Длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель, использующий затравочный пучок

 

Изобретение относится к волоконно-оптическим усилителям. Длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель включает оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом, источник излучения накачки, источник затравочного пучка, соединитель затравочного пучка. Технический результат изобретения: улучшение характеристики неравномерности коэффициента усиления, большая эффективность усиления, когда длина оптического волокна и интенсивности оптического сигнала и излучения накачки меняются. 2 с. и 6 з.п. ф-лы. 5 ил.

Приоритет Приоритет настоящей заявки устанавливается в соответствии с заявкой, озаглавленной "L-band Optical Fiber Amplifier Using Seed Beam", поданной в Ведомство промышленной собственности Кореи 23 июня 1999 года, которой присвоен серийный номер 99-23777, содержание которой упомянуто здесь для сведения.

Предпосылки создания изобретения 1. Область изобретения Изобретение в основном относится к волоконно-оптическому лазерному усилителю и, в частности, к длиннополосному волоконно-оптическому лазерному усилителю, использующему усиление оптического волокна, легированного редкоземельным элементом.

2. Уровень техники Передача с уплотнением по длине волны (УДВ) является одной из схем передачи информации, использующей оптические волокна, в которых диапазон длин волн оптического волокна разделяется на множество каналов, каналы уплотняются, и, таким образом, сигналы различных длин волн передаются через оптическое волокно в одно и то же время, в результате чего возрастает объем передаваемой информации.

Множество оптических усилителей используется между передатчиком и приемником в системе УДВ передачи для компенсации ослабления сигнала, связанного с передачей на большие расстояния. Одним из оптических усилителей является оптико-волоконный лазерный усилитель, включающий оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом, таким как эрбий (Еr), и источник накачки, аналогичный лазерному диоду накачки. Кроме эрбия, редкоземельными элементами являются иттербий (Yr) и неодим (Nd).

Оптико-волоконные лазерные усилители, легированные эрбием, подразделяются на оптико-волоконные лазерные усилители с традиционной полосой усиления, использующие диапазон от 1528 до 1562 нм в качестве полосы усиления, и длиннополосные оптико-волоконные лазерные усилители, использующие диапазон от 1575 до 1605 нм в качестве полосы усиления. В частности, длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель называется оптико-волоконным лазерным усилителем на длине 1,58 мкм по отношению к традиционному оптико-волоконному лазерному усилителю, использующему полосу усиления в диапазоне между 1,52-1,56 мкм.

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид традиционного длиннополосного оптико-волоконного лазерного усилителя. На фиг.1 традиционный длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель 100 включает входной терминал 102, первый оптрон 104, первый оптический соединитель 106, первый световой источник накачки 108, оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом 110, второй оптический соединитель 112, второй световой источник накачки 114, второй оптрон 116, выходной терминал 118.

Длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель 100 принимает световой сигнал от источника светового сигнала передатчика через входной терминал 102. Первый оптический соединитель 106 объединяет световой сигнал с идущим в прямом направлении световым сигналом накачки, принимаемым от первого светового источника накачки 108, и подает объединенный световой пучок на передний конец оптического волокна 110. Идущий в обратном направлении световой пучок накачки, генерированный вторым световым источником накачки 114, подается на задний конец оптического волокна 110 через второй оптический соединитель 112.

Световой сигнал усиливается благодаря индуцированному излучению ионов редкоземельного элемента (например, ионов эрбия), возбужденных идущим в прямом и обратном направлении световым пучком накачки в оптическом волокне 110. В направлении усиления генерируется усиленное спонтанное излучение. Усиленный световой сигнал и усиленное спонтанное излучение подаются на выходной терминал 118 через задний конец оптического волокна 110.

Первый оптрон 104 действует так, чтобы блокировать световой пучок усиленного спонтанного излучения, идущий в обратном направлении и отраженный от переднего конца оптического волокна 110 и направленный назад ко входному терминалу 102 от повторного попадания в оптическое волокно 110 и, таким образом, уменьшения эффективности усиления. Второй оптрон 116 действует так, чтобы блокировать световой пучок усиленного спонтанного излучения, идущий от заднего конца оптического волокна 110 и отраженный назад от выходного терминала 118, от повторного попадания в оптическое волокно 110 и, таким образом, уменьшения эффективности усиления оптического волокна 110.

Длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель 100 использует в качестве среды усиления оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом, имеющее длину от 5 до 20 раз большую, чем в усилителе оптического волокна с традиционной полосой усиления. За счет более длинного оптического волокна, легированного редкоземельным элементом, коэффициент усиления традиционной полосы усиления уменьшается, но коэффициент усиления длинной полосы относительно увеличивается, позволяя использовать длинную полосу усиления в качестве новой полосы длин волн для передачи. Следовательно, оптическое волокно может использоваться в качестве длиннополосного оптико-волоконного лазерного усилителя, т.е. световой пучок усиленного спонтанного излучения, генерированный благодаря индуцированному излучению ионов редкоземельного элемента, возбужденных световым источником накачки, усиливает длиннополосный световой сигнал в длиннополосном волоконно-оптическом лазерном усилителе 100.

Между тем, эффективность накачки волоконно-оптического лазерного усилителя пропорциональна пиковой мощности, а не полной мощности накачки. Следовательно, излучение накачки с высокой полной мощностью, но низкой пиковой мощностью уменьшает эффективность накачки и, таким образом, эффективность усиления оптико-электронного лазерного усилителя.

Традиционный длиннополосный оптико-волоконный усилитель 100, как установлено выше, усиливает длиннополосный световой сигнал со световым пучком усиленного спонтанного излучения традиционной полосы, генерированным благодаря индуцированному излучению ионов редкоземельного элемента, возбужденных за счет излучения накачки, выходящего из светового источника накачки.

Усиленное спонтанное излучение традиционной полосы характеризуется высокой полной мощностью и низкой пиковой мощностью благодаря его широкой полосе длин волн, т.е. чем выше полная мощность усиленного спонтанного светового излучения в качестве излучения накачки при каждой длине волны, тем больше получается возбужденных ионов редкоземельного элемента в оптическом волокне 110, что означает, что длиннополосный световой сигнал может усиливаться эффективно. Однако природа усиленного спонтанного светового излучения приводит к уменьшению эффективности усиления длиннополосного светового сигнала.

Традиционный длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель 100 имеет небольшое отличие коэффициента усиления между световыми сигналами для различных длин волн, проявляя хорошую неравномерность коэффициента усиления по сравнению с традиционным оптико-волоконным лазерным усилителем. Здесь неравномерность коэффициента усиления определяется как разница между максимальным и минимальным коэффициентом усиления. Однако, если длина оптического волокна 110 и интенсивности входного светового сигнала и излучения накачки изменяются, то длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель 110 в результате имеет увеличенную разницу коэффициента усиления для различных длин волн, проявляя плохую неравномерность коэффициента усиления, подобно традиционному усилителю оптического волокна. Следовательно, когда световой сигнал принимается на входной терминал через множество оптико-волоконных лазерных усилителей или промежуточных узлов, интенсивность входного оптического сигнала значительно изменяется. Следовательно, разница коэффициента битовой ошибки между каналами увеличивается, и в результате происходит искажение сигнала. Вышеописанный длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель (фиг. 1) является наиболее близким аналогом заявленного технического решения и описан в книге А.Б. Иванова "Волоконная оптика". - Москва, из-во Сайрус Системс,1999 г., стр. 104-119).

Краткое описание изобретения Следовательно, целью настоящего изобретения является создание длиннополосного оптико-волоконного лазерного усилителя с увеличенной эффективностью длиннополосного усиления.

Другой целью настоящего изобретения является создание длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя с улучшенной неравномерностью коэффициента усиления по отношению к длинам волн светового сигнала путем регулировки длин волн на выходе источника затравочного пучка в соответствии с изменением интенсивности входного светового сигнала и излучения накачки. Перечисленные выше цели достигаются за счет создания длиннополосного оптико-волоконного лазерного усилителя. Длиннополосный оптико-волоконный лазерный усилитель включает оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом, по меньшей мере один световой источник накачки для облучения излучением накачки оптического волокна, источник затравочного пучка для излучения затравочного пучка в заданной полосе длин волн и соединитель затравочного пучка, расположенный между входным терминалом и оптическим волокном, для объединения входного светового сигнала с затравочным пучком и подачи объединенного светового пучка в прямом направлении в оптическое волокно.

Краткое описание чертежей Перечисленные выше и другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего детального описания, которое дается с сопровождающимися чертежами, на которых: фиг. 1 представляет собой схематичный вид традиционного длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя; фиг. 2 представляет собой схематичный вид предпочтительного варианта реализации длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя в соответствии с настоящим изобретением; фиг.3 представляет собой схематичный вид другого предпочтительного варианта реализации длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 4 представляет собой график, показывающий выходные характеристики длиннополосных волоконно-оптических лазерных усилителей в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения; и
фиг. 5 представляет собой график, показывающий характеристики коэффициента усиления по отношению к длинам волн затравочных пучков в длиннополосном волоконно-оптическом лазерном усилителе в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения
Ниже описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. В следующем описании хорошо известные функции или конструкции подробно не описываются, так как они перегрузили бы изобретение деталями, которые не являются необходимыми.

В настоящем изобретении предпринимается попытка создать длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель, который может увеличивать эффективность усиления и управлять характеристиками неравномерности коэффициента усиления по отношению к длинам волн, использующий затравочные пучки, излучаемые источником затравочного пучка.

Фиг. 2 представляет собой схематичный вид длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя в соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения, где затравочный пучок излучается источником затравочного пучка в прямом направлении по отношению к оптическому волокну.

На фиг. 2 длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель 200 включает входной терминал 202, соединитель затравочного пучка 204, источник затравочного пучка 206, первый оптрон 208, первый оптический соединитель 210, первый световой источник накачки 212, оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом 214, второй оптический соединитель 216, второй световой источник накачки 218, второй оптрон 220, выходной терминал 222.

На входном терминале 202 принимается световой сигнал от источника светового сигнала передатчика, включающий световое длиннополосное излучение в диапазоне от 1575 до 1605 нм.

Источник затравочного пучка 206 генерирует затравочный пучок заданной полосы длин волн. Источник затравочного пучка 206 может быть светодиодом или лазерным диодом, который излучает затравочные пучки в традиционной полосе между 1525 и 1570 нм, предпочтительно между 1555 и 1563 нм.

Соединитель затравочного пучка 204 объединяет затравочный пучок, излучаемый источником затравочного пучка 206 со световым сигналом, принимаемым на входном терминале 202, и подает объединенный световой пучок на первый оптический соединитель 210. В качестве соединителя затравочного пучка 204 используется типичный оптический соединитель.

При затравочном пучке с длиной волны излучения между 1555 и 1563 нм, используемом в оптическом волокне 214, коэффициент усиления длиннополосного оптико-волоконного лазерного усилителя составляет вплоть до от 26 до 27 дБ и мало изменяется, как показано на фиг.5.

Затравочный пучок усиливается в то время, как проходит через передний конец оптического волокна 214, возбуждаемого световым излучением накачки. Усиленный затравочный пучок возбуждает задний конец оптического волокна 214, таким образом усиливая длиннополосный световой сигнал. Длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель 200 настоящего изобретения усиливает длиннополосный световой сигнал с возрастанием полной мощности первоначально усиленного затравочного сигнала. В результате эффективность усиления длиннополосного светового сигнала возрастает.

Первый оптрон 208 предотвращает искажение входного светового сигнала за счет блокировки обратного усиленного спонтанного светового излучения, направленного от переднего конца оптического волокна 214 к входному терминалу 202.

Первый световой источник накачки 212 создает излучение накачки на заданной длине волны. Лазерный диод накачки для создания излучения накачки на длине волны 980 или 1480 нм используется в качестве первого светового источника накачки 212.

Первый оптический соединитель 210 объединяет световой сигнал, соединенный с затравочным пучком, с излучением накачки и подает результирующее излучение в прямом направлении к переднему концу оптического волокна 214.

Оптическое волокно 214 легируется редкоземельным элементом и служит в качестве среды усиления светового сигнала в длиннополосном волоконно-оптическом лазерном усилителе 200. В качестве оптического волокна 214 используется EDF, характеризуемое минимальными потерями на длине волны 1550 нм. Усиление происходит в оптическом волокне 214 за счет взаимной реакции затравочного пучка, светового сигнала и идущего в прямом и обратном направлении излучения накачки, принимаемых через передний и задний концы оптического волокна 214.

Длиннополосный световой сигнал усиливается за счет реакции между усиленным спонтанным световым излучением и затравочным пучком. Спонтанное световое излучение имеет низкую эффективность усиления для длиннополосного светового сигнала, так как его полная энергия для всех длин волн является высокой, а пиковая мощность является низкой для каждой длины волны. Однако затравочный пучок, принимаемый в прямом направлении от источника затравочного пучка 206, усиливается. Результирующее увеличение его пиковой мощности, которое служит в качестве возбуждающего излучения, увеличивает эффективность усиления длиннополосного светового сигнала.

Т. е. эффективность усиления светового сигнала увеличивается при более высокой пиковой мощности излучения накачки на данной длине волны. Длиннополосный световой сигнал, усиленный в оптическом волокне 214, подводится к выходному терминалу 22 через задний конец оптического волокна 214.

Второй источник излучения накачки 218 создает излучение накачки на заданной длине волны. Лазерный диод накачки для создания излучения накачки на длине волны 980 или 1480 нм используется в качестве второго светового источника накачки 218.

Второй оптический соединитель 216 выводит идущее в обратном направлении излучение накачки, принимаемое от второго источника излучения накачки 218, к заднему концу оптического волокна 214.

Второй оптрон 220 предотвращает уменьшение эффективности усиления оптического волокна 214 за счет блокировки усиленного светового сигнала и усиленного спонтанного светового излучения, выходящего через задний конец оптического волокна 214 и отраженного затем от выходного терминала 222, от повторного падения на задний конец оптического волокна 214.

В то время, как первый вариант реализации настоящего изобретения был описан в контексте длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя оптического волокна, использующего двухкоординатный механизм накачки, показанный на фиг. 2, квалифицированным специалистам ясно, что настоящее изобретение применимо к длиннополосному волоконно-оптическому лазерному усилителю, использующему один из прямых и обратных механизмов накачки.

Фиг. 3 представляет собой схематичный вид длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя в соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения, где затравочный пучок, излучаемый источником затравочного пучка, используется в оптическом волокне в обратном направлении.

На фиг.3 длиннополосный усилитель оптического волокна 300 включает входной терминал 302, первый оптрон 304, первый оптический соединитель 306, первый световой источник накачки 308, оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом 310, второй оптический соединитель 312, второй световой источник накачки 314, соединитель затравочного пучка 316, второй оптрон 318, источник затравочного пучка 320, третий оптрон 322 и выходной терминал 324.

На входном терминале принимается световой сигнал от источника светового сигнала передатчика, включающий световое длиннополосное излучение в диапазоне от 1575 до 1605 нм.

Первый оптрон 304 предотвращает искажение входного светового сигнала за счет блокировки обратного усиленного спонтанного светового излучения, направленного от переднего конца оптического волокна 310 ко входу 302.

Первый световой источник накачки 308 создает излучение накачки на заданной длине волны. Лазерный диод накачки для создания излучения накачки на длине волны 980 или 1480 нм используется в качестве первого светового источника накачки 308.

Первый оптический соединитель 306 объединяет входной световой сигнал с затравочным пучком, принимаемым от первого светового источника накачки 308, и подает объединенное излучение в прямом направлении к переднему концу оптического волокна 310.

Оптическое волокно 310 легируется редкоземельным элементом и служит в качестве среды усиления светового сигнала в длиннополосном волоконно-оптическом лазерном усилителе 300. В качестве оптического волокна 310 используется EDF. Усиление происходит в оптическом волокне 310 за счет взаимной реакции затравочного пучка, светового сигнала и идущего в прямом и обратном направлении излучения накачки, принимаемых через передний и задний концы оптического волокна 310.

Длиннополосный световой сигнал усиливается за счет реакции между усиленным спонтанным световым излучением и затравочным пучком. Спонтанное световое излучение имеет низкую эффективность усиления для длиннополосного светового сигнала, так как полная энергия для всех длин волн является высокой, а пиковая мощность является низкой для каждой длины волны.

Однако затравочный пучок, принимаемый в обратном направлении от источника затравочного пучка 320, усиливается. Результирующее увеличение его пиковой мощности, которое служит в качестве возбуждающего излучения, увеличивает эффективность усиления длиннополосного светового сигнала. Как описано со ссылкой на фиг.4, второй вариант реализации настоящего изобретения, где затравочный пучок входит в обратном направлении, имеет более низкую эффективность усиления длиннополосного светового сигнала по сравнению с первым вариантом реализации настоящего изобретения, где затравочный пучок подается в прямом направлении. Длиннополосный световой сигнал, усиливаемый в оптическом волокне 310, подводится к выходному терминалу 324 через задний конец оптического волокна 310.

Второй источник излучения накачки 314 создает излучение накачки на заданной длине волны. Лазерный диод накачки для создания излучения накачки на длине волны 980 или 1480 нм используется в качестве второго светового источника накачки 314.

Второй оптический соединитель 312 выводит идущее в обратном направлении излучение накачки, принимаемое от второго источника излучения накачки 314, к заднему концу оптического волокна 310.

Соединитель затравочного пучка 316 подводит затравочный пучок, излучаемый источником затравочного пучка 320, к заднему концу оптического волокна 310. В качестве соединителя затравочного пучка 316 используется типичный оптический соединитель, как и в первом варианте реализации настоящего изобретения.

Источник затравочного пучка 320 генерирует затравочный пучок в заданной полосе длин волн. Источником затравочного пучка 320 может быть светодиод или лазерный диод, который излучает затравочные пучки с длиной волны излучения между 1525 и 1570 нм в традиционной полосе, предпочтительно между 1555 и 1563 нм. При затравочном пучке между 1555 и 1563 нм, подаваемом к оптическому волокну 310, коэффициент усиления длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя составляет вплоть от 26 до 27 дБ и не изменяется, как показано на фиг.5.

Затравочный пучок входит в обратном направлении и усиливается в оптическом волокне 310 в то время, как он проходит через передний конец оптического волокна 310, возбужденного световым источником накачки. Усиленный затравочный пучок возбуждает задний конец оптического волокна 310, таким образом усиливая длиннополосный световой сигнал. Длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель 300 настоящего изобретения усиливает световой сигнал с увеличением полной мощности первоначально усиленного затравочного пучка. В результате эффективность усиления длиннополосного светового сигнала увеличивается.

Второй оптрон 318 блокирует световое излучение, выходящее из заднего конца оптического волокна 310, от передачи его к указанному источнику затравочного пучка 320.

Третий оптрон 322 предотвращает уменьшение эффективности усиления оптического волокна 310 за счет блокировки усиленного светового сигнала и спонтанного светового излучения, отраженного от выхода 324, от повторного падения на задний конец оптического волокна 310.

В то время, как второй вариант реализации настоящего изобретения был описан в контексте длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя оптического волокна, использующего двухкоординатный механизм накачки, показанный на фиг. 3, квалифицированным специалистам ясно, что настоящее изобретение применимо к длиннополосному волоконно-оптическому лазерному усилителю, использующему одну из прямых и обратных схем накачки.

Фиг. 4 представляет собой график, показывающий сравнение между выходными характеристиками коэффициента усиления длиннополосных волоконно-оптических лазерных усилителей в соответствии с первым и вторым вариантами реализации настоящего изобретения. Затравочный пучок подается в прямом направлении к оптическому волокну в первом варианте реализации изобретения, в то же время он подается в обратном направлении к оптическому волокну во втором варианте реализации настоящего изобретения.

Измерение осуществлялось при условиях, когда длина волны светового сигнала составляла 1595 нм при длинной полосе и длина волны на выходе из источника затравочного пучка составляла 1560 нм в традиционной полосе. Горизонтальная ось графика фиг.4 представляет показатели интенсивности на выходе источника затравочного пучка, и вертикальная ось представляет коэффициенты усиления G длиннополосных волоконно-оптических лазерных усилителей.

Длиннополосные волоконно-оптические лазерные усилители в соответствии с традиционной технологией и вариантами реализации настоящего изобретения тестировались при различной выходной интенсивности затравочного пучка -17, -12, -7, -2 и 3 дБ, отсчитываемых относительно уровня 1 МВт.

Как результат тестирования, коэффициент усиления длиннополосного волоконно-оптического лазерного усилителя без источника затравочного пучка составляет 1 дБ, отсчитываемый относительно уровня 1 МВт, и коэффициенты усиления длиннополосных волоконно-оптических лазерных усилителей в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения показаны на фиг.4. Коэффициент усиления для входного затравочного пучка прямого направления с выходной мощностью -7 дБ, отсчитываемой относительно уровня 1 МВт, составляет, например, 27 дБ. Для обратного входного затравочного пучка с той же мощностью коэффициент усиления составляет 22 дБ, т.е. настоящее изобретение дает коэффициенты усиления 28 дБ и 23 дБ, которые больше коэффициентов для традиционного длиннополосного усилителя оптического волокна.

Как отмечено в результатах тестов, длиннополосные волоконно-оптические лазерные усилители согласно настоящему изобретению увеличивают эффективность усиления длиннополосного светового сигнала за счет увеличения коэффициента усиления длиннополосного светового сигнала. Однако коэффициенты усиления слегка отличаются в соответствии со входным направлением (прямым или обратным) затравочного пучка. Входной затравочный пучок прямого направления приводит к более высокой эффективности усиления, чем входной затравочный пучок обратного направления.

Фиг. 5 представляет собой график, показывающий характеристики коэффициента усиления волоконно-оптического лазерного усилителя в соответствии с настоящим изобретением по отношению к длинам волн затравочного пучка. Горизонтальная ось представляет длины волн затравочного пучка, излучаемого источником затравочного пучка, и вертикальная ось представляет коэффициенты усиления длиннополосного усилителя оптического волокна.

Тестирование осуществлялось при условиях, когда три длиннополосных световых сигнала на различных длинах волн (1575, 1585 и 1595 нм) являются входными, и используется затравочный пучок - 15 дБ, отсчитываемых относительно уровня 1 МВт, прямого направления.

Оказывается, что традиционный длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель имеет коэффициенты усиления, лежащие в диапазоне от -3,96 до 10,8 дБ, и неравномерность коэффициента усиления приблизительно 14,76 дБ, в то время как длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель согласно настоящему изобретению имеет коэффициент усиления, изменяющийся в диапазоне от 25 до 27 дБ, и неравномерность коэффициента усиления 1 дБ или ниже с затравочным пучком длины волны от 1555 до 1563 нм. Например, если длина волны затравочного пучка составляет 1559 нм, коэффициент усиления и неравномерность коэффициента усиления составляют 26 дБ и 1 дБ или ниже соответственно в настоящем изобретении.

Как описано выше, длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель, использующий затравочный пучок в соответствии с настоящим изобретением, имеет преимущество, состоящее в том, что эффективность усиления длиннополосного светового сигнала увеличивается за счет усиления затравочного пучка с традиционной полосой и затем усиления длиннополосного светового сигнала с усиленным, в свою очередь, затравочным пучком, и неравномерность коэффициента усиления увеличивается по отношению к длинам волн за счет управления выходными длинами волн затравочного пучка в соответствии с изменяемой интенсивностью входного светового сигнала или излучения накачки.

В то время как изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты его реализации, квалифицированным специалистам будет понятно, что различные изменения формы и деталей могут быть сделаны без отступления от сути и объема изобретения, как определяется прилагаемой формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель включает оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом, по меньшей мере один световой источник накачки для облучения световым излучением накачки оптического волокна, источник затравочного пучка для излучения затравочного пучка в заданной полосе длин волн между 1525 до 1570 нм, причем регулировка длин волн на выходе источника затравочного пучка производится в соответствии с изменением интенсивности входного светового пучка и излучения накачки, соединитель затравочного пучка, расположенный между входным терминалом и оптическим волокном, для объединения входного оптического сигнала с затравочным пучком и подачи объединенного светового пучка в прямом направлении к оптическому волокну.

2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что источником затравочного пучка является лазерный диод.

3. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что затравочный пучок имеет длину волны от 1555 до 1563 нм.

4. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что оптическое волокно легировано эрбием (Еr).

5. Длиннополосный волоконно-оптический лазерный усилитель включает оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом, по меньшей мере один световой источник накачки для облучения световым излучением накачки оптического волокна, источник затравочного пучка для излучения затравочного пучка в заданной полосе длин волн между 1525 до 1570 нм, причем регулировка длин волн на выходе источника затравочного пучка производится в соответствии с изменением интенсивности входного светового пучка и излучения накачки, и соединитель затравочного пучка, расположенный между выходным терминалом и оптическим волокном, для объединения входного оптического сигнала с затравочным пучком и подачи объединенного светового пучка в обратном направлении к оптическому волокну.

6. Усилитель по п.5, отличающийся тем, что затравочный пучок имеет длину волны от 1555 до 1563 нм.

7. Усилитель по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает оптрон между источником затравочного пучка и соединителем затравочного пучка для предотвращения попадания в источник затравочного пучка светового излучения, выходящего из заднего конца оптического волокна.

8. Усилитель по п.5, отличающийся тем, что оптическое волокно легировано эрбием (Еr).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5