DE69121768T2

DE69121768T2 - Faseroptischer Verstärker

Info

Publication number: DE69121768T2
Application number: DE69121768T
Authority: DE
Inventors: Shinya Inagaki; Kenji Tagawa; Keiko Takeda
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2011-05-18
Also published as: EP0457349B1; DE69121768D1; EP0457349A3; CA2042697C; CA2042697A1; EP0457349A2; US5140598A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Verstärker, bei dem ein Signal-Lichtstrahl und ein Pump- Lichtstrahl in eine optische Faser eingeführt werden, die mit einem Seltenerdmetall dotiert ist, um dadurch eine direkte Verstärkung des Signallichtes zu erreichen.
WO-A-86/02171 offenbart einen optischen Wellenleiterverstärker und -laser, wobei Pumplicht vorgesehen ist, um ein aktives Material derart zu erregen, daß die unterstützten Wellenlängen bei einer Phasenemission stimulieren, um die Amplitude bei dem einer Ausgabefaser präsentierten verstärkten Signal zu erhöhen.
Bei optischen Kommunikationssystemen werden in der Praxis heutzutage in regelmäßigen Abständen Leistungsverstärker in die Übertragungsleitung eingefügt, um eine Dämpfung des optischen Signals aufgrund eines Verlustes in der optischen Faser zu kompensieren. In einem Leistungsverstärker wird ein optisches Signal durch eine Photodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt und durch einen elektronischen Verstärker verstärkt und darauffolgend in ein optisches Signal umgewandelt, das wieder in die optische Übertragungsleitung ausgegeben wird. Wenn das optische Signal selbst mit unterdrücktem Rauschen verstärkt werden könnte, würde ein kleiner und wirtschaftlicher optischer Leistungsverstärker erhalten werden.
Demgemäß werden in großem Ausmaß Untersuchungen in bezug asuf optische Verstärker durchgeführt, die ein optisches Signal direkt verstärken können. Die Verstärker, die Objekte solcher Untersuchungen sind, können grob in drei Kategorien aufgeteilt werden: (a) jene, die aus einer mit einem Seltenerdmetall (Er, Nb, Yb, etc.) dotierten optischen Faser und einem Pump-Lichtstrahl in Kombination gebildet sind, (b) jene, die aus einem mit einem Seltenerdmetall dotierten Halbleiterlaser gebildet sind, und (c) jene, die eine Nichtlinearität in einer optischen Fasern verwenden, wie beispielsweise ein stimulierter Raman-Verstärker und ein stimulierter Brillouin-Verstärker.
Unter diesen hat der aus einer mit einem Seltenerdmetall dotierten optischen Faser (hierin nachfolgend "dotierte optische Faser" genannt) und einem Pump-Lichtstrahl in Kombination ausgebildete Verstärker derartige ausgezeichnete Eigenschaften, daß er keine Abhängigkeit von polarisierten Wellen aufweist, ein geringes Rauschen erzeugt und mit einer Übertragungsleitung gekoppelt werden kann, die einen geringen Verlust erzeugt. Daher wird von diesem Verstärkertyp erwartet, daß der Weiterleitungs-Kommunikationsbereich stark vergrößert werden kann und ein optisches Signal in viele Leitungen verteilt werden kann.
Fig. 1 zeigt das Prinzip einer optischen Verstärkung unter Verwendung einer mit Er dotierten optischen Faser. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine optische Faser, die aus einem Kern 4 und einem Mantel 6 besteht, wobei der Kern 4 mit Erbium (Er) dotiert ist. Wenn ein Pump-Lichtstrahl in eine solche mit Er dotierte optische Faser 2 eingeführt wird, werden Er-Atome auf ein höheres Energieniveau erregt. Wenn ein eingeführter Signal-Lichtstrahl auf die auf das hohe Niveau erregten Er-Atome in der optischen Faser 2 trifft, unterziehen sich die Er-Atome einem Übergang auf ein niedrigeres Energieniveau und eine stimulierte Emission einer Strahlung tritt auf. Dadurch erhöht sich die Leistung des Signal-Lichtstrahls progressiv, wenn er durch die optische Faser läuft, und eine Verstärkung des Signal-Lichtstrahls wird erreicht.
Ein Beispiel eines herkömmlichen optischen Verstärkers, der das beschriebene Prinzip verwendet, ist in Fig. 2 gezeigt. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine mit Er dotierte Faser. Ein Signal-Lichtstrahl einer Wellenlänge des 1,55 µm-Bandes wird in die mit Er dotierte Faser 10 von einem Signallicht- Eingabeende 12 und durch einen optischen Isolator 14 eingeführt, und auch ein Pump-Lichtstrahl, der von einer Pump-Lichtquelle 16 emittiert wird, wird dort hinein durch einen optischen Isolator 18 und einen Multiplex-Koppler 20 eingeführt. Dadurch, daß man die Leistung des Pumplichtes ausreichend groß macht, können Er-Atome innerhalb der mit Er dotierten Faser 10 auf ein höheres Energieniveau erregt werden, so daß durch das eingeführte Signallicht mit der Wellenlänge des 1,55 µm-Bandes eine stimulierte Emission von Licht bei derselben Wellenlänge stattfindet, und ein verstärkter Signal-Lichtstrahl wird von einem Signallicht- Ausgabeende 24 durch den Multiplex-Koppler 20 und einen optischen Isolator 22 emittiert. Als Pump-Lichtquelle 16 ist ein Halbleiterlaser, der einen Laserstrahl von 1,48 µm emittiert, oder ein Halbleiterlaser, der einen Laserstrahl von 0,83 µm emittiert, die auf einfache Weise erhaltbar sind, verwendet worden.
Nachfolgend werden Funktionen, die durchgeführt werden, wenn ein Halbleiterlaser einer Wellenlänge von 0,83 µm als Pump- Lichtquelle für eine mit Er dotierte Faser 10 verwendet wird, unter Bezugnahme auf ein Energieniveau-Diagramm der Fig. 3 beschrieben.
Die Er-Atome auf dem Grundniveau (&sup4;I15/2) werden beim Auftreffen des Pump-Lichtstrahls einer Wellenlänge von 0,83 µm auf sie auf das Energieniveau &sup4;I9/2 der Wellenlänge von 0,83 µm erregt und unterziehen sich sofort einem Übergang auf das Energieniveau &sup4;I13/2 der Wellenlänge von 1,55 µm. Mit den Er-Atomen in einem derartigen erregten Zustand findet dann, wenn einem Signal-Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 1,55 µm erlaubt wird, darauf aufzutreffen, eine stimulierte Emission eines Lichtstrahls der Wellenlänge von 1,55 µm statt, wie es durch den Pfeil A gezeigt ist, wodurch der Signal-Lichtstrahl verstärkt wird. Jedoch wird ein Teil der Er-Atome, die vom Niveau 0,83 µm auf das Niveau 1,55 µm geändert sind, durch die Energie des Pump-Lichtstrahls der Wellenlänge von 0,83 µm weiter auf das Energieniveau &sup4;S3/2 einer Wellenlänge von 0,51 µm erregt. Daraufhin findet ein Übergang von diesem Niveau &sup4;S3/2 auf das Grundniveau statt. Aufgrund dieses Phänomens verringert sich die Population beim Niveau &sup4;I3/2 entsprechend der Energie der Wellenlänge von 1,55 µm, was zu einem derartigen Problem führt, daß dadurch die Verstärkungscharakteristiken nachteilig beeinflußt werden.
Zwischenzeitlich wird häufig ein Halbleiterlaser, der einen Laserstrahl einer Wellenlänge von 1,48 µm emittiert, als Pump-Lichtquelle verwendet, aber da das Licht der Wellenlänge 1,48 µm bezüglich der Wellenlänge nahe dem Sende-Signallicht der Wellenlänge von 1,55 µm ist, ist es nicht möglich, einen großen Verstärkungsfaktor zu erhalten. Daher wird angesichts der Tatsache, daß in der mit Er dotierten Faser eine Absorption im 0,98 µm-Band zusätzlich zum 1,55 µm-Band auftritt, eine den Versuch betrffende Untersuchung durchgeführt, ein Signallicht des 1,55 µm-Bandes unter Verwendung eines Pump-Lichtstrahls jener Wellenlänge zu verstärken. Jedoch wird, da es keine geeignete Lichtquelle gibt, die einen Laserstrahl des 0,98 µm-Bandes oszilliert, ein optischer Verstärker vorgeschlagen, bei dem ein Halbleiterlaser als Pump-Lichtquelle verwendet wird, der einen Laserstrahl einer Wellenlänge von 0,83 µm oszilliert und das Signallicht des 1,55 µm-Bandes auf dem folgenden Weg verstärkt.
Eine optische Faser, die mit Ytterbium (Yb) dotiert ist, und eine optische Faser, die mit Erbium (Er) dotiert ist, die durch Spleißen verbunden sind, oder eine optische Faser, deren Kern gleichzeitig mit Yb und Er dotiert ist, wird verwendet, und der Laserstrahl der Wellenlänge von 0,83 µm wird zum Erregen von Yb verwendet&sub1; und dadurch emittiertes fluoreszierendes Licht wird durch Er absorbiert, so daß Er in seinen erregten Zustand gebracht wird. Wenn einem Signal- Lichtstrahl der Wellenlänge von 1,55 µm erlaubt wird, auf die Er-Atome aufzutreffen, die erregt sind, wie es oben beschrieben ist, wird ein Lichtstrahl derselben Wellenlänge durch stimulierte Emission erzeugt, und somit kann das Signallicht direkt verstärkt werden.
Bei diesem Verfahren nach dem Stand der Technik enthält, während Er dadurch erregt wird, daß veranlaßt wird, daß es das fluoreszierende Licht absorbiert, das durch Erregen von Yb mit dem Laserstrahl der Wellenlänge von 0,83 µm erzeugt wird, das durch Erregen von Yb erzeugte fluoreszierende Licht nicht nur das 0,98 µm-Band, sondern auch eine Strahlung anderer Wellenlängen. Demgemäß wird die Strahlung der nicht durch Er absorbierten Wellenlängen verschwendet, und es ist bei diesem Verfahren ein Problem gewesen, daß die Energie des Pumplichtes zum Erregen von Yb nicht effektiv verwendet wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Verstärker zu schaffen, bei dem die Energie des Pumplichtes angepaßt ist, effektiv zur Erregung von Er beizutragen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen optischen Verstärker zu schaffen, der eine hohe Verstärkungseffizienz hat.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Verstärker zum direkten Verstärken eines Signal- Lichtstrahls einer Wellenlänge des 1,55 µm-Bandes geschaffen, und zwar durch Einführen eines Pump-Lichtstrahls einer Wellenlänge des 0,83 µm-Bandes in eine mit Er dotierte optische Faser, wobei der optische Verstärker ein Paar von reflektierenden Filtern im 1,25 µm-Band aufweist, die an beiden Endteilen der optischen Faser derart angeordnet sind, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl des 1,25 µm-Bandes wird, wodurch eine Laseroszillation im 1,25 µm-Band erzeugt wird, so daß das Energieniveau von Er im erregten Zustand erniedrigt wird.
Mittels des Paars der reflektierenden Filter im 1,25 µm-Band, die derart vorgesehen sind, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl des 1,25 µm-Bandes wird, wird eine Laseroszillation im 1,25 µm-Band innerhalb der mit Er dotierten Faser erzeugt. Dadurch wird zugelassen, daß eine stimulierte Emission von Er-Atomen, die auf ein hohes Energieniveau erregt werden, stattfindet, während der Übergang von einem hohen Energieniveau auf das Grundniveau durch spontane Emission verringert wird, so daß die Population auf dem Niveau &sup4;I13/2 entsprechend einer Wellenlänge des 1,5 µm-Bandes erhöht wird. Durch eine solche invertierte Population kann ein optischer Verstärker einer Wellenlänge des 1,55 µm-Bandes mit hoher Verstärkungseffizienz geschaffen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Verstärker zum direkten Verstärken eines Signal-Lichtstrahls einer Wellenlänge des 1,55 jim-Bandes geschaffen, und zwar durch Einführen eines Pump-Lichtstrahls von Wellenlängen, die größer als das 0,83 µm-Band und kleiner als das 0,98 µm-Band sind, in eine optische Faser, die mit Yb und Er dotiert ist, um dadurch Yb zu erregen, und durch Zulassen, daß fluoreszierendes Licht, das vorn erregten Yb abgestrahlt wird, in Er absorbiert wird, um dadurch Er zu erregen, wobei der optische Verstärker ein Paar von reflektierenden Filtern im 0,98 µm-Band aufweist, die an beiden Endteilen der optischen Faser derart angeordnet sind, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl des 0,98 µm-Bandes wird, wodurch eine Laseroszillation im 0,98 µm-Band erzeugt wird.
Mittels des Paar von reflektierenden Filtern im 0,98 µm-Band, die an beiden Endteilen der mit Yb und Er dotierten optischen Faser derart angeordnet sind, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl einer Wellenlänge von 0,98 µm wird, kann der größte Teil der Energie des Pumplichtes zum Erregen von Yb durch Laseroszillation in Licht einer Wellenlänge des 0,98 µm-Bandes umgewandelt werden, und Er kann durch dieses Licht effizient erregt werden.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art ihrer Realisierung wird durch Studieren der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klarer, die einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, und die Erfindung selbst wird dadurch am besten verstanden.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das das Prinzip einer optischen Verstärkung mittels einer mit Er dotierten Faser zeigt;
Fig. 2 ist ein schematisches strukturelles Diagramm eines optischen Verstärkers nach dem Stand der Technik;
Fig. 3 ist ein Energieniveau-Diagramm für ein Beispiel nach dem Stand der Technik;
Fig. 4 ist ein schematisches strukturelles Diagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Diagramm zum Erklären des Energieniveaus, das sich auf das erste Ausführungsbeispiel bezieht;
Fig. 6 ist ein schematisches strukturelles Diagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist ein Energieniveau-Diagramm, das sich auf das zweite Ausführungsbeispiel bezieht; und
Fig. 8 ist ein schematisches strukturelles Diagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung der Ausführungsbeispiele sind die Komponententeile, die im wesentlichen dieselben wie jene bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel nach dem Stand der Technik sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird zur Vermeidung von Wiederholungen weggelassen.
Fig. 4 zeigt ein Gesamtstruktur-Diagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei ein Paar von reflektierenden Filtern 26 und 28 im 1,25 µm-Band an beiden Enden einer mit Er dotierten Faser 10 derart eingefügt ist, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für das Licht der Wellenlänge von 1,25 µm wird. Sonst ist die Struktur dieselbe wie jene des in Fig. 2 gezeigten Beispiels nach dem Stand der Technik.
Ein Pump-Lichtstrahl einer Wellenlänge von 0,83 µm, der von einer Pump-Lichtquelle 16 emittiert wird, die ein Halbleiterlaser oder ähnliches ist, wird in die mit Er dotierte Faser 10 über einen optischen Isolator 18 und einen Multiplex-Koppler 20 eingeführt und dazu veranlaßt, dort eine Laseroszillation bei einer Wellenlänge von 1,25 µm durchzuführen, und zwar mittels des Paars von reflektierenden Filtern 26 und 28 im 1,25 µm-Band, die derart angeordnet sind, daß sie die Länge des Resonators haben.
Das relative Verhalten wird ausführlicher unter Bezugnahme auf ein Energieniveau-Diagramm der Fig. 5 beschrieben. Durch Einführen des Pumplichtes der Wellenlänge von 0,83 µm in die mit Er dotierte Faser 10 werden Er-Atome auf dem Grundniveau (&sup4;I15/2) auf das Energieniveau &sup4;I9/2 entsprechend der Wellenlänge von 0,83 µm erregt, unterziehen sich aber sofort einem Übergang auf das Niveau &sup4;I13/2 entsprechend der Energie der Wellenlänge von 1,55 µm. Die Er-Atome auf diesem Niveau werden durch die Energie des Pumplichtes weiter auf das Niveau &sup4;S3/2 entsprechend der Energie der Wellenlänge von 0,51 µm erregt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Strahlung der Wellenlänge von 1,25 µm innerhalb der mit Er dotierten Faser 10 durch Laseroszillation erzeugt, so daß eine stimulierte Emission von Licht stattfindet und das Niveau der Er-Atome vom Niveau von &sup4;S3/2 auf das Niveau von &sup4;I11/2 erniedrigt wird. Die Er-Atome auf diesem Energieniveau ändern sich auf das Niveau &sup4;I13/2 entsprechend der Energie der Wellenlänge von 1,55 µm durch spontane Emission, so daß der Übergang von dem Niveau &sup4;S3/2 auf das Grundniveau reduziert werden kann und die Population auf dem Niveau &sup4;I13/2 erhöht werden kann.
Wenn das Signallicht der Wellenlänge von 1,55 µm in die so erhöhte Population auf dem Niveau &sup4;I13/2 entsprechend der Energie der Wellenlänge von 1,55 µm von dem Signallicht- Eingabeende 12 und durch den optischen Isolator 14 eingeführt wird, findet eine stimulierte Emission einer Strahlung einer Wellenlänge von 1,55 µm statt, wie es durch den Pfeil B in
Fig. 5 angezeigt ist, wodurch das Signallicht effektiv verstärk: und vom Signallicht-Ausgabeende 24 durch den Multiplex-Koppler 20 und den optischen Isolator 22 emittiert wird.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, da das Pumplicht in die mit Er dotierte Faser 10 aus der zu jener des Signallichtes entgegengesetzten Richtung eingeführt wird, das Pumplicht durch den optischen Isolator 14 abgeschnitten, und somit beeinflußt es die Lichtquelle, wie beispielsweise einen Halbleiterlaser auf der Seite des Signallicht-Eingabeendes 12 nicht nachteilig.
In Fig. 6 ist ein schematisches strukturelles Diagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine optische Faser 30, deren Kern mit Yb dotiert ist, und eine optische Faser, deren Kern mit Er dotiert ist, sind durch Spleißen an dem Teil verbunden, der durch das Bezugszeichen 33 bezeichnet ist. Am Endteil stromauf der mit Yb dotierten Faser 30 und am Endteil stromab der mit Er dotierten Faser 32 sind reflektierende Filter 34 und 36 des 0,98 µm-Bandes eingefügt, wobei die Entfernung zwischen beiden Filtern auf die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl einer Wellenlänge von 0,98 µm eingestellt ist.
Das Bezugszeichen 38 bezeichnet eine optische Faser auf der Einlaßseite mit einem darin eingefügten optischen Isolator 46. Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Pumplichtquelle, die aus einem Halbleiterlaser aufgebaut ist, der das Pumplicht einer Wellenlänge von 0,83 µm emittiert. Ein Signal- Lichtstrahl einer Wellenlänge des 1,55 µm-Bandes, der durch die optische Faser 38 auf der Einlaßseite eingegeben wird, und das Pumplicht der Wellenlänge von 0,83 µm von der Pumplichtquelle 40 werden durch den Multiplex-Koppler 42 kombiniert. Die mit Er dotierte Faser 32 ist mit der optischen Faser auf der Auslaßseite 44 verbunden, und diese optische Faser auf der Auslaßseite 44 ist mit einem darin eingefügten optischen Isolator 48 versehen.
Das Pumplicht der Wellenlänge von 0,83 µm von der Pumplichquelle 40 wird durch den Multiplex-Koppler 42 in die mit Yb dotierte Faser 30 und die mit Er dotierte Faser 32, die durch Spleißen verbunden sind, eingeführt. Wie es im Energieniveau-Diagramm der Fig. 7 gezeigt ist, werden dann, wenn das Pumplicht der Wellenlänge von 0,83 µm in die mit Yb dotierte Faser 30 eingeführt wird, Yb-Atome auf das Energieniveau von 0,83 µm erregt, aber da dieses Energieniveau unstabil ist, unterziehen sie sich einem Übergang zu einem niedrigeren Energieniveau, was fluoreszierendes Licht erzeugt, das die Wellenlänge von 0,98 µm enthält.
Vom fluoreszierenden Licht wird jenes der Wellenlänge von 0,98 µm durch den Laserresonator verstärkt, der aus den reflektierenden Filtern 34 und 36 des 0,98 µm-Bandes aufgebaut ist, um eine Laseroszillation zu veranlassen, und es wird in die mit Er dotierte Faser 32 eingeführt. Der Laserstrahl wird durch Er-Atome absorbiert, um dadurch die Er-Atome auf das Energieniveau von 0,98 µm zu erregen, aber da dieses Energieniveau unstabil ist, unterziehen sie sich sofort einem Übergang auf das Energieniveau von 1,55 µm, und somit werden Er-Atome auf diesem Niveau mehr, und der Zustand der Populationsinversion wird zwischen diesem Niveau und dem Grundniveau hervorgebracht.
In einem solchen Zustand wird dann, wenn das Signallicht der Wellenlänge von 1,55 µm in die mit Er dotierte Faser 32 durch den optischen Isolator 46, den Multiplex-Koppler 42, das Filter 34 und die mit Yb dotierte Faser 30 eingeführt wird, das Signallicht progressiv verstärkt, wenn es die mit Er dotierte Faser 32 durchläuft, und es wird in die optische Faser 44 auf der Auslaßseite durch das Filter 36 und den optischen Isolator 48 emittiert.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird es möglich gemacht, den Pump-Lichtstrahl der Wellenlänge von 0,38 µm, der von der Pumplichtquelle 40 emittiert wird, effektiv in einen Strahl der Wellenlänge von 0,98 µm zu konvertieren, und zwar mittels einer Laseroszillation, und somit kann eine effektive Verwendung der Energie des Pumplichtes der Wellenlänge von 0,83 µm, das von der Pumplichtquelle 40 emittiert wird, erreicht werden.
Nimmt man nun Bezug auf Fig. 8, ist dort ein schematisches strukturelles Diagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Komponententeile, die jenen des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erklärung derselben ist weggelassen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine dotierte Faser 50 verwendet, deren Kern gleichzeitig mit Yb und Er dotiert ist, und an beiden Endteilen der dotierten Faser so ist ein Paar von reflektierenden Filtern 34 und 36 des 0,98 µm-Bandes derart eingefügt, daß die Entfernung dazwischen auf die Resonatorlänge für Licht der Wellenlänge von 0,98 µm eingestellt ist. Da die Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels, die anders als die oben beschriebene ist, dieselbe wie die Struktur des in Fig. 6 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels ist, wird die Erklärung derselben weggelassen.

Claims

1. Optischer Verstärker zum direkten Verstärken eines Signal-Lichtstrahls einer Wellenlänge im 1,55 µm-Band durch Einführen eines Pump-Lichtstrahls einer Wellenlänge im 0,83 µm-Band in eine mit Er dotierte optische Faser (10), wobei der optische Verstärker folgendes aufweist:

ein Paar reflektierender Filter im 1,25 µm-Band (26, 28), die an beiden Endteilen der optischen Faser derart angeordnet sind, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl im 1,25 µm-Band wird,

wodurch eine Laseroszillation im 1,25 µm-Band erzeugt wird, so daß das Energieniveau von Er im erregten Zustand erniedrigt wird.

2. Optischer Verstärker nach Anspruch 1, wobei der Signal- Lichtstrahl und der Pump-Lichtstrahl in die mit Er dotierte optische Faser (10) aus entgegengesetzten Richtungen davon eingeführt werden.

3. Optischer Verstärker nach Anspruch 2, wobei der Signal- Lichtstrahl und der Pump-Lichtstrahl in die mit Er dotierte optische Faser (10) durch jeweilige Isolatoren (14, 18) eingeführt werden.

4. Optischer Verstärker zum direkten Verstärken eines Signal-Lichtstrahls einer Wellenlänge im 1,55 µm-Band durch Einführen eines Pump-Lichtstrahls mit Wellenlängen, die größer als das 0,83 µm-Band und kleiner als das 0,98 µm-Band sind, in eine mit Yb und Er dotierte optische Faser (30, 32), um dadurch Yb zu erregen, und durch Zulassen, daß vom erregten Yb abgestrahltes fluoreszierendes Licht in Er absorbiert wird, um dadurch Er zu erregen, wobei der optische Verstärker folgendes aufweist:

ein Paar reflektierender Filter im 0,98 µm-Band (34, 36), die an beiden Endteilen der optischen Faser derart angeordnet sind, daß die Entfernung dazwischen die Resonatorlänge für einen Lichtstrahl im 0,98 µm-Band wird,

wodurch eine Laseroszillation im 0,98 µm-Band erzeugt wird.

5. Optischer Verstärker nach Anspruch 4, wobei die optische Faser (30, 32) besteht aus einer ersten mit Yb dotierten optischen Faser (30) und einer zweiten mit Er dotierten optischen Faser (32), die mit der ersten optischen Faser durch Spleißen (33) verbunden ist, und wobei die erste optische Faser auf der stromaufwärtigen Seite in bezug auf die Ausbreitungsrichtung des Signal-Lichtstrahls angeordnet ist.

6. Optischer Verstärker nach Anspruch 4, der einen ersten optischen Isolator (46) aufweist, der in der Lichtübertragungsleitung auf der stromaufwärtigen Seite der optischen Faser eingefügt ist, und der einen zweiten optischen Isolator (48) aufweist, der in der Lichtübertragungsleitung auf der stromabwärtigen Seite der optischen Faser eingefügt ist.