KR100330209B1 - 광대역 광섬유증폭기 및 그 증폭 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유증폭기 중 1530∼1610nm 파장 대역의 광신호를 증폭하기 위한 광대역 광섬유증폭기와 그 증폭 방법에 관한 것으로서, 1580nm 파장대역에서의 증폭효율을 높이기 위해 1550nm 파장대역 광신호의 증폭시 발생하는 역방향 잡음광을 1580nm 파장대역의 증폭부에 제공하여 보조 펌프광으로 사용한다.
Description
본 발명은 광섬유증폭기에 관한 기술로서, 특히 1530∼1610nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위한 광섬유증폭기(OPTICAL Fiber Amplifier)와 그 증폭 방법에 관한 것이다.
광전송시스템에 사용되는 광섬유증폭기는 전송되는 광신호를 증폭하는 장치로서, 광신호를 광전변환하지 않고 광신호 자체를 증폭하므로, 광전변환에 따른 광부품을 사용하지 않는 등 구성이 간단하며 경제적이다. 이러한 광섬유증폭기는 활성 광섬유와, 펌프광을 발생하는 펌프 레이저, 전송되는 광신호와 펌프광을 결합하여 활성 광섬유에 제공하는 광커플러 및 광아이솔레이터 등으로 구성된다.
광섬유에 의한 광증폭은 실리카 광섬유에 희토류 원소인 어븀(erbium: Er[68]), Pr(praseodymium[59]) 또는 Yb(ytterbium[70]) 등을 첨가한 활성 광섬유의 유도 방출(stimulated emission) 과정을 통하여 이루어진다. 펌프 레이저로부터 제공되는 펌프광은 상기 활성 광섬유에 첨가된 이온 상태의 희토류 원소를 여기 시키고, 활성 광섬유에 입사된 광신호는 여기된 이온의 유도 방출 과정을 통해 증폭된다. 현재 광전송시스템에서 널리 채용되고 있는 파장분할다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing)전송방식에서는 신호대역으로 1550nm 파장대역(약 1530nm∼1560nm)을 주로 사용하며, 이에 따라 광증폭을 위하여 특성상 1550nm 대역의 광신호를 증폭하기에 적절한 어븀첨가 광섬유증폭기(Erbium Doped FiberAmplifier: 이하 EDFA라 칭함)가 주로 사용된다.
도 1은 어븀첨가 광섬유증폭기(EDFA)에서 어븀 이온(Er+3ion)의 밀도반전율(ratio of population inversion)에 따른 입력 광신호의 파장별 이득특성 그래프이다. 도 1에는 어븀첨가 광섬유(EDF: Erbium Doped Fiber)내에서 어븀 이온의 밀도반전율이 각각 0%, 10%, 20%, ... 100% 일때 이에 대응하는 이득특성에 대한 그래프가 도시된다.
밀도반전율이 0%인 상태는 모든 어븀 이온이 기저 상태(ground state)에 있음을 의미하며, 이 경우의 이득특성은 도 1에 도시된 바와 같이 1530nm 파장대역을 중심으로 광흡수에 의한 손실 상태를 나타낸다. 밀도반전율이 증가할수록 이득은 증가하여, 밀도반전율이 100%인 경우, 즉 모든 어븀 이온이 여기 상태(excited state)에 있을 때에는 1530nm 파장대역을 중심으로 높은 이득을 얻는다. 따라서 어븀이온의 밀도반전율을 약 70∼100%의 적정 수준으로 유지하여 1550nm 파장대역(1530∼1560nm)의 광신호를 증폭한다.
한편, 도 1을 참조하면, 1550nm의 파장대역내에서 각 밀도반전율에 따른 파장별 이득특성이 일정하지 않음을 볼 수 있다. 즉 1530nm 파장의 이득이 가장 높고 1560nm 파장의 이득이 낮음을 볼 수 있다. 이러한 파장별 이득 불균일을 없애고 이득을 평탄화(flatten)하기 위하여 1530nm 대역의 광신호를 적절히 감쇄하는 광필터를 구비하는 등 여러가지 이득평탄화 방식이 채용되고 있다.
상기한 바와 같은 특성의 EDF를 이용한 EDFA는 현재 WDM 전송방식에서1550nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위해 널리 사용된다.
한편, 최근들어 WDM 광전송시스템에서는 보다 넓은 전송대역을 확보하기 위하여 1550nm 파장대역뿐만 아니라 1580nm의 파장대역(1575∼1605nm)을 신호대역으로 사용하기 위한 연구가 진행중이다. 이때 상기 1550nm 파장대역을 C-밴드(C-band)라고 칭하고 상기 1580nm의 파장대역을 L-밴드(L-band)라 칭한다.
다시 도 1을 참조하면, EDF내의 어븀 이온의 밀도반전율이 약 30∼40%를 유지할 경우에 1580nm 파장대역에서 입력 대비 약간의 증폭율을 가지는 대략 30nm 정도의 이득평탄화 대역폭을 얻을 수 있다. 도시된 바와 같이 EDF에서 1580nm 파장대역의 단위 길이당 증폭율은 1550nm 파장대역에 비하여 매우 적으며, 따라서 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위한 EDF 길이는 1550nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위한 경우보다 약 10∼20배 더 요구된다.
상기한 특성을 이용하여 1550nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위해 적절히 설계된 EDFA(이하 C-EDFA라 칭함)와, 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위해 설계된 EDFA(이하 L-EDFA라 칭함)를 병렬로 구성하여 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역의 광신호를 모두 증폭하기 위한 광대역용 어븀첨가 광섬유증폭기(이하 광대역 광섬유증폭기라 칭함)가 개발되었다.
도 2는 종래의 병렬증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 광대역 광섬유증폭기에서 광증폭부(10)는 1550nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위한 C-EDFA(Conventional-band EDFA)(12)와, 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위한 L-EDFA(Long-band EDFA)(14)의 병렬 구조로 이루어진다. 입력단(15)으로 입력된 광신호는 입력단 1550/1580nm WDM 광커플러(16)에 의해 1550nm 대와 1580nm 대의 신호로 분리된다. 분리된 신호는 각각 C-EDFA(12)와 L-EDFA(14)로 입력되어 증폭된 후 출력단 1550/1580nm WDM 광커플러(18)에서 결합되어 출력단(19)으로 출력된다.
상기와 같은 광대역 광증폭기는 우선적으로 증폭 성능이 보장되어야 하며, 이를 위하여 고출력의 펌핑 레이저를 구비하는 등 특히 그 특성상 높은 증폭효율을 갖기 어려운 L-EDFA(14)의 증폭 성능을 개선하기 위한 여러가지 연구가 진행중이다.
본 발명의 목적은 1580nm 파장대역에서 높은 증폭효율을 가질 수 있는 광대역 광섬유증폭기 및 그 증폭 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로서 1580nm 파장대역의 이득을 높일 수 있는 광대역 광섬유증폭기 및 그 증폭 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 1550nm 파장대역의 광증폭시에 발생하는 역방향 잡음광을 이용하여 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭할 수 있는 광대역 광섬유증폭기 및 그 증폭 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 1550nm 파장대역와 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하는 광대역 광섬유증폭기의 증폭 방법에 있어서, 입력 광신호를 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역으로 분리하는 과정과, 분리한 1550nm 파장대역의 광신호와 1580nm 파장대역의 광신호를 각각 증폭하는 과정과, 1550nm 파장대역 광신호의 증폭시 발생하는 역방향 잡음광을 1580nm 파장대역의 증폭부에 제공하여 보조 펌프광으로 사용하는 과정을 가짐을 특징으로 한다.
도 1은 어븀첨가 광섬유증폭기(EDFA)에서 어븀 이온의 밀도반전율에 따른 입력 광신호의 파장별 이득특성 그래프
도 2는 종래의 병렬증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도
도 4는 광필터를 사용한 본 발명의 제2실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도
도 5는 반사형 광섬유격자필터를 사용한 본 발명의 제3실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 이단증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도
도 7a, 7b 및 7c는 광섬유증폭기의 펌핑구조 예시도
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 1550nm 또는 1580nm 파장대역을 증폭하기 위한 광섬유증폭기로서 어븀첨가 광섬유증폭기를 예로 들어 설명하고 있으나, 이외에도 다양한 광섬유증폭기가 있을 수 있다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기는 입력단(21)으로 입력되는 1550/1580nm 파장대역의 광신호를 1550nm와 1580nm 파장대역으로 분리하는 입력단 WDM 광커플러(22)와, WDM 광커플러(22)에 의해 분리된 1550nm 파장대역의 광신호를 증폭하는 C-EDFA(32)와, 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하는 L-EDFA(34)와, 상기 C-EDFA(32)의 광증폭시에 발생하는 역방향 잡음광(backward ASE: Amplified Spontaneous Emission)을 상기 L-EDFA(34)에 제공되도록 광경로를 형성하는 잡음광 경로형성부로서 광서큘레이터(optical circulator)(30)를 가진다. 광서큘레이터(30)는 입력단 WDM 광커플러(22)와 C-EDFA(32)사이에서 1550nm 파장대역의 광신호가 C-EDFA(32)에 제공되도록 하며 C-EDFA(32)의 광증폭시에 발생하는 역방향 잡음광이 상기 L-EDFA(34)에 제공되도록 광경로를 형성한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 입력단 WDM 광커플러(22)에서 분리된 1550nm 파장대역의 광신호는 상기 광서큘레이터(30)의 1번단자로 입력되고 2번단자로 출력되어 C-EDFA(32)의 입력단으로 제공된다. 한편 상기 입력단 WDM 광커플러(22)에서 분리된 1580nm 파장대역의 광신호는 역방향 진행 광을 차단하는 제1광아이솔레이터(36)를 거쳐 L-EDFA(34)의 입력단으로 제공된다. C-EDFA(32)와 L-EDFA(34)는 각각 제공된 파장대역의 광신호를 증폭하게 된다. C-EDFA(32)에 의해 증폭된 1550nm 파장대역의 광신호는 제2광아이솔레이터(38)를 거쳐 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다. L-EDFA(34)에 의해 증폭된 1580nm 파장대역의 광신호는 상기 광서큘레이터(30)의 3번단자로 입력되고 4번단자로 출력되어 상기 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다. 이후 상기 증폭된 1550nm와 1580nm 파장대역의 광신호들을 출력단 WDM 광커플러(24)에 의해 결합되어 출력단(25)으로 출력된다.
상기 C-EDFA(32)와 L-EDFA(34)는 각각 순방향, 역방향 또는 양방향 펌핑구조 등을 가질 수 있다. 즉 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 C-EDFA(32)와 L-EDFA(34)는 하나의 펌프 레이저 다이오드(LD: Laser Diode)로부터 제공되는 펌프광이 파장선택결합기(WSC: Wavelength Selective Coupler)에 의해 신호광과 결합되어 EDF의전단으로 제공되는 순방향 구조를 가질 수 있다.
또한 상기 C-EDFA(32)와 L-EDFA(34)는 도 7b에 도시된 바와 같이 펌프광을 EDF의 후단에서 제공하는 역방향 펌핑구조, 또는 도 7c에 도시된 바와 같이 펌프광을 EDF의 전단 및 후단에서 제공하는 양방향 펌핑구조를 가질 수 있으며, 이들의 조합으로 이루어진 다단계 펌핑구조를 가질 수 있다.
한편 EDF는 1550nm 파장대역에서 높은 방사특성을 나타내고, 이러한 자연방출(spontaneous emission) 광은 EDF 내부에서 다시 증폭되며 펌프광의 손실을 증가시켜서 펌핑효율을 낮추게 되는 주요 요인이 된다. 본 발명에서는 이러한 잡음광(ASE)을 이용하여 L-EDFA(34)의 증폭효율을 높이게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 구성에서 C-EDFA(32)에서 발생하여 역방향으로 진행하는 잡음광은 광서큘레이터(30)의 2번단자로 입력되며 이는 광서큘레이터(30)의 3번단자로 출력되어 L-EDFA(34)에 역방향으로 제공된다.
C-EDFA(32)에서 발생하여 광서큘레이터(30)를 통해 L-EDFA(34)에 제공된 역방향 잡음광은 보조 펌프광으로 작용하여 L-EDFA(34)의 증폭효율을 높이게 된다. 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하기 위한 L-EDFA에 증폭효율을 높이기 위하여 1550nm 파장대역의 외부 광을 입력시키는 기술이 개발되었다. 이러한 기술로서 본원 출원인에 의해 선출원된 국내특허 출원번호 제99-23777호(명칭: 씨드-빔을 이용한 엘밴드 광섬유 증폭기)에는 외부 광원을 이용하여 1550nm 파장대역의 광(일명 씨드-빔: seed beam)을 발생하고 발생한 1550nm 파장대역의 광을 L-EDFA에 제공하므로 L-EDFA의 증폭효율을 높이는 기술이 개시되어 있다. 이러한 1550nm 파장대역의 외부 광의 제공시에 L-EDFA의 증폭효율이 높아지는 상세 기술은 상기 선출된 제99-23777호에 상세히 개시되어 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에서는 L-EDFA의 증폭효율을 높이게 되는 상기와 같은 1550nm 파장대역의 광(씨드-빔)을 얻기 위하여 별도의 외부 광원을 이용하는 것이 아니라 도 3에 도시된 바와 같이 C-EDFA에서 발생하는 역방향 잡음광을 이용한다.
도 4는 광필터를 사용한 본 발명의 제2실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기에서, 입력단 WDM 광커플러(22)에서 분리된 1550nm 파장대역의 광신호는 제1광서큘레이터(40)의 1번단자로 입력되고 2번단자로 출력되어 C-EDFA(42)의 입력단으로 제공된다. C-EDFA(42)에 의해 증폭된 1550nm 파장대역의 광신호는 제2광아이솔레이터(48)를 거쳐 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다. 상기 입력단 WDM 광커플러(22)에서 분리된 1580nm 파장대역의 광신호는 제1광아이솔레이터(46)를 거쳐 L-EDFA(44)로 제공된다. L-EDFA(44)에 의해 증폭된 1580nm 파장대역의 광신호는 제2광서큘레이터(41)의 2번단자로 입력되고 3번단자로 출력되어 상기 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다.
상기와 같은 구성에서 C-EDFA(42)에서 발생한 역방향 잡음광은 제1광서큘레이터(40)의 2번단자로 입력되고 3번단자로 출력되어 광필터(43)로 입력된다. 광필터(43)는 입력되는 잡음광을 필터링하여 미리 설정된 파장대역 즉, 1550nm 파장대역의 특정 파장의 광신호만 통과시킨다. 상기 광필터(43)에 의해 불필요한 파장성분이 제거된 잡음광은 상기 제2광서큘레이터(43)의 1번단자로 입력되고 2번단자로출력되어 L-EDFA(44)에 역방향으로 제공된다. 제공된 역방향 잡음광은 보조 펌프광으로 작용하여 L-EDFA(44)의 증폭효율을 높이게 된다. 상기 광필터(43)는 파브리 페롯(Fabry-Perot)이나 마흐 젠더(Mach-Zehnder) 등 다양한 종류로 구성할 수 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같은 광대역 광섬유증폭기의 구성 및 동작을 살펴보면, 두개의 광서큘레이터(40, 41)와 광필터(43)를 잡음광 경로형성부로서 사용하여 C-EDFA(42)에서 발생한 역방향 잡음광 중에서 특정 파장대역(1550nm)의 광을 보조 펌프광으로서 L-EDFA(44)에 제공함을 볼 수 있다.
도 5는 반사형 광섬유격자(fiber grating)필터를 사용한 본 발명의 제3실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기에서, 입력단 WDM 광커플러(22)에 의해 분리된 1550nm 파장대역의 광신호는 광서큘레이터(50)의 1번단자로 입력되고 2번단자로 출력되어 C-EDFA(52)의 입력단으로 제공된다. C-EDFA(52)에서 증폭된 광신호는 제2광아이솔레이터(58)를 거쳐 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다.
C-EDFA(52)에서 발생한 역방향 잡음광은 광서큘레이터(50)의 2번단자로 입력되고 3번단자로 출력되어 반사형 광섬유격자필터(53)로 입력된다. 반사형 광섬유격자필터(53)에 입력된 잡음광은 1550nm 파장대역의 광만 반사되어 상기 광서큘레이터(50)의 3번단자로 입력되고 4번단자로 출력된다. 광서큘레이터(50)의 4번단자로 출력된 1550nm 파장대역의 광과 상기 입력단 WDM 광커플러(22)에서 분리된 1580nm 파장대역의 광신호는 보조 WDM 광커플러(51)에 의해 결합되어 L-EDFA(54)로 제공된다. L-EDFA(54)에 의해 증폭된 1580nm 파장대역의 광신호는 제1광아이솔레이터(56)를 거쳐 상기 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다.
상기 도 5에 도시된 바와 같은 광대역 광섬유증폭기의 구성 및 동작을 살펴보면, 광서큘레이터(50)와, 광필터(53) 및 별도의 WDM 광커플러(51)를 잡음광 경로형성부로서 사용하여 C-EDFA(52)에서 발생한 역방향 잡음광 중에서 특정 파장대역(1550nm)의 광을 보조 펌프광으로서 L-EDFA(54)에 제공함을 볼 수 있다.
도 5에 도시된 광대역 광섬유증폭기에서는 C-EDFA(52)에서 발생하여 광필터(53)에서 필터링된 역방향 잡음광이 WDM 광커플러(51)를 거쳐 L-EDFA(54)에 순방향으로 제공됨을 볼 수 있다. 이러한 구성에서 WDM 광커플러(51)를 사용하지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 제2광서큘레이터를 사용하여 상기 광필터(53)에서 필터링된 잡음광을 L-EDFA(54)에 역방향으로 제공하도록 구성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 이단증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기의 개략적인 블록 구성도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 광대역 광섬유증폭기에서, 입력단 WDM 광커플러(22)에 의해 분리된 1550nm 파장대역의 광신호는 제1광아이솔레이터(61)를 거쳐 첫째단 C-EDFA(62)로 제공되어 증폭된다. 첫째단 C-EDFA(62)에서 증폭된 광신호는 광서큘레이터(60)의 1번단자로 입력되고 2번단자로 출력되어 둘째단 C-EDFA(64)의 입력단으로 제공된다. C-EDFA(64)에서 다시 증폭된 광신호는 제2광아이솔레이터(65)를 거쳐 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다.
한편, 상기 입력단 WDM 광커플러(22)에서 분리된 1580nm 파장대역의 광신호는 제3광아이솔레이터(63)를 거쳐 첫째단 L-EDFA(66)의 입력단으로 제공된다. L-EDFA(66)에서 증폭된 1580nm 파장대역의 광신호는 상기 광서큘레이터(60)의 3번단자로 입력되어 4번단자로 출력된 후 둘째단 L-EDFA(68)로 제공된다. 둘째단 L-EDFA(68)에서 다시 증폭된 1580nm 파장대역의 광신호는 제4광아이솔레이터(67)를 거쳐 출력단 WDM 광커플러(24)로 제공된다.
상기에서 둘째단 C-EDFA(64)에서 발생한 역방향 잡음광은 상기 광서큘레이터(60)의 2번단자로 입력되고 3번단자로 출력되어 상기 첫째단 L-EDFA(66)에 역방향으로 제공된다.
상기 도 6에 도시된 바와 같은 이단증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기의 구성 및 동작을 살펴보면, 둘째단 C-EDFA(64)에서 발생된 역방향 잡음광은 첫째단 L-EDFA(66)에 제공되어 보조 펌프광으로서 증폭효율을 높이게 됨을 알 수 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같은 구성에서 역방향 잡음광의 불필요한 파장대역을 제거하기 위하여 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 광필터 등의 구조를 추가할 수도 있다.
상기와 같이 이단증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기를 본 발명의 특징에 따라 구성할 수 있다. 또한 본 발명의 또다른 실시예에서는 상기 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같은 일단증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기를 병렬로 더 구성함으로 이단, 또는 그 이상의 다단 증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기를 구성할 수도 있다.
상기 도 3내지 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 특징에 따른 광대역 광섬유증폭기가 구성될 수 있다.
한편 상기한 본 발명의 설명에서는 다수의 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있으며, 구성 소자들은 다양한 구체적 상세 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3 내지 도 6에 도시된 광대역 광섬유증폭기에서 광아이솔레이터들은 입력단 WDM 광커플러(22)의 전단과 출력단 WDM 광커플러(24)의 후단에 설치할 수도 있다.
또한 상기 도 3내지 도 6에 도시된 광대역 광섬유증폭기에서 각 C-EDFA와 L-EDFA가 도 7a, 7b 및 7c에 도시된 바와 같은 펌핑구조를 가질 수 있음은 주지의 사실이며, 그 구체적 구성은 다양할 수 있다. 예를 들어, EDFA의 이득 평탄화 및 저잡음 특성을 위해 알루미늄이 같이 첨가된 EDF(Al co-doped EDF)나 불화물 EDF, 또는 다성분 EDF 등이 개발되고 있으며, 이러한 EDF는 본 발명의 EDFA에 적용될 수 있다. 이와 같이 다양한 변형예와 구체적 실시예 등이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구의 범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명은 1550nm 파장대역와 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하는 광대역 광섬유증폭기에서 1550nm 파장대역 광신호의 증폭시 발생하는 역방향 잡음광을 1580nm 파장대역의 증폭부에 제공하여 보조 펌프광으로 사용하므로, 별도의 외부 광원의 구비 없이 간단한 구조로서 1580nm 파장대역에서 증폭효율을높일 수 있다.
Claims (11)
1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역의 광신호를 증폭하는 광대역 광섬유증폭기의 증폭 방법에 있어서,
입력 광신호를 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역으로 분리하는 과정과,
상기 분리한 1550nm 파장대역의 광신호와 1580nm 파장대역의 광신호를 각각 증폭하는 과정과,
상기 1550nm 파장대역 광신호의 증폭시 발생하는 역방향 잡음광을 보조 펌프광으로서 상기 1580nm 파장대역의 증폭시에 제공하는 과정을 가짐을 특징으로 하는 증폭 방법.
제1항에 있어서, 상기 1550nm 파장대역 광신호의 증폭시 발생하는 역방향 잡음광을 보조 펌프광으로서 상기 1580nm 파장대역의 증폭시에 제공하는 과정은, 미리 설정된 파장대역의 광만을 상기 1580nm 파장대역의 증폭시에 제공하도록 상기 역방향 잡음광을 필터링하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 증폭 방법.
1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기를 구비한 광대역 광섬유증폭기에 있어서,
입력단으로 입력된 광신호를 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역으로 분리하는 입력단 파장분할다중 광커플러와,
상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 광증폭시에 발생하는 역방향 잡음광이 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공되도록 광경로를 형성하는 잡음광 경로형성부와,
상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 각각 증폭된 광신호를 제공받아 결합하여 출력단으로 출력하는 출력단 파장분할다중 광커플러를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
제3항에 있어서, 상기 잡음광 경로형성부는 상기 입력단 파장분할다중 광커플러에서 분리된 1550nm 파장대역의 광신호를 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하며, 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 발생하는 역방향 잡음광을 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 역방향으로 제공하며, 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 출력되는 광신호를 상기 출력단 파장분할다중 광커플러에 제공하는 광서큘레이터로 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
제3항에 있어서, 상기 잡음광 경로형성부는 미리 설정된 파장대역의 광만을 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하도록 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 발생하는 역방향 잡음광을 필터링하는 광필터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
제5항에 있어서, 상기 광필터는 반사형 광섬유격자필터임을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 1580nm 파장대역용 광섬유 증폭기를 구비한 광대역 광섬유증폭기에 있어서,
입력단으로 입력된 광신호를 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역으로 분리하는 입력단 파장분할다중 광커플러와,
상기 입력단 파장분할다중 광커플러에서 분리된 1550nm 파장대역의 광신호를 1번단자로 입력받아 2번단자로 출력하여 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하며, 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 발생하는 역방향 잡음광을 상기 상기 2번단자로 입력받아 3번단자로 출력하는 제1광서큘레이터와,
상기 제1광서큘레이터의 3번단자로 출력되는 역방향 잡음광을 필터링하여 미리 설정된 파장대역의 광만을 출력하는 광필터와,
상기 광필터에서 출력되는 광을 1번단자로 입력받아 2번단자로 출력하여 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 역방향으로 제공하며, 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 출력되는 증폭된 광신호를 상기 2번단자로 입력받아 3번단자로 출력하는 제2광서큘레이터와,
상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 상기 제2광서큘레이터의 3번단자로출력되는 출력되는 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 각각 증폭된 광신호를 제공받아 결합하여 출력단으로 출력하는 출력단 파장분할다중 광커플러를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 1580nm 파장대역용 광섬유 증폭기를 구비한 광대역 광섬유증폭기에 있어서,
입력단으로 입력된 광신호를 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역으로 분리하는 입력단 파장분할다중 광커플러와,
입력된 광신호를 필터링하여 미리 설정된 파장대역의 광만을 출력하는 반사형 광섬유격자필터와,
상기 입력단 파장분할다중 광커플러에서 분리된 1550nm 파장대역의 광신호를 1번단자로 입력받아 2번단자로 출력하여 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하며, 상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 발생하는 역방향 잡음광을 상기 상기 2번단자로 입력받아 3번단자로 출력하여 상기 반사형 광섬유격자필터에 제공하며, 상기 반사형 광섬유격자필터에서 반사되는 필터링된 광을 상기 3번단자로 입력받아 4번단자로 출력하는 광서큘레이터와,
상기 광서큘레이터의 4번단자로 출력되는 광과 상기 입력단 파장분할다중 광커플러에서 분리된 1580nm 파장대역의 광신호를 결합하여 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하는 보조 파장분할다중 광커플러와,
상기 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 상기 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 각각 증폭된 광신호를 제공받아 결합하여 출력단으로 출력하는 출력단 파장분할다중 광커플러를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
이단증폭 구조의 광대역 광섬유증폭기에 있어서,
입력단으로 입력된 광신호를 1550nm 파장대역과 1580nm 파장대역으로 분리하는 입력단 파장분할다중 광커플러와,
상기 입력단 파장분할다중 광커플러에 의해 분리된 1550nm 파장대역의 광신호를 일차로 증폭하는 첫째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와,
상기 첫째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 출력된 광신호를 제공받아 이차로 증폭하는 둘째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와,
상기 입력단 파장분할다중 광커플러에 의해 분리된 1580nm 파장대역의 광신호를 일차로 증폭하는 첫째단 1580nm 파장대역 광섬유증폭기와,
상기 첫째단 1580nm 파장대역 광섬유증폭기에서 출력되는 광신호를 이차로 증폭하는 둘째단 1580nm 파장대역 광섬유증폭기와,
상기 둘째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 광증폭시에 발생하는 역방향 잡음광이 상기 첫째단 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공되도록 광경로를 형성하는 잡음광 경로형성부와,
상기 둘째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기와 상기 둘째단 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 각각 증폭된 광신호를 제공받아 결합하여 출력단으로 출력하는 출력단 파장분할다중 광커플러를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
제9항에 있어서, 상기 잡음광 경로형성부는 상기 첫째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 출력되는 광신호를 상기 둘째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하며, 상기 둘째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 발생하는 역방향 잡음광을 상기 첫째단 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 역방향으로 제공하며, 상기 둘째단 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 출력되는 광신호를 상기 출력단 파장분할다중 광커플러에 제공하는 광서큘레이터로 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
제9항에 있어서, 상기 잡음광 경로형성부는 미리 설정된 파장대역의 광만을 상기 첫째단 1580nm 파장대역용 광섬유증폭기에 제공하도록 상기 둘째단 1550nm 파장대역용 광섬유증폭기에서 발생하는 역방향 잡음광을 필터링하는 광필터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광대역 광섬유증폭기.
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