(57)【要約】ＬバンドＥＤＦＡは、３つの増幅器段を有することができる。第１段においては、ＣバンドＡＳＥノイズを生じさせて、第２段のエルビウムドープファイバを励起するのに用いるために、ハイパワー９８０ｎｍレーザが用いられる。第２段ファイバは、第１段分離器と、第２段及び第３段間の中間損失段との間を接続するプラグインモジュールとして配置される。増幅器の所望の利得は、所与の入力パワーに対する所望の増幅器出力パワーを与える或る長さのファイバを有するプラグインモジュールを選択することによって得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１（４８）及び第２（７４）増幅器段を有し、前記第１増幅器段が、第１波長帯域における増幅自然放出（ＡＳＥ）を生じさせるためのハイパワー励起レーザ（７０）とエルビウムドープファイバ（４８）を含み、前記第２増幅器段（７４）が、前記第１増幅器段（４８）から前記ＡＳＥによって励起されて、前記第１波長帯域より長い波長帯域の信号チャネルに利得を生じるように配置された、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）であって、前記第２増幅器段（７４）が、所与の入力パワーに対して要求される出力パワーを生じるように選択できる取り外し可能な長さのエルビウムドープファイバを含み、かつ前記増幅器に接続するために前記ファイバ（７２）の端部にコネクタ（７８、８０）を有する取り外し可能なプラグインユニット（７４）として配置されることを特徴とするＥＤＦＡ。
【請求項２】
励起レーザ及びエルビウムドープファイバを含み、前記第２増幅器段からの出力を増幅するための第３増幅器段を備えることを特徴とする請求項１に記載のＥＤＦＡ。
【請求項３】
前記第２増幅器段と前記第３増幅器段との間に配置される中間損失段を備えることを特徴とする請求項２に記載のＥＤＦＡ。
【請求項４】
前記中間段損失が、前記プラグインユニットとして配置されることを特徴とする請求項３に記載のＥＤＦＡ。
【請求項５】
前記第１増幅器段によって生じるＡＳＥが、Ｃバンドにおけるものであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のＥＤＦＡ。
【請求項６】
前記第２増幅器段によって生じる利得が、Ｌバンドにおけるものであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のＥＤＦＡ。
【請求項７】
前記第１増幅器段の前記ハイパワー励起レーザが９８０ｎｍレーザであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のＥＤＦＡ。
【請求項８】
前記第１増幅器段の前記ハイパワー励起レーザが、前記第１増幅器段の前記エルビウムドープファイバ中のほぼ全てのエルビウムイオンを反転させるのに十分なパワーのものであることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載のＥＤＦＡ。
【請求項９】
前記第１増幅器段の前記ハイパワーレーザが、３００ｍｗのパワーを有することを特徴とする請求項８に記載のＥＤＦＡ。
【請求項１０】
前記第３増幅器段励起レーザが、１４８０ｎｍレーザであることを特徴とする請求項２に記載のＥＤＦＡ。
【請求項１１】
第１、第２及び第３増幅器段を有するエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）であって、前記第１及び第３段は、励起レーザと或る長さのエルビウムドープファイバを有する固定利得段からなり、前記第１段の前記励起レーザは、ＥＤＦＡによって増幅される信号の波長帯域より短い波長帯域の増幅自然放出（ＡＳＥ）ノイズを生じさせるためのハイパワー励起レーザであり、前記第２増幅器段は、各々が使用の際に前記第１増幅器段によって生じるＡＳＥノイズによって励起される異なる長さのエルビウムドープファイバを含む複数のプラグイン段の１つからなり、前記プラグイン段は、前記第１増幅器段の所与の信号入力パワーに対する前記第３増幅器段の所定の出力信号パワーを生じるように選択されることを特徴とするエルビウムドープファイバ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器、具体的にはＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ増幅器）に関する。特に、限定ではなしに、Ｌバンド増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＤＦＡは、ＷＤＭ（波長分割多重）及びＤＷＤＭ（高密度波分割多重）のような光伝送システムにおいてよく知られており、伝達長にわたって生じる光損失を補償するのに用いられる。増幅地点間の光損失は、スパン距離又はファイバ特性、並びに他の要因によって変化する。その結果、伝送線に沿った異なる増幅器への入力パワーは、一定とはならない。したがって、種々の光利得を有する増幅器は、一定の出射パワー特性を保証するように設計されなければならない。固定利得増幅器のいずれも、入力パワーに依存する利得平坦度に非常に依存している。既存のシステムは、各々が制限された入力パワー範囲にわたって動作する、個別の増幅器の組を用いるように設計される。これは、望ましいことではなく、かつ高価であり、ストック管理を難しいものにし、特に様々な異なる増幅器を製造し、格納する必要性をもたらす。
別の手法は、増幅器の長さに沿って要求される反転をもたらすために、可変光減衰器（ＶＯＡ）を有する可変利得増幅器を設計することである。こうした増幅器は、光信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ）を大きく低下させることなく、およそ８−１０ｄＢの動的入力パワー範囲を可能にする。しかしながら、それらは、増幅器が、いつか必要とされることになる最も高い利得に合わせて設計されることを要求する。これは、それらを高価なものにする。ＶＯＡ制御は複雑であり、もう既に高価である固定利得増幅器に比べて２０％のオーダーのコストを上乗せする。
したがって、異なる入力パワーを有する多くの異なる増幅器が要求される環境に比較的安価な増幅器を提供するという課題がある。本発明は、この課題に対処するものである。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、或る長さのエルビウムドープファイバを含むプラグイン段を有する増幅器を提供するものであり、その長さは、入力信号パワーと所望の出力パワーに依存する。プラグイン段が用いられることを可能にするために、第１増幅器段が、増幅される信号の波長帯域より短い波長帯域のＡＳＥ（増幅自然放出）ノイズを生じるように意図的に配置される。このＡＳＥパワーは、標準的な励起レーザの代わりにプラグイン第２段ファイバを励起するのに用いられる。
より具体的には、第１及び第２増幅器段を含むエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が提供され、第１増幅器段は、第１波長帯域における増幅自然放出（ＡＳＥ）を生じさせるためのハイパワー励起レーザとエルビウムドープファイバを含み、第２増幅器段は、第１増幅器段からＡＳＥによって励起されて、第１波長帯域より長波長の信号チャネルに利得を生じるように配置されたエルビウムドープファイバを含み、第２増幅器段は、所与の入力パワーに対して要求される出力パワーを生じるように選択できる、取り外し可能な長さのエルビウムドープファイバを含む。
【０００４】
本発明はまた、第１、第２及び第３増幅器段を含むエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を提供し、第１及び第３段は、励起レーザと或る長さのエルビウムドープファイバを有する固定利得段からなり、第１段の励起レーザは、ＥＤＦＡによって増幅される信号の波長帯域より短い波長帯域の増幅自然発生放出（ＡＳＥ）ノイズを生じるためのハイパワー励起レーザであり、第２増幅器段は、各々が使用の際に第１増幅器段によって生じるＡＳＥノイズにより励起される異なる長さのエルビウムドープファイバを有する複数のプラグイン段の１つからなり、プラグイン段は、第１増幅器段への信号入力パワーに対する第３増幅器段からの所定の出力信号パワーを生じるように選択される。
【０００５】
本発明の好ましい実施形態においては、増幅器はＬバンド増幅器であり、第１増幅器段によって生じたＡＳＥノイズは、ＣバンドＡＳＥノイズである。こうしたＬバンド増幅器においては、第１増幅器段励起レーザが、第１段エルビウムドープファイバにおけるエルビウムイオンのほぼ全反転を達成して、ＣバンドＡＳＥノイズを生じることが好ましい。したがって、第１段の励起レーザは９８０ｎｍレーザであることが好ましい。レーザは、数百ＭＷほどもの高さのパワーを有することができる。
ＥＤＦＡは、プラグイン第２段と第３段との間に配置された、中間損失段を含む第３段を有することが好ましい。この段は、プラグイン段の一部を形成することができる。第３段は、通常のエルビウムドープファイバ、及び１４８０ｎｍの励起レーザのような励起レーザとすることができる。
本発明の実施形態は、プラグインモジュールの選択肢を有する単一増幅器を用いて、異なる利得要求に関係なしに、伝送線における全てのインライン増幅器を提供することができる。これは、製造業者が単一設計を作り、コストを低減させる簡素な部品を保持することのみを要求されるという利点を有する。プラグインモジュールは単純なものであり、本質的に或る長さのエルビウムドープファイバを有し、異なるファイバ長を有する幾つかのプラグイン・ユニットを保持するコストは、増幅器全体のコストに比べて小さい。
【０００６】
増幅器の第２段は、励起レーザ及びそれに関連する制御回路を使用しないので、本発明を採用する増幅器のコストは、特に励起レーザ組立体が組立体の最も高価な部品の１つであるときに、従来技術に対して大きく減少される。本発明を採用する組立体のＬバンド増幅器は、従来のＬバンド増幅器より３０％安いオーダーとすることができる。
第１段の９８０ｎｍ励起レーザを用いてＣバンドＡＳＥノイズを生じさせる本発明の好ましい実施形態は、エルビウムイオンのほぼ全反転を達成でき、結果として、一貫して低ノイズの増幅器が得られるという利点を有する。
次に、本発明の実施形態を、単なる例として添付の図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、多くの波長チャネルＬ1からＬnは、光マルチプレクサ１２によって単一ファイバ１０上で多重化される。結果として得られる多重化信号は、伝送線に沿った多くのポイントで増幅される。この例においては、３つの増幅地点１４、１６及び１８が示されている。最後の増幅の後に、デマルチプレクサ２０によって多重化信号がその構成チャネルＬ1からＬnに分離される。次いで、個々のチャネルは、光ダイオード２２によって光信号に変換される。
増幅器の各々はＥＤＦＡであり、各々に要求される入力パワーは、増幅器入力における信号減弱を含むファクタの数に依存することになる。典型的な信号損失は、０．２ｄＢ／ｋｍのオーダーである。増幅器段の間のスパン距離は、ネットワークの物理的レイアウトに応じて変化する。図１の例においては、典型的なスパン距離は、およそ２５ｄＢの損失を有する第１及び第２ＥＤＦＡ増幅器１４、１６間の１００ｋｍ、及び、１０ｄＢのオーダーの損失を有する第２及び第３増幅器１６、１８間の２０ｋｍとすることができる。
【０００８】
国際電気通信連合の規格では、典型的なＷＤＭシステムにおいて１００ＧＨｚのチャネル間隔が要求されており、４０チャネルを有するシステムは４０００ＧＨｚの帯域幅を要求することを意味する。
周知のように、１５５０ｎｍはＣバンドに入り、波長が変化しながら依然として高い利得係数を与える、ＥＤＦＡ応答が比較的平坦な領域の中央にある。
Ｌ（ｌｏｎｇ）バンドは、約１５７０ｎｍと１６０５ｎｍとの間の波長のことをいう。これらの領域における利得は、エルビウムドープファイバへの励起パワー入力をＣバンドに比べて減少させることによって達成される。帯域にわたって適度に平坦な利得曲線が達成されるが、相対的な利得係数は、Ｃバンドにおいて達成される係数よりかなり小さい。この比較的小さな利得は、増幅器に、より長く、より高いドープ濃度のエルビウムドープファイバを用いることによって補償することができる。
【０００９】
増幅器の設計においては、各スパン間の損失が増幅器への入力パワーを決める。設計者は、次の増幅器段における信号損失に関心を寄せる。そうすればシステム設計が簡単になるので、一定の出力パワーを各スパンに送り出すのが普通である。システムを設計するときに、例えば、ファイバが老朽化したときに生じることになる利得損失を考慮に入れるためと、ファイバが接合され、例えばその後偶発的な切断が起こる場合に生じることになる大きな損失変動を許容するためといった多くの理由により、大きな割合のマージンが導入される。
このマージンに対する要求は、チャネル間のクロストーク並びに他の非線形効果を制御する必要性によってバランスがとられなければならない。これらの影響は、信号出射パワーに伴って増大する。ＤＷＤＭシステムが発展される際に、チャネル間隔は、１００ＧＨｚから５０ＧＨｚに、さらには２５ＧＨｚに移行する傾向がある。したがって、必要最小限のパワーを使用し、しかし各増幅器段からの出力パワーが同じであることが保証されることが望ましい。したがって、増幅器は、幅広い利得範囲にわたって動作することが要求される。理論上、各増幅器の利得は、前段区分の損失に合わせられることになる。それにより、２０ｄＢにまで変化するスパン損失範囲が、単一の増幅器の利得を変化させることによって対処するには広過ぎるので、幾つかの異なるインライン増幅器を用いる既存の手法が生み出されることになる。典型的には、各々が或る一定範囲の入力パワーを取り扱う多くの異なる増幅器が定められる。適切な増幅器は、スパン損失に従って選択されるが、製造業者は、異なる増幅器の大きな在庫をもたなければならない。
【００１０】
本発明は、Ｃバンドを用いてＬバンドを励起することに基づくものである。Ｃ及びＬバンドに限定はされないが、大まかには、より短い波長放出を用いてより長い波長を励起する。例えば、Ｌバンドは、ＸＬバンドを励起するのに用いることができる。Ｃバンドを用いてＬバンドを励起する理論は公知であり、Ｍ．Ｋａｒａｓｅｋ著、「Ｇａｉｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｉｎ  Ｇａｉｎ−Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｒｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ  ｆｏｒ  ＷＤＭ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ」、ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，ＶｏｌＩＩ、Ｎｏ．９、ｐ１１１１−１１１３、及びＬｅｅ他の「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｆｏｒ  ａｎ  Ｌ−Ｂａｎｄ  ＥＤＦＡ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｐｕｍｐｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｕｎｐｕｍｐｅｄ  ＥＤＦ  Ｓｅｃｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ＶｏｌＩＩ、Ｎｏ．１、ｐ４２−４４において説明されている。
【００１１】
増幅器は、ＷＤＭカプラ３２からの出力を受信する或る長さのエルビウムドープファイバ３０からなる。ＷＤＭカプラへの入力は、９８０ｎｍ又は１４８０ｎｍで動作する励起レーザ３４と、主伝送ファイバ１０上の信号パワーを含む。伝送ファイバは、ＷＤＭカプラの前の分離器３６によって分離され、さらなる分離器３８が、増幅器の出力に配置される。
レーザ放射によってファイバ中のＥｒ3+イオンが励起され、３種類の遷移状態、すなわち、吸収、誘導放出、及び自然放出を生じる。励起レーザからの入来フォトンによって励起イオンが基底状態に戻るときに誘導放出が起こる。放出されたフォトンは、コヒーレントであり、入来信号の増幅をもたらす。有効な作動のために、これらの放出を最大にすることが望ましい。慣例的には、フォトンの制御されない放出によって励起イオンが基底状態へと緩和されるときに起こる自然放出を最小にすることが望ましい。これは、ノイズを生み出す。励起レーザの目的は、エルビウムイオンを励起させることである。供給されたエネルギーは、レーザ波長の増大に伴って減少する。したがって、９８０ｎｍレーザは、１４８０ｎｍレーザより多くのエネルギーを供給する。１４８０ｎｍレーザは、エルビウム3+イオンを４Ｉ  １３／２バンドの上部まで励起させる。それに対して、９８０ｎｍレーザによる励起は、Ｅｒ3+イオンを４Ｉ  １５／２バンドまで励起させる。レーザ励起波長は、緩和されたときのエルビウムイオンによって放出される波長より短くなければならない。９８０ｎｍ励起レーザは、良好なノイズ性能を与えるが、１４８０ｎｍ励起レーザがより有効である（より高い出力信号パワーを与える）。
【００１２】
図３は、インラインＷＤＭ増幅器として使用可能なもののような典型的なＬバンドＥＤＦＡの構成を概略的に示す。増幅器は、利得を徐々に増大させて、スペクトル平坦度及びノイズ性能のバランスがとれるようにすることが要求されるので、３つの増幅器段を有する。
伝送ファイバ１０上にＰinとして示されている入力信号は、タップ４０、分離器４２及びＷＤＭカプラ４４を含むブロックに到達する。励起レーザ４６は、ＷＤＭカプラ４４への他の入力を与えて、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）の第１段４８へと前方励起する。ＥＤＦの出力側は、分離器５０によって分離され、次いで、さらに別のＷＤＭカプラ５２に送られ、該カプラ５２は、さらに別の励起レーザ５４からのエネルギーをファイバに結合する。ＥＤＦの第２段５６に続いて、中間アクセス段（固定損失を有する）５８が含められても良い。この段は、前述のような多重化信号のための分散補償ユニットを収容することができる。中間アクセスポイント段の後に、さらに別の分離器６０と、さらに別のＷＤＭカプラ６２によってシステムに連結されたさらに別の励起レーザ６４があり、該レーザ６４は、ＥＤＦの第３区分６６を励起する。最終的な増幅信号が、増幅器の最終段を形成するさらに別の分離器６８を通過する。この地点における出力パワーは、伝送線上の全てのＥＤＦＡに関して同じであるべきである。
Ｌバンド増幅器においては、ＥＤＦの全長は１００ｍほどもの長さである。これは、Ｃバンド増幅器において要求されるファイバの長さの数倍である。さらに、ファイバには、Ｃバンド増幅に用いられるより高濃度のエルビウムイオンがドープされる。
【００１３】
分散補償段５８については、最終増幅器段の前に分散補償を組み込むのが普通の手法である。分散補償ファイバのコアは、ＳＭＦ、ＤＭＦ又はＮＺ−ＤＳＦファイバのような標準的な伝送ファイバより狭い。これは、ＤＣＦのコアにおけるパワー密度が、リンクの残りにおいて高いことを意味する。したがって、最終増幅器段によって信号パワーが増強される前に、ＤＣＦを通して信号を送るのが良い方法である。
前述のＥＤＦＡへの入力パワーが変化するのに伴って、増幅器利得が傾斜することになる。増幅器がさらに反転されるのに伴って、該増幅器はＣバンドに向けて傾斜する。これは明らかにＬバンド増幅器においては望ましいことではない。それにより、従来技術において幾つかの異なるインライン増幅器が使用されることになる。これらの各々は、全てのチャネルにわたり名目上平坦な利得を与える入力パワー範囲内で動作可能である。実際には、約１ｄＢの平坦度が許容可能である。利得を変化させるために、ファイバ中により多くのエルビウムを使用しなければならない。これは、例えば、可変レーザ励起パワーを有する長さ可変の第２増幅器段を設けることによって達成可能である。しかしながら、前述の分散補償ファイバにおける高いパワー密度によってもたらされる制約により問題が生じる。
【００１４】
図４は、本発明を具体化する増幅器を示す。前述のＫａｒａｓｅｋによる「Ｇａｉｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｉｎ  Ｇａｉｎ−Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｒｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ  ｆｏｒ  ＷＤＭ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、及びＬｅｅ他による「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｓｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｆｏｒ  ａｎ  Ｌ−ｂａｎｄ  ＥＤＦＡ  ｗｉｔｈ  ａ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｐｕｍｐｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｕｎｐｕｍｐｅｄ  ＥＤＦ  Ｓｅｃｔｉｏｎ」から公知であるように、ＣバンドＡＳＥパワーは、ＥＤＦを励起するのに用いることができ、増幅器内のＬバンドチャネルに利得を与える。高反転第１段は、前方に伝搬する大量のＣバンドＡＳＥを生じさせる。
【００１５】
本発明者らは、ハイパワー９８０ｎｍ励起レーザは、第１段のために用いることができると認識している。このレーザは、３００ｍＷのオーダーのパワーを有することができる。図４から分かるように、第２増幅器段は、レーザによって励起されず、励起パワーについてはＣバンドＡＳＥに排他的に頼るものである。本発明者らはさらに、励起パワーのためにＣバンドＡＳＥを用いることによって、要求される平坦利得値に従って選択される単一の増幅器をモジュラ第２区分に設けることができると認識している。このモジュラ区分は、ドロップイン区分であっても良い。これは、増幅器の一群を形成し、格納しなければならないという前述の従来技術の問題を克服する。図４の実施形態においては、ドロップイン第２段の一群として単一増幅器が設けられる。第１及び第３段とは異なり、ドロップイン段は、レーザ又はカプラのような高価な外部コンポーネントをもたないが、一貫した、本質的には或る長さのＥＤＦからなる。
【００１６】
したがって、図４においては、増幅器の第１及び第３段は、図３のものと同様である。しかしながら、第１段の励起レーザ７０は、ハイパワー９８０ｎｍレーザである。電力定格の例として３００ｍＷが与えられているが、パワーは、用途に応じて変化することになる。レーザパワーは、Ｅｒ3+イオンの全反転又はほぼ全反転を得るのに十分なものであることが重要である。これは良好なノイズ特性を与えるという追加の利点を有する。
図４においては、第１ＥＤＦ段４８の出力は、分離器５０を通過する。ＥＤＦの第２の励起されない区分７２は、線７４によって示されるドロップイン区分として挿入される。ファイバのドロップイン区分の端部は、コネクタ７８、８０により増幅器の残りの部分に連結される。各コネクタ対の半分は、ドロップインモジュール上に与えられ、もう半分は増幅器上に与えられる。
【００１７】
ドロップイン区分は、分散補償ファイバ５８の発展形であるが、ＤＣＦ５８をドロップイン区分に配置することができることが好ましい。第２段のファイバは、ＣバンドのＡＳＥ利得を取り入れて、所望のパワーをもたらす。ＤＣＦファイバへの入力は、一定となるように調整することができ、前述の高パワー密度のＤＣＦを考慮することが望ましい。したがって、第２区分におけるファイバ長は、増幅器Ｐinへの入力パワーと、所望の出力パワーポイントに従って選択される。所与のＰin及びＰoutのいずれかに対して要求される長さは、エルビウムドープ濃度のようなファイバ特性に依存することになる。
増幅器の第３段は、図３と同様のものであり、励起レーザは、ＥＤＦの第３段を励起する。この段は、良好なパワー変換効率を有するので好ましい従来の１４８０ｎｍレーザであってもよい。
したがって、図４の増幅器は、２つの固定段と可変利得第２段とを有し、第２段は、第１段によって生成されたＡＳＥパワーによって励起される長さ可変のＥＤＦである。ＡＳＥパワーは、第２及び第３段の出力より短い波長におけるものである。したがって、例えば、第１段レーザは、ＬバンドＡＳＥを生じるように選択することができ、それは次いで、第２段を励起してＸＬバンドの平坦利得を生じさせるのに使用可能である。
【００１８】
図５は、第１及び第２増幅器段についての波長に対する出力パワーのプロットを示す。プロット８０は、第１増幅器段についての出力パワーである。約１５６０ｎｍにおいて大きなピークが存在していることが分かる。全体を符号９０で示す領域は、ＣバンドにおけるＡＳＥノイズを表わす。Ｃバンドは、約１５３０ｎｍから１５６０ｎｍまで延びる。プロット８５から、Ｃバンドノイズが吸収され、Ｌバンドチャネルに対応するパワースパイクが存在することが分かる。ＣバンドとＬバンドとの間の遷移ゾーン（１５６０−１５７０ｎｍ）において、或る吸収が存在することも認識されるであろう。
第３増幅器段からの出力曲線の形状は、プロット８５と同様である。しかしながら、パワーは、波長範囲にわたって大きくなる。
【００１９】
本発明の実施形態は多くの利点を有する。前述のように、インライン又は他の増幅器段のために単一ベースの増幅器を製造することができ、安価で容易に挿入される第２段は、所与の入力パワーに対する正しい出力パワーを与えるように選択される。実際には、これは、各々が所望の入力パワー範囲の一部をカバーする多くの受動ＥＤＦプラグインを理論的に説明することができる。これは、様々な増幅器を製造する必要のない製造業者にとって有用である。さらに、段の１つから、励起レーザと共に、関連する制御回路をなくすことによって、さらなるコスト削減が達成される。図４の実施形態は、図３の実施形態のコストの約７０％しかかからないと考えられる。
本発明の実施形態は、長さ可変プラグインのインストールが簡単であり、インストールにかかる時間と、要するスキルを減少させるという更なる利点を有する。これらのファクタの両方ともコストを低減させる。
【００２０】
本発明の実施形態はさらに、第１段における９８０ｎｍのハイパワー励起レーザの使用によって、Ｅｒ3+イオンのほぼ全反転を達成することができ、それにより一貫して低ノイズの増幅器がもたらされるという利点を有する。これは、要求される更なる処理の量と、更なる処理のいずれかが或る程度の信号損失を伴うときに、要求される増幅量を制限する。
前述の実施形態への種々の修正が可能であり、当業者には想起されるであろう。例えば、本発明は、Ｌバンドの増幅器に限定されるものではなく、理論的には、ＡＳＥノイズが目標波長より短い波長において生じるような、どんな増幅にも適用可能である。本発明は、前述のような３段増幅器に限定されるものではない。３段増幅器が現在好ましいが、或る状況において説明される他の構成も可能である。利得段においてより短波長のＡＳＥノイズを生成し、そのノイズを用いて次の段を励起して、より長波長の出力を生成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】多段階の増幅を有する典型的なＤＷＤＭ光伝送線の概略図である。
【図２】ＥＤＦＡ増幅器の概略図である。
【図３】図２の増幅器のより詳細な図である。
【図４】本発明を採用するＥＤＦＡの概略図である。
【図５】図４の増幅器の第１及び第２段からの出力についての波長に対する出力パワーのグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2005522886.tif 000009