Подавление перекрестных искажений в многоканальном оптическом усилителе

Подавление перекрестных искажений в многоканальном оптическом усилителе

Реферат

 

Оптический усилитель с несколькими усилительными трактами содержит первый усилительный тракт для передачи и усиления первого внутриполосного сигнала оптической связи, включающий избирательный по длине волны фильтр для по существу блокировки распространения и усиления внеполосного сигнала оптической связи в первом усилительном тракте, и второй усилительный тракт для передачи и усиления второго внутриполосного сигнала оптической связи, включающий избирательный по длине волны фильтр для по существу блокировки распространения и усиления внеполосного сигнала оптической связи во втором усилительном тракте, причем размещение избирательных по длине волны фильтров в соответствующих усилительных трактах выбирают так, чтобы обеспечить получение в устройстве желаемой величины шума и выходной мощности. Техническим результатом является подавление перекрестных искажений или оптических утечек, которые приводят к многолучевой интерференции, обратным потерям и автоколебаниям. 4 с. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к многочастотным устройствам для усиления оптического сигнала и оптическим системам связи, использующим такие устройства, а более конкретно к двунаправленным (многоканальным) оптическим усилителям, имеющим спектральный фильтр для подавления перекрестных искажений, обусловленных многолучевой интерференцией, обратными потерями и автоколебаниями, которые, кроме того, несмотря на возрастающие вносимые потери, обусловленные фильтром, обеспечивают желаемый коэффициент шума и величину выходной мощности (то есть эффективность использования накачки).

Используемый ниже термин "перекрестные искажения" относится к явлениям, зависящим от усиления и отражения в усилителе и приводящим к возникновению явлений многолучевой интерференции, обратных потерь и автоколебаний, каждое из которых является вредным для работы системы волоконнооптической связи, содержащей оптический усилитель. Источник обусловленной перекрестными искажениями многолучевой интерференции иллюстрируется на фиг.1, на которой в наиболее общем виде показан двунаправленный оптический усилитель, содержащий тракт 1-2-3 передачи/усиления оптического сигнала с "запада" на "восток" (где позициями 1 и 3 обозначены западная и восточная области отражения соответственно, а позицией 2 - область усиления при передаче сигнала с "запада" на "восток" для сигнала, например, с длинами волн ₁), и тракт 3-4-1 передачи/усиления оптического сигнала с "востока" на "запад" (позицией 4 обозначена область усиления при передаче сигнала с "востока" на "запад" для сигнала с длинами волн ₂). Контур многолучевой интерференции для сигнала с длинами волн ₁ представлен узлами 1-2-3-4-1 (то есть, вход сигнала ₁-G₁-R_E-G₂-R_w). Интерференция между первоначально переданными сигналами ₁ и сигналами ₁, идущими по контуру многолучевой интерференции, приводит к появлению многолучевой интерференции. Аналогично, узлы 3-4-1-2-3 представляют контур многолучевой интерференции для сигнала ₂. Обратные потери для сигналов ₁, идущих через узлы 2-3-4 (то есть, G₁-R_e-G₂), и/или для сигналов ₂, идущих через узлы 4-1-2, представляют собой эффективное обратное отражение усилителя с точки зрения системы связи.

Автоколебания в усилителе (лазерные колебания) имеют место тогда, когда образуется контур или резонатор, в котором усиление превышает потери. Поэтому, например, если G₁+R_w+G₂+R_e>0, то весьма вероятна генерация когерентного излучения.

Хотя в последующем описании изобретение будет описано в терминах двунаправленного (два усилительных тракта, идущих в противоположных направлениях) оптического усилителя, изобретение в равной степени относится к многоканальному однонаправленному (два усилительных тракта, идущих в одном направлении) оптическому усилителю.

Устройство для усиления двунаправленного оптического сигнала обычно может иметь один усилительный тракт по существу в одном направлении (например, с "востока" на "запад") для одного или более частотных каналов, лежащих в конкретной полосе частот (например, "красной" полосе спектра или далее ₁), и второй усилительный тракт сигнала в противоположном направлении (то есть, с "запада" на "восток") для одного или более каналов, лежащих в другой полосе частот (например, "синей" полосе спектра или далее ₂). Оптические усилители, используемые в системах передачи для оптической связи, типично содержат в тракте усиления оптический вентиль для фильтрации нежелательных отражений или для подавления спонтанной эмиссии, влияние которой ухудшает работу усилителя и системы. Хотя хорошо известно, что большая часть "чисто оптических" усилителей, например, усилителей с волокном, легированным эрбием, и полупроводниковых усилителей усиливают входной сигнал независимо от того, в каком направлении сигнал поступил на устройство, использование вентиля в усилительном тракте по существу ограничивает возможности такого устройства работой только в одном направлении. С другой стороны, для оптических усилителей, которые функционально являются двунаправленными, и в особенности тех, которые содержат по существу однонаправленный усилительный тракт для каждой полосы сигналов, идущих соответственно во взаимно противоположных направлениях, требуются средства маршрутизации исходных сигналов через соответствующие усилительные тракты, идущие в противоположных направлениях. Средства маршрутизации сигналов, первоначально идущих в противоположных направлениях, могут содержать, например, оптические циркуляторы или направленные избирательные по длине волны фильтры в каждом входном/выходном порте двунаправленного усилителя. Оптические циркуляторы не являются предпочтительными для маршрутизации компонент первоначального поданного сигнала, поскольку они не являются избирательными по длине волны устройствами и дороги. Доступные на сегодняшний день избирательные по длине волны направленные фильтры, в особенности однокаскадные компоненты, не могут обеспечить желаемую степень выделения спектральной полосы в заданном узком спектральном диапазоне. Например, в усилителе с волокном, легированным эрбием, окно спектра усиления составляет порядка 30 нм (1530-1560 нм). Как показано на фиг.5, типичный интерференционный фильтр может обеспечить спектральную избирательность порядка 10 дБ за счет ослабления, вызванного отражением. Это происходит, однако, в ограниченном спектральном диапазоне и сопровождается нерабочей зоной шириной приблизительно 3-10 нм, примыкающей к полосе сигнала, вместо того, чтобы спектр был идеальной ступенчатой функцией, как показано на фиг.5. Таким образом, нерабочая зона уменьшает канальную емкость и без того узкого спектрального окна. Более того, ослабление на 10 дБ обычно недостаточно для устранения эффектов многолучевой интерференции, обратных потерь и автоколебаний, например, из-за отражения и двойного отражения света с длиной волны ₂ (от соединителей или из-за релеевского рассеяния), идущего внутрь и усиливаемого в первом усилительном тракте для света с длиной волны ₁ и наоборот. Более конкретно, мы обнаружили, что избирательная развязка в двунаправленном устройстве оптического усиления особенно необходима для подавления перекрестных искажений, вызванных многолучевой интерференцией, обратными потерями и автоколебаниями. Даже при использовании вентилей в однонаправленном усилительном тракте многолучевая интерференция может происходить, например, из-за света (например, внутриполосного света ₁), который идет через усилитель, посредством какого-либо механизма отражается в оптическом тракте системы и идет в обратном направлении через усилитель по главному усилительному тракту для света с длиной волны ₂ (то есть, как внеполосный сигнал ₁ за счет прохождения через избирательный по длине волны фильтр маршрутизации - тракт, нормально закрытый для сигналов с длиной волны ₁), испытывает еще одно отражение в системе с другой стороны усилителя и, наконец, идет в первоначальном направлении для сигнала с длиной волны ₁ (как внутриполосный сигнал ₁) и усиливается повторно. Одним из предлагаемых решений этой проблемы является увеличение спектрального разделения в местах маршрутизации входных/выходных сигналов усилителя в главных, по существу однонаправленных усилительных трактах для соответствующих внутриполосных сигналов, например, с помощью использования многоступенчатых фильтров во входном и выходном портах усилителя. Это, однако, также приводит к повышению вносимых потерь в устройстве, что нежелательно, поскольку специалистам в данной области хорошо известно, что возрастание вносимых потерь во входной части оптического усилителя приводит к общему увеличению коэффициента шума (из-за спонтанного шума) устройства, в то время как увеличение вносимых потерь в выходной части усилителя приводит к уменьшению выходной мощности при заданной мощности накачки.

Поэтому заявители осознали необходимость создания устройства для эффективной маршрутизации сигналов в соответствующих полосах частот сигналов связи, как в усилитель, так и из него, и, кроме того, для подавления прохождения сигналов нежелательных (внеполосных) длин волн через усилитель, которые при отсутствии подавления приводят к индуцированным многолучевой интерференции, обратным потерям и автоколебаниям, но не ухудшая при этом подавлении коэффициент шума и выходную мощность из-за возрастания вносимых потерь, обусловленных спектральной фильтрацией.

Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут сформулированы в последующем описании и будут понятны из этого описания или из практического использования изобретения. Цели и преимущества изобретения будут понятны из описания устройства и способа, а также формулы изобретения и прилагаемых чертежей.

Для достижения преимуществ изобретения и в соответствии с его целью, как описано ниже, в одном варианте выполнения изобретения предложено устройство усиления оптического сигнала, имеющее первый по существу однонаправленный главный усилительный тракт для усиления внутриполосных сигналов полосы ₁ длин волн и второй по существу однонаправленный главный усилительный тракт для усиления внутриполосных сигналов другой полосы ₂ длин волн, причем по меньшей мере один из первого и второго усилительных трактов содержит избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, для по существу блокирования прохождения в усилительном тракте внеполосных сигналов и, кроме того, расположение в усилительном тракте избирательного по длине волны элемента, вносящего потери, выбрано так, чтобы обеспечить или желаемый коэффициент шума, или выходную мощность устройства.

В одном из аспектов этого изобретения избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, является диэлектрическим оптическим интерференционным фильтром. В альтернативных аспектах этого изобретения избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, может быть получен из, например, распределенного волоконного брэгговского отражателя, фильтра-ответвителя с большой постоянной решетки и волоконного устройства связи, характеристики которого зависят от длины волны, например, скрученного устройства с затухающими волнами или многооболочечного устройства спектрального уплотнения сигнала.

В еще одном аспекте изобретения усилительный тракт включает волоконно-оптический волновод, например, из волокна, легированного эрбием. Однако изобретение не ограничено использованием усилительной среды из волокон, а может включать и планарную среду усиления, а указанная среда усиления может включать любую из множества стеклоподобных композиций, включая диоксид кремния, ZBLA (Х), оксигалогенид (например, оксифторид), композиции из стеклокерамики, имеющие легирующие примеси, которые подходят для генерации когерентного излучения.

В другом варианте выполнения изобретения предложено двунаправленное устройство для усиления оптического сигнала, которое содержит первый входной/выходной порт для полосы ₁ оптического сигнала и полосы ₂ оптического сигнала соответственно и второй входной/выходной порт для полосы ₂ оптического сигнала и полосы ₁ оптического сигнала соответственно; по существу однонаправленный первый главный усилительный тракт для внутриполосных сигналов ₁, содержащий волноводную среду усиления, и первый избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, который помещен в указанной среде усиления для по существу блокировки распространения внеполосного сигнала ₂ вдоль указанного первого главного усилительного тракта при одновременном пропускании внутриполосного сигнала ₁ вдоль указанного усилительного тракта; по существу однонаправленный второй главный усилительный тракт для внутриполосных сигналов ₂, содержащий волноводную среду усиления, и первый избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, который помещен в указанной среде усиления для по существу блокировки распространения внеполосного сигнала ₁ вдоль указанного первого главного усилительного тракта при одновременном пропускании внутриполосного сигнала ₂ вдоль указанного усилительного тракта; первые средства маршрутизации сигналов связи, соединенные с ₁-входным/₂-выходным портом и дополнительно соединенные с указанным первым усилительным трактом для по существу направления указанных сигналов связи с длиной волны ₁, поданных в указанный порт, в указанный первый усилительный тракт; и вторые средства маршрутизации сигналов связи, соединенные с указанным ₂-входным/₁-выходным портом и дополнительно соединенные с указанным вторым усилительным трактом для по существу направления указанных сигналов связи с длиной волны ₂, поданных в указанный порт, в указанный второй усилительный тракт. В одном из аспектов этого варианта выполнения изобретения как средства маршрутизации, так и избирательные по длине волны компоненты, вносящие потери, могут содержать, например, распределенный брэгговский отражатель, фильтр с большой постоянной дифракционной решетки и устройство связи, характеристики которого зависят от длины волны, например, скрученного устройства с затухающими волнами или многооболочечного устройства спектрального уплотнения сигнала.

В еще одном варианте выполнения изобретения описана система передачи оптического сигнала, содержащая передатчик, приемник и оптический усилитель, имеющий по меньшей мере первый и второй по существу однонаправленные главные усилительные тракты для внутриполосных сигналов различных полос ₁ и ₂ длин волн соответственно, причем каждый указанный усилительный тракт содержит волноводную среду усиления и избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, который помещен в указанной среде усиления для по существу блокировки распространения внеполосного сигнала связи вдоль соответствующего усилительного тракта, причем указанные избирательные по длине волны элементы, вносящие потери, расположены в соответствующих усилительных трактах для достижения или желаемого коэффициента шума, или выходной мощности устройства.

В еще одном варианте выполнения изобретения описан способ подавления перекрестных помех, обусловленных многолучевой интерференцией, обратными потерями и автоколебаниями в устройстве оптического усиления, при сохранении желаемого коэффициента шума и выходной мощности устройства, включающий операции направления внутриполосного сигнала связи, по существу включающего сигнал в полосе ₁ длин волн, в первый, по существу однонаправленный усилительный тракт; установки в указанный усилительный тракт избирательного по длине волны элемента, вносящего потери, который по существу блокирует распространение внеполосного сигнала связи, по существу включающего полосу ₂ длин волн, но при этом разрешает прохождение внутриполосного сигнала ₁ связи; направления внутриполосного сигнала связи, по существу включающего сигнал в полосе ₂ длин волн, во второй, по существу однонаправленный усилительный тракт; установки в указанный усилительный тракт избирательного по длине волны элемента, вносящего потери, который по существу блокирует распространение внеполосного сигнала связи, по существу включающего полосу ₁ длин волн, но при этом разрешает прохождение внутриполосного сигнала ₂ связи; причем указанные элементы, вносящие потери, расположены в указанных усилительных трактах так, чтобы обеспечить такое усиление до элемента, вносящего потери, и усиление после элемента, вносящего потери, при котором достигается или заданный коэффициент шума, или заданная выходная мощность устройства.

Должно быть понятно, что последующее описание касается примеров и предназначено для облегчения понимания формулы изобретения.

Для лучшего понимания изобретения в описание в качестве неотъемлемой его части включены сопровождающие чертежи, которые иллюстрируют варианты выполнения изобретения и, совместно с описанием, служат для объяснения его принципов.

Соответственно, изобретение направлено на создание способа и устройства, обладающего такими признаками.

На фиг. 1 схематично представлено обычное устройство усиления двунаправленного оптического сигнала, имеющее направленные навстречу друг другу усилительные тракты для соответствующих внутриполосных сигналов, лежащих в полосах ₁ и ₂ длин волн; на фиг.2 более подробно показан один из усилительных трактов устройства, изображенного на фиг.1; на фиг.3А и 3В представлены соответствующие усилительные тракты, идущие в противоположных направлениях, двунаправленного устройства усиления сигнала согласно варианту выполнения изобретения, включающего избирательный по длине волны элемент, вносящий потери, который помещен в усилительном тракте; на фиг.4 представлены графики мощности накачки (необходимой для поддержания заданной выходной мощности) и коэффициента шума (расположенные друг против друга оси Y) как функции разделения усиления (ось X), возникающего из-за введения элемента, вносящего потери, в усилительный тракт устройства усиления оптического сигнала согласно одному из вариантов выполнения изобретения; на фиг.5 показаны идеальная (сплошная линия) и реальная (штриховая линия) кривые пропускания/ослабления для известного фильтра маршрутизации как функции длины волны.

Перейдем к подробному описанию предпочтительных вариантов выполнения изобретения, примеры которых иллюстрируются на прилагаемых чертежах. На фиг.1 показана схема двунаправленного устройства 10 для усиления оптических внутриполосных сигналов, лежащие в первой полосе ₁ длин волн с направлением их с "запада" на "восток" и для одновременного усиления оптических внутриполосных сигналов, лежащих во второй полосе ₂ длин волн, с направлением их с "востока" на "запад". Устройство 10 содержит первый по существу однонаправленный главный усилительный тракт 21 для внутриполосных сигналов полосы ₁ длин волн и идущий в противоположном направлении второй по существу однонаправленный главный усилительный тракт 23 для внутриполосных сигналов полосы ₂ длин волн для одновременного усиления и пропускания в противоположных направлениях оптических сигналов соответствующих полос ₁ и ₂ длин волн, как показано на чертеже. Усилительные тракты 21 и 23 соединены с передающим волокном 11_W посредством первых средств 13 маршрутизации и со вторым передающим волокном 11_Е посредством вторых средств 15 маршрутизации. В предпочтительном варианте выполнения изобретения средства маршрутизации 13 и 15 представляют собой избирательные по длине волны направленные фильтры, например, диэлектрические интерференционные фильтры. Альтернативными компонентами для маршрутизации оптических сигналов могут быть оптические циркуляторы, используемые сами по себе или в комбинации, например, с дифракционными решетками, а также распределенный волоконный брэгговский отражатель, дифракционный фильтр с большим периодом решетки и волоконное устройство связи, характеристики которого зависят от длины волны, например, скрученное устройство спектрального уплотнения с затухающими волнами или многооболочечное устройство спектрального уплотнения. Как показано на фиг.2, каждый главный усилительный тракт 21 и 23 включает среду 17 и 19 усиления сигнала с соответствующей длиной волны, которая предпочтительно включает волокно 31, легированное эрбием, и источник 37 накачки, соединенный с этим волокном с помощью оптического ответвителя 35 или эквивалентного устройства, известного специалистам в данной области, для подачи мощности накачки в активное волокно. Оптический вентиль 39 по выбору расположен в некотором месте вдоль активного волоконно-оптического волновода 31 для предотвращения попадания света, идущего в обратном направлении, в активное волокно; то есть для превращения усилительного тракта по существу в однонаправленный тракт. Однако изобретение не ограничено использованием только усилительной среды, содержащей волокна, легированные эрбием; могут использоваться также волноводы с волокнами, легированными другими редкоземельными элементами, планарные волноводы или другие волоконные или планарные структуры, содержащие оксигалогенид (например, оксифторид), стеклокерамику, ZBLA(X) и другие композиции, хорошо известные специалистам в данной области.

Вернемся к фиг.1. Сигналы оптической связи, по существу являющиеся внутриполосными сигналами ₁, по передающему волокну 11_w приходят с "запада" к устройству 10 и поступают в него через первый фильтр 13 маршрутизации сигнала. Фильтр 13 предназначен для эффективного направления максимальной части внутриполосного сигнала ₁, пришедшего с "запада", в усилительный тракт 21, и направления максимальной части внутриполосного сигнала ₂, пришедшего с "востока" через усилительный тракт 23, в передающее волокно 11_W. Аналогично, сигналы оптической связи, по существу являющиеся внутриполосными сигналами полосы ₂ длин волн, по передающему волокну 11_E приходят с "востока" к устройству 10 и поступают в него через второй фильтр 15 маршрутизации сигнала. Фильтр 15 предназначен для эффективного направления максимальной части внутриполосного сигнала ₂, пришедшего с "востока", в усилительный тракт 23 и направления максимальной части внутриполосного сигнала ₁, пришедшего через усилительный тракт 21, в передающее волокно 11_Е.

Вследствие известных технологических ограничений фильтры 13 и 15 имеют в лучшем случае эффективность маршрутизации около 90%, то есть понятно, что если фильтр 13 обеспечивает направление максимальной доли внутриполосных сигналов ₁ в тракт 21 для их прохождения и усиления, то фильтр 13 обеспечивает вносимые потери для входного сигнала приблизительно 10 дБ, поэтому около 10% падающего света не направляется, куда предназначено, а вместо этого передается в тракт 23, где обычно гасится посредством вентиля (не показан). Внутриполосный свет ₁, который с помощью фильтра 13 маршрутизации направлен в тракт 21, а в конечном итоге - через фильтр 15 маршрутизации в восточное передающее волокно 11_Е, неизбежно подвергнется отражению, частично назад в фильтр 15 маршрутизации, из-за отражений в системе, включающих отражения из-за перекосов в местах соединений, в соединителях, из-за релеевского рассеяния и других причин. Хотя в предпочтительных вариантах выполнения изобретения фильтры 13 и 15 являются избирательными по длине волны, небольшая доля света длины волны ₁, отраженного вдоль волокна 11_Е, пройдет через фильтр 15 в усилительный тракт 23 (внеполосный свет ₁ для этого усилительного тракта), где будет усилена блоком 19 усиления и через фильтр 13 направлена в западном направлении вдоль передающего волокна 11_W. Это небольшое количество внеполосного света ₁ не задерживается фильтром 15 из-за того, что последний имеет неидеальную избирательную характеристику и пропускает небольшое, но конечное (типично 10%) количество света (который он должен отражать). Кроме того, из-за тех же ограничений фильтра свет из нерабочего спектрального диапазона, близкого к полосам ₁ и ₂ или лежащего между ними, но не в них, может идти по любому усилительному тракту, что делает усилитель подверженным автоколебаниям, например, когда суммарное усиление в тракте превышает суммарные потери, что может привести к возникновению лазерного излучения. Часть внеполосного света ₁, идущего из усилительного тракта 23 вдоль волокна 11_W, вновь неизбежно будет отражена одной или более точками отражения в передающем волокне 11_W, после чего большая часть этого отраженного света через фильтр 13 маршрутизации вновь поступит в главный усилительный тракт 21 (как внутриполосный свет ₁). Этот свет будет усилен усилительным трактом 17 и через фильтр 15 подан в передающее волокно 11_E в восточном направлении, как описано выше. Этот дважды отраженный свет ₁ вызовет многолучевую интерференцию при взаимодействии с первоначально передаваемым светом ₁. Должно быть понятно, что точно такое же явление имеет место и в отношении света ₂, первоначально вошедшего в устройство с "востока". В то время как понятно, что для по существу подавления перекрестных искажений у входа/выхода 13, 15 устройства могут быть помещены дополнительные каскады, вносящие потери, хорошо известно, что внесение потерь до усиления или на ранней стадии усиления сигнала приводит к увеличению коэффициента шума в системе, в то время как внесение потерь после или на более поздней стадии усиления сигнала приводит к уменьшению выходной мощности сигнала при заданной мощности накачки. Поэтому в то время, как фильтры 13 и 15 маршрутизации предназначены для наиболее эффективного направления сигналов связи в соответствующие тракты пропускания/усиления, избирательные по длине волны фильтры 41 и 43 в усилительных трактах 21 и 23 соответственно установлены для предотвращения прохождения внеполосных сигналов полосы ₂ вдоль тракта 21 и внеполосных сигналов полосы ₁ вдоль тракта 23, как показано на фиг. 3а и 3b. В предпочтительном варианте выполнения изобретения избирательные по длине волны фильтры 41 и 43 являются диэлектрическими интерференционными фильтрами, аналогичными фильтрам 13 и 15. Однако специалистам в данной области понятно, что подойдет любой элемент для спектральной фильтрации и любой способ ее реализации при условии, что максимальная часть внутриполосных сигналов может проходить по предназначенному для них тракту, а максимальная часть внеполосных сигналов не допускается к прохождению по тракту, предназначенному для внутриполосных сигналов. Примерами таких компонентов являются брэгговский отражатель с распределенным волокном, фильтр-ответвитель с большим периодом дифракционной решетки и волоконное устройство связи, характеристики которого зависят от длины волны, например, скрученное устройство спектрального уплотнения с затухающими волнами или многооболочечное устройство для спектрального уплотнения.

В дополнение к достигаемым спектральным характеристикам фильтрации, как таковым, введение фильтров 41 и 43 в соответствующих усилительных трактах важно из-за того эффекта, который связан с влиянием места внесения потерь на величину шума и выходную мощность. Это можно увидеть на фиг.4, где показаны мощность накачки (необходимая для поддержания заданной выходной мощности) и коэффициент шума в зависимости от того, в какой пропорции длина (а следовательно, и усиление) волокна, легированного эрбием, которое входит в состав усилителя, делится между двумя участками или каскадами этого волокна. В этом варианте выполнения изобретения двухкаскадный усилитель с волокном, легированным эрбием, содержит элемент, вносящий потери 2,2 дБ, и подвергается накачке на длине волны 980 нм с использованием прямой накачки. Штрихпунктирная линия показывает мощность накачки, необходимую для достижения в усилителе с волокном, легированным эрбием, уровня инверсии 70% и усиления приблизительно 29 дБ. Сплошная линия показывает коэффициент шума устройства при тех же условиях. Фиг.4 наглядно демонстрирует компромисс между величиной шума и эффективностью использования мощности накачки при внесении потерь между двумя частями усилительного тракта из волокна, легированного эрбием. Кроме того, этот чертеж указывает, что имеется ограниченный диапазон мест в усилительном тракте для размещения элемента, вносящего потери, в котором влияние этого элемента как на коэффициент шума, так и на выходную мощность является приемлемым, что позволяет получить в устройстве желаемые или заданные коэффициент шума и выходную мощность. Типично требуется согласовать требования на величину выходной мощности с желаемым коэффициентом шума, или наоборот, и эти параметры для разработки подскажут специалисту в данной области, где лучше всего внести потери вследствие спектральной фильтрации, осуществляемой фильтрами 41 и 42, то есть, как произвести разделение усиления на усиление до элемента, вносящего потери, и усиление после элемента, вносящего потери.

Приведенный ниже пример 1 иллюстрирует вариант выполнения изобретения, относящийся к подавлению перекрестных искажений из-за многолучевой интерференции.

Пример 1 Пусть заданы следующие параметры: Р (критический предел перекрестных искажений, то есть амплитуда вторичного импульса по отношению к первичному импульсу) = (-)43 дБ, G₁ (то есть усиление для внутриполосных сигналов полосы ₁ вдоль главного усилительного тракта) = 27 дБ, G₂ (то есть усиление для внутриполосных сигналов полосы ₂ вдоль главного усилительного тракта) = 27 дБ, R_{worst case} (то есть требования к отражению в заданном направлении в наихудшем случае) = (-)24 дБ, G_{out- of- band 1} (то есть усиление для внеполосных сигналов в усилительном тракте) = 27 дБ, тогда для подавления многолучевой интерференции необходимо, чтобы: G₂+R_East+G_out-of-band1+R_West<P.₁ в тракте 23, в волокно 31,