发明名称 含有滤波器之光纤放大器
摘要 所本发明揭示出一种光纤放大器系统,该增益光纤具有加入活性掺杂剂离子之单模心蕊,该活性离子能够在包含波长为λs之预先选定频带内之光线在以波长为λp之光线抽运时产生受激发射。连接至增益光纤为光线衰减光纤构件,该构件具有一条含有一种掺杂剂之心蕊,该掺杂剂能够衰减至少一个频带内之光线,而该频带包含λp之波长,而没有衰减波长为λs之光能。放大器能够以传统性方式使用于通讯系统中,该系统包含输入通讯光纤以导引波长为λs之光线进入增益光纤之一端,及放大后之讯号传到输出通讯光纤上。系统中更进一步包含抽运光源以导引波长为λp之光线进入增益光纤之一端。系统中各元件能够加以组合而能够向前抽运,逆向抽运及两端抽运。各种内部连接线路亦加以说明以形成一系列包含增益光纤,衰减光纤以及输出光纤之排列。
申请公布号 TW200567 申请公布日期 1993.02.21
申请号 TW081100169 申请日期 1992.01.13
申请人 康宁公司 发明人 大卫艾德卡顿;道格李德柯耳;道格华仑豪耳
分类号 G02B6/06 主分类号 G02B6/06
代理机构 代理人 吴洛杰 台中巿太原路二段二一五巷一弄八号
主权项 1﹒一种光纤光学放大器,其包含一增益光纤,该增益光纤具有加入活性掺杂剂离子之单模心蕊,该活性离子能够在包含波长为s之预先选定频带内之光线在以波长为p之光线抽运时产生受激发射;及光线衰减光纤构件,该构件具有一条含有一种掺杂剂之心蕊,该掺杂剂能够衰减至少一个频带内之光线,而该频带包含p之波长,同时并没有显着衰减波为为s之光能;以及耦合构件以连接该增益光纤至所提及光线衰减光纤构件上。2﹒依据申请专利范围第1项之放大器,其中所提及耦合器构件包含界于光线衰减光纤构件及增益光纤间之接头。3﹒依据申请专利范围第2项之放大器,其中所提及光线衰减光纤构件之模场直径大体上与增益光纤之模场直径大体上相匹配。4﹒依据申请专利范围第1项之放大器,其中所提及光线衰减光纤构件之模场直径大于增益光纤之模埸直径,以及所提及耦合器构件包含一断面尺寸逐渐变化之光纤。5﹒依据申请专利范围第1项之放大器,其中所提及光线衰减光纤构件之模埸直径大于增益光纤之模埸直径,以及所提及耦合器构件包含一个具有第一及第二耦合器光纤之耦合器,该第一耦合器光纤之模埸直径大体上与增益光纤相匹配以及第二耦合器光纤之模场直径与光线衰减光纤构件之模长直径相匹配,所提及增益光纤被融合至第一耦合器光纤上以及光线衰减光纤构件被融合至第二耦合器光纤上。6﹒依据申请专利范围第1项之放大器,其中所提及光线衰减光纤构件之模场直径大于增益光纤之模场直径,以及所提及耦合器构件包含至少一条输入光纤尾辫以及至少一条输出光纤尾辫之光学耦合器,该输入光做尾辫被融合至增益光纤上以及光线衰减光纤构件由输出光纤尾辫所构成。7﹒依据申请专利范围第1项之放大器,其中所提及光线衰减光纤构件之模场直径大于增益光纤之模场直径,以及所提及耦合器构件包含一个具有第一及第二耦合器光纤之耦合器,该光纤沿着其长度之一部份被放置非常靠近在一起以形成一耦合区域,在该耦合区中光能耦合于光纤之间,所提及第一耦合器光纤被融合至增益光纤上,所提及光线衰减光纤构件由第二耦合器光纤所构成。8﹒依据申请专利范围第1项之放大器,其中所提及增益光纤具有第一及第二增益光纤段,每一段具有第一及第二端部,以及所提及耦合构件包含接头以分别连接光线衰减光纤构件端部至增益光纤段之第二端部,放大器更进一步包含导引抽运光能至增益光纤各段之第一端部内。9﹒一种光纤光学放大器系统,该系统包含一增益光纤,该增益光纤具有加入活性掺杂剂离子之单模心蕊,该活性离子能够在包含波长为s输入讯号之预先选定频带内之光线在以波长为p之光线抽运时产生放大之讯号受激发射;及输入讯号构件,以导引波长为s之光能进入增益光纤之一端;抽运光源构件,以导引波长为p之光能进入增益光纤之一端以连接光线衰减构件至增益光纤远离抽运光源之一端上;光线衰减光纤构件,该构件具有一条含有一种掺杂剂之心蕊,该掺杂剂能够衰减至少一个频带内之光线,而该频带包含p之波长,同时并没有显着衰减波长为s之光能;以及耦合构件以连接该增益光纤至所提及光线衰减光纤构件上。11﹒依据申请专利范围第10项之放大器,其中所提及第一耦合器光纤之模埸直径大体上与增益光纤构件之模场直径大体上相匹配,以及小于第二耦合器光纤之模场直径。12﹒依据申请专利范围第9项之放大器,其中所提及增益光纤具有第一及第二端部,该耦合构件为光线衰减光纤构件一端部及增益光纤第一端部间之接头,所提及讯号光源构件被耦合至光线衰减光纤构件另一端部,该端部是在增益光纤相异之一端,以及光纤光学耦合器构件具有第一耦合器光纤,其第一端部被连接至增益光纤第二端以及该光纤第二端部被耦合至抽运光源构件上,所提及耦合器构件具有第二耦合器光纤以连接至输出通讯光纤上,该耦合器光纤之一部份被放置成光线传递与波长有关之关系,因而大部份波长为s之光能耦合于第一及第二耦合器光纤之间,以及被导引第一耦合光纤中大部份波长为p之光线能量在第一耦合器光纤中保持不变。13﹒依据申请专利范围第12项之放大器,其中所提及第一耦合器光纤之模埸直径大体上与增益光纤构件之模埸直径大体上相匹配,以及小于第二耦合器光纤之模埸直径。14﹒依据申请专利范围第9项之放大器,其中所提及耦合构件为光线衰减光纤构件一端部及增益光纤第一端部间之接头,所提及耦合构件更进一步包含输出通讯光纤,该光纤被连接至光线衰减光纤构件上,该光线衰减光纤构件模长直径在增益光纤及输出通讯光纤之间。15﹒依据申请专利范围第9项之放大器,其中所提及增益光纤包含一加入铒掺杂剂之心蕊,光线衰减光纤构件包含加入镱掺杂剂之光纤,p波长为980nn以及s波长系在1525及1560nm之频带内。15﹒一种光学讯号耦合器,该耦合器包含一个具有折射率为n3之基质玻璃物体,该玻璃物体具有两个在相异两端之端部以及中间区域,第一及第二耦合器光纤,该光纤纵向延伸通过该延伸物体,每一条光纤具有一心蕊,该心蕊由折射率小于n3之包层所围绕着,光纤沿着基质玻璃之中间区域被融合在一起,光纤心蕊在中间区域处较在两端处被放置更加靠近在一起,因而形成一耦合区域,在耦合区域中光能耦合该光纤之间,耦合作用与波长有关而使得传播于第一光纤中大部份波长为s之光能耦合至第二光纤中,以及大部份导入至第一光纤内波长为p之光能在第一光纤中保持不变,第二光纤包含一种能吸收波长为p光线之掺杂剂。17﹒依据申请专利范围第16项之放大器,其中所提及第二耦合器光纤包含两段光纤,该两段光纤在基质玻璃之中间区域内部融合在起,其中一段光纤包含一种能够吸收波长为p光线之掺杂剂。18﹒依据申请专利范围第16项之放大器,其中所提及第二耦合器光纤模场直径较第一耦合器光纤之模埸直径小。19﹒依据申请专利范围第12项之放大器,该放大器更进一步包含一光纤尾辫并连至第一耦合器光纤之一端,所提及光纤尾辫包含能够吸收波长为s之掺杂剂。20﹒一种光学讯号耦合器,该耦合器包含一基板,该基板表面包含至少有第一及第二光学波导路径,该波导路径沿着耦合区域相当靠近在一起而能使光线耦合于该路径之间,耦合作用与波长有关因而使引导进入第一路径波长为s之光能耦合至第二路径,以及导入至第一路径内波长为p之光能在第一路径中保持不变,以及第一与第二光纤尾辫被固定至基板上并分别与第一与第二路径对准,使得传播于第一及第二路径中光线亦分别传播于第一与第二光纤尾辫中,该第二光纤尾辫包含一种能够吸收波长为p光线之掺杂剂。21﹒依据申请专利范围第16项之放大器,其中所提及第一光纤尾辫包含一种能够吸收波长为s光线之掺杂剂。图示简单说明图1为依据本发明之光纤放大器示意图。图2及图3显示图1放大器之不同情况。图4及图5分别显示出反向抽运以及双重端部元件。图6为吸收性光纤之断面图。图7为掺杂以铸光纤之频谱衰减曲线图。图8为一曲线图显示出10米长掺杂以枪之光纤在不同等级980nm波长之输入光能下之传输情形。图9及图10为具有吸收性光纤之光学耦合器示意图。图11为光纤光学耦合器之断面图,该耦合器由吸收性光纤所构成。
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