JP2000077755A - 高出力変換効率を有する長波長帯域向きの光ファイバ増幅器 - Google Patents
高出力変換効率を有する長波長帯域向きの光ファイバ増幅器Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力変換効率を有する長波長帯域の光ファ
イバ増幅器を提供する。 【解決手段】 本発明による光ファイバ増幅器は、励起
光源が提供される第１光ファイバ部分と、該第１光ファ
イバ部分に接続され、励起光源が提供されない第２光フ
ァイバ部分と、自発放出光を該第２光ファイバ部分に対
する二次励起光源として用いるための再用手段とを備え
てなる。
イバ増幅器を提供する。 【解決手段】 本発明による光ファイバ増幅器は、励起
光源が提供される第１光ファイバ部分と、該第１光ファ
イバ部分に接続され、励起光源が提供されない第２光フ
ァイバ部分と、自発放出光を該第２光ファイバ部分に対
する二次励起光源として用いるための再用手段とを備え
てなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ増幅器に
関するものであり、特に、自然放出光を二次励起光源と
して用いることにより高出力変換効率を有する長波長帯
域(１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ)の光ファイバ増幅器に
関する。
関するものであり、特に、自然放出光を二次励起光源と
して用いることにより高出力変換効率を有する長波長帯
域(１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ)の光ファイバ増幅器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重(Wavelength Division Mul
tiplexed：ＷＤＭ)伝送システムにおいて、広帯域で平
坦化した利得を有するエルビウムドープファイバ増幅器
(Erbium Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ)及び従来の
ＥＤＦＡでは実現が困難であった長波長帯域でも動作可
能な光増幅器の研究開発が重要な技術的関心事項の一つ
となっている。このため、増幅光ファイバに新規物質、
例えば、亜テルル酸塩基材(tellurite based)を使用し
長波長帯域でも動作可能な光ファイバ増幅器の研究開発
が進められているが、例えば、該亜テルル酸塩基材を光
ファイバ増幅器に使用すると、長波長帯域の光ファイバ
増幅器の要件を満たすことはできるが、その利得スペク
トルが不均一となり、しかも、この問題を解決するため
の関連技術分野の技術水準が追いついていないことから
実用化が困難となっている。
tiplexed：ＷＤＭ)伝送システムにおいて、広帯域で平
坦化した利得を有するエルビウムドープファイバ増幅器
(Erbium Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ)及び従来の
ＥＤＦＡでは実現が困難であった長波長帯域でも動作可
能な光増幅器の研究開発が重要な技術的関心事項の一つ
となっている。このため、増幅光ファイバに新規物質、
例えば、亜テルル酸塩基材(tellurite based)を使用し
長波長帯域でも動作可能な光ファイバ増幅器の研究開発
が進められているが、例えば、該亜テルル酸塩基材を光
ファイバ増幅器に使用すると、長波長帯域の光ファイバ
増幅器の要件を満たすことはできるが、その利得スペク
トルが不均一となり、しかも、この問題を解決するため
の関連技術分野の技術水準が追いついていないことから
実用化が困難となっている。
【０００３】また、上記以外の物質として、様々な構造
のシリカ基材がＥＤＦＡに用いられており、従来の増幅
帯域(１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ：Ｃ−バンド)とは異
なる帯域で利得を得るための研究や、ＥＤＦ内で３０〜
４０％程度の密度反転を誘導する適宜のシステム構成に
より１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ(Ｌ−バンド)の長波長
帯域でも光増幅が可能となるような研究も進められてい
る。多少複雑な構成となるが、このようなＣ−バンド及
びＬ−バンド増幅器を並列に配置してＥＤＦＡにシリカ
基材を用いることにより、このＥＤＦＡが将来の大容量
ＷＤＭ伝送システムに対して８０ｎｍ以上の広い利得帯
域を有することが可能となる。しかしながら、Ｌ−バン
ドの光ファイバ増幅器はＥＤＦ部を長くしなければなら
ず、また、そのために高出力ポンプ（励起光源）を必要
とし、更には出力変換効率の低下を引き起こすという改
善点を持つ。
のシリカ基材がＥＤＦＡに用いられており、従来の増幅
帯域(１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ：Ｃ−バンド)とは異
なる帯域で利得を得るための研究や、ＥＤＦ内で３０〜
４０％程度の密度反転を誘導する適宜のシステム構成に
より１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ(Ｌ−バンド)の長波長
帯域でも光増幅が可能となるような研究も進められてい
る。多少複雑な構成となるが、このようなＣ−バンド及
びＬ−バンド増幅器を並列に配置してＥＤＦＡにシリカ
基材を用いることにより、このＥＤＦＡが将来の大容量
ＷＤＭ伝送システムに対して８０ｎｍ以上の広い利得帯
域を有することが可能となる。しかしながら、Ｌ−バン
ドの光ファイバ増幅器はＥＤＦ部を長くしなければなら
ず、また、そのために高出力ポンプ（励起光源）を必要
とし、更には出力変換効率の低下を引き起こすという改
善点を持つ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような事情を背景
に本発明は、比較的長波長帯域における高出力変換効率
の光増幅が可能な光ファイバ増幅器の提供を目的として
いる
に本発明は、比較的長波長帯域における高出力変換効率
の光増幅が可能な光ファイバ増幅器の提供を目的として
いる
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的のために
本発明は、励起光の提供を受ける第１光ファイバ部分
と、この第１光ファイバ部分に接続され、励起光の提供
を受けない第２光ファイバ部分と、第１光ファイバ部分
による自然放出光を第２光ファイバ部分の励起用に用い
る再用手段と、を備える光ファイバ増幅器を提供する。
本発明は、励起光の提供を受ける第１光ファイバ部分
と、この第１光ファイバ部分に接続され、励起光の提供
を受けない第２光ファイバ部分と、第１光ファイバ部分
による自然放出光を第２光ファイバ部分の励起用に用い
る再用手段と、を備える光ファイバ増幅器を提供する。
【０００６】その再用手段は、第１光ファイバ部分と第
２光ファイバ部分との間に挿入された波長分割多重結合
器と、該波長分割多重結合器に接続されて励起光を提供
する励起光源と、を備えたものにするとよい。また、第
１及び第２光ファイバ部分にはそれぞれエルビウムドー
プ光ファイバが使用され、該エルビウムドープ光ファイ
バはＬ−バンドで利得を示すように長さ調整されている
ことが望ましい。
２光ファイバ部分との間に挿入された波長分割多重結合
器と、該波長分割多重結合器に接続されて励起光を提供
する励起光源と、を備えたものにするとよい。また、第
１及び第２光ファイバ部分にはそれぞれエルビウムドー
プ光ファイバが使用され、該エルビウムドープ光ファイ
バはＬ−バンドで利得を示すように長さ調整されている
ことが望ましい。
【０００７】上記光ファイバ増幅器において、第１及び
第２光ファイバ部分の前後に位置し光信号の進行方向を
一方向に誘導する光アイソレーターを備えるようにして
もよい。
第２光ファイバ部分の前後に位置し光信号の進行方向を
一方向に誘導する光アイソレーターを備えるようにして
もよい。
【０００８】さらに本発明では、上記目的を達成するた
め、入力端から出力端へ縦列接続される２つの増幅光フ
ァイバを備えたＬ−バンド用の光ファイバ増幅器におい
て、２つの増幅光ファイバの間に光カップラを挿入し、
該光カップラから励起光源による励起光を提供するよう
にした光ファイバ増幅器を提供する。
め、入力端から出力端へ縦列接続される２つの増幅光フ
ァイバを備えたＬ−バンド用の光ファイバ増幅器におい
て、２つの増幅光ファイバの間に光カップラを挿入し、
該光カップラから励起光源による励起光を提供するよう
にした光ファイバ増幅器を提供する。
【０００９】その光ファイバ増幅器には、出力端側の増
幅光ファイバへ励起光を提供する前方向励起方式、ある
いは、入力端側の増幅光ファイバへ励起光を提供する後
方向励起方式を採用することができる。
幅光ファイバへ励起光を提供する前方向励起方式、ある
いは、入力端側の増幅光ファイバへ励起光を提供する後
方向励起方式を採用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】図１及び図２は従来のシリカ基材を用いた
Ｌ−バンドＥＤＦＡの例をそれぞれ示したブロック図で
ある。図１における光ファイバ増幅器(以下、“第１型
光ファイバ増幅器”という)は前方向励起構造を、図２
における光ファイバ増幅器(以下、“第２型光ファイバ
増幅器”という)は後方向励起構造をそれぞれ備えてい
る。
Ｌ−バンドＥＤＦＡの例をそれぞれ示したブロック図で
ある。図１における光ファイバ増幅器(以下、“第１型
光ファイバ増幅器”という)は前方向励起構造を、図２
における光ファイバ増幅器(以下、“第２型光ファイバ
増幅器”という)は後方向励起構造をそれぞれ備えてい
る。
【００１２】図１の第１型光ファイバ増幅器では、入力
光信号１０は、光カップラであるＷＤＭ結合器２０を介
し前方向励起手段３０により励起されるＥＤＦ領域(Ｅ
ＤＦＩ)と、励起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ ＩＩ)とに
順次入力され増幅された後に出力光信号４０として出力
される。一方、図２の第２型光ファイバ増幅器では、入
力光信号１０は、励起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ Ｉ
Ｉ)と、ＷＤＭ結合器２０を介し後方向励起手段３０’
により励起されるＥＤＦ領域(ＥＤＦ Ｉ)とに順次入力
され増幅された後に出力光信号４０として出力される。
これら第１型及び第２型光増幅器では、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５０，５０’を備える。
光信号１０は、光カップラであるＷＤＭ結合器２０を介
し前方向励起手段３０により励起されるＥＤＦ領域(Ｅ
ＤＦＩ)と、励起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ ＩＩ)とに
順次入力され増幅された後に出力光信号４０として出力
される。一方、図２の第２型光ファイバ増幅器では、入
力光信号１０は、励起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ Ｉ
Ｉ)と、ＷＤＭ結合器２０を介し後方向励起手段３０’
により励起されるＥＤＦ領域(ＥＤＦ Ｉ)とに順次入力
され増幅された後に出力光信号４０として出力される。
これら第１型及び第２型光増幅器では、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５０，５０’を備える。
【００１３】図３及び図４は本発明の一実施形態をそれ
ぞれ示したものであり、シリカ基材を用いたＬ−バンド
のＥＤＦＡのブロック図である。図３の光ファイバ増幅
器(以下、“第３型光ファイバ増幅器”という)では、入
力光信号１２は、励起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ Ｉ
Ｉ)からＷＤＭ結合器２２を通過した後、ＷＤＭ結合器
２２を介し前方向励起手段３２により励起されるＥＤＦ
領域(ＥＤＦ Ｉ)に入力される。一方、図４の光ファイ
バ増幅器(以下、“第４型光ファイバ増幅器”という)で
は、入力信号光１２は、ＷＤＭ結合器２２を介し後方向
励起手段３２’により励起されるＥＤＦ領域（ＥＤＦ
Ｉ）から出力された後、ＷＤＭ結合器２２を通過し、励
起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ ＩＩ)に入力される。こ
れら第３型及び第４型光ファイバ増幅器においても、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５２，５２’を備える。
ぞれ示したものであり、シリカ基材を用いたＬ−バンド
のＥＤＦＡのブロック図である。図３の光ファイバ増幅
器(以下、“第３型光ファイバ増幅器”という)では、入
力光信号１２は、励起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ Ｉ
Ｉ)からＷＤＭ結合器２２を通過した後、ＷＤＭ結合器
２２を介し前方向励起手段３２により励起されるＥＤＦ
領域(ＥＤＦ Ｉ)に入力される。一方、図４の光ファイ
バ増幅器(以下、“第４型光ファイバ増幅器”という)で
は、入力信号光１２は、ＷＤＭ結合器２２を介し後方向
励起手段３２’により励起されるＥＤＦ領域（ＥＤＦ
Ｉ）から出力された後、ＷＤＭ結合器２２を通過し、励
起されないＥＤＦ領域(ＥＤＦ ＩＩ)に入力される。こ
れら第３型及び第４型光ファイバ増幅器においても、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５２，５２’を備える。
【００１４】図５〜図８において本例による光ファイバ
増幅器の特性を示す。尚、 本発明と従来技術との特性
を対比するにあたり、同一動作条件下で対比すべく第１
型から第４型の光ファイバ増幅器に同一のＥＤＦを使用
した。すなわち、４．５ｄＢ／ｍ の最大吸収係数を有
する商業的に利用可能なアルミニウム共ドープ(Al−cod
oped)光ファイバを使用し、かつ、励起されないＥＤＦ
領域(ＥＤＦ ＩＩ)のその長さによる小信号利得（Small
Signal Gain)）の依存性を分析するためにＥＤＦ Ｉ
の長さを１３５ｍにし、ＥＤＦ ＩＩの長さを０ｍ，５
ｍ，１５ｍ，２０ｍ，２５ｍ，３５ｍに変化させて小信
号利得を測定した。この対比における励起波長は９８０
ｎｍで、その出力は９０ｍＷに固定した。また、光増幅
器の利得を評価すべく光スペクトル分析器とともに１５
９０ｎｍの中心波長を有する波長可変レーザーを用いる
とともに、小信号利得、雑音指数、飽和出力強度及び出
力変換効率などを正確に測定するためにそれぞれ−２０
ｄＢｍ及び０ｄＢｍの強度を有する入力信号を使用し
た。
増幅器の特性を示す。尚、 本発明と従来技術との特性
を対比するにあたり、同一動作条件下で対比すべく第１
型から第４型の光ファイバ増幅器に同一のＥＤＦを使用
した。すなわち、４．５ｄＢ／ｍ の最大吸収係数を有
する商業的に利用可能なアルミニウム共ドープ(Al−cod
oped)光ファイバを使用し、かつ、励起されないＥＤＦ
領域(ＥＤＦ ＩＩ)のその長さによる小信号利得（Small
Signal Gain)）の依存性を分析するためにＥＤＦ Ｉ
の長さを１３５ｍにし、ＥＤＦ ＩＩの長さを０ｍ，５
ｍ，１５ｍ，２０ｍ，２５ｍ，３５ｍに変化させて小信
号利得を測定した。この対比における励起波長は９８０
ｎｍで、その出力は９０ｍＷに固定した。また、光増幅
器の利得を評価すべく光スペクトル分析器とともに１５
９０ｎｍの中心波長を有する波長可変レーザーを用いる
とともに、小信号利得、雑音指数、飽和出力強度及び出
力変換効率などを正確に測定するためにそれぞれ−２０
ｄＢｍ及び０ｄＢｍの強度を有する入力信号を使用し
た。
【００１５】ＥＤＦの入力端側の挿入損失を正確に測定
した結果、全ての場合に対して２ｄＢ以下であった。
した結果、全ての場合に対して２ｄＢ以下であった。
【００１６】図５に、ＥＤＦ ＩＩの長さを順次変化さ
せて計測した第１型光ファイバ増幅器（ＦＩＲＳＴ Ｔ
ＹＰＥ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤＦＡ），第２型光ファイバ
増幅器（ＳＥＣＯＮＤ ＴＹＰＥ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤ
ＦＡ），第３型光ファイバ増幅器（ＴＨＩＲＤ ＴＹＰ
Ｅ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤＦＡ），及び第４型光ファイバ
増幅器（ＦＯＵＲＴＨ ＴＹＰＥ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤ
ＦＡ）の小信号利得値を示す。この結果によれば、励起
されないＥＤＦ領域（ＥＤＦ ＩＩ）を有する第３型及
び第４型光ファイバ増幅器は、従来の前方向及び後方向
励起手段を有する第１型及び第２型光ファイバ増幅器と
比べて小信号利得がＥＤＦ ＩＩの長さに強く依存する
という特性が得られる。また、図６には、ＥＤＦ ＩＩ
の長さを順次変化させたときの第１型から第４型光ファ
イバ増幅器の出力変換効率（Power Conversion Effic
iency）を示す。図５及び図６より、第３型光ファイバ
増幅器においてＥＤＦ ＩＩの長さが３５ｍの場合に、
小信号利得及び出力変換効率の値が最も高いことが確認
でき、それぞれ２１．８３ｄＢ及び２１．１％である。
せて計測した第１型光ファイバ増幅器（ＦＩＲＳＴ Ｔ
ＹＰＥ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤＦＡ），第２型光ファイバ
増幅器（ＳＥＣＯＮＤ ＴＹＰＥ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤ
ＦＡ），第３型光ファイバ増幅器（ＴＨＩＲＤ ＴＹＰ
Ｅ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤＦＡ），及び第４型光ファイバ
増幅器（ＦＯＵＲＴＨ ＴＹＰＥ Ｌ−ＢＡＮＤ ＥＤ
ＦＡ）の小信号利得値を示す。この結果によれば、励起
されないＥＤＦ領域（ＥＤＦ ＩＩ）を有する第３型及
び第４型光ファイバ増幅器は、従来の前方向及び後方向
励起手段を有する第１型及び第２型光ファイバ増幅器と
比べて小信号利得がＥＤＦ ＩＩの長さに強く依存する
という特性が得られる。また、図６には、ＥＤＦ ＩＩ
の長さを順次変化させたときの第１型から第４型光ファ
イバ増幅器の出力変換効率（Power Conversion Effic
iency）を示す。図５及び図６より、第３型光ファイバ
増幅器においてＥＤＦ ＩＩの長さが３５ｍの場合に、
小信号利得及び出力変換効率の値が最も高いことが確認
でき、それぞれ２１．８３ｄＢ及び２１．１％である。
【００１７】これらの値は第１型光ファイバ増幅器の場
合よりそれぞれ４ｄＢ及び１１．５１％向上している。
すなわち、励起レーザーダイオードの前又は後に励起さ
れないＥＤＦ領域(ＥＤＦ ＩＩ)を位置させることによ
り、励起出力を効率よく利用することができるようにな
っている。これは、励起光と反対方向に進行する自然放
出光(Amplified Spontaneous Emission：ＡＳＥ)を、励
起されないＥＤＦ領域における１５５０ｎｍの励起源と
して再利用するものであり、１６００ｎｍの帯域で光子
を生成させる。
合よりそれぞれ４ｄＢ及び１１．５１％向上している。
すなわち、励起レーザーダイオードの前又は後に励起さ
れないＥＤＦ領域(ＥＤＦ ＩＩ)を位置させることによ
り、励起出力を効率よく利用することができるようにな
っている。これは、励起光と反対方向に進行する自然放
出光(Amplified Spontaneous Emission：ＡＳＥ)を、励
起されないＥＤＦ領域における１５５０ｎｍの励起源と
して再利用するものであり、１６００ｎｍの帯域で光子
を生成させる。
【００１８】出力変換効率を向上させるのに十分な逆進
ＡＳＥの存在を証明するために、サーキュレーターを用
いてＥＤＦ ＩＩのない第１型光ファイバ増幅器におけ
る逆進ＡＳＥスペクトルを測定した。図７に０．２ｎｍ
の分解能帯域で０ｄＢの入力信号に対する逆進ＡＳＥス
ペクトルを測定した結果を示す。−２５ｄＢｍ／０．２
ｎｍ以上の光出力を示す波長領域、すなわち、１５２０
ｎｍから１５６５ｎｍまでの波長領域では全体的に２
０．５９ｍＷ程度の強い逆進ＡＳＥ出力を示した。より
弱い−２０ｄＢｍの入力信号が光ファイバ増幅器に入射
された場合、全体励起出力の３０％に至る２８．９ｍＷ
程度のより強い全体逆進ＡＳＥ出力を確認することがで
きた。このことから、より弱い出力強度及び１５５０ｎ
ｍの帯域信号を有するＬ−バンド増幅においては、ＡＳ
Ｅ出力レベルはＬ−バンドを増幅するのに十分である。
なお、１５９０ｎｍ付近のピークは入力光信号のレイリ
ー後方散乱(Rayleigh back-scattered)部分により発生
するものと考えられる。
ＡＳＥの存在を証明するために、サーキュレーターを用
いてＥＤＦ ＩＩのない第１型光ファイバ増幅器におけ
る逆進ＡＳＥスペクトルを測定した。図７に０．２ｎｍ
の分解能帯域で０ｄＢの入力信号に対する逆進ＡＳＥス
ペクトルを測定した結果を示す。−２５ｄＢｍ／０．２
ｎｍ以上の光出力を示す波長領域、すなわち、１５２０
ｎｍから１５６５ｎｍまでの波長領域では全体的に２
０．５９ｍＷ程度の強い逆進ＡＳＥ出力を示した。より
弱い−２０ｄＢｍの入力信号が光ファイバ増幅器に入射
された場合、全体励起出力の３０％に至る２８．９ｍＷ
程度のより強い全体逆進ＡＳＥ出力を確認することがで
きた。このことから、より弱い出力強度及び１５５０ｎ
ｍの帯域信号を有するＬ−バンド増幅においては、ＡＳ
Ｅ出力レベルはＬ−バンドを増幅するのに十分である。
なお、１５９０ｎｍ付近のピークは入力光信号のレイリ
ー後方散乱(Rayleigh back-scattered)部分により発生
するものと考えられる。
【００１９】図８に、ＥＤＦ ＩＩの長さを順次変化さ
せて第１型から第４型光ファイバ増幅器の１５５０ｎｍ
帯域における第２レベル励起に対する雑音指数（Intern
alNoise Index）を測定した結果を示す。前方向励起手
段を有する第１型及び第３型光ファイバ増幅器は後方向
励起手段を有する第２型及び第４型光ファイバ増幅器よ
り優れた性能を示す。また、第２型光ファイバ増幅器は
他光ファイバ増幅器に比べて雑音指数が非常に高く、Ｅ
ＤＦ ＩＩの長さによる雑音指数も急激に増加するた
め、Ｌ−バンドＥＤＦＡとして使用するには不適当であ
る。第３型光ファイバ増幅器が第１型光ファイバ増幅器
よりも雑音指数面に関し低特性を示すのは、励起されな
いＥＤＦ部分で１６００ｎｍの励起に用いられる逆進Ａ
ＳＥ波長において大きい放射断面積が存在するからであ
る。第４型光ファイバ増幅器にあっても励起されないＥ
ＤＦ部分を有するため、ＥＤＦＡ全体の後方部で雑音に
鈍感であり、雑音指数に対する影響は確認されない。
せて第１型から第４型光ファイバ増幅器の１５５０ｎｍ
帯域における第２レベル励起に対する雑音指数（Intern
alNoise Index）を測定した結果を示す。前方向励起手
段を有する第１型及び第３型光ファイバ増幅器は後方向
励起手段を有する第２型及び第４型光ファイバ増幅器よ
り優れた性能を示す。また、第２型光ファイバ増幅器は
他光ファイバ増幅器に比べて雑音指数が非常に高く、Ｅ
ＤＦ ＩＩの長さによる雑音指数も急激に増加するた
め、Ｌ−バンドＥＤＦＡとして使用するには不適当であ
る。第３型光ファイバ増幅器が第１型光ファイバ増幅器
よりも雑音指数面に関し低特性を示すのは、励起されな
いＥＤＦ部分で１６００ｎｍの励起に用いられる逆進Ａ
ＳＥ波長において大きい放射断面積が存在するからであ
る。第４型光ファイバ増幅器にあっても励起されないＥ
ＤＦ部分を有するため、ＥＤＦＡ全体の後方部で雑音に
鈍感であり、雑音指数に対する影響は確認されない。
【００２０】従来では、増幅器飽和現象を引き起こすこ
とから、十分なＬ−バンド信号利得を得るためには、Ａ
ＳＥを抑制すべきとされていた。これに対し本発明によ
れば、励起されないＥＤＦ領域に対する励起源としてＡ
ＳＥを利用するという発想の転換により、信号利得及び
励起出力効率を向上させ、１５７０ｎｍから１６１０ｎ
ｍまでの波長領域で光信号増幅に使用可能な高出力変換
効率を有する光ファイバ増幅器を提供する。
とから、十分なＬ−バンド信号利得を得るためには、Ａ
ＳＥを抑制すべきとされていた。これに対し本発明によ
れば、励起されないＥＤＦ領域に対する励起源としてＡ
ＳＥを利用するという発想の転換により、信号利得及び
励起出力効率を向上させ、１５７０ｎｍから１６１０ｎ
ｍまでの波長領域で光信号増幅に使用可能な高出力変換
効率を有する光ファイバ増幅器を提供する。
【００２１】雑音指数面では１ｄＢ分の損失があった
が、９．６％から２１．１％に至る出力変換効率の向上
及び最大４ｄＢの小信号利得増加という結果を得た。性
能向上は、励起されないＥＤＦ部分を通して１４８０ｎ
ｍの励起を行った場合にも確認されたが、これは本発明
の光ファイバ増幅器がどのような励起波長にも適用可能
であるということを示す。したがって、ＡＳＥを励起源
として再使用する本発明の基本概念は光増幅器の性能向
上のみならず、励起出力の経済的な使用面でも実用的な
Ｌ−バンドＥＤＦＡの開発に寄与する。
が、９．６％から２１．１％に至る出力変換効率の向上
及び最大４ｄＢの小信号利得増加という結果を得た。性
能向上は、励起されないＥＤＦ部分を通して１４８０ｎ
ｍの励起を行った場合にも確認されたが、これは本発明
の光ファイバ増幅器がどのような励起波長にも適用可能
であるということを示す。したがって、ＡＳＥを励起源
として再使用する本発明の基本概念は光増幅器の性能向
上のみならず、励起出力の経済的な使用面でも実用的な
Ｌ−バンドＥＤＦＡの開発に寄与する。
【図１】シリカ基材を用いたＬ−バンドＥＤＦＡの従来
例を示したブロック図。
例を示したブロック図。
【図２】シリカ基材を用いたＬ−バンドＥＤＦＡの他の
従来例を示したブロック図。
従来例を示したブロック図。
【図３】本発明のシリカ基材を用いたＬ−バンドＥＤＦ
Ａの実施形態を示したブロック図。
Ａの実施形態を示したブロック図。
【図４】本発明のシリカ基材を用いたＬ−バンドＥＤＦ
Ａの他の実施形態を示したブロック図。
Ａの他の実施形態を示したブロック図。
【図５】励起されないＥＤＦ領域（ＥＤＦ ＩＩ）の長
さを順次変化させて測定した第１型から第４型光ファイ
バ増幅器の小信号利得を示したグラフ。
さを順次変化させて測定した第１型から第４型光ファイ
バ増幅器の小信号利得を示したグラフ。
【図６】励起されないＥＤＦ領域（ＥＤＦ ＩＩ）の長
さを順次変化させて測定した第１型から４型光ファイバ
増幅器の出力変換効率を示したグラフ。
さを順次変化させて測定した第１型から４型光ファイバ
増幅器の出力変換効率を示したグラフ。
【図７】出力変換効率を向上させ得るＡＳＥの存在を証
明するために測定したＡＳＥスペクトルのグラフ。
明するために測定したＡＳＥスペクトルのグラフ。
【図８】励起されないＥＤＦ領域（ＥＤＦ ＩＩ）の長
さを順次変化させて測定した第１型から第４型光ファイ
バ増幅器の雑音指数を示したグラフ。
さを順次変化させて測定した第１型から第４型光ファイ
バ増幅器の雑音指数を示したグラフ。
Claims (8)
- 【請求項１】 励起光の提供を受ける第１光ファイバ部
分と、前記第１光ファイバ部分に接続され、励起光の提
供を受けない第２光ファイバ部分と、前記第１光ファイ
バ部分による自然放出光を前記第２光ファイバ部分の励
起用に用いるための再用手段と、を備えることを特徴と
する光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 再用手段は、第１光ファイバ部分と第２
光ファイバ部分との間に挿入された波長分割多重結合器
と、前記波長分割多重結合器に接続されて励起光を提供
する励起光源と、を含む請求項１に記載の光ファイバ増
幅器。 - 【請求項３】 第１及び第２光ファイバ部分にそれぞれ
エルビウムドープ光ファイバが使用される請求項１又は
請求項２に記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項４】 エルビウムドープ光ファイバはＬ−バン
ドで利得を示すように長さ調節される請求項３に記載の
光ファイバ増幅器。 - 【請求項５】 第１及び第２光ファイバ部分の前後に位
置し光信号の進行方向を一方向に誘導する光アイソレー
ターを備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の光フ
ァイバ増幅器。 - 【請求項６】 入力端から出力端へ縦列接続される２つ
の増幅光ファイバを備えたＬ−バンド用の光ファイバ増
幅器において、 ２つの増幅光ファイバの間に光カップラを挿入し、該光
カップラから励起光源による励起光を提供するようにし
たことを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項７】 出力端側の増幅光ファイバへ励起光を提
供する前方向励起方式とした請求項６記載の光ファイバ
増幅器。 - 【請求項８】 入力端側の増幅光ファイバへ励起光を提
供する後方向励起方式とした請求項６記載の光ファイバ
増幅器。
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|---|---|---|---|
| KR1998P34370 | 1998-08-25 | ||
| KR1019980034370A KR20000014786A (ko) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 고 출력 변환효율을 갖는 광섬유 증폭기 |
| US09/382,246 US6222670B1 (en) | 1998-08-25 | 1999-08-25 | Long-band optical fiber amplifier with enhanced power conversion efficiency |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077755A true JP2000077755A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3571967B2 JP3571967B2 (ja) | 2004-09-29 |
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ID=26634045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23845199A Expired - Fee Related JP3571967B2 (ja) | 1998-08-25 | 1999-08-25 | 高出力変換効率を有する長波長帯域向きの光ファイバ増幅器 |
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|---|---|
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| DE (1) | DE19940309B4 (ja) |
| FR (1) | FR2782851A1 (ja) |
| GB (1) | GB2340989B (ja) |
| IT (1) | IT1313112B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136219B2 (en) | 2003-02-21 | 2006-11-14 | Fujitsu Limited | Optical amplifier using delayed phase matching fiber |
| JP2011138933A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
| JP2022000909A (ja) * | 2016-03-18 | 2022-01-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ発振器及びレーザ加工装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100318942B1 (ko) * | 1998-11-24 | 2002-03-20 | 윤종용 | 고출력변환효율을가지는병렬형광섬유증폭기 |
| 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 |
| KR100350482B1 (ko) * | 1999-07-22 | 2002-08-28 | 삼성전자 주식회사 | 비동기전송모드 무선접속망의 고장관리방법 |
| GB2363675B (en) * | 2000-01-19 | 2004-05-26 | Advantest Corp | Wideband optical amplifier and wideband variable wavelength optical source |
| KR100399578B1 (ko) * | 2000-11-29 | 2003-09-26 | 한국전자통신연구원 | 장파장 이득대역 어븀 첨가 광섬유 증폭기 및 역방향 진행자연방출광 차단 방법 |
| JP4281245B2 (ja) * | 2000-12-15 | 2009-06-17 | 富士通株式会社 | 光増幅器 |
| US6731426B2 (en) | 2001-02-23 | 2004-05-04 | Photon-X, Inc. | Long wavelength optical amplifier |
| US6507430B2 (en) | 2001-02-23 | 2003-01-14 | Photon X, Inc. | Long wavelength optical amplifier |
| US6781748B2 (en) | 2001-09-28 | 2004-08-24 | Photon-X, Llc | Long wavelength optical amplifier |
| AU2002366169A1 (en) * | 2001-11-19 | 2003-06-10 | Photon-X, Inc. | L band optical amplifier |
| KR100424630B1 (ko) * | 2002-02-14 | 2004-03-25 | 삼성전자주식회사 | 엘-밴드 어븀첨가 광섬유 증폭기 |
| GB0208082D0 (en) * | 2002-04-08 | 2002-05-22 | Marconi Comm Ltd | Optical amplifiers |
| US6993057B2 (en) * | 2002-11-26 | 2006-01-31 | Intel Corporation | Coarse spectrometer with a grating |
| DE10335419A1 (de) * | 2003-08-02 | 2005-02-17 | Marconi Communications Gmbh | Wellenlängenselektive optische Signalverarbeitungsvorrichtung |
| AU2003266276A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-25 | Telecom Italia S.P.A. | Multi-stage optical amplifier optimized with respect to noise, gain and bandwidth |
| KR100582542B1 (ko) * | 2003-11-11 | 2006-05-23 | 한국전자통신연구원 | 장파장 대역 이득제어 광증폭기 |
| KR100628472B1 (ko) * | 2004-05-24 | 2006-09-26 | 한국과학기술연구원 | ｆｅｗ ｍｏｄｅ 광섬유 격자를 이용한 라만 또는 어븀 광섬유 레이저와 이를 이용한 온도와 스트레인 동시 측정을 위한 장거리 센서 |
| CN1599283B (zh) * | 2004-08-30 | 2010-09-29 | 南京大学 | 高功率、高平坦度的长波段掺铒光纤超荧光光源 |
| KR20070108422A (ko) * | 2006-01-09 | 2007-11-12 | 한국전자통신연구원 | 동적 전류 주입에 의한 하향 광신호를 재활용하는 반도체광 증폭기 및 그 구동장치 |
| US7876497B2 (en) * | 2008-05-09 | 2011-01-25 | Institut National D'optique | Multi-stage long-band optical amplifier with ASE re-use |
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|---|---|---|---|---|
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| US5430572A (en) * | 1993-09-30 | 1995-07-04 | At&T Corp. | High power, high gain, low noise, two-stage optical amplifier |
| US5406411A (en) * | 1993-10-14 | 1995-04-11 | Corning Incorporated | Fiber amplifier having efficient pump power utilization |
| JP3012760B2 (ja) * | 1993-10-25 | 2000-02-28 | 三菱電機株式会社 | 光増幅器及び分配システム及びローカル・エリア・ネットワーク及び利得制御方法 |
| US5673142A (en) * | 1995-09-15 | 1997-09-30 | Lucent Technologies Inc. | Optical amplifier with internal input signal monitoring tap |
| US5991069A (en) * | 1998-01-22 | 1999-11-23 | Tyco Submarine Systems, Ltd. | Split-pumped dual stage optical fiber amplifier |
| KR100269177B1 (ko) * | 1998-08-04 | 2000-10-16 | 윤종용 | 장파장 광섬유 증폭기 |
-
1999
- 1999-08-19 IT IT1999MI001827A patent/IT1313112B1/it active
- 1999-08-25 DE DE19940309A patent/DE19940309B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-25 JP JP23845199A patent/JP3571967B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-25 US US09/382,246 patent/US6222670B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-25 FR FR9910774A patent/FR2782851A1/fr not_active Withdrawn
- 1999-08-25 CN CNB99118405XA patent/CN1134703C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-25 GB GB9920040A patent/GB2340989B/en not_active Expired - Fee Related
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