发明名称 使用分散滤波之改良L频带放大
摘要 L频带光学放大器为具有掺杂稀土族元素之增益介质,其包含滤波器分布于有限部份之增益介质上。滤波器分布范围为25%增益介质长度至整个增益介质长度。分散滤波器实质地消除频带外光线发射(C-频带ASE,1520-1565nm)以及改善L频带放大(1565-1620nm)性能。分散滤波器一些范例包含离散形式滤波器例如为长周期光栅,或连续性形式滤波器例如为掺杂剂稀土族元素两条心蕊之光纤,非绝热性渐变段光纤以及共轴共振环状光纤。
申请公布号 TW498633 申请公布日期 2002.08.11
申请号 TW089116469 申请日期 2000.08.13
申请人 康宁公司 发明人 詹道格拉司麦力;米其强亚罗基
分类号 H04B10/17;H01S3/067 主分类号 H04B10/17
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 1.一种光纤通讯线路之光学放大器,放大器以合规 频带传输讯号操作,该讯号位于与放大器相关增益 频谱尾端区域较长波长中,该放大器包含: 掺杂稀土族元素增益介质,其产生放大器之第一增 益阶; 泵运功率光源,其连接至增益阶;以及 滤波器分布于增益介质上,其中滤波器衰减放大器 中放大自励发射(ASE)相关之光线,使得在增益频谱 较长波长区域中传输讯号被放大。2.依据申请专 利范围第1项之放大器,其中稀土族元素掺杂剂包 含铒,其中放大器增益频谱延伸于1520-1620nm,ASE延伸 于1520-1565nm,以及增益频谱尾端区域较长波长延伸 于1565-1620nm。3.依据申请专利范围第1项之放大器, 其中滤波器分布于有限部份之增益介质上,其在增 益介质25%长度至整个增益介质范围内。4.依据申 请专利范围第3项之放大器,其中滤波器包含一组 多个离散滤波器。5.依据申请专利范围第4项之放 大器,其中在放大器增益频谱之尖峰增益波长下离 散滤波器之内部间距为小于或等于20dB之增益长度 。6.依据申请专利范围第4项之放大器,其中离散滤 波器为长周期光栅。7.依据申请专利范围第4项之 放大器,其中长周期光栅划记于增益介质内。8.依 据申请专利范围第3项之放大器,其中滤波器包含 连续性光纤。9.依据申请专利范围第8项之放大器, 其中连续性滤波器由含有掺杂剂未泵运波导心蕊 所构成以吸收ASE光线,以及进行泵运之含有掺杂剂 波导心蕊以放大传输讯号,其中更进一步未泵运波 导心蕊以及泵运波导心蕊呈现出波导色散使得由 泵运心蕊耦合至未泵运心蕊只发生于ASE增益频谱 中光线。10.依据申请专利范围第1项之放大器,其 中滤波器之频带宽度与ASE频谱之频带宽度一致,以 及深度约等于或大于放大器增益频谱中之尖峰增 益系数。11.一种掺杂铒光纤放大器,放大器具有已 知增益频带宽度以对1560nm至1620nm增益频带宽度之 长波长区域产生讯号放大,该放大器包含: 第一增益阶,其由掺杂铒光纤所构成,该光纤在1520 nm至1565nm已知增益频带宽度内呈现出第一增益频 谱; 泵运功率之光源,其连接至第一增益阶;以及 第二增益阶,其由掺杂铒光纤所构成,其串连至第 一增益阶,其在1565nm至1620nm已知增益频带宽度内呈 现出有用的增益频谱, 其中第一增益阶更进一步包含滤波器沿着第一增 益阶分布,该滤波器具有深度及频带宽度足以过滤 频道外光线发射,该光线发射频谱与第一增益频谱 相同使得第一增益阶任何未被滤波之频带外光线 发射无法使第一增益阶自行饱和,其中有用的增益 频谱呈现出尖峰增益,其为已知增益频带宽度之尖 峰增益。12.依据申请专利范围第11项之放大器,其 中滤波器包含两条掺杂铒波导心蕊于第一增益阶 掺杂铒光纤中,其中并无泵运能量传送至含有掺杂 剂心蕊使得未泵运心蕊将衰减耦合至未泵运心蕊 之频带外光线发射。13.一种操作光学放大器之方 法,该放大器放大已知增益频带宽度较长波长尾端 区域中之讯号,该方法包含下列步骤: 分布滤波器于放大器第一增益阶之有限部份增益 介质上,其中滤波器具有深度及频带宽度足以衰减 放大器发出放大自励发射相关之波长频谱。14.依 据申请专利范围第13项之方法,其中分布滤波器于 放大器介质上步骤包含分散连续性滤波器于增益 介质上。15.依据申请专利范围第13项之方法,其中 分布滤波器于放大器介质上步骤包含分布一组多 个离散滤波器于增益介质上。16.依据申请专利范 围第13项之方法,其中更进一步包含分布滤波器于 放大器第二增益阶之第二增益介质上,其中滤波器 具有深度以及频带宽度足以衰减放大器发出放大 自励发射相关之频带外光线发射。17.一种操作光 学放大器之方法,该放大器放大已知增益频带宽度 较长波长尾端区域中之讯号,该方法包含下列步骤 : 分布滤波器于放大器增益阶上以衰减滤波器发射 出放大自励发射相关之频带外光线发射,使得与放 大器相关之平均反转数高于并不使用滤波器放大 器相关之平均反转数。18.依据申请专利范围第17 项之方法,其中滤波器分布于放大器输入增益阶上 。19.依据申请专利范围第18项之方法,其中滤波器 分布于放大器第二增益阶上,该放大器耦合至第一 增益阶。20.依据申请专利范围第19项之方法,其中 放大器为掺杂铒之光学放大器,已知增益频带宽度 之较长波长尾端区域为1565nm-1620nm,已知增益频带 宽度为1520-1620nm,以及频带外光线发射为1620-1565nm 。图式简单说明: 第一图(图1)为掺杂铒光学放大器C频带以及L频带 范围内波长与增益关系曲线图。 第二图(图2)为本发明实施例在第一阶中具有分散 滤波之第二阶L频带光学放大器之示意图。 第三图(图3)为本发明实施例各种滤波频带宽度与 滤波深度之主动光纤长度与平均反转数之关系曲 线图。 第四图(图4)为本发明实施例各种滤波频带宽度与 滤波深度之主动光纤长度与向后ASE功率关系曲线 图。 第五图(图5)为本发明实施例各种滤波频带与滤波 深度之主动光纤长度与残余泵运功率之关系曲线 图。 第六图(图6)为本发明实施例在掺杂铒L频带中对于 各种平均反转数之波长与放大器噪讯特性关系曲 线图。 第七图(图7)为本发明实施例双心蕊分散滤波器之 示意图。 第八图(图8)为本发明实施例独立分散滤波放大器 之示意图。 第九图(图9)为本发明分散滤波放大器所产生之代 表性L频带增益分布曲线示意图。 第十图A(图10a)为本发明实施例非绝热性渐变光纤 分散滤波器之示意图。 第十图B(图10b)为本发明图10(a)滤波器产生之波长 与损耗之示意图。 第十一图(图11)为本发明实施例环状共轴心蕊滤波 器之断面示意图。
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