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DE3856077T2 - Optischer Verstärker - Google Patents

Optischer Verstärker

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DE3856077T2
DE3856077T2 DE3856077T DE3856077T DE3856077T2 DE 3856077 T2 DE3856077 T2 DE 3856077T2 DE 3856077 T DE3856077 T DE 3856077T DE 3856077 T DE3856077 T DE 3856077T DE 3856077 T2 DE3856077 T2 DE 3856077T2
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Germany
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pulses
pulse
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Ian William Marshall
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British Telecommunications PLC
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British Telecommunications PLC
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06209Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
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  • Lasers (AREA)
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf optische Verstärker. Laser- Verstärker sind von großem Interesse als Komponenten in optischen Kommunikationssystemen. Leider zeigen diese Vorrichtungen Sattigung der Ausgangsleistung bei relativ niedriger Leistung, d.h. bei einer mittleren Leistung von 1 bis 10 mW.
  • Es gibt außerdem verschiedene Anwendungen, bei denen es wünschenswert ist, optische Hochleistungspulse zu haben, aber die für solche Pulse notwendigen Einrichtung sind zur Zeit sowohl teuer als auch aufwendig.
  • Die vorliegende Erfindung zielt auf das Erreichen optischer Pulse mit relativ hoher Leistung aus Laserverstärkern und bei bevorzugten Ausführungsformen auf die Schaffung portabler optischer Hochleistungsquellen.
  • Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Erzeugen von Ausgangspulsen mit einem Halbleiterlaserverstärker von dem Typ an, der ein Halbleitermedium mit einer Trägerdichten-Verarmung umfaßt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
  • a) Versorgen des Laserverstärkers mit einem Vorstrom, der kleiner als der Vorstrom ist, welcher erforderlich ist zum Induzieren des Lasens in dem Verstärker, wobei der Vorstrom eine interne Trägerdichte innerhalb des Verstärkers erzeugt;
  • b) Anregen des Verstärkers mit optischen Pulsen genügend hoher Pulsenergie, so daß die Anregung die erzeugte interne Trägerdichte im wesentlichen vollständig verarmen läßt;
  • c) Erzeugen der optischen Anregungspulse mit einem Zeitintervall zwischen den Pulsen, das größer als zweimal die Zeit ist, die für die verstärkerinterne Trägerdichte zur weitgehenden Erholung von der Verarmung notwendig ist, wobei die Anregungspulse eine Dauer aufweisen, die wesentlich kleiner als die Erholungszeit ist, und
  • d) Auskoppeln des Ausgangs des Verstärkers in der Periode, in welcher die eingerichtete interne Trägerdichte verarmt wird.
  • Die Erfindung schafft außerdem eine optische Pulsquelle mit einem Halbleiterlaserverstärker, der im Betrieb dazu dient, optische Ausgangspulse mit einer Spitzenleistung von wenigstens 100 mW in Abhängigkeit von optischer Anregung zu erzeugen, wobei der Verstärker Trägerkonzentrationsverarmung in Abhängigkeit von der Anregung zeigt, und eine Treibervorrichtung, die optisch mit dem Verstärker gekoppelt ist, die im Betrieb zur Erzeugung von optischen Anregungspulsen und zum Ausgeben einer Folge solcher Anregungspulse an den Verstärker dient, wobei die Treibervorrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Zeitintervalls zwischen Pulsen von mehr als zweimal der Zeit, die für die verstärkerinterne Trägerdichte zur weitgehenden Erholung von der Verarmung notwendig ist, umfaßt, wobei die Treibervorrichtung dazu dient, Anregungspulse genügend hoher Pulsenergie zu erzeugen, so daß die Anregung im wesentlichen die interne Trägerdichte vollständig verarmt, und wobei die Treibervorrichtung so ausgelegt ist, daß sie die Dauer der Anregungspulse so einstellt, daß sie wesentlich kleiner als die Zeit sind, die der Verstärker zur Erholung von der besagten Verarmung benötigt, wodurch bei Betrieb die optischen Ausgangspulse in der Periode, während welcher die erzeugte interne Trägerdichte verarmt wird, erzeugt werden.
  • Vorzugsweise ist der Verstärker ein Wanderwellenverstärker. Der Ausdruck "optisch", wie er hier verwendet wird, schließt solche Abschnitte des elektromagnetischen Spektrums ein, die als "Infrarot", sichtbar und "ultraviolett" bezeichnet werden. Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, bei denen:
  • Fig. 1 die Trägerdichte gegenüber der Zeit in einem Halbleiterlaserverstärker zeigt;
  • Fig. 2 eine Verstärkungscharakteristik für einen Wanderwellenverstärker zeigt;
  • Fig. 3 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zeigt und
  • Fig. 4 die Eingangsleistung gegenüber der Ausgangsleistung bei einem Laserverstärker zeigt, der erfindungsgemäß betrieben wird.
  • Bei Halbleiterlaserverstärkern wurde bisher davon ausgegangen, daß sie auf eine Ausgangsleistung in der Größenordnung von 1 bis 10 mW beschränkt sind, und diese Einschränkung wurde in den bekannten Anwendungen der Vorrichtung akzeptiert. Jedoch basiert die vorliegende Erfindung auf der Betrachtung der momentan verfügbaren Trägerkonzentration und dem Betrieb der Vorrichtung, so daß die Trägerkonzentration in dem Moment der Anforderung der Ausgangsleistung erhöht oder maximiert wird.
  • In einem Halbleiterlaser ist die optische Ausgangsleistung durch die interne Trägerdichte beschränkt, wobei diese Träger die Ausgangsleistung durch Elektron-Loch-Rekombination in Abhängigkeit von dem eingehenden Lichtsignal erzeugen. Die Trägerdichte ist eine Funktion des Vorstromes, aber es gibt eine Grenze für den Strom, der fließen kann, da bei Breitbandbetrieb der Laserverstärker kurz unter der Laserschwelle betrieben werden muß, typischerweise liegt dieser Bereich bei 70 % der Laserschwelle. Ohne ein eingehendes Lichtsignal ist die Trägerdichte statisch auf einem Niveau, das durch den Vorbereich festgelegt wird, aber sobald ein Signal eingestrahlt wird, das die Rekombination stimuliert, gibt es einen resultierenden Abfall in der Trägerkonzentration. Der Vorstrom regeneriert die Träger, aber die Wirkung tritt nicht unmittelbar ein, so daß unter den Bedingungen eines ungedämpften Eingangssignals (das kontinuierlich sein kann oder eine schnelle Folge wiederholter Pulse wie bei einer Folge von binären Pulsen sein kann) das Trägerniveau unter dem Startniveau verarmt bleibt und stationärer Betrieb nur aufrechterhalten werden kann bei einem Leistungsniveau, das auf der Trägerkonzentration im verarmten Zustand basiert. Wenn das eingehende Lichtsignal abgeschaltet wird, baut sich die Trägerkonzentration bis auf das ursprüngliche Startniveau auf. Die Zeit, die verstreicht, bis das ursprüngliche Startniveau wieder erreicht wird, gleicht im allgemeinen der mittleren Trägerrekombinationszeit oder Trägerlebensdauer (obgleich optisches Pumpen oder Grundmodulation diese Parameter verändern kann). Der Ausdruck "Erholungszeit" wird hier verwendet, um die Zeit zu definieren, die für das Wiederaufbauen der Trägerkonzentration zu dem nicht verarmten Niveau erforderlich ist, das durch die vorherrschende Vorspannung gegeben ist, wenn kein Eingangssignal anliegt, d.h. die Trägerlebensdauer. Typischerweise kann die Erholungszeit (Trägerlebensdauer) von der Größenordnung von 2 ns sein.
  • Fig. 1 zeigt schematisch die Trägerdichte gegenüber der Zeit in einem Halbleiterlaserverstärker bei unterschiedlichen Anregungsbedingungen. In Fig. 1a gibt es zunächt ein Null-Eingangssignal, gefolgt von einer Serie von Pulsen, dann ein Fehlen des Signals, gefolgt von einem einzelnen, langen Puls. Diese Sequenz kann leicht einem Datensignal binärer Nullen und Einsen entsprechen, wobei das Fehlen des Signals 1 oder mehr Nullen darstellt und der einzelne lange Puls eine Folge von aufeinanderfolgenden Einsen ist. Unter diesen Bedingungen kehrt die Trägerdichte selten auf das nichtverarmte Niveau 1 zurück; allgemein liegt die Trägerkonzentration auf einem viel niedrigeren Niveau 2, und es ist dieses niedrigere Niveau, das die Ausgangsleistung bestimmt. Es ist nicht möglich, die zufällige Verfügbarkeit von höheren Trägerdichten auszunutzen, da diese unvorhersagbar (z.B. nur nach einer Folge von Nullen) auftreten, und nicht aufrechterhalten werden können. Dies sind die Bedingungen, unter welchen Laserverstärker verwendet werden, und die akzeptierten Einschränkungen entstehen.
  • Dagegen bedeuten in Fig. 1b die schmalen Pulse, die einen Abstand haben, der ausreicht, um im wesentlichen die Erholung auf die ursprüngliche Trägerdichte zu ermöglichen, so daß die Leistung, die für jeden Puls verfügbar ist, auf der höheren Trägerdichte basiert. Dies ist der Hauptmodus beim Betrieb gemäß der Erfindung.
  • Als ein Zwischenschritt zwischen dem üblichen Betrieb und dem in Fig. 1b kann eine unvollständige Trägerdichtenerholung, die aber immer noch größer als die beim üblichen Betrieb mögliche ist, wie in Fig. 1c gezeigt zugelassen werden. Jedoch sollte es gemäß der Erfindung eine im wesentlichen vollständige Erholung geben. Zu diesem Augenblick werden mittlere Pulsleistungenerreicht. Die Verwendung von Return-To-Zero-Datenpulsen und einer schmalen Pulsbreite ermöglichen sehr viel höhere Leistungen als vorher, was sich aus dem Vergleich der Figuren 1a und 1c ergibt.
  • Um eine hohe Ausgangsleistung von einem Laserverstärker zu erhalten, d.h. eine Ausgangsleistung zu erzielen, die vergleichbar mit einer Trägerdichte ist, die wesentlich größer als die ist, welche zur Absättigung der Ausgangsleistung unter üblichen Bedingungen führt, müssen folgende Kriterien beachtet werden:
  • 1. Der Eingangspuls sollte eine Pulsbreite haben, die kleiner als die Trägerlebensdauer ist (Erholungszeit des Verstärkers), vorzugsweise sehr viel kleiner.
  • 2. Das Intervall zwischen Pulsen sollte eine wesentliche Erholung ermöglichen, und erfindungsgemäß sollte dies wenigstens zweimal so lange dauern wie Zeit für die wesentliche Erholung aus der Verarmung der internen Trägerdichte erforderlich ist.
  • 3. Wenn ein Datenmuster verstärkt werden soll, sollte der Eingang im Return-To-Zero-Format vorliegen, um Folgen von Einsen zu vermeiden, die zu einer fortwährenden Verarmung bei der Trägerdichte führen.
  • Es sollte beachtet werden, daß beim Betrieb im konventionellen Modus die Trägerdichte in einem Laserverstärker im wesentlichen konstant bleibt in Bezug auf Betrachtungen beim Betrieb, d.h. der Ausgang wird entnommen bei einer auf das niedrigere Niveau verarmten Trägerdichte. Jedoch erfolgt beim Betriebsmodus gemäß der Erfindung die Auskoppelung des Ausgangs während einer Periode wesentlicher Änderungen in der Trägerdichte, hauptsächlich während des Abfalls von dem Maximum zum Minimum der Trägerdichten, und diese Änderung in der Trägerkonzentration bewirkt in zur Zeit verfügbaren Materialien eine Änderung des Brechungsindexes des Mediums der Vorrichtung, welches zu Wellenlängenverschiebungen im Verstärkerspektrum führt. Fig. 2 zeigt (in durchgezogenen Linien) die Eigenschaften des Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei einem Fabry-Perot-Laserverstärker, und diesem kann entnommen werden, daß die Wellenlängenverschiebung einen dramatischen Effekt auf den Verstärkungsfaktor haben kann. Die gestrichelte Linie in Fig. 2 zeigt die Eigenschaft für einen Wanderwellen- oder Fast-Wanderwellen-Verstärker, bei dem die Verstärkungsfluktuation gegenüber der Wellenlänge sehr reduziert ist. Für die meisten praktischen Zwecke ist eine Schwankungsamplitude bei der Verstärkung von etwa 3 dB bei der mittleren Betriebswellenlänge tolerierbar (obgleich in manchen Fällen 6 dB oder mehr akzeptiert werden können), und so ist ein viertes Kriterium für den Betrieb mit Material, das empfindlich auf Trägerdichte ist, die Verwendung eines Wanderwellenoder Fast-Wanderwellen-Verstärkers in dem Hochleistungsverstärkungsmodus der Erfindung, z.B. durch Vorsehen von Antireflektionsbeschichtungen auf einer oder mehreren der Laserfacetten. In dieser Beschreibung wird der Ausdruck "Wanderwellenverstärker" verwendet, um Verstärker von dem Typ zu kennzeichnen, bei welchen die Schwankung der Verstärkung eliminiert oder unterdrückt ist, und es werden dabei eingeschlossen Verstärker von dem Typ, der mit "Fast-Wanderwellenverstärker" bezeichnet wird.
  • Innerhalb dieser Einschränkungen kann der Ausgangspuls eine höhere Spitzenleistung und eine kürzere Dauer oder eine längere Dauer mit niedrigerer Leistung erhalten. Wenn Pp die Ausgangsspitzenleistung, Ps die mittlere Ausgangssättigungsleistung, Tr die Wiederholungszeit und T die Pulsbreite ist, so wurde gefunden, daß für nicht extreme Werte in etwa die folgende approximative Beziehung gilt:
  • Pp = (Tr/T)Ps.
  • Eine praktische Ausführungsform, bei der der oben beschriebene Betriebsmodus eines Laserverstärkers verwendet wird, ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Eine erste optische Pulsquelle 3 wird über ihren Ausgang mit dem Eingang eines Pulsprozessors 4 gekoppelt, und der Pulsprozessorausgang wird eingekoppelt in den Laserverstärker 5. Die Pulsquelle 3 und der Pulsprozessor können irgendwelche Komponenten sein, die Pulse geeigneter Länge und Wiederholungsrate erzeugen. Z.B. kann die Pulsquelle ein anderer Laser sein, der modelocked ist, von dem eine Folge von Pulsen von relativ hoher Wiederholungsrate erhalten wird, wobei der Pulsprozessor die meisten der Pulse abblockt, so daß nur jeder n-te Puls ausgewählt wird und den Laserverstärker erreicht. Alternativ kann eine Quelle, wie z.B. ein Constricted-Mesa-Laser, elektrisch gepulst werden, um Pulse mit geeigneter Wiederholungsrate zu erzeugen, aber diese sind zu lang in Bezug auf die Pulslänge, und so arbeitet der Pulsprozessor dann als Puls-Kompressor. Ein anderes Verfahren zum Erzeugen einer geeigneten Pulsquelle ist es, eine Laserquelle im Gain- Switch-Verfahren zu betreiben; der Ausgang bei diesem Prozeß wird für gewöhnlich sowohl Blockieren oder Selektieren von Pulsen als auch Pulskompressin erforderlich machen. Andere mögliche Quellen sind Gaslaser mit optischen Schaltern, Festkörperlaser wie Jodlaser und Faserlaser, die im Mode- Locked- oder Q-Switched-Mode betrieben werden.
  • Ein geeigneter Laserverstärker 5 ist z.B. ein 1,5µ-DCPBH- Laser mit 500 µ Resonanzkörperlänge mit Entspiegelungsbeschichtungen auf beiden Facetten. Die Beschichtungen können Einzelschicht-Oxid-Brechungsindexbeschichtungen sein, um niedrige Facetten-Reflektivitäten z.B. von der Ordnung von 0,08 % oder weniger zu erzielen. Mit einer Pulsquelle und einem Prozessor für eine Pulswiederholung Tr von 10 ns erreicht eine Vorrichtung mit Spitzenleistungssättigung Ps von 1 mW eine Pulsleistungsspitze von 250 mW bei einer Pulsbreite von 40 ps; eine Vorrichtung mit einer Spitzenleistungssättigung von 10 mW ergab bei derselben Pulsperiode 2,5 W. Mit dem Ansteigen der Pulswiederholungszeit Tr steigt die Spitzenleistung, bis sie durch andere Faktoren wie z.B. Beschädigung der Laserfacetten begrenzt wird. Das Steigern der Pulsbreite bewirkt den Zerfall des nachfolgenden Teils des Pulses, wenn die Leistung nicht für den vollen Puls aufrechterhalten werden kann, wobei dieser Effekt offensichtlich wird bei Pulsbreiten in der Ordnung von 1 bis 2 ns. Fig. 4 zeigt die Eingangsspitzenleistung gegenüber der Ausgangsspitzenleistung für den 1,5µ-DCPBH-Laser bei einer Grundversorgung von 70 % der Laserschwelle. Im allgemeinen zieht man vor, Wanderwellenlaserverstärker bei etwa 70 % der Laserschwelle zu betreiben; bei höherer Grundversorgung wachsen die Schwankungen bei der Verstärkung (Z.B. 6 dB bei 95 % der Lasergrundversorgung im Vergleich zu 3 dB bei 70 %) und sinkt die Bandbreite des Verstärkers.
  • Für Datenanwendungen, bei denen ein Return-To-Zero-Format für die Daten verwendet wird, ist vorzugsweise ein Nicht- Standard-Format einzusetzen, bei dem der Puls, der eine binäre 1 darstellt, nur einen kleinen Teil der Bitperiode beansprucht. Für Erholungszeiten (Trägerlebensdauern) von 1 ns sind Datenraten von 1 Gbit/s möglich, wobei das Pulsformat eine größere Empfängerempfindlichkeit und daher Systemleistung bewirkt.
  • Es ist klar, daß bei Verwendung einer portablen primären Pulsquelle wie einem Halbleiterlaser der Laserverstärker, der erfindungsgemäß betrieben wird, eine tragbare und verhältnismäßig preiswerte Hochleistungspulsquelle ergibt. Eine besonders wichtige Anwendung solch einer Quelle ist die Optical-Time-Domain-Reflektometrie (OTDR), bei welcher ein Lichtpuls in eine Faser gekoppelt wird, die auf Fehler untersucht werden soll, und Licht, das aufgrund von Reflektionen an Fehlstellen zurückkehrt, analysiert wird, um die Fehlstelle zu lokalisieren. Bei dieser Technik wird die Länge der Faser, die untersucht werden kann, festgelegt durch die Empfindlichkeit des Detektors und die Energie des eingekoppelten Pulses. Für hochauflösende Messungen, d.h. für Überprüfungen, die innerhalb von Zentimetern genau sind, werden Pulsbreiten von der Ordnung von 100 ps (allgemeiner im Bereich zwischen 10 und 200 ps) benötigt. Die vorliegende Erfindung sorgt für eine mögliche Steigerung von 20 dB bei der Eingangsenergie, womit entweder weniger empfindliche Detektoren benötigt werden oder die Untersuchung größerer Längen bei den Fasern ermöglicht wird. Für die Verwendung vor Ort ist die Tragbarkeit der Ausrüstung ein wesentlicher Punkt.
  • Es gibt verschiedene andere Verwendungen für optische Hochleistungspulsquellen, speziell bei zerstörungslosen Untersuchungen, wie auch bei der medizinischen Diagnostik. Eine im Moment entwickelte Technik ist das Überwachen der Konzentration von Sauerstoff in dem Gehirn von frühgeborenen Babies mit Hochleistungspulsen bei infraroten Wellenlängen. Bei 1,3 oder 1,5 µ ist die Absorption von Licht durch Gewebe (hauptsächlich Wasser) niedrig, aber Absorption durch andere Materialien (wie Sauerstoffmoleküle) ist hoch, so daß Tests durch ganze Organe gemacht werden können, anstatt daß ein Schnitt gemacht werden muß. Um jedoch genügend Leistung für die Durchführung von Messungen zu haben, ohne daß Verbrennungen auftreten, muß die Quelle mit einer hohen Rate gepulst werden. Zur Zeit verfügbare Quellen (Farbstofflaser) sind nicht portabel. Jedoch ist eine erfindungsgemäße Quelle ohne weiteres portabel, was Installationen und Operationen am Bett ermöglicht, und sie kann entsprechende Leistung zur Verfügung stellen.
  • Ein besonders bevorzugtes Pulsformat ist so, daß der Puls höchstens ein Zehntel des Pulsintervalls beansprucht und das Pulsintervall in der Größenordnung von wenigstens dreimal der Erholzeit (Trägerlebensdauer) liegt.

Claims (16)

1. Verfahren zum Erzeugen von Ausgangspulsen mit einem Halbleiterlaserverstärker von dem Typ, der ein Halbleitermedium mit einer Trägerdichten-Verarmung umfaßt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
a) Versorgen des Laserverstärkers mit einem Vorstrom, der kleiner als der Vorstrom ist, welcher erforderlich ist zum Induzieren des Lasens in dem Verstärker, wobei der Vorstrom eine interne Trägerdichte innerhalb des Verstärkers erzeugt;
b) Anregen des Verstärkers mit optischen Pulsen genügend hoher Pulsenergie, so daß die Anregung die erzeugte interne Trägerdichte im wesentlichen vollständig verarmen läßt;
c) Erzeugen der optischen Anregungspulse mit einen Zeitintervall zwischen den Pulsen, das größer als zweimal die Zeit ist, die für die verstärkerinterne Trägerdichte zur weitgehenden Erholung von der Verarmung notwendig ist, wobei die Anregungspulse eine Dauer aufweisen, die wesentlich kleiner als die Erholungszeite ist, und
e) Auskoppeln des Ausgangs des Verstärkers in der Periode, in welcher die eingerichtete interne Trägerdichte verarmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem den Schritt der Steuerung der Wiederholungsrate und der Dauer der optischen Pulse beinhaltet, um die Ausgangsspitzenleistung des Verstärkers zu maximieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das außerdem den Schritt der Erzeugung von Anregungspulsen in Abhängigkeit von einem Datencodierungsschema beinhaltet, welches Eingangsdatensignale in das Return-To-Zero-Format umwandelt, wobei das Codierungsschema so ist, daß Folgen von sukzessiven Datenpulsen, die binäre "1"-Werte darstellen, vermieden werden.
4. Optische Pulsquelle mit einem Halbleiterlaserverstärker, der im Betrieb dazu dient, optische Ausgangspulse mit einer Spitzenleistung von wenigstens 100 mW in Abhängigkeit von optischer Anregung zu erzeugen, wobei der Verstärker Trägerkonzentrationsverarmung in Abhängigkeit von der Anregung zeigt, und eine Treibervorrichtung, die optisch mit dem Verstärker gekoppelt ist, die im Betrieb zur Erzeugung von optischen Anregungspulsen und zum Ausgeben einer Folge solcher Anregungspulse an den Verstärker dient, wobei die Treibervorrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Zeitintervalls zwischen Pulsen von mehr als zweimal der Zeit, die für die verstärkerinterne Trägerdichte zur weitgehenden Erholung von der Verarmung notwendig ist, umfaßt, wobei die Treibervorrichtung dazu dient, Anregungspulse genügend hoher Pulsenergie zu erzeugen, so daß die Anregung im wesentlichen die interne Trägerdichte vollständig verarmt, und wobei die Treibervorrichtung so ausgelegt ist, daß sie die Dauer der Anregungspulse so einstellt, daß sie wesentlich kleiner als die Zeit sind, die der Verstärker zur Erholung von der besagten Verarmung benötigt, wodurch bei Betrieb die optischen Ausgangspulse in der Periode, während welcher die erzeugte interne Trägerdichte verarmt wird, erzeugt werden.
5. Quelle nach Anspruch 4, bei der die Folge von Anregungspulsen Bitperioden definiert und die Treibervorrichtung eine Vorrichtung umfaßt, die zum Empfang von Eingangsdatensignalen geschaltet ist, um die Eingangsdatensignale in ein Return-To-Zero-Format umzuwandeln, bei welchem Datenpulse, die einen binären "1"-Wert darstellen, nur einen kleinen Anteil der Bitperioden beanspruchen.
6. Quelle nach Anspruch 4 oder 5, bei der der Verstärker einen Wanderwellenverstärker umfaßt.
7. Quelle nach Anspruch 6, bei der die Verstärkungsschwankung des Verstärkers höchstens 3 dB ist.
8. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der der Verstärker einen Laser mit erster und zweiter Facette umfaßt, wobei auf der ersten bzw. zweiten Facette eine erste und zweite Einzelschicht-Brechungsoxid-Entspiegelungsbeschichtung abgeschieden ist.
9. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der die Treibervorrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen der Folge von Anregungspulsen mit einem Pulswiederholungsintervall Tr von etwa 10 ns und Pulsdauern von etwa 40 ps umfaßt und der Verstärker eine Spitzenleistungssättigung bei etwa 1 mW hat und eine Spitzenimpulsleistung der Ordnung von wenigstens 250 mW aufweist.
10. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei der die Treibervorrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen der Folge von Anregungspulsen mit Pulsdauern von höchstens einem Zehntel der Pulsintervalle umfaßt.
11. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei der die Ausgangspulsdauer höchstens eine Hälfte von der Trägerlebensdauer ist.
12. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei der die Ausgangspulsdauer höchstens ein Drittel der Trägerlebensdauer ist.
13. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 12, bei der der Verstärker so angeordnet ist, daß er Eingangsdaten im Return-To-Zero-Format empfängt.
14. Quelle nach einem der Ansprüche 4 bis 13, bei der die verstärkten Ausgangspulse eine Datenfolge im Return-To- Zero-Format umfassen.
15. Quelle nach Anspruch 14, bei der das Return-To-Zero- Datenformat Signalpulse mit einer Dauer aufweisen, die kleiner als die Hälfte der Bitperiode ist.
16. Quelle nach Anspruch 15, bei der die Pulse am Beginnabschnitt einer Periode liegen.
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GB (1) GB8709224D0 (de)
WO (1) WO1988008216A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8709224D0 (en) * 1987-04-16 1987-06-10 British Telecomm Optical amplifier
US4939474A (en) * 1988-08-26 1990-07-03 At&T Bell Laboratories Semiconductor optical amplifier with shortened gain recovery time
US5331455A (en) * 1991-10-31 1994-07-19 The Research Foundation Of State University Of New York Electrical pulse operated laser sampling light amplifier
US6775424B2 (en) 2001-11-12 2004-08-10 Fujitsu Network Communications, Inc. Modulation and filtration of optical signals
US7505196B2 (en) 2004-03-31 2009-03-17 Imra America, Inc. Method and apparatus for controlling and protecting pulsed high power fiber amplifier systems
GB201112154D0 (en) * 2011-07-15 2011-08-31 Qinetiq Ltd Seismic geophysical surveying
KR101543704B1 (ko) * 2014-12-10 2015-08-12 연세대학교 산학협력단 직렬 변환기 및 그를 포함한 데이터 송신 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3571737A (en) * 1968-06-07 1971-03-23 Bell Telephone Labor Inc Transmission line
FR2041458A5 (de) * 1969-04-24 1971-01-29 Comp Generale Electricite
DE2248372C2 (de) * 1972-10-03 1984-09-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Zwischenverstärker für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem
US3789317A (en) * 1971-09-27 1974-01-29 Zaiden Hojin Handotai Kenkyu S Signal converter wherein photoemission time constant is utilized
US3786366A (en) * 1971-10-01 1974-01-15 R Chimenti Super radiant laser illuminator and image amplifier
JPS5513151B2 (de) * 1972-11-10 1980-04-07
FR2296288A1 (fr) * 1974-12-23 1976-07-23 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'amplification d'impulsions laser
US4205278A (en) * 1978-01-11 1980-05-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Multiple excitation regenerative amplifier inertial confinement system
JPS5555591A (en) * 1978-10-19 1980-04-23 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Semiconductor light amplifier
CA1251845A (en) * 1984-08-06 1989-03-28 Ian D. Henning Optical amplification
US4794346A (en) * 1984-11-21 1988-12-27 Bell Communications Research, Inc. Broadband semiconductor optical amplifier structure
GB8709224D0 (en) * 1987-04-16 1987-06-10 British Telecomm Optical amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
CA1295400C (en) 1992-02-04
US5142408A (en) 1992-08-25
EP0287332B1 (de) 1997-12-03
GB8709224D0 (en) 1987-06-10
AU596300B2 (en) 1990-04-26
JPH01503185A (ja) 1989-10-26
AU1574488A (en) 1988-11-04
WO1988008216A1 (en) 1988-10-20
DE3856077D1 (de) 1998-01-15
EP0287332A1 (de) 1988-10-19
ATE160907T1 (de) 1997-12-15

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