DE68906032T2 - Verstaerkung optischer signale. - Google Patents

Verstaerkung optischer signale.

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Description

  • Die Erfindung betrifft die Verstärkung optischer Signale.
  • In dem "Journal of The Optical Society of America" A-Vol. 2, Nr. 1/Januar 1985 wird auf den Seiten 84ff und 90ff eine optische Zweikernfaser zur Verstärkung optischer Signale beschrieben. Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das optische Signal in einen Kern der Faser und optische Pumpleistung in den anderen Kern eingekoppelt. Die zwei Kerne unterscheiden sich in ihrem Radius und/oder ihrem Brechungsindex, so daß die durch sie gebildeten Führungswege verschiedene Ausbreitungskonstanten aufweisen. Die Ausbreitungskonstanten der zwei Kerne verändern sich insbesondere in unterschiedlicher Weise mit der Wellenlänge, so daß sie nur bei einer Wellenlänge identisch sind. Die Parameter wurden so gewählt, daß diese Wellenlänge der Wellenlänge des optischen Signals entspricht und dieses somit in der von optischen Kopplungen bekannten Weise wiederholt zwischen den zwei Kernen übertragen wird.
  • Die Verstärkung des optischen Signals wurde durch nichtlineare Effekte, wie z.B. eine Dreiwellenmischung oder die stimulierte Raman-Streuung erreicht, die in den Bereichen auftritt, in denen sowohl das Signal als auch die Pumpleistung in dem gleichen Kern vorhanden sind. Die optische Pumpleistung hatte eine Wellenlänge von etwa 1000 nm und mußte mit einem sehr hohen Leistungspegel zugeführt werden, um die gewünschten nichtlinearen Effekte zu erzielen.
  • Mit der Erfindung soll der Ersatz geringerer Pumpleistungen sowie geringerer Wellenlängen-Pumpleistungen ermöglicht werden, so daß zur Erzeugung der Pumpleistung zuverlässigere, billigere, wirtschaftlichere und leichter erhältliche Halbleiterquellen verwendet werden können. Demgemäß nutzt die Erfindung die stimulierte Emission in einem Kern, der fluoreszierendes Material, wie z.B. seltene Erden enthält.
  • Erfindungsgemäß wird eine zur Verstärkung optischer Signale dienende optische Faserstruktur mit einer bestimmten Länge einer optischen Faser angegeben, die zwei gleichförmig beabstandete monomode optische Kerne aufweist, die in einer gemeinsamen Umhüllung angeordnet sind, um zwei optische Wege zu schaffen, wobei die optischen Eigenschaften mindestens der Kerne in der Weise verschieden sind, daß die zwei Wege unterschiedliche Ausbreitungskonstanten aufweisen, deren Werte bei einer vorbestimmten Kopplungs-Wellenlänge zusammenfallen. Insbesondere enthält dabei einer der Kerne ein fluoreszierendes Material, mit dem eine stimulierte Emission bei einer Wellenlänge erzeugt werden kann, die im wesentlichen die vorbestimmte Kopplungs-Wellenlänge ist.
  • Weiterhin schafft die Erfindung ein Verfahren zur Verstärkung eines optischen Signales unter Verwendung der beschriebenen optischen Faserstruktur, welches darin besteht, die Wellenlänge (λs) des optischen Signals, die Fluoreszenz-Wellenlänge des Materials des einen Kerns und die vorbestimmte Kopplungs-Wellenlänge im wesentlichen jeweils gleich groß festzusetzen; optische Pumpleistung mit einer anderen Wellenlänge (λp) in den einen Kern einzuspeisen, um das floureszierende Material anzuregen; das optische Signal in den anderen Kern einzuspeisen, so daß dieses aufgrund der optischen Kopplung wiederholt zwischen den zwei Kernen übertragen wird und bei Vorhandensein in dem einen Kern die stimulierte Emission des floureszierenden Materials im wesentlichen bei seiner Eigenfrequenz verursacht und dadurch verstärkt wird; sowie das verstärkte optische Signal aus der Faserstruktur auszufiltern, wenn es sich in dem anderen Kern befindet.
  • In der Praxis ist es zwar nicht einfach, Licht getrennt in die zwei Kerne einer Zweikernfaser einzuspeisen, dies kann jedoch am einfachsten durch die Verwendung von Linsen und/oder besonders ausgelegten Koppelfasern erreicht werden. Weiterhin wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Verstärkung optischer Signale geschaffen, bei der die Eingabe-Ausgabeeinrichtungen wesentlich vereinfacht sind.
  • Unter diesem Gesichtspunkt wird eine Vorrichtung zur Verstärkung eines optischen Signales mit einer optischen Faserstruktur gemäß obiger Beschreibung vorgeschlagen, die an mindestens einem Ende ein planares optisches Element aufweist, welches zwei optische Wege enthält, die optisch aufeinander abgestimmt sind und an einem Ende mit den entsprechenden Faserkernen ausgerichtet sind, wobei die zwei optischen Wege des planaren Elementes in einer von der Faser wegweisenden Richtung divergieren, um relativ groß beabstandete optische Eingänge zu schaffen, die zu den Faserkernen führen.
  • Die Erfindung sieht auch eine elektrische Abstimmung der Koppelwellenlänge zwischen den Kernen vor, so daß diese an die Signalwellenlänge angeglichen werden kann, wenn dies nicht schon während der Herstellung der Faser möglich gewesen ist.
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung sollen im folgenden beispielhaft einige Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt:
  • Fig. 1 Eine Darstellung der verschiedenen Änderungen der Ausbreitungskonstanten der optischen Wege einer in Figur 2 gezeigten Faser in Abhängigkeit von der Wellenlänge;
  • Fig. 2 eine stark verkürzte optische Faser mit zwei Kernen, die sich voneinander unterscheiden, so daß sie unterschiedliche Ausbreitungskonstanten gemäß Figur 1 aufweisen;
  • Fig. 3 den Durchlaßbereich bei der optischen Kopplung innerhalb des Floureszenzspektrums zwischen den Kernen der in der Figur 2 gezeigten Faser;
  • Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit der in Figur 2 gezeigten Faser;
  • Fig. 5 den Querschnitt einer abgewandelten Faserstruktur, bei der die Mittenwellenlänge des Durchlaßbereiches abstimmbar ist;
  • Fig. 6 einen Herstellungsschritt der in Figur 5 gezeigten optischen Faserstruktur und
  • Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer elektrisch abstimmbaren optischen Faserstruktur.
  • Die in Figur 2 gezeigte optische Faser 1 weist zwei optische Kerne 2 und 4 auf, die in einer gemeinsamen Umhüllung 6 angeordnet sind. Die Kerne 2 und 4 haben über die gesamte Länge der Faser einen gleichmäßigen Abstand.
  • Jeder der Kerne schafft einen entsprechenden optischen Weg, der sich in lateraler Richtung zu jeder Seite des Kerns erstreckt, wobei der Abstand zwischen den Kernen genügend klein gehalten wird, so daß sich die optischen Wege überlappen. Die Kerne 2 und 4 sind so dimensioniert, daß sie im Monomodebetrieb bei der Wellenlänge des zu verstärkenden optischen Signals arbeiten.
  • Das Material, der Durchmesser und das Profil des Brechungsindex jedes Kerns werden in an sich bekannter Weise so ausgewählt, daß die zwei Kerne unterschiedlicher Ausbreitungskonstanten aufweisen. In Figur 1 stellt die Kurve 8 die sich mit der Wellenlänge verändernde Ausbreitungskonstante des Kerns 2 und die Kurve 10 die Ausbreitungskonstante des Kerns 4 dar.
  • Gemäß Figur 1 fallen die Ausbreitungskonstanten bei einer Wellenlänge λs zusammen. Es ist bekannt, daß bei Einspeisung von Licht mit der Wellenlänge λs in einen der Kerne dieses durch den bekannten Vorgang der optischen Kopplung fortgesetzt und wiederholt zwischen diesem Kern und dem anderen Kern hin und her übertragen wird, wobei diese optische Kopplung dann auftritt, wenn die Ausbreitungskonstanten der Kerne gleich sind. Tatsächlich existiert ein Durchlaßbereich, dessen Mittenwellenlänge λs ist und bei dem dieser Effekt auftritt, wobei die Breite des Durchlaßbereiches von dem relativen Winkel der Divergenz zwischen den Kurven 8 und 10 abhängig ist, der durch Auswahl der oben beschriebenen Eigenschaften der Kerne veränderbar ist.
  • Bei der in Figur 2 gezeigten optischen Faserstruktur wird in den Kern 2 ein optisches Signal mit der Wellenlänge λs, die gleich der optischen Kopplungs-Mittenwellenlänge ist, eingespeist. Der optische Kopplungseffekt bewirkt gemäß der in Figur 2 eingezeichneten gestrichelten Linie 12 eine wiederholte Übertragung des optischen Signals von dem Kern 2 zu dem Kern 4 und wieder zurück. Da die Länge der optischen Faser in der Praxis in etwa ein oder zwei Meter beträgt, werden während der Ausbreitung des optischen Signals über die Länge der Faser mehrere hundert dieser Übertragungen stattfinden.
  • Der andere Kern 4 weist in seinem Inneren einen fluoreszierenden Stoff auf, mit dem bei der Wellenlänge λs oder in deren unmittelbarer Nähe eine stimulierte Emission erzeugt werden kann. Bevorzugte Stoffe sind fluoreszierende seltene Erden als Dotierstoffe, insbesondere Erbium, welches fluoresziert und eine stimulierte Emission bei einer Wellenlänge von zwischen 1530 und 1550 nm erzeugt. Diese Wellenlänge liegt genügend dicht bei der zur optischen Informationsübertragung verwendeten Standardwellenlänge von 1550 nm, so daß die Faser zur Verstärkung dieser Standardwellenlänge eingesetzt werden kann. Zum Betrieb bei anderen Standardwellenlängen für optische Informationsübertragung, wie z.B. 850 und 1300 nm, müssen die Kerne so ausgelegt werden, daß die geeigneten verschiedenen Kopplungswellenlängen erzielt werden, wobei verschiedene Dotierstoffe verwendet werden müssen.
  • Mit anderen seltenen Erden können stimulierte Emissionen bei verschiedenen unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt werden, z.B. mit Neodym bei 1060 nm, welches zur Verstärkung optischer Signale bei den entsprechenden verschiedenen Wellenlängen eingesetzt werden kann.
  • Gemäß Figur 2 wird optische Pumpleistung bei einer Wellenlänge λp, die kleiner ist als λs, in den Kern 4 eingespeist, und zwar an einem oder an beiden Enden in Abhängigkeit davon, wie hoch die Verstärkung sein muß. Die Pumpleistung kann im Kern 4 monomode sein oder auch nicht. Mit der optischen Pumpleistung werden Elektronen der seltenen Erden im Kern 4 auf eine höheres Energieniveau gehoben, von wo sie wieder auf ein niedrigeres Energieneveau fallen und dadurch das fluoreszierende Frequenzspektrum erzeugen. Die durch die Zuführung von Pumpleistung in den Kern 4 hervorgerufene spontane fluoreszierende Emission hat ein relativ breites Spektrum, welches in Figur 3 durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet ist. Nur der in den optisch koppelnden Durchlaßbereich 16 fallende Anteil kann durch den optischen Kopplungseffekt in den Kern 2 gelangen. Im Vergleich zu dem Rauschanteil, der am Ausgang von verstärkenden Fasern mit nur einem mit seltenen Erden dotierten Kern auftritt, wird durch die oben beschriebene Filterwirkung der Rauschanteil in dem Signalkern 2, der aufgrund von spontanen Rauschemissionen in dem verstärkenden Kern 4 auftritt, erheblich reduziert.
  • Zusätzlich und in einem wesentlich größeren Umfang verursacht das optische Signal mit der Wellenlänge λs dort, wo es sich in dem Kern 4 ausbreitet, eine stimulierte Emission der gepumpten Atome der seltenen Erden, wobei diese stimulierte Emission im wesentlichen bei der gleichen Wellenlänge λs erfolgt, wie die eben beschriebene spontane fluoreszierende Emission und coherent mit dem stimulierenden optischen Signal ist. Das optische Signal wird deshalb während seiner Ausbreitung entlang der Länge der Faser progressiv höher verstärkt. Die Faserlänge wird so festgelegt, daß sich am Ende der Faser das verstärkte optische Signal vollständig im Kern 2 ausbreitet und demzufolge ohne jede spontan emittierte fluoreszierende Strahlung mit Ausnahme des innerhalb des Durchgangsbereiches 16 liegenden Anteils aus der Faser ausgekoppelt werden kann. Die bei der etwas kürzeren Wellenlänge λp liegende optische Pumpleistung wird nicht in den Kern 2 eingekoppelt, sondern bleibt in dem Kern 4, ebenso wie der Teil der spontanen fluoreszierenden Emission, der zwischen den Kurven 14 und 16 liegt.
  • Der äußere Durchmesser der Faser kann z.B. im Bereich von etwa 125µm und der Durchmesser jedes Kerns im Bereich von zwischen 3 und 20µm liegen.
  • Figur 4 zeigt eine Einrichtung mit einer bestimmten Länge der gerade beschriebenen optischen Faser 1, deren beide Enden mit einem entsprechenden planaren optischen Element 18, 20 abgeschlossen sind. Jedes optische Element 18, 20 enthält zwei optische Wege 18a, 18b, 20a, 20b. Die Wege 18a und 20a sind zu dem optischen Kern 4 der Faser ausgerichtet und bezüglich ihrer Abmessungen und dem Verlauf des Brechungsindex optisch so gut wie möglich an diese angepaßt, so daß Reflektionen an der Übergangsfläche, die eine unerwünschte Laseraktivierung zur Folge haben können, minimiert sind. Die anderen optischen Wege 18b und 20b des planaren Elementes sind in ähnlicher Weise zu dem Kern 2 ausgerichtet und optisch an diesen angepaßt.
  • Die Wege 18a und 18b divergieren in einer von der Faser wegweisenden Richtung, so daß relativ weit voneinander beabstandete optische Eingänge entstehen, an die z.B. entsprechende Fasern 22 und 24 mit einem Kern einfach und in bekannter Weise angekoppelt werden können, so daß in die Faser 1 über die Faser 22 und das planare Element 18 die optische Pumpleistung eingespeist und das zu verstärkende optische Signal aus der Faser 24 über das planare Element 18 der Faser 1 zugeführt werden kann. Weitere Einkernfasern 26 und 28 können mit dem planaren Element 20 verbunden werden, um weitere Pumpleistung in den Kern 4 der Faser 1 einzuspeisen und das verstärkte optische Signal aus dem Kern 2 der Faser 1 zu extrahieren. Wenn nur eine Pumpleistungszuführung erforderlich ist, kann das planare Element 20 auch entfallen, und die Faser 28 kann direkt mit dem Kern 2 verbunden werden. Alternativ dazu kann auch das planare Element 18 entfallen und die Faser 24 mit dem Kern 2 verbunden werden, wobei dann die Pumpleistung nur über die Faser 26 zugeführt wird.
  • Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Zweikernfaser, die ähnlich der in den vorhergehenden Figuren gezeigten ist, bei der jedoch Vorkehrungen für eine begrenzte elektrische Abstimmung der Mittenwellenlänge des optisch koppelnden Durchlaßbereiches getroffen sind. Dadurch ist es möglich, die Mittenwellenlänge nach der Herstellung einzustellen, sofern dies zur Anpassung an die Wellenlänge des zu verstärkenden optischen Signales erforderlich sein sollte.
  • Gemäß Figur 5 befinden sich zwei Metallelektroden 30 und 32 innerhalb der Faserstruktur. Die Elektroden sind so angeordnet, daß die beiden Kerne 2 und 4 zwischen ihnen liegen. Auch wenn das siliziumhaltige Material der Kerne 2 oder 4 in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld nur einen relativ geringen Kerr-Effekt erzeugt, so kann trotzdem die Feldstärke im Verhältnis zu der an die Elektroden angelegten Spannung relativ hoch sein, wenn die Elektroden innerhalb der Faser angeordnet sind. Wenn an die Elektroden eine Spannung angelegt wird, führt der Kerr-Effekt zu einer Änderung des Brechungsindex jedes Kerns und folglich zu einer Verschiebung der Ausbreitungskonstanten beider Kerne. Dadurch wird wiederum eine entsprechende Verschiebung der Mittenfrequenz des koppelnden Durchlaßbereiches erzielt.
  • Tatsächlich bewirkt der Kerr-Effekt eine differenzielle Änderung des Brechungsindex zwischen dem senkrecht zu den Elektroden polarisierten Licht und dem parallel zu den Elektroden polarisierten Licht (d.h. dem in Bezug auf die in Figur 4 gezeigte Faser vertikal und horizontal polarisierten Licht). Die Verschiebung des Brechungsindex des Lichtes, dessen Polarisationsebene senkrecht zu den Elektroden liegt, ist dabei größer. Zur Ausnutzung der bei dieser Polarisation größeren Verschiebung kann die Faser anfänglich auch nur mit in dieser Weise polarisiertem Licht gespeist werden. Alternativ dazu kann das parallel zu den Elektroden polarisierte Licht am ausgangsseitigen Ende der Faser auch durch Verwendung eines Analysators ausgefiltert werden, so daß nur Licht, welches senkrecht zu den Elektroden polarisiert ist, übrig bleibt.
  • Zur weiteren Vergrößerung der maximal möglichen Frequenzverschiebung können die Kerne und die Umhüllung auch aus weichem Glas (z.B. Bleiglas, Kronglas oder Flintglas) bestehen, welches einen größeren Kerr-Effekt aufweist, als die im allgemeinen für die optischen Faserkerne und die Umhüllungen verwendeten härteren Gläser.
  • Figur 6 dient zur Erläuterung der Herstellung der in Figur 5 gezeigten Faserstruktur. Die zwei Kernstäbe werden z.B. durch Ablagerung von Glas mit den für den betreffenden Kern geeigneten Eigenschaften innerhalb entsprechender Silizium-Trägerröhren hergestellt, wobei ein modifiziertes chemisches Aufdampfverfahren (MCVD) verwendet wird. Der größte Teil des Trägerröhrenmaterials wird dann weggeätzt, so daß nur relativ wenig Hüllmaterial an dem zentralen optischen Kernmaterial verbleibt, da die optischen Kerne relativ dicht beieinanderliegen müssen. Die zwei Kernstäbe werden dann während der Erwärmung in einem elektrischen Ofen verlängert und zu einem Durchmesser von einigen Millimetern ausgezogen.
  • Ein Siliziumstab 34 mit hoher Einheit, der anfänglich einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, wird an gegenüberliegenden Seiten mit flachen Abschnitten 36 versehen und erhält zwei Bohrungen 38 und 40, die in axialer Richtung unter Anwendung einer Ultraschalltechnik in diesen eingebracht werden.
  • Die zwei ausgezogenen Kernstäbe, die zu einem den Bohrungen 38 bzw. 40 entsprechenden Durchmesser gestreckt worden sind, werden dann in diese Bohrungen eingebracht. Die gesamte Anordnung wird dann in eine Siliziumröhre 42 eingeführt. Anschließend wird die gesamte Anordnung zu einem Durchmesser gesteckt, der genügend klein ist, um eine einmodige Betriebsweise bei der optischen Signalwellenlänge sicherzustellen.
  • Die sich ergebende Faser ist in Figur 5 gezeigt, wobei sich dort, wo die Elektroden 30 und 32 gezeigt sind, Hohlräume befinden. Diese Hohlräume werden mit einem bei geringer Temperatur schmelzenden Metall gefüllt, wie z.B. Wood'schem Metall oder einer Indium/Gallium- Mischung, indem die Faser in einen erwärmten Raum eingebracht wird, wobei sich ihr eines Ende in dem flüssigen Metall befindet und gleichzeitig ein Druck auf dieses Ende ausgeübt und das gegenüberliegende Ende unter Vakuum bzw. Unterdruck gesetzt wird. Das flüssige Metall wird auf diese Weise in die Hohlräume eingesaugt und verfestigt sich nach Abkühlung der Faser, so daß die Elektroden 30 und 32 entstehen.
  • Figur 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer elektrisch abstimmbaren Faser, bei der nur der Kern 4 zwischen den Elektroden 44 angeordnet ist. Diese Struktur kann in ähnlicher Weise wie die in Figur 6 gezeigte hergestellt werden, wobei an Stelle der an dem Stab 34 ausgebildeten flachen Abschnitte 36 zwei zusätzliche Durchgangslöcher mit einem Ultraschallverfahren an jeder Seite der Bohrung 40 eingebracht werden. Diese werden zur Bildung der Elektroden 44 nach dem Ausziehen der Faser mit Metall gefüllt. Bei dieser Struktur wird durch Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden 44 nur eine der Ausbreitungskonstanten verschoben, so daß im Vergleich zu der in Figur 5 gezeigten Struktur ein anderer und im allgemeinen größerer Betrag der Verschiebung der Mittenwellenlänge bei einer gegebenen angelegten Spannung erzielt wird.
  • Zum Anlegen einer Spannung an die Elektroden 30 und 32 in Figur 5 oder an die Elektroden 44 in Figur 7 kann ein Teil der Umhüllung der Faser an einer Stelle unter Verwendung von Fluorwasserstoff weggeätzt werden, so daß ein Oberflächenbereich der Elektroden frei liegt. Anschließend können dünne elektrische Leitungen 46 durch Ultraschallschweißung mit den Elektroden verbunden werden, was in Figur 7 gezeigt ist, in der der durch Ätzen entfernte Teil der Umhüllung mit gestrichelten Linien dargestellt ist.
  • Figur 7 zeigt mit unterbrochenen Linien ein zweites Elektrodenpaar 48, welches an gegenüberliegenden Seiten des Kern 2 angeordnet werden kann, so daß die Ausbreitungskonstanten dieser zwei Kerne unabhängig voneinander einstellbar sind.

Claims (18)

1. Optische Faserstruktur zur Verstärkung optischer Signale mit einer bestimmten Länge einer optischen Faser (1), die zwei gleichmäßig beabstandete monomode optische Kerne (2, 4) enthält, die innerhalb einer gemeinsamen Umhüllung (6) angeordnet sind, so daß zwei optische Wege entstehen, wobei die optischen Eigenschaften mindestens der Kerne sich voneinander unterscheiden, so daß die zwei Wege unterschiedliche Ausbreitungskonstanten aufweisen, deren Werte bei einer vorbestimmten Kopplungs-Wellenlänge zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kerne (4) ein fluoreszierendes Material enthält, welches eine stimulierte Emission bei einer Wellenlänge erzeugt, die im wesentlichen die gleiche ist, wie die vorbestimmte Kopplungs-Wellenlänge.
2. Optische Faserstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierende Material eine stimulierte Emission im wesentlichen bei einer Wellenlänge erzeugt, die bei optischen Telekommunikationssystemen verwendet wird.
3. Optische Faserstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der optischen Faser gleich einem ganzzahligen Vielfachen der zwischen den zwei Kernen auftretenden Kopplungs-Schwebungslänge der optischen Energie ist, die eine bei optischen Telekommunikationssystemen verwendete Wellenlänge aufweist.
4. Optische Faserstruktur nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierende Material Erbium ist.
5. Optische Faserstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierende Material ein Dotierstoff aus seltenen Erden ist.
6. Optische Faserstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dotierstoff Neodym ist.
7. Optische Faserstruktur nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden (30, 32; 44) innerhalb der Umhüllung vorgesehen und so angeordnet sind, daß mindestens ein Kern (4) zwischen ihnen liegt, um ein elektrisches Feld an diesen Kern anzulegen und durch den elektrooptischen Effekt seine Ausbreitungskonstante zu ändern, so daß sich auch die Kopplungs-Wellenlänge ändert und die Struktur somit abstimmbar ist.
8. Optische Faserstruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (30, 32) so angeordnet sind, daß beide Kerne (2, 4) zwischen ihnen liegen.
9. Optische Faserstruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (44) so angeordnet sind, daß nur einer der Kerne (4) zwischen ihnen liegt.
10. Optische Faserstruktur nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch zwei weitere Elektroden (48), zwischen denen der andere Kern (2) liegt.
11. Optische Faserstruktur nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Kerne aus weichem Glas besteht und einen relativ großen elektrooptischen Effekt erzeugt.
12. Optische Faserstruktur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Umhüllung aus weichem Glas ist und einen relativ großen elektrooptischen Effekt aufweist.
13. Verfahren zur Verstärkung optischer Signale unter Verwendung einer optischen Faserstruktur gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
Auswahl einer Wellenlänge (λs), die für das optische Signal, die fluoreszierende Wellenlänge des Materials des einen Kerns und die vorbestimmte Kopplungs-Wellenlänge im wesentlichen gleich ist,
Einspeisung optischer Pumpleistung mit einer abweichenden Wellenlänge (λp) in den einen Kern, um das fluoreszierende Material zu pumpen,
Einspeisung des optischen Signals in den anderen Kern, so daß das optische Signal wiederholt zwischen den zwei Kernen aufgrund optischer Kopplung übertragen wird und in dem einen Kern eine stimulierte Emission des fluoreszierenden Materials bei im wesentlichen seiner eigenen Wellenlänge erzeugt und dadurch verstärkt wird, sowie Auskoppeln des verstärkten optischen Signals aus der Faserstruktur, wenn dieses sich in dem anderen Kern befindet.
14. Verfahren zur Verstärkung eines optischen Signals nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Pumpleistung in beide Enden des einen Kerns eingespeist wird.
15. Verfahren zur Verstärkung eines optischen Signals nach Anspruch 13 oder 14,
gekennzeichnet durch Anlegen eines elektrischen Feldes an mindestens einen der Kerne zur Änderungen seiner Ausbreitungskonstante aufgrund des elektrooptischen Effektes und damit zur Änderung seiner Kopplungs-Wellenlänge.
16. Vorrichtung zur Verstärkung eines optischen Signals mit einer optischen Faserstruktur nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem planaren optischen Element (18, 20) an mindestens einem Ende, welches zwei optische Wege (18a, 18b) aufweist, die optisch an die entsprechenden Faserkerne (4, 2) angepaßt und an einem Ende mit diesen ausgerichtet sind, wobei die zwei optischen Wege des planaren Elementes in einer von der Faser wegweisenden Richtung divergieren, so daß ein relativ groß beabstandeter optischer Eingang oder Ausgang entsteht, der zu den Faserkernen hin - bzw. von diesen wegführt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faserstruktur an jedem Ende ein solches planares optisches Element aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Faser zwei Elektroden (30, 32; 44) innerhalb der Umhüllung vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß mindestens ein Kern (4) zwischen ihnen liegt, um ein elektrisches Feld an diesen Kern anzulegen, so daß sich aufgrund des elektrooptischen Effektes seine Ausbreitungskonstante und damit die Kopplungs-Wellenlänge ändert und die Vorrichtung abstimmbar ist.
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