DE69815314T2

DE69815314T2 - Mehrstufiger faseroptischer verstärker

Info

Publication number: DE69815314T2
Application number: DE69815314T
Authority: DE
Inventors: G. Grubb
Original assignee: JDS Uniphase Corp
Current assignee: Viavi Solutions Inc
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: JP2000091683A; EP0968579A1; EP0968579B1; DE69815314D1; JP3366337B2; JP2000513175A; WO1998042088A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Lichtleitfaser-Verstärker, und insbesondere rauscharme Hochleistungs-Lichtleitfaser-Verstärkerschaltungen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wie es im Fachgebiet bekannt ist, ist ein optischer Verstärker eine Vorrichtung, die eine Amplitude eines ihr zugeführten optischen Signals vergrößert. Wenn das optische Signal an dem Eingang zu einem derartigen Verstärker monochromatisch ist, ist auch der Ausgang monochromatisch, bei derselben Frequenz. Ein herkömmlicher Faserverstärker umfaßt ein Verstärkungsmedium, wie z. B. eine mit einem Seltenerdmetall dotierte Einmoden-Glasfaser, verbunden mit einem WDM-Koppler, welcher einen niedrigen Einfügungsverlust sowohl bei den Eingangssignal- als auch bei den Pumpwellenlängen bereitstellt. Das Eingangssignal wird über den Koppler dem Medium zugeführt. Eine Anregung erfolgt durch optisches Pumpen aus der Pumpquelle, welche mit dem optischen Eingangssignal innerhalb des Kopplers kombiniert wird, welcher sich innerhalb des Absorptionsbandes des Seltenerde-Dotierungsmittels befindet, und ein verstärktes Ausgangssignal wird aus dem anderen Ende der Faser emittiert.
Derartige Verstärker werden typischerweise in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, bei der Verstärkung von schwachen optischen Impulsen, wie z. B. denjenigen, die über eine lange Strecke eines Lichtleiters in Kommunikationssystemen gewandert sind. Eine optische Verstärkung kann in einer Vielzahl von Materialien stattfinden, einschließlich denjenigen Materialien, wie z. B. Siliziumdioxid, aus welchem optische Fasern hergestellt sind.
Ein als Erbium-(Er)-Verstärker bezeichneter Typ eines Faserverstärkers enthält typischerweise eine Siliziumdioxidfaser mit einem mit Erbium (insbesondere mit Erbiumionen, welche herkömmlicherweise als Er³&spplus; bezeichnet werden) dotierte Einmodenkern.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Erbium-Lichtleitfaser-Verstärker, der in seinem standardmäßigen sogenannten Dreiniveaumodus arbeitet, in der Lage ist, wenn er mit einer Wellenlänge von 980 Nanometer (nm) gepumpt wird, optische Signale mit einer Wellenlänge von angenähert 1,5 Mikrometer (um) zu verstärken. Da 1,5 um die Wellenlänge mit niedrigstem Verlust von herkömmlichen Einmoden-Glasfasern ist, sind Erbium- Verstärker gut für die Einfügung in Fasersysteme geeignet, die optische Signale mit Wellenlängen um 1,5 um leiten.
Es gibt jedoch einige Einschränkungen bei Erbium-Faserverstärkern, welche in praktischen Kommunikationssystemen eingesetzt werden. Ein Problem besteht darin, dass die Verstärkungseigenschaft nur innerhalb einer relativ schmalen Verstärkungsbandbreite relativ gleichmäßig ist. Zusätzlich ist die von Erbium-Verstärkern entwickelte Ausgangsleistungseigenschaft durch den Leistungsbereich der aus den zum Pumpen der Faser verwendeten Pumpquellen zur Verfügung steht. Ferner wurde mit dem Aufkommen von dicht Wellenlängen-multiplexierten-(WDM)-Systemen die verfügbare Verstärkungsbandbreite und Gleichmäßigkeit der Verstärkungsebenheit ein kritisches Problem in der Auslegung eines optischen Verstärkers.
Ein weiterer Typ eines allgemein bekannten Lichtleitfaser-Verstärkers ist ein sogenannter Raman-Verstärker. Ein Raman-Verstärker liefert eine Verstärkung von Signalen über stimulierte Raman-Streung in einer optischen Faser und weist nicht die Verstärkungsbandbreitenprobleme in Verbindung mit Erbium-Verstärkem auf. Ein Problem bei Raman-Verstärkern besteht jedoch darin, dass sie relativ ineffizient sind und somit mit Pumpsignalen mit relativ hohen Leistungspegeln gepumpt werden müssen, um eine geeignete Leistungsabgabe zu erreichen. Ein Großteil der Energie aus den Hochleistungspumpsignalen wird nicht genutzt und wird verschwendet, und selbst dann, wenn mit Hochleistungspumpsignalen gepumpt wird, liefert der Raman-Verstärker Ausgangssignale mit relativ niedrigen Leistungspegeln aufgrund der ineffizienten Ausnutzung der von dem Pumpsignal bereitgestellten Energie. Dieses gilt insbesondere, wenn der Raman-Verstärker nicht in seinem "Sättigungsmodus" betrieben wird.
Ein weiteres Problem bei Raman-Verstärkern besteht darin, dass das obere atomare Energieniveau des Verstärkers im wesentlichen eine Lebenszeit von 0 besitzt. In einem Wellenteilungs-Multiplexsystem, kann die rasche Verarmung des oberen Verstärkerenergieniveaus zu einem Übersprechen zwischen dem erforderlichen Hochleistungspumpsignal und einem zu verstärkenden Eingangssignal führen.
D1 (Aida K, et al., "Design and performance of a long-span IM/DD optical transmission system using remotely pumped optical amplifiers" from IEE Proceedings J. Optoelectronics, vol. 137, no. 4, 1 August 1990, pages 225-229) offenbart die Auslegung und Leistung eines optischen IM/DD Weitbereich-Übertragungssystems unter Verwendung entfernt gepumpter optischer Verstärker. An der Empfängerseite des optischen Übertragungssystems folgt der Er-dotierten Faser eine 34 km lange dispersionsverschobene Faser, wobei beide optische Verstärker mit Pumplicht beliefert werden, das von 1,45- 1,49 um Laserdioden emittiert wird.
D2 (US 5 506 723 A) beschreibt einen zweistufigen Lichtleitfaser-Verstärker, in welchem ein erster und ein zweiter Abschnitt von optischen Fasern aus Erbium dotierten Faserkernen gebildet werden, und beide Verstärkerstufen entgegengesetzt zu oder in der Richtung der Ausbreitung des optischen Signals gepumpt werden.
D3 (EP 0 463 771 A) offenbart einen mehrstufigen optischen Verstärker, welcher wenigstens zwei Verstärkungsstufen aufweist, wobei jede Stufe eine verstärkende Faser mit einem Erbium dotierten Faserkern mit einem unterschiedlichen Verstärkungsspektrum enthält. Die zwei Stufen können getrennt gepumpt werden und die Verstärkung jeder Stufe kann einzeln eingestellt werden.
D4 (EP 0 647 000 A) offenbart einen zweistufigen optischen Verstärker, wobei beide Verstärkerstufen einen Erbium dotierten Faserkern enthalten. Die Länge der Faser des optischen Verstärkers der ersten Stufe ist so optimiert, dass niedriges Rauschen und ausreichend Verstärkung erhalten werden, so dass die Rauschzahl des zweistufigen Verstärkers als ein ganzes primär durch die der ersten Stufe bestimmt wird.
Es wäre daher wünschenswert, einen Lichtleitfaser-Verstärker bereitzustellen, welcher eine relativ breite Bandbreite, eine relativ niedrige Rauscheigenschaft und eine relativ hohe Ausgangsleistungseigenschaft aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Faserverstärker in Bezug auf Bandbreite, Rauscheigenschaft und Ausgangsleistung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung einer mehrstufigen optischen Verstärkereinheit gemäß Anspruch 1 erzielt.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Pumpsignal in die erste Verstärkerstufe an der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stufe injiziert und wandert in einer zu den Eingangssignalen entgegengesetzten Richtung. Die erste Stufe absorbiert nicht vollständig das Pumpsignal, so dass sie nicht sättigt, und es auch ein optischer Pfad vorgesehen sein, um das überschüssige Pumpsignal an die zweite Verstärkerstufe zum Pumpen dieser anzulegen. Der optische Pfad ist so angeordnet, dass das Pumpensignal auch in einer zu den Eingangssignalen in der zweiten Verstärkerstufe entgegengesetzten Richtung wandert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Pumpsignal in die zweite Verstärkerstufe injiziert und wandert in einer zu den Eingangssignalen entgegengesetzten Richtung. Die zweite Verstärkerstufe absorbiert nicht vollständig das Pumpsignal und ein getrennter optischer Pfad ist vorgesehen, um das überschüssige Pumpsignal an die erste Verstärkerstufe anzulegen, um diese zu pumpen. Das Pumpsignal wandert ebenfalls in einer zu den Eingangssignalen in der ersten Verstärkerstufe entgegengesetzten Richtung.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist die erste Lichtleitfaser-Verstärkerstufe ein Raman-Verstärker und die zweite Verstärkerstufe ist ein Seltenerde-dotierter Faserverstärker. Die Verstärkungs- und Bandbreiteneigenschaften der Raman-Verstärkerstufe werden durch Wählen der Wellenlängen der Pumpsignale so bestimmt, dass die Raman-Verstärkerstufe eine relativ niedrige Rauscheigenschaft besitzt. Die Seltenerdedotierte Verstärkerstufe wird andererseits so ausgelegt, dass sie eine relativ hohe Ausgangsleistungseigenschaft besitzt. Ferner werden zur Steigerung der Verstärkungsbandbreite des gesamten optischen Verstärkers die Verstärkungsbandbreiteneigenschaften der ersten und zweiten Verstärkerstufen so ausgewählt, dass sie sich überlappen statt übereinzustimmen.
Beispielsweise können die Wellenlängen der Pumpsignale so gewählt werden, dass die von der Raman-Verstärkerstufe gelieferte Verstärkungseigenschaft die Verstärkungseigenschaft der Seltenerde-dotierten Verstärkerstufe komplementiert. Dieses ergibt einen Verstärker mit einer hohen Verstärkungseigenschaft und niedrigen Rauscheigenschaften über eine relativ breite Bandbreite. Zusätzlich können die Leistungspegel der Pumpsignale so gewählt werden, dass der Raman-Verstärker in einem ungesättigten Verstärkungsmodus arbeitet. Da der Raman-Verstärker nicht effizient die gesamte Leistung der Pumpsignale ausnutzt, pumpt das überschüssige Pumpsignal aus der Raman- Verstärkerstufe den Seltenerde-dotierten Verstärker. Somit werden die Konsequenzen der Ineffizienz des Raman-Verstärkers minimiert, da die Pumpsignale, zum Pumpen des Seltenerde-dotierten Verstärkers nochmals genutzt werden.
Ferner sind die Pumpsignale so angeordnet, dass sie sich durch die Raman- Verstärkerstufe und die Seltenerde-dotierte Verstärkerstufe in einer Richtung hindurchwandern, welche entgegengesetzt zu der Richtung ist, in welcher das Eingangssignal durch die Verstärkerstufen wandert. Dieses minimiert das Übersprechen zwischen dem Eingangssignal und den Pumpsignalen. Eine derartige Minimierung des Übersprechens ergibt sich, da die Auswanderungseigenschaft zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal groß ist, und demzufolge der durch die Pumpe herbeigeführte Signalübersprechmechanismus somit geschwächt wird.
In einer Ausführungsform kann der Seltenerde-dotierte Verstärker eine Erbium-dotierte Siliziumdioxidfaser sein oder, in einer alternative Ausführungsform, eine Erbium-dotierte Fluoridfaser. Da eine Fluoridfaser Signalen mit relativ langen Wellenlängen eine Verstärkung verleiht, kann die Verwendung einer Fluoridfaser die gesamte Verstärkerbandbreite vergrößern. In einer weiteren Ausführungsform werden zwei Pumpsignale mit Wellenlängen von 1435 nm bzw. 1465 nm verwendet, um die Raman-Verstärkerstufe zu pumpen. Dieser Ansatz führt zu einem optischen Verstärker mit einer relativ breiten und flachen Verstärkungseigenschaft mit einer Verstärkungsbandbreite von 50 nm oder größer.
In noch einer weiteren Ausführungsform werden zwei Pumpfrequenzen zum Pumpen des mehrstufigen Verstärkers verwendet.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird nur eine Pumpquelle zum Pumpen der Raman-Verstärkerstufe verwendet. Die Pumpquelle kann ein Raman-Faserlaser sein, welcher ein Ausgangssignal mit einer Wellenlänge, typisch von etwa 1480 nm, liefert. Alternativ kann die nur eine Pumpquelle als zwei Hochleistungsdioden vorgesehen sein, welche ein Ausgangssignal mit einer Wellenlänge typisch von etwa 1480 nm liefern.
In einem Vergleichsbeispiel ist die erste Verstärkerstufe ein Erbium-dotierter Faserverstärker und die zweite Stufe ist ein Raman-Verstärker.
In einem Vergleichsbeispiel ist die erste Verstärkerstufe ein Faserverstärker mit einem Thulium-dotierten ZBLAN-Kern und die zweite Stufe ist ein Erbium/Ytterbium-dotierter Faserverstärker. Die erste Verstärkerstufe wird aus einer 1,06 um Pumpquelle mantelgepumpt.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel ist die erste Verstärkerstufe ein Faserverstärker mit einem Praseodym-dotierten ZBLAN-Kern und die zweite Verstärkerstufe ist ein Erbium/Ytterbium-dotierter Faserverstärker. Die erste Verstärkerstufe wird aus einer 1,04 um Pumpquelle mantelgepumpt.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt eine optische Verstärkereinheit ferner einen Faserverstärker der zweiten Stufe, der einen Faserkern mit einem aktiven Dotierungsmittel in dem Faserkern umfaßt; und zwei optische Koppelpfade, die zwischen den Faserverstärkern in der ersten und zweiten Stufe ausgebildet sind, wobei der erste Koppelpfad zwischen dem Faserverstärker der ersten Stufe und dem Faserverstärker der zweiten Stufe das Eingangssignal als eine Eingangsgröße an den Faserverstärker der zweiten Stufe von einem Ausgang des Faserverstärker der ersten Stufe liefert, und der zweite Kopplungspfad für die Übertragung von Pumpleistung aus dem Faserverstärker der ersten Stufe zu dem Faserverstärker der zweiten Stufe zum Pumpen des Faserverstärker der zweiten Stufe sorgt, wobei die Kombination der zwei Verstärkungsspektren des Raman-Verstärkers und des Faserverstärker der zweiten Stufe ein Gesamtverstärkungsspektrum für die optische Verstärkereinheit über einer Bandbreite von einigen 10 nm bereitstellt.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Raman-Verstärker einen Dispersionskompensierenden Faserkern auf.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt ein Faserverstärker der zweiten Stufe einen Seltenerde-dotierten Faserkern.
In einer weiteren Ausführungsform überlappen sich die ersten und zweiten Spektrumbänder teilweise.
In einer weiteren Ausführungsform sind die ersten und zweiten Spektrumbänder benachbart und weisen im wesentlichen keine Überlappung auf.
In einer weiteren Ausführungsform überlappen sich die ersten und zweiten Spektrumbänder nicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein erster Lichtleitfaser-Verstärker optisch mit einem zweiten Lichtleitfaser-Verstärker über eine dritte optische Faser verbunden, wobei das Pumpelement direkt mit dem ersten Lichtleitfaser-Verstärker zum Pumpen verbunden ist und mit dem zweiten Lichtleitfaser Verstärker über die dritte optische Faser zum Pumpen verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Raman-Verstärkungsmedium so gewählt, dass es eine breite Bandbreite zur Verfügung stellt.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Hochleistungspumpelement eine Vielzahl von Pumpelementen, wovon jedes einen Ausgang und einen Wellenteilungs-Multiplexer zum Kombinieren der Pumpelementausgänge miteinander zur Eingabe in den Faserverstärker der ersten Stufe besitzt.
In einer weiteren Ausführungsform ist jedes von der Vielzahl der Pumpelemente eine Laserdiode mit einer Ausgangswellenlänge innerhalb der Absorptionsbänder der Faserverstärker der ersten und zweiten Stufe.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt jedes von der Vielzahl der Pumpelemente einen Faserlaser.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt eine optische Verstärkereinheit ferner einen ersten Isolator mit einem ersten Anschluß, der mit dem zweiten Anschluß des zweiten Wellenteilungs-Multiplexers verbunden ist und einen zweiten Anschluß besitzt, der mit dem Eingangsanschluß des Faserverstärker der zweiten Stufe verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt eine optische Verstärkereinheit ferner einen zweiten Isolator mit einem ersten Anschluß, der mit dem zweiten Anschluß des dritten Wellenteilungs-Multiplexers verbunden ist und mit einem Ausgangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß der optischen Verstärkerschaltung verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt der Faserverstärker der zweiten Stufe eine von: eine Siliziumdioxidfaser; und eine Fluoridfaser.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Pumpelement einen Ausgangsanschluß, der mit dem dritten Anschluß des ersten Wellenteilungs-Multiplexers verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt eine optische Verstärkereinheit ferner einen vierten Wellenteilungs-Multiplexer mit einem ersten Eingangsanschluß und einem zweiten Eingangsanschluß und mit einem Ausgangsanschluß, der mit dem dritten Eingangsanschluß des zweiten Wellenteilungs-Multiplexers verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Pumpelement einen Anschluß, der mit dem ersten Eingangsanschluß des vierten Wellenteilungs-Multiplexers verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Pumpelement einen weiteren Anschluß, der mit dem zweiten Anschluß des vierten Wellenteilungs-Multiplexers verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Pumpelement eines von: einen Raman- Faserverstärker; und eine Vielzahl von Halbleiterlaserdioden.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Pumpelement einen Raman-Faserlaser, welcher ein Signal mit einer Wellenlänge von 1480 nm emittiert.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Pumpelement ein Paar von Laserdioden, wobei jede von den Laserdioden ein Signal mit einer Wellenlänge von 1480 nm emittiert.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt der zweite Isolator einen mehrstufigen Isolator.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Ende des Faserverstärkers der zweiten Stufe optisch mit dem zweiten Ende des Faserverstärkers der ersten Stufe über einen optischen Isolator verbunden.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel umfaßt der Faserverstärker der ersten Stufe einen Seltenerde-dotierten Verstärker.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel umfaßt der Faserverstärker der zweiten Stufe einen Raman-Verstärker.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Pumpquelle mehrere Pumpelemente, die mit ihren Ausgängen zur Eingabe in das Ausgangsende des Faserverstärkers der ersten Stufe miteinander verbunden sind, wobei die mehreren Pumpelemente die Verstärkungsbandbreite des Verstärkersystems verbreitern. In einer weiteren Ausführungsform weisen die mehreren Pumpelemente unterschiedliche Ausgangswellenlängen innerhalb des Absorptionsbandes der Faserverstärker der ersten und zweiten Stufe auf.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel sind die Faserverstärker der ersten und der zweiten Stufe Raman-Faserverstärker.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt der Verstärker wenigstens der ersten Stufe zwei Raman-Faserverstärker.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine weitere Ausführungsform wenigstens zwei Lichtleitfaser-Verstärker, die in Reihe geschaltet sind, wobei der Ausgang der einen Stufe das Eingangssignal für die nächste Stufe bereitstellt; wobei die Verstärker dadurch gekennzeichnet sind, dass sie unterschiedliche Arten eines Verstärkungsmechanismus aufweisen, wobei die Pumpanregung von wenigstens einer Pumpquelle geliefert wird.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel ist die erste Verstärkerstufe ein Faserverstärker mit einem Thulium-dotierten ZBLAN-Kern und die zweite Stufe ist ein Erbium/Ytterbiumdotierter Faserverstärker. Die erste Verstärkerstufe wird von einer 1,06 um Pumpquelle mantelgepumpt.
In noch einem weiteren Vergleichsbeispiel ist die erste Verstärkerstufe ein Faserverstärker mit einem Praseodym-dotierten ZBLAN-Kern und die zweite Verstärkerstufe ist ein Erbium/Ytterbiumdotierter Faserverstärker. Die erste Verstärkerstufe wird von einer 1,04 um Pumpquelle mantelgepumpt.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel arbeitet ein Faserverstärker der ersten Stufe innerhalb eines ersten Spektrumbandes, ein Faserverstärker der zweiten Stufe arbeitet innerhalb eines zweiten Spektrumbandes, das sich von dem ersten Spektrumband unterscheidet, wobei die Faserverstärker der ersten und der zweiten Stufe beide mit einer Pumpstrahlung von mehr als einer Pumpquelle gepumpt werden.
In einem weiteren Vergleichsbeispiel umfaßt eine optische Verstärkereinheit zum Verstärken eines Eingangssignals einen Faserverstärker, der einen Raman-Verstärker umfaßt, um das Eingangssignal aufzunehmen; und wenigstens zwei Pumpquellen, welche Pumpleistung an den Raman-Verstärker bei zwei unterschiedlich räumlich getrennten Wellenlängen liefern, um getrennte Raman-Verstärkungsspektren in dem Faserverstärker zu erzeugen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorstehenden Merkmale der Erfindung, sowie die Erfindung selbst werden besser aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen verständlich, in welchen:
Fig. 1 eine Blockdarstellung eines optischen Verstärkers aufgebaut gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung mit einem Raman-Verstärker als erster Stufe und einem Seltenerde-dotierten zweiten Stufe ist.
Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Vergleichsbeispiels eines optischen Verstärkers mit einer Seltenerde-dotierten ersten Stufe und einer Raman-Verstärker als zweiter Stufe ist.
Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verstärkungsspektrums des in Fig. 1 und 2 dargestellten mehrstufigen Verstärkers ist.
Fig. 4 eine Blockdarstellung eines Vergleichsbeispiels eines optischen Verstärkers ist, in welchem die erste Verstärkerstufe ein Faserverstärker mit einem Thulium-dotierten ZBLAN-Kern ist und die zweite Stufe ein Erbium/Ytterbium-dotierter Faserverstärker ist.
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verstärkungsspektrums des in Fig. 4 dargestellten mehrstufigen Verstärkers ist.
Fig. 6 eine Blockdarstellung eines Vergleichsbeispiels eines optischen Verstärkers ist, in welchem die erste Verstärkerstufe ein Faserverstärker mit einem Praseodym-dotierten ZBLAN-Kern ist, und die zweite ein Erbium/Ytterbium-dotierter Faserverstärker ist.
Fig. 7 eine graphische Darstellung des Verstärkungsspektrums des in Fig. 6 dargestellten mehrstufigen Verstärkers ist.
Fig. 8 eine Blockdarstellung eines gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten optischen Verstärkers, ist, in welchem die Pumpsignale an die zweite Verstärkerstufe geliefert werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß Fig. 1 enthält ein optischer Verstärker 10 mit einem Eingangsanschluß 10a und einem Ausgangsanschluß 10b einen ersten Wellenteilungs-Multiplexer (WDM) 12 mit einem Eingangsanschluß 12a, der mit dem Verstärker-Eingangsanschluß 10a verbunden ist. Ein Ausgangsanschluß 12b des WDM 12 ist mit dem Eingangsanschluß 14a eines Raman-Faserverstärkers 14 verbunden, welcher als eine erste Verstärkerstufe des Verstärkers 10 dient. Der Raman-Verstärker 14 besitzt eine Quanten-beschränkte Rauschzahl, welche bewirkt, dass der optische Verstärker 10 eine relativ niedrige Rauschzahl besitzt. Der Verstärker 14 besteht aus einer ummantelten optischen Faser, welche beispielsweise eine Germanium-Siliziumdioxidfaser mit einem Kerndurchmesser typischerweise in dem Bereich von etwa 2 um bis 5 um sein kann und einem Einfügungsverlusteigenschaft nicht größer als 0,6 Dezibel pro km (db/km) bei einer Wellenlänge von etwa 1480 nm besitzt. Ferner wird, wenn die Faser zur Verstärkung von Strahlung der Wellenlänge λ&sub1; dient, wobei λ1 = λi-1, + Δλ&sub1; ist und worin Δλ&sub1; eine Länge innerhalb des der Faser zugeordneten geeigneten Stokes-Bands ist, I = 1, ..., n (n ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2) und λI-1 ist als die Wellenlänge λp der Pumpstrahlung definiert, wenn I = 1 ist, eine Faser mit einem relativ hohen Δ-Wert bevorzugt.
Der Verstärker 14 ist mit einem Eingangsanschluß eines Erbium dotierten Faserverstärkers 22 durch einen zweiten WDM 16 und einem ersten Isolator 20 verbunden. Insbesondere ist der Ausgangsanschluß 14b des Verstärkers 14 mit einem Eingangsanschluß 16a des zweiten WDM 16 verbunden, und ein Ausgangsanschluß 16b des WDM 16 ist mit einem Eingangsanschluß 20a des Isolators 20 verbunden. Der Isolator 20 ist mit einer Isolationseigenschaft typischerweise von etwa 40 dB versehen. Ein Ausgangsanschluß 20b des Isolators 20 ist mit einem ersten Eingangsanschluß 22a des Erbiumdotierten Er-Verstärkers 22 verbunden, welcher eine zweite Verstärkerstufe des Verstärkers 10 bereitstellt.
Der Er-Verstärker 22 wird von einem Einmoden-Faserabschnitt mit einem mit Er³&spplus;-Ionen dotierten Kern unter Verwendung herkömmlicher Dotierungstechniken erzeugt. Obwohl in einer bevorzugten Ausführungsform der Verstärker 22 der zweiten Stufe ein Er- Verstärker ist, sollte es deutlich erkennbar sein, dass die Verstärkerstufe 22 alternativ aus einem Einmodenfaser hergestellt sein kann, die einem mit einem anderen Seltenerdmetall als Erbium dotierten Kern aufweisen kann. Zusätzlich kann die Faser eine Siliziumdioxidglasfaser sein oder es können alternativ Fluorglaszusammensetzungen auf der Basis von ZrF&sub4;, wie z. B. ZBLA und ZBLAN verwendet werden.
Die Verstärkerstufe 22 wird mit einem Signal mit einer vorbestimmten Wellenlänge gepumpt. Der Ausgang des Verstärkers 22 ist mit einem Eingangsanschluß 24a eines dritten WDM 24 verbunden, und ein erster Ausgangsanschluß 24b des WDM 24 ist mit einem zweiten Isolator 26 bei einem Eingangsanschluß 26a verbunden. Der Isolator 26 kann beispielsweise als ein mehrstufiger Isolator vorgesehen sein, welcher einen relativ geringen Einfügungsverlust in einem Durchlassband aufweist, welches wenigstens so breit wie die Verstärkungswellenlänge ist, die von den Verstärkerstufen 14, 22 bereitgestellt wird. Ein Ausgangsanschluß 26b des Isolators 26 ist mit dem Verstärkerausgangsanschluß 10b verbunden.
Ein vierter WDM 18 besitzt Eingangsanschlüsse 18a, 18b, durch welche entsprechende Pumpsignale P&sub1;, P&sub2; mit entsprechenden Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; hindurch eingespeist werden. Ein Ausgangsanschluß 18c des WDM 18 ist mit einem zweiten Eingangsanschluß 16c des WDM 16 verbunden. Somit werden Pumpsignale P&sub1;, P&sub2; durch den WDM 18 hindurch dem Eingangsanschluß 16c des WDM 16 zugeführt.
Die Pumpsignale P&sub1;, P&sub2; wandern durch den WDM 16 und pumpen den Raman- Verstärker 14. Ein optischer Signalpfad 28 weist ein erstes Ende auf, das mit einem Ausgangsanschluß 12c des WDM 12 verbunden ist, und ein zweites Ende 28b, das mit einem dritten Anschluß 24c des WDM 24 verbunden ist.
Im Betrieb pumpen Pumpsignale P&sub1; und P&sub2; mit entsprechenden Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; den Raman-Verstärker 14 bei einem Pegel, welcher unterhalb des Sättigungspegels des Verstärkers 14 liegt. Somit wird die überschüssige Pumpleistung aus der ersten ungesättigten Raman-Verstärkerstufe 14 über den Signalpfad 28 durch den WDM 24 hindurch ausgegeben und der zweiten Verstärkerstufe 22 zugeführt, um somit den Er- Verstärker 22 zu pumpen.
Demzufolge wird die in der ersten Verstärkerstufe 14 nicht genutzte Pumpsignalenergie in der zweiten Verstärkerstufe 22 genutzt. Somit wird der Raman-Verstärker 14 absichtlich nicht im Sättigungsmodus betrieben, da es erwünscht ist, dass die von den Pumpsignalen P&sub1; und P&sub2; bereitgestellte Pumpleistung für die zweite Verstärkerstufe 22 verfügbar gemacht wird, wo die Pumpleistung in einer Weise genutzt wird, welche relativ effizient im Vergleich zu dem Wirkungsgrad ist, mit welchem der Raman-Verstärker 14 das Pumpsignal nutzt. In typischen Anwendungen liegt der Prozentsatz der dem Raman- Verstärker 14, welcher über den Signalpfad 28 mit dem Verstärker 22 der zweiten Stufe verbunden ist, zugeführte Leistung in dem Bereich von etwa 40% bis 90%, wobei typischerweise etwa 75% Pumpleistung bevorzugt werden.
Wie vorstehend erwähnt, sind Raman-Verstärker relativ ineffizient und erfordern somit Pumpsignale mit einem relativ hohen Leistungspegel. Dieses gilt insbesondere, wenn der Raman-Verstärker nicht bei einem Pegel gepumpt wird, welcher den Verstärker in seinen Sättigungsbereich treibt. Somit kann durch die Nutzung des Signalpfades 28 zum Einkoppeln der Pumpleistung aus der ersten Verstärkerstufe in die zweite Verstärkerstufe die Ineffizienz und das Notwendigkeit des Hochleistungspumpsignals für den Raman- Verstärker abgemildert werden.
Ferner wird, da das Pumpsignal durch den Raman-Verstärker in einer Richtung wandert, welche zu dem Eingangssignal entgegengesetzt ist, das Übersprechen des Pumpsignals und des Eingangssignals minimiert. Dieses beruht auf der Tatsache, dass das Auseinanderlaufen zwischen dem Eingangssignal und dem Pumpsignal relativ groß ist und somit das durch das Pumpen verursachte Signalübersprechen reduziert wird.
Die Verstärkungs- und Bandbreiteneigenschaften des Raman-Verstärkers werden durch die spektralen Eigenschaften des Pumpsignals bestimmt. Somit kann der Raman- Verstärker so ausgelegt werden, dass er bevorzugte Verstärkung- und Bandbreiteneigenschaften aufweist, indem die Wellenlänge und die Leistungseigenschaften der Pumpsignale P&sub1; und P&sub2; geeignet ausgewählt werden. Es ist relativ einfach, die Verstärkungs- und Bandbreiteneigenschaften des Raman-Verstärkers 14 auf diese Weise zu modifizieren. Diese Technik mildert den Nachteil der hohen Pumpleistungsanforderung des Raman-Verstärkers 22.
Ferner kann die Wellenlänge der Pumpsignale so ausgewählt werden, dass die Verstärkung des Raman-Verstärkers die Verstärkung des Er-Verstärkers bei längeren Wellenlängen komplementiert, obwohl die Pumpsignale immer noch über den Signalpfad 28 weiter genutzt werden können, um die Er-Faser in der zweiten Verstärkerstufe 22 zu pumpen. Beispielsweise könnten, wenn der Verstärker 22 eine Verstärkungseigenschaft hätte, welche linear für Signale mit Wellenlängen zwischen 1550 nm und 1570 nm absinkt, dann die Wellenlängen der Pumpsignale P&sub1;, P&sub2; so gewählt werden, dass sie dem Raman-Verstärker 14 eine Verstärkungseigenschaft verleihen, welche linear zwischen den Wellenlängen von 1550 nm und 1570 nm zunimmt. Somit nutzt die hybride Raman- Verstärker/Er-Leistungsverstärker-Konfiguration des optischen Verstärkers 10 die Vorteile jedes Verstärkertyps, um einen relativ breitbandigen Hochleistungsverstärker 10 mit hoher Verstärkung bereitzustellen.
Noch eine weitere Verbesserung kann erzielt werden, indem eine Dispersionskompensierende Faser für die Raman-Verstärkungsfaser verwendet wird. Dispersionskompensierende Fasern sind allgemein bekannt und können dazu genutzt werden, die Dispersion von Impulsen, die durch den Durchtritt durch herkömmliche optische Fasern bewirkt wird, rückgängig zu machen.
Wenn die Er-Faser der zweiten Stufe eine Fluoridfaser ist, stellt sie eine Verstärkung bei relativ langen Wellenlängen bereit und bewirkt, dass der Verstärker 10 eine grössere Bandbreite aufweist, als er hätte, wenn eine Siliziumdioxidfaser in dem Verstärker 22 der zweiten Stufe verwendet würde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Pumpsignale P&sub1;, P&sub2; so ausgelegt, dass sie Wellenlängen von 1465 nm bzw. 1485 nm aufweisen. In diesem Falle kann das zusammengesetzte Verstärkungsspektrum des Verstärkers 10 breiter und flacher sein, als die Verstärkungsspektren herkömmlicher Verstärker. Somit kann unter Anwendung der Techniken der vorliegenden Erfindung ein optischer Verstärker mit einer Verstärkungsbandbreite bis zu 40 nm bereitgestellt werden.
Eine (nicht dargestellte) Pumpquelle, welche Pumpsignale P&sub1;, P&sub2; liefert, könnte ein Raman-Faserlaser sein, welcher ein Ausgangssignal mit einer typischen Wellenlänge von etwa 1480 nm erzeugt. Alternativ kann die Pumpquelle von zwei Hochleistungslaserdioden bereitgestellt werden, wovon jede ein Signal mit unterschiedlicher Ausgangswellenlänge in dem Band von 1420 nm bis 1520 nm liefert. Die Auswahl eines speziellen Typs einer Pumpquelle hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, welche die gewünschte Gesamtausgangsleistung aus dem optischen Verstärker 10 mit einschließen, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
Fig. 2 veranschaulicht ein Vergleichsbeispiel, in welchem die erste Verstärkerstufe 14 ein Seltenerde-dotierter Faserverstärker ist, und die zweite Verstärkerstufe 22 ein Raman-Verstärker ist. Die Pumpanordnungen sind dieselben wie die in Fig. 1 dargestellten. Diese Anordnung hat ähnliche Eigenschaften wie der in Fig. 1 dargestellte Verstärker, kann jedoch eine bessere Rauschzahl aufweisen. Die Verstärkungsspektren der in Fig. 1 und 2 dargestellten Verstärker sind in Fig. 3 dargestellt, welche die Überlappung in den Spektren darstellt, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzielt werden kann. Insbesondere erstreckt sich das Verstärkungsspektrum des Erbium-Verstärkers von etwa 1530 bis 1560 nm, während das Verstärkungsspektrum des Raman- Verstärkers so eingestellt werden kann, dass es 1560 nm bis 1580 nm überspannt. Das Ergebnis ist ein breiteres Gesamtverstärkungsspektrum.
Fig. 4 ist eine Blockdarstellung eines Vergleichsbeispiels eines optischen Verstärkers, in welchem sowohl die erste Verstärkerstufe als auch die zweite Verstärkerstufe Seltenerde-dotierte Faserverstärker sind. Insbesondere ist die erste Verstärkerstufe 30 ein Faserverstärker mit einem Thulium-dotierten ZBLAN-Kern und die zweite Stufe 22 ist ein Erbium/Ytterbium-dotierter Faserverstärker. Der Verstärker wird mit Pumpsignalen 32 mit nur einer Frequenz von 1,06 um gepumpt. Das Verstärkungsspektrum eines derartigen Verstärkers ist in Fig. 5 dargestellt. Das Verstärkungsspektrum 500 des Thuliumdotierten Verstärkers ist bei 1,48 um zentriert, während das Erbium/Ytterbium-Spektrum 502 bei 1,55 um zentriert ist. Es liegt keine Überlappung zwischen den zwei Spektren vor.
Fig. 6 ist eine Blockdarstellung eines weiteren Vergleichsbeispiels eines optischen Verstärkers, in welchem die erste Verstärkerstufe 34 ein Faserverstärker mit einem Praseodym-dotierten ZBLAN-Kern ist, und die zweite Stufe 22 ein Erbium/Ytterbium-dotierter Faserverstärker ist. Der Verstärker wird mit Pumpsignalen 36 mit nur einer Frequenz von 1,04 um gepumpt. Das Verstärkungsspektrum eines derartigen Verstärkers ist in Fig. 7 dargestellt. Das Verstärkungsspektrum 700 des Thulium-dotierten Verstärkers ist bei 1,3 um zentriert, während das Erbium/Ytterbium-Spektrum 702 bei 1,55 um zentriert ist. Es liegt keine Überlappung zwischen den zwei Spektren vor.
Fig. 8 veranschaulicht noch ein weiteres Vergleichsbeispiel, in welchem ein Erbium- Verstärker 804 mit einem Raman-Verstärker 814 verbunden ist. Insbesondere besitzt der Verstärker einen Eingangsanschluß 800, welcher über einen Isolator 802 mit dem Erbium-Verstärker 804 verbunden ist. Das von dem Erbium-Verstärker 804 ausgegebene Signal ist mittels eines ersten Wellenteilungs-Multiplexers (WDM) 804, eines zweiten Isolators 808 und eines zweiten WDM 810 mit dem Signaleingang des Raman- Verstärkers 814 verbunden. Der Signalausgang des Verstärkers 814 ist mit dem Ausgangsanschluß 818 über einen WDM 816 verbunden. Pumpsignale 820, beispielsweise bei 1480 nm, werden über den WDM 816 dem System zugeführt und wandern in einer Richtung entgegengesetzt zu den Eingangssignalen im Raman-Verstärker 814.
Das überschüssige Pumpsignal, welches nach dem Pumpen des Raman-Verstärkers 814 übrig bleibt, wird mittels der WDM's 810 und 814 um den Isolator 808 herumgeführt und pumpt den Erbium-Verstärker 804. Das Pumpsignal wandert ebenfalls in einer zu den Eingangssignalen im Verstärker 804 entgegengesetzten Richtung. Obwohl nur eine Pumpfrequenz in Fig. 8 dargestellt ist, können, wie vorstehend beschrieben, zwei Frequenzen verwendet werden.
Nachdem bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, dürfte es nun für den Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein, dass weitere Ausführungsformen, die deren Konzepte enthalten, verwendet werden können. Beispielsweise sollte angemerkt werden, dass, obwohl in einer bevorzugten Ausführungsform der Verstärker 10 einen Isolator 20 enthält, in einigen Anwendungen der Isolator aus dem Verstärker 10 weggelassen werden kann. Die Entfernung des Isolators 20 ermöglicht es, dass das überschüssige Pumpsignal durch den Er-Verstärker 22 in Gegenrichtung wandert, um das Wandern durch den WDM 16 hindurch und in den Raman- Verstärker 14 fortzusetzen. Im allgemeinen beeinträchtigt dieses überschüssige Pumpsignal nachträglich das Rauschverhalten des Raman-Verstärkers 14, wobei jedoch dieses in einigen Fällen akzeptabel sein kann. Ebenso kann die Wegnahme des mehrstufigen Isolators 20 bewirken, dass der WDM 24 Rückreflexionen von Komponenten empfängt, die mit Verstärkerausgangsanschluß 10b verbunden sind.
Zusätzlich kann der erfindungsgemäße mehrstufige Verstärker in Kombination mit anderen Verstärkern verwendet werden. Beispielsweise kann die offenbarte Raman/Erbiumdotierte-Verstärker als die zweite und dritte Stufe eines dreistufigen Verstärkers verwendet werden. Die Erbium-Stufe als erste kann mit dem Raman/Erbium-dotierten Verstärker über einen Isolator verbunden werden.

Claims

1. Mehrstufige optische Verstärkereinheit (10), die umfasst:

eine erste Lichtleitfaser-Verstärkerstufe (14), die ein optisches Eingangssignal verstärkt, um ein Zwischensignal mit einer optischen Energie zu erzeugen, die höher als die des Eingangssignals ist,

eine zweite Lichtleitfaser-Verstärkerstufe (22), die das Zwischensignal verstärkt, um ein Ausgangssignal mit einer Energie des optischen Signals zu erzeugen, die höher als die des Zwischensignals ist, wobei die zweite Verstärkerstufe ein Verstärkungsmedium umfasst, das eines oder mehrere Seltenerdmaterialien umfasst, und

eine Pumpquelle,

dadurch gekennzeichnet, dass:

die erste Verstärkerstufe ein Raman-Verstärkungsmedium umfasst.

2. Mehrstufige Lichtleitfaser-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, wobei die Pumpquelle eine einzelne Pumpquelle umfasst, die verwendet wird, um beide Verstärkerstufen zu pumpen.

3. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Faserverstärker (14) der ersten Stufe ein erstes Ende (14a) sowie ein zweites Ende (14b) aufweist und der Faserverstärker der zweiten Stufe (22) ein erstes Ende (22), das optisch mit dem zweiten Ende (14b) des Faserverstärkers der ersten Stufe gekoppelt ist, sowie ein zweites Ende (22b) aufweist, und die des Weiteren eine Lichtleitfaser (28) umfasst, die das erste Ende (14a) des Faserverstärkers der ersten Stufe mit dem zweiten Ende (22b) des Faserverstärkers der zweiten Stufe optisch koppelt, so dass ein nichtabsorbiertes Pumpsignal an dem ersten Ende (14a) des Faserverstärkers der ersten Stufe an den Faserverstärker (22) der zweiten Stufe angelegt wird, um den Faserverstärker der zweiten Stufe zu pumpen, wobei die Pumpquelle optisch mit dem zweiten Ende (14b) des Faserverstärkers der ersten Stufe gekoppelt ist, um dem Faserverstärker der ersten Stufe ein Pumpsignal zuzuführen, das den Faserverstärker der ersten Stufe pumpt, wenn es sich zu dem ersten Ende (14a) des Faserverstärkers der ersten Stufe ausbreitet.

4. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach Anspruch 3, wobei ein Eingangssignal dem ersten Ende (14a) des Faserverstärkers der ersten Stufe zugeführt wird und sich zur Verstärkung zu dem zweiten Ende (14b) des Faserverstärkers der ersten Stufe ausbreitet und sich das Pumpsignal in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Eingangssignal ausbreitet.

5. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Verstärkerstufe (14) eine erste Verstärkungsbandbreite aufweist, die sich von einer zweiten Verstärkungsbandbreite der zweiten Verstärkerstufe (22) unterscheidet.

6. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach Anspruch 5, wobei sich die erste Verstärkungsbandbreite und die zweite Verstärkungsbandbreite überlappen.

7. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach Anspruch 6, wobei die Gesamtverstärkung der optischen Verstärkereinheit (10) im Wesentlichen über eine System- Verstärkungsbandbreite einheitlich ist, die jeweils breiter ist als die erste und die zweite Verstärkungs-Bandbreite.

8. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Verstärkerstufe (14) einen Verstärker mit niedrigem Eigenrauschen umfasst und die zweite Verstärkerstufe (22) einen Hochleistungsverstärker umfasst.

9. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 8, die des Weiteren umfasst:

zwei optische Kopplungswege (28, 20), die zwischen den Faserverstärkern der ersten und der zweiten Stufe ausgebildet sind, wobei ein erster Kopplungsweg (20) die Faserverstärker der ersten und der zweiten Stufe verbindet, um dem Faserverstärker (22) der zweiten Stufe das Eingangssignal als einen Eingang von einem Ausgang des Faserverstärkers (14) der ersten Stufe zuzuführen, und ein zweiter Kopplungsweg (28) die Überführung von Überschuss der Pumpenergie von dem Faserverstärker (14) der ersten Stufe zu dem Faserverstärker (22) der zweiten Stufe bewirkt, um den Faserverstärker der zweiten Stufe zu pumpen.

10. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach Anspruch 9, die des Weiteren umfasst:

einen ersten Wellenteilungs-Multiplexer (12) mit einem ersten Eingangsanschluss (12a), der mit dem Eingangsanschluss (10a) der mehrstufigen optischen Verstärkereinheit gekoppelt ist, und einem zweiten Anschluss (12b), der mit dem ersten Anschluss (14a) der ersten Verstärkerstufe (14) gekoppelt ist;

einen zweiten Wellenteilungs-Multiplexer (16) auf dem ersten Kopplungsweg (20) mit einem ersten Anschluss (16a), der mit dem zweiten Anschluss (14b) der ersten Verstärkerstufe (14) gekoppelt ist, und einem zweiten Anschluss (16b), der mit dem ersten Anschluss (22a) der zweiten Verstärkerstufe (22) gekoppelt ist;

einen dritten Wellenteilungs-Multiplexer (24) mit einem ersten Anschluss (24a), der mit dem zweiten Anschluss (22b) der zweiten Verstärkerstufe (22) gekoppelt ist, und einem zweite Anschluss (24b) des dritten Wellenteilungs-Multiplexers, der mit dem Ausgangsanschluss (10b) der mehrstufigen optischen Verstärkereinheit verbunden ist,

wobei der zweite Kopplungsweg (28) einen dritten Anschluss des ersten Wellenteilungs-Multiplexers (12) mit einem dritten Anschluss (24c) des dritten Wellenteilungs-Multiplexers (24) koppelt.

11. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sich ein Pumpsignal entgegengesetzt zu einem Signal, das in der ersten Stufe verstärkt wird, durch die erste Verstärkungsstufe (14) ausbreitet, und ein nichtabsorbierter Teil des Pumpsignals zu der zweiten Verstärkerstufe (22) geleitet wird, so dass er sich entgegengesetzt zu einem Signal ausbreitet, das in der zweiten Stufe verstärkt wird.

12. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Verstärkerstufe (14) von der Pumpquelle so gepumpt wird, dass sie unter ihrem Sättigungspegel bleibt.

13. Mehrstufige optische Verstärkereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die des Weiteren eine Pumpenergiequelle umfasst, die eine Vielzahl vom Pumpquellen enthält, die miteinander gekoppelt sind.