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KR100277163B1 - 광섬유 증폭기 구조물 및 이러한 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법 - Google Patents

광섬유 증폭기 구조물 및 이러한 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법 Download PDF

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KR100277163B1
KR100277163B1 KR1019920002105A KR920002105A KR100277163B1 KR 100277163 B1 KR100277163 B1 KR 100277163B1 KR 1019920002105 A KR1019920002105 A KR 1019920002105A KR 920002105 A KR920002105 A KR 920002105A KR 100277163 B1 KR100277163 B1 KR 100277163B1
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KR
South Korea
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wavelength
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light
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Inventor
워렌 홀 더글리스
마틴 헉크 로버츠
Original Assignee
알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 크래딩 물질로 둘러싸인 단일-모드 코아를 가진 광섬유 및 상기 단일-모드 코아로 부터 일정한 간격으로 놓여 있는 크래딩 물질내에 있는 적어도 하나의 광선-감쇠 광로를 포함한 광섬유 필터 구조물에 관한 것이다. 단일-모드 코아 및 광선-감쇠 광로의 전파 상수는 적어도 하나의 파장 λf를 제외한 파장에서 다르다. 상기 단일-모드 코아와 상기 광로의 간격은 λf주변에 집중된 파장의 첫번째 밴드 내의 광선이 상기 단일-모드 코아와 상기 광로 사이에서 연결될 정도로 충분히 좁다. 상기 광선-감쇠 광로는 상기 파장의 첫번째 밴드내의 광선의 적어도 일부분을 흡수한다. 상기 단일-모드 코아가 섬유 증폭기 이득 코아인 구체예에서 상기 광로의 필터링 기능은 섬유 증폭기 이득 스펙트럼을 변경한다.

Description

광섬유 증폭기 구조물 및 이러한 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법
제1도는 종래의 섬유 증폭기의 개략도.
제2도는 광 증폭기 이득 스펙트럼의 그래프.
제3도는 내부에 분포된 필터를 갖는 이득 섬유의 단면도.
제4도는 제3도의 코어의 도파관 산란 곡선을 도시한 그래프.
제5도는 코어에서 레이징(lasing) 도펀트(dopant)가 없다고 가정할 때 코어(31)의 두 개의 상이한 스펙트럼 전송 특성을 도시한 그래프.
제6도는 중심 코어로부터 떨어진 다수의 흡수 코어를 갖는 광섬유의 단면도.
제7도는 분리되어 중앙에 위치한 필터링 섬유를 갖는 섬유 증폭기의 개략도.
제8도는 다수의 광섬유 필터의 연속적인 연결을 도시한 개략도.
제9도는 환형의 흡수 광로를 갖는 광섬유 필터의 단면도.
[발명의 배경]
본 발명은 원하지 않는 파장을 감쇠하거나 제거하기 위한 필터 수단을 가진 섬유 증폭기 및 상기 증폭기에 사용하는 광섬유 필터에 관한 것이다.
도프된 광섬유 증폭기는 희토류 이온과 같은 도펀트를 함유하는 코어 괌섬유로 구성되어 있다. 상기 증폭기는 증폭기의 하나 또는 양 말단부에 위치한 하나 또는 그 이상의 커플러(couplers)와 같은 수단으로 결합되어 있는 파장 λS의 광신호 및 파장 λp의 펌프 신호를 수신한다. 상기 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼(spectral gain)은 전체 방출 밴드를 통해서 균일하지는 않다. 예를 들면, 실리카 섬유의 1550nm 통신 윈도우(telecomunication window)에 일치하는 이득 밴드인 에르븀 도프 섬유는 1536nm 주위의 좁은 피크(peak) 및 더 긴 파장에서 감소된 이득으로 넓은 밴드를 갖는 통상적으로 불규칙한 이득 스펙트럼을 갖는다.
상기 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼을 변경할 수 있다는 것은 상당히 유용하다. 두가지 변경이 다음과 같은 유용성을 갖는다; (1) 이득 평탄화(gain flattening) 및 (2) 이득 좁힘. 이득 평탄화는 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing)와 같은 응용에 유용하다. 비록 증폭기가 이득 좁힘 없이 최대 이득(peak gain)으로부터 떨어진 파장에서 작동될 수 있지만, 상기 이득 좁힘은 증가된 자동적 비트 노이즈(spontaneous beat noise)에 기인한 불이익 및 최대 이득 파장에서 가능한 레이저 거동 때문에 이점이 있다.
다양한 기술들이 상기 이득 스펙트럼을 평탄화 하는데 이용되어 왔다. 로렌츠 스펙트럼(Ldrentzian spectrum)을 가진 광 노치 필터(optical notch filter)는 좁은 피크를 감쇠시키기 위해 에르븀 도프 이득 섬유의 출력에 위치할 수 있다. 평탄한 이득 스펙트럼을 얻을 수 있으나, 더 긴 파장에서 이득을 증가시킬 수 없다.
다른 필터 배열이 엠. 타치바나(M. Tachibana) 등이 증폭기 및 그 응용을 위한 회의, 미국 광학협회, 1990 기술요약시리즈 13권, Aug 6-8, 1990, pp 44-47의 “넓은 스펙트럼 대역폭을 갖는 이득-형태 에르븀 도프 섬유 증폭기(EDFA)(Gain-shaped Erbium-Doped Fiber Amplifier(EDFA) with Broad Spectral Bandwidth)”라는 제목의 논문에 기재되어 있다. 광노치 필터는 기계적인 격자(grating) 및 평평한 판 사이에 증폭기 섬유의 짧은 길이를 끼워 넣음으로써 상기 증폭기의 중간에서 구체화된다. 이는 코어 모드와 계속해서 손실되는 크래딩 누수 틸드(cladding leaky modes) 사이의 특정 파장에서 공진(resonant) 커플링을 야기시킨다. 필터의 중심 파장 및 강도 양자가 조정될 수 있다. 전체 이득 스펙트럼 및 포화 특성은 전체 1530∼1560nm 밴드 상에서 거의 균일하게 변경된다. 에르븀 도프 섬유 증폭기의 중간에 광 필터를 결합시킴으로서 중폭기 효율은 더 긴 신호 파장에 대해 개선된다.
[발명의 요약]
본 발명의 목적은 섬유 증폭기의 효율 개선 및/또는 섬유 증폭기의 출력 스펙트럼을 조절하는데 있다. 또 다른 목적은 개선된 광섬유 필터를 제공하는 것이다.
간단히 말해서, 본 발명은 클래딩 물질로 둘러싸인 단일-모드 코어를 갖는 광섬유 및 상기 단일-모드 코어로부터 균일하게 떨어진 클래딩 물질 내의 적어도 하나의 광선-감쇠 광로로 구성된 광섬유 필터 구조물에 관한 것이다. 단일-모드 코어의 전파 상수(propagation constant) 및 광로는 적어도 하나의 파장 λf를 제외한 파장에서 상이하다. 상기 단일-모드 코어와 상기 광로의 간격은 λf주위에 집중된 제1 파장 밴드 내의 광선이 상기 단일-모드 코어와 상기 광로 사이에서 결합하기에 충분히 작다. 상기 제1 파장 밴드 내의 적어도 광선의 일부는 상기 광로내에서 흡수된다. 상기 광로는 파장 λf에서 단일-모드 또는 다중 모드가 될 수 있다.
본 발명에 의한 필터 구조물에서, 단일-모드 코어는 단부와 단부가 연결된 적어도 제1 및 제2 부분을 포함한다. 상기 광로는 단지 상기 제1 단일-모드 코어 부를 따라 확장하는 제1 광로부와 단지 상기 제2 단일-모드 코어부를 따라 확장하는 제2 광로부로 구성된다. 상기 제1 및 제2 광로부의 전파 특성은 상이한 파장 밴드가 상기 단일-모드 코어와 상기 제1 및 제2 광로부를 결합시키도록 한다.
상기 광선-감쇠 광로는 다양한 형태가 될 수 있다. 상기 광선-감쇠 경로는 상기 단일-모드 코어로 부터 측면으로 떨어진 광선-감쇠 코어 또는 상기 단일-모드 코어로부터 측면으로 떨어진 다수의 광선-감쇠 코어들로 구성되며, 상기 각각의 광선-감쇠 코어의 전파 특성은 서로 상이하다. 다른 변경에서, 상기 광로는 상기 단일-모드 코어와 중심이 일치하는 환형 링(annular ring)이다.
바람직한 실시예에서, 상기 단일-모드 코어는 이득 코어이고, 상기 필터 구조물은 섬유 증폭기이다. 다른 섬유를 쉽게 접속하기 위하여 상기 이득 코어는 광섬유의 수직축에 위치되는 것이 바람직하다.
섬유 증폭기는 주어진 짧은 파장으로부터 주어진 긴 파장으로 확장하는 주어 진 파장 밴드 상에서 이득을 생성시킨다. 상기 광로는 상기 주어진 짧은 파장을 포함하는 파장 밴드가 결합되도록 하기 위한 전파 특성을 가진 제1 광선-감쇠 코어로 구성될 수 있다. 상기 도펀트 이온이 에르븀 이온인 특정 실시예에서, 상기 주어진 짧은 파장은 1530∼1540nm의 범위가 바람직하다. 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼은 주어진 짧은 파장을 포함하는 파장 밴드를 결합시키는 전파 특성을 가진 제1 광선-감쇠 코어 및 주어진 긴 파장을 포함하는 파장 밴드를 결합시키는 전파 특성을 가진 제2 광선-감쇠 코어를 사용함으로서 더 좁게 할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 광로는 상기 이득 코어의 전체 길이를 따라 확장한다. 중심부와 두 개의 말단부로 구성된 상기 이득 코어의 다른 실시예에서, 상기 광선-감쇠 광로는 단지 상기 이득 코어의 중심부를 따라서 확장한다.
또 다른 변경에서, 상기 단일-모드 코어는 중심부 및 두 개의 말단부를 포함하며, 상기 말단부는 광선의 방출을 야기시킬 수 있는 활성 도펀트 이온을 포함한다. 상기 광로는 단지 상기 중심부를 따라 확장한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명을 도면에 의하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 도면은 요소들의 크기 또는 상대적인 비율을 나타낸 것은 아니다.
야기된 방사(radiation) 방출에 의해 유용한 이득을 제공하는 섬유 증폭기는 통상적으로 활성 도펀트 이온을 코어에 포함하는 이득 섬유(10)를 포함한다. (제1도 참조) 파장 종속 다중(wavelength dependent multiplexer, WDM) 광섬유 커플러(11)는 레이저 다이오드(15)로부터 파장 λP의 펌프 에너지 및 입력 전송섬유(14)로 부터 파장 λS의 신호를 이득 섬유(10)에 결합(coupling)하는데 사용될 수 있다. 상기 장치는 예를 들면, 미국특허 제4,938,556호, 제4,941,726호, 제4,955,025호 및 제4,959,837호에 기재되어 있다. 커플러(11)로부터 확장된 상기 섬유 피그테일(pigtails)은 용융 접속(fusion splices)에 의해 다른 광섬유와 연결되는 것이 바람직하다. 접속(16)은 입력 섬유(14)를 커플러 섬유(13)에 연결하고, 접속(17)은 이득 섬유(10)를 커플러 섬유(12)에 연결한다. 테이퍼링(tapering) 섬유 또는 커플러(11)와 유사한 커플러와 같은 결합 수단(19)은 출력 전송 섬유(20)에 비교적 낮은 손실 연결을 제공할 수 있다.
상기 이득 밴드가 1550nm의 파장에서 실리카 섬유의 통신 윈도우와 일치하기 때문에 에르븀 도프 괌섬유 증폭기는 전송 시스템에서 유용하다. 제2도의 곡선(23)으로 도시한 바와 같이, 에르븀 도프 섬유 증폭기의 이득 스펙트럼은 1536nm 주위에서 날카로운 피크와 약 1560nm에서 감소된 이득을 가진 넓은 밴드를 가진다. 원하지 않는 파장에서 파장 종속 이득 또는 이득(공존하는 노이즈를 수반하여)으로서 상기 불필요한 작동을 방지하기 위하여 1536nm피크는 감소되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 제3도에 도시하였다. 섬유 증폭기(30)는 클래딩(32)으로 둘러싸인 D1 직경의 에르븀 도프된 증폭기 코어(31)로 구성된다. 코어(31)는 섬유 증폭기(30)가 쉽게 다른 섬유와 용융 접속될 수 있도록 섬유 내에 축상으로 배치되는 것이 바람직하다. 직경 D2의 손실 코어(33)는 섬유 증폭기(30)의 전체 길이를 통해 코어(31)에 평행하게 확장한다. 상기 두 개의 코어의 축은 거리 S 만큼 떨어져 있다. Fe+2와 같은 불순물 또는 다른 전이 및 희토류의 강하고 넓은 밴드의 흡수체를 첨가함으로서 코어(33)가 손실이 만들어질 수 있다. 상기 코어(33)는 또한 상-분리 유리, 즉 열처리에서 단백석(opal) 또는 유리 세라믹이 되는 것으로 제조함으로서 손실이 있는 것으로 제조할 수 있다. 상기 결과적인 물질은 필터될 수 있도록 광선의 파장과 비슷한 직경의 산란 중심부를 가져야 한다.
각 코어는 광 안내 경로를 제공하여, 파워(power)는 상기 코어의 각 측면에 나란하게 확장하는 영역에서 전파된다. 상기 코어들 사이의 공간 S는 그들의 광안내 경로가 겹칠 수 있도록 충분히 작게 제조된다. 코어(31)는 필터된 상기 광신호의 파장에서 단일-모드 작동을 위해 고안되고, 코어(33)는 상기 파장에서 단일-모드 또는 다중 모드 작동을 위해 고안된다. 상기 감쇠된 파장 및 감쇠양은 상기 커플러 구조물의 결합 특성을 조정함으로서 제어될 수 있다. 상기 결합 특성은 코어 직경 D1 및 D2, 상기 코어 분리 거리 S, 상기 두개의 코어의 델타(deltas) 및 상기 손실 코어의 감쇠를 조절함으로서 변화될 수 있다. 각 코어의 델타는 상기 코어의 클래딩 굴절률 및 굴절률 프로파일(profile)에 의해 결정된다. 코어들 사이의 결합 논의는 오. 파리아욱스(O. Parriaux) 등이 광통신 저널 2(Journal of Optical Communications 2) (1981) 3, pp. 105 -109에 “다중 단일 모드 광섬유 사이의 파장 선택 분포 커플링(Wavelength Selective Distributed Coupling Between Single Mode Optical Fibers for Multiplexing)”이라는 제목의 논문에 기재되어 있다. 두 개의 코어는 결합 및 감쇠된 파장 밴드의 중심을 제외하고는 상이한 전파 상수를 갖도록, 각 코어의 특성은 잘 알려진 방법으로 선택된다.
제4도에서, 효율적인 굴절률은 코어들(31 및 32)에 대한 c/λ (c는 상수임)의 함수로 도시되었다. 상기 도의 nc1은 코어(31)의 최대 유효 굴절률이고, nc2는 코어(33)의 최대 유효 굴절률이다. 단일-모드인 코어(33)의 실시예에서, 효율적인 굴절률 곡선(40)은 점(43)에서 코어(31)의 곡선(39)과 교차한다. 상기 점(43)과 일치하는 파장은 파워가 상기 두 개의 코어 사이에서 결합되는 파장 밴드의 중심부이다.
제4도의 곡선(41 및 42)은 코어(33)가 상기 결합 파장에서 다중 모드인 실시예에서 코어(33)의 두 개의 더 높은 차수 모드를 나타낸 것이다. 특정한 이유에서는, 곡선(42)에 의해 나타난 모드에서 작동하는 것이 바람직하다. 곡선(39 및 42)는 코어(33)가 특별한 다중 모드 특성을 가질 때 파워가 상기 두 개의 코어 사이에서 결합되는 파장 밴드의 중심에 일치하는 점(44)에서 교차한다. 상기 점(43)에서 교차하는 곡선의 기울기 차이는 상기 점(44)에서 교차하는 곡선의 기울기 차이보다 작다. 그러므로, 도시된 코어(33)의 다중 모드 작동은 도시된 코어의 단일-모드 작동보다 더 좁은 파장의 밴드를 결합한다.
상기 코어의 전파 상수가 같은 코어(31 및 33)가 모두 단일-모드인 실시예에서, 점(43)는 필터되거나 또는 감쇠되는 파장 λf와 일치하는 X축 상의 점 p에서 발생하도록 만들 수 있다. 제2도에서 곡선(23)의 이득 피크가 억제된다면, 최대 커플링은 1536nm에서 발생한다. 만약 1536nm에 집중된 파장의 밴드에서 광선이 코어(31)에 전파한다면, 상기 코어들의 전파 상수가 동일할 때 발생하는 광 커플링의 알려진 공정에 의해 상기 광선은 코어(31)에서 코어(33)로 점차적으로 전송하고 반복해서 다시 돌아올 것이다. 만약 상기 코어(31)로 되돌아 전송되는 파워가 있다면 그 양은 상기 코어(33)의 흡수 특성에 의존한다. 상기 결합된 패스-밴드(pass-band)의 폭은 상술한 상기 코어의 특성을 조정함으로서 제어될 수 있는 제4도의 곡선(40 및 41) 사이의 상대적인 발산각에 의존한다.
코어 분리 거리 S 및 코어(33)의 흡수 계수와 같은 섬유 특성은 바람직한 형태의 필터링을 제공하기 위해 선택된다. 제5도는 코어(31)가 커플링 코어(33)와 결합되었을 때 상기 코어(31)의 많은 가능한 스펙트럼 전송 특성에서 두 가지를 도시하였다. 상기 그래프는 레이징 도펀트가 없는 코어(31)의 전송를 도시한 것이다. 상기 전송 곡선에서 강하 부분(50 및 51)은 코어(33)에서 파워의 양이 다르게 감쇠하기 때문이다. 코어(33)에 파워를 결합한 첫 번째 경우에, 곡선(50)으로 나타낸 바와 같이 다소 중간 정도의 감쇠를 제공한다. 섬유 증폭기(30)의 전체 길이를 따라 분포된 광섬유를 결합함으로서, 상기 이득 피크는 효과적으로 억제되고, 더욱이, 증폭기 효율이 1550nm 주위에서 더 긴 신호 파장으로 향상된다. 상기 1550nm 주위에서 향상된 증폭기 이득은 이와 동시에 증폭된 방출(amplified spontaneous emission, ASE)에서 상기 필터의 효과 때문이다. 상기 이득 스펙트럼의 피크 파장에서 필터링은 상기 ASE의 스펙트럼 파워의 대부분을 제거한다. 이것은 상기 ASE의 지수함수적인 증가가 상기 섬유의 전체 길이를 따라 계속해서 억제되기 때문이다. 따라서, 상기 Er3+이온의 상당한 부분을 들뜬 상태에서 보유하고, 상기 신호의 증폭을 위해 저장한다. 이 결과 균일한 이득 스펙트럼이 제2도의 곡선(24)에 의해서 도시된다.
만약 상기 섬유(31)의 전송 곡선이 제5도의 강하 부분(51)에 의해 특성화 된다면, 결과적으로 1536nm에 집중된 파장의 밴드에서 모든 파워는 감쇠될 것이다. 상기 결과적인 필터링은 실질적으로 상기 에르븀 이득 스펙트럼 곡선으로 부터 더은 파장을 제거하고, 그로 인해 이득 스펙트럼의 형태가 곡선(25)에 의해 나타난다.
제6도에 도시한 대로, 제3도의 것들과 유사한 요소들은 프라임 참조 번호에 의해 표시되고, 여러 파장이 단일 장치의 중심 코어로부터 필터될 수 있도록 하기 위하여, 하나 이상의 손실 코어는 중심 코어(31′) 주위에 위치될 수 있다. 1536nm 주위에 집중된 파장을 결합시키도록 코어(33′)가 고안될 수 있다. 1560nm 주위에 집중된 더 긴 파장을 접합시키도록 코어(54)가 고안될 수 있다. 만약 상기 코어(33′ 및 54)의 흡수 특성이 그곳에 연결된 모든 광선을 흡수한다면, 상기 결과적인 장치는 1545nm 주위에 집중된 좁은 이득 밴드를 나타낸다.
제7도에 나타난 실시예에서, 필터링 섬유(58)는 이득 섬유(59 및 60)의 두 길이를 접속한다. 상기 섬유(58)의 축상으로 배치된 코어(61)는 통상직인 비-증폭 유리로 제조되거나, 또는 섬유(59 및 60)과 같은 증폭 도펀트를 함유할 수 있다. 주어진 파장 밴드에서 파워가 코어(61)로부터 코어(62)에 결합되고 감쇠되도록 하기 위하여 상술한 바와 같이, 코어(62)가 고안된다. 본 실시예에서 감쇠량은 섬유(58)의 길이와 제3도와 관련되어 언급된 매개변수에 의해서 결정된다. 만약 펌프 파워(pump power)와 신호 파워(signal power)가 이득 섬유(59)에 결합된다면, 상기 ASE의 지수함수적인 증가가 필터링 섬유(58)에서 억제되고, 상기 ASE의 파워는 섬유(60) 전체를 통해 감소된다.
제6도에 도시한 바와 같이, 광섬유 필터(58)는 하나 이상의 필터링 코어를 함유할 수 있다.
선택적으로, 다수의 분리된 파장을 다수의 광섬유 필터 시리즈에서 융합시킴 으로서 중심 코어로부터 필터될 수 있는데, 상기 각각의 광섬유 필터는 하나의 파장을 필터링할 수 있다. 제8도에 도시한 배열에서, 광섬유 필터(66 및 67)는 광섬유의 두 부분(68 및 69) 사이에 위치된다. 상기 흡수 코어(70 및 71)의 특성은 상이한 파장이 상기 섬유(66 및 67)의 코어(70 및 71)를 결합한다.
섬유(68 및 69)는 이득 섬유일 수 있고, 필터(66 및 67)는 상기 이득 스펙트럼의 테일러(tailor)에 상술한 방법으로 사용할 수 있다.
제8도의 배열도 파장 종속 다중화기(demultiplexer)로서 사용될 수 있다. 만약 N 파장이 섬유(68)에서 전파한다면, N-1 광섬유 필터는 섬유(68 및 69) 사이에서 시리즈로 연결되어 하나의 파장 외에서 제거할 수 있다.
제9도에 도시된 광섬유 필터에서, 흡수 “코어” 또는 광로는 축상으로 배치된 코어(81)로부터 떨어진 손실 환형 영역(80)이다. 상기 감쇠된 파장 및 감쇠량은 상기 평행한 코어 실시예에서 사용된 것과 유사한 척도, 즉 광로 전파 특성, 광로 사이의 공간 및 상기 경로(80)의 흡수 특성에 의해 결정된다.
상기 제3도 및 제6도의 평행한 코어 실시예는 미국특허 제4,478,489호에 기재된 기술인 로드-인-튜브(rode-in-tube) 기술 또는 1990. 11. 9.에 출원된 미국 특허출원 S.N. 07/612,103에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있다.
제9도에 도시한 실시예는 표준 화염 산화(standard flame oxidation) 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 유리 입자의 집중층을 맨드럴(mandrel)에 침적시킨다. 상기 맨드럴을 제거한 후에, 상기 결과적인 다공성 예형이 고화되고 섬유로 인출된다.

Claims (18)

  1. 클래딩 물질로 둘러싸인 제1 단일-모드 코어(31, 31′, 61, 81) 및 상기 제1코어로부터 일정하게 떨어져 있는 상기 클래딩 물질 내의 적어도 하나의 광선-감쇠 제2 코어(33, 33′, 62, 71, 80)를 포함하며, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어의 전파 상수는 적어도 하나의 파장 λf를 제외한 파장에서 상이한 광섬유(30, 30′, 58, 66, 67) 구성하는데 사용된 광섬유 필터 구조물에서, 상기 제1 코어를 통하여 상기 광신호를 전파하는 단계를 포함하며, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 사이의 공간은 파장 λf주위에 집중된 제1 파장 밴드 내의 광선이 상기 제2 코어 내에 흡수된 상기 제1 파장 밴드 내에 적어도 광선의 일부가 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 사이에서 결합되기에 충분히 작은 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단일-모드 코어는 광선의 방출을 야기시킬 수 있는 활성 도펀트 이온을 함유한 이득 코어인 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단일-모드 코어(31, 31′, 61, 81)는 상기 광섬유(30, 30′, 58, 66, 67)의 중심 수직축에 위치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감쇠 코어는 상기 단일-모드 코어 및 각각에 대하여 측면으로 위치하고, 상기 감쇠 코어의 각각의 전파 상수는 상이한 파장 밴드가 상기 단일-모드 코어 및 상기 각각의 감쇠 코어 사이에서 결합되도록 하는 다수의 감쇠 코어(33′, 54)로 구성되거나, 또는 상기 적어도 하나의 감쇠 코어는 상기 단일-모드 코어와 중심이 일치하는 환형 링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 도펀트 이온은 주어진 제1 파장으로부터 주어진 제2 파장까지 확장하는 주어진 파장 밴드위에서 이득을 생성시킬 수 있고, 상기 감쇠 코어는 상기 주어진 제1 파장을 포함하는 파장밴드에서 결합되도록 하는 전파 특성을 갖는 제1 감쇠 코어로 구성되거나, 또는 상기 감쇠 코어는 제1 및 제2 감쇠 코어(70, 71, 33′, 54)로 구성되며, 상기 제1 감쇠 코어(70, 33′)는 상기 주어진 제1 파장을 포함하는 파장 밴드에서 결합되도록 하는 전파 특성을 갖고, 상기 제2 감쇠 코어(71′, 54)는 상기 주어진 제2 파장을 포함하는 파장 밴드에서 결합되도록 하는 전파 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  6. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감쇠 코어(33)는 상기 단일-모드 코어(31)의 전체 길이를 따라 확장되는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 단일-모드 코어는 하나의 중심부와 두 개의 말단부로 구성되고, 상기 감쇠 코어(62)는 상기 중심부만을 따라 확장되는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  8. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단일-모드 코어는 하나의 중심부 및 두 개의 말단부로 구성되고, 상기 말단부는 광선의 방출을 야기시킬 수 있는 발성 도펀트 이온을 함유하며, 상기 감쇠 섬유(62)는 상기 중심부만을 따라 확장되는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조물을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 감쇠 코어(33, 33′, 62, 70, 71, 80)는 상기 제1 파장 밴드 내에 강력한 우선 흡수작용을 갖는 광선 흡수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 필터 구조들을 사용하는 광신호 필터링 방법.
  10. 제2 광섬유(58)와 단부와 단부로 연결된 제1 광섬유(59)를 포함하며, 상기 제1 광섬유는 미리 결정된 파장 범위 내에서 광선의 방출을 야기시킬 수 있는 활성 도펀트 이온으로 도프된 단일-모드 이득 코어를 갖고, 상기 제2광섬유는 클래딩 물질로 둘러싸이고 상기 제1 광섬유로부터 광신호를 받도록 연결된 단일-모드 코어(31, 31′, 61, 81)를 갖고, 상기 단일-모드 코어는 비-증폭 물질로 형성되거나 또는 광선의 방출을 야기시킬 수 있는 활성 도펀트 이온을 함유하는 이득 코어 및 상기 단일-모드 코어로부터 일정하게 떨어진 상기 클래딩 물질 내의 적어도 하나의 제2 감쇠 코어(33, 33′, 62, 70, 71, 80)이며, 상기 제2 코어 및 상기 단일-모드 코어의 전파 상수는 적어도 하나의 파장 λf를 제외한 파장에서 상이하고, 상기 단일-모드 코어 및 상기 제2 코어 사이의 공간은 파장 λf주위에 집중된 제1 파장 밴드 내의 광선이 상기 단일-모드 코어 및 상기 제2 코어 사이에서 결합되도록 충분히 작고, 상기 제2 코어는 상기 제1 파장 밴드 내에 적어도 광선 일부를 포하하는 파장 밴드를 감쇠시키는데 적용된 불순물 또는 광선 산란 중심부를 함유하는 광선 감쇠, 비증폭 물질이 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단일-모드 코어는 광선 방출을 야기시킬 수 있는 활성 도펀트 이온을 함유하는 이득 코어인 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단일-모드 코어(31, 31′, 61, 81)는 상기 광섬유(30, 30′, 58, 66, 67)의 중심 수직축에 위치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감쇠 코어는 상기 단일-모드 코어 및 각각에 대하여 측면으로 위치하는 다수의 감쇠 코어(33′, 54)로 구성되며, 상기 감쇠 코어 각각의 전파 특성은 상이한 파장 밴드가 상기 단일-모드 코어 및 상기 각각의 감쇠 코어 사이에서 결합하도록 되거나, 또는 적어도 하나의 감쇠 코어는 상기 단일-모드 코어와 동일 중심인 환형 링(80)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  14. 제11항에 있어서, 상기 도펀트 이온은 주어진 제1 파장으로부터 주어진 제2 파장까지 확장하는 주어진 파장 밴드 위에서 이득을 생성시킬 수 있고, 상기 감쇠 코어는 상기 주어진 제1 파장을 포함하는 파장밴드에서 결합되도록 하는 전파 특성을 갖는 제1 감쇠 코어로 구성되거나, 또는 상기 감쇠 코어는 제1 및 제2 감쇠 코어(70, 71, 33′, 54)로 구성되며, 상기 제1 감쇠 코어(70, 33′)는 상기 주어진 제1 파장을 포함하는 파장 밴드에서 결합되도록 하는 전파 특성을 갖고, 상기 제2 감쇠 코어(71′, 54)는 상기 주어진 제2 파장을 포함하는 파장 밴드에서 결합되도록 하는 전파 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  15. 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감쇠 코어(33)는 상기 단일-모드 코어(31)의 전체 길이를 따라 확장되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  16. 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 단일-모드 코어는 하나의 중심부와 두 개의 말단부로 구성되고, 상기 감쇠 코어(62)는 상기 중심부만을 따라 확장되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  17. 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 단일-모드 코어는 하나의 중심부 및 두 개의 말단부로 구성되고, 상기 말단부는 광선의 방출을 야기시킬 수 있는 활성 도펀트 이온을 함유하며, 상기 감쇠 섬유(62)는 상기 중심부만을 따라 확장되는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
  18. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 감쇠 코어(33, 33′, 62, 70, 71, 80)는 상기 제1 파장 밴드 내에 강력한 우선 흡수작용을 갖는 광선 흡수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 증폭기 구조물.
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