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DE69718686T2 - Laser, optische Verstärker und Verstärkungsverfahren - Google Patents

Laser, optische Verstärker und Verstärkungsverfahren

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DE69718686T2
DE69718686T2 DE69718686T DE69718686T DE69718686T2 DE 69718686 T2 DE69718686 T2 DE 69718686T2 DE 69718686 T DE69718686 T DE 69718686T DE 69718686 T DE69718686 T DE 69718686T DE 69718686 T2 DE69718686 T2 DE 69718686T2
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DE
Germany
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light source
light
ions
wavelength
Prior art date
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DE69718686T
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Terutoshi Kanamori
Yasutake Ohishi
Shoichi Sudo
Makoto Yamada
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Description

  • Die Erfindung betrifft Laser, optische Verstärker mit den Eigenschaften geringen Rauschens und hoher Verstärkung sowie Verstärkungsverfahren.
  • In jüngster Zeit wurde die Entwicklung eines optischen Verstärkers, bei dem eine optische Faser mit einem mit einem Element der seltenen Erden dotierten Kernen als Verstärkungsmedium bereitgestellt ist, für Anwendungen auf dem Gebiet der optischen Kommunikation vorangetrieben. Es wurde insbesondere ein Erbium-(Er³&spplus;)-dotierter Faserverstärker (EDFA) entwickelt, und außerdem werden Entwicklungsbemühungen zur Erweiterung der Anwendungen des EDFA auf ein optisches Kommunikationssystem unternommen.
  • Kürzlich wurde dabei eine Wellenlängemultiplextechnik (WDM) ausgiebig untersucht, um der für die kommenden Jahre zu erwartenden Angebotsausweitung von Kommunikationsdiensten gerecht zu werden. Die WDM-Technik ist eine optische Kommunikationstechnik, die ein System von Multiplexwellenlängen zur effektiven Verwendung eines verfügbaren Übertragungsmediums verwendet, damit es zur Vergrößerung eines Übertragungsvolumens führt. Eine der für den in der WDM-Technik angewendeten EDFA erforderlichen Eigenschaften ist eine schmale Variation bei der Verstärkung bezüglich einer Signalwellenlänge. Der Grund ist, dass es Leistungsunterschiede unter den optischen Signalen gibt, die übergangsverstärkt werden, indem sie durch eine Mehrfachstufenanordnung des EDFA geleitet werden, sodass eine Durchführung der Signalübertragung mit über alle verwendeten Wellenlängen homogen aufrechterhaltenen Eigenschaften schwierig ist. Daher wurde der einen flachen Verstärkungsbereich bezüglich der vorbestimmten Wellenlängen zeigende EDFA durch Fachleute untersucht.
  • Als vielversprechenster Kandidat für den EDFA wurde einem Erbium dotierten (E³&spplus;) Fluoridfaserverstärker (F-EDFA) Beachtung geschenkt, bei dem eine fluoridbasierte Faser als Wirtsmaterial für Er³&spplus; verwendet wird. Der F-EDFA ist gekennzeichnet durch sein Emissionsspektrum, das durch einen Übergang von dem &sup4;I13/2-Niveau auf das &sup4;I15/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen in dem Fluoridglas in einem Wellenlängenband von 1,55 um verursacht wird.
  • Fig. 1 zeigt ein typisches spontanes Amplitudenemissionsspektrum (ASE) des F-EDFA. Diese Figur zeigt außerdem das ASE-Spektrum einer Er³&spplus;-dotierten Quarzglasfaser (S-EDFA). Gemäß der Figur ist das Emissionsspektrum (durchgezogene Linie in der Figur) des F-EDFA breiter als das Emissionsspektrum (strichlierte Linie in der Figur) des S-EDFA. Zusätzlich ist die Ansprechkurve des F-EDFA glatter als die des S-EDFA und im oberen Teil des Verlaufs flach, ohne einen von einer Wellenlänge in dem vorbestimmten Wellenlängenbereich abhängigen steilen Abschnitt (M. Yamada et al. IEEE Photon. Technol. Lett., Band 8, Seiten 882-884, 1996). Weiterhin wurden Experimente über Wellenlängenmultiplexverfahren unter Verwendung von mehrfachgestuften F-EDFAs ausgeführt, wobei als Ausführungsbeispiel eine Kaskadenkonfiguration mit einem 980 nm gepumpten S-EDFA und einem 1480 tun gepumpten F- EDFA genannt wird (M. Yamada et al. IEEE Photon. Technol. Lett., Band 8, Seiten 620-622, 1996)
  • Trotz der vorstehend angeführten Entwicklungsbemühungen weist der F-EDFA das Problem auf, dass er eine Rauschfigur (NF) nicht soweit reduzieren kann, wie es bei dem S-EDFA beobachtet wird, und zwar aus den folgenden Gründen.
  • Fig. 2 zeigt ein Energiediagramm von Er³&spplus;. Eine Phonenenergie nimmt einen Wert in der Größenordnung von 1,100 cm&supmin;¹ an, wenn der EDFA eine optische Quarzglasfaser als Verstärkungsmedium verwendet (d. h. im Falle des S- EDFA), sodass eine vorteilhafte Besetzungsinversion zwischen dem &sup4;I13/2-Niveau und dem &sup4;I15/2-Niveau durch eine effiziente Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau als Ergebnis einer phononemittierten Relaxation von höheren Energieniveaus auf das &sup4;I13/2-Niveau nach einer Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau durch 0,98 um-Pumplicht ausgebildet werden kann (Fig. 2(A)). Folglich ermöglicht der S-EDFA eine Reduktion in der NF um etwa 4 dB nahe an einer Quantengrenze (3 dB). Andererseits kann der F-EDFA nicht eine Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau unter Verwendung eines Übergangs von dem &sup4;I15/2-Niveau auf das &sup4;I11/2-Niveau aufgrund seiner geringen Phonenenergie durchführen. Genauer weist der F-EDFA eine Phonenenergie von etwa 500 cm&supmin;¹ auf, was nahezu die Hälfte der Phonenenergie des S-EDFA ist, sodass die Verursachung einer phonenemittierten Relaxation von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau und der Erhalt einer Verstärkung durch 0,98 um-Pumplicht schwierig ist. Dabei wird daher eine Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um durch eine direkte Anregung von dem &sup4;I15/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau unter Verwendung von Licht bei einer Pumpwellenlänge von etwa 1,48 pin erhalten (Fig. 2(B)). Diese Art der Anregung ist jedoch eine Anfangsanregung des Grundenergieniveaus auf das höhere Energieniveau, sodass die Bewirkung einer günstigen Besetzungsinversion, bei der die Anzahl von Er³&spplus;-Ionen auf höheren Energieniveaus jener auf niederen Energieniveaus überschreitet, schwierig ist, was zu der hohen NF führt (d. h. 6 bis 7 dB).
  • Daher wurde der bekannte F-EFDA nicht mit günstigen Rauscheigenschaften im Vergleich zu denen des S-EFDA verwirklicht.
  • Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene Problem (d. h. einer hohen Rauschfigur) des bekannten F-EDFA zu lösen und einen optischen Verstärker mit den Eigenschaften geringen Rauschens sowie einer hohen und flachen Verstärkung sowie ein Verstärkungsverfahren bereitzustellen.
  • Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein optisches Verstärkungsverfahren gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt.
  • Dabei kann das optische Verstärkungsmedium die Gestalt einer Faser annehmen.
  • Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein optischer Verstärker gemäß Patentanspruch 3 bereitgestellt.
  • Das optische Verstärkungsmedium kann die Gestalt einer Faser annehmen.
  • Der optische Verstärker kann zudem die Merkmale eines der abhängigen Patentansprüche 4 bis 9 aufweisen.
  • Bei einer dritten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein Laser gemäß Patentanspruch 10 bereitgestellt.
  • Der Laser kann ferner Merkmale aufweisen, wie sie in einem der Patentansprüche 11 bis 14 definiert sind.
  • Fig. 1 zeigt ein typisches spontanes Amplitudenemissionsspektrum (ASE) des F-EDFA;
  • Fig. 2 zeigt das Energiediagramm von Er³&spplus; für den bekannten S-EDFA in (A) und den bekannten F-EDFA (B);
  • Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Wellenlängen und dem Absorptions- oder Emissionsquerschnitt bezüglich des Energiezustands zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau und dem &sup4;I11/2- Niveau;
  • Fig. 4 zeigt ein Energiediagramm für Er³ für den erfindungsgemäßen F-EDFA;
  • Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers unter Verwendung einer Er³&spplus;-dotierten ZrF&sub4;- basierten Fluoridfaser in Übereinstimmung mit der Erfindung;
  • Fig. 6 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Pumpwellenlängen und den Signalverstärkungen bezüglich des optischen Verstärkers unter Verwendung der Er³&spplus;-dotierten ZrF&sub4;-basierten Fluoridfaser aus Fig. 5;
  • Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers als eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung;
  • Fig. 8 zeigt ein bei den erfindungsgemäßen Lasern und optischen Verstärkern anzuwendendes Energiediagramm von Er³&spplus;, wobei (A), (B), (C) und (D) verschiedene Anregungswege des Er³&spplus; zeigen;
  • Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers als einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung;
  • Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines Lasers als einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung;
  • Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild eines Lasers als einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung;
  • Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers als eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung;
  • Fig. 13 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Pumpwellenlängen und den Anregungsdichten des &sup4;S3/2-Niveaus;
  • Fig. 14 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Wellenlängen und dem Absorptions- oder Emissionsquerschnitt bezüglich des Energiezustands zwischen dem &sup4;S3/2-Niveau und dem &sup4;I13/2-Niveau;
  • Fig. 15 zeigt eine Perspektivansicht eines Hauptabschnitts eines optischen Verstärkers in der Bauart eines optischen Wellenleiters als einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung und
  • Fig. 16 zeigt ein Energiediagramm von Er³&spplus; unter Beachtung der wechselseitigen Interaktionen unter den Er³&spplus;-Ionen.
  • Jeder der erfindungsgemäßen Laser, optischen Verstärker und der erfindungsgemäßen Verstärkungsverfahren ist hauptsächlich gekennzeichnet durch die Verwendung von zumindest einem Pumplicht bei einer Wellenlänge in dem Bereich von 0,96 um bis 0,98 um für die Anregung von Er³&spplus; von dem Grundniveau auf das &sup4;I11/2-Niveau aus den nachstehend aufgeführten Gründen.
  • Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Pumpwellenlängen und der Querschnittsflächen (in der Figur zeigt eine durchgezogene Linie ein Absorptionsquerschnitt und eine strichlierte Linie einen induzierten Emissionsquerschnitt) bezüglich eines Energiezustands zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau auf das &sup4;I11/2-Niveau. In dem Wellenlängenbereich von über etwa 980 nm wird gemäß der Figur die induzierte Emissionsquerschnittfläche (strichlierte Linie) größer als die Absorptionsquerschnittsfläche (durchgezogene Linie). Daher tritt ein induzierter Emissionsübergang von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I15/2-Niveau im Vergleich zu einem Absorptionsübergang von dem &sup4;I15/2-Niveau auf das &sup4;I11/2- Niveau in diesem Wellenlängenbereich tendenziell stärker auf, sodass die Anregung auf das &sup4;I11/2-Niveau nicht effektiv in Erscheinung gebracht werden kann. Wie in der Figur deutlich gezeigt ist, kann die Anregung auf das &sup4;I11/2-Niveau durch Pumpen bei einer kürzeren Wellenlänge als 980 nm effektiv in Erscheinung gebracht werden. Dabei ist andererseits die Pump-ESA (angeregte Zustandsabsorption) von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;F7/2- Niveau in ihrem Auftreten wahrscheinlicher. Gemäß Fig. 4 kann jedoch die Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau aufgrund des Schritts des Relaxierens des &sup4;I11/2-Niveaus auf das &sup4;I13/2-Niveau schließlich erreicht werden.
    • (Ausführungsbeispiel 1)
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist eine Grundkonfiguration eines optischen Verstärkers mit einer Er³&spplus;-dotierten ZrF&sub4;- basierten Fluoridfaser als eine der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Zur näheren Beschreibung ist ein Anregungsspektrum (die Pumpwellenlängenabhängigkeit der Signalverstärkung) der vorstehend angeführten Faser in Fig. 6 gezeigt.
  • Der optische Verstärker umfasst zwei optische Isolatoren 1, 2, eine Pumplichtquelle 3, sowie eine von den optischen Isolatoren 1, 2 sandwichartig umfasste Er³&spplus;- dotierte ZrF&sub4;-basierte Fluoridfaser. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Faser 4 eine Länge von 25 m mit einer Grenzwellenlänge von 1 um auf, und außerdem beträgt die Dotierstoffkonzentration von Er³&spplus; in seinem Kern 200 ppm. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt weiterhin die Signalwellenlänge 1530 nm, die Eingangssignalleistung beträgt -30 dBm, und die Pumplichtleistung beträgt 60 mW.
  • In Abhängigkeit von der vorstehend beschriebenen Konfiguration des optischen Verstärkers kann die Maximalverstärkung bei einer Pumpwellenlänge von 970 nm erhalten werden. Gemäß Fig. 6 wird jedoch eine negative Verstärkung bei einer Pumpwellenlänge von 980 nm beobachtet. Diese Wellenlänge wird herkömmlicherweise für eine Anregung auf das &sup4;I11/2-Niveau verwendet, und somit erkennen wir, dass wir die Verstärkung bei der Pumpwellenlänge von 980 nm nicht erhalten können. Daher ist irgendeine Wellenlänge in dem Bereich von 960 nm bis 980 nm, vorzugsweise in der Nähe von 970 nm wirksam, um eine Verstärkung durch Anregung auf das &sup4;I11/2-Niveau zu erhalten.
  • Sodann werden die Verstärkungseigenschaften der vorstehend beschriebenen Faser 4 durch eine Vorwärtsanregung unter Verwendung von Pumplicht bei einer Wellenlänge von 970 nm untersucht (d. h. das Pumplicht wird in die Faser 4 von der stromaufwärtsgerichteten Seite der Faser 4 durch die Lichtquelle 3 eingeleitet). Dabei beträgt die in die Faser 4 eingeleitete Eingangssignalleistung -30 dBm. Wenn die Pumplichtleistung 132 mW beträgt, ist die erhaltene Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,53 um 30 dB und die Rauschfigur (NF) ist 4,5 dB. Außerdem beträgt die NF 3,5 dB, wenn die Wellenlänge 1,55 um beträgt. Wenn die vorstehend beschriebene Faser 4 durch ein Pumplicht mit der Wellenlänge von 1,48 um angeregt wird, liegt der Verbesserungsgrad der NF bei 1,5 dB oder darüber bzgl. der NF bei 1,55 um von 5 dB oder darüber. Zusätzlich bestätigten wir, dass die NF verbessert (verringert) war, wenn das Pumplicht von einer beliebigen Wellenlänge in dem Bereich von 960 nm bis 980 nm war, im Vergleich zu dem bei der Anregung bei 1,48 um. Zusätzlich ist die NF durch die Anregung unter Verwendung von zwei oder mehr Wellenlängen in dem Bereich von 960 nm bis 980 nm verbessert.
    • (Ausführungsbeispiel 2)
  • Derselbe optische Verstärker wie der gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet, um die NF durch Einführung von WDM-Signalen bei acht unterschiedlichen Wellenlängen in dem Bereich von 1530 bis 1560 nm zu messen. Die in den optischen Verstärker eingelassene Eingangssignalleistung beträgt - 20 dBm pro eine Wellenlänge. Wenn die Anregung mit einer Gesamtpumplichtleistung von 150 mW unter Verwendung der Pumpwellenlänge von 970 nm durchgeführt wird, dann beträgt die beobachtete NF durch Einführen der WDM- Signale bei den Wellenlängen in dem Bereich von 1530 bis 1560 nm 5 dB oder weniger.
    • (Ausführungsbeispiel 3)
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Verstärkungseigenschaften eines optischen Verstärkers unter Verwendung derselben WDM-Signale wie gemäß Ausführungsbeispiel 2 bestimmt, mit den nachstehenden Ausnahmen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der optische Verstärker derselbe, wie der von Ausführungsbeispiel 1 oder 2, außer dass ein bidirektionales Pumpverfahren zum Einleiten von unterschiedlichem Pumplicht in die Faser 4 verwendet wird. Das Verfahren umfasst die Schritte der Anwendung von Pumplicht bei Wellenlängen in dem Bereich von 960 bis 980 nm von der Vorderseite (d. h. der stromaufwärts gerichteten Seite der Faser 4 in derselben Richtung wie der des Signallichts) und der gleichzeitigen Anwendung von Pumplicht bei einer Wellenlänge von 1480 nm von der Rückseite (d. h. der stromabwärts gerichteten Seite der Faser 4).
  • Fig. 7 zeigt eine Konfiguration des optischen Verstärkers. Im Vergleich zu einer Konfiguration des in Fig. 5 gezeigten optischen Verstärkers ist eine zusätzliche Lichtquelle 5 für die Anregung auf das &sup4;I13/2- Niveau zusätzlich in dem optischen Verstärker eingebaut und in der stromabwärts gerichteten Seite der Er³- dotierten Fluoridfaser 4 angeordnet. Die Pumplichtleistung für die Vorderseite beträgt 50 mW, während die Pumplichtleistung für die Rückseite in dem Bereich von 100 mW bis 150 mW liegt. Ferner zeigt der optische Verstärker die NF von 5 dB oder weniger für die Wellenlängen von 1530 nm bis 1560 nm, was eine Verstärkungsabweichung von 2 dB oder weniger für die Signalwellenlänge erlaubt.
    • (Ausführungsbeispiel 4)
  • Bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele 1 bis 3 werden die Verstärkungseigenschaften des optischen Verstärkers unter Verwendung der Er³&spplus;-dotierten ZrF&sub4;-basierten Fluoridfaser als seinem Verstärkungsmedium bewertet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Verstärkungsmedium als Wirtsmaterial für Er³&spplus; aus der Gruppe einer InF&sub3;-basierten Fluoridfaser, einer Chalkogenidglas-basierten Faser, einer TeO&sub2;-basierten Faser sowie einer PbO-basierten Faser anstelle der ZrF&sub4;- basierten Fluoridfaser zur Herstellung eines optischen Verstärkers ausgewählt. Sodann wird der optische Verstärker mit einem der vorstehend angeführten Fasern denselben Experimenten wie gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 zur Bewertung seiner Verstärkungseigenschaften unterzogen. Als Ergebnis zeigte der optische Verstärker mit einer der vorstehend angeführten Fasern als Verstärkungsmedium eine NF von 5 dB oder weniger.
  • Folglich erlauben gemäß vorstehender Beschreibung die Ausführungsbeispiele 1 bis 4 eine Verstärkung des 1,55 um-Bandes durch die Anregung auf das &sup4;I11/2-Niveau, was das Erzielen einer Verstärkung mit geringem Rauschen ermöglicht, wenn eine infrarottransparente Faser wie etwa aus Fluorid (welche durch Fachleute als ungeeignetes Medium angesehen wird) als Wirtsmaterial für Er³&spplus; verwendet wird. Daher wird ein optischer Verstärker mit den Eigenschaften einer flachen Verstärkung mit einer breiten Verstärkungsbandbreite und einem geringen Rauschen erhalten. Der somit erhaltene optische Verstärker kann bei einem Kommunikationssystem zur Erhöhung von dessen Übertragungsvolumen und zur Bereitstellung einer Angebotserweiterung der Systemkonfiguration zum Erzielen dar Breitenverteilung von optischer Kommunikation, der wesentlichen Reduktion von deren Herstellungskosten usw. angewendet werden.
    • (Ausführungsbeispiel 5)
  • Ein optischer Verstärker gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass zumindest ein Licht als drittes Licht entsprechend einer Differenz zwischen dem &sup4;I13/2-Niveau und dem oberen Niveau in die Er³&spplus;-dotierte Faser zusätzlich zu dem Pumplicht und dem Signallicht eingeführt wird. Die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anzuwendenden Energieniveaus der Er³&spplus;-Ionen werden nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 näher beschrieben. Dabei beschreiben die Bezugszeichen (A) bis (D) die verschiedenen Anregungswege der Er³&spplus;- Ionen auf die verschieden Energieniveaus. Gemäß der Figur tritt eine Pumplicht-angeregte Zustandsabsorption (Pump- ESA) des Pumplichtes durch den Übergang von dem &sup4;I11/2- Niveau auf das &sup4;I5/2-Niveau auf, wenn die Er³&spplus;-Ionen durch das 0,98 um Pumplicht angeregt werden, was zu einer Anregung auf das &sup4;F7/2-Niveau führt. Dann tritt eine phonenemittierte Relaxation von dem &sup4;F7/2-Niveau auf das &sup4;S3/2-Niveau auf. Dies bedeutet, das ein Teil der Er³&spplus;- Ionen auf das &sup4;S3/2-Niveau gepumpt wird. Falls eine induzierte Emission von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2- Niveau durch Einführen des Lichts entsprechend der Energiedifferenz zwischen dem &sup4;S3/2-Niveau und dem &sup4;I13/2- Niveau bei einer Wellenlänge von 0,85 um in den Verstärker auftritt, kann die Besetzungsdichte des &sup4;S3/2- Niveaus reduziert werden, während die Dichte des angeregten Zustands des &sup4;I13/2-Niveaus erhöht werden kann. Folglich kann gemäß Fig. 8(A) eine Verstärkungseffizienz des optischen Verstärkers als Ergebnis der Erhöhung der Dichte der invertierten Besetzung verbessert werden, bei der die Anzahl der Er³&spplus;-Ionen auf dem &sup4;I13/2-Niveau (d. h. dem höheren Energieniveau) jene auf dem &sup4;I15/2-Niveau (d. h. dem niedrigeren Energieniveau) übersteigen. Durch die Pump-ESA anzuregende Energieniveaus sind nicht nur das &sup4;S3/2-Niveau, sondern auch das &sup4;I9/2-Niveau und das &sup4;F9/2-Niveau, wie es in Fig. 8(B) bzw. (C) gezeigt ist. Das bei einer Wellenlänge von 0,98 um unmittelbar anzuregende &sup4;I11/2-Niveau weist zudem gemäß Fig. 8(D) eine große angeregte Zustandsdichte auf. Daher kann die angeregte Zustandsdichte des &sup4;I13/2-Niveaus durch Einführen des Lichts mit der Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I13/2-Niveau und dem &sup4;I9/2-Niveau, dem &sup4;F9/2-Niveau oder dem &sup4;I11/2-Niveau bei einer Wellenlänge von 1,65 um, 1,16 um bzw. 2,7 um ebenso wie durch Einführen des Lichts bei einer Wellenlänge von 0,85 um in die Faser erhöht werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann daher 0,98 um Pumplicht, das bei der bekannten S-EDFA für den Erhalt einer günstigen Verstärkung allgemein verwendet wird, bei der F-EDFA angewendet werden, um eine Verstärkung mit geringerem Rauschen und einem höheren Verstärkungsfaktor der F-EDFA im Vergleich zu der bekannten F-EDFA zu verwirklichen.
  • Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild zur Darstellung des Aufbaus eines optischen Verstärkers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 11 und 12 Pumplichtquellen, die Bezugszeichen 13 und 14 bezeichnen optische Kopplungseinrichtungen, das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine mit Er³&spplus;-dotierte optische Faser und das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine optische Isolationseinrichtung. Zudem geben die Pfeile im Schaltbild die Richtung einer Signaleingabe bzw. einer Signalausgabe an. Dies bedeutet, dass die Signalausgabe (Laseroszillation) in Richtung der Pfeile stattfindet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Halbleiterlaser mit einer 0,98 um Oszillation als optische Quelle 11 verwendet, während ein Halbleiterlaser mit einer 0,85 um Oszillation als optische Quelle 12 verwendet wird. Pumplicht von der Lichtquelle 11 und Pumplicht von der Lichtquelle 12 werden durch die optische Kopplereinrichtung 13 zusammengekoppelt. Dann wird das gekoppelte Pumplicht von der optischen Kopplungseinrichtung 13 weiter mit einem Eingangssignal in der Richtung des Pfeils A durch die optische Kopplungseinrichtung 14 gekoppelt. Danach wird das Ausgabelicht der optischen Kopplungseinrichtung 14 in die Er³&spplus;-dotierte optische Verstärkungsfaser 15 von 10 m Länge mit einer Glaszusammensetzung von ZrF&sub4;-BaF&sub2;-LaF&sub3;-YF&sub3;-AlF&sub3;- PbF&sub2;-LiF-HfF&sub4; eingeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Faser 15 zudem einen Kern von 2,5 um im Durchmesser auf, der mit 1000 ppm Er³&spplus; dotiert ist und eine Grenzwellenlänge von 1 um zeigt. Eine Verstärkung von 5 dB wird bei einer Wellenlänge von 1,55 um erreicht, wenn lediglich Pumplicht mit einer Leistung von 200 mW bei einer Wellenlänge von 0,98 um in den Verstärker eingeführt wird. Zudem wird eine Verstärkung von 30 cm bei einer Wellenlänge von 1,55 um erreicht, wenn lediglich Pumplicht mit einer Leistung von 50 mW bei einer Wellenlänge von 0,85 um in den Verstärker eingeführt wird. Dabei wird der Verstärker ferner der NF- Messung unterzogen, und es ergibt sich ein Rauschfaktor von 4 dB.
  • Ein NF-Wert des optischen Verstärkers unter Verwendung der Er³&spplus;-dotierten Fluoridfaser gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Pumplicht bei einer Wellenlänge von 1,48 um wird gemessen, und es ergibt sich ein Rauschfaktor von 6 dB, wenn die Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um 30 dB beträgt. Unter Verwendung der Er³&spplus;-dotierten Fluoridfaser gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für den Erhalt eines Rauschfaktorwertes durch eine Anregung bei 1,48 um Wellenlänge wird ein Rauschfaktor von 6 dB erreicht, wenn die Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um 30 dB beträgt. Folglich erzielt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine hohe Verstärkung von 30 d8, die durch den bekannten optischen Verstärker mit der Anregung bei einer Wellenlänge von 0,98 um nicht erzielt werden kann. Ferner erzielt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Reduktion beim Rauschfaktor von etwa 2 dB im Vergleich zur Anregung bei einer Wellenlänge von 1,48 um, so dass der bei 0,97 um gepumpte Er³&spplus;-dotierte Fluoridfaserverstärker gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen denselben NF-Wert zeigt, wie der durch den bei 0,98 um gepumpte S-EDFA erreichte.
    • (Ausführungsbeispiel 6)
  • Bei Ausführungsbeispiel 5 wird das bei einer Wellenlänge von 0,85 um einfallende Licht als dem Übergang von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau entsprechende verwendet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird demgegenüber Licht bei einer Wellenlänge von 2,7 um als dem Übergang von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau entsprechend von einem YAG-Laser 12 in den Verstärker eingeführt, um die Besetzung des &sup4;I13/2-Niveaus durch unmittelbare Verminderung der Besetzung des bei einer Wellenlänge von 0,98 um angeregten &sup4;I11/2-Niveaus zu erhöhen, was sich aus einer durch den Übergang von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau verursachten induzierten Emission ergibt. Dabei wird ein Anstieg bei der Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um und eine Verringerung des Rauschfaktors im Vergleich zu der Verwendung von lediglich dem 0,98 um Pumplicht beobachtet. Außerdem können die Verstärkungseigenschaften des Verstärkers durch Einführen von Licht bei einer Wellenlänge von 1,16 um in die Faser mittels eines Halbleiterlasers als Lichtquelle 2 verbessert werden.
    • (Ausführungsbeispiel 7)
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Licht bei einer Wellenlänge von 1,65 um von einer Lichtquelle (d. h. einem Halbleiterlaser) 12 verwendet, entsprechend dem Übergang von dem &sup4;I9/2-Niveau auf das &sup4;II3/2-Niveau. Dabei wird im Vergleich zu der Anregung mit lediglich 0,98 um ein Anstieg bei der Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um und eine Verringerung im Rauschfaktor beobachtet.
  • Bei Ausführungsbeispiel 6 und Ausführungsbeispiel 7 emittiert gemäß Vorstehendem die Lichtquelle 12 das einfallende Licht bei einer Wellenlänge von 0,85, 2,7, 1,16 oder 1,65 um. Es sei angemerkt, dass eine Breite der Übergangsenergie von dem &sup4;S3/2-, &sup4;I9/2-, oder &sup4;I1/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau vorliegt. Somit ergibt sich, dass das einfallende Licht in der von der Lichtquelle 12 eingeführten Energiebreite effektiv sein kann.
  • Die verfügbare Lichtquelle 12 kann nicht nur aus Halbleiterlasern und Festkörperlasern wie etwa einem Er:YAG-Laser gewählt werden, sondern außerdem aus Faserlasern, wie etwa einem Er³&spplus;-dotierten Fluoridfaserlaser als Lichtquelle zur Emission von Licht bei einer Wellenlänge von 2,7 um.
  • Zusätzlich zu den vorstehend angeführten 3 Energieniveaus &sup4;S3/2, &sup4;I9/2 und &sup4;I11/2 gibt es weitere (nicht gezeigte) Energieniveaus oberhalb dem &sup4;I13/2-Niveau. Somit ist es möglich, die Verstärkungseigenschaften des Verstärkers durch einfallendes Licht zu verbessern, das eine Energie entsprechend der Energiedifferenz zwischen dem höheren Energieniveau und dem &sup4;I13/2-Niveau aufweist.
  • Weiterhin ist das Licht für den Übergang von dem höheren Energieniveau auf das &sup4;I13/2-Niveau nicht auf eine Art beschränkt. Eine Vielzahl von Lichtstrahlen bei verschiedenen Wellenlängen kann gleichzeitig in den Verstärker mit dem Pumplicht eingeführt werden. Das Pumplicht kann für die direkte Anregung auf ein Energieniveau oberhalb dem &sup4;I9/2-Niveau verantwortlich sein, beispielsweise die direkte Anregung von dem &sup4;I9/2- Niveau auf das &sup4;S3/2-Niveau.
    • (Ausführungsbeispiel 8)
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 5 bis 7 wird die Er³&spplus;-dotierte ZrF&sub4;-basierte Fluoridfaser als Verstärkungsmedium verwendet. Im übrigen ist außerdem bekannt, dass eine Verstärkung von 1,55 um kaum erreicht wird, wenn der Pumpvorgang bei 0,98 um (die Anregung auf das &sup4;I11/2-Niveau) bei einem Verstärker angewendet wird, bei dem eine Er³&spplus;-dotierte ZrF&sub4;-AlF&sub2;-basierte Fluoridfaser, eine Er³&spplus;-dotierte InF&sub3;-basierte Faser, eine Er³&spplus;-dotierte Chalcogenidglasfaser oder eine Er³&spplus;-dotierte Telluridglasfaser als Verstärkungsmedium bereitgestellt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann daher eine effektive Verwendung eines dieser Verstärkungsmedien erfindungsgemäß erzielt werden, bei denen Material mit einer geringen Phononenenergie als Wirt verwendet wird.
  • Ferner ist die Anregung auf ein Energieniveau oberhalb dem &sup4;I11/2-Niveau nicht auf den Pumpvorgang bei 0,98 um beschränkt. Diese Anregung kann auch durch einen Pumpvorgang bei 0,8 um (der Anregung auf das &sup4;F9/2-Niveau) erzielt werden. Dabei wird ein Anstieg bei der Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um und eine Verringerung des Rauschfaktors durch Einführen des 0,8 um-Pumplichts in die Faser gleichzeitig zu zusätzlichem Einfalllicht (das heißt Licht bei einer Wellenlänge von 0,8 um) mit einer dem Übergang von einem Energieniveau oberhalb dem &sup4;I13/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau entsprechenden Energie erreicht.
    • (Ausführungsbeispiel 9)
  • Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines Lasers als einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 11 und 12 Lichtquellen, das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine optische Kopplungseinrichtung, die Bezugszeichen 17 und 17' bezeichnen Resonanzspiegel, und das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Kristall als Verstärkungsmedium. Zudem gibt ein Pfeil die Richtung der Signalausgabe an. Ein als Verstärkungsmedium zu verwendender Kristall ist ein Er³&spplus;- dotierter Halidkristall wie etwa LaF&sub3;, BaF&sub2;, LaCl&sub3; oder YF&sub3;. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Eigenschaften einer 1,5 um-Verstärkung und einer Laseroszillation des Lasers unter Verwendung des Halidkristalls untersucht. Im Ergebnis wird ein Anstieg bei der Verstärkung sowie ein Anstieg bei der Laseroszillationseffizienz erreicht, wenn das Licht für die induzierte Emission von einem höheren Energieniveau auf das &sup4;I13/2-Niveau in die Faser gleichzeitig mit Pumplicht bei den Wellenlängen 0,8 und 0,98 um eingeführt wird.
    • (Ausführungsbeispiel 10)
  • Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild eines Lasers als einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 11 und 12 Lichtquellen, das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine optische Kopplungseinrichtung, das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Er³&spplus;-dotierte optische Faser 15 zur Verstärkung, und die Bezugszeichen 17 und 17' bezeichnen Resonanzspiegel zusätzlich gibt ein Pfeil die Richtung der Ausgabe (Laseroszillation) an. Die Er³&spplus;-dotierte optische Faser ist so hergestellt, dass sie eine Glaszusammensetzung von ZrF&sub4;-BaF&sub2;-LaF&sub3;-YF&sub3;-AlF&sub3;-PbF&sub2;-LiF- HfF&sub4; beinhaltet und in dem in Fig. 11 gezeigten Laser eingebaut ist, was zu einer Laseroszillation bei einer Wellenlänge von 1,5 um führt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Lichtquellen mit Wellenlängen von 0,98 und 0,85 um als Pumplichtquellen 2, 3 verwendet. Wenn der Lichtpfad der Lichtquelle von 0,85 um Wellenlänge blockiert ist, wird die Stärke der Laseroszillation deutlich verringert.
    • (Ausführungsbeispiel 11)
  • Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines Lasers als weiterem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Lichtquelle, die aus einem Halbleiterlaser mit einer Oszillation bei 0,98 um besteht, das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Lichtquelle, die aus einem Halbleiterlaser mit einer Oszillation bei 0,85 um besteht, die Bezugszeichen 13, 14 und 14' bezeichnen optische Kopplungseinrichtungen, und das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Er³&spplus;-dotierten optischen Verstärker zur Verstärkung.
  • Nach dem Zusammenkoppeln des Pumplichts von den Lichtquellen 11 und 12 durch die optische Kopplungseinrichtung 13 wird von der optischen Kopplungseinrichtung 13 erzeugtes Ausgabepumplicht an ein einfallendes Signallicht gekoppelt, das aus der durch den Pfeil A in der Figur angegebenen Richtung durch die optische Kopplungseinrichtung 14 bereitgestellt wird. Zudem wird das Pumplicht von der Lichtquelle 19 in die Er³&spplus;-dotierte optische Faser 15 durch die optische Kopplungseinrichtung 14' eingeführt.
  • Die als Verstärkungsmedium bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellte Er³&spplus;-dotierte optische Faser 15 wird so hergestellt, dass sie dieselbe Glaszusammensetzung wie gemäß Ausführungsbeispiel 10 aufweist, das heißt ZrF&sub4;-BaF&sub2;-LaF&sub3;-YF&sub3;-AlF&sub3;-PbF&sub2;-LiF-HfF&sub4;. Zudem weist die Faser 15 eine Er³&spplus;- Dotierstoffkonzentration von 1000 ppm, eine Länge von 10 m, einen hohen relativen Brechungsindexdifferenz von 2,5 % und eine Grenzwellenlänge von 1 um auf. Wenn nur das Pumplicht bei einer Wellenlänge von 0,98 um in die Faser bei 200 mW eingeführt wird, beträgt die Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,5 um 5 dB. Wenn das Pumplicht bei einer Wellenlänge von 0,85 um in die Faser bei 30 mW eingeführt wird, beträgt die Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um 15 dB. Wenn ein zusätzliches Pumplicht bei einer Wellenlänge von 1,48 um in die Faser zusätzlich zu dem Pumplicht von 0,85 um Wellenlänge eingeführt wird, beträgt die Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um 40 dB. Dabei beträgt der gemessene Wert des Rauschfaktors des Verstärkers 3,8 dB.
  • Weiterhin wurde ein Rauschfaktor des Verstärkers mit der Er³&spplus;-dotierten optischen Faser gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei Anregung bei einer Wellenlänge von 1,48 um gemessen. Der Rauschfaktor von 6 dB wird erreicht, wenn die Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um 40 dB beträgt. Folglich ermöglicht eine Konfiguration des Verstärkers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bereitstellung eines Verstärkers mit einer ausgezeichneten Verstärkung von 40 dB, was durch den bei 0,98 um gepumpten bekannten Verstärker nicht erzielt wurde, sowie eine Verringerung bei dem Rauschfaktor, das heißt ein Abfall von 2 dB oder weniger gegenüber dem des Pumpvorgangs bei 1,48 um gefallen. Es wird bestätigt, dass der Rauschfaktor des Verstärkers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen auf demselben Niveau liegt, wie der des bei 0,98 um gepumpten S-EDFA.
    • (Ausführungsbeispiel 12)
  • Bei Ausführungsbeispiel 11 wird das Licht mit einer Wellenlänge von 0,85 um als Licht entsprechend dem Übergang von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau verwendet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird andererseits Licht entsprechend dem Übergang von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau in die Faser von der Lichtquelle 2 eingeführt (das heißt ein Er:YAG-Laser mit einer Oszillation bei 2,7 um wird als Lichtquelle verwendet). Dabei wird ein Anstieg bei der Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um und eine Verringerung beim Rauschfaktor des Verstärkers beobachtet. Die Verstärkungseigenschaften des Verstärkers werden außerdem durch Einführen des einfallenden Lichtes bei einer Wellenlänge von 1,6 um in das Verstärkungsmedium von einem als Lichtquelle 12 bereitgestellten Halbleiter verbessert.
    • (Ausführungsbeispiel 13)
  • Bei Ausführungsbeispiel 11 wird Licht bei einer Wellenlänge von 0,85 um entsprechend dem Übergang vom &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau in den Verstärker eingeführt. Bei Ausführungsbeispiel 12 wird zudem Licht entsprechend dem Übergang vom &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I13/2- Niveau in den Verstärker von der Lichtquelle 12 eingeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird andererseits Licht bei einer Wellenlänge von 1,65 um entsprechend dem Übergang vom &sup4;I9/2-Niveau auf das &sup4;I13/2- Niveau in den Verstärker von der Lichtquelle 12 (Halbleiterlaser) eingeführt. Dabei wird ein Anstieg bei der Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um und eine Verringerung beim Rauschfaktor beobachtet, im Vergleich zu der Selbstanregung bei 0,98 um.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 11 bis 13 emittiert die Lichtquelle 12 das einfallende Licht bei einer Wellenlänge von 0,85, 2,7, 1,16, oder 1,65 um. Es wird dabei angemerkt, dass dabei eine Bandbreite der Übergangsenergie von dem &sup4;S3/2-, dem &sup4;I9/2- oder dem &sup4;F9/2-, oder dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau vorliegt. Somit kann das einfallende Licht bei der von der Lichtquelle 12 eingeführten Energiebandbreite effektiv sein.
  • Die verfügbare Lichtquelle 12 kann nicht nur aus Halbleiterlasern und Festkörperlasern, wie etwa einem Er:YAG-Laser ausgewählt werden, sondern sie kann auch aus Faserlasern, wie etwa einem Er³&spplus;-dotierten Fluoridfaserlaser als Lichtquelle zur Emission eines Lichts bei einer Wellenlänge von 2,7 um ausgewählt werden.
  • Zusätzlich zu den vorstehend angeführten drei Energieniveaus &sup4;S3/2, &sup4;I9/2 und &sup4;I11/2 gibt es andere (nicht gezeigte) Energieniveaus oberhalb dem &sup4;I13/2-Niveau. Somit ist es möglich, die Verstärkungseigenschaften des Verstärkers durch einfallendes Licht mit einer Energie entsprechend der Energiedifferenz zwischen dem oberen Energieniveau und dem &sup4;I13/2-Niveau zu verbessern.
  • Zudem ist die Anzahl von Lichtarten für den Übergang von dem höheren Energieniveau auf das &sup4;I13/2-Niveau nicht auf eine Art beschränkt. Eine Vielzahl von Lichtarten bei verschiedenen Wellenlängen kann in dem Verstärker gleichzeitig mit dem Pumplicht eingeführt werden. Das Pumplicht kann für die direkte Anregung auf ein Energieniveau oberhalb dem &sup4;I9/2-Niveau sein, bspw. das &sup4;F9/2-Niveau und das &sup4;S3/2-Niveau.
    • (Ausführungsbeispiel 14)
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird gemäß Fig. 9 ein optischer Verstärker mit zwei Lichtquellen 11 und 12 hergestellt, wobei die Lichtquelle 11 ein Halbleiterlaser ist, der bei einer Wellenlänge von 0,97 um oszilliert und die Lichtquelle 12 ein Halbleiterlaser ist, der bei einer Wellenlänge von 0,855 um oszilliert. Nach dem Koppeln von Pumplicht von den Lichtquellen 11 und 12 durch eine optische Kopplungseinrichtung 13 passiert Ausgabepumplicht von der Kopplungseinrichtung 13 durch eine andere optische Kopplungseinrichtung 14, wo sie mit einem Eingabesignallicht weiter gekoppelt wird, das von einer (nicht gezeigten) optischen Isolationseinrichtung in der durch Pfeil A in der Figur angegebenen Richtung bereit gestellt wird. Dann wird Ausgabepumplicht von der optischen Kopplungseinrichtung 14 in eine Er³&spplus;-dotierte optische Faser 15 zur Verstärkung des Pumplichts eingeführt.
  • Die vorstehend angeführte Er³&spplus;-dotierte optische Faser 15 weist eine Glaszusammensetzung von ZrF&sub4;-BaF&sub3;-LaF&sub3;-YF&sub3;- AlF&sub3;-PbF&sub2;-LiF-NaF-HfF&sub4; auf und ihr Kern ist mit Er³&spplus; in einer Menge von 1000 ppm dotiert. Zudem ist die Faser 10 mit einer Länge von 20 m, einer Differenz der Brechungsindices zwischen dem Kernabschnitt und dem Mantelabschnitt von 2,5% sowie einer Grenzwellenlänge von 1 um hergestellt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann ferner eine Verstärkung von 40 dB erzielt werden, wenn zusätzliches Licht bei einer Wellenlänge von 0,855 um mit einer Leistung von 10 mW gleichzeitig in die Faser zusätzlich zu dem Pumplicht bei 0,97 um eingeführt wird. Dabei wird ein Rauschfaktor von 3,8 dB erreicht.
  • Das Verstärkungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet den Vorgang der Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau mit den Schritten: einer Zweistufenanregung, bei der das &sup4;I15/2-Niveau auf das &sup4;I11/2-Niveau angeregt wird, und dann das 4I11/2-Niveau auf das &sup4;F7/2-Niveau angeregt wird; und eines induzierten Übergangs von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau. Daher sollten angemessene Pumpwellenlängen zur effektiven Durchführung der vorstehend beschriebenen Zweistufenanregung zunächst ausgewählt werden, um die Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau zu erzielen.
  • Fig. 13 zeigt die Veränderungen bei einer Anregungsdichte des &sup4;S3/2-Niveaus durch Verschieben der Pumpwellenlänge. Die in der Figur gezeigten Ergebnisse werden durch die Veränderung bei einer Emissionsstärke des Verstärkers bei dem Übergang von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau erreicht. Gemäß Fig. 13 kann die Er³&spplus;-dotierte Fluoridfaser effektiv auf das &sup4;S3/2-Niveau bei einer Pumpwellenlänge im Bereich von 960 nm bis 980 nm angeregt werden, und eine besonders hohe effiziente Anregung auf das &sup4;S3/2-Niveau kann bei einer Pumpwellenlänge von annähernd 969 nm erzielt werden.
  • Für das für eine induzierte Emission von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau verantwortliche Licht kann deren Pumpwellenlänge zwischen 0,82 um bis 0,88 um ausgewählt werden, weil ein Emissionsquerschnitt des Übergangs von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau gemäß Fig. 14 vorliegt. Bei dem Wellenlängenbereich von 0,98 um bis 0,88 um ist der Querschnitt der induzierten Emission größer als der Absorptionsquerschnitt, so dass es möglich ist, eine induzierte Emission von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau mit Effizienz unter Verwendung des Lichts bei einer Wellenlänge in dem vorstehend angeführten Bereich zu erzielen.
    • (Ausführungsbeispiel 15)
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird gemäß Fig. 12 ein Er³&spplus;-dotierter Fluoridfaserverstärker (F-EDFA) durch Installieren einer dritten Lichtquelle 19 zusätzlich zu den bei dem F-EDFA gemäß Ausführungsbeispiel 5 (vgl. Fig. 9) verwendeten Lichtquellen 11, 12 erzeugt. Zudem wird eine zusätzliche optische Kopplungseinrichtung 14' anstelle der optischen Isolationseinrichtung 16 so installiert, dass sie mit der dritten Lichtquelle 19 verbunden ist. Somit kann ein weiteres Pumplicht in die Er³&spplus;-dotierte optische Faser 5 durch die optische Kopplungseinrichtung 4' im stromabwärts gelegenen Teil des F-EDFA eingeführt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ferner Licht bei einer Pumpwellenlänge von 1,48 um verwendet. Daher ist der F-EDFA gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Einbeziehung einer zusätzlichen Anregung bei einer Wellenlänge von 1,48 um zur Durchführung einer direkten Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau konfiguriert, um eine geringe Rauschzahl (NF) und eine hohe Ausgabe zu erzielen, wenn ein großes Signal in den F-EDFA eingeführt wird.
  • Bei der Verwendung einer Er³&spplus;-dotierten Quarzglasfaser kann ein Verstärker (d. h. ein Er³&spplus;-dotierter Quarzglasfaserverstärker: S-EDFA) mit den Eigenschaften der Erzeugung einer großen Ausgabe und einer geringen Rauschzahl (NF) durch Einbeziehung der Einrichtung zum Einführen eines Pumplichts bei einer Wellenlänge von 0,98 um von der Stromaufwärtsrichtung in die Faser sowie der Einrichtung zur Einführung von Pumplicht bei einer Wellenlänge von 1,48 um aus der Stromabwärtsrichtung in die Faser aufgebaut werden. Bei Verwendung der Er³&spplus;- dotierten Fluoridfaser werden andererseits zwei verschiedene Pumplichtstrahlen bei Wellenlängen von 0,97 und 0,85 um gleichzeitig in die Faser so eingeführt, dass eine ernste Verschlechterung der Effizienz der Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau vermieden wird, welche durch Einführen von lediglich dem Pumplicht bei einer Wellenlänge von 0,97 um in die Faser verursacht wurde.
  • Ein Verstärkungsfaktor von 15 dB oder mehr und eine Rauschzahl von 5 dB oder weniger werden bei einer Wellenlänge in dem vorstehend angeführten Wellenlängenbereich erreicht, indem die Anregung durchgeführt wird, wenn eine Pumpleistung des in die Faser eingeführten Pumplichts von 0,97 um 100 mW und eine Pumpleistung des in die Faser eingeführten Pumplichts von 0,85 um 20 mW beträgt. Die Signallichteingabe wird durch einen (in Fig. 13 nicht gezeigten) optischen Verstärker durchgeführt.
  • Daher verbessert das Anregungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verstärkungseigenschaften des F-EDFA, so dass sie für den Aufbau eines Verstärkers mit den Eigenschaften der Erzeugung einer großen Ausgabe mit geringem Rauschen effektiv ist.
    • (Ausführungsbeispiel 16)
  • Fig. 15 zeigt eine Perspektivansicht eines Hauptabschnitts eines optischen Verstärkers in der Bauart eines optischen Wellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 110 einen Kernabschnitt, das Bezugszeichen 111 bezeichnet einen Mantelabschnitt und das Bezugszeichen 113 bezeichnet einen Substratabschnitt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Kern- und der Mantelabschnitt aus Fluoridglas ausgebildet. Zudem ist der Kernabschnitt 110 mit 110 Gew.-% Er³&spplus; dotiert.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird aus Licht einer Wellenlänge von 1,48 um und Licht einer Wellenlänge von 0,86 um bestehendes Mischlicht in den Kernabschnitt 110 eingeführt.
  • Falls die Er³&spplus;-Dotierstoffkonzentration in dem Kernabschnitt 110 erhöht wird, wird eine Energiebewegung bei den Er³&spplus;-Ionen durch elektrische Dipolinteraktionen unter ihnen als Folge einer Verringerung im Abstand unter den Er³&spplus;-Ionen im Fluoridglas entsprechend dem angeführten Anstieg verursacht.
  • Fig. 16 zeigt Energieniveaus von Er³&spplus; zur Darstellung der Anregungszustände des Er³&spplus; in Anbetracht von Interaktionen unter den Er³&spplus;-Ionen. Falls Pumplicht bei einer Wellenlänge von 2,48 um in den Kernabschnitt zur Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau eingeführt wird, tritt eine Zusammenwirkung der Hochumwandlung durch den Übergang von dem &sup4;I13/2-Niveau auf das &sup4;I15/2-Niveau und die Anregung von dem &sup4;I13/2-Niveau auf das &sup4;I9/2-Niveau auf. Nach der Anregung auf das &sup4;I9/2-Niveau tritt eine Relaxation von dem &sup4;I9/2-Niveau auf das &sup4;I11/2-Niveau durch multiple Phononenemission auf, was zu der Anregung auf das &sup4;I11/2- Niveau führt. Dann erhöht sich die angeregte Zustandsdichte des &sup4;I11/2-Niveaus, und nachfolgend tritt eine zusammenwirkende Hochumwandlung durch den Übergang von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;I15/2-Niveau und die Anregung von dem &sup4;I11/2-Niveau auf das &sup4;F7/2-Niveau auf, was zu der Anregung auf das &sup4;F7/2-Niveau führt. Schließlich kann eine Anregung auf die Energieniveaus wie etwa dem &sup4;S3/2-Niveau und dem &sup4;F9/2-Niveau erzielt werden, die nicht unmittelbar durch Pumplicht bei einer Wellenlänge von 1,48 um angeregt werden. Folglich wird die Effizienz der Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau verringert, so dass die Wahrscheinlichkeit der Verursachung einer optischen Verstärkung bei einer Wellenlänge von 1,55 um im Wesentlichen verschwindet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verstärker so aufgebaut, dass er die angeregte Zustandsdichte des &sup4;I13/2-Niveaus erhöht, indem eine induzierte Emission von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I11/2-Niveau verursacht wird. In der Folge wird ein Verstärkungsfaktor von 30 dB bei einer Wellenlänge von 1,55 um erreicht, wenn die Pumpleistung bei 1,48 um 150 mW und die Pumpleistung bei 0,86 um 20 mW beträgt. Falls die 1,48 um-Pumpenergie verwendet wird, kann kein angemessener Verstärkungsfaktor erreicht werden. Somit zeigt einfallendes Licht bei einer Wellenlänge von 0,86 um einen signifikanten Effekt auf die Verstärkungseffizienz.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ferner das Licht, das eine induzierte Emission von dem &sup4;S3/2-Niveau auf das &sup4;I13/2-Niveau verursacht, in den Verstärker eingeführt. Gemäß vorstehender Beschreibung werden die Energieniveaus &sup4;F9/2-Niveau, &sup4;I9/2-Niveau und &sup4;I11/2-Niveau ebenfalls angeregt, so dass eine Verbesserung bei der Verstärkungseffizienz erzielt wird, indem das Licht, das eine induzierte Emission von einem dieser Energieniveaus auf das &sup4;I13/2-Niveau verursacht, in den Verstärker zusätzlich zu dem einfallenden Pumplicht bei einer Wellenlänge von 1,48 um eingeführt wird.
    • (Ausführungsbeispiel 17)
  • Ein Verstärker in der Bauart eines optischen Wellenleiters weist dieselbe Konfiguration wie das Ausführungsbeispiel 16 gemäß Fig. 14 mit Ausnahme von nachstehendem auf. Genauer sind der Kern und die Mantelabschnitte aus Telluridglas ausgebildet. Zudem ist der Kernabschnitt mit 20 Gew.-% Er³&spplus; dotiert. Sodann wurden die Betriebseigenschaften des Verstärkers mit der vorstehend beschriebenen Struktur studiert und es wurden die nachstehend angeführten Ergebnisse erhalten. Bei der Verwendung eines Telluridglases als Material für den optischen Wellenleiter werden die Energieniveaus &sup4;S3/2, &sup4;F9/2, &sup4;I9/2, &sup4;I11/2 und dergleichen durch die Interaktionen unter den Er³&spplus;-Ionen angeregt, wenn die Er³&spplus;-Konzentration hoch ist. Daher kann die Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau als Ergebnis der induzierten Emission von einem dieser Energieniveaus auf das &sup4;I13/2-Niveau effektiv durchgeführt werden, indem das dem vorhergehenden Niveau entsprechende Licht in den Verstärker eingeführt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Licht bei einer Wellenlänge von 0,875 um gleichzeitig zu dem Pumplicht bei 1,48 um eingeführt. Folglich wird ein Verstärkungsfaktor von 30 dB bei einer Wellenlänge von 1,55 um erreicht, wenn die Pumpleistung bei 1,48 um 150 mW und die Pumpleistung bei 0,875 um 20 mW beträgt. Falls die 1,48 um-Pumpenergie alleine verwendet wird, kann kein angemessener Verstärkungsfaktor erreicht werden. Somit zeigt einfallendes Licht bei einer Wellenlänge von 0,875 um eine signifikante Wirkung auf die Verstärkungseffizienz.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Pumplicht bei 1,48 um und das Pumplicht bei 0,875 um in den Wellenleiter aus derselben Richtung eingeführt. Sie können jedoch in den optischen Wellenleiter aus entgegengesetzten Richtungen eingeführt werden.
    • (Ausführungsbeispiel 18)
  • Ein optischer Verstärker in der Bauart eines optischen Wellenleiters weist denselben Aufbau wie die in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiele 16 und 17 auf, außer dass der Kern und die Mantelabschnitte aus Quarzglas ausgebildet sind und dass außerdem der Kernabschnitt mit einem Gew.-% Er³&spplus; dotiert ist.
  • Die Betriebseigenschaften des Verstärkers mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wurden untersucht und die nachstehend beschriebenen Ergebnisse wurden erreicht. Bei der Verwendung von Quarzglas als Material des optischen Wellenleiters werden die Energieniveaus &sup4;S3/2, &sup4;F9/2, &sup4;I9/2, &sup4;I11/2 und dergleichen durch die Interaktionen unter den Er³&spplus;-Ionen angeregt, wenn die Er³&spplus;-Konzentration hoch ist. Daher kann die Anregung auf das &sup4;I13/2-Niveau als Ergebnis der induzierten Emission von einem dieser Energieniveaus auf das &sup4;I13,2-Niveau effektiv durchgeführt werden, indem Licht entsprechend dem vorhergehenden Niveau in den Verstärker eingeführt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Licht bei einer Wellenlänge von 0,87 um gleichzeitig zu dem Pumplicht bei 1,48 um eingeführt. Folglich wird ein Verstärkungsfaktor von 30 dB bei einer Wellenlänge von 1,55 um erreicht, wenn die Pumpleistung bei 1,48 um 150 mW und die Pumpleistung bei 0,87 um 20 mW beträgt. Falls die Pumpleistung bei 1,48 um alleine verwendet wird, kann kein angemessener Verstärkungsfaktor erreicht werden. Somit zeigt einfallendes Licht bei einer Wellenlänge von 0,87 um eine signifikante Wirkung auf die Verstärkungseffizienz.
  • Gemäß vorstehendem sind die optischen Verstärker und die Laser gemäß den Ausführungsbeispielen 5 bis 18 gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Lichtquelle bei verschiedenen Wellenlängen für das Pumplicht. Zudem ist die erste Lichtquelle verantwortlich für die Emission von Licht bei einer Wellenlänge entsprechend der Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I13/2- Niveau von Erbium und einem Energieniveau oberhalb dem &sup4;I13/2-Niveau. Daher ist es gemäß vorstehendem möglich, eine Verstärkung im 1,55 um-Band durch den Pumpvorgang bei 0,98 um zu erzielen, der eine Verstärkung mit geringem Rauschen ermöglicht, wenn eine infrarottransparente Faser, wie etwas eine Fluoridfaser (die durch den Fachmann als ungeeignet betrachtet wird) als Wirt von Er³&spplus; verwendet wird. Daher wird ein optischer Verstärker mit den Eigenschaften einer flachen Verstärkung und einer breiten Verstärkungsbandbreite und geringem Rauschen erreicht. Der somit erhaltene optische Verstärker kann bei einem Kommunikationssystem zur Erhöhung dessen Übertragungsvolumens angewendet und zur Bereitstellung einer Diversifizierung der Systemkonfiguration bereitgestellt werden, um die breite Verbreitung optischer Kommunikation, die wesentliche Reduktion von deren Herstellungskosten usw. zu erzielen.
  • Gemäß vorstehender Beschreibung wird ein mit Er³&spplus;-Ionen dotiertes optisches Verstärkungsmedium aus der Gruppe Fluoridglas, Chalcogenidglass, Telluritglas, Halidkristal und Bleioxid-basiertes Glas ausgewählt. Die Er³&spplus;-Ionen werden durch Licht von zumindest einer Wellenlänge im Bereich von 0,96 um bis 0,98 um angeregt. Ein Laser oder ein optischer Verstärker beinhaltet dieses mit Er³&spplus;-Ionen dotierte optische Verstärkungsmedium. Ferner führt ein optisches Verstärkungsverfahren eine optische Verstärkung unter Verwendung des optischen Verstärkers mit dem mit Er³&spplus;-Ionen dotierten optischen Verstärkungsmedium durch. Somit kann ein im Gebiet der optischen Kommunikation anzuwendender Laser, ein optischer Verstärker mit den Eigenschaften geringen Rauschens und hoher Verstärkung und das vorstehende optische Verstärkungsverfahren bereitgestellt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Verstärkung eines optischen Signals auf einem Wellenlängenband von 1,5 um, wobei ein mit Er³&spplus;-Ionen dotiertes optisches Verstärkungsmedium (15) verwendet wird,
gekennzeichnet durch die Schritte
Einführen eines durch einen induzierten Emissionsübergang von dem &sup4;I13/2-Niveau auf das &sup4;I15/2-Niveau zu verstärkenden Lichts in ein mit den Er³&spplus;-Ionen dotiertes Verstärkungsmedium (15) von derselben Richtung;
Einführen eines ersten Pumplichts, das in derselben Richtung wie das zu verstärkende Licht von einer ersten Lichtquelle (11) emittiert wird, um die Er³&spplus;-Ionen durch Licht in einem Bereich von 0,96 um bis ausschließlich 0,98 um auf das &sup4;F7/2-Energieniveau durch eine Zweistufenabsorption anzuregen; und
Einführen eines zweiten Pumplichts, das in derselben Richtung wie das zu verstärkende Licht in das optische Verstärkungsmedium (15) von einer zweiten Lichtquelle (12) auf einer Wellenlänge emittiert wird, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;S3/2-Niveau und dem &sup4;I13/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen zur Erhöhung der Besetzung des &sup4;I13/2-Niveaus durch induzierte Relaxation entspricht.
2. Verfahren zur Verstärkung eines optischen Signals nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt Einführen eines dritten Pumplichts, das in der entgegengesetzten Richtung zu dem zu verstärkenden Licht in das optische Verstärkungsmedium (15) von einer dritten Lichtquelle (19) auf einer Wellenlänge emittiert wird, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau und dem &sup4;I13/2-Niveau der Er -Ionen entspricht.
3. Optischer Verstärker mit:
einem optischen Verstärkungsmedium (15), das mit Er³&spplus;-Ioinen dotiert ist;
einer Einrichtung (14) zum Induzieren von Signallicht auf einer Wellenlänge von 1,5 um in das optische Verstärkungsmedium (15) und zum optischen Isolieren des Signallichtes;
zumindest einer ersten Lichtquelle (11) für eine Anregung des optischen Verstärkungsmediums (15); und
einer zweiten Lichtquelle (12) für eine Anregung des optischen Verstärkungsmediums (15),
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle Licht auf verschiedenen Wellenlängen emittieren,
die erste Lichtquelle (11) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I13/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen und einem höheren Energieniveau als dem &sup4;I13/2-Niveau entspricht, um die Besetzung des &sup4;I13/2-Niveaus durch induzierte Emission zu erhöhen, und
die zweite Lichtquelle (12) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge bereitgestellt wird, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau und dem &sup4;I11/2-Niveau oder dem &sup4;F9/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen entspricht.
4. Optischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtquelle (11) als Lichtquelle zur Emission von Licht bei einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I3/2-Niveau und dem &sup4;I11/2-Niveau, dem &sup4;I9/2-Niveau, dem &sup4;F9/2-Niveau, oder dem &sup4;S3/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen entspricht.
5. Optischer Verstärker nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lichtquelle (11) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge von 0,82 um bis 0,88 um bereitgestellt ist; und
die zweite Lichtquelle (12) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge von 0,96 um bis 0,98 um bereitgestellt ist.
6. Optischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Er³&spplus;-Ionen dotierte optische Verstärkungsmedium (15) eine mit Er³&spplus;-Ionen dotierte Fluoridfaser, eine mit Er³&spplus;-Ionen dotierte Chalcogenidfaser, eine mit Er³&spplus;-Ionen dotierte Telluridfaser oder ein mit Er³&spplus;-Ionen dotierter Halidkristall ist.
7. Optischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Licht von der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle aus derselben Richtung in das Verstärkungsmedium (15) eingeführt wird.
8. Optischer Verstärker nach Anspruch 3, zudem mit
einer dritten Lichtquelle (19) für eine Anregung des optischen Verstärkungsmediums (15),
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Lichtquelle (19) als eine Lichtquelle zur Emission von Licht in das Verstärkungsmedium (15) von der zu dem Signallicht entgegengesetzten Richtung auf einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau und dem &sup4;I13/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen entspricht.
9. Optischer Verstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Licht von der dritten Lichtquelle (19) eine Wellenlängendifferenz zu dem Signallicht aufweist.
10. Laser auf einem Wellenlängenband von 1,5 um, mit
einem optischen Verstärkungsmedium (15, 18), das mit Er³&spplus;-Ionen dotiert ist,
zumindest einer ersten Lichtquelle (11) für eine Anregung des optischen Verstärkungsmediums (15, 18), und
einer zweiten Lichtquelle (12) für eine Anregung des optischen Verstärkungsmediums (15, 18),
wobei eine induzierte Emission von Er³&spplus;-Ionen von dem &sup4;I13/2-Niveau auf das &sup4;I15/2-Niveau verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle Licht auf verschiedenen Wellenlängen emittieren,
die erste Lichtquelle (11) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I13/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen und einem höheren Energienniveau als dem &sup4;I13/2-Niveau zur Erhöhung der Besetzung des &sup4;I13/2-Niveaus durch induzierte Emission entspricht, und
die zweite Lichtquelle (12) als eine Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau und dem &sup4;I11/2-Niveau oder dem &sup4;F9/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen entspricht.
11. Laser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtquelle (11) als eine Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I13/2-Niveau und dem &sup4;I11/2-Niveau, dem &sup4;I9/2-Niveau, dem &sup4;F9/2-Niveau, oder dem &sup4;S3/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen entspricht.
12. Laser nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lichtquelle (11) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge von 0,82 um bis 0,88 um bereitgestellt ist; und
die zweite Lichtquelle (12) als Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge von 0,96 um bis 0,98 um bereitgestellt ist.
13. Laser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Er³&spplus;-Ionen dotierte optische Verstärkungsmedium (15, 18) eine mit Er³&spplus;-Ionen dotierte Fluoridfaser, eine mit Er³&spplus;-Ionen dotierte Chalcogenidfaser, eine mit Er³&spplus;-Ionen dotierte Telluridfaser oder ein mit Er³&spplus;-Ionen dotierter Halidkristall ist.
14. Laser nach Anspruch 10, zudem mit
einer dritten Lichtquelle für eine Anregung des optischen Verstärkungsmediums,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Lichtquelle als eine Lichtquelle zur Emission von Licht auf einer Wellenlänge bereitgestellt ist, die einer Energiedifferenz zwischen dem &sup4;I15/2-Niveau und dem &sup4;I13/2-Niveau der Er³&spplus;-Ionen entspricht.
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