JP3272895B2 - 光パルス発生器 - Google Patents
光パルス発生器Info
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Description
Time Domain Reflectmeter)等の光パルス発生源として
用いて好適な高出力の光パルス発生器に関する。
を表すブロック図であり、この図において、希土類添加
光ファイバ1は、希土類元素を光ファイバ材料に添加し
て生成したものである。励起光源2は、一定の光強度の
エネルギを有する励起光を生成して出射する。励起光源
2で生成された励起光は、光合波器3の入力端子3Aか
ら入射された後、光合波器3の出力端子3Cから出射さ
れ、光アイソレータ7に入射される。
方向)に対しては光信号を減衰させることなく通過さ
せ、逆方向に(図4では左方向)対しては光信号を減衰
させる素子であり、その出力端には、希土類添加光ファ
イバ1の一端1Aが接続されている。希土類添加光ファ
イバ1の他端1Bには光スイッチ5が接続されている。
光スイッチ5は、光信号を通過または遮断させるため
に、光スイッチ制御器6から出力される制御信号により
制御されて接断される。
イバを介して光スイッチ5の出力端が接続され、その出
力端子4Aに光ファイバを介して光合波器3の入力端子
3Bが接続されている。光スイッチ5が光スイッチ制御
器6からの制御信号により接とされると、光合波器3→
光アイソレータ7→希土類添加光ファイバ1→光スイッ
チ5→光分岐器4→光合波器3の経路で光ループが形成
される。
器6が光スイッチ5を断とするための制御信号を光スイ
ッチ5へ供給すると、光スイッチ5は断とされ、上記光
ループが開放される。この状態において、励起光源2か
らの励起光が光合波器3へ入力端子3Aから入射される
と、その励起光は、光合波器3の出力端子3Cより出射
され、光アイソレータ7を介して希土類添加光ファイバ
1へ入射される。希土類添加光ファイバ1に入射された
励起光により、希土類添加光ファイバ1内部には、エネ
ルギが蓄積される。
を接とするための制御信号を光スイッチ5へ短時間供給
すると、光スイッチ5が接とされ、上記光ループが形成
されるので、希土類添加光ファイバ1内部に蓄積されて
いるエネルギは、たとえば、1.55μm帯の波長を有
する光信号として、光ループ内を回り始める。光ループ
内を回る光パルスは、希土類添加光ファイバ1内部で正
帰還増幅され、光ループ内を1回回る毎にそのレベルが
段階的に増加し、希土類添加光ファイバ1内部に蓄積さ
れたエネルギが減少するに伴い段階的に減少していく。
この高出力の光パルスは、光分岐器4の出力端子4Bか
ら取り出される。
御信号SC(図5(A)参照)と、光分岐器4の出力端
子4Bから出力される光パルスPOP(図5(B)参照)
の波形の一例を示す。光スイッチ5は、制御信号SCが"
H"レベルで接となり、"L"レベルで断となる。また、
図6は、図5(B)に示す光パルスPOPの一部POPaの
波形を拡大したものである。この図において、Taは、
光パルスPOPが光ループを一周する時間に対応してい
る。また、Tbは、図5(A)に示す制御信号SCが"H"
レベルとなっている時間、すなわち、光スイッチ5が接
となり光ループが形成されている時間に対応している。
来の光パルス発生器において、光パルスPOPのパルス幅
を広げるためには、光ループの長さを長くすればよい
が、図5および図6に示したように、光パルスPOPが階
段状に歪んでしまう。したがって、この歪んだ光パルス
POPを、OTDRの測定光パルスに用いた場合には、観
測される反射波形も歪んでしまうという欠点があった。
そこで、光パルスPOPを波形整形する必要があるが、そ
のためには希土類添加光ファイバ1の特性や励起光源2
の特性を変更しなければならず、面倒であった。この発
明は、このような背景のもとになされたもので、希土類
添加光ファイバの特性や励起光源の特性を変更すること
なく、歪が少なく高出力の光パルスを得ることができる
光パルス発生器を提供することを目的とする。
発生器は、希土類元素を光ファイバ材料に添加して生成
した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバ
を励起する励起光を出射する励起光源と、第1の入力端
に入射される前記励起光と、第2の入力端に入射される
光信号とを合波する光合波器と、その入力端が前記希土
類添加光ファイバの一端に接続された切換手段と、該切
換手段の接断を制御する制御手段と、入力端に入力され
る光信号を分岐して第1および第2の出力端から出射す
る光分岐器とを備え、前記希土類添加光ファイバと、前
記光合波器と、前記切換手段と、前記光分岐器とにより
光ループを形成し、前記制御手段は、前記切換手段を接
とするための制御信号を、前記光信号が前記光ループを
一周する時間とほぼ一致した時間とする立上り速度で前
記切換手段を接とするように出力し、前記切換手段は、
前記光信号が前記光ループを一周する時間とほぼ一致す
るようにゆるやかに接となることを特徴としている。
とするための制御信号を切換手段へ出力する。これによ
り、切換手段が断となり光ループが開放される。そし
て、励起光源から光合波器の第1の入力端に入射された
励起光は、希土類添加光ファイバへ導かれる。希土類添
加光ファイバ内では、励起光がエネルギに変換され蓄積
される。次に、制御手段は、切換手段を接とするための
制御信号を、光信号が光ループを一周する時間とほぼ一
致した時間とする立上り速度で切換手段を接とするよう
に出力する。これにより、切換手段は、光信号が光ルー
プを一周する時間とほぼ一致するようにゆるやかに接と
なり、光ループが形成される。希土類添加光ファイバに
蓄積されたエネルギは、光信号に変換されて光信号とし
て光ループを周回し始める。そして、光信号が光分岐器
の入力端に入射されると、分岐され第1の出力端と第2
の出力端とから出射される。光分岐器の第1の出力端か
ら出射された光信号は、光ループを周回する。一方、光
分岐器の第2の出力端から出射された光信号は、光パル
スとして取り出される。この光パルスは、希土類添加光
ファイバに蓄積されているエネルギの放出にしたがっ
て、連続的にそのレベルが増加し、最高レベルに達した
後、減少する。
ついて説明する。図1は、この発明の一実施例による光
パルス発生器の構成を表すブロック図であり、この図に
おいて、図4の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。この図に表す光パルス発生器
においては、光パルス幅を広くするための光ファイバ8
が新たに設けられている。光ファイバ8は、その一端が
光アイソレータ7の出力端に接続され、その他端が希土
類添加光ファイバ1の一端1Aに接続されている。ま
た、光スイッチ制御器6は、光スイッチ5を接とするた
めの制御信号を、光パルスが光ループを一周する時間、
すなわち、光ループの長さ(光路長)に対応した時間と
ほぼ一致した時間でゆるやかに接となるように出力す
る。ここでいう光ループとは、光合波器3→光アイソレ
ータ7→光ファイバ8→希土類添加光ファイバ1→光ス
イッチ5→光分岐器4→光合波器3の経路で形成される
ループのことをさす。
器6が光スイッチ5を断とするための制御信号を光スイ
ッチ5へ供給すると、光スイッチ5は断とされ、上記光
ループが開放される。この状態において、励起光源2か
らの励起光が光合波器3へ入力端子3Aから入射される
と、その励起光は、光合波器3の出力端子3Cより出射
され、光アイソレータ7および光ファイバ8を介して希
土類添加光ファイバ1へ入射される。希土類添加光ファ
イバ1に入射された励起光により供給されるエネルギ
は、その内部に蓄積される。
を接とするための制御信号を光スイッチ5へ、光パルス
が光ループを一周する時間とほぼ一致した時間でゆるや
かに接となるように供給すると、光スイッチ5がゆるや
かに接とされ、上記光ループが形成されるので、希土類
添加光ファイバ1内部に蓄積されているエネルギは、た
とえば、1.55μm帯の波長を有する光パルスに変換
されて、光ループ内を回り始める。光ループ内を回る光
パルスは、希土類添加光ファイバ1内部で正帰還増幅さ
れ、光ループ内を1回回る毎にそのレベルが連続的に増
加し、希土類添加光ファイバ1内部に蓄積されたエネル
ギが減少するに伴い連続的に減少していく。この高出力
の光パルスは、光分岐器4の出力端子4Bから取り出さ
れる。
御信号S'C(図2(A)参照)と、光分岐器4の出力端
子4Bから出力される光パルスP'OP(図2(B)参
照)の波形の一例を示す。光スイッチ5は、制御信号
S'Cが"H"レベルで接となり、"L"レベルで断となる。
また、光スイッチ制御器6は、光パルスが光ループを一
周するのに要する時間と、光スイッチ5が接となるとき
の切り換え時間が、ほぼ一致するように動作する。図3
は、図2(B)に示す光パルスP'OPの一部P'OPaの波
形を拡大したものである。この図において、T'bは、図
2(A)に示す制御信号S'Cが"H"レベルとなっている
時間、すなわち、光スイッチ5が接となり光ループが形
成されている時間に対応している。そして、図3に示す
ように光パルスP'OPaは、階段状ではなく連続的に変化
するパルス波形であることがわかる。
スファイバを用いた場合、この光ファイバ内を伝播され
る光の伝播時間は光ファイバ1m当たり約5ナノ秒であ
るので、図1に示す光ループ全体の長さを20m変化さ
せると、光パルスがこの光ループを一周する時間は約1
00ナノ秒変化する。そこで、光ループの長さ(光路
長)に合わせて光スイッチ制御器6の制御信号S'Cの"
H"レベルへの切り換え時間を調整することにより、変
化が連続的で歪の少ない高出力の光パルスが得られる。
たとえば、光ループの全体の長さ(光路長)が80mで
あれば、光スイッチ5の切り換え時間を約400ナノ秒
となるように動作させればよい。
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。たとえば、上
述した一実施例においては、各構成要素を図1に示すよ
うに接続した例を示したが、これに限定されず、どのよ
うな接続状態でもよい。
めに光ループの光路長を長くしても、希土類添加光ファ
イバの特性や励起光源の特性を変えることなく、変化が
連続的で歪の少ない高出力の光パルスを得ることができ
る。
成を表すブロック図である。
および光パルスP'OPの波形の一例を表す図である。
の拡大図である。
図である。
および光パルスPOPの波形の一例を表す図である。
拡大図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 希土類元素を光ファイバ材料に添加して
生成した希土類添加光ファイバと、 該希土類添加光ファイバを励起する励起光を出射する励
起光源と、 第1の入力端に入射される前記励起光と、第2の入力端
に入射される光信号とを合波する光合波器と、 その入力端が前記希土類添加光ファイバの一端に接続さ
れた切換手段と、該切換手段の接断を制御する制御手段
と、 入力端に入力される光信号を分岐して第1および第2の
出力端から出射する光分岐器とを備え、 前記希土類添加光ファイバと、前記光合波器と、前記切
換手段と、前記光分岐器とにより光ループを形成し、 前記制御手段は、前記切換手段を接とするための制御信
号を、前記光信号が前記光ループを一周する時間とほぼ
一致した時間とする立上り速度で前記切換手段を接とす
るように出力し、 前記切換手段は、前記光信号が前記光ループを一周する
時間とほぼ一致するようにゆるやかに接となることを特
徴とする光パルス発生器。
Priority Applications (4)
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