JP2000228551A - 波長多重光伝送路用利得平坦化装置 - Google Patents
波長多重光伝送路用利得平坦化装置Info
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- JP2000228551A JP2000228551A JP11029604A JP2960499A JP2000228551A JP 2000228551 A JP2000228551 A JP 2000228551A JP 11029604 A JP11029604 A JP 11029604A JP 2960499 A JP2960499 A JP 2960499A JP 2000228551 A JP2000228551 A JP 2000228551A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複数の波長を一括して増幅したとき、波長によ
る増幅率の変動を補償する波長多重光伝送路用利得平坦
化装置を提供する。 【解決手段】波長多重光伝送路用利得平坦化装置は、Ｅ
ｒ元素がドープされた光ファイバによる光励起型増幅器
を有する波長多重光伝送路の途中に、Ｔｂ元素を含む物
質からなる光学部品が配置されていることを特徴とす
る。
る増幅率の変動を補償する波長多重光伝送路用利得平坦
化装置を提供する。 【解決手段】波長多重光伝送路用利得平坦化装置は、Ｅ
ｒ元素がドープされた光ファイバによる光励起型増幅器
を有する波長多重光伝送路の途中に、Ｔｂ元素を含む物
質からなる光学部品が配置されていることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重伝送され
る信号光の光励起増幅に際し、波長による増幅率の変動
を補償する、利得平坦化装置に関するものである。
る信号光の光励起増幅に際し、波長による増幅率の変動
を補償する、利得平坦化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長多重光伝送は、一本のファイバ伝送
路で複数の波長帯域の光信号を同時に伝送させるもの
で、波長帯域として１５５０ｎｍ帯および１５８０ｎｍ
帯による伝送の開発が進められている。光ファイバーに
よる長距離の伝送には光信号の減衰を回復する光増幅装
置が必要である。従来の広帯域光増幅装置は、OPTCOM J
anuary 1998 , p34に示されているように、１５６０ｎ
ｍから１６００ｎｍにかけて信号利得が緩やかに上昇す
る増幅特性をもっているため、出力が不均一になってい
た。
路で複数の波長帯域の光信号を同時に伝送させるもの
で、波長帯域として１５５０ｎｍ帯および１５８０ｎｍ
帯による伝送の開発が進められている。光ファイバーに
よる長距離の伝送には光信号の減衰を回復する光増幅装
置が必要である。従来の広帯域光増幅装置は、OPTCOM J
anuary 1998 , p34に示されているように、１５６０ｎ
ｍから１６００ｎｍにかけて信号利得が緩やかに上昇す
る増幅特性をもっているため、出力が不均一になってい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、複数の波長を一括して光
励起増幅したとき、波長による増幅率の変動を補償する
波長多重光伝送路用利得平坦化装置を提供することを目
的とする。
解決するためなされたもので、複数の波長を一括して光
励起増幅したとき、波長による増幅率の変動を補償する
波長多重光伝送路用利得平坦化装置を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の波長多重光伝送路用利得平坦化装
置は、Ｅｒ元素がドープされた光ファイバによる光励起
型増幅器を有する波長多重光伝送路の途中に、Ｔｂ元素
を含む物質からなる光学部品が配置されている。
めになされた本発明の波長多重光伝送路用利得平坦化装
置は、Ｅｒ元素がドープされた光ファイバによる光励起
型増幅器を有する波長多重光伝送路の途中に、Ｔｂ元素
を含む物質からなる光学部品が配置されている。
【０００５】Ｔｂ元素を含む物質からなる光学部品は、
ＴｂＯ2またはＴｂ3Ｏ7を含むガラスの光学部品であっ
てもよく、Ｔｂ元素を含有するガーネットの光学部品で
あってもよい。
ＴｂＯ2またはＴｂ3Ｏ7を含むガラスの光学部品であっ
てもよく、Ｔｂ元素を含有するガーネットの光学部品で
あってもよい。
【０００６】Ｔｂ元素を含む物質からなる光学部品１３
は、具体的には、Ｔｂ元素を含有するガーネットからな
るファラデー回転子を持つ光アイソレータが挙げられ
る。
は、具体的には、Ｔｂ元素を含有するガーネットからな
るファラデー回転子を持つ光アイソレータが挙げられ
る。
【０００７】Ｔｂ元素を含有するガーネットは、組成式
Ｌｎ3Ｍ5Ｏ12 （式中、ＬｎはＴｂ元素を含み、希土
類元素およびＢｉから選択される少なくとも１種類の元
素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅから選択される少なくとも１
種類の元素）で示されるガーネット構造を有するものが
挙げられる。
Ｌｎ3Ｍ5Ｏ12 （式中、ＬｎはＴｂ元素を含み、希土
類元素およびＢｉから選択される少なくとも１種類の元
素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅから選択される少なくとも１
種類の元素）で示されるガーネット構造を有するものが
挙げられる。
【０００８】複数の波長が多重光伝送された信号光は、
Ｅｒ元素ドープ光ファイバを有する光励起型増幅器によ
り増幅され、その利得は１５５０〜１６００ｎｍの波長
領域で長波長になるにつれ緩やかに増大している。増幅
した信号光は、波長多重光伝送路の途中にあるＴｂ元素
を含む物質を有する光学部品が配置された利得平坦化装
置を通過する。
Ｅｒ元素ドープ光ファイバを有する光励起型増幅器によ
り増幅され、その利得は１５５０〜１６００ｎｍの波長
領域で長波長になるにつれ緩やかに増大している。増幅
した信号光は、波長多重光伝送路の途中にあるＴｂ元素
を含む物質を有する光学部品が配置された利得平坦化装
置を通過する。
【０００９】Ｔｂ元素を有する物質の一例として、Ｔｂ
3Ｇａ5Ｏ12なる組成式で示されるガーネットが挙げら
れ、その吸収スペクトルを図３に示す。１６００〜１８
００ｎｍにかけてＴｂイオンの７Ｆ６→７Ｆ０及び７Ｆ
６→７Ｆ１の遷移による大きな吸収がある。その吸収の
裾の１５５０〜１６００ｎｍの波長領域では、吸収が緩
やかに増大している。したがって信号光が光学部品を通
過する際、この波長領域で高波長ほど増大するＴｂ元素
の吸収特性により不均一な利得は相殺される。そのた
め、波長多重光伝送路用利得平坦化装置から出射する信
号光の利得は平坦化する。
3Ｇａ5Ｏ12なる組成式で示されるガーネットが挙げら
れ、その吸収スペクトルを図３に示す。１６００〜１８
００ｎｍにかけてＴｂイオンの７Ｆ６→７Ｆ０及び７Ｆ
６→７Ｆ１の遷移による大きな吸収がある。その吸収の
裾の１５５０〜１６００ｎｍの波長領域では、吸収が緩
やかに増大している。したがって信号光が光学部品を通
過する際、この波長領域で高波長ほど増大するＴｂ元素
の吸収特性により不均一な利得は相殺される。そのた
め、波長多重光伝送路用利得平坦化装置から出射する信
号光の利得は平坦化する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用する波長多重
光伝送路用利得平坦化装置を詳細に説明する。図１は、
本発明の波長多重光伝送路用利得平坦化装置３を用い、
光励起増幅器を有する光伝送システムの構成を示す概略
図である。
光伝送路用利得平坦化装置を詳細に説明する。図１は、
本発明の波長多重光伝送路用利得平坦化装置３を用い、
光励起増幅器を有する光伝送システムの構成を示す概略
図である。
【００１１】波長多重光伝送路用利得平坦化装置３は、
増幅器である光励起合波ファイバ２を有する波長多重光
伝送路途中に、Ｔｂ元素を含む物質からなる光学部品が
配置されている。
増幅器である光励起合波ファイバ２を有する波長多重光
伝送路途中に、Ｔｂ元素を含む物質からなる光学部品が
配置されている。
【００１２】以下に、波長多重光伝送路用利得平坦化装
置３が、Ｔｂ元素を含むガーネットからなるファラデー
回転子を持つ光アイソレータである例について説明す
る。光アイソレータ３は、図２に示すように、円筒磁石
１３中に、偏光子１０、ファラデー回転子１１、および
検光子１２が配置されている。
置３が、Ｔｂ元素を含むガーネットからなるファラデー
回転子を持つ光アイソレータである例について説明す
る。光アイソレータ３は、図２に示すように、円筒磁石
１３中に、偏光子１０、ファラデー回転子１１、および
検光子１２が配置されている。
【００１３】光伝送システムで伝送される１５５０ｎｍ
帯および１５８０ｎｍ帯の信号光４Ａは、光励起合波フ
ァイバ２を透過する際、半導体レーザである励起光源１
から発した励起光４Ｂによりファイバ２中のＥｒ元素が
励起され誘導放出し、増幅される。増幅された伝送光４
Ｃは、１５５０ｎｍ帯よりも１５８０ｎｍ帯の方が利得
が大きく不均一なものであり、ファラデー回転子１１を
持つ光アイソレータ３を通過する際に、Ｔｂ元素の吸収
特性により１５５０ｎｍ帯よりも１５８０ｎｍ帯の方が
強く吸収される。そのため、出射する信号光４Ｄの利得
は、平坦化している。
帯および１５８０ｎｍ帯の信号光４Ａは、光励起合波フ
ァイバ２を透過する際、半導体レーザである励起光源１
から発した励起光４Ｂによりファイバ２中のＥｒ元素が
励起され誘導放出し、増幅される。増幅された伝送光４
Ｃは、１５５０ｎｍ帯よりも１５８０ｎｍ帯の方が利得
が大きく不均一なものであり、ファラデー回転子１１を
持つ光アイソレータ３を通過する際に、Ｔｂ元素の吸収
特性により１５５０ｎｍ帯よりも１５８０ｎｍ帯の方が
強く吸収される。そのため、出射する信号光４Ｄの利得
は、平坦化している。
【００１４】なお、ファラデー回転子１１がガーネット
の場合、ファラデー回転角度を４５度近傍に保つ必要が
あるが、利得の平坦化を調整するには、ガーネットのＴ
ｂ元素の組成比を調整することにより行うことが好まし
い。ガーネットの膜厚で利得を調整すると、ファラデー
回転子回転角度が４５度から大きくずれアイソレータ３
の性能劣化を招いてしまう。Ｔｂ元素を含む物質からな
る光アイソレータ３は、光励起合波ファイバ２の入射側
に配置されていてもよい。
の場合、ファラデー回転角度を４５度近傍に保つ必要が
あるが、利得の平坦化を調整するには、ガーネットのＴ
ｂ元素の組成比を調整することにより行うことが好まし
い。ガーネットの膜厚で利得を調整すると、ファラデー
回転子回転角度が４５度から大きくずれアイソレータ３
の性能劣化を招いてしまう。Ｔｂ元素を含む物質からな
る光アイソレータ３は、光励起合波ファイバ２の入射側
に配置されていてもよい。
【００１５】以下に、上記の光アイソレータからなる波
長多重光伝送路用利得平坦化装置３を試作し、図１に示
す伝送システムを構築して利得平坦化の試験を行った実
施例を示す。
長多重光伝送路用利得平坦化装置３を試作し、図１に示
す伝送システムを構築して利得平坦化の試験を行った実
施例を示す。
【００１６】利得平坦化装置３の試作に先立ち、組成式
Ｔｂx（ＲＢｉ）3-xＦｅ5Ｏ12で示されるガーネットか
らなるファラデー回転子の１５８０ｎｍ波長の挿入損失
を測定した。組成式中、ｘ＝0、1.7、2.4、2.7、および
2.8のガーネットを用いた。なお、組成式中のＲは、Ｅ
ｕである。ＴｂおよびＥｕ以外の希土類金属でも、同様
の効果がある。ｘ＝0のガーネットは（ＧｄＢｉ）3Ｆｅ
5Ｏ12である。
Ｔｂx（ＲＢｉ）3-xＦｅ5Ｏ12で示されるガーネットか
らなるファラデー回転子の１５８０ｎｍ波長の挿入損失
を測定した。組成式中、ｘ＝0、1.7、2.4、2.7、および
2.8のガーネットを用いた。なお、組成式中のＲは、Ｅ
ｕである。ＴｂおよびＥｕ以外の希土類金属でも、同様
の効果がある。ｘ＝0のガーネットは（ＧｄＢｉ）3Ｆｅ
5Ｏ12である。
【００１７】図４は、組成比率が相違するガーネットか
らなるファラデー回転子について、波長と挿入損失の相
関を示す図である。図４から明らかなように、ｘ＝0の
ガーネットを除き、いずれのガーネットの場合も、波長
１５５０〜１６００ｎｍにかけて緩やかに挿入損失が増
大し、ガーネットの組成中のＴｂ含有量が多いほど挿入
損失が大きい。Ｔｂの組成がx＝2.8のガーネットからな
るファラデー回転子の挿入損失は、１５５０ｎｍより１
６００ｎｍの方が約０.６ｄＢ大きい。
らなるファラデー回転子について、波長と挿入損失の相
関を示す図である。図４から明らかなように、ｘ＝0の
ガーネットを除き、いずれのガーネットの場合も、波長
１５５０〜１６００ｎｍにかけて緩やかに挿入損失が増
大し、ガーネットの組成中のＴｂ含有量が多いほど挿入
損失が大きい。Ｔｂの組成がx＝2.8のガーネットからな
るファラデー回転子の挿入損失は、１５５０ｎｍより１
６００ｎｍの方が約０.６ｄＢ大きい。
【００１８】次に、前記のＴｂ元素組成比が異なるガー
ネットからなるファラデー回転子を持つ光アイソレータ
３を試作した。この光アイソレータからなる波長多重光
伝送路用利得平坦化装置３を用い、図１に示す光励起増
幅システムを構築し利得について検討した。１５８０ｎ
ｍ帯域の光増幅に用いたとき、利得平坦化の効果は、フ
ァラデー回転子の挿入損失の結果を反映している。ｘ＝
２.８のガーネットからなるファラデー回転子を持つ光
アイソレータ３を用いた光励起増幅システムの場合、利
得平坦化の効果が一番大きい。このとき利得は０.６ｄ
Ｂ改善されており、使用波長帯域の利得は平坦化してい
る。
ネットからなるファラデー回転子を持つ光アイソレータ
３を試作した。この光アイソレータからなる波長多重光
伝送路用利得平坦化装置３を用い、図１に示す光励起増
幅システムを構築し利得について検討した。１５８０ｎ
ｍ帯域の光増幅に用いたとき、利得平坦化の効果は、フ
ァラデー回転子の挿入損失の結果を反映している。ｘ＝
２.８のガーネットからなるファラデー回転子を持つ光
アイソレータ３を用いた光励起増幅システムの場合、利
得平坦化の効果が一番大きい。このとき利得は０.６ｄ
Ｂ改善されており、使用波長帯域の利得は平坦化してい
る。
【００１９】以上、波長多重光伝送路用利得平坦化装置
３が、Ｔｂ元素を含有するガーネットからなるファラデ
ー回転子を持つ光アイソレータである例を示したが、Ｔ
ｂ元素を含有するガーネットの光学部品が、波長板、偏
光回転子、フィルタ、ファイバである利得平坦化装置３
であってもよい。
３が、Ｔｂ元素を含有するガーネットからなるファラデ
ー回転子を持つ光アイソレータである例を示したが、Ｔ
ｂ元素を含有するガーネットの光学部品が、波長板、偏
光回転子、フィルタ、ファイバである利得平坦化装置３
であってもよい。
【００２０】また、ＴｂＯ2またはＴｂ3Ｏ7を含むガラ
スの光学部品が配置された利得平坦化装置３の場合も同
様な効果が得られる。
スの光学部品が配置された利得平坦化装置３の場合も同
様な効果が得られる。
【００２１】図２のアイソレータ部分に、ＴｂＯ2また
はＴｂ3Ｏ7を５％含むホウケイ酸ガラスからなる光学フ
ィルタとしての光学部品３を配置した波長多重光伝送路
用利得平坦化装置３を用いて、図１に示す増幅システム
を構築し、利得について検討した。このとき使用波長帯
域の利得は平坦化している。
はＴｂ3Ｏ7を５％含むホウケイ酸ガラスからなる光学フ
ィルタとしての光学部品３を配置した波長多重光伝送路
用利得平坦化装置３を用いて、図１に示す増幅システム
を構築し、利得について検討した。このとき使用波長帯
域の利得は平坦化している。
【００２２】なお、ＴｂＯ2またはＴｂ3Ｏ7を含むガラ
スの光学部品は、レンズ、プリズム、フィルタ、ファイ
バ、ガラス偏光板に用いてもよい。
スの光学部品は、レンズ、プリズム、フィルタ、ファイ
バ、ガラス偏光板に用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の波
長多重光伝送路用利得平坦化装置は、一括して光増幅し
た１５００ｎｍ帯域および１５８０ｎｍ帯域の光信号の
利得を平坦化することができる。波長多重光伝送路用利
得平坦化装置は、その構成部品であるガラスの光学部品
やガーネットの光学部品中のＴｂ元素含有量の調整が容
易なので、簡便に製造できる。
長多重光伝送路用利得平坦化装置は、一括して光増幅し
た１５００ｎｍ帯域および１５８０ｎｍ帯域の光信号の
利得を平坦化することができる。波長多重光伝送路用利
得平坦化装置は、その構成部品であるガラスの光学部品
やガーネットの光学部品中のＴｂ元素含有量の調整が容
易なので、簡便に製造できる。
【図１】本発明を適用する波長多重光伝送路用利得平坦
化装置を用いた光励起増幅システムの構成を示す概略図
である。
化装置を用いた光励起増幅システムの構成を示す概略図
である。
【図２】本発明を適用する波長多重光伝送路用利得平坦
化装置に用いた光アイソレータを示す図である。
化装置に用いた光アイソレータを示す図である。
【図３】Ｔｂ3Ｇａ5Ｏ12の組成式で示されるガーネット
の吸収スペクトルを示す図である。
の吸収スペクトルを示す図である。
【図４】組成が相違するガーネットからなるファラデー
回転子について、波長と挿入損失を示す図である。
回転子について、波長と挿入損失を示す図である。
１は励起光源、２は光励起合波ファイバ、３は波長多重
光伝送路用利得平坦化装置、４Ａは伝送信号光、４Ｂは
励起光、４Ｃは増幅信号光、４Ｄは出射信号光、１０は
偏光子、１１はファラデー回転子、１２は検光子、１３
は円筒磁石である。
光伝送路用利得平坦化装置、４Ａは伝送信号光、４Ｂは
励起光、４Ｃは増幅信号光、４Ｄは出射信号光、１０は
偏光子、１１はファラデー回転子、１２は検光子、１３
は円筒磁石である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA03 BA02 CA06 DA13 EA11 HA04 KA05 KA11 5F072 AB09 AK06 FF09 KK30 RR01 YY17
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｅｒ元素がドープされた光ファイバに
よる光励起型増幅器を有する波長多重光伝送路の途中
に、Ｔｂ元素を含む物質からなる光学部品が配置されて
いることを特徴とする波長多重光伝送路用利得平坦化装
置。 - 【請求項２】 前記Ｔｂ元素を含む物質からなる光学
部品がＴｂＯ2またはＴｂ3Ｏ7を含むガラスの光学部品
であることを特徴とする請求項１に記載の波長多重光伝
送路用利得平坦化装置。 - 【請求項３】 前記Ｔｂ元素を含有する物質からなる
光学部品がＴｂ元素を含むガーネットの光学部品である
ことを特徴とする請求項１に記載の波長多重光伝送路用
利得平坦化装置。 - 【請求項４】 前記Ｔｂ元素を含む物質からなる光学
部品がＴｂ元素を含有するガーネットからなるファラデ
ー回転子を持つ光アイソレータであることを特徴とする
請求項３に記載の波長多重光伝送路用利得平坦化装置。 - 【請求項５】 前記Ｔｂ元素を含有するガーネット
が、組成式Ｌｎ3Ｍ5Ｏ12（式中、ＬｎはＴｂ元素を含
み、希土類元素およびＢｉから選択される少なくとも１
種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅから選択される少な
くとも１種類の元素）で示されるガーネット構造を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の波長多重光伝送路
用利得平坦化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02960499A JP4028116B2 (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 波長多重光伝送路用利得平坦化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02960499A JP4028116B2 (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 波長多重光伝送路用利得平坦化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228551A true JP2000228551A (ja) | 2000-08-15 |
| JP4028116B2 JP4028116B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=12280681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02960499A Expired - Fee Related JP4028116B2 (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 波長多重光伝送路用利得平坦化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4028116B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014034970A1 (ko) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | 광주과학기술원 | 양자점이 함유된 광섬유를 이용한 전광섬유 아이솔레이터 |
-
1999
- 1999-02-08 JP JP02960499A patent/JP4028116B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014034970A1 (ko) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | 광주과학기술원 | 양자점이 함유된 광섬유를 이용한 전광섬유 아이솔레이터 |
| US9618777B2 (en) | 2012-08-27 | 2017-04-11 | Zetto, Ltd. | All-fiber isolator using optical fiber including quantum dots |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4028116B2 (ja) | 2007-12-26 |
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