发明名称 利用分散放大管理色散之光学波导以及系统
摘要 本发明揭示出具有分散放大之单一色散管理波导纤维以及包含波导纤维之系统。在传送波长范围内沿着波导纤维总色散能够由正值改变为负值。分散放大能够藉由对波 a中较稀浓度稀土族掺杂剂之受激发射,或藉由Raman效应或两者达成。
申请公布号 TW443050 申请公布日期 2001.06.23
申请号 TW088106673 申请日期 1999.04.24
申请人 康宁公司 发明人 维卡答艾迪巴加瓦杜拉;亚伦法郎依文
分类号 H04B10/18;G02B6/16 主分类号 H04B10/18
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 1.一种色散管理光学波导纤维,其在传送波长范围 内传送光学讯号,该波导纤维包含: 具有折射率分布之心蕊玻璃区域,其由折射率为nc 包层玻璃层围绕着,nc低于至少一部份心蕊玻璃区 域之折射率分布,该波导纤维具有总色散,沿着波 导长度总色散符号由正値改变为负値以及负値改 变为正値, 波导纤维包含在传送波长范围内具有正値总色散 之次长度l i以及在传送波长范围内具有负値总色 散之次长度 l j, 其中至少一个次长度li或lj包含较稀浓度稀土族掺 杂剂离子而足以藉由受激发射使传送波长产生放 大作用。2.依据申请专利范围第1项之色散管理光 学波导纤维,其中光纤更进一步包含过渡长度lt,在 该过渡长度内总色散由正値改变为负値或由负値 改变为正値。3.依据申请专利范围第1项之色散管 理光学波导纤维,其中在传送波长范围内正値色散 次长度之色散绝对値之平均値大于0.5ps/nm-km以及 负値色散次长度之色散绝对値之平均値大于0.5ps/ nm-km。4.依据申请专利范围第1项之色散管理光学 波导纤维,其中传送波长范围大于4nm。5.依据申请 专利范围第1项之色散管理光学波导纤维,其中传 送波长范围大于20nm。6.依据申请专利范围第1项之 色散管理光学波导纤维,其中稀土族掺杂剂包含铒 。7.依据申请专利范围第3项之色散管理光学波导 纤维,其中稀土族掺杂剂包含铒。8.依据申请专利 范围第3项之色散管理光学波导纤维,其中在正値 色散次长度li中稀土族掺杂剂离子之径向位置与 在负値色散次长度lj中稀土族掺杂剂离子之径向 位置不相同。9.依据申请专利范围第2项之色散管 理光学波导纤维,其中掺杂剂浓度在波导纤维长度 内为均匀的。10.依据申请专利范围第1项之色散管 理光学波导纤维,其中只有正値色散次长度li含有 稀土族离子掺杂剂。11.依据申请专利范围第10项 之色散管理光学波导纤维,其中当传送波长之色散 小于-0.05ps/nm-km时波导纤维中孤立子传送得到改善 。12.依据申请专利范围第1项之色散管理光学波导 纤维,其中只有负値色散次长度lj含有稀土族离子 掺杂剂。13.依据申请专利范围第2项之色散管理光 学波导纤维,其中只有次长度1t含有稀土族离子掺 杂剂。14.依据申请专利范围第13项之色散管理光 学波导纤维,其中波导纤维设计使用于采用孤立子 讯号脉冲通讯系统中。15.依据申请专利范围第14 项之色散管理光学波导纤维,其中掺杂剂离子受激 将促使讯号脉冲放大使得讯号脉冲之尖峰强度受 到控制以控制脉冲宽度之振荡。16.依据申请专利 范围第14项之色散管理光学波导纤维,其中过渡次 长度lt中放大设计为减小孤立子传送系统中之脉 冲时间起伏。17.依据申请专利范围第1项之色散管 理光学波导纤维,其中次长度li折射率分布与次长 度lj折射率分布不同,以及次长度li中掺杂剂离子 径向位置与次长度lj中掺杂剂离子径向位置不同 。18.依据申请专利范围第1项之色散管理光学波导 纤维,其中正値色散次长度li中色散斜率为正値以 及负値色散次长度lj中色散斜率为负値。19.一种 传送第一光波讯号之光学系统,其在第一传送波长 范围内传送,该光学系统包含: 单一色散管理光学波导纤维,其包含具有折射率分 布之心蕊玻璃区域,其由折射率为nc包层玻璃层围 绕着,nc低于至少一部份心蕊玻璃区域之折射率分 布,该波导纤维具有总色散,沿着波导长度该总色 散符号由正値改变为负値以及负値改变为正値,波 导纤维包含在传送波长范围内具有正値总色散之 次长度li以及在传送波长范围内具有负値总色散 之次长度lj,其中至少一个次长度li或lj包含较稀浓 度稀土族掺杂剂杂子足以藉由受激发射使传送波 长产生放大作用;以及 第二波长之第一泵运光源作为在第一波长下由掺 杂剂离子产生受激发射,该第一泵运光源光学地耦 合至光学波导纤维。20.依据申请专利范围第19项 之光学系统,其中光纤更进一步包含过渡次长度lt, 在该过渡次长度内总色散由第一色散范围内一个 数値改变为第二色散范围内一个数値。21.依据申 请专利范围第19项之光学系统,其中正値色散次长 度之色散绝对値之平均値大于0.5ps/nm-km以及负値 色散次长度之色散绝对値之平均値大于0.5ps/nm-km 。22.依据申请专利范围第19项之光学系统,其中传 送波长范围大于4nm。23.依据申请专利范围第19项 之光学系统,其中传送波长范围大于20nm。24.依据 申请专利范围第19项之光学系统,其中稀土族掺杂 剂离子包含铒。25.依据申请专利范围第22项之光 学系统,其中稀土族掺杂剂离子包含铒。26.依据申 请专利范围第19项之光学系统,其中在正値色散次 长度li中稀土族掺杂剂离子之径向位置与在负値 色散次长度lj中稀土族掺杂剂离子之径向位置不 相同。27.依据申请专利范围第19项之光学系统,其 中只有正値色散次长度li包含稀土族掺杂剂离子 。28.依据申请专利范围第27项之光学系统,其中在 正値色散次长度li中稀土族掺杂剂离子之受激发 射将使色散范围小于-0.05ps/nm-km讯号传送得到改善 。29.依据申请专利范围第19项之光学系统,其中只 有负値色散次长度lj含有稀土族离子掺杂剂。30. 依据申请专利范围第19项之光学系统,其中次长度 li折射率分布与次长度lj折射率分布不同,以及次 长度li中掺杂剂离子径向位置与次长度lj中掺杂剂 离子径向位置不同。31.依据申请专利范围第20项 之光学系统,其中只有次长度lt含有稀土族掺杂剂 离子。32.依据申请专利范围第31项之光学系统,其 中波导纤维设计使用于采用孤立子讯号脉冲通讯 系统中以及由稀土族掺杂剂离子之受激发射将在 过渡次长度lt中产生放大作用。33.依据申请专利 范围第32项之光学系统,其中掺杂剂离子受激将促 使讯号脉冲放大使得讯号脉冲之尖峰强度受到控 制以防止脉冲宽度之振荡。34.依据申请专利范围 第19项之光学系统,其中在正値色散区段li中色散 斜率为正値以及在负値色散区段lj中色散斜率为 负値。35.依据申请专利范围第19项之光学系统,其 中更进一步包含第三波长之第二泵运光源以激励 Raman散射,该第二泵运光源光学地耦合至波导纤维 。36.一种传送第一光波讯号之光学系统,其在第一 波长范围内传送,该光学系统包含: 单一色散管理波导纤维,其包含具有折射率分布之 心蕊玻璃区域,其由折射率为nc包层玻璃层围绕着, nc低于至少一部份心蕊玻璃区域之折射率分布,该 波导纤维具有总色散,沿着波导长度该总色散符号 由正値改变为负値以及负値改变为正値,波导纤维 包含在传送波长范围内具有正値总色散之次长度 li以及在传送波长范围内具有负値总色散之次长 度lj;以及 第二波长之第一泵运光源作为促使在第一波长下 藉由光波讯号之Raman散射效应产生放大,该第一泵 运光源光学地耦合至光学波导纤维。37.依据申请 专利范围第36项之光学系统,其中光纤更进一步包 含过渡次长度lt,在该过渡次长度内总色散由第一 色散范围内一个数値改变为第二色散范围内一个 数値。38.依据申请专利范围第37项之光学系统,其 中光纤之有效面积小于50平方微米。39.依据申请 专利范围第37项之光学系统,其中光纤之有效面积 小于30平方微米。图式简单说明: 第一图为函数关系图,其显示出沿着色散管理光纤 长度之交替性正値及负値色散。 第二图为本发明波导纤维一个周期简化之示意图 。 第二图a及第二图b显示出第二图所显示光纤次长 度之%与半径关系曲线图。 第三图a及第三图b分别地显示出色散与光纤长度 以及色散斜率与光纤长度之关系曲线图。 第四图a及第四图b为使用本发明波导纤维范例性 系统之示意图。 第五图a及第五图b分别为色散管理波导纤维中孤 立子传送讯号尖峰功率与长度以及脉冲宽度与长 度之关系曲线图。
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