CN103155309B - 光放大装置以及光传送系统 - Google Patents

Abstract

抑制残留激励光的产生，并且改善模拟特性。包含：输入部(输入端口11)，输入光信号；激光光源(激光二极管20)，产生激光；光纤(放大光纤12)，通过基于来自激光光源的激光的受激发射将光信号放大输出；输出部(输出端口24)，输出由光纤放大了的光信号；无源光部件(光隔离器16等)，被配置于光纤与所述输出部之间；介由热传导性介质热耦合激光光源以及/或者无源光部件和光纤。

Description

光放大装置以及光传送系统

技术领域

本发明涉及适用于光通信领域等的光放大装置以及光传送系统。

背景技术

最近，被称为FTTx(光纤接入，FiberToThex)的、面向用户住宅的光纤通信网正在向社会普及。在这样的光纤通信网中，以补偿传送线路的传送损耗，并且，补偿用于对多个接入者分配光信号的分配器中的分配损耗为目的，使用光放大装置。

作为这样的光放大装置，已知例如光纤型光放大装置(EDFA：ErbiumDopedFiberAmplifier，掺铒光纤放大器)，其通过对向芯部掺入了铒作为光放大物质的光纤输入图像信号等光信号，并且输入来自激励光源的激励光，将光信号放大。最近，进一步地进行如下过程：向芯部掺入能够将吸收波段为瓦特级输出的高输出激光用作激励光源的镱(Ytterbium)。另外，还进行如下过程：为了提高在芯部能够结合的激励光强度使用双包层型的光纤，使光信号在芯部内单模传播，使来自输出高的多模激光光源的激励光在包围芯部的包层内多模传播(参照专利文献1)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2008-53294号

发明内容

发明要解决的问题

使用了所述光纤的光放大装置的图像放大中，作为使画质劣化的主要原因，存在光放大装置产生的噪声以及信号的失真等。对于表示光放大装置的噪声的指数之一，有噪声因数(NF：NoiseFigure)。在NF大时，因为在图像信号上重叠光放大装置的噪声，所以在接收画面上表现出雪花状噪声。对于表示信号失真的指数，有CSO(CompositeSecondOrderDistortion)以及CTB(CompositeTripleBeatDistortion)，这些失真对画质有很大的影响。

为了减少这样的模拟传送中的画质劣化要因，优选的是使光纤长度变短。但是，使光纤长度变短时，产生在受激发射时没有被利用而剩余的残留激励光。图10是表示在由中心波长为933nm的激励光激励时的光纤的长度和残留激励光的强度的关系的图。如此图所示，存在光纤长度越短，残留激励光的强度越增加的倾向。问题是，在如此的残留激励光产生时，存在起因于该残留激励光的热或者能量对光纤等给予不良影响的情况。

因此，本发明要解决的问题是提供能够抑制残留激励光的产生，并且改善模拟特性的光放大装置。

解决问题的手段

为了解决所述问题，本发明是将光信号放大的光放大装置，其特征在于，包含：输入部，输入所述光信号；激光光源，产生激光；光纤，通过基于来自所述激光光源的所述激光的受激发射将所述光信号放大输出；输出部，输出由所述光纤放大了的所述光信号；无源光部件，被配置于所述光纤与所述输出部之间；介由热传导性介质热耦合所述激光光源和所述光纤以及/或者所述无源光部件。

根据如此结构，能够抑制残留激励光的产生，并且改善模拟特性。

另外，其它的发明，其特征在于，在所述发明基础上，将由所述光纤以及/或者所述无源光部件产生的热传输到所述激光光源、到达了热稳态时所述激光光源产生的激光的波段被设定为与所述光纤的吸收率高的波段大致一致。

根据如此结构，能够抑制残留激励光，并且改善模拟特性，同时，提高变换效率。

另外，其它的发明，其特征在于，在所述发明基础上，所述热传导性介质，是用于将所述光纤以及/或者所述无源光部件产生的热散热的散热器，通过将所述激光光源配置于该散热器进行热耦合。

根据如此结构，能够通过将热传导性高的散热器用作热传导性介质，不增加部件个数，即可将二者可靠地热耦合。

另外，其它的发明，其特征在于，在所述发明基础上，包含温度检测部，检测所述激光光源的温度；温度调整部，基于所述温度检测部的温度检测结果，调整包含所述激光光源的系统的温度，使得所述激光光源产生的激光的波段与所述光纤的吸收率高的波段大致一致。

根据如此结构，因为能够将激光光源的温度始终保持恒定，所以，不会受到例如环境温度等的影响，能够可靠地抑制残留激励光。

另外，其它的发明，其特征在于，在所述发明基础上，设定为从所述光纤输出的残留激励光的功率为500mW以下。

根据如此结构，能够防止残留激励光对光纤等给予不良影响。

另外，本发明的光传送系统，其特征在于，包含：光发送装置，发送光信号；所述光放大装置；光接收装置，接收由所述光放大装置放大了的所述光信号。

根据如此结构，能够提高传送系统的通信品质，并且，削减消耗电力，节约系统维护必须的经费。

发明效果

根据本发明的光放大装置以及光传送系统，能够抑制残留激励光的产生，并且改善模拟特性。

附图说明

图1是表示本发明的光放大装置的构成例的框图。

图2是表示图1所示的放大光纤的剖面构造和各个部位的折射率的图。

图3是表示激光二极管产生的激励光的波长特性的概略的图。

图4是表示配置于散热器的放大光纤与激光二极管的关系的一例的图。

图5是表示放大光纤的基态吸收以及激励状态增益和波长的关系的图。

图6是表示本实施方式与现有例的放大光纤长度与残留激励光的关系的图。

图7是表示使用了本实施方式的光放大装置的光传送系统的构成例的图。

图8是表示配置于散热器的放大光纤与激光二极管的关系的其它的一例的图。

图9是表示配置于散热器的放大光纤与激光二极管的关系的又一例的图。

图10是表示现有例的放大光纤长度与残留激励光的关系的图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式进行说明。

(A)实施方式的构成

图1是表示本发明的实施方式的光放大装置的构成例的图。如此图所示，光放大装置10，包含输入端口11、放大光纤12、光耦合器13、14、光隔离器15、16、激励光混合器17、光电二极管18、19、激光二极管20、控制电路21、热敏电阻22、冷却部23以及输出端口24。

输入端口11，例如，由光连接器等构成。对于输入端口11，例如，输入由包含频率为91.25～343.25MHz范围的40个载波的正弦波的AM-VSB(AmplitudeModulation-VestigialSide-Band)信号对激光进行调制了的波长为1550nm的光信号。放大光纤(EYDF：ErbiumYtterbiumDopedFiber)12通过由激光二极管20产生的激励光的受激发射将光信号放大。

图2是表示放大光纤12的剖面构造和其折射率的图。如图2所示，放大光纤12是双包层型光纤，具有芯部12a、第一包层部12b、以及第二包层部12c。另外，如图2的下部所示，各个部位的折射率是芯部12a最高、接着第一包层部12b以及第二包层部12c的顺序，光信号在芯部12a以单模传播，来自激光二极管20的激励光，在芯部12a和第一包层部12b以多模传播。芯部12a，例如由石英玻璃构成，共添加铒(Er)和镱(Yb)。第一包层部12b，例如，由石英玻璃构成。第二包层部12c，例如，由树脂或者石英玻璃等构成。放大光纤12，如后所述地安装到散热器30(参照图4)，另外，使激光二极管20热耦合(以下，简单称为“热耦合”)到该散热器30。应予说明，虽然图2列举了第一包层部12b具有圆形的剖面形状的情况作为例子，但是，不限于圆形，例如，也可以是矩形、三角形、或者星形等形状。

光耦合器13，将从输入端口11输入的光信号的一部分进行分支输入光电二极管18，将剩余的光信号输入光隔离器15。光电二极管(PD)18将由光耦合器13分支了的光信号变换为对应的电信号，供给到控制电路21。应予说明，在控制电路21，将从光电二极管18供给的电信号变换为模拟信号或者对应的数字信号，检测输入信号的光强度。

光隔离器15，具有透过来自光耦合器13的光，遮断从激励光混合器17以及放大光纤12返回的光的功能。激光二极管(LD)20，例如，由产生作为波长为900nm波段的激励光的激光的多模半导体激光元件构成。图3是表示激光二极管20产生的激光的波长特性的概略的图。如此图所示，激光二极管20产生的激光具有如下特性，即，以中央波长λc为中心，具有指定的分布。此例是一个例子，也可以是除此以外的特性。应予说明，激光二极管20是不具有作为冷却元件的珀耳帖元件的非冷却(uncooled)型半导体激光元件。

激励光混合器17，将由激光二极管20产生的激励光输入放大光纤12、使其以多模在芯部12a内和第一包层部12b内传播。另外，激励光混合器17，将由光隔离器15输出的光信号输入放大光纤12、使其以单模在芯部12a内传播。

光隔离器16，具有透过来自放大光纤12的光、遮断从光耦合器14返回的光的功能。光耦合器14，将从光隔离器16输出的光信号的一部分分支输入光电二极管19，将剩余的光信号从输出端口24输出。输出端口24，例如，由光连接器等构成，对外部输出放大了的光信号。光电二极管(PD)19将由光耦合器14分支了的光信号变换为对应的电信号、供给到控制电路21。在控制电路21，将从光电二极管19供给的电信号变换为模拟信号或者对应的数字信号，检测输出信号的光强度。

控制电路21，例如，由CPU(CentralProcessingUnit)、ROM(ReadOnlyMemory)、RAM(RandomAccessMemory)、A/D(AnalogtoDigital)转换电路，以及D/A(DigitaltoAnalog)转换电路等构成，CPU根据存储于ROM的程序，以RAM为工作区进行运算处理，基于光电二极管18、19供给的信号，控制激光二极管20的驱动电流，从而执行使从光放大装置10输出的光信号的强度恒定的ALC(AutomaticOutputPowerLevelControl)或者增益恒定控制AGC(AutomaticGainControl)。另外，基于由热敏电阻22检测的激光二级管20的温度，驱动冷却部23，进行控制使得激光二极管20的温度为期望的温度。应予说明，控制电路21例如由DSP(DigitalSignalProcessor)等构成也可以。

热敏电阻(TH)22，和激光二极管20热耦合，检测激光二极管20的温度、供给到控制电路21。作为温度调整部的冷却部(FAN)23，例如，由小型马达和送风用的风扇构成，根据控制电路21的控制被驱动，向散热器30送风，从而以激光二极管20成为期望的温度的方式进行控制。应予说明，作为冷却部23的控制，例如，可以是根据温度的高低单纯地进行开/关(ON/OFF)控制，或者，根据温度的高低进行转速控制。

图4是表示散热器30的构成例的图。散热器30例如由铝或者铜等热传导性良好的金属板形成。在该金属板的一面(图4的近前侧一面)，形成收纳被卷绕成线圈状的放大光纤12的一边的直线部分的直线槽部31、收纳另一边的直线部分的直线槽部32、和收纳卷绕的圆形部分的圆形槽部33。因为使得放大光纤12的卷绕成线圈状的部分的内侧的半径，和圆形槽部33的内侧的侧面的半径大致相同，所以，在将放大光纤12收纳到散热器30的圆形槽部33时，放大光纤12的卷绕的部分的内侧和圆形槽部33的内侧的侧面接触，在它们之间实现热耦合。应予说明，为了提高热传导性，也可以是，使直线槽部31、32以及圆形槽部33的宽度和放大光纤12的粗细大致相同，槽部的两个侧面与放大光纤12的两侧接触。另外，也可以是，例如，使两者之间存在热传导性硅等，进一步提高热传导率。

另外，在被圆形槽部33围绕的凸状部的顶部的大致中央，配置激光二极管20。应予说明，与前述的情况一样，也可以为了提高热传导性而使两者之间存在热传导性硅等。应予说明，虽然在图4中没有表示，但是，图1所示的热敏电阻22被热耦合于激光二极管20，能够检测出激光二极管20的温度。另外，同样地，虽然在图4中没有表示，但是，图1所示的冷却部23被配置在例如能够对激光二极管20进行冷却的位置。应予说明，也可以不是在散热器30的表面侧(图4的近前侧一面)、而是在背面侧(图4的深远侧)设置冷却部23。或者，也可以是，在散热器30的背面侧设置多个翅片(Fin)，对于该翅片由冷却部23进行冷却。

(B)实施方式的动作

以下，在说明本实施方式的动作概要之后，说明详细的动作。本实施方式中，使用共添加了铒和镱的双包层型的放大光纤12。图5是表示这样的放大光纤12的基态吸收(Ground-StateAbsorption)和激励状态增益(Excited-StateGain)由波长引起的变化的图。表示基态吸收的曲线，在910～960nm附近具有平坦的波段B，在975nm附近具有峰。非冷却型多模的激光二极管20，对应于温度的上升，产生的激光波长向长波长侧偏移。例如，温度上升75℃时，向长波长侧偏移22.5nm。因此，一般来说，为了使吸收特性不因激光二极管20的温度变化而变化，一般设计成激光二极管20产生的激励光的中心波长λc落到图5所示的平坦的波段B内。

另一方面，本申请中，通过作为热传导性介质的散热器30将动作中产生热的放大光纤12和激光二极管20热耦合，积极地利用由放大光纤12产生的热，将激光二极管20升温。并且，设定激光二极管20的特性与放大光纤12的特性，使得在到达了热稳态的情况下(由放大光纤12产生的热与由散热器30散发的热均衡，激光二极管20的温度达到恒定的情况)，激光二极管20产生的激励光的中心波长λc与放大光纤12的基态吸收的峰值波长λa(图5的例中975nm)大致一样。或者，控制激光二极管20的温度，使得中央波长λc与峰值波长λa大致一样。通过这样的方法，与现有的使用平坦波段B的情况相比较，能够提高激励光的吸收率，所以即使为了改善模拟特性的目的而较短地设定放大光纤12的长度的情况下，也能够减少残留激励光的强度。另外，通过在高吸收率的波段，使用放大光纤12，能够提高变换效率(信号增益相对于激励光输入功率的比例)。应予说明，即使在温度变动而激光二极管20产生的激励光的波长变动的情况下，也只要存在于吸收率比波段B高的范围内，就能够与现有比较减少残留激励光、并且提高变换效率。

图6是表示现有例以及本实施方式的残留激励光和放大光纤12的长度的关系的图。此图的上侧的椭圆内表示的点，表示现有例的残留激励光与光纤长的关系。另外，图的下侧的椭圆内表示的点，表示本实施方式的残留激励光与光纤长的关系。根据它们的比较，在本申请的情况下，即使使放大光纤12的长度变短，也不会增加残留激励光到现有情况的程度。

如此，在本申请中，因为介由散热器30热耦合激光二极管20与放大光纤12，并且，设定使得在它们达到热稳态的情况下从激光二极管20产生的激励光的中心波长λc与放大光纤12的基态吸收的峰值波长λa大致一样，所以能够改善模拟特性，并且抑制残留激励光的增加。另外，通过使用放大光纤12的吸收特性的峰值位置，能够提高变换效率。

另外，因为能够使用非冷却型作为激光二极管20，所以不需要由珀耳帖元件消耗的电力(为了驱动激光二极管20而必须的电力的大致2倍的电力)，能够将光放大装置10的消耗电力减少到1/3以下。另外，通过省略珀耳帖元件的散热器，能够缩小装置整体的尺寸。进而，通过使用共添加了铒和镱的双包层型的放大光纤12，能够简单地得到高增益。

然后，对于本实施方式的详细动作进行说明。

本实施方式中，作为一个例子，举例将由包含频率为91.25～343.25MHz范围的40个载波的正弦波的AM-VSB信号对激光进行了调制的波长为1550nm的光信号放大的情况进行说明。从输入端口11输入光信号时，光耦合器13将它的一部分分支，输入光电二极管18。具体而言，光耦合器13为20dB耦合器的情况(分支比为1/100的情况)下，对光电二极管18输入光信号的1/100，对光隔离器15输入剩余的光信号。

光电二极管18，将输入的光信号变换为电信号，供给到控制电路21。控制电路21，在将输入的电信号变换为模拟信号或者对应的数字信号后，根据得到的数据和光耦合器13的分支比计算从输入端口11输入的光信号的强度。

通过了光隔离器15的光信号被导向激励光混合器17。激励光混合器17，将通过了光隔离器15的光信号输入放大光纤12的芯部12a，以单模在芯部12a内传播。另一方面，激光二极管20产生的激励光，由激励光混合器17，输入放大光纤12的芯部12a和第一包层部12b，在芯部12a和第一包层部12b的内部以多模传播。激励光边在放大光纤12传播，边被芯部12a的镱离子(Yb³⁺)吸收，镱离子间接地激励铒离子(Er³⁺)。在芯部12a传播的光信号因源于被激励的铒离子的受激发射而被放大。

放大光纤12，在放大动作中发热。例如，在由8W输出的激光二极管20激励8m长的放大光纤12的情况下，其周围温度上升至接近60℃。本实施方式中，因为放大光纤12如图4所示，被安装于散热器30，所以，由放大光纤12产生的热，被传输到作为热传导性介质的散热器30。因为在散热器30的中心部，配置激光二极管20，激光二极管20和散热器30热耦合，所以，激光二极管20因从放大光纤12传输的热而温度上升。另外，传输到散热器30的热，通过热辐射向周围辐射。热敏电阻22热耦合于激光二极管20，检测元件温度。如此检测的激光二极管20的温度，被供给到控制电路21。控制电路21判定激光二极管20的温度是否等于预先设定并存储的温度Tc(例如50℃(λc与λa大致一样的温度))，在检测出的温度比温度Tc还高的情况下，驱动冷却部23，除此以外的情况下不驱动冷却部23。因为通过如此的控制，以激光二极管20的温度成为温度Tc的方式进行控制，所以在包含冷却部23的系统达到热稳态的情况下，激光二极管20的元件温度等于温度Tc。

激光二极管20的温度上升时，激光二极管20产生的激励光的波长向长波长侧偏移。此处，将在激光二极管20的温度等于Tc的情况下产生的激励光的中心波长λc(参照图3)，和放大光纤12的基态吸收的峰值波长λa(参照图5)设定为大致一样。此结果是，由激光二极管20产生的激励光，以高比例被放大光纤12吸收，用于光信号的放大。因此，即使是以改善模拟特性为目的，较短地设定放大光纤12的长度的情况下，也能够降低残留激励光的强度。图6如前所述是表示放大光纤12的长度和残留激励光的强度的关系的图。图6的上侧的椭圆所围绕的点，表示现有的放大光纤12的长度与残留激励光的强度的关系，随着放大光纤12的长度变短，残留激励光的强度显著增加。另一方面，图6的下侧的椭圆所围绕的点，表示本实施方式的放大光纤12的长度与残留激励光的强度的关系，即使放大光纤12的长度变短，残留激励光的强度增加也很少。从放大光纤12输出的残留激励光的功率，在考虑无源光部件的耐受力时，期望的是设定为500mW以下。应予说明，500mW，是一般用作无源光部件的高功率耐受力值的值，通过将残留激励光设定为500mW以下，能够防止无源光部件的损伤，并且实现长寿命化。应予说明，也可以不是设定为500mW以下，而是例如设定为从放大光纤12输出的光信号的功率以下。这是因为只要是光信号的功率以下，就不会损伤无源光部件。

由放大光纤12放大了的光信号，介由光隔离器16输入到光耦合器14。光耦合器14，将输入的光信号的一部分分支，输入光电二极管19。具体而言，在光耦合器14为20dB耦合器的情况(分支比为1/100的情况)下，光信号的1/100被输入光电二极管19，剩余的光信号从输出端口24输出。

光电二极管19，将输入的光信号变换为电信号，供给到控制电路21。控制电路21，在将输入的电信号变换为模拟信号或者对应的数字信号后，根据得到的数据和光耦合器14的分支比计算放大后的光信号的强度。并且，控制电路21，基于由前述的处理计算的输入光的强度和输出光的强度，求出光放大装置10的增益。并且，基于求出的增益，执行使得增益恒定的控制即增益恒定控制(AGC)。或者，仅仅检测输出光的强度，进行使得输出强度保持恒定的输出恒定控制(ALC：AutomaticOutputPowerLevelControl)。应予说明，除此以外，也可以基于激励电流恒定控制(ACC：AutomaticCurrentControl)或者激励功率恒定控制(APC：AutomaticPumpPowerControl)等进行控制。

如以上说明所述，根据本发明的实施方式，因为，由作为热传导性介质的散热器30热耦合激光二极管20和放大光纤12，将由放大光纤12产生的热传输到激光二极管20，使得达到热稳态时激光二极管20产生的激励光的中心波长λc与放大光纤12的激励光的吸收率的峰值波长λa大致一样，所以，即使是以改善模拟特性为目的，使放大光纤12的长度短的情况下，也能够防止残留激励光的强度增大。

另外，在本实施方式中，介由散热器30热耦合放大光纤12和激光二极管20。因为散热器30一般由热传导性高的铝等金属构成，所以，由放大光纤12产生的热能够迅速地传输到激光二极管20，能够没有延迟地控制温度。

另外，在本实施方式中，因为将热敏电阻22热耦合于激光二极管20，基于由热敏电阻22检测的温度，控制冷却部23，所以，能够使激光二极管20始终为恒定的温度。通过如此的控制，能够不受环境温度等的影响，按残留激励光的强度以低级别恒定的方式进行控制。另外，能够将放大光纤12的变换效率维持为高级别。

另外，因为，在本实施方式中，使用非冷却型作为激光二极管20，从而不需要由珀耳帖元件消耗的电力，所以光放大装置10的消耗电力能够被减少到1/3程度，并且，通过省略珀耳帖元件的散热器，能够缩小装置整体的尺寸。应予说明，虽然在本实施方式中，使用冷却部23，但是因为冷却部23的消耗电力比珀耳帖元件小，所以，即使冷却部23频繁(或者连续)运转的情况下，与珀耳帖元件比较，也能够减少消耗电力。

另外，本实施方式中，如图4所示，卷绕放大光纤12使得放大光纤12的激励光输入侧被配置于近前侧。放大光纤12具有如下分布，即，激励光输入侧的温度高，随着远离输入端，温度降低。因此，通过将放大光纤12的温度高的一侧，配置于接近激光二极管20的一侧，能够有效率地将放大光纤12的热传输到激光二极管20。

图7是说明将本实施方式的光放大装置适用于光传送系统50的情况的一个例子的概略构成图。此图的例子中，光传送系统50，包含光发送装置60、发送侧光传送线路70、本实施方式的光放大装置10、接收侧光传送线路80以及光信号接收装置90。此例中，从光发送装置60发送的光信号，在发送侧光传送线路70传播、到达光放大装置10。在光放大装置10中，如上所述，光信号被放大后，在接收侧光传送线路80传播、到达光信号接收装置90，在此处将信号解调。因为本实施方式的光放大装置10，具有良好的模拟特性，并且，消耗电力低，所以在使用了如此的光放大装置10的光传送系统50中，能够提高系统整体的通信品质，并且，削减消耗电力，节约系统维护必要的经费。

(C)变形实施方式

应予说明，在以上的实施方式中，使用了如图4所示的散热器30，但是，除此以外，也可以是例如图8所示的构成。在图8的例中，散热器130，由例如铝或者铜等热传导性的金属板形成。在该金属板的一面，形成将放大光纤12的一个端部埋入的直线槽部131，在该直线槽部131埋入放大光纤12的输入激励光一侧的直线部分。从直线槽部131向上方向伸出的放大光纤12呈螺旋状从内侧向外侧回旋，其半径渐渐变大，另一端部朝向与直线槽部131相同的方向向着散热器130的外部伸出。应予说明，因为放大光纤12的输入激励光的直线部分被埋入直线槽部131内、它的表面与散热器130的表面为大致同样的高度，所以，能够以螺旋状的部分不用为了回避该直线部分而弯曲的方式进行配置。放大光纤12，例如，通过粘接剂等被安装于散热器130。在放大光纤12的螺旋状部分的中央附近，例如，介由用于提高热传导率的热传导性硅与散热器130热耦合地配置激光二极管20。应予说明，与前述的情况相同，图1所示的热敏电阻22热耦合于激光二极管20，能够检测激光二极管20的温度。另外，图1所示的冷却部23，被配置于例如能够将激光二极管20冷却的位置。应予说明，也可以不在散热器130的表面侧，而是在背面侧设置，或者，也可以在散热器130的背面侧设置多个翅片，由冷却部23对该翅片进行冷却。

图9进一步表示散热器的其它实施方式。虽然图8的例子为仅仅将放大光纤12的一部分埋设于散热器130内的构成，但是，图9为将放大光纤12全部埋设于散热器230中的构成。即，此例中，在散热器230中，形成收纳放大光纤12的一边的直线部分的直线槽部231、收纳另一边的直线部分的直线槽部232、和收纳螺旋状卷绕的部分的螺旋状槽部233。应予说明，埋设了放大光纤12的一端部的直线槽部231，与其它部分比较，形成槽的深度仅深至光纤的粗细程度。如此，通过埋设于散热器230内的构成，能够增大放大光纤12与散热器的接触面积，提高热传导率。另外，虽然图9中没有表示，但是，在埋设了放大光纤12之后，由具有对应于激光二极管20的开口部的、例如树脂等密封材料密封散热器230的表面，从而能够防止损伤放大光纤12。另外，通过使用具有热传导性的树脂，能够进一步增强放大光纤12与散热器230的热耦合。

应予说明，在图8以及图9的例中，因为使得放大光纤12的激励光输入的一侧成为内侧，卷绕为螺旋状，所以将放大光纤12的温度变高的部分配置于激光二极管20的附近，如此，能够效率良好地向激光二极管20传输热。应予说明，介由散热器热耦合激光二极管20和放大光纤12的情况下，散热器的形状不限定于上述实施方式。例如，收纳光纤的各个槽部不一定是必要的。

另外，虽然在以上的实施方式中，热耦合放大光纤12与激光二极管20，但是，除此以外，还可以将位于放大光纤12的输出侧的无源光部件(例如，光隔离器16或者光耦合器14)和激光二极管20热耦合。这是因为位于输出侧的无源光部件也发热。应予说明，作为热耦合的方法，可以如前所述介由散热器热耦合，或者也可以将激光二极管20与无源光部件直接热耦合。进而，还可以在图4、图8、图9所示的散热器30、130、230的激光二极管20的附近配置无源光部件，利用来自放大光纤12与无源光部件双方的热。应予说明，虽然在放大光纤12的情况下，对应于从激光二极管20输出的波长的偏移，吸收率变动、发热量变化，但是，因为位于输出侧的无源光部件的发热量相对于波长的偏移是稳定的，所以，通过热耦合无源光部件和激光二极管20，能够进行稳定的残留激励光的减低控制。

另外，虽然在以上的实施方式中，设置热敏电阻22以及冷却部23，基于它们进行温度控制，但是，例如，在不进行温度控制也能够将激光二极管20的温度保持为期望温度的情况下，没有设置它们的必要。

另外，虽然在以上的实施方式中，列举了通过作为温度调整部的冷却部23冷却的情况为例进行了说明，但是，也可以通过作为温度调整部的加热部进行加热。具体而言，也可以设置具有加热功能的加热器作为温度调整部，在周围温度降低、激励波长变短的情况下，通过加热器加热，控制成激光二极管20的温度接近温度Tc。作为控制方法，能够采用根据由热敏电阻22检测的温度控制加热器产生的热量的方法。或者，因为温度控制的时间常数大(变化慢)，所以，也能够进行基于加热器开/关(ON/OFF)的开关控制。当然，对于冷却情况下的风扇的控制，可以控制转速，也可以进行开/关(ON/OFF)控制。

另外，因为在刚启动了光放大装置10之后，激光二极管20的温度低，激励波长短，所以，有时残留激励光的级别变高直至达到稳态。因此，也可以在刚启动了光放大装置10之后，由加热器加热，使其向稳态移动，随着向稳态移动，减弱加热器的加热。根据这样的方法，能够防止由残留激励光导致例如光学元件短寿命化、损伤。

应予说明，也可以组合利用冷却部23的冷却和利用加热器的加热，进行控制。根据利用这样的组合的控制，即使是周围温度的变动大的情况，也能够将激光二极管20的温度保持恒定。

应予说明，虽然在以上的实施方式中，给出为了防止光放大装置10刚启动之后产生的残留激励光，暂时地由加热器加热的方案，但是，实现此目的的构成不限于此。例如，也可以在放大光纤12的后段部安装残留激励光的除去部，将上升时的过渡状态下产生的残留激励光变换为热而除去。作为残留激励光的除去部，例如，能够通过使从放大光纤12的包层射出的多模光入射的后段侧的单模光纤的包层的外侧为折射率与该包层相比同等程度或者稍大的部件而得到。通过使残留激励光除去部与进一步另外设置的散热部件热接触，能够将残留激励光变换为热而除去。

另外，虽然在以上的实施方式中，使用散热器作为热传导性介质，但是也可以使用散热器之外的介质作为热传导性介质。具体而言，例如，也可以使用收纳光放大装置10的金属制筐体作为热传导性介质。另外，作为热传导性介质，不限于金属，例如，也可以使用空气作为热传导介质。即，也可以只是将激光二极管20配置在放大光纤12或者无源光部件的附近。应予说明，除此以外，作为热传导介质，还存在例如水或者有机溶剂等液体或者树脂等。能够使用它们是不言而喻的。

另外，虽然在以上的实施方式中是将放大光纤12的激励光输入侧配置于激光二极管20的附近的结构，但是，在激光二极管20的温度成为期望的温度以上的情况下，也可以将激励光输入侧配置于远离激光二极管20的位置。另外，关于激光二极管20的安装位置，也不限定于图4、8、9的位置，也可以例如安装在散热器的四角中的任一个，或者，安装在散热器的背面侧。

另外，虽然在以上的实施方式中，关于输出控制(例如，ALC等)和温度控制的关系没有进行说明，但是，对于输出控制，控制的响应速度快，另一方面，对于温度控制，响应速度比输出控制慢。因此，例如，为了恒定地控制输出，短期地基于输出控制进行控制，并且，长期地通过温度控制而控制成激光二极管20的温度成为期望的温度，从而能够使残留激励光的强度减少，并且改善模拟特性。

另外，虽然在以上的实施方式中，作为激光二极管20产生的激励光具有图3所示的波长特性进行了说明，但是，在具有与之不同的特性的情况下(例如，不存在显著的峰值波长的情况下)，设定为温度上升而波长偏移时，放大光纤12的吸收率变得最高即可。即，设定为在温度上升时，图3所示的波长特性与图5所示的吸收特性的重复区域变得最多即可。

另外，虽然在以上的实施方式中，作为激励方式采用了前方激励方式，但是，也可以例如采用后方激励方式或者双向激励方式。后方激励方式，与前方激励方式比较时，噪声特性差，但是能够高输出化。另外，双向激励方式，使得兼具前方激励方式和后方激励方式两者特征的放大成为可能。

另外，虽然在以上的实施方式中，使光放大装置10仅仅是辅助放大器(BoosterAmplifier)的构成，但是，也可以例如为了改善作为噪声因数的NF，例如，在通过设置于辅助放大器的前段的前置放大器放大后，进一步通过辅助放大器放大。

应予说明，虽然在以上的实施方式中，列举在芯部12共添加铒和镱的情况为例进行了说明，但是也可以添加铥(Tm：Thulium)、钕(Nd：Neodymium)、镨(Pr：Praseodymium)等稀土元素，或者，具有与稀土元素同样的放大作用的其它物质。此情况下，虽然与上述的实施方式放大波段不同，但是，能够起到与本发明同样的效果。

符号说明

10光放大装置

11输入端口(输入部)

12放大光纤(光纤)

12a芯部

12b第一包层部

12c第二包层部

13光耦合器

14光耦合器(无源光部件)

15光隔离器

16光隔离器(无源光部件)

17激励光混合器

18，19光电二极管

20激光二极管(激光光源)

21控制电路(温度调整部的一部分)

22热敏电阻(温度检测部)

23冷却部(温度调整部的一部分)

24输出端口(输出部)

30，130，230散热器(热传导性介质)

50光传送系统

60光信号发送装置(光发送装置)

70发送侧光传送线路

80接收侧光传送线路

90光信号接收装置(光接收装置)

Claims (8)

1.一种光放大装置，其特征在于，将光信号放大，包含：

输入部，输入所述光信号；

激光光源，由非冷却型的半导体激光元件构成，产生激光；

光纤，通过基于来自所述激光光源的所述激光的受激发射，将所述光信号放大输出；

输出部，输出由所述光纤放大了的所述光信号；

无源光部件，被配置于所述光纤与所述输出部之间；

介由热传导性介质热耦合所述激光光源和所述光纤；

通过由所述光纤产生的热，使所述激光光源升温，使所述激光光源的激发波长变化，

将由所述光纤产生的热传输到所述激光光源、到达了热稳态时所述激光光源产生的激光的波段被设定为与所述光纤的吸收率高的波段大致一致，

所述光纤是双包层型的光纤，

所述激光光源由多模半导体激光元件构成，

所述激光光源在未被所述光纤加热时，以小于所述光纤的基态峰值波长的中心波长激发，通过所述光纤的加热，向所述光纤的基态峰值波长附近偏移。

2.如权利要求1所述的光放大装置，其特征在于，所述热传导性介质，是用于将所述光纤产生的热散热的散热器，通过将所述激光光源配置于该散热器进行热耦合。

3.如权利要求2所述的光放大装置，其特征在于，包含：

温度检测部，用于检测所述激光光源的温度，与所述激光光源热耦合；

温度调整部，基于所述温度检测部的温度检测结果，调整包含所述激光光源的系统的温度，使得所述激光光源产生的激光的波段与所述光纤的吸收率高的波段大致一致；

所述温度调整部，具有冷却所述散热器的冷却部，控制所述激光光源的功率，由所述光纤产生的热使所述激光光源升温，并且，由所述冷却部冷却所述激光光源，从而控制所述激光光源的激发波长，

所述冷却部由风扇构成。

4.如权利要求1或2所述的光放大装置，其特征在于，设定为从所述光纤输出的残留激励光的功率为500mW以下。

5.如权利要求1所述的光放大装置，其特征在于，

所述无源光部件是将由所述光纤产生的残留激励光变换为热而除去的残留激励光除去部，

通过由所述光纤产生的热以及/或由所述残留激励光除去部变换的热，使所述激光光源升温，控制所述激光光源的激发波长。

6.如权利要求5所述的光放大装置，其特征在于，将由所述光纤以及/或者所述无源光部件产生的热传输到所述激光光源、到达了热稳态时所述激光光源产生的激光的波段被设定为与所述光纤的吸收率高的波段大致一致。

7.如权利要求6所述的光放大装置，其特征在于，设定为从所述光纤输出的残留激励光的功率为500mW以下。

8.一种光传送系统，其特征在于，包含：

光发送装置，发送光信号；

所述权利要求1～7中任一项所述的光放大装置；

光接收装置，接收由所述光放大装置放大了的所述光信号。