DE69307994T2

DE69307994T2 - Optisches Verstärkungssystem

Info

Publication number: DE69307994T2
Application number: DE69307994T
Authority: DE
Inventors: Tomoki Saito
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2013-11-30
Also published as: US5526174A; AU5200893A; AU674545B2; EP0599352B1; EP0599352A1; JP2536288B2; CA2110191A1; CA2110191C; DE69307994D1; JPH06196786A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Verstärkungssystem und insbesondere ein optisches Verstärkungssystem mit niedrigen Rauschkennwerten.
Ein erstes herkömmliches optisches Verstärkungssystem weist auf: eine Pumplichtquelle zum Emittieren von Pumplicht mit einer wellenlänge von z. B. 0,98 µm, einen Optokoppier zum Koppeln von Signallicht mit einer wellenlänge von z. B. 1,55 µm mit dem Pumplicht, um Koppellicht vorzusehen, und einen Er-dotierten (Erbium-dotierten) Lichtwellenleiter (LWL) zum Verstärken des Signallichts, was in "IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER", Band 3, Nr. 6, Juni 1991, Seiten 551 bis 553 beschrieben ist.
Im Er-dotierten LWL wird das zum Koppellicht gehörende Signallicht entsprechend dem Pumpen mit dem Pumplicht verstärkt. Somit wird in ihm das verstärkte Signallicht erhalten, um zu einer folgenden Stufe geführt zu werden.
Im Er-dotierten LWL wird aber auch verstärktes spontanes Emissionsucht (ASE-Licht) mit arbiträren Polarisationen erzeugt, so daß das ASE-Licht als Rauschen in der folgenden Stufe vorliegt. Ferner wird ASE-Lichtüberlagerungsrauschen NASE-ASE, das zwischen wellenlängen des ASE-Lichts erzeugt wird, zum Ausgangslicht des Er-dotierten LWL zugefügt. Das ASE-Lichtüberlagerungsrauschen NASE-ASE ist durch die Gleichung
NASE-ASE = mt (G - 1)² nep² Δ (1)
definiert, worin sind: mt eine Transversalmode, G ein Verstärkungsfaktor des Er-dotierten LWL, flep ein Besetzungsumwandlungsparameter eines Verstärkungsmediums und Δ die ASE- Lichtbandbreite. Daher wird das ASE-Licht unterdrückt, indem der Besetzungsumwandlungsparameter von Er-Atomen gesteuert wird, um z. B. 1 zu sein. Somit wird eine rauscharme Verstärkung im ersten herkömmlichen Verstärkungssystem realisiert.
Ein zweites herkömmliches optisches Verstärkungssystem weist auf: eine Pumplichtquelle, einen Optokoppler, einen Erdotierten LWL und ein optisches Filter, das mit einem Ausgang des Er-dotierten LWL verbunden ist, was in "INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS OF JAPAN PAPERS", B-I, Band J75-B-I, Nr. 5, Seiten 288 bis 297 beschrieben ist.
Im optischen Filter wird im Er-dotierten Leiter erzeugtes ASE- Licht mit wellenlängen durchgelassen, die gleich oder nahe einer wellenlänge von Signallicht sind, während ASE- Licht mit anderen wellenlängen in ihm entfernt wird. Somit wird ein rauscharmes Verstärkungssystem im zweiten herkömmlichen optischen Verstärkungssystem realisiert. Ähnliche Systeme sind in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 1-298785, 1- 127886 und 1-152819 (Kokai) beschrieben.
Im ersten herkömmlichen optischen Verstärkungssystem besteht jedoch ein Nachteil darin, daß ASE-Licht innerhalb des Signallichtbands nicht verringert werden kann, da ein optisches Bandpaßfilter verwendet wird.
Ferner hat das zweite herkömmliche optische Verstär kungssystem einen Nachteil derart, daß die Transversalmode mt des ASE-Lichts äquivalent 2 ist, was zur Erzeugung von Überlagerungsrauschen führt, das als Überschuß eines Vielfachen der Transversalmode mt vorliegt, da Polarisationen des im Er-dotierten LWL erzeugten ASE-Lichts zufällig sind.
Folglich besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein optisches Verstärkungssystem mit niedrigem Rauschkennwert bereitzustellen, in dem verstärktes spontanes Emissionslicht (ASE-Licht) mit arbiträrer Polarisation entfernt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Verstärkungssystem mit niedrigen Rauschkennwerten bereitzustellen, in dem ASE-Licht innerhalb eines Signallichtbands entfernt wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Verstärkungssystem bereitzustellen, in dem Signallicht mit arbiträrer Polarisation durch eine ASE-Entfernungseinheit durchgelassen wird.
Eine nächste Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Verstärkungssystem bereitzustellen, in dem eine Polarisation von Signallicht in einer ASE-Entfernungseinheit gesteuert wird.
Gemäß den Festlegungen in Anspruch 1 und 2 weist ein optisches Verstärkungssystem erfindungsgemäß auf:
eine optische Verstärkungseinheit mit einer Pumplichtquelle zum Emittieren von Pumplicht, einem wellenlängenmultiplex-Koppler zum Koppeln von zugeführtem Signallicht mit dem Pumplicht, um Koppellicht bereitzustellen, und einem Erbiumdotierten Lichtwellenleiter zum Verstärken des Signallichts durch Absorbieren des Pumplichts, um verstärktes Signallicht bereitzustellen, wobei das Signallicht eine vorbestimmte Polarisation hat; und
eine Entfernungseinheit für verstärktes spontanes Emissionslicht mit einer Einrichtung zum Entfernen von verstärktem spontanen Emissionslicht, das andere Polarisationen als die vorbestimmte Polarisation hat.
Im folgenden wird die Erfindung näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkungssystems einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemaß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Entfernungsvorrichtung, die zum optischen Verstärkungssystem der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung gehört;
Fig. 3A bis 3C erläuternde Darstellungen des Betriebs des optischen Verstärkungssystems der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Entfernungsvorrichtung, die zum optischen Verstärkungssystem der ersten bevorzugten Ausführungsform gemaß der Erfindung gehört;
Fig. 5A und 5B eine schematische Perspektiv- und Querschnittansicht noch einer weiteren Entfernungsvorrichtung, die in der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 5C ein Diagramm zum Erläutern eines Verlusts relativ zu einer wellenlänge für die Entfernungsvorrichtung von Fig. 5A und 5B;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkungssystems einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemaß der Erfindung; und
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkungssystems einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemaß der Erfindung.
Anhand von Fig. 1 wird ein optisches Verstärkungssystem in der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung beschrieben.
Das optische Verstärkungssystem weist auf: eine optische Verstärkungseinheit 100 zum Verstärken von WDM-Signallicht (Wellenlängenmultiplex-Signallicht) einer vorbestimmten Polarisation mit vier Wellenlängen λ&sub1; (1,53 µm), λ&sub2; (1,54 pm), λ&sub3; (1,55 µm) und λ&sub4; (1,56 µm), um verstärktes Signallicht bereitzustellen, und eine ASE-Lichtentfernungseinheit (Lichtentfernungseinheit für verstärktes spontanes Emissionslicht) 101 zum Entfernen einer Rauschkomponente im verstärkten WDM- Signallicht, um Ausgangssignallicht bereitzustellen.
Die optische Verstärkungseinheit 100 weist auf: eine Pumplichtquelle 3 zum Emittieren von Pumplicht mit einer Wellenlänge von 0,98 µm, einen WDM-Koppler (wellenlängenmultiplex-Koppler> 2 zum Koppeln des WDM-Signallichts mit dem Pumplicht, um Koppellicht bereitzustellen, und einen Er-dotierten (Erbium-dotierten) Lichtwellenleiter (LWL) 4 zum Verstärken des WDM-Signallichts im Koppellicht durch Absorbieren des Pumplichts, um das verstärkte WDM-Signallicht bereitzustellen.
Die ASE-Lichtentfernungseinheit 101 weist einen PBS (Polarisationsstrahlteiler) 5a gemäß Fig. 2 zum Entfernen des ASE-Lichts mit einer Polarisationskomponente unter arbiträren Polarisationen auf.
Beispielsweise hat in der optischen Verstärkungseinheit 100 die Pumplichtquelle 2 eine LD mit einer wellenlänge von 0,98 µm, die eine aus einer gezogenen InGaAs/AlGaAs-Doppelsupergitterschicht (SDOW-Schicht) bestehende aktive Schicht hat, und der Er-dotierte LWL 4 hat eine Er-Konzentration von 80 ppm, einen Modenfelddurchmesser von 6 µm und eine Länge von 60 m.
Im Betrieb wird das WDM-Signallicht 200 mit vier Wellenlängen λ&sub1; bis λ&sub4; einer gemeinsamen linearen Polarisation gemaß Fig. 3A von einer (nicht gezeigten) DFB-LD zum WDM-Koppler 2 geführt, um mit dem von der Pumplichtquelle 3 zugeführten Pumplicht gekoppelt zu werden. So gekoppeltes Licht wird zum Er-dotierten LWL 4 geführt.
Am Er-dotierten Leiter 4 wird das Pumplicht so in ihm absorbiert, daß das WDM-Signallicht 200 dadurch verstärkt wird. Danach wird das verstärkte WDM-Signallicht 200 zur ASE- Lichtentfernungseinheit 101 geführt.
Das WDM-Signallicht 200 wird gemäß der vorstehenden Beschreibung verstärkt, während das ASE-Licht 201 mit arbiträren Polarisationen im Er-dotierten LWL 4 erzeugt wird. Fig. 3B zeigt ein Ausgangslichtspektrum der optischen Verstär kungseinheit 100. In Fig. 3B ist das ASE-Licht 201 halbkreisförmig zusammen mit dem verstärkten WDM-Signallicht 200 dargestellt. Somit wird das ASE-Licht 201 zu Rauschen im Ausgangslicht, das vom optischen Verstärkungssystem geliefert wird.
Als nächstes wird das verstärkte WDM-Licht 200 zum PBS Sa geführt. Gemäß Fig. 2 wird im PBS 5a das WDM-Signallicht 200 mit der linearen Polarisation der X-Achse durch ihn übertragen, ohne in ihm absorbiert zu werden, während das ASE- Licht 201 mit den arbiträren Polarisationen durch ihn für die X-Achsenkomponente übertragen und für die Y-Achsenkomponente in Orthogonalrichtung zur Lichtausbreitungsrichtung reflektiert wird.
Fig. 3C zeigt ein Ausgangslichtspektrum der ASE-Lichtentfernungseinheit 101 (PBS 5a). In Fig. 3C bezeichnet eine Strichlinie das ASE-Licht 201 vor Durchlassen durch den PBS 5a und eine Vollinie das ASE-Licht 201, nachdem es durch den PBS 5a durchgelassen worden ist.
Gemäß Fig. 3C hat das optische Verstärkungssystem der ersten bevorzugten Ausführungsform den PBS Sa, so daß das ASE-Licht 201 in einem WDM-Signallichtband um etwa die Hälfte verringert werden kann. Somit ergibt sich das optische Verstärkungssystem mit geringem Rauschkennwert.
Allgemein erhält man Übertragungssignallicht eines optischen Senders in einem optischen Kommunikationssystem durch Modulieren eines Injektionsstroms eines Halbleiterlasers oder von Ausgangslicht des Halbleiterlasers unter Verwendung eines optischen Intensitätsmodulators, z. B. eines optischen LiNbO&sub3;-Modulators. Für Ausgangssignallicht dieses optischen Senders wird ein konstanter linearer Polarisationszustand beibehalten, so daß das optische Verstärkungssystem der ersten bevorzugten Ausführungsform mit einem Ausgang des optischensenders verbunden ist. Wird das optische Verstärkungs- System der ersten bevorzugten Ausführungsform tatsächlich als Zusatzverstärker zum Übertragen eines Ausgangssignals hoher Leistung verwendet, ergibt sich ein guter Kennwert.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendet die ASE-Lichtentfernungseinheit 101 als erstes Beispiel den PBS 5a. Als zweites Beispiel kann der PES 5a durch eine Lami- Pole-vorrichtung (Warenzeichen) 5b gemäß der Erläuterung in der JP-A-1351184 sowie gemäß Fig. 4 ersetzt sein.
In Fig. 4 setzt sich die Lami-Pole-Vorrichtung aus abwechselnd übereinander geschichteten Metallschichten 300 und dielektrischen Schichten 301 zusammen, so daß das WDM-Signallicht 200 der X-Achsenpolarisation durchgelassen wird, während das ASE-Licht 201 mit arbiträren Polarisationen darin absorbiert wird, was zur Übertragung des WDM-Signallichts 200 führt.
Ferner kann als drittes Beispiel der PBS 5a durch einen optischen Polarisator 5c ersetzt sein. Der optische Polarisator ist in Fig. SA bis SC gezeigt. Gemäß Fig. 5A weist der optische Polarisator Sc einen Eingangsabschnitt 400, einen Wicklungsabschnitt 402 und einen Ausgangsabschnitt 401 so auf, daß er ein Paar Kerne 403, die in Richtung einer durch sie zu übertragenden Polarisation angeordnet sind, und eine Mantelschicht 404 zum Bedecken der Kerne 403 im Querschnitt gemäß Fig. 5B aufweist. Der optische Polarisator 5c hat eine in Fig. 5C dargestellte Eigenschaft, in der ein Verlust als Darstellung auf der Y-Achse im Verhältnis zu einer Wellenlänge als Darstellung auf der X-Achse anzeigt, daß Licht der Wellenlängen W&sub1; bis W&sub2; mit der X-Achsenpolarisation durch den Wicklungsabschnitt 402 durchgelassen wird, während Licht kleinerer Wellenlänge als W&sub1; mit der Y-Achsenpolarisation sowie größerer Wellenlänge als W&sub2; mit der X-Achsenpolarisation an der Übertragung gehindert wird.
Im Betrieb wird WDM-Signallicht 200 des Wellenlängenbereichs W&sub1; bis W&sub2; mit der X-Achsenpolarisation zum Eingangsabschnitt 400 des Polarisators 5c zusammen mit dem ASE-Licht 201 geführt, so daß das WDM-Signallicht und die X-Achsenpolarisationskomponente des ASE-Lichts 201 durch den Wicklungsabschnitt 402 übertragen werden, während die Y-Achsenkomponente des ASE-Lichts 201 an der Übertragung durch den Wicklungsabschnitt 402 gehindert und teilweise von dessen Außenfläche abgestrahlt wird. Dadurch wird das WDM-Signallicht 200 am Ausgangsabschnitt 401 erhalten.
Im folgenden wird ein optisches Verstärkungssystem in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung anhand von Fig. 6 beschrieben, worin gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.
Die ASE-Lichtentfernungseinheit 100 weist auf: den vorgenannten PBS 5a, der an der Lichtausbreitungsachse entlang gedreht werden kann, einen Verzweigungskoppler 6 mit zwei Ausgangsanschlüssen zum Verzweigen des WDM-Signallichts 200 in zwei Teile, einen optischen Detektor 8 zum Umwandeln eines verzweigten Teils des WDM-Signallichts 200 in ein elektrisches Signal, eine Steuerschaltung 9 zum Erzeugen eines Steuersignals für die Drehung des PBS 5a und eine Ansteuerschaltung 10 zum Drehen des PBS 5a entsprechend dem Steuersignal.
Im Betrieb wird das verstärkte WDM-Signallicht 200 mit einer Polarisation zum PBS 5a geführt, der so gesteuert wird, daß er mit der Polarisation des WDM-Signallichts 200 zusammenfällt. Am PBS 5a wird das WDM-Signallicht 200 durch ihn übertragen, und das ASE-Licht 201 wird in Orthogonalrichtung zur Lichtausbreitungsrichtung für die Polarisationskomponente reflektiert, die orthogonal zur Polarisation des WDM-Signallichts ist, was in der ersten bevorzugten Ausführungsform von Fig. 2 erläutert wurde.
Das WDM-Signallicht 200 wird zum Verzweigungskoppler 6 geführt, um in zwei Teile verzweigt zu werden. Ein Teil des Verzweigungslichts wird zum optischen Detektor 8 und der andere zu einer nächsten Stufe als das Ausgangssignallicht geführt.
Am optischen Detektor 8 wird das WDM-Signallicht 200 in ein elektrisches Signal umgewandelt, um zur Steuerschaltung 9 geführt zu werden.
An der Steuerschaltung 9 wird eine Spannung des elektrischen Signals danach beurteilt, ob sie eine vorbestimmte Maximalspannung ist oder nicht. Bei maximaler Spannung ist eine Übertragungsrate des PBS 5a maximal, d. h., der PBS 5a ist in der Polarisationsebene gut gesteuert, um das WDM-Signallicht 200 durchzulassen.
Hat die Spannung nicht den Maximalwert, wird das Steuersignal von der Steuerschaltung 9 zur Ansteuerschaltung 10 geführt. Entsprechend dem Steuersignal wird der PBS 5a durch die Ansteuerschaltung 10 gedreht, bis die Spannung maximal wird. Das heißt, der PBS 5a wird in der Polarisationsebene dem WDM-Signallicht 200 angepaßt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird im optischen Verstärkungssystem der zweiten bevorzugten Ausführungsform das ASE-Licht 201 mit arbiträren Polarisationen unter Verwendung des PBS 5a so entfernt, daß das ASE-Licht 201 in einem WDM- Signallichtband um etwa die Hälfte verringert werden kann. Dadurch ergibt sich das optische Verstärkungssystem mit niedrigen Raus chkennwerten.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird der PBS 5a gedreht, so daß das WDM-Signallicht 200 jede lineare Polarisation haben kann. Ist jedoch die Polarisation des WDM-Signallichts 200 elliptisch oder kreisförmig, tritt ein Verlust des WDM-Signallichts 200 im PBS 5a auf. Besonders wenn sie kreisförmig ist, wird der Verlust in einem solchen Maß maximal, daß das ASE-Licht 201 entfernt wird. Aber auch in einem solchen Fall wird das Signal-Rausch-Verhältnis nicht im Vergleich zu dem Fall gesenkt, in dem keine ASE-Lichtentfernungseinheit 101 vorgesehen ist. Im Grunde ändert sich eine Polarisation von Signallicht während der Übertragung über einen LWL, der äußeren Störungen usw. ausgesetzt ist. Die Wahrscheinlichkeit, daß sich bei Signallicht, das über einen LWL übertragen wird, eine lineare Polarisation zu einer Kreispolarisation ändert, ist jedoch eigentlich gering. Aus diesem Grund ist das optische Verstärkungssystem in der zweiten bevorzugten Ausführungsform auch für Signallicht wirksam, das über einen LWL übertragen wurde.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform kann der PBS 5a durch die Lami-Pole-Vorrichtung 5b oder den optischen POlarisator Sc auf die gleiche Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform ersetzt werden.
Anhand von Fig. 7, worin gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, wird nunmehr ein optisches Verstärkungssystem in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung beschrieben.
Die ASE-Lichtentfernungseinheit 101 weist auf: den vorgenannten PBS 5a, Verzweigungskoppler 6 und optischen Detektor 8 sowie eine Polarisationssteuerung 7 zum Steuern der Polarisation des verstärkten WDM-Signallichts 200, um durch den PBS 5a geleitet zu werden, eine Steuerschaltung 9 zum Steuern der Polarisationssteuerung 7 und eine Ansteuerschaltung 10 zum Ansteuern der Polarisationssteuerung 7, damit sie sich dreht.
Die Polarisationssteuerung 7 besteht aus Leiterquetschern, wobei diese einzelnen Leiterquetscher den Leiter abwechselnd 0º und 45º zur Senkrechten quetschen, um eine relative Phasenverschiebung zwischen zwei orthogonalen Eigenmoden zu bewirken, was in "IEEE JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY", Band 9, Nr. 10, Oktober 1991, Seiten 1217 bis 1224 beschrieben ist.
Im Betrieb wird das verstärkte WDM-Signallicht 200 mit arbiträrer Polarisation zur Polarisationssteuerung 7 geführt. An der Polarisationssteuerung 7 wird die Polarisation des WDM-Signallichts 200 auf eine vorbestimmte Polarisation abgestimmt, z. B. die X-Achsenpolarisation, die den PBS 5a durchlaufen kann.
Das WDM-Signallicht 200 wird zum PBS 5a geführt. Am PBS 5a wird das WDM-Signallicht 200 durch ihn übertragen, und das ASE-Licht 201 wird in Orthogonalrichtung zur Lichtausbreitungsrichtung für die Y-Achsenkomponente reflektiert, was in der ersten bevorzugten Ausführungsform von Fig. 2 erläutert wurde.
Das WDM-Signallicht 200 wird zum Verzweigungskoppler 6 geführt und im Verzweigungskoppler 6 in zwei Teile verzweigt. Ein verzweigter Teil wird zum optischen Detektor 8 und der andere zu einer nächsten Stufe als das Ausgangssignallicht geführt.
Bei Zuführung des WDM-Signallichts 200 zum optischen Detektor 8 wird das WDM-Signallicht 200 in ein elektrisches Signal umgewandelt, das zur Steuerschaltung 9 geführt wird.
An der Steuerschaltung 9 wird eine Spannung des elektrischen Signals danach beurteilt, ob sie eine vorbestimmte Maximalspannung ist oder nicht. Bei maximaler Spannung ist eine Übertragungsrate des PBS 5a maximal, d. h., die Polarisationssteuerung 7 ist in der Polarisationsebene gut gesteuert, um das WDM-Signallicht 200 durchzulassen.
Hat die Spannung nicht den Maximalwert, wird das Steuersignal von der Steuerschaltung 9 zur Ansteuerschaltung 10 geführt. Entsprechend dem Steuersignal wird die Polarisationssteuerung 7 (d. h., die Leiterquetscher) gedreht, um die Spannung maximal zu machen, so daß die Polarisationsebene des WDM-Signallichts 200 mit der des PBS 5a zusammenfällt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird im optischen Verstärkungssystem der dritten bevorzugten Ausführungsform das ASE-Licht 201 mit arbiträren Polarisationen unter Verwendung des PBS 5a so entfernt, daß das ASE-Licht 201 in einem WDM- Signallichtband um etwa die Hälfte verringert werden kann. Dadurch ergibt sich das optische Verstärkungssystem mit niedrigen Rauschkennwerten.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform ist die Polarisationssteuerung 7 vorgesehen, so daß das WDM-Signallicht 200 jede lineare Polarisation haben kann. Das heißt, jede arbiträre Polarisation des WDM-Signallichts 200 kann zu einer vorbestimmten linearen Polarisation geändert werden, so daß sich das optische Verstärkungssystem für WDM-Signallicht 200 mit arbiträrem Polarisationszustand anwenden läßt.
Ferner wird in der dritten bevorzugten Ausführungsform die Polarisation des Eingangssignallichts zur vorbestimmten Polarisation geändert, die durch die Polarisationssteuerung 7 durch den PBS 5a geleitet werden kann, so daß eine Polarisationsstreuung des LWL kompensiert und die Anzahl verwendeter Teile verringert wird.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform kann der PBS 5a durch die Lami-Pole-Vorrichtung 5b oder den optischen POlarisator Sc auf die gleiche Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform ersetzt werden. Ist die Polarisationssteuerung 7 vor dem PBS 5a angeordnet, kann die Polarisationssteuerung 7 z.B. vor dem WDM-Koppler 2 oder innerhalb der optischen Verstärkungseinheit 100 angeordnet sein. Die Polarisationssteuerung 7 kann von einer Art sein, die eine Wellenlängenplatte usw. anstelle der Leiterquetscher verwendet.
In der ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsform kann ein mit einem seltenen Erdmetall dotierter LWL durch einen optischen Halbleiterverstärker oder einen Raman-Verstärker ersetzt werden. Als Dotierungsmaterial in einem LWL zum Verstärken des WDM-Signallichts 200 kann Erbium durch ein anderes seltenes Erdmetall ersetzt werden. In diesem Fall muß jedoch eine vorbestimmte Wellenlänge von Signallicht bei Verwendung des anderen seltenen Erdmetalls ausgewählt sein. Beispielsweise beträgt bei einer Pr-dotierten (Praseodym-dotierten) optischen Verstärkungseinheit die Signallichtwellenlänge 1,3 µm. Eine Wellenlänge des Pumplichts zum Anregen des Erdotierten Leiters 4 kann 1,48 µm usw. anstelle von 0,98 µm betragen. Als Anregungsverfahren können Vorwärtsanregung, Rückwärtsanregung oder beide Anregungen zum Einsatz kommen.
Zum Entfernen des ASE-Lichts 201 außerhalb des Bands des WDM-Signallichts 200 kann ein an einen Ausgang des Er-dotierten LWL 4 anzuschließendes optisches Bandpaßfilter verwendet werden, wobei dessen Band größer als das Signallichtband sein muß, z. B. 0,5 nm, 1,0 nm oder 3 nm.
Zum Stabilisieren des Betriebs der optischen Verstärkungseinheit 100 kann ein polarisationsunabhängiger optischer Isolator verwendet werden, entweder vor dem Er-dotierten LWL 4 oder nach dem Er-dotierten LWL 4. Der in der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendete optische Isolator ist nicht immer polarisationsunabhängig; insbesondere wenn er mit einem Ausgang des Er-dotierten LWL 4 verbunden ist, kann der PBS 5a durch einen polarisationsunabhängigen optischen Isolator ersetzt werden. Wird in der zweiten und dritten bevorzugten Ausführungsform der optische Isolator nach dem PBS verwendet, kann dort ein polarisationsabhängiger optischer Isolator verwendet werden. In der dritten bevorzugten Ausführungsform kann der PBS durch einen polarisationsabhängigen optischen Isolator ersetzt werden. Ferner kann bei Verwendung einer weiteren Polarisationssteuerung vor der Polarisationssteuerung 7 von Fig. 7 ein polarisationsabhängiger optischer Isolator verwendet werden, der mit einem Ausgang der Polarisationssteuerung 7 von Fig. 7 zu verbinden ist.
Obwohl die Erfindung zur vollständigen und klaren Offenbarung anhand spezifischer Ausführungsformen beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht darauf beschränkt, sondern sollen alle Abwandlungen und alternativen Aufbauten erfassen, die dem Fachmann deutlich werden können und die der hierin dargelegten grundsätzlichen Lehre entsprechen.

Claims

1. Optisches Verstärkungssystem, das aufweist: eine optische Verstärkungseinheit (100) mit einer Pumplichtquelle (3) zum Emittieren von Pumplicht, einem Wellenlängenmultiplex-Koppler (2) zum Koppeln von zugeführtem Eingangssignallicht (200) mit dem Pumplicht, um Koppellicht bereitzustellen, und einem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter (4) zum Verstärken des Eingangssignallichts durch Absorbieren des Pumplichts, um verstärktes Signallicht bereitzustellen,wobei das Eingangssignallicht (200) eine vorbestimmte Polarisation hat; und

eine Entfernungseinheit (101) für verstärktes spontanes Emissionslicht mit einer Einrichtung zum Entfernen von verstärktem spontanen Emissionslicht (201), das andere Polarisationen als die vorbestimmte Polarisation hat;

wobei die Entfernungseinrichtung ein Polarisationstrennelement mit einem Polarisationszustand zum Durchlassen der vorbestimmten Polarisation hat, durch das das verstärkte Signallicht durchgelassen und an dem das verstärkte spontane Emissionslicht entfernt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinrichtung ferner aufweist:

einen Verzweigungskoppler (6) mit zwei Ausgangsanschlüssen zum Verzweigen des Signallichts, in dem das verstärkte Signallicht in erstes und zweites Signallicht aufgeteilt wird;

einen optischen Detektor (8) zum Umwandeln des ersten Signallichts in ein elektrisches Signal;

eine Steuerschaltung (9) zum Erzeugen eines Steuersignals, um zu steuern, daß eine Polarisation des Polarisationstrennelements auf die vorbestimmte Polarisation des Eingangssignallichts (200) entsprechend dem elektrischen Signal abgestimmt wird; und

eine Ansteuerschaltung (10) zum Ansteuern des Polarisationstrennelements entsprechend der Steuerung der Steuerschaltung, so daß seine Polarisation auf die vorbestimmte Polarisation des Eingangssignallichts (200) abgestimmt wird.

2. Optisches Verstärkungssystem, das aufweist:

eine optische Verstärkungseinheit (100) mit einer Pumplichtquelle (3) zum Emittieren von Pumplicht, einem Wellenlängenmultiplex-Koppler (2) zum Koppeln von zugeführtem Eingangssignallicht (200) mit dem Pumplicht, um Koppellicht bereitzustellen, und einem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter (4) zum Verstärken des Eingangssignallichts durch Absorbieren des Pumplichts, um verstärktes Signallicht bereitzustellen, wobei das Eingangssignallicht (200) eine vorbestimmte Polarisation hat; und

eine Entfernungseinheit (101) für verstärktes spontanes Emissionslicht mit einer Einrichtung zum Entfernen von verstärktem spontanen Emissionslicht, das andere Polarisationen als die vorbestimmte Polarisation hat; wobei die Entfernungseinrichtung ein Polarisationstrennelement mit einem Polarisationszustand zum Durchlassen der vorbestimmten Polarisatian hat, durch das das verstärkte Siguallicht durchgelassen und an dem das verstärkte spontane Emissionslicht entfernt wird.

dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinrichtung ferner aufweist:

eine Polarisationssteuerung (7) zum Steuern einer Polarisation des Signallichts, damit sie die vorbestimmte Polarisation ist;

eine Steuerschaltung (9) zum Erzeugen eines Steuersignals, um die Polarisationssteuerung zu steuern, damit sie auf die vorbestimmte Polarisation des Eingangssignallichts (200) entsprechend dem elektrischen Signal abgestimmt wird; und

eine Ansteuerschaltung (10) zum Ansteuern der Polarisationssteuerung entsprechend der Steuerung der Steuerschaltung, so daß ihre Polarisation auf die vorbestimmte Polarisation des Eingangssignallichts (200) abgestimmt wird.

3. Optisches Verstärkungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polarisationstrennelement ein Polarisationsstrahlteiler (5a) ist, durch den das verstärkte Signallicht durchgelassen und an dem das verstärkte spontane Emissionslicht reflektiert wird.

4. Optisches Verstärkungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polarisationstrennelement eine Vorrichtung (5b) mit abwechselnd übereinander geschichteten Metallschichten und dielektrischen Schichten (300 bzw. 301) ist, durch die das verstärkte Signallicht durchgelassen und an der das verstärkte spontane Emissionslicht absorbiert wird.

5. Optisches Verstärkungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polarisationstrennelement ein optischer Polarisator (Sc) ist, der einen Eingangsabschnitt (400), einen Wicklungsabschnitt (402) und einen Ausgangsabschnitt (401) in Achsenrichtung sowie ein Paar in eine Richtung einer durch sie zu übertragenden Polarisation angeordnete Kerne (403, 404) und eine Mantelschicht (404) zum Bedecken der Kerne in einem Querschnitt aufweist, durch den das verstärkte Signallicht durchgelassen und von dessen Außenfläche das verstärkte spontane Emissionslicht abgestrahlt wird, um nicht übertragen zu werden.

6. Optisches Verstärkungssystem nach Anspruch 2, wobei die Polarisationssteuerung (7) aus Leiterquetschern zum Steuern der Polarisation des verstärkten Signallichts besteht, das durch das Polarisationstrennelement durchzulassen ist.

7. Optisches Verstärkungssystem nach Anspruch 3, wobei die Polarisationssteuerung (7) eine Wellenlängenplatte zum Steuern der Polarisation des verstärkten Signallichts aufweist, das durch das Polarisationstrennelement durchzulassen ist.