 generujúca svetlo s vlnovou dĺžkou 980 nm bola pripojená cez dichroickú spojku 12 k aktívnemu testovanému vláknu 13.; emisia vlákna bola detekovaná pomocou optického spektrálneho analyzéra 14.

Laserová dióda 11 má výkon približne 60 mW (vo vlákne 13). Aktívne vlákno 13 má dĺžku, ktorá zodpovedá účinnému zosilneniu pre prijatý výkon čerpanej energie; pre skúmané vlákna s rovnakým obsahom erbia bola táto dĺžka približne 11 m.

Pre iný obsah erbia vo vláknach je možné vhodnú dĺžku určiť prijatím kritérií, ktoré sú luďom pracujúcim v odbore dobre známe.

Použitý optický spektrálny analyzér bol model TQ8345, ktorý vyrába firma ADVANTEST CORPORATION, Shinjuku - NS Bldg. 2-4-1

Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku Tokyo (JP).

Meranie sa vykonávalo pri čerpaní svetelnej energie s vlnovou dĺžkou 980 nm do vlákna a meralo sa spontánne emisné spektrum vlákna.

Dosiahnuté výsledky sú znázornené na obr. 4, kde krivka 15 zodpovedá vláknu A, krivka 16 zodpovedá vláknu B, krivka 17 vláknu C a krivka 18 vláknu D.

Ako ukazujú grafy, emisné spektrá hlavný vrchol s velkou intenzitou s a následná zóna s vyššou vlnovou dĺžkou s vysokou hodnotou emisie zahrňuje vrchol.

vláken B, C a D majú maximom okolo 1532,5 nm až do 1560 až 1565 nm, sekundárny velmi široký

Porovnanie kriviek 16 a 17 (vlákna B a C) ukazuje, že vyšší obsah hliníka vo vlákne zvyšuje úroveň zóny s vysokou emisiou, náhrada lantánu germániom (vlákno D, krivka 18) umožňuje dosiahnutie ešte vyššej úrovne v rozsahu 1535 až 1560 nm.

Na druhej strane bol u všetkých vláken B, C, D pozorovaný pokles v zóne d spektra (zóna lokalizovaná v intervale 1535 a 1540 nm), ktorá spadá medzi hlavný vrchol emisnej krivky s priľahlou oblasťou a sekundárny vrchol emisie; pri tomto poklese je hodnota emisie nižšia najmenej o 2 dB ako maximálna emisná hodnota v susedných zónach, t.j. hlavný a sekundárny vrchol. Toto ukazuje na obrázku referencie h pre samotnú krivku 16, ale je to zreteľne možné pozorovať tie pre krivky 17 a 18.

Krivka 15 naopak ukazuje, že za uvedených experimentálnych podmienok nevykazuje vlákno v zóne d žiaden významný pokles hodnôt spektrálnej krivky (alebo tam, kde je pokles pozorovatelný, je vo všetkých prípadoch menší ako 0,5 dB).

Aj krivka 15 ukazuje, že maximálny vrchol emisnej krivky vlákna A, ktorý je umiestnený okolo hodnoty 1530 nm, sa objavuje pri nižších vlnových dĺžkach ako u vláken B, C, D a že vlákno vykazuje vysokú úroveň emisie až k vlnovej dĺžke 1520 nm.

Ak sa použije vlákno A, vytvoria sa zosilňovače so štruktúrou znázornenou na obr. 1 a obr. 2.

Na obr. 5 sú znázornené krivky zisku signálu s rôznymi vlnovými dĺžkami pre dve rôzne úrovne výkonu na vstupe zosilňovača z obr. 1, zatiaí čo na obr. 6 sú znázornené krivky zosilnenia zosilňovača z obr. 2 pre tri rôzne úrovne vstupného výkonu.

Krivka 19 na obr. 5 sa vzťahuje k vstupnému výkonu -20 dB, kým krivka 20 sa vzťahuje k hodnote vstupného výkonu -25 dB zosilňovača z obr. 1.

Krivka 21 na obr. 6 sa vzťahuje k výkonu signálu -20 dB na vstupe zosilňovača z obr. 2, krivka 22 k výkonu vstupného signálu -25 dB a krivka 23 k výkonu -30 dB.

Ako je vidno z obrázkov, hlavne z porovnania kriviek 19 a 21, ktoré zodpovedajú úrovni výkonu -20 dB, čo je hladina výkonu obzvlášť zaujímavá pre oblasť telekomunikácií, použitie optického vlákna s jadrom dotovaným erbiom spolu s hliníkom, germániom a lantánom poskytuje výraznú plochú krivku dosiahnutého zosilnenia, najmä v zóne medzi 1536 a 1540 nm, bez i pri zapojení filtračných členov.

Pri vstupnom výkone signálu - 20 dB a bez použitia filtračného člena bol rozdiel zisku signálov s rôznymi vlnovými dĺžkami menší ako 1,6 dB, zatiaí čo pri použití filtra bol rozdiel zosilnenia menší ako 0,9 dB.

Na obr. 7 sú znázornené krivky zisku signálu s rôznymi vlnovými dĺžkami pre tri rôzne úrovne výkonu na vstupe zosilňovača so štruktúrou znázornenou na obr. 2, ktorý používa vlákno C (Al/Ge/Er).

Krivka 24 na obr. 7 sa vzťahuje k vstupnému výkonu signálu -20 dB, krivka 25 k vstupnému výkonu - 25 dB a krivka 26 k vstupnému výkon - 30 dB.

Pri vstupnom výkone -20 dB bol rozdiel zosilnenia medzi signálmi s rôznou vlnovou dĺžkou okolo 2,1 dB.

Ako je zrejmé z porovnania, tiež vlákno A (Al/Ge/La/Er) použité v zosilňovači bez zapojeného filtra dáva oveía plochejšiu krivku ako vlákno C (Al/Ge/Er) použité v zosilňovači s filtrom.

Vykonalo sa i testovanie prenosu na dlhé vzdialenosti s niekolkými zosilňovačmi zapojenými v kaskáde. Boli použité zosilňovače znázornené na obr. 1 a obr. 2, vyrobené z optického vlákna A (Al/Ge/La/Er) alebo vlákna C (Al/Ge/Er). Jednu použitú experimentálnu konfiguráciu ukazuje obr. 8.

Do vlákna 29 bol cez multiplexer 30 privádzaný signál 27 s vlnovou dĺžkou Ά ⁼ 1536 nm a druhý signál 28 s vlnovou dĺžkou ^2 ⁼ 1556 nm.

Jeden útlmový článok 31 bol umiestnený za (v smere toku signálu) zosilňovač 32a, ďalšie nasledujúce útlmové články so zhodnou charakteristikou boli umiestnené na linku spolu so štyrmi zosilňovačmi 32 , 3 2’, 32 ^{1 1} , 32 ¹ ' ¹ pred prijímaciu stanicu 33.

Pred prijímaciu stanicu bol zapojený optický demultiplexer 34 s interferenčným filtrom so šírkou pásma 1 nm pri -3 dB, ktorý slúžil na výber detekovanej vlnovej dĺžky.

Signály 27 . 28 generované príslušnými lasermi mali úroveň výkonu 0 dB; celkový výkon prepínaný multiplexerom v optickom vlákne 29 bol 0 dB (ak výsledok väzobnej straty 3 dB).

Použitý multiplexer 30 bol väzobný článok 1x2 (coupler 1x2), ktorý vyrába E-TEK DYNAMICS INC., 1885 Ludy Aven, San Jose, CA (US).

Použitý výkonový zosilňovač 32a bol komerčne dodávaný zosilňovač s optickým vláknom s nasledujúcimi parametrami:

vstupný výkon výstupný výkon pracovná vlnová dĺžka od -5 do +2 dB dB

1530 až 1560 nm

Výkonový zosilňovač bol odpojený od úzkopásmového filtra.

Bol použitý model TPA/E-12 dodaný prihlasovateíom. Zosilňovač používal aktívne optické vlákno typu C (Al/Ge/Er) dotované erbiom.

Výkonovým zosilňovačom sa tu mieni zosilňovač pracujúci v saturovanom stave, kde výstupný výkon závisí od výkonu čerpania energie, ako podrobne popisuje patentový spis EP 439 867 uvedený v tejto správe ako odkaz.

Za prvým útlmovým článkom 31 na vstupe zosilňovača 32 mal celkový optický výkon hodnotu približne -18 dB.

Pre útlmové články 31 bol použitý model VA5 dodávaný firmou JDS FITEL INC., 570 Heston Drive, Nepean (Ottawa), Ontario (CA). Každý článok predstavoval útlm 30 dB, čo zodpovedá približne 100 km optického vlákna.

Zosilňovače 3 2. 32 ¹ , 32 ' ¹ , 32 ¹ ' ' boli identické a každý z nich poskytoval zisk približne 30 dB pre obidve vlnové dĺžky i a pri celkovom výstupnom výkone +12 dB.

Signál 27 s vlnovou dĺžkou _χ = 1536 nm bol priamo modulovaný signál s prenosovou rýchlosťou 2,5 Gbit/s, generovaný laserom DFB, ktorý je súčasťou koncovej aparatúry SLX-l/6 Model SDH, komerčne dodávanej firmou PHILIPS NEDERLAND BV, 2500BV Gravenhage (NL), ktorá tvorí prijímaciu stanicu 33.

Signál 28 s vlnovou dĺžkou Λ ₂ ⁼ l⁵⁵⁶ nm bol spojitý signál (CW) generovaný laserom DFB - model MG0948L3 s výkonom 0 dB. Tento laser vyrába ANRITSU CORPORATION, 5-10-27 Minato, Tokyo (JP). Použitý interferenčný filter 34 bol model TB4500 vyrábaný už prv zmienenou firmou JDS FITEL INC.

Príklad 1

V prvom príklade boli použité zosilňovače s optickým vláknom A (Al/Ge/La/Er), ktorých konfigurácia je znázornená na obr. 1. Úzkopásmový filter 10 bol odpojený.

Príklad 2

V druhom príklade boli použité zosilňovače s optickým vláknom A (Al/Ge/La/Er), ktorých konfigurácia je znázornená na obr. 2. Zosilňovače boli vybavené úzkopásmovým filtrom 10.

Na prijímacej stanici sa merala bitová chybovosť (BER) pri meniacom sa priemernom výkone prijímaného signálu s vlnovou dĺžkou (1536 nm).

Výsledky sú znázornené v diagrame na obr. 9, kde sa krivka 35 vzťahuje k príkladu 1 a krivka 36 k príkladu 2.

Ako je vidieť z obr. 9, oproti skutočnostiam, krivka zosilnenia jednoduchého zosilňovača s vláknom A (Al/Ge/La/Er) opatreného úzkopásmovým filtrom, bola v podstate totožná a rovnako priaznivá tak, že zosilňovač s vláknom A a bez úzkopásmového filtra 10 s rozmiestnením v kaskáde so signálom o 1536 nm sa objavila penalizácia dávajúca badateíne väčšiu chybu, ovládací výkon bol zhodný.

Príklad 3

Druhé príkladné usporiadanie je znázornené na obr. 10. V tomto sa testujú štyri signály 37., 38, 39., 40 vo vlnových dĺžkach = 1536, ⁼ 1556 nm, ^3 ⁼ 1550 nm a 9ΐ₄ = 1544 nm, kde napájanie vlákna 41 je cez multiplexer 42 vlnovej dĺžky.

Hladina signálu na vstupe linky bola upravená pomocou pre-equalizéra 4 3 . Po výkonovom zosilňovači 44 boli signály vedené do linky včítane štyroch linkových zosilňovačov 45, 45¹. 45¹', 45¹¹¹ majúcich príslušné zoslabovače 46 umiestnené medzi radom simulačných jednotlivých dĺžok optického vlákna.

Prijímacia stanica zahrňovala predzosilňovače 47, optický demultiplexer 48 a prijímač 49.

Signály boli jednotlivo generované v DFB laseri na 1536 nm, presne modulované v 2,5 Gbit/s, včlenenom do koncových zariadení tvoriacich prijímač 49. V DEB laseri na 1556 nm plynulého emisného typu, vyrábaným ANRITSU, V DFB laseri na 1550 nm plynulého emisného typu, vyrábaným ANRITSU. V ECL laseri na premennej vlnovej dĺžke prednastavenej na 1544 nm, plynulého emisného typu, model HP81678A, vyrábanom firmou Hewlett Packard Company, Rockwell, MD (US).

Pre-equalizér 43 obsahoval štyri polohové deliče 43a. vyrobené JDC, ktorých delenie bolo závislé od optického výkonu jednotlivých kanálov.

Multiplexer 4 2 bol vybavený prvkami 1x4 zoslabovačom, vyrobeným hore zmieneným E-TEK Dynamics.

Výkonový zosilňovač 44 bol model TPA/E, komerčne dostupný u prihlasovateía a ktorý bol už niekoľkokrát popísaný.

Zosilňovače 45, 45', 45¹', 45'¹¹ boli identické s ostatnými a s už vykonaným meraním okolo 30 dB, s celkovým výstupným výkonom +12 dBm.

Zosilňovače 45 mali uloženie znázornené na obr. 1 a používali vlákno A (Al/Ge/La/Er).

Zoslabovače 46 vykonávali každé zoslabenie o 30 dB, zodpovedajúce približne 100 km optického vlákna.

Optické zoslabovače boli modely VA5 vyrábané hore zmieneným JDS Fitel.

Predzosilňovač	47 bol	komerčne	dostupný	optický
predzosilňovač majúci	nasledujúce	parametre:
zosilnenie		22	dB
faktor šumu		<	4,5 dB
výstupný výkon		od -26 do	> -11 dB
pracovná vlnová dĺžka		1530 až	1560 nm
Bol použitý	model A	RPA/E-F,	komerčne	dostupný

u prihlasovateľa, zosilňovač využíval aktívne vlákno typu C (Al/Ge/Er).

Pomocou predzosilňovača je zamýšľané umožnenie zosilňovačom veľkosti pre príjem signálu majúceho veľmi nízku intenzitu (napríklad -50 dBm) a zosilňovanie pred umiestnenými do prijímacieho zariadenia do dosiahnutia výkonovej hladiny zodpovedajúcej citlivosti zariadenia.

Optický demultiplexer 48 obsahuje Fabry-Perot filter pre ladenie vlnových dĺžok, majúci široké pásmo 0,8 nm v -3 dB, spolupracujúci s predzosilňovačom 47.

Na prenášanie v príkladoch je Fabry-Perotov filter ladený vo vlnovej dĺžke Jy = 1536 nm (označenej ako kritická vlnová dĺžka) pomocou riadiaceho kmitočtu generovaného vo vysielači 37.

Prijímač 49 obsahuje SHD aparatúru, model SLX-1/16, komerčne dostupný, od PHILIPS Nederland BV., 2500 BV, Gravenhage (NL).

Obr. 11 až 15 ukazujú postupné stavy na ceste signálu, a to najmä na vstupe zosilňovača 45, zosilňovača 45¹. zosilňovača 45¹¹ a zosilňovača 45'¹¹ a na vstupe predzosilňovača 47.

Predbežný vyrovnávač (pre-equalizér) 43 používa maximálny počiatočný útlm medzi rôznymi kanálmi približne 7 dB, ako je znázornené na obr. 11; toto predbežné vyrovnávanie má za ciel kompenzovať vplyvy saturácie signálu s kratšími vlnovými dĺžkami v kaskáde zosilňovačov.

Predbežné vyrovnávania sa vykonávali takým spôsobom, že bolo možné vyrovnať pomery signál/šum (S/N) na výstupe predzosilňovača 47.

U ďalších nasledujúcich stupňov zosilnenia je možné pozorovať pokles krivky zosilnenia v oblasti s kratšími vlnovými dĺžkami, spôsobený vyššie popísaným saturačným javom, zatiaľ čo pomer optického signálu k šumu (S/N) zostáva pre všetky kanály vysoký (S/N > 15 dB pre vlnovú dĺžku vymedzenú intervalom Δλ= 0,5 nm) až po výstup predzosilňovača 47.

V zodpovedajúcom príklade vyhotovenia, v ktorom boli použité zosilňovače, znázornené v grafe na obr. 2, s aktívnym vláknom typu C a úzkopásmovým filtrom, bol zistený podstatný pokles výkonu signálu pre vlnové dĺžky 1536 nm a 1544 nm a silná nevyváženosť pomerov optického signálu k šumu (S/N) medzi rôznymi kanálmi. Tieto výsledky sú zreteľne vidieť na grafickom znázornení na obr. 16, ktorý ukazuje výkony rôznych kanálov na vstupe predzosilňovača; ešte väčší pokles sa ukazuje pre kanál, ktorý pracuje s vlnovou dĺžkou 1540 nm.

V tomto prípade by predbežné vyrovnanie umožnilo odstrániť nerovnováhu medzi rôznymi kanálmi (niektoré sa tu ukázali byt veľmi znevýhodnené vzhľadom k ostatným, hlavne tie medzi vlnovými dĺžkami 1535 a 1540 nm); ale pri vyhotovení takéhoto vyrovnania úrovní by nemohol byt vo všetkých prípadoch udržaný prijateíný pomer signál/šum (S/N) pre všetky signály z určeného vlnového pásma; aby mohli byt vopred korigované všetky kanály na rovnakú úroveň, musel by sa použit velmi vysoký počiatočný útlm pre väčšinu privilegovaných kanálov = (1550 nm a 1556 nm), čo by viedlo k zníženiu pomeru signálu k šumu (S/N) na velmi nízku hodnotu (8 až 10 dB), a teda k znemožneniu správneho príjmu samotných signálov.

Lepšie výsledky dosiahnuté v porovnaní s použitím zosilňovačov s úzkopásmovým filtrom a vláknom Al/Ge/Er je možné prisudzovať skutočnosti, že optické vlákno A má emisnú krivku prakticky bez poklesov alebo významnejšieho lokálneho minima a hlavne nemá minimum vo vlnovom rozsahu susediacom s vrcholom emisnej krivky, t.j. v zóne 1535 až 1540 nm.

V skutočnosti sa ukazuje, že v prípade súčasného vstupu niekolkých signálov s rôznymi vlnovými dĺžkami do vlákna vedie výskyt poklesu alebo lokálneho minima v emisnej krivke (pozorovatelný v spektre porovnávaných vláken) k menšiemu zosilneniu signálu v oblasti poklesu ako u signálov s vlnovou dĺžkou spadajúcou do susedných zón.

Väčšie zosilnenie signálu s vlnovými dĺžkami susedných zón odčerpáva v súlade s vyššie uvedenou intrepretáciou energiu pre samotný signál, ktorý sa saturuje na nízkej výstupnej hodnote (to znamená, že úroveň signálu po zosilnení už nezávisí od vstupnej hodnoty, ale iba od výkonu energie čerpanej vo vlákne); tým narastá úroveň diferencie medzi rôznymi signálmi.

V prípade kaskádneho zapojenia zosilňovačov a pri prenosoch WDM účinok tohto javu narastá na každom stupni a je zrejme zodpovedný za detekovanú nerovnomernost odozvy, ktorú nie je možné kompenzovať predbežným vyrovnaním alebo podobným popísaným postupom.

Ukázalo sa, že vyššie popísaný jav pôsobí na signály v mieste poklesu emisnej krivky vďaka vyššiemu zosilneniu signálu s vlnovými dĺžkami v susedných zónach, zatiaľ čo sa neobjavuje (aspoň nie v rovnakej miere) u signálov s vlnovou dĺžkou umiestnenou na hraniciach užitočného pásma, i keď absolútna emisná hodnota pre takéto vlnové dĺžky môže byt rovnaká alebo nižšia ako emisná hodnota v mieste uvedeného poklesu.

V súlade s riešením podía tohto vynálezu môže dotácia lantánu do optického vlákna Al/Ge/Er neočakávane umožniť elimináciu takýchto lokálnych miním emisie, i keď sa to nemohlo na základe dostupných údajov o vláknach Al/La/Er a Al/Ge/Er predpokladať.

V skutočnosti obidve optické vlákna Al/La/Er a Al/Ge/Er vykazujú významný pokles emisnej krivky v zóne 1535 až 1540 nm a znalosť chovania takýchto známych optických vláken by bola vylúčila odlišné priaznivé chovanie vlákna Al/Ge/La/Er. Naviac by takéto vlákno bolo umožnilo prenos zosilneného signálu s multiplexným delením podía vlnových dĺžok.

Neočakávane sa v súlade s ďalším a ešte dôležitejším faktorom zistilo, že pri výskyte vrcholu v zóne vysokej emisie bola prítomnosť popísaného poklesu emisnej krivky v susedstve vrcholu, alebo vo všetkých prípadoch funkčného (negatívneho vzťahu) k susedným zónam, zodpovedná za nedostatočnú hodnotu pomeru signál/šum pre signály z oblasti poklesu a že aktívne vlákno vnútorne schopné takýto pokles eliminovať alebo znížiť by mohlo problém riešiť umožnením WDM prenosu s použitím jedného alebo viacerých zosilňovačov.

Výsledky riešenia podía tohto vynálezu ukazujú, že aktívne vlákno s prímesami, ktoré vyvolajú emisnú krivku s pomerne vysokou hodnotou v určitom pásme vlnových dĺžok a v podstate bez lokálnych poklesov vo vnútri zóny daného pásma, ktoré by mali negatívny funkčný vzťah k zvyšným zónam tohto pásma (vzťah, ktorý by generoval podstatnú diferenciu zosilnenia pre telekomunikačné signály rôznych vlnových dĺžok multiplexne vysielaných v samotnom vlákne), umožňuje vytvoriť zosilňovače špeciálne prispôsobené na použitie na telekomunikačnej linke. Takáto linka s multiplexne

2Ί delenými signálmi podlá rôznych vlnových dĺžok zahrňuje najmenej dva optické zosilňovače zapojené v sérii. Toto riešenie ponúka vysokú výkonnosť.

Inou výhodou riešenia podía tohto vynálezu je, že zaistenie potrebného pomeru signálu k šumu (S/N) v prenosovom systéme, ktorý popisuje tento vynález, môže byť dosiahnuté nielen pomocou filtrov alebo prispôsobením prenosového pásma obmedzenej šírky (vylúčenie zón vlnovej dĺžky s nepriaznivou charakteristikou), ale aj vhodným výberom prímesi implantovanej do jadra aktívneho vlákna zosilňovača, ktorý poskytne emisnú krivku v dostatočne širokom pásme (rozšírenú na oblasť 1525 až 1560 nm, alebo aspoň 1530 až 1560 nm), kde nevzniká nepriaznivé zosilnenie signálu jednej alebo viacerých dielčich zónach, i keď sa v danom pásme objavuje vrchol emisie.

Funkčnými vzťahmi sa v tejto súvislosti myslí to, ako bolo prv vysvetlené, že prítomnosť vyššej emisie v zónach susediacich s oblasťou poklesu emisie a hlavne v oblasti vrcholu a prítomnosť signálu v týchto susedných zónach spôsobí horšie zosilnenie (znevýhodnenie) signálu s vlnovými dĺžkami zodpovedajúcimi zmienenému poklesu.

Emisná krivka (alebo spektrum) s pomerne vysokou hodnotou emisie v určenom vlnovom pásme má ten význam, že v danom pásme vlnových dĺžok, predovšetkým v rozsahu 1525 až 1560 nm, vykazuje vlákno, čerpajúce energiu, emisné hodnoty, ktoré presahujú intenzitu emisie mimo toto pásmo, prispôsobené pre požadované zosilnenie signálu; táto zóna je určená dvoma krajnými hodnotami, v ktorých je emisia o 3 dB nižšia ako v oblasti vlnových dĺžok spadajúcich do určeného intervalu alebo pásma, prednostne v prakticky konštantnej zóne intervalu. V skutočnosti takéto pásmo zodpovedá oblasti vlnových dĺžok, v ktorom je možné dosiahnuť užitočné zosilnenie.

Vrchol emisnej krivky je tu popísaný ako emisia v oblasti vlnových dĺžok, kde je intenzita emisie výrazne vyššia ako v zónach spektra mimo tento rozsah, takže sa pre vlnové dĺžky vo vnútri a mimo tohto rozsahu prejavuje odlišné chovanie signálov prechádzajúcich vláknom.

Významný rozdiel zosilnenia tu znamená diferenciu väčšiu ako 2 dB - napríklad medzi zosilnením pre najpriaznivejšiu vlnovú dĺžku a zosilnením pre menej priaznivú vlnovú dĺžku v určenom pásme (pri vstupom výkone, ktorý sa rovná alebo je menší ako - 20 dBm).

minimum emisie v hraničnom bode

Lokálnym poklesom emisnej krivky sa tu mieni pásmo vlnových dĺžok vo vnútri daného pásma, v ktorom sa nachádza sekundárne s nižšou hodnotou ako je hodnota emisie daného pásma alebo s hodnotou nižšou o vopred určenú intenzitu, ako sú maximálne hodnoty emisie v priľahlých oblastiach (najmä hlavný emisný vrchol erbia v oblasti kratších vlnových dĺžok ako sú vlnové dĺžky zodpovedajúce poklesu emisie a sekundárny vrchol emisie v oblasti dlhších vlnových dĺžok); z výsledkov merania vyplýva, že hodnoty vopred určeného poklesu, ktoré sú väčšie ako 0,5 dB, a najmä hodnoty vyššie ako 1 dB, majú pozorovateľný účinok.

Ukázalo sa tiež, že použitie úzkopásraového filtra u zosilňovača zapojeného na linke v kaskáde s niekolkými ďalšími zosilňovačmi umožňuje obmedzenie intenzity hlavného vrcholu emisnej krivky a generovanie v podstate plochej krivky zosilnenia pre jednotlivé zosilňovače, ale neumožňuje potlačenie vyššie popísaného javu.

Úzkopásmový filter zrejme v konfigurácii niekolkých zosilňovačov zapojených v kaskáde vytvára útlmový článok v zóne krátkych vlnových dĺžok, na ktoré je nastavený. Tento účinok sa nevyhnutne rozširuje na zónu poklesu emisnej krivky; takýto účinok útlmu sa pridáva k účinku vyššie popísanému fenoménu saturácie a spôsobuje ďalšie zhoršenie úrovne signálu s vlnovou dĺžkou spadajúcou do takejto oblasti poklesu alebo do lokálneho minima.

Použitie ekvivalentného filtra prispôsobeného pre útlm alebo iné obmedzenie emisie hlavného vrcholu, ako je napríklad popísané v patentovom spise EP 426 222, nevedie k významným diferenciám vo výkone.

Podľa výsledkov tohto vynálezu by mal obsah lantánu v jadre vlákna byť vyšší ako 0,1 % na mól a obsah germánia vyšší ako 5 % na mól, pomer Ge/La by sa pritom mal udržiavať okolo hodnoty 50 a za všetkých okolností medzi 10 a 100.

Prítomnosť lantánu v jadre optického vlákna umožňuje implementáciu väčšieho množstva germánia a hliníka, takže sa dosiahne vysoká hodnota číselnej apertúry (vyššia ako 0,18, a ak možno aspoň 0,2), ktorá prináša dôležité výhody v podobe zvýšenia účinnosti zosilnenia a rovnomernejšej odozvy v celom pásme.

Prítomnosť lantánu dalej umožňuje zvýšiť obsah erbia vo vlákne bez toho, aby vzrástol jav zhlukovania častíc; obsah erbia by mal dosahovať hodnoty medzi 20 a 5000 ppm alebo prednostne medzi 100 a 1000 ppm.

Optické vlákna popísané podrobne v súvislosti so zosilňovačmi zapojenými na prenosovej linke môžu byt v súlade s výsledkami tohto vynálezu vhodne použité taktiež v predzosilňovači, t.j. v zosilňovači konštruovanom pre príjem signálu s veľmi nízkou intenzitou (napríklad -50 dB) a jeho zosilnenie pred odoslaním na prijímacie zariadenie.

Ďalej možno konštatovať, že zatiaí čo boli popísané zosilňovače s dvoma optickými stavmi, ktoré používajú dve následné a oddelené dávky energie čerpanej do aktívneho vlákna, v súlade s výsledkami tohto vynálezu je možné vytvoriť tiež jednostavové zosilňovače, napríklad podľa postupu konštrukcie, ktorý je znázornený na diagramoch patentov už prv uvádzaných EP 426 222 a EP 439 867. Ďalej je možné použiť spoločne zosilňovače odlišného typu, napríklad jedno-stavové a dvoj-stavové zosilňovače zapojené v jednej zostave.

Okrem toho je možné pre špeciálne účely v dvoj-stavových zosilňovačoch pre jeden stav použiť jedno samotné vlákno podlá tohto vynálezu.

Na druhej strane osoba s dobrými skúsenosťami v danom odbore, ktorá berie do úvahy vyššie uvedené poznatky, bude schopná rozpoznať špecifické prevádzkové podmienky a určiť špecifický obsah prímesí prispôsobený pre konkrétnu aplikáciu tak, aby sa dosiahli stanovené výsledky odozvy.

V rámci poznatkov vyplývajúcich z tejto prihlášky vynálezu môže byt skúsený pracovník pri príprave vláken s hlavnou prímesou (v oblasti telekomunikačných prenosov prednostne erbium), ktorá vykazuje fluorescenciu v požadovanom rozsahu vlnových dĺžok, v kombinácii so sekundárnymi látkami, ktoré s hlavnou prímesou interagujú, schopný určiť špecifické látky alebo ich kombinácie a príslušné dávky tak, aby získal rôzne variácie emisnej krivky vlákna, ktoré budú zodpovedať požadovanému výkonu zosilňovačov a signálnych systémov (lasery, optické gyroskopy a podobne a tiež zostavy prenosových, telekomunikačných a meracích systémov, do ktorých sú tieto funkčné prvky začlenené) a požadované parametre z hľadiska pomeru signálu k šumu v určenom pásme.

V špecifickej oblasti, ktorá je predmetom zvláštneho záujmu prihlasovateľa, sa výskum obmedzil na erbium ako hlavnú fluorescenčnú prímes a na Ge, Al, La dodávané do vlákna vo forme kysličníkov ako sekundárnej prímesi, pretože výsledky tohto riešenia sú dostatočné na riešenie stanovených technických problémov.

Poznatky, ktoré poskytujú výsledky uvedené v tejto prihláške vynálezu, budú využité kvalifikovanými odborníkmi pri riešení ich vlastných problémov, ktoré môžu mat podobný alebo odlišný charakter vzhľadom k tu popísanej problematike, za predpokladu, že majú rovnaké technické zázemie. Výsledky popísané v tejto prihláške vynálezu môžu byť využité pri výskume rôznych špecifických prímesi a ich dávkovania, pri uvádzaní do praxe a využití rovnakých funkčných vzťahov medzi výsledkami

a použitými prostriedkami.
Pracovník, ktorý pozná túto oblasť oprávnený vynechať jednotlivé prísady alebo	techniky, nie je skupiny prísad na

dokončenie ich kombinácie spolu, i keď sú dodané samostatne. Tieto dávajú nedostatočné výsledky v systéme majúcom požiadavky na pomer signálu k šumu, pretože ich kombinácia schopná poskytnúť lepšie výsledky vyplýva a je jasná z popisu tohto vynálezu.

Claims (44)

1. PATENTOVÉ NÁROKY ?ν W-SJ

   1. Spôsob dosiahnutia potrebnej úrovne pomeru optického signálu k šumu na strane príjmu signálu, vo vopred určenom pásme vlnových dĺžok optického telekomunikačného systému, vyznačujúci sa tým, že obsahuje:

   - vysielač optického signálu,

   - prijímač optického signálu,

   - komunikačnú linku tvorenú optickým vláknom, ktorá spája vysielač a prijímač,

   - aspoň jeden optický zosilňovač s aktívnym vláknom umiestnený na zmienenej komunikačnej linke, kde uvedené aktívne vlákno vykazuje emisnú krivku s vysokou zónou emisie v rozsahu vlnových dĺžok, ktoré zahrňuje vopred určené vlnové pásmo, ktoré vykazuje relatívny pokles emisie vzhíadom k susedným zónam, pričom vylepšenie charakteristiky spočíva v znížení zmieneného poklesu emisnej krivky pomocou vhodného výberu a dávkovania prímesí, ktorými sa dotuje aktívne vlákno.
2. 2. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vopred určené vlnové pásmo je definované v rozsahu 1530 až 1560 nm.
3. 3. Spôsob podía nároku 2, vyznačujúci sa tým, že vopred určené vlnové pásmo je definované v rozsahu 1525 až 1560 nm.
4. 4. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že potrebný pomer optického signálu k šumu je, merané v šírke filtrovaného signálu 0,5 nm, väčší ako 15 dB.
5. 5. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pri vhodnom uložení zahrňuje zmienený systém aspoň dva optické zosilňovače s aktívnym vláknom zapojené v sérii na komunikačnej linke s optickým vláknom.
6. 6. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že voíba prímesi pridanej do vlákna zahrňuje pri uvedenom spôsobe podía tohto vynálezu použitie fluorescenčnej prímesi a aspoň ešte jednej prímesi, ktorá interaguje s hlavnou prímesou v mriežke skleneného materiálu aktívneho vlákna a znižuje pokles emisie na hodnotu nižšiu ako 1 dB vzhladom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma.
7. 7. Spôsob podlá nároku 6, vyznačujúci sa tým, že ako hlavná prímes pridaná do vlákna sa volí erbium (vo forme kysličníka) a aspoň dve sekundárne prímesi vzájomne pôsobiace s hlavnou prímesou v jadre aktívneho vlákna.
8. 8. Spôsob podlá nároku 7, vyznačujúci sa tým, že ako hlavná prímes pridaná do vlákna sa volí erbium a ako sekundárne prímesi vzájomne pôsobiace s hlavnou prímesou v jadre aktívneho vlákna sa volí germánium, hliník a lantán, vo forme príslušných kysličníkov.
9. 9. Spôsob optickej telekomunikácie obsahujúci tieto kroky:

   - generovanie aspoň jedného optického signálu s vopred definovanou vlnovou dĺžkou v určitom vlnovom pásme,

   - vysielanie optického signálu zo zdroja do optického vlákna telekomunikačnej linky,

   - zosilnenie uvedeného optického signálu aspoň jedným optickým zosilňovačom s aktívnym vláknom, a

   - príjem signálu v prijímacom zariadení, vyznačujúci sa tým, že aktívne vlákno aspoň jedného použitého zosilňovača obsahuje hlavnú fluorescenčnú prímes a najmenej jednu ďalšiu sekundárnu prímes, ktorá s ňou vzájomne pôsobí v matrici skleneného materiálu aktívneho vlákna, a generuje zosilnené uvedeného optického signálu s vopred určenou vlnovou dĺžkou v optickom zosilňovači, merané vzhladom k vstupnému výkonu < -20 dB, zosilnenie sa líši o menej ako 1,6 dB od zodpovedajúceho zosilnenia signálu s odlišnou vlnovou dĺžkou daného pásma, pri nevyužití filtračných členov.
10. 10. Spôsob optickej telekomunikácie, obsahujúci tieto kroky:

    - generovanie aspoň jedného optického signálu s vopred definovanou vlnovou dĺžkou v určitom vlnovom pásme,

    - vysielanie optického signálu zo zdroja do optického vlákna telekomunikačnej linky,

    - zosilnenie uvedeného optického signálu aspoň jedným optickým zosilňovačom s aktívnym vláknom, a

    - príjem signálu v prijímacom zariadení, vyznačujúci sa tým, že jadro kremíkového aktívneho vlákna aspoň jedného použitého zosilňovača obsahuje hlavnú fluorescenčnú prímes a najmenej jednu ďalšiu sekundárnu prímes, ktorá s ňou vzájomne pôsobí tak, že pomer optického šumu k signálu v prijímači, meranom vo vyfiltrovanej šírke pásma 0,5 nm, nie je menší ako 15 dB pre signály s vlnovou dĺžkou v danom pásme.
11. 11. Spôsob optickej telekomunikácie podlá nároku 10, vyznačujúci sa tým, že pomer optického signálu k šumu v prijímači, meraný vo vyfiltrovanej šírke pásma 0,5 nm, s hodovou väčšou ako 15 dB, je zaručený pre aspoň dva signály s rôznymi vlnovými dĺžkami daného pásma, ktoré vstupujú do zosilňovača súčasne, merané pre vydelené jednotlivé signály.
12. 12. Spôsob optickej telekomunikácie podlá nároku 9 alebo 10, vyznačujúci sa tým, že sa vykonáva krok, kedy sa zosilnenie optického signálu vykoná najmenej dvakrát pomocou príslušných optických zosilňovačov s aktívnym vláknom zapojených do série na komunikačnej linke optického vlákna.
13. 13. Spôsob optickej telekomunikácie podlá nároku 9 alebo 10, vyznačujúci sa tým, že vlnová dĺžka daného pásma je v rozsahu od 1530 do 1560 nm.
14. 14. Spôsob optickej telekomunikácie podlá nároku 13, vyznačujúci sa tým, že vlnová dĺžka daného pásma je v rozsahu od 1525 do 1560 nm.
15. 15. Spôsob optickej telekomunikácie podía nároku 9 alebo 10, vyznačujúci sa tým, že optický zosilňovač obsahuje aktívne vlákno s jadrom dotovaným erbiom ako hlavnou fluorescenčnou prímesou a ďalej dotovaný najmenej dvoma ďalšími sekundárnymi prímesami, ktoré sú vo vzájomnej súčinnosti s hlavnou prímesou.
16. 16. Spôsob optickej telekomunikácie podía nároku 15, vyznačujúci sa tým, že ako sekundárne prímesi, ktoré sú vo vzájomnej súčinnosti s hlavnou prímesou, sa prevažne volí hliník, germánium a lantán, alebo ich oxidy.
17. 17. Telekomunikačný systém obsahujúci:

    - vysielaciu stanicu, ktorá generuje optické signály vo vopred definovanom pásme vlnových dĺžok,

    - prijímaciu stanicu,

    - optické vlákno, ktoré vytvára komunikačnú linku medzi prijímacou a vysielacou stanicou,

    - najmenej dva optické zosilňovače s aktívnym vláknom zapojené v sérii na komunikačnej linke, pričom všetky prvky telekomunikačného systému sú funkčne prepojené tak, aby mohli byť prenášané optické signály z vysielacej stanice do prijímacej stanice, vyznačujúci sa tým, že aspoň jeden optický zosilňovač obsahuje kremíkové aktívne optické vlákno s jadrom dotovaným najmenej jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a aspoň jednou sekundárnou prímesou, pričom ich operatívne prepojenie zaručuje na príjme pomer optického signálu k šumu, meraný vo vyfiltrovanom pásme o šírke 0,5 nm, nie menší ako 15 dB pre signály s vlnovou dĺžkou v danom pásme.
18. 18. Telekomunikačný systém podía nároku 17, vyznačujúci sa tým, že pomer optického signálu k šumu v prijímači, merané vo vyfiltrovanom pásme so šírou 0,5 nm nie je menší ako 15 dB pre dva signály s odlišnou vlnovou dĺžkou v danom pásme, ktoré súčasne prichádzajú na vstup zosilňovača, pre jednotlivé signály.

    3619. Telekomunikačný systém podlá nároku 17, vyznačujúci sa tým, že hlavnou fluorescenčnou prísadou je erbium v podobe jeho kysličníkov.
19. 20. Telekomunikačný systém podlá nároku 17, vyznačujúci sa tým, že sekundárnymi prísadami sú hliník, germánium a lantán vo forme príslušných kysličníkov.
20. 21. Telekomunikačný systém podlá nároku 17, vyznačujúci sa tým, že vopred určené prenosové pásmo je definované v rozsahu 1530 a 1560 nm.
21. 22. Telekomunikačný systém podlá nároku 17, vyznačujúci sa tým, že sú zapojené najmenej tri optické zosilňovače v sérii na linke.
22. 23. Telekomunikačný systém podlá nároku 22, vyznačujúci sa tým, že aspoň jeden zo sériovo zapojených optických zosilňovačov má aktívne vlákno s jadrom dotovaným hliníkom, germániom, lantánom a erbiom vo forme príslušných kysličníkov.
23. 24. Aktívne vlákno optického zosilňovača, obsahujúce:

    - najmenej jedno kremíkové aktívne vlákno,

    - prostriedky čerpania energie pre aktívne vlákno, prispôsobené pre potrebný optický príkon príslušnej vlnovej dĺžky svetla,

    - väzobné členy medzi aktívnym vláknom čerpajúcim optickú energiu a jedným alebo viacerými prenosovými signálmi s vlnovými dĺžkami spadajúcimi do vopred definovaného prenosového pásma, vyznačujúce sa tým, že aktívne optické vlákno má jadro dotované najmenej jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a najmenej jednou sekundárnou prímesou, ktorých funkčná interakcia zaručuje maximálny rozdiel zosilnenia medzi dvoma prenosovými signálmi s odlišnou vlnovou dĺžkou, z daného pásma, meraný pri vstupnom výkone < 20 dB, ktorý je menší ako 2,5 dB, pri absencii zapojenia filtračných členov na aktívnom vlákne.
24. 25. Aktívne vlákno optického zosilňovača podlá nároku 24, vyznačujúce sa tým, že hlavnou fluorescenčnou prímesou je erbium vo forme kysličníka.
25. 26. Aktívne vlákno optického zosilňovača podlá nároku 25, vyznačujúce sa tým, že sekundárnymi prímesami sú hliník, germánium a lantán, vo forme príslušných kysličníkov.
26. 27. Aktívne vlákno optického zosilňovača podlá nároku 24, vyznačujúce sa tým, že optický zosilňovač s aktívnym vláknom vykazuje vo vopred definovanom vlnovom pásme emisnú krivku bez poklesov s hodnotou vyššou ako 1 dB vzhľadom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma.
27. 28. Aktívne vlákno optického zosilňovača podlá nároku 27, vyznačujúce sa tým, že vo vopred definovanom vlnovom pásme je emisná krivka bez poklesov s hodnotou vyššou ako 0,5 dB vzhľadom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma.
28. 29. Aktívne vlákno optického zosilňovača podlá nároku 24, vyznačujúce sa tým, že vopred definované prenosové pásmo sa volí medzi 1525 a 1560 nm a prednostne medzi 1530 a 1560 nm.
29. 30. Aktívne vlákno optického zosilňovača podlá nároku 24, vyznačujúce sa tým, že uvedené aktívne vlákno má číselnú apertúru väčšiu ako 0,15.
30. 31. Aktívne vlákno optického zosilňovača podía nároku 24, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z dvoch kremíkových aktívnych vlákien opatrených príslušnými čerpacími prvkami, pričom aspoň jedno z nich má jadro dotované najmenej jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a najmenej jednou sekundárnou prímesou, ktorých funkčná interakcia zaručuje maximálny rozdiel zosilnenia medzi dvoma prenosovými signálmi s odlišnou vlnovou dĺžkou, z daného pásma, merané pri vstupnom výkone < - 20 dB, ktorý je menší ako 2,4 dB, pri absencii zapojenia filtračných členov na aktívnom vlákne.
31. 32. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, vyznačujúce sa tým, že hodnota číselnej apertúry je väčšia ako 0,15 a jadro vlákna je dotované aspoň jednou hlavnou fluorescenčnou prímesou a najmenej jednou sekundárnou prímesou, ktorých funkčná interakcia zaručuje pri čerpaní svetelnej energie do samotného vlákna priebeh emisnej krivky vo vopred definovanom vlnovom pásme bez poklesov s hodnotou vyššou ako 1 dB vzhíadom k emisnej hodnote v aspoň v jednej susednej zóne daného pásma.
32. 33. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 32, vyznačujúce sa tým, že emisná krivka má zníženú hodnotu nie vyššiu ako 0,5 dB vzhíadom k emisnej hodnote v aspoň jednej susednej zóne daného pásma.
33. 34. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 32, vyznačujúce sa tým, že hlavnou fluorescenčnou prímesou je erbium vo forme kysličníka.
34. 35. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 34, vyznačujúce sa tým, že sekundárnymi prímesami sú hliník, germánium a lantán, vo forme príslušných kysličníkov.
35. 36. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 34, vyznačujúce sa tým, že obsah lantánu v jadre vlákna, v podobe kysličníka, je väčší ako 0,1 % na mól.
36. 37. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 35, vyznačujúce sa tým, že obsah lantánu v jadre vlákna, v podobe kysličníka, je na úrovni rovnej alebo väčšej ako 0,2 % na mól.
37. 38. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 35, vyznačujúce sa tým, že obsah germánia v jadre vlákna, v podobe kysličníka, je vyšší ako 5 % na mól.
38. 39. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podlá nároku 38, vyznačujúce sa tým, že molárny pomer medzi obsahom germánia a obsahom lantánu, v podobe kysličníkov, spadá do rozmedzí 10 až 100.
39. 40. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podía nároku 38, vyznačujúce sa tým, že hodnota molárneho pomeru medzi obsahom germánia a obsahom lantánu, v podobe kysličníkov, je okolo 50.
40. 41. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podía nároku 34, vyznačujúce sa tým, že obsah hliníka v jadre vlákna, v podobe kysličníka, je vyšší ako 1 % na mól.
41. 42. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, pódia nároku 41, vyznačujúce sa tým, že obsah hliníka v jadre vlákna, v podobe kysličníka, je vyšší ako 2 % na mól.
42. 43. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, pódia nároku 34, vyznačujúce sa tým, že obsah erbia v jadre vlákna, vyjadrený ako kysličník, je v rozsahu 20 až 5000 ppm na mól.
43. 44. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, podía nároku 43, vyznačujúce sa tým, že obsah erbia v jadre vlákna, vyjadrený ako kysličník, je v rozsahu 100 až 1000 ppm na mól.
44. 45. Aktívne vlákno, predovšetkým pre optické zosilňovače, pódia nároku 34, vyznačujúce sa tým, že číselná apertúra optického vlákna je v vyššia ako 0,18.