H - Electricity – 01 – S
Patent
H - Electricity
01
S
H01S 3/00 (2006.01) C03C 3/16 (2006.01) H01S 3/067 (2006.01) H01S 3/094 (2006.01) H01S 3/16 (2006.01) H01S 3/17 (2006.01) H01S 3/23 (2006.01)
Patent
CA 2412146
An optical fiber amplifier utilizing a multi-component glass optical fiber highly doped with rare-earth ions such as erbium to exhibit high gain per unit length, enabling the use of short fiber strands to achieve the needed gain in practical fiber optical communication networks. Suitable multi-component glass optical fiber amplifiers, such as for example high-gain phosphate optical glass fiber amplifiers, can be integrated onto a substrate to form an integrated optics amplifier module. An optical pump such as a semiconductor laser of suitable wavelength is used to promote gain inversion of erbium ions and ultimately provide power amplification of a given input signal. Gain inversion is enhanced in erbium doped phosphate glass fibers by co-doping with ytterbium. A phosphate fiber amplifier or an integrated optics amplifier module utilizing this power amplification can be combined with other components such as splitters, combiners, modulators, optical switches or arrayed waveguide gratings to form lossless or amplified components that do not suffer from insertion loss when added to an optical network. The fiber amplifier can be a single fiber or an array of fibers. Further, multi- component glass optical fibers, such as for example the phosphate glass fibers, can be designed with a temperature coefficient of refractive index close to zero enabling proper mode performance as ambient temperatures or induced heating changes the temperature of the phosphate glass fiber. With the high gain that is achieved, single mode fibers can be pumped by relatively inexpensive multi-mode laser diodes. A phosphate glass composition in the phosphate glass fibers includes erbium concentrations of at least 1.5 weight percentage, preferably further including ytterbium from 0 to 30 weight percentage, and preferably greater than 5 weight percentage.
L'invention concerne un amplificateur à fibre optique comprenant une fibre optique de verre multicomposant fortement dopée avec des ions des terres rares tels que des ions erbium pour présenter un gain élevé par unité de longueur, et permettant l'utilisation de courts brins de fibre pour obtenir le gain nécessaire dans des réseaux de communication optiques à fibres pratiques. Des amplificateurs à fibre optique de verre multicomposant adéquats, tels que des amplificateurs à fibre optique de verre au phosphate à gain élevé, peuvent être intégrés à un substrat pour former un module amplificateur optique intégré. Une pompe optique, telle qu'un laser à semi-conducteur d'une longueur d'onde adéquate, est utilisée pour stimuler l'inversion de gain des ions erbium et finalement produire l'amplification de puissance d'un signal d'entrée donné. L'inversion de gain est améliorée par codopage avec de l'ytterbium de fibres de verre au phosphate dopé par erbium. Un amplificateur à fibre au phosphate ou un module amplificateur optique intégré fonctionnant avec cette amplification de puissance peut être combiné avec d'autres composants tels que des diviseurs, des mélangeurs, des modulateurs, des commutateurs optiques ou des réseaux de guides d'ondes en matrice pour former des composants sans perte ou amplifiés qui ne souffrent pas d'une perte d'insertion lorsqu'ils sont ajoutés à un réseau optique. L'amplificateur à fibre peut être constitué d'une seule fibre ou d'un ensemble de fibres. En outre, des fibres optiques de verre multicomposant, telles que les fibres de verre au phosphate, peuvent être conçues de façon à présenter un coefficient de température de l'indice de réfraction proche de zéro, permettant le fonctionnement en mode propre lorsque la fibre de verre au phosphate change de température avec la température ambiante ou en raison du chauffage induit. Grâce au gain élevé obtenu, des fibres monomodes peuvent être pompées au moyen de diodes laser multimodes relativement bon marché. Une composition de verre au phosphate utilisée pour constituer les fibres de verre au phosphate présente des concentrations d'erbium d'au moins 1,5 pour cent en poids, et, de préférence, également de l'ytterbium dans une proportion de 0 à 30 pour cent en poids, de préférence supérieure à 5 % en poids.
Jiang Shibin
Peyghambarian Nasser
Ogilvy Renault Llp/s.e.n.c.r.l.,s.r.l.
The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Ariz
LandOfFree
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