KR19980063141A - 이득 평탄화 광섬유증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파장분할 다중화 전송시스템에 사용되는 광섬유증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 나타내도록 설정된 복수의 광섬유증폭기를 직렬로 설치하여 서로 다른 파장을 갖는 입력 광신호의 전 파장대가 높은 수준으로 평탄화되도록 한 이득 평탄화 광섬유 증폭기에 관한 것이다. 본 발명은 광증폭광섬유의 길이가 길어질수록 최고 증폭이득을 나타내는 파장이 장파장대로 옮겨가고 길이가 짧아질수록 단파장대로 옮겨가는 광증폭섬유의 특성 및 펌핑광원의 출력 세기가 증가할수록 최고 증폭이득을 가지는 파장이 단파장대로 옮겨가고 출력 세기가 감소할수록 장파장대로 옮겨가는 광섬유증폭기의 특성을 적절히 이용하여 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 갖도록 설정된 복수의 광섬유증폭기를 직렬로 설치함으로써 전 파장대의 증폭이득이 높은 수준의 이득으로 평탄화되도록 한 이득 평탄화 광섬유증폭기이다. 본 발명에 의하면, 서로 다른 파장을 갖는 입력 광신호가 상기 복수의 광섬유증폭기를 통과함으로써 각 파장대에서 얻게 되는 최고 증폭이득 값들이 상호 보상되어 전체적으로 높은 수준의 이득값으로 평탄화되게 된다.

Description

이득 평탄화 광섬유증폭기

본 발명은 파장분할 다중화 전송시스템에 사용되는 광섬유증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 나타내도록 설정된 복수의 광섬유증폭기를 직렬로 설치하여 전체의 증폭이득이 최고 수준의 이득으로 평탄화 되도록 한 이득 평탄화 광섬유증폭기에 관한 것이다.

현재, 광섬유를 통해 정보를 전송하는 광통신기술이 개발되어 사용되고 있는데, 이러한 광통신기술은 고속으로 대용량의 정보전송이 가능하고 전자기 유도에 의한 신호장애나 누화가 없기 때문에 해저 케이블을 통한 국가간의 정보통신에 주로 이용되고 있으며, 최근에는 광통신에 대한 다중화기술이나 네트워크 기술이 진보되면서 교환기간의 음성 및 데이터통신과, CATV(Cable TV)나 VOD(Video On Demand) 등을 포함하는 고속 광대역 멀티미디어 통신을 위한 기간 통신망으로서 그 사용범위가 점차 확대되고 있다.

일반적으로 광통신에 사용되는 광섬유는 15Km를 전파하여야 처음의 광신호가 반으로 줄 정도로 저손실인 것이 특징이나 광케이블이 수백Km이상 장거리로 설치되는 장거리 전송선로의 경우에는 그 손실이 매우 크게 되므로 반드시 일정한 거리마다 광신호를 증폭시키는 광신호증폭기(Optical amplifier)가 설치되게 된다.

초기의 광신호증폭기는 광신호를 애벌런치형 포토다이오드(Avalanch Type Photo Diode : APD)를 통해 전기신호로 변환하여 증폭하고, 그 증폭된 전기신호를 다시 레이저 다이오드(Laser Diode : LD)를 통해 광신호로 변환하는 구성으로 되어 있었다. 그러나, 최근에 이르러 광증폭광섬유가 개발되면서 광신호 증폭을 위한 신호변환과정을 생략할 수 있게 되었다.

광증폭광섬유는 활성광섬유에 어븀(Er)이나 프라세오듐(Pr) 또는 네오듐(Nd) 등의 희토류 이온(rare-earth)을 도우핑하여 생성하게 되는데, 이러한 광증폭광섬유에 소정의 파장을 갖는 여기광(Pump light)을 공급하게 되면, 상기 희토류 이온의 여기에 의해 소정의 파장을 갖는 유도광자가 방출되게 됨으로써 해당 광섬유를 통해 전파되는 광신호가 증폭되게 된다.

도 1은 상기한 광증폭광섬유를 이용한 광섬유증폭기를 나타낸 구성도이다. 도면에서 보는 바와 같이, 참조번호 10은 전기적인 신호데이터에 대응해서 설정된 파장의 광신호를 발광하는 발광부 또는 엘디모듈(LD module)이다. 이 발광부(10)에서 발생된 광신호는 제1 광선로(14)를 통해 광섬유증폭기(18)로 전파되게 된다.

광섬유증폭기(18)는 어븀이 첨가된 광증폭광섬유(20 : EDF)와, 펌핑광을 발생시키는 펌핑광원(30 :Pump LD), 펌핑광원(30)에서 발생된 펌핑광를 광증폭광섬유(20)에 입사하기 위한 멀티플렉서(26 : WDM), 증폭된 광신호가 발광소자(10)로 들어가거나 노이즈가 증폭기로 들어오는 것을 방지하기 위해 상기 광섬유증폭기(18)의 양단에 각각 설치된 제1 및 제2 광 아이솔레이터(22,32)로 구성된다.

또한, 상기 광섬유증폭기(18)는 입력 광신호 또는 증폭된 출력 광신호를 1:99의 비율로 나누어 분기시키도록 상기 광섬유증폭기(18)의 양단에 설치된 제1 및 제2 탭커플러(16,36)와, 이 탭커플러(16,36)에서 분기된 입력 광신호와 증폭 광신호를 전기적 신호로 변환하는 제1 및 제2 포토다이오드(28,38) 및 각 포토다이오드(28,38)에서 입력된 전기적 신호를 이용하여 상기 광섬유증폭기(18)가 안정된 증폭출력을 얻을 수 있도록 제어하는 콘트롤회로(50)를 더 포함하여 구성된다.

한편, 상기 광섬유증폭기(18)에서 증폭된 출력 광신호는 제2 광선로(34)를 통해 바로 수광부(40)로 전송될 수 있으나 전송선로가 긴 경우에는 또 다른 광섬유증폭기로 전송될 수 있다.

이러한 구성으로 된 광섬유증폭기(18)는 발광부(10)에서 전송된 광신호를 제1 탭커플러(16)에서 소정의 비율 예를 들어, 1:99의 비율로 분기시켜 입력 광신호중 99%는 어븀이 첨가된 광증폭광섬유(20)로 전송하고, 1%의 광신호는 제1 포토다이오드(28)로 전송한다. 제1 포토다이오드(28)로 전송된 광신호는 광전변환되어 콘트롤회로(50)에 입력 광신호의 상태를 모니터할 수 있는 전기적 신호를 보내게 된다.

그리고, 상기 제1 포토다이오드(28)와 마찬가지로 제2 포토다이오드(38)도 제2 탭커플러(36)에서 입력된 출력 광신호를 광전변환하여 전기적 신호를 콘트를 회로(50)에 인가하게 된다. 따라서 상기 콘트롤회로(50)는 제1 및 제2 포토다이오드(28,38)를 통해 인가된 모니터 신호를 근거로 펌핑광원(30)으로 공급되는 동작전류의 양을 조절하게 된다.

상기 펌핑광원(30)은 동작전류에 대응하여 소정의 파장을 갖는 여기광을 발생시켜 멀티플렉서(26)를 통해 광증폭광섬유(20)에 공급하게 된다. 그러면, 여기광에 자극된 어듐 이온이 소정의 파장을 갖는 유도광자가 다량으로 방출되게 됨으로써 광증폭광섬유(18)로 통해 유도된 입력 광신호가 증폭되게 된다.

그러나, 이러한 광섬유증폭기(18)에 의한 신호 증폭이득은 파장에 따라 다르게 나타나는 특징이 있다. 예를 들어, 석영계 광섬유을 이용한 광섬유증폭기(18)에 레일레이 산란손실이 가장 적은 1530㎚∼ 1560㎚대의 광신호를 사용하여 증폭시킨 경우 도 2에 나타낸 바와 같이, 1530㎚대에서 최대의 이득을 나타내고 1550㎚대에서는 두 번째의 이득을 나타내는 등 파장에 따라 증폭이득이 다르다.

이와 같이, 증폭이득이 파장에 따라 다르면, 파장이 다른 여러 개의 광신호를 하나의 광섬유에 전송하는 파장분할 다중전송 시스템(Wavelength Division Multiplexing System)을 구축하는 데 많은 문제를 야기하게 된다. 즉, 파장분할 다중전송이 적용되는 해저 광케이블 등과 같은 장거리 전송시스템에서는 반드시 여러개의 광섬유증폭기가 설치되기 때문에, 입사된 광신호가 이들 광섬유증폭기를 거치는 동안 각 파장별로 각각 다른 증폭이득을 반복하여 경험하게 되므로, 출사되는 광신호의 출력레벨이 제각기 다르게 된다. 이와 같이, 광신호의 출력레벨이 평탄하지 않은 경우에는 고 레벨의 광신호와 저 레벨의 광신호가 공존하여 신호처리가 곤란하므로 신호왜곡이 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 종래 기술은 도 3에 나타낸 바와 같이, 광증폭광섬유(18)의 출력단에 감쇠필터(12)를 설치하여, 입력 광신호 중 최소 증폭이득을 작는 파장을 기준으로 하여 이 최소 이득보다 큰 이득을 갖는 파장에 대해서 그 출력을 감쇠함으로써 전체 파장의 이득을 평탄화 하는 기술이 개시되었다. 그러나, 이것은 최소 이득을 기준으로 하여 그보다 높은 이득을 감쇠시키는 것이기 때문에 이득은 평탄화는 달성되지만 광섬유증폭기의 출력이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 이러한 이득 평탄화 필터는 특정한 이득특성에 대해 고정된 것이기 때문에 온도나 펌핑광원의 출력 등이 변함에 따라 광섬유증폭기의 파장별 이득특성이 변하는 경우에는 이득 평탄화가 불완전하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 파장을 갖는 입력 광신호의 증폭이득을 평탄화하는 이득 평탄화 광섬유증폭기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 파장이 서로 다른 광신호의 증폭이득을 평탄화할 뿐만아니라 양방향 펌핑구조 등을 이용하여 고출력의 증폭이 가능한 이득 평탄화 광섬유증폭기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 온도 등에 영향에 의하여 파장별 이득 특성이 변

하는 경우에도 각 광증폭광섬유에 공급되는 펌핑광의 세기를 가변하여 항상 일정하게 이득 평탄화가 이루어지는 이득 평탄화 광섬유증폭기를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 광섬유증폭기를 나타낸 구성도,

도 2는 일반적인 광섬유증폭기의 파장별 증폭이득 특성을 보여주는 그래프도,

도 3은 종래 기술에 따라 감쇠필터를 이용한 광섬유증폭기를 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기를 나타낸 구성도,

도 5a 및 5b는 광증폭광섬유의 길이와 펌핑광원의 출력세기에 따른 광섬유증폭기의 파장별 증폭이득 특성을 보여주는 그래프도,

도 6은 본 발명에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기의 기본적인 원리를 설명하는 개념도,

도 7, 8 및 9도는 본 발명에 따른 제2, 3 및 4 실시예를 나타낸 구성도이다. **** 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 ****

16, 36 : 제1 및 제2 탭커플러 22, 32, 42 : 광 아이솔레이터

26, 66 : 멀티플렉서 28, 38 : 포토다이오드

30, 60 : 펌핑광원(레이저다이오드) 48, 58 : 광섬유증폭기

68 : 이득 평탄화 광섬유증폭기 70 : 대역통과형 필터

80, 90 : 광증폭광섬유

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기는 광신호가 전송되는 광선로와, 상기 광선로에 설치됨과 더불어 소정의 회토류 이온이 도우프된 광증폭광섬유, 소정의 파장을 갖는 펌핑광을 출력하는 펌핑광원 및 상기 펌핑광을 상기 광증폭광섬유에 입사시키는 멀티플렉서로 구성된 광섬유증폭기에 있어서, 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 갖도록 상기 광증폭광섬유의 길이 또는 상기 펌핑광원의 출력 세기가 다르게 설정된 복수의 상기 광섬유증폭기를 직렬로 설치하여 구성함으로써 서로 다른 파장을 갖는 입력 광신호의 파장별 증폭이득이 최고 증폭이득 수준으로 평탄화 되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 광증폭광섬유의 길이가 길어지면 최고 증폭이득을 가지는 파장이 장파장대로 옮겨가고 길이가 짧아지면 단파장대로 옮겨가는 특성 및 펌핑광원의 출력 세기가 증가하면 최고 증폭이득을 가지는 파장이 단파장대로 옮겨가고 출력 세기가 감소하면 장파장대로 옮겨가는 특성을 이용하여 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 갖도록 설정된 복수의 광섬유증폭기를 직렬로 설치하여 전체의 증폭이득이 최고 수준의 이득으로 평탄화되도록 한 이득 평탄화 광섬유증폭기에 관한 것이다.

본 발명은 광신호가 전송되는 광선로와, 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 갖고 각각 상기 광선로에 설치되는 복수의 광증폭광섬유, 소정의 파장을 갖는 펌핑광을 상기 광증폭광섬유에 각각 공급하는 복수의 펌핑광원, 상기 펌핑광을 상기 광증폭광섬유에 각각 결합시키는 복수의 멀티플렉서, 입력 신호 중에서 특정 범위의 파장만을 통과시키는 대역통과형 필터 및, 상기 대역통과형 필터의 출력단측에 설치되는 광 아이솔레이터를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 광신호가 전송되는 광선로와, 상기 광선로에 설치됨과 더블어 소정의 희토류 이온이 도우프되어 특정 파장에서 최고이득을 갖는 제1 광증폭광섬유, 상기 제1 광증폭광섬유와 다른 파장에서 최고 이득을 갖는 제2 광증폭광섬유, 소정의 파장을 갖는 펌핑광을 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유에 대해 각각 출력하는 제1 및 제2 펌핑광원, 상기 펌핑광을 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유에 각각 결합시키는 제1 및 제2 멀티플렉서, 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유 사이에 설치되고 제1 광증폭광섬유에서 출력된 증폭된 출력광 중에서 일정 대역의 파장을 제외한 나머지 파장을 제거하는 대역통과형 필터, 상기 대역통과형 필터와 상기 제2 광증폭광섬유 사이에 설치되어 각각 다른 광증폭특성을 갖는 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유가 다른 쪽의 펌핑광의 영향을 받지 않도록 하는 광 아이솔레이터를 포함하여 구성된다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 서로 다른 파장을 갖는 입력 신호광이 서로 다른 파장에서 높은 수준의 증폭이득을 나타내도록 설정된 복수의 광섬유증폭기를 통과함으로써 각 파장별 증폭이득이 최고 수준의 이득으로 평탄화되는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기의 구성을 나타낸 구성도이다.

도면에서 보는 바와 같이, 참조번호 72는 서로 다른 파장을 갖는 두 개이상의 입력 광신호가 결합되는 파장분할 멀티플렉서이다. 이때, 상기 입력 광신호는 1540㎚∼1560㎚ 범위의 파장을 갖는다. 이 멀티플레서(72)에 의해 결합된 입력 광신호는 제1 광선로(14)를 통해 이득 평탄화 광섬유증폭기(68)로 입사되게 된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기(68)는 전방향으로 여기광을 입사하는 제1 광섬유증폭기(48)와 역방향으로 여기광을 입사하는 제2 광섬유증폭기(58)가 직렬로 연결된 양방향 광섬유증폭기를 구성한다.

본 발명에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기(68)는 어븀이 도우프되고 서로 다른 파장에서 최고 증폭이득을 갖는 두 개의 광증폭광섬유(80,90)와, 미리 설정된 세기의 펌핑광을 발생시키는 펌핑 레이저다이오드(60,30), 펌핑용 레이저다이오드(60,30)에서 발생된 펌핑광를 광증폭광섬유(80,90)에 결합하기 위한 멀티플렉서(66,26), 입력 광신호의 입력파장 즉, 1540㎚∼1560㎚의 파장을 제외한 나머지 파장(노이즈 성분)을 제거하기 위한 대역통과형 필터(70), 상기 대역통과형 필터(70)의 출력단에 설치되어 각각 다른 광증폭특성을 갖는 광증폭광섬유(80,90)가 다른 쪽의 펌핑광의 영향을 받지 않도록 하는 광 아이솔레이터(42)를 포함하여 구성된다.

일반적으로 어븀 등의 희토류 이온이 도우프된 광증폭광섬유는 도 2에서 이미 설명한 바와 같이, 1530㎚대에서 최대의 증폭이득값을 가지며 1550㎚대에서 두 번째 최고 이득값을 가지는 출력특성을 보이고 있으나, 파장분할 다중화에서는 비교적 증폭이득이 평탄한 1540㎚ ∼1560㎚ 범위의 파장을 사용하게 된다. 그러나 이 범위의 파장에서도 파장별로 증폭이득에 다르므로 각 파장의 증폭이득을 평탄화 하여야 한다.

한편, 광증폭광섬유는 도 5a 및 5b에 나타낸 바와 같이, 동일한 광증폭광섬유에 동일한 출력의 신호광을 공급하더라도 광증폭광섬유의 길이가 길어짐에 따라 최고 이득을 가지는 파장이 장파장(1560㎚)으로 이동하는 특성이 있다. 즉, 도면에서 보는 바와 같이, 광증폭광섬유의 길이가 8m인 경우에는 1555㎚에서 최고 증폭이득을 나타냈으나 광증폭광섬유가 14m인 경우에는 1560㎚부근으로 최고 증폭이득이 이동하였다.

또한, 동일한 길이의 광증폭광섬유를 사용하더라도 펌핑광의 출력 세기가 증가하면 최고 이득을 가지는 파장이 단파장(1540㎚)대로 이동하는 특성이 있다.

따라서 이러한 두가지 특성을 적절히 합성하여 단파장(1540㎚)대에서 최고의 증폭이득을 나타내는 적정한 길이의 광증폭광섬유와 적정한 세기의 펌핑광을 결정하고, 또한 장파장(1560㎚)대에서 최고의 증폭이득을 나타내는 적정한 길이의 광증폭광섬유와 적정한 세기의 펌핑광을 결정할 수 있다.

이와 같은 방법으로 단파장대와 장파장대에서 최고의 이득을 나타내는 광증폭광섬유의 길이와 펌핑광의 세기를 결정한 후 상기 단파장대의 이득값과 장파장대의 이득값이 같아지도록 상기 광증폭광섬유의 길이와 펌핑광의 세기를 적절히 조절한다.

이러한 방법으로 이득값이 최고의 수준에서 동일하도록 설정된 두 개의 광섬유증폭기를 직렬로 접속한 후, 동작파장 대역 즉, 1540㎚ ∼1560㎚ 대역의 입력광 신호를 통과시키면, 도 6에 개략적으로 도시한 바와 같이, 제1 광섬유증폭기에서는 단파장(1540㎚)대에서 높은 이득을 얻고 제2 광섬유증폭기에서는 장파장(1560㎚)대에서 높은 증폭이득을 얻게 됨으로써 이를 합친 전체 광섬유증폭기에서는 전대역(1540㎚ ∼1560㎚)에 걸처 높은 수준의 평탄한 증폭이득을 얻게 된다.

한편, 본 발명의 이득 평탄화 광섬유증폭기는 동작파장 이외의 대역 즉, 1540㎚ ∼1560㎚ 이외의 파장을 제거하기 위한 대역통과형 필터(70)를 포함할 수 있으며, 또, 각각 다른 광증폭특성을 갖는 두 개의 광섬유증폭기들이 다른 쪽의 펌핑광에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 그 사이에 개재된 광 아이솔레이터(42)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 대역통과형 필터(70)는 프리즘, 유전체다층막 및 회절 등을 이용한 것이 있으며, 특히 유전체다층막은 λ/2 또는 λ/4에 가까운 광학적인 두께를 갖는 고굴절률 유전체막과 저굴절률 유전체막을 상호 적층한 것으로, 유전체막의 층수, 막의 재료 등에 따라 대역통과형 필터가 된다.

상기 광 아이솔레이터(42)는 1조의 입사단자와 출사단자를 가지면서 특정의 방향으로만 손실없이 광을 투과시키는 소자로서 두 개의 편광기가 45° 비낀 상태로 배치되고 그 사이에 패러데이 회전자를 개재된 것이다.

이러한 구성으로 된 본 발명에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기(68)는 멀티플렉서(72)를 통해 전송된 입력 광신호를 제1 탭커플러(16)에서 소정의 비율 예를 들어, 1:99의 비율로 분기시켜 입력 광신호중 99%는 어븀이 첨가된 광증폭광섬유(80,90)로 전송하고, 1%의 광신호는 제1 포토다이오드(28)로 전송하여 콘트롤회로(50)에 입력광신호의 상태를 모니터할 수 있는 전기적 신호를 보내게 된다.

그리고, 상기 제1 포토다이오드(28)와 마찬가지로 제2 포토다이오드(38)도 제2 탭커플러(36)에서 입력된 증폭된 출력광신호를 광전변환하여 전기적 신호를 콘트를 회로(50)에 인가하게 된다. 따라서 상기 콘틀로회로(50)는 제1 및 제2 포토다이오드(28,38)를 통해 인가되는 모니터 신호를 근거로 펌핑 레이저다이오드(60,30)로 공급되는 동작전류의 양을 조절하게 된다.

상기 펌핑 레이저다이오드(60,30)는 동작전류에 대응하여 소정의 파장 예를 들어, 930㎚∼980㎚의 파장을 갖는 여기광을 멀티플렉서(66,26)를 통해 광증폭광섬유(80,90)에 공급하게 되는데, 그 펌핑광의 세기는 콘트롤회로(50)에 의해 차등화될 수 있다.

이렇게, 광증폭광섬유(80,90)에 펌핑광이 공급되면 어듐 이온의 여기에 의해 소정의 파장을 갖는 유도광자가 다량으로 방출되게 됨으로써 예를 들어, 길이가 짧은 제1 광증폭광섬유(80)에서는 단파장의 광신호가 주로 증폭되고, 길이가 상대적으로 긴 제2 광증폭섬유(90)에서는 장파장의 광신호가 증폭되게 된다.

한편, 상기 콘트롤회로(50)에서 펌핑 레이저다이오드(60,30)에 가해지는 동작전류의 양은 미리 작성된 실험 데이터에 의해 결정되지만, 만일 광섬유증폭기(18)의 이득 평탄화가 불완전한 경우에는 콘트롤회로(50)에 내장된 소정의 프로그램에 의해 수정된 동작전류를 각 펌핑 레이저다이오드(60,30)에 인가함으로써, 상기 두 개의 광섬유증폭기를 통과한 입력 광신호는 항상 평탄한 이득 스펙트럼을 갖게 된다.

그리고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기의 구성를 나타낸 것으로 다른 구성 및 작용은 제1 실시예와 동일하나, 제1 광증폭광섬유(80) 및 제2 광증폭광섬유(90)가 모두 전방향으로 여기되도록 구성된 것이 특징이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기의 구성를 나타낸 것으로 다른 구성 및 작용은 제1 실시예와 동일하나, 제1 광증폭광섬유(80)는 역방향으로 여기되고, 제2 광증폭광섬유(90)는 전방향으로 여기되도록 구성된 것이 특징이다..

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기의 구성를 나타낸 것으로 다른 구성 및 작용은 제1 실시예와 동일하나, 제1 광증폭광섬유(80) 및 제2 광증폭광섬유(90)가 모두 역방향으로 여기되도록 구성된 것이 특징이다.

상술한 본 발명에 따른 이득 평탄화 광섬유증폭기는 서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 갖는 복수의 광섬유증폭기를 직렬로 설치하여 전체 파장별 증폭이득이 최고 수준의 이득으로 평탄화되도록 함으로써 파장분할 다중화된 여러 개의 광신호를 입력파장 범위에서 고르게 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 두 개 이상의 광증폭광섬유와 두 개 이상의 펌핑광원을 사용하여 양방향 펌핑구조를 형성함으로써 광신호의 증폭이득을 평탄화할 뿐만 아니라 고출력의 증폭을 이룰 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 광증폭광섬유의 길이와 펌핑광원의 출력 세기를 조절하여 전체의 증폭이득이 최고 수준의 이득으로 평탄화되도록 하기 때문에 파장별 증폭특성이 변하는 경우라도 각 펌핑광원의 출력 세기를 조절함으로써 항상 이득 평탄화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 광케이블의 추가 부설없이 종래에 비해 2배 이상의 전송 용량을 제공할 수 있는 협대역 파장분할 다중화 시스템에서 사용할 수 있는 이득 평탄화 광섬유증폭기를 제공하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 광신호가 전송되는 광선로와, 상기 광선로에 설치됨과 더불어 소정의 회토류 이온이 도우프된 광증폭광섬유, 소정의 파장을 갖는 펌핑광을 출력하는 펌핑광원 및 상기 펌핑광을 광증폭광섬유에 입사시키는 멀티플렉서로 구성된 광섬유증폭기에 있어서,

   서로 다른 파장에서 높은 증폭이득을 갖도록 상기 광증폭광섬유의 길이나 상기 펌핑광원의 출력 세기를 설정한 복수의 상기 광섬유증폭기를 직렬로 설치하여 구성함으로써 서로 다른 파장을 갖는 입력 광신호의 전 파장대가 최고 수준의 증폭이득으로 평탄화되도록 한 것을 특징으로 하는 이득 평탄화 광섬유증폭기.
2. 제 1항에 있어서,

   1540㎚대의 단파장과 1560㎚대의 장파장에서 높은 증폭이득을 갖도록 상기 광증폭광섬유의 길이나 상기 펌핑광원의 출력 세기를 설정한 두 개의 광섬유증폭기를 직렬로 접속하여 구성함으로써 서로 다른 파장을 갖는 입력 광신호의 전 파장대가 최고 수준의 증폭이득으로 평탄화되도록 한 것을 특징으로 하는 이득 평탄화 광섬유증폭기.
3. 광신호가 전송되는 광선로와;

   상기 광선로에 설치됨과 더블어 소정의 희토류 이온이 도우프되어 특정 파장에서 최고이득을 갖는 제1 광증폭광섬유;

   상기 제1 광증폭광섬유와 다른 파장에서 최고 이득을 갖는 제2 광증폭광섬유;

   소정의 세기를 갖는 펌핑광을 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유에 대해 각각 출력하는 제1 및 제2 펌핑광원;

   상기 펌핑광을 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유에 각각 결합시키는 제1 및 제2 멀티플렉서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이득 평탄화 광섬유증폭기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 광증폭광섬유 사이에 설치되고 제1 광증폭광섬유에서 출력된 증폭된 출력광 중에서 일정 대역의 파장을 제외한 나머지 파장을 제거하는 대역통과형 필터을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이득 평탄화 광섬유증폭기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 대역통과형 필터와 상기 제2 광증폭광섬유 사이에 설치되어 각각 다른 광증폭특성을 갖는 상기 제1 및 제2 광증폭광섬유가 다른 쪽의 펌핑광의 영향을 받지 않도록 하는 광 아이솔레이터를 포함하여 구성된 것을 특징을 하는 이득 평탄화 광섬유증폭기.
6. 제 3항에 있어서,

   입력 광신호 또는 증폭된 출력 광신호를 소정 비율로 나누어 분기시키도록 상기 광섬유증폭기의 양단에 설치된 제1 및 제2 탭커플러와;

   상기 탭커플러에서 분기된 입력 광신호와 증폭 광신호를 전기적 신호로 변환하는 제1 및 제2 포토다이오드 및;

   상기 포토다이오드에서 입력된 전기적 신호를 이용하여 상기 광섬유증폭기가 안정된 증폭출력을 얻을 수 있도록 제어하는 콘트롤회로를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이득 평탄화 광섬유증폭기.