JP2000164956A - 高出力変換効率を有する光ファイバ増幅器 - Google Patents
高出力変換効率を有する光ファイバ増幅器Info
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 Ｃ−バンド及びＬ−バンドのシリカ基材ＥＤ
ＦＡを並列接続し、Ｃ−バンドＥＤＦＡ部またはＬ−バ
ンドＥＤＦＡ部から出力される後方増幅自発放出光をＬ
−バンドＥＤＦＡ部の増幅に対する２次ポンピング光で
再活用することにより、高出力変換効率を有する１５８
０ｎｍバンドの光増幅器を実現する技術を提供する。 【解決手段】 本発明の光増幅器はＣ−バンド及びＬ−
バンドＥＤＦＡ部１１０、１２０から出力される後方増
幅自発放出光がＬ−バンドＥＤＦＡ部１２０に挿入され
再活用される。本発明の光増幅器に対してその性能特性
を実験した結果、９８０ｎｍ波長の光でポンピングする
場合、システム全体の出力変換効率が顕著に増加するこ
とが確認され、低雑音指数面での損失が減少する。この
ため、性能特性を大幅に向上した光ファイバ増幅器を実
現することができる。
ＦＡを並列接続し、Ｃ−バンドＥＤＦＡ部またはＬ−バ
ンドＥＤＦＡ部から出力される後方増幅自発放出光をＬ
−バンドＥＤＦＡ部の増幅に対する２次ポンピング光で
再活用することにより、高出力変換効率を有する１５８
０ｎｍバンドの光増幅器を実現する技術を提供する。 【解決手段】 本発明の光増幅器はＣ−バンド及びＬ−
バンドＥＤＦＡ部１１０、１２０から出力される後方増
幅自発放出光がＬ−バンドＥＤＦＡ部１２０に挿入され
再活用される。本発明の光増幅器に対してその性能特性
を実験した結果、９８０ｎｍ波長の光でポンピングする
場合、システム全体の出力変換効率が顕著に増加するこ
とが確認され、低雑音指数面での損失が減少する。この
ため、性能特性を大幅に向上した光ファイバ増幅器を実
現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信用素子に係
り、特に自発放出光（Amplified Spontaneous Emissio
n；“ＡＳＥ”）を２次ポンピング源として再活用する
ことにより、高出力変換効率を有する並列構造の光ファ
イバ増幅器に関するものである。
り、特に自発放出光（Amplified Spontaneous Emissio
n；“ＡＳＥ”）を２次ポンピング源として再活用する
ことにより、高出力変換効率を有する並列構造の光ファ
イバ増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年における情報通信量の増加に伴い、
広利得帯域で使用できるエルビウムイオンドープ光ファ
イバ増幅器（Ｅｒ３＋−Doped Fiber Amplifier；“Ｅ
ＤＦＡ”）が、波長分割多重（Wavelength Division Mu
ltiplexed；以下“ＷＤＭ”と称する）システムに内在
する問題点の一解決方法として注目されている。このよ
うなＥＤＦＡを実際に用いて、システム構築する場合、
テルライト(tellurite)基材(based)ＥＤＦＡのような新
規物質によって光ファイバ増幅器を製造するよりも、通
常のＣ−バンド（１５３０〜１５６０ｎｍ波長帯域）及
び長波長帯のＬ−バンド（１５７０〜１６１０ｎｍ波長
帯域）シリカ基材ＥＤＦＡを並列接続して使用する方
が、経済性及び即効的な適用性の面で不可欠な選択肢と
して考えられている。
広利得帯域で使用できるエルビウムイオンドープ光ファ
イバ増幅器（Ｅｒ３＋−Doped Fiber Amplifier；“Ｅ
ＤＦＡ”）が、波長分割多重（Wavelength Division Mu
ltiplexed；以下“ＷＤＭ”と称する）システムに内在
する問題点の一解決方法として注目されている。このよ
うなＥＤＦＡを実際に用いて、システム構築する場合、
テルライト(tellurite)基材(based)ＥＤＦＡのような新
規物質によって光ファイバ増幅器を製造するよりも、通
常のＣ−バンド（１５３０〜１５６０ｎｍ波長帯域）及
び長波長帯のＬ−バンド（１５７０〜１６１０ｎｍ波長
帯域）シリカ基材ＥＤＦＡを並列接続して使用する方
が、経済性及び即効的な適用性の面で不可欠な選択肢と
して考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらＬ−バン
ド増幅器の開発に対する歴史が浅いため、ＥＤＦの長さ
をある程度確保しなければならず、また、出力変換効率
が低いために高出力ポンプが必要であるなど改善しなけ
ればならない課題がある。このようにＬ−バンドＥＤＦ
Ａの低ポンピング効率が、並列接続構造のシリカ基材光
ファイバ増幅器を広帯域で使用する場合の制約となって
いるる。
ド増幅器の開発に対する歴史が浅いため、ＥＤＦの長さ
をある程度確保しなければならず、また、出力変換効率
が低いために高出力ポンプが必要であるなど改善しなけ
ればならない課題がある。このようにＬ−バンドＥＤＦ
Ａの低ポンピング効率が、並列接続構造のシリカ基材光
ファイバ増幅器を広帯域で使用する場合の制約となって
いるる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は以上のような課
題を解決するために案出されたものであり、広い波長帯
域で高出力変換効率を有する光ファイバ増幅器を提供す
る。
題を解決するために案出されたものであり、広い波長帯
域で高出力変換効率を有する光ファイバ増幅器を提供す
る。
【０００５】本発明者はＬ−バンドＥＤＦＡの出力変換
効率を向上させる一つの方法として、後方ＡＳＥをポン
ピングされないＥＤＦ部分の２次ポンピング源として再
活用する技術を開発しており、この発明では優れた性能
向上を得るという成果をあげている（参考：大韓民国特
許出願第９８−３４３７０号）。一方、本発明において
も後方ＡＳＥを再活用するという同様の観点から、Ｃ−
バンドＥＤＦＡにおける後方ＡＳＥをＬ−バンドＥＤＦ
Ａ部で増幅用に再活用し、並列構造における広帯域シリ
カ基材光ファイバ増幅器に適用できる技術を開発した。
効率を向上させる一つの方法として、後方ＡＳＥをポン
ピングされないＥＤＦ部分の２次ポンピング源として再
活用する技術を開発しており、この発明では優れた性能
向上を得るという成果をあげている（参考：大韓民国特
許出願第９８−３４３７０号）。一方、本発明において
も後方ＡＳＥを再活用するという同様の観点から、Ｃ−
バンドＥＤＦＡにおける後方ＡＳＥをＬ−バンドＥＤＦ
Ａ部で増幅用に再活用し、並列構造における広帯域シリ
カ基材光ファイバ増幅器に適用できる技術を開発した。
【０００６】本発明では、異なる利得波長帯域の増幅光
ファイバ部を並列に接続してなる並列型光ファイバ増幅
器において、いずれかの増幅光ファイバ部から出力され
る自発放出光を取り出して、並列接続されている他の増
幅光ファイバ部における２次ポンピング源として再利用
するようにした並列型光ファイバ増幅器を提供する。
ファイバ部を並列に接続してなる並列型光ファイバ増幅
器において、いずれかの増幅光ファイバ部から出力され
る自発放出光を取り出して、並列接続されている他の増
幅光ファイバ部における２次ポンピング源として再利用
するようにした並列型光ファイバ増幅器を提供する。
【０００７】その自然放出光を取り出す増幅光ファイバ
部がＣ−バンドＥＤＦＡの構成で、自然放出光再利用先
の増幅光ファイバ部がＬ−バンドＥＤＦＡの構成である
ようにするとよい。
部がＣ−バンドＥＤＦＡの構成で、自然放出光再利用先
の増幅光ファイバ部がＬ−バンドＥＤＦＡの構成である
ようにするとよい。
【０００８】また、その再利用の手段は、増幅光ファイ
バ部で発生する自発放出光を取り出すための循環器と、
これにより取り出された自発放出光を伝達する連結光フ
ァイバと、該連結光ファイバにより伝達される自然放出
光を再利用先の増幅光ファイバ部へ入力するための結合
器と、を備えてなるようにするとよい。
バ部で発生する自発放出光を取り出すための循環器と、
これにより取り出された自発放出光を伝達する連結光フ
ァイバと、該連結光ファイバにより伝達される自然放出
光を再利用先の増幅光ファイバ部へ入力するための結合
器と、を備えてなるようにするとよい。
【０００９】さらに、再利用先の増幅光ファイバ部は、
直列接続した２つの増幅光ファイバと、そのうち後段の
増幅光ファイバに対し前方ポンピングを行う光ポンピン
グ手段と、を備え、その直列接続した増幅光ファイバの
うち前段の増幅光ファイバに自然放出光を再利用するよ
うにするとよい。
直列接続した２つの増幅光ファイバと、そのうち後段の
増幅光ファイバに対し前方ポンピングを行う光ポンピン
グ手段と、を備え、その直列接続した増幅光ファイバの
うち前段の増幅光ファイバに自然放出光を再利用するよ
うにするとよい。
【００１０】なお、増幅光ファイバがシリカ基材である
ようにするとよい。
ようにするとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。なお、本発明の実施形態の
効果を強調するために本発明前の光ファイバ増幅器の構
成及び性能を対比して説明する。
面に基づき詳細に説明する。なお、本発明の実施形態の
効果を強調するために本発明前の光ファイバ増幅器の構
成及び性能を対比して説明する。
【００１２】図１Ａは本発明前の並列型光ファイバ増幅
器の概略を示す構成図である。図１Ａを参照すると、Ｃ
−バンドシリカ基材のＥＤＦＡ部１１０とＬ−バンドシ
リカ基材のＥＤＦＡ部１２０がＣ−バンド／Ｌバンド帯
域ＷＤＭ結合器１３０，１３２により互いに並列接続さ
れている。Ｃ−バンドＥＤＦＡ部１１０は一定の長さを
有するＣ−バンドＥＤＦ１１２と、これを光ポンピング
するための９８０ｎｍ波長帯域を有するポンピング光を
出力する第１レーザダイオード１１４とからなり、第１
レーザダイオード１１４は第１ＷＤＭ結合器１１６によ
りＣ−バンドＥＤＦ１１２と接続されている。一方、Ｌ
−バンドＥＤＦＡ部１２０は直列接続された二つのＥＤ
Ｆ１２２，１２４及びその間に位置する９８０ｎｍ波長
帯域を有するポンピング光を出力する第２レーザダイオ
ード１２６からなり、第２レーザダイオード１２６は第
２ＷＤＭ結合器１２８によりＬ−バンドＥＤＦ１２４に
接続される。第２レーザダイオード１２６はＥＤＦ１２
４を前方ポンピングする構造で接続されている。したが
って、ＥＤＦ１２２は第２レーザダイオード１２６によ
りポンピングされない。また、光信号の進行方向を一方
向に誘導するために入力端と出力端にそれぞれ光アイソ
レーター(optical isolator)１４０，１４２，１４４が
使用される。
器の概略を示す構成図である。図１Ａを参照すると、Ｃ
−バンドシリカ基材のＥＤＦＡ部１１０とＬ−バンドシ
リカ基材のＥＤＦＡ部１２０がＣ−バンド／Ｌバンド帯
域ＷＤＭ結合器１３０，１３２により互いに並列接続さ
れている。Ｃ−バンドＥＤＦＡ部１１０は一定の長さを
有するＣ−バンドＥＤＦ１１２と、これを光ポンピング
するための９８０ｎｍ波長帯域を有するポンピング光を
出力する第１レーザダイオード１１４とからなり、第１
レーザダイオード１１４は第１ＷＤＭ結合器１１６によ
りＣ−バンドＥＤＦ１１２と接続されている。一方、Ｌ
−バンドＥＤＦＡ部１２０は直列接続された二つのＥＤ
Ｆ１２２，１２４及びその間に位置する９８０ｎｍ波長
帯域を有するポンピング光を出力する第２レーザダイオ
ード１２６からなり、第２レーザダイオード１２６は第
２ＷＤＭ結合器１２８によりＬ−バンドＥＤＦ１２４に
接続される。第２レーザダイオード１２６はＥＤＦ１２
４を前方ポンピングする構造で接続されている。したが
って、ＥＤＦ１２２は第２レーザダイオード１２６によ
りポンピングされない。また、光信号の進行方向を一方
向に誘導するために入力端と出力端にそれぞれ光アイソ
レーター(optical isolator)１４０，１４２，１４４が
使用される。
【００１３】並列型光ファイバ増幅器をこのような構成
としたのは、相互に異なる利得帯域を有するＣ−バンド
ＥＤＦＡ部１１０とＬ−バンドＥＤＦＡ部１２０とを使
用して、広い波長帯域で利得を得ようとするためであ
る。また、Ｌ−バンドＥＤＦＡ部１２０においては、ポ
ンピングされるＥＤＦ１２４から出力される後方ＡＳＥ
をポンピングされないＥＤＦ１２２に対する２次ポンピ
ング源として使用するために高出力変換効率を有すると
いう長所がある。
としたのは、相互に異なる利得帯域を有するＣ−バンド
ＥＤＦＡ部１１０とＬ−バンドＥＤＦＡ部１２０とを使
用して、広い波長帯域で利得を得ようとするためであ
る。また、Ｌ−バンドＥＤＦＡ部１２０においては、ポ
ンピングされるＥＤＦ１２４から出力される後方ＡＳＥ
をポンピングされないＥＤＦ１２２に対する２次ポンピ
ング源として使用するために高出力変換効率を有すると
いう長所がある。
【００１４】図１Ｂは本発明の実施形態による並列型光
ファイバ増幅器の概略を示す構成図である。なお、図１
Ａ及び図１Ｂにおいて、同一の構成部分は同一の符号で
表示し、詳細な説明においては重複した説明を避けるた
めに、適宜、省略する。
ファイバ増幅器の概略を示す構成図である。なお、図１
Ａ及び図１Ｂにおいて、同一の構成部分は同一の符号で
表示し、詳細な説明においては重複した説明を避けるた
めに、適宜、省略する。
【００１５】図１Ｂを参照すると、Ｃ−バンドＥＤＦＡ
部１１０から出力される後方ＡＳＥは、循環器(optical
circulator)１５０、連結光ファイバ１６０及びＣ−バ
ンド／Ｌ−バンド帯域ＷＤＭ結合器１７０の経路を順に
経て、第２レーザダイオード１２６によってはポンピン
グされないＥＤＦ１２２に供給される。このため本発明
の実施形態による並列型光ファイバ増幅器では、ポンピ
ングされないＥＤＦ１２２に、ポンピングされるＥＤＦ
１２４から出力される後方ＡＳＥのみならずＣ−バンド
ＥＤＦＡ部１１０から出力される後方ＡＳＥも再活用手
段として提供され、両者を併せて出力変換効率を高める
ために使用している。本発明の実施形態では、ポンピン
グされないＥＤＦ１２２がＬ−バンドＥＤＦＡ部１２０
に含まれる構成としたが、ポンピングされないＥＤＦ部
分が本発明の光増幅器の構成に必ずしも不可欠なもので
はない。これは以下に述べるように、図４Ａ及び４Ｂで
ポンピングされないＥＤＦ１２２の長さが‘０’であっ
ても本発明の効果を得ることができるからである。
部１１０から出力される後方ＡＳＥは、循環器(optical
circulator)１５０、連結光ファイバ１６０及びＣ−バ
ンド／Ｌ−バンド帯域ＷＤＭ結合器１７０の経路を順に
経て、第２レーザダイオード１２６によってはポンピン
グされないＥＤＦ１２２に供給される。このため本発明
の実施形態による並列型光ファイバ増幅器では、ポンピ
ングされないＥＤＦ１２２に、ポンピングされるＥＤＦ
１２４から出力される後方ＡＳＥのみならずＣ−バンド
ＥＤＦＡ部１１０から出力される後方ＡＳＥも再活用手
段として提供され、両者を併せて出力変換効率を高める
ために使用している。本発明の実施形態では、ポンピン
グされないＥＤＦ１２２がＬ−バンドＥＤＦＡ部１２０
に含まれる構成としたが、ポンピングされないＥＤＦ部
分が本発明の光増幅器の構成に必ずしも不可欠なもので
はない。これは以下に述べるように、図４Ａ及び４Ｂで
ポンピングされないＥＤＦ１２２の長さが‘０’であっ
ても本発明の効果を得ることができるからである。
【００１６】以下、本発明前の光ファイバ増幅器と本発
明の実施形態との動作を相互に比較して説明する。この
ため図１Ａ及び図１Ｂの構成において、同一のＥＤＦを
共通使用した。このＥＤＦの性能特性は、最大吸収係数
が１５３０ｎｍ波長で４．５ｄＢ／ｍであり、これは商
業的に購入可能でアルミニウム共同ドーピングされた(A
l-codoped)光ファイバである。
明の実施形態との動作を相互に比較して説明する。この
ため図１Ａ及び図１Ｂの構成において、同一のＥＤＦを
共通使用した。このＥＤＦの性能特性は、最大吸収係数
が１５３０ｎｍ波長で４．５ｄＢ／ｍであり、これは商
業的に購入可能でアルミニウム共同ドーピングされた(A
l-codoped)光ファイバである。
【００１７】ポンピングされないＥＤＦ１２２の長さに
よって変化する出力変換効率を測定するために、ポンピ
ングされるＣ−バンドＥＤＦ１１２とＬ−バンドＥＤＦ
１２４との長さをそれぞれ２０ｍ，１３５ｍで固定し、
ポンピングされないＥＤＦ１２２の長さを０ｍ，５ｍ，
１５ｍ，２０ｍ，２５ｍ及び３５ｍにして出力変換効率
を測定した。この場合、９８０ｎｍ波長でポンピングを
行う第１及び第２レーザダイオードの出力を８５ｎｍと
一定にし、光増幅器の利得を評価するために１５４０ｎ
ｍ及び１５９５ｎｍでそれぞれチューニングされた２台
の外部共振レーザを光スペクトル分析器とともに使用し
た。そして、この２波長で小信号利得、雑音指数、飽和
出力強さ及び出力変換効率を測定するために０ｄＢｍ強
さの入力信号を増幅器に入力した。挿入損失は二つの場
合に対して共に３．５ｄＢ以下であって、循環器及びＣ
−バンド／Ｌ−バンドＷＤＭ結合器による損失はそれぞ
れ０．６ｄＢと０．３ｄＢである。
よって変化する出力変換効率を測定するために、ポンピ
ングされるＣ−バンドＥＤＦ１１２とＬ−バンドＥＤＦ
１２４との長さをそれぞれ２０ｍ，１３５ｍで固定し、
ポンピングされないＥＤＦ１２２の長さを０ｍ，５ｍ，
１５ｍ，２０ｍ，２５ｍ及び３５ｍにして出力変換効率
を測定した。この場合、９８０ｎｍ波長でポンピングを
行う第１及び第２レーザダイオードの出力を８５ｎｍと
一定にし、光増幅器の利得を評価するために１５４０ｎ
ｍ及び１５９５ｎｍでそれぞれチューニングされた２台
の外部共振レーザを光スペクトル分析器とともに使用し
た。そして、この２波長で小信号利得、雑音指数、飽和
出力強さ及び出力変換効率を測定するために０ｄＢｍ強
さの入力信号を増幅器に入力した。挿入損失は二つの場
合に対して共に３．５ｄＢ以下であって、循環器及びＣ
−バンド／Ｌ−バンドＷＤＭ結合器による損失はそれぞ
れ０．６ｄＢと０．３ｄＢである。
【００１８】図２は、図１Ａに示した並列型光増幅器に
おいて０ｄＢｍの飽和入力信号に対する出力光強さスペ
クトルを示したグラフである。ただし、増幅されないＥ
ＤＦ部分は設置していない。図２を参照すると、ＡＳＥ
強さスペクトルから光利得帯域幅が８０ｎｍ以上に広い
ことを確認できる。１５４０ｎｍ及び１５９５ｎｍ波長
の信号で飽和出力強さはそれぞれ１４．７５ｄＢｍと１
０．６６ｄＢｍであった。
おいて０ｄＢｍの飽和入力信号に対する出力光強さスペ
クトルを示したグラフである。ただし、増幅されないＥ
ＤＦ部分は設置していない。図２を参照すると、ＡＳＥ
強さスペクトルから光利得帯域幅が８０ｎｍ以上に広い
ことを確認できる。１５４０ｎｍ及び１５９５ｎｍ波長
の信号で飽和出力強さはそれぞれ１４．７５ｄＢｍと１
０．６６ｄＢｍであった。
【００１９】一方、出力変換効率の向上をもたらすため
に充分な後方ＡＳＥが存在することを立証するために、
他の循環器を使用してＣ−バンドＥＤＦＡ及びＬ−バン
ドＥＤＦＡの各々で後方ＡＳＥ強さを測定した。図３は
二つの異なるＥＤＦＡに対して０ｄＢｍの入力飽和信号
を入力した場合に測定された後方ＡＳＥスペクトルを示
したグラフである。ここでスペクトルは０．２ｎｍ分解
能を有する光スペクトル分析器で測定された。
に充分な後方ＡＳＥが存在することを立証するために、
他の循環器を使用してＣ−バンドＥＤＦＡ及びＬ−バン
ドＥＤＦＡの各々で後方ＡＳＥ強さを測定した。図３は
二つの異なるＥＤＦＡに対して０ｄＢｍの入力飽和信号
を入力した場合に測定された後方ＡＳＥスペクトルを示
したグラフである。ここでスペクトルは０．２ｎｍ分解
能を有する光スペクトル分析器で測定された。
【００２０】図３に示されている１５４０ｎｍと１５９
５ｎｍ波長付近で表れるピーク(peak)は入力信号のレイ
リー後方散乱(Rayleigh back-scattering)に基づくもの
と考えられる。Ｃ−バンドＥＤＦＡにおける後方ＡＳＥ
強さは１．５ｍＷであり、これはＬ−バンドＥＤＦＡに
おける後方ＡＳＥ強さ１７ｎＷよりも相対的に弱いもの
である。しかし、１５３０ｎｍから１５６０ｎｍまでの
波長領域で１．５ｎＷ程度のＡＳＥ強さはＬ−バンド増
幅効率を改善するのに充分なものと考えられる。なぜな
らば、Ａ．モリなどが“光帯域通信用テルライト基材Ｅ
ＤＦＡ”という題目で発表した論文によると（１９９８
年技術要約集ＷＡ１，９７項）、それより一層弱い１５
５０ｎｍ帯域信号がＬ−バンド増幅のためのポンピング
源として使用され得ると発表しており、そのことからも
確認できるように顕著な事実に基づくものである。
５ｎｍ波長付近で表れるピーク(peak)は入力信号のレイ
リー後方散乱(Rayleigh back-scattering)に基づくもの
と考えられる。Ｃ−バンドＥＤＦＡにおける後方ＡＳＥ
強さは１．５ｍＷであり、これはＬ−バンドＥＤＦＡに
おける後方ＡＳＥ強さ１７ｎＷよりも相対的に弱いもの
である。しかし、１５３０ｎｍから１５６０ｎｍまでの
波長領域で１．５ｎＷ程度のＡＳＥ強さはＬ−バンド増
幅効率を改善するのに充分なものと考えられる。なぜな
らば、Ａ．モリなどが“光帯域通信用テルライト基材Ｅ
ＤＦＡ”という題目で発表した論文によると（１９９８
年技術要約集ＷＡ１，９７項）、それより一層弱い１５
５０ｎｍ帯域信号がＬ−バンド増幅のためのポンピング
源として使用され得ると発表しており、そのことからも
確認できるように顕著な事実に基づくものである。
【００２１】図１Ａに示した並列型光ファイバ増幅器
（以下、“第１型並列構造”と称する）と図１Ｂに示し
た本発明の実施形態による並列型光ファイバ増幅器（以
下、“第２型並列構造”と称する）に対してポンピング
されないＥＤＦ部分の長さを変えながら１５９５ｎｍ飽
和信号の出力強さと全体システム出力変換効率（１５４
０ｎｍ飽和信号を含む）を測定した結果を図４Ａに示
す。図４Ａを参照すると、ポンピングされないＥＤＦの
長さが増加することにより第１型並列構造での出力強さ
がその長さに対し強い依存性をもって、ともに増加する
ことを確認できる。全体ポンピング効率の向上度は２
４．４％から３１．３％に達したが、これはＬ−バンド
ＥＤＦＡ部のポンピングされるＥＤＦ部分から出力され
る後方ＡＳＥ強さがポンピングされないＥＤＦ部分で再
活用されているためである。一方、第２型並列構造では
第１型並列構造と比較すると更に大きい１５９５ｎｍ飽
和信号出力強さ及び全体システム出力変換効率を示すこ
とを確認できる。このため、たとえポンピングされない
ＥＤＦ部分がなくても、第２型並列構造を通じて１５９
５ｎｍ飽和信号出力強さが１６．８ｍＷに至るように向
上させることができる。一方前述の通り第１型並列構造
におけるこの場合の値は１１．６ｍＷであった。
（以下、“第１型並列構造”と称する）と図１Ｂに示し
た本発明の実施形態による並列型光ファイバ増幅器（以
下、“第２型並列構造”と称する）に対してポンピング
されないＥＤＦ部分の長さを変えながら１５９５ｎｍ飽
和信号の出力強さと全体システム出力変換効率（１５４
０ｎｍ飽和信号を含む）を測定した結果を図４Ａに示
す。図４Ａを参照すると、ポンピングされないＥＤＦの
長さが増加することにより第１型並列構造での出力強さ
がその長さに対し強い依存性をもって、ともに増加する
ことを確認できる。全体ポンピング効率の向上度は２
４．４％から３１．３％に達したが、これはＬ−バンド
ＥＤＦＡ部のポンピングされるＥＤＦ部分から出力され
る後方ＡＳＥ強さがポンピングされないＥＤＦ部分で再
活用されているためである。一方、第２型並列構造では
第１型並列構造と比較すると更に大きい１５９５ｎｍ飽
和信号出力強さ及び全体システム出力変換効率を示すこ
とを確認できる。このため、たとえポンピングされない
ＥＤＦ部分がなくても、第２型並列構造を通じて１５９
５ｎｍ飽和信号出力強さが１６．８ｍＷに至るように向
上させることができる。一方前述の通り第１型並列構造
におけるこの場合の値は１１．６ｍＷであった。
【００２２】このように飽和信号出力強さにおいて第２
型並列構造が第１型並列構造よりも優れた特性を示すの
は、Ｃ−バンドＥＤＦＡ部から出力される後方ＡＳＥ強
さが、たとえ小量であっても、再活用されていると考え
られるからである。ただし、図４Ａで注目される点は、
ポンピングされないＥＤＦ部分の長さが増加するほど第
２型並列構造におけるＣ−バンドＥＤＦＡ部から出力さ
れる後方ＡＳＥ強さを再活用して出力変換効率を高める
という効果が、徐々に第１型並列構造に近づくことであ
る。この現象は前述したようにＣ−バンドＥＤＦＡから
出力される後方ＡＳＥ強さがＬ−バンドＥＤＦＡ部から
出力される後方ＡＳＥ強さよりも小さいという事実に基
づくものである。このため、並列型光ファイバ増幅器に
おいて、最も効率的なポンプ強さを利用するためには、
この結果を応用することにより達成される。すなわち、
ポンピングレーザダイオードの前にポンピングされない
ＥＤＦ部分を位置するように設置して、このＥＤＦ部分
に後方ＡＳＥ強さを再活用するればよい。
型並列構造が第１型並列構造よりも優れた特性を示すの
は、Ｃ−バンドＥＤＦＡ部から出力される後方ＡＳＥ強
さが、たとえ小量であっても、再活用されていると考え
られるからである。ただし、図４Ａで注目される点は、
ポンピングされないＥＤＦ部分の長さが増加するほど第
２型並列構造におけるＣ−バンドＥＤＦＡ部から出力さ
れる後方ＡＳＥ強さを再活用して出力変換効率を高める
という効果が、徐々に第１型並列構造に近づくことであ
る。この現象は前述したようにＣ−バンドＥＤＦＡから
出力される後方ＡＳＥ強さがＬ−バンドＥＤＦＡ部から
出力される後方ＡＳＥ強さよりも小さいという事実に基
づくものである。このため、並列型光ファイバ増幅器に
おいて、最も効率的なポンプ強さを利用するためには、
この結果を応用することにより達成される。すなわち、
ポンピングレーザダイオードの前にポンピングされない
ＥＤＦ部分を位置するように設置して、このＥＤＦ部分
に後方ＡＳＥ強さを再活用するればよい。
【００２３】次に、第１型及び第２型並列構造における
狭範囲に限定されたＣ−バンドＥＤＦＡ部の後方ＡＳＥ
強さに基づく雑音指数損失を測定した結果を図４Ｂに示
す。図４Ｂを参照すると、第２型並列構造の内部雑音指
数がポンピングされないＥＤＦ部分の長さに関係なく、
第１型並列構造のそれよりもほぼ０．３ｄＢ低いことを
確認できる。これはＣ−バンドＥＤＦＡ部から出力され
る後方ＡＳＥポンプ強さが１６００ｎｍ信号増幅のポン
ピング源だけでなく１６００ｎｍ帯域ＡＳＥに対する光
子種(photon seeds)の役割をも果たすためであると考え
られる。さらに、両並列構造において、ポンピングされ
ないＥＤＦ部分の長さが増加するほど雑音指数も増加す
ることが観察できる。これはポンピングされないＥＤＦ
部分の単位長さ当たりにおけるＡＳＥポンプ強さが減少
することにより密度反転の悪化の結果と考えられる。
狭範囲に限定されたＣ−バンドＥＤＦＡ部の後方ＡＳＥ
強さに基づく雑音指数損失を測定した結果を図４Ｂに示
す。図４Ｂを参照すると、第２型並列構造の内部雑音指
数がポンピングされないＥＤＦ部分の長さに関係なく、
第１型並列構造のそれよりもほぼ０．３ｄＢ低いことを
確認できる。これはＣ−バンドＥＤＦＡ部から出力され
る後方ＡＳＥポンプ強さが１６００ｎｍ信号増幅のポン
ピング源だけでなく１６００ｎｍ帯域ＡＳＥに対する光
子種(photon seeds)の役割をも果たすためであると考え
られる。さらに、両並列構造において、ポンピングされ
ないＥＤＦ部分の長さが増加するほど雑音指数も増加す
ることが観察できる。これはポンピングされないＥＤＦ
部分の単位長さ当たりにおけるＡＳＥポンプ強さが減少
することにより密度反転の悪化の結果と考えられる。
【００２４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば後方Ａ
ＳＥを互いに異なる利得帯域、例えば、Ｃ−バンド及び
Ｌ−バンドを有する並列型光ファイバ増幅器に再活用す
ることで、非常に広い波長帯域で動作し高出力変換効率
を有する光ファイバ増幅器を得ることができる。また、
本発明の実施形態による光ファイバ増幅器の性能特性を
実験した結果、９８０ｎｍ波長光でポンピングする場合
に全体システムの出力変換効率が顕著に増加し、雑音指
数面での損害が減少する。このように性能特性を大幅に
向上する光ファイバ増幅器を具現することができる。
ＳＥを互いに異なる利得帯域、例えば、Ｃ−バンド及び
Ｌ−バンドを有する並列型光ファイバ増幅器に再活用す
ることで、非常に広い波長帯域で動作し高出力変換効率
を有する光ファイバ増幅器を得ることができる。また、
本発明の実施形態による光ファイバ増幅器の性能特性を
実験した結果、９８０ｎｍ波長光でポンピングする場合
に全体システムの出力変換効率が顕著に増加し、雑音指
数面での損害が減少する。このように性能特性を大幅に
向上する光ファイバ増幅器を具現することができる。
【００２５】本発明を特定の実施形態に基づいて説明し
たが、本発明はこの実施形態によって限定されず、本発
明の属する技術分野において通常の知識を有する者であ
ればその思想と精神を逸脱しない限り、本発明の範囲は
狭く解釈されるべきではない。
たが、本発明はこの実施形態によって限定されず、本発
明の属する技術分野において通常の知識を有する者であ
ればその思想と精神を逸脱しない限り、本発明の範囲は
狭く解釈されるべきではない。
【図１】分図Ａは本発明前の並列型光ファイバ増幅器の
概略を示す構成図、分図Ｂは本発明の実施形態による並
列型光ファイバ増幅器の概略を示す構成図。
概略を示す構成図、分図Ｂは本発明の実施形態による並
列型光ファイバ増幅器の概略を示す構成図。
【図２】図１Ａに示した並列型光増幅器において、増幅
されないＥＤＦ部分を設置しない装置構造とし、０ｄＢ
ｍの飽和入力信号に対する出力光強さスペクトルを示し
たグラフ。
されないＥＤＦ部分を設置しない装置構造とし、０ｄＢ
ｍの飽和入力信号に対する出力光強さスペクトルを示し
たグラフ。
【図３】Ｃ−バンドＥＤＦＡ及びＬ−バンドＥＤＦＡに
対して０ｄＢｍの入力飽和信号を入力した場合に測定さ
れる後方ＡＳＥスペクトルを示したグラフ。
対して０ｄＢｍの入力飽和信号を入力した場合に測定さ
れる後方ＡＳＥスペクトルを示したグラフ。
【図４】分図Ａは第１型及び第２型並列構造に対してポ
ンピングされないＥＤＦ部分の長さを変えながら１５９
５ｎｍ飽和信号出力強さとシステム全体の出力変換効率
を測定した結果を示すグラフ、分図Ｂは第１型及び第２
型並列構造において測定された雑音指数を示すグラフ。
ンピングされないＥＤＦ部分の長さを変えながら１５９
５ｎｍ飽和信号出力強さとシステム全体の出力変換効率
を測定した結果を示すグラフ、分図Ｂは第１型及び第２
型並列構造において測定された雑音指数を示すグラフ。
１１０ Ｃ−バンドＥＤＦＡ部 １２０ Ｌ−バンドＥＤＦＡ部 １２２ ポンピングされないＥＤＦ １２４ ポンピングされるＥＤＦ １５０ 循環器 １６０ 連結光ファイバ １７０ Ｃ−バンド／Ｌバンド帯域ＷＤＭ結合器
Claims (5)
- 【請求項１】 異なる利得波長帯域の増幅光ファイバ部
を並列に接続してなる並列型光ファイバ増幅器におい
て、 いずれかの増幅光ファイバ部から出力される自発放出光
を取り出して、並列接続されている他の増幅光ファイバ
部における２次ポンピング源として再利用するようにし
たことを特徴とする並列型光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 自然放出光を取り出す増幅光ファイバ部
がＣ−バンドＥＤＦＡの構成で、自然放出光再利用先の
増幅光ファイバ部がＬ−バンドＥＤＦＡの構成である請
求項１に記載の並列型光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 再利用の手段は、増幅光ファイバ部で発
生する自発放出光を取り出すための循環器と、これによ
り取り出された自発放出光を伝達する連結光ファイバ
と、該連結光ファイバにより伝達される自然放出光を再
利用先の増幅光ファイバ部へ入力するための結合器と、
を備えてなる請求項１または請求項２に記載の並列型光
ファイバ増幅器。 - 【請求項４】 再利用先の増幅光ファイバ部は、直列接
続した２つの増幅光ファイバと、そのうち後段の増幅光
ファイバに対し前方ポンピングを行う光ポンピング手段
と、を備え、その直列接続した増幅光ファイバのうち前
段の増幅光ファイバに自然放出光を再利用する請求項１
〜３のいずれか１項に記載の並列型光ファイバ増幅器。 - 【請求項５】 増幅光ファイバがシリカ基材である請求
項１〜４のいずれか１項に記載の並列型光ファイバ増幅
器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980050407A KR100318942B1 (ko) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 고출력변환효율을가지는병렬형광섬유증폭기 |
| KR1998P50407 | 1998-11-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164956A true JP2000164956A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3068101B2 JP3068101B2 (ja) | 2000-07-24 |
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ID=19559459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11332285A Expired - Fee Related JP3068101B2 (ja) | 1998-11-24 | 1999-11-24 | 高出力変換効率を有する光ファイバ増幅器 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6317254B1 (ja) |
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| KR (1) | KR100318942B1 (ja) |
| CN (1) | CN1138178C (ja) |
| DE (1) | DE19947111C2 (ja) |
| FR (1) | FR2786325B1 (ja) |
| IT (1) | IT1313908B1 (ja) |
| NL (1) | NL1013531C2 (ja) |
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| US6504647B1 (en) * | 1999-08-10 | 2003-01-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber amplifier, a method of amplifying optical signals, optical communications system |
| EP1246324A3 (en) * | 2001-03-09 | 2004-06-16 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | White light source |
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| US6501873B1 (en) * | 1999-01-23 | 2002-12-31 | Mercury Corporation | Apparatus for generating L-band light source using optical fiber, and optical amplifier |
| KR100330209B1 (ko) | 1999-07-07 | 2002-03-25 | 윤종용 | 광대역 광섬유증폭기 및 그 증폭 방법 |
| DE60040192D1 (de) | 1999-07-12 | 2008-10-23 | Nippon Telegraph & Telephone | Breitbandiger optischer Verstärker |
| KR100350482B1 (ko) * | 1999-07-22 | 2002-08-28 | 삼성전자 주식회사 | 비동기전송모드 무선접속망의 고장관리방법 |
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| US6731426B2 (en) | 2001-02-23 | 2004-05-04 | Photon-X, Inc. | Long wavelength optical amplifier |
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| KR100414914B1 (ko) * | 2002-03-05 | 2004-01-13 | 삼성전자주식회사 | 이득 향상된 광대역 어븀첨가 광섬유 증폭기 |
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1999
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- 1999-11-24 JP JP11332285A patent/JP3068101B2/ja not_active Expired - Fee Related
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