JP2000286489A - Optical amplifier - Google Patents

Optical amplifier

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JP2000286489A
JP2000286489A JP8746599A JP8746599A JP2000286489A JP 2000286489 A JP2000286489 A JP 2000286489A JP 8746599 A JP8746599 A JP 8746599A JP 8746599 A JP8746599 A JP 8746599A JP 2000286489 A JP2000286489 A JP 2000286489A
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JP
Japan
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optical
band
light
excitation light
fiber
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JP8746599A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Mimura
榮紀 三村
Yukio Noda
行雄 野田
Tetsuya Nakai
哲哉 中井
Toshio Tani
俊男 谷
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KDDI Corp
Original Assignee
KDD Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical amplifier which amplifies light rays in batch in both C and L bands. SOLUTION: A WDM coupler 28a multiplexes the signal light made incident from an input-side optical fiber 30 with an exciting light which is outputted from an exciting laser diode 20a and transmitted through a fiber 24a and makes the combined light incident to a core layer 12 from the other surface of an optical amplifying fiber 10. The exciting light emitted from another laser diode 20b is propagated through a fiber 24a and made incident to an inner clad layer 14 from the other end face of the optical amplifying fiber 10 by means of another WDM coupler 28b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域の光増幅器
に関し、より具体的には、1.5〜1.6μm帯を光増
幅できる光増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a broadband optical amplifier, and more particularly, to an optical amplifier capable of optically amplifying a band of 1.5 to 1.6 .mu.m.

【0002】[0002]

【従来の技術】石英ファイバの低損失波長域である1.
5〜1.6μm帯は、光波長多重通信に最も有用な波長
域であり、この波長域に対応する光増幅器が提案されて
きた。この波長域の従来の光増幅器としては、1.53
〜1.56μmの波長域(以下、Cバンドという。)を
増幅するCバンド光増幅器と、1.58〜1.61μm
の波長域(以下、Lバンドという。)を増幅するLバン
ド光増幅器がある。CバンドとLバンドの両方を増幅で
きる光増幅器は存在しない。
2. Description of the Related Art The low-loss wavelength range of a quartz fiber is as follows.
The band of 5 to 1.6 μm is the most useful wavelength range for optical wavelength division multiplexing communication, and an optical amplifier corresponding to this wavelength range has been proposed. As a conventional optical amplifier in this wavelength range, 1.53
A C-band optical amplifier for amplifying a wavelength band of 1.56 μm to 1.56 μm;
There is an L-band optical amplifier that amplifies the wavelength range (hereinafter, referred to as L-band). There is no optical amplifier that can amplify both the C band and the L band.

【0003】Cバンド光増幅器は、励起光源として0.
98μm又は1.48μm半導体レーザを使用し、光増
幅媒体として短尺のEr添加ファイバ(以下、EDFと
いう。)を使用する。Lバンド光増幅器は、励起光源と
して1.48μm帯半導体レーザを使用し、長尺のED
Fを光増幅媒体として超尺のEDFを使用する。
[0003] A C-band optical amplifier is a 0.1-dB pump light source.
A 98 μm or 1.48 μm semiconductor laser is used, and a short Er-doped fiber (hereinafter, referred to as EDF) is used as an optical amplification medium. The L-band optical amplifier uses a 1.48 μm band semiconductor laser as an excitation light source, and has a long ED.
An ultra-large EDF is used as an optical amplification medium for F.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように、光波長多
重通信に有望視されている1.5〜1.6μm帯では、
Cバンドの光増幅にCバンド光増幅器を用意し、Lバン
ドの光増幅にはLバンド光増幅器を用意しなければなら
なかった。また、CバンドとLバンドを共に光増幅する
には、Cバンド光増幅器とLバンド光増幅器を併用しな
ければならない。
As described above, in the 1.5 to 1.6 μm band which is regarded as promising for optical wavelength division multiplexing communication,
A C-band optical amplifier must be prepared for C-band optical amplification, and an L-band optical amplifier must be prepared for L-band optical amplification. Further, in order to amplify both the C band and the L band, the C band optical amplifier and the L band optical amplifier must be used together.

【0005】本発明は、CバンドとLバンドの両方を光
増幅できるような広帯域の光増幅器を提示することを目
的とする。
An object of the present invention is to provide a wide-band optical amplifier capable of optically amplifying both the C band and the L band.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光増幅器
は、光増幅材を添加したコア及び複数のクラッドを具備
する光増幅媒体と、当該光増幅材の吸収断面積及び誘導
放出断面積が共に大きい第1のバンド用、並びに、当該
光増幅材の吸収断面積及び誘導放出断面積が共に小さい
第2のバンド用に当該光増幅材を励起する第1の励起光
を発生する第1の励起光発生手段と、当該第1のバンド
用に当該光増幅材を励起する第2の励起光を発生する第
2の励起光発生手段と、光増幅すべき信号光を、当該第
1の励起光と合波して当該光増幅媒体の一方端でそのコ
アに入射する第1の光結合手段と、当該第2の励起光を
当該光増幅媒体の他方端で内側のクラッドに入射する第
2の光結合手段とからなることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An optical amplifier according to the present invention has an optical amplifying medium having a core to which an optical amplifying material is added and a plurality of claddings, and has an absorption cross section and a stimulated emission cross section of the optical amplifying material. A first band generating first excitation light for exciting the optical amplifying material for a first band that is both large and for a second band having a small absorption cross section and a stimulated emission cross sectional area of the optical amplifying material; Pumping light generating means, second pumping light generating means for generating second pumping light for exciting the optical amplifying material for the first band, and signal light to be optically amplified by the first pumping means. A first optical coupling means for multiplexing with the light and entering the core at one end of the optical amplifying medium; and a second optical coupling means for entering the second excitation light into the inner cladding at the other end of the optical amplifying medium. And a light coupling means.

【0007】本発明に係る光増幅器はまた、光増幅材を
添加した光増幅媒体と、Cバンド用及びLバンド用に当
該光増幅材を励起する第1の励起光を発生する第1の励
起光発生手段と、当該Cバンド用に当該光増幅材を励起
する第2の励起光を発生する第2の励起光発生手段と、
光増幅すべき信号光を、当該第1の励起光と合波して当
該光増幅媒体の一方端に入射する第1の光結合手段と、
当該第2の励起光を当該光増幅媒体の他方端に入射する
第2の光結合手段とからなり、当該第2の励起光の波長
が、0.91〜0.96μm、1.0〜1.05μm帯
及び1.40〜1.45μm帯の何れかに属することを
特徴とする。
The optical amplifier according to the present invention further comprises an optical amplifying medium to which an optical amplifying material is added, and a first pump for generating a first pump light for exciting the optical amplifying material for the C band and the L band. Light generation means, second excitation light generation means for generating second excitation light for exciting the optical amplification material for the C band,
First optical coupling means for multiplexing the signal light to be optically amplified with the first pump light and entering one end of the optical amplification medium;
A second optical coupling means for inputting the second excitation light to the other end of the optical amplification medium, wherein the wavelength of the second excitation light is 0.91 to 0.96 μm, It belongs to any one of the .05 μm band and the 1.40 to 1.45 μm band.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0009】図1は、本発明の一実施例の概略構成図を
示す。10は、Erを添加された光増幅ファイバであ
り、Erを添加したコア層12の外側に、コア層12よ
り屈折率の低い第1クラッド層14、及び、第1クラッ
ド層14よりも屈折率の低い第2クラッド層16を具備
するダブルクラッドファイバからなる。コア層12のE
r濃度と光増幅ファイバの長さは、1.48μm又は
0.98μm帯励起光でコア層12内を励起した場合に
Lバンドのゲインを確保できる程度に設定される。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. Reference numeral 10 denotes an optical amplification fiber doped with Er. Outside the core layer 12 doped with Er, a first cladding layer 14 having a lower refractive index than the core layer 12 and a refractive index lower than the first cladding layer 14. And a double-clad fiber having a second clad layer 16 having a low thickness. E of the core layer 12
The r concentration and the length of the optical amplification fiber are set to such an extent that an L-band gain can be secured when the inside of the core layer 12 is pumped by the 1.48 μm or 0.98 μm band pumping light.

【0010】20a,20bは励起光を発生するレーザ
ダイオードである。レーザダイオード20a,20bの
波長λp1,λp2は、1.48μm及び0.98μm
のどちらでもよい。レーザダイオード20a,20bか
ら出力される励起光はそれぞれ、集光レンズ22a,2
2bにより励起光伝送用ファイバ24a,24bのコア
層26a,26bに入射され、励起光伝送用ファイバ2
4a,24bを伝搬して波長分割多重(WDM)カップ
ラ28a,28bに入射する。励起光伝送用ファイバ2
4aのコア層26aの径は、その出力光がWDMカップ
ラ28aにより光増幅ファイバ10のコア層12に入射
しやすいように設定される。励起光伝送用ファイバ24
bのコア層26bの径は、その出力光がWDMカップラ
28bにより光増幅ファイバ10の第1クラッド層14
に入射しやすいように設定される。具体的には、励起光
伝送用ファイバ24aのコア層26aの径を光増幅ファ
イバ10のコア層12の径と同じにし、励起光伝送用フ
ァイバ24bのコア層26bの径を光増幅ファイバ10
の第1クラッド層14の径と同じにする。
Reference numerals 20a and 20b denote laser diodes for generating excitation light. The wavelengths λp1 and λp2 of the laser diodes 20a and 20b are 1.48 μm and 0.98 μm
Either may be used. Excitation lights output from the laser diodes 20a and 20b are respectively condensed lenses 22a and 22a.
2b, the light enters the core layers 26a, 26b of the pumping light transmitting fibers 24a, 24b,
4a and 24b, and are incident on wavelength division multiplexing (WDM) couplers 28a and 28b. Excitation light transmission fiber 2
The diameter of the core layer 26a of 4a is set so that the output light is easily incident on the core layer 12 of the optical amplification fiber 10 by the WDM coupler 28a. Excitation light transmission fiber 24
The diameter of the core layer 26b of the first cladding layer 14b of the optical amplification fiber 10 is determined by the WDM coupler 28b.
It is set so that it is easy to be incident on. Specifically, the diameter of the core layer 26a of the pumping light transmission fiber 24a is made equal to the diameter of the core layer 12 of the optical amplification fiber 10, and the diameter of the core layer 26b of the pumping light transmission fiber 24b is adjusted to the optical amplification fiber 10a.
The diameter of the first cladding layer 14.

【0011】増幅すべき信号光(波長λs)は、入力側
光ファイバ30からWDMカップラ28aに入射する。
The signal light (wavelength λs) to be amplified enters the WDM coupler 28a from the input side optical fiber 30.

【0012】入力側のWDMカップラ28aは次のよう
な構成からなる。すなわち、コリメータレンズ32a
が、入力側光ファイバ30から出力される信号光を平行
光束化して多層膜ミラー34aに入射する。コリメータ
レンズ36aは、励起光伝送用ファイバ24aから出力
される励起光を平行光束化して多層膜ミラー34aに入
射する。多層膜ミラー34aは、レンズ32aからの信
号光(波長λs)を透過すると共に励起光伝送用ファイ
バ24aから出力される励起光(波長λp1)を反射
し、両方の光を合波して集光レンズ38aに入射するよ
うに、図1に示すようにコリメータレンズ32aからの
平行光束に対して斜めに配置されている。集光レンズ3
8aは、多層膜ミラー34aを透過した信号光及び多層
膜ミラー34aで反射された励起光を光増幅ファイバ1
0のコア層12に入射する。コリメータレンズ32aと
多層膜ミラー34aとの間には、不要な戻り光を除去す
る光アイソレータ40aが挿入されている。
The input-side WDM coupler 28a has the following configuration. That is, the collimator lens 32a
However, the signal light output from the input side optical fiber 30 is converted into a parallel light flux and is incident on the multilayer mirror 34a. The collimator lens 36a converts the pumping light output from the pumping light transmission fiber 24a into a parallel light beam and enters the multilayer mirror 34a. The multilayer mirror 34a transmits the signal light (wavelength λs) from the lens 32a and reflects the pumping light (wavelength λp1) output from the pumping light transmission fiber 24a, and combines and condenses both lights. As shown in FIG. 1, it is arranged obliquely with respect to the parallel light beam from the collimator lens 32a so as to enter the lens 38a. Condensing lens 3
Reference numeral 8a denotes a signal light transmitted through the multilayer mirror 34a and an excitation light reflected by the multilayer mirror 34a.
0 is incident on the core layer 12. An optical isolator 40a for removing unnecessary return light is inserted between the collimator lens 32a and the multilayer mirror 34a.

【0013】出力側のWDMカップラ28bは次のよう
な構成からなる。すなわち、コリメータレンズ32b
は、光増幅ファイバ10のコア層12から出力される信
号光(波長λs)を平行光束化して多層膜ミラー34b
に入射する。コリメータレンズ36bは、励起光伝送用
ファイバ24bから出力される励起光を平行光束化して
多層膜ミラー34bに入射する。多層膜ミラー34b
は、集光レンズ32bからの信号光(波長λs)を透過
して集光レンズ38bに供給すると共に、励起光伝送用
ファイバ24bから出力される励起光(波長λp2)を
反射して集光レンズ32bに信号光とは逆方向に供給す
るように、図1に示すようにコリメータレンズ32bと
集光レンズ38b間の信号光の光束に対して斜めに配置
されている。集光レンズ32bは、多層膜ミラー34b
で反射された励起光を光増幅ファイバ10の第1クラッ
ド層14に入射する。多層膜ミラー34bと集光レンズ
38bとの間には、光増幅ファイバ10への不要な戻り
光を除去する光アイソレータ40bが挿入されている。
集光レンズ38bは、多層膜ミラー34bを透過した信
号光を出力側光ファイバ42のコア層に入射する。
The WDM coupler 28b on the output side has the following configuration. That is, the collimator lens 32b
Converts the signal light (wavelength λs) output from the core layer 12 of the optical amplifying fiber 10 into a parallel light beam and converts the signal light into a multilayer mirror 34b.
Incident on. The collimator lens 36b converts the pumping light output from the pumping light transmission fiber 24b into a parallel light beam, and enters the multilayer mirror 34b. Multilayer mirror 34b
Transmits the signal light (wavelength λs) from the condenser lens 32b and supplies it to the condenser lens 38b, and reflects the pump light (wavelength λp2) output from the excitation light transmission fiber 24b to collect the condenser light. As shown in FIG. 1, it is arranged obliquely with respect to the luminous flux of the signal light between the collimator lens 32b and the condenser lens 38b so as to supply the signal light to the direction opposite to the signal light. The condenser lens 32b includes a multilayer mirror 34b
The excitation light reflected by the light enters the first cladding layer 14 of the optical amplification fiber 10. An optical isolator 40b for removing unnecessary return light to the optical amplification fiber 10 is inserted between the multilayer mirror 34b and the condenser lens 38b.
The condenser lens 38b makes the signal light transmitted through the multilayer mirror 34b enter the core layer of the output side optical fiber 42.

【0014】本実施例の動作を説明する。WDMカップ
ラ28aは、入力側光ファイバ30から入射する信号光
と、励起用レーザダイオード20aから出力され、ファ
イバ24aを伝送した励起光を合波して、光増幅ファイ
バ10の一方の他面でコア層12に入射する。光増幅フ
ァイバ10の他方の端面には、励起光レーザダイオード
20bから出力される励起光がWDMカップラ28bに
より内側クラッド層14に入射される。
The operation of this embodiment will be described. The WDM coupler 28a combines the signal light incident from the input side optical fiber 30 with the pump light output from the pumping laser diode 20a and transmitted through the fiber 24a, and forms a core on one other surface of the optical amplification fiber 10. Light is incident on the layer 12. On the other end face of the optical amplification fiber 10, pumping light output from the pumping light laser diode 20b is incident on the inner cladding layer 14 by the WDM coupler 28b.

【0015】光増幅ファイバ10内では、前側から入射
した励起用レーザダイオード20aによる励起光は、コ
ア層12のErイオンを即座に励起するが、後側から入
射したレーザダイオード20bによる励起光は、内側ク
ラッド層14を伝搬しつつ徐々にコア層12に移行し
て、コア層12内のErイオンを励起する。従って、後
側から入射した励起光は、コア層に直接、入射する場合
に比べてより長い距離、光増幅ファイバ10を伝搬でき
る。これにより、光増幅ファイバ10の後側(増幅され
た信号光の出力側)には、従来よりも長い距離にわたり
励起光が存在することになり、この励起光が、従来例で
は減衰消滅していたCバンドの吸収を低減し、又は光増
幅する。これにより、Cバンド用としては光増幅ファイ
バ10が長すぎても、Cバンド光に対する十分なゲイン
を確保できる。すなわち、Cバンドの光増幅器として使
用できる。
In the optical amplification fiber 10, the excitation light from the excitation laser diode 20a incident from the front side immediately excites the Er ions of the core layer 12, while the excitation light from the laser diode 20b incident from the rear side is While gradually traveling to the core layer 12 while propagating through the inner cladding layer 14, Er ions in the core layer 12 are excited. Therefore, the pumping light incident from the rear side can propagate through the optical amplification fiber 10 for a longer distance than when directly entering the core layer. As a result, the pump light exists over a longer distance than the conventional one on the rear side of the optical amplification fiber 10 (the output side of the amplified signal light), and the pump light is attenuated and eliminated in the conventional example. C band absorption or light amplification. Thereby, even if the optical amplification fiber 10 is too long for the C band, a sufficient gain for the C band light can be secured. That is, it can be used as a C-band optical amplifier.

【0016】光増幅ファイバ10がLバンドの光増幅に
十分な長さを具備するので、Lバンドは光増幅ファイバ
10を伝搬する間に問題なく光増幅されて、WDMカッ
プラ28bに入射する。
Since the optical amplification fiber 10 has a sufficient length for the optical amplification of the L band, the L band is optically amplified without any problem while propagating through the optical amplification fiber 10 and enters the WDM coupler 28b.

【0017】Er添加ファイバを使用した従来のCバン
ド光増幅器及び従来のLバンド光増幅器の違いは、本質
的に、使用するEr添加ファイバの長さだけである。C
バンド光増幅器では、Er濃度を1000ppm程度と
したとき、Er添加ファイバの長さは10m前後であ
り、Lバンド光増幅器では、Er添加ファイバの長さは
同じEr濃度でほぼ10倍の100m程度である。Er
添加ファイバの増幅帯域が長さによって変化する理由
は、吸収断面積と誘導放出断面積の波長依存性である。
The difference between the conventional C-band optical amplifier using the Er-doped fiber and the conventional L-band optical amplifier is essentially only the length of the Er-doped fiber used. C
In the case of the band optical amplifier, when the Er concentration is about 1000 ppm, the length of the Er-doped fiber is about 10 m. In the case of the L-band optical amplifier, the length of the Er-doped fiber is about 100 times, which is almost 10 times the same Er concentration. is there. Er
The reason why the amplification band of the doped fiber changes depending on the length is the wavelength dependence of the absorption cross section and the stimulated emission cross section.

【0018】図2は、石英ガラスに添加したErイオン
の吸収断面積と誘導放出断面積を示す。横軸は波長、縦
軸は断面積をそれぞれ示す。図2に示すように、Cバン
ドでは吸収断面積及び誘導放出断面積のいずれも大き
い。これは、励起光が強ければ大きなゲインが得られる
が、励起光がなければ強い吸収により信号光はたちまち
減衰してしまうことを示している。通常の励起波長であ
る0.98μm又は1.48μm帯光は、Er添加ファ
イバを数メートル程度伝搬すれば、吸収され減衰してし
まう。再放出によって生じる長波長の光も、Cバンドの
励起に有効なCバンドより短波長部分で減衰が大きく、
せいぜい10m程度で消滅してしまう。従って、Cバン
ド光増幅器では、Er添加ファイバ長をCバンドの励起
光が存在しうる長さ、即ち10m程度と短くしなけれな
らない。Cバンド光増幅器に用いられる短尺のEr添加
ファイバでは、ゲインの小さいLバンドの光増幅は実現
できない。すなわち、従来のCバンド光増幅器ではLバ
ンドを光増幅できないことになる。
FIG. 2 shows an absorption cross section and a stimulated emission cross section of Er ions added to quartz glass. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the cross-sectional area. As shown in FIG. 2, in the C band, both the absorption cross section and the stimulated emission cross section are large. This indicates that if the pumping light is strong, a large gain is obtained, but if there is no pumping light, the signal light is attenuated immediately due to strong absorption. The light in the 0.98 μm or 1.48 μm band, which is a normal excitation wavelength, is absorbed and attenuated if it propagates through an Er-doped fiber by about several meters. Long-wavelength light generated by re-emission also has greater attenuation at shorter wavelengths than C-band effective for C-band excitation.
It disappears at about 10m at most. Therefore, in the C-band optical amplifier, the length of the Er-doped fiber must be as short as the length in which the C-band pump light can exist, that is, about 10 m. With a short Er-doped fiber used in a C-band optical amplifier, L-band optical amplification with a small gain cannot be realized. That is, the conventional C-band optical amplifier cannot optically amplify the L-band.

【0019】一方、Lバンドでは、吸収断面積及び誘導
放出断面積のいずれも小さい。すなわち、ゲインも小さ
いが、吸収による減衰も小さいことになる。ゲインが小
さいので、Lバンド光増幅器では、Er添加ファイバを
必然的に長くする必要がある。励起光として入射される
0.98μm又は1.48μm帯光は、吸収されて減衰
しながらEr添加ファイバを伝搬するが、その伝搬の過
程で再放出によって長波長の光を発生する。この長波長
光は、Lバンドの光増幅のための励起光として機能す
る。従って、Lバンドに対しては、吸収係数が小さいこ
とも相俟って、励起光がEr添加ファイバの全長にわた
って存在しする。Er添加ファイバを長くすることで、
Lバンドの光増幅器を実現できる。
On the other hand, in the L band, both the absorption cross section and the stimulated emission cross section are small. That is, although the gain is small, the attenuation due to absorption is also small. Since the gain is small, it is necessary to lengthen the Er-doped fiber in the L-band optical amplifier. The 0.98 μm or 1.48 μm band light that is incident as the excitation light propagates through the Er-doped fiber while being absorbed and attenuated. In the propagation process, long-wavelength light is generated by re-emission. This long-wavelength light functions as pump light for L-band optical amplification. Therefore, for the L band, the excitation light exists over the entire length of the Er-doped fiber due to the small absorption coefficient. By increasing the length of Er-doped fiber,
An L-band optical amplifier can be realized.

【0020】Lバンド光増幅のための長いEr添加ファ
イバにCバンド光を入射すると、当初の励起光とそれか
ら派生する長波長の光を含めても、有効な励起光が減衰
の激しい短波長の光なので、Lバンドの信号光は励起光
の存在する入射端近傍では光増幅されるものの、Er点
かファイバを伝搬するにつれて急激に減衰し、消滅して
しまう。従って、従来のLバンド光増幅器ではCバンド
を光増幅できない。
When the C-band light is incident on a long Er-doped fiber for L-band optical amplification, the effective pump light, including the initial pump light and the long-wave light derived therefrom, is effectively attenuated at the short wavelength. Since the light is light, the L-band signal light is optically amplified in the vicinity of the incident end where the pump light exists, but attenuates rapidly and disappears as it propagates through the fiber at the Er point. Therefore, the conventional L-band optical amplifier cannot optically amplify the C-band.

【0021】これらの考察から、本出願の発明者は、両
バンドの光増幅を実現するには、まず、ゲインの小さい
Lバンドを光増幅する条件を満たすために、Er添加フ
ァイバの長さを、少なくとも通常Lバンド光増幅器に使
用されている長さ、即ち1000ppm程度のEr濃度
の石英ファイバの場合に100m程度の長さとする必要
があると結論した。そして、このように長いEr添加フ
ァイバにおけるCバンドの吸収を、Cバンドの励起光を
長尺のEr添加ファイバの全長にわたって存在させるこ
とで防止するようにした。
Based on these considerations, the inventor of the present application has first set the length of the Er-doped fiber in order to satisfy the condition for optically amplifying the L band having a small gain in order to realize optical amplification of both bands. It has been concluded that the length must be at least about 100 m for a length normally used in an L-band optical amplifier, that is, a quartz fiber having an Er concentration of about 1000 ppm. The absorption of the C band in such a long Er-doped fiber is prevented by allowing the excitation light of the C band to exist over the entire length of the long Er-doped fiber.

【0022】図1に示す実施例では、レーザダイオード
20bから出力される励起光は、Cバンドの励起用であ
り、集光レンズ32bにより光増幅ファイバ10の第1
クラッド層14に入射することで、コア層12に入射す
る場合に比べ、光増幅ファイバ10の長手方向により長
い距離にわたって存在することになる。しかも光増幅さ
れた信号光の出力側から信号光の伝搬方向とは逆方向に
光増幅ファイバ10に入射されるので、光増幅ファイバ
10内でのCバンド光の減衰を抑制できる。レーザダイ
オード20bから出力される励起光の波長λp2は、C
バンド光増幅のために光増幅ファイバ10を励起できる
ものであれば、0.98μm、1.48μm又はその他
の波長でもよい。光増幅ファイバ10のコア径、モード
フィールド径、第1クラッド径及び励起光強度等を調節
することで、第1クラッド装置14に入射した励起光を
徐々にコア層12に移行させ、光増幅ファイバ10のほ
ぼ全長にわたりCバンド用励起光を存在させることがで
きる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the pumping light output from the laser diode 20b is for C-band pumping, and is condensed by the condenser lens 32b.
By being incident on the cladding layer 14, it is present over a longer distance in the longitudinal direction of the optical amplification fiber 10 than in the case of being incident on the core layer 12. Moreover, since the light is amplified from the output side of the signal light and enters the optical amplification fiber 10 in a direction opposite to the propagation direction of the signal light, attenuation of the C-band light in the optical amplification fiber 10 can be suppressed. The wavelength λp2 of the pump light output from the laser diode 20b is C
The wavelength may be 0.98 μm, 1.48 μm, or another wavelength as long as the optical amplification fiber 10 can be excited for band light amplification. By adjusting the core diameter, the mode field diameter, the first cladding diameter, the excitation light intensity, and the like of the optical amplification fiber 10, the excitation light incident on the first cladding device 14 is gradually transferred to the core layer 12, and the optical amplification fiber The C-band excitation light can be made to exist over almost the entire length of 10.

【0023】本実施例では、Cバンド用励起光が光増幅
ファイバのほぼ全長にわたり存在するので、光増幅ファ
イバ10の信号入射端近傍で増幅されたCバンド光は、
減衰することなく光増幅ファイバ10を伝搬し、出力さ
れる。また、光増幅ファイバ10は、Lバンド光を増幅
するのに十分な長さであるので、Lバンド光は光増幅フ
ァイバ10により増幅されて出力される。このようにし
て、本実施例の光増幅器は、CバンドとLバンドの両方
を光増幅できる。
In this embodiment, since the C-band excitation light exists over almost the entire length of the optical amplification fiber, the C-band light amplified near the signal input end of the optical amplification fiber 10 is:
The light propagates through the optical amplification fiber 10 without attenuation and is output. Further, since the optical amplification fiber 10 is long enough to amplify the L-band light, the L-band light is amplified by the optical amplification fiber 10 and output. In this way, the optical amplifier of this embodiment can optically amplify both the C band and the L band.

【0024】図3は、本発明の第2実施例の概略構成図
を示す。WDMカップラ50は、入力側ファイバ52か
ら入射する信号光と、励起光源54からの励起光を合波
する。励起光源54から出力される励起光の波長は、C
バンド及びLバンドの増幅に有用な0.98μm又は
1.48μmである。WDMカップラ50で合波された
光は、光アイソレータ56を通過して、光増幅ファイバ
58のコアに入射する。光増幅ファイバ58は、コアに
Erイオンを添加した通常のシングルモードファイバか
らなる。光増幅ファイバ58を通過した信号光は、WD
Mカップラ60及び光アイソレータ62を通過し、出力
側ファイバ64に入射する。WDMカップラ60には励
起光源66から励起光が印加される。励起光源66の出
力する励起光の波長は、0.91〜0.96μm、1.
0〜1.05μm帯又は1.40〜1.45μm帯の何
れかに属する。WDMカップラ60は、励起光源66か
らの励起光を光増幅ファイバ58のコアに入射する。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a second embodiment of the present invention. The WDM coupler 50 multiplexes the signal light incident from the input fiber 52 and the pump light from the pump light source 54. The wavelength of the excitation light output from the excitation light source 54 is C
0.98 μm or 1.48 μm useful for band and L band amplification. The light multiplexed by the WDM coupler 50 passes through the optical isolator 56 and enters the core of the optical amplification fiber 58. The optical amplification fiber 58 is a normal single mode fiber in which Er ions are added to the core. The signal light that has passed through the optical amplification fiber 58 is WD
The light passes through the M coupler 60 and the optical isolator 62 and enters the output fiber 64. Excitation light is applied to the WDM coupler 60 from an excitation light source 66. The wavelength of the excitation light output from the excitation light source 66 is 0.91 to 0.96 μm, and 1.
It belongs to either the 0 to 1.05 μm band or the 1.40 to 1.45 μm band. The WDM coupler 60 causes the excitation light from the excitation light source 66 to enter the core of the optical amplification fiber 58.

【0025】光アイソレータ56,62は、図1に示す
実施例の場合と同様に、不要な戻り光を除去するために
設けられている。
The optical isolators 56 and 62 are provided for removing unnecessary return light as in the embodiment shown in FIG.

【0026】光増幅ファイバ58がダブルクラッドファ
イバでなくてもよい点、従って、WDMカップラ60が
励起光源66からの励起光を光増幅ファイバ58のコア
に入射する点、及び、励起光源66の波長が特殊である
点を除いて、図3に示す実施例は、図1に示す実施例と
同じ構造からなる。
The point that the optical amplification fiber 58 does not have to be a double clad fiber, that is, the point at which the WDM coupler 60 enters the excitation light from the excitation light source 66 into the core of the optical amplification fiber 58, and the wavelength of the excitation light source 66 The embodiment shown in FIG. 3 has the same structure as the embodiment shown in FIG.

【0027】図3に示す実施例の特徴は、後側入射の励
起光の波長を特殊な波長帯にした点にある。励起光源6
6の取り得る波長帯0.91〜0.96μm、1.0〜
1.05μm帯及び1.40〜1.45μm帯は、Er
イオンによる吸収の小さな波長帯である。Erイオンに
よる吸収が小さいので、励起光源66から出力される励
起光は、光増幅ファイバ58内で吸収による減衰が小さ
く、従って、入射端から遠方まで届く。これにより、C
バンドの減衰を防ぐことができる。
A feature of the embodiment shown in FIG. 3 lies in that the wavelength of the rear-incident pumping light is set to a special wavelength band. Excitation light source 6
6 possible wavelength band 0.91 to 0.96 μm, 1.0 to
The 1.05 μm band and the 1.40 to 1.45 μm band are Er.
This is a wavelength band where the absorption by ions is small. Since the absorption by the Er ions is small, the excitation light output from the excitation light source 66 has a small attenuation due to the absorption in the optical amplification fiber 58, and therefore reaches far from the incident end. Thereby, C
Band attenuation can be prevented.

【0028】例えば、通常のEr添加ファイバの1.4
8μm帯における吸収は3dB/m程度であり、1.4
8μm帯励起光は、入射端から3m強で1/10に減衰
する。しかし、吸収が0.1dB/mの1.41μm帯
光を励起光にすれば、1/10に減衰するのは100m
であり、Lバンドの励起に必要な100m長のEr添加
ファイバの全長にこの励起光が行き渡る。この励起光強
度をCバンドのゲインが0dB以上になるようにしてお
けば、Cバンドの信号光は光増幅ファイバで減衰するこ
となく伝搬して出力される。これにより、CバンドとL
バンドの両方の光を増幅できる。すなわち、1台でCバ
ンド用光増幅器としてもLバンド光増幅器として使用で
き、更には、CバンドとLバンドの両方を同時に光増幅
できる。
For example, 1.4 of a normal Er-doped fiber is used.
The absorption in the 8 μm band is about 3 dB / m, which is 1.4.
The 8 μm band excitation light is attenuated to 1/10 at a little over 3 m from the incident end. However, if the 1.41 μm band light having an absorption of 0.1 dB / m is used as the excitation light, the attenuation to 1/10 is only 100 m.
This pump light is distributed over the entire length of the Er-doped fiber having a length of 100 m necessary for pumping the L band. If the excitation light intensity is set so that the gain of the C band is 0 dB or more, the signal light of the C band propagates without being attenuated by the optical amplification fiber and is output. Thereby, C band and L
Both lights in the band can be amplified. That is, one unit can be used as an optical amplifier for the C band as an optical amplifier for the L band, and further, both the C band and the L band can be optically amplified simultaneously.

【0029】図2に示す実施例を理解を容易にするため
に、Cバンド用励起光を発生する励起光源66を1台だ
け図示したが、より長い光増幅ファイバ58を使用する
場合、又は、Cババンドに対してより大きなゲインを必
要とする場合には、光増幅ファイバ58の長手方向に、
複数の励起光源66を配置してもよいことは勿論であ
る。
In order to facilitate understanding of the embodiment shown in FIG. 2, only one pumping light source 66 for generating C-band pumping light is shown, but when a longer optical amplification fiber 58 is used, or When a larger gain is required for the C-band, in the longitudinal direction of the optical amplification fiber 58,
Needless to say, a plurality of excitation light sources 66 may be arranged.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、LバンドとCバンドの両方を光増
幅可能な光増幅器を実現できる。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, an optical amplifier capable of optically amplifying both the L band and the C band can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】 Er添加石英ファイバの吸収断面積と誘導放
出断面積の波長特性図である。
FIG. 2 is a wavelength characteristic diagram of an absorption cross section and a stimulated emission cross section of an Er-doped quartz fiber.

【図3】 本発明の第2実施例の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:光増幅ファイバ 12:コア層 14:第1クラッド層 16:第2クラッド層 20a,20b:レーザダイオード 22a,22b:集光レンズ 24a,24b:励起光伝送用ファイバ 26a,26b:コア層 28a,28b:波長分割多重(WDM)カップラ 30:入力側光ファイバ 32a:コリメータレンズ 34a:多層膜ミラー 36a:コリメータレンズ 38a:集光レンズ 40a:光アイソレータ 28b:WDMカップラ 32b:コリメータレンズ 34b:多層膜ミラー 36b:コリメータレンズ 38b:集光レンズ 40b:光アイソレータ 42:出力側光ファイバ 50:WDMカップラ 52:入力側ファイバ 54:励起光源 56:光アイソレータ 58:光増幅ファイバ 60:WDMカップラ 62:光アイソレータ 64:出力側ファイバ 66:励起光源 10: Optical amplification fiber 12: Core layer 14: First cladding layer 16: Second cladding layer 20a, 20b: Laser diode 22a, 22b: Condensing lens 24a, 24b: Fiber for pumping light transmission 26a, 26b: Core layer 28a , 28b: wavelength division multiplexing (WDM) coupler 30: input side optical fiber 32a: collimator lens 34a: multilayer mirror 36a: collimator lens 38a: condenser lens 40a: optical isolator 28b: WDM coupler 32b: collimator lens 34b: multilayer film Mirror 36b: Collimator lens 38b: Condensing lens 40b: Optical isolator 42: Output side optical fiber 50: WDM coupler 52: Input side fiber 54: Pump light source 56: Optical isolator 58: Optical amplifier fiber 60: WDM coupler 62: Optical isolator Tab 64: Output side fiber 66: Excitation light source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 哲哉 埼玉県上福岡市大原二丁目1番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 谷 俊男 埼玉県上福岡市大原二丁目1番15号株式会 社ケイディディ研究所内 Fターム(参考) 5F072 AB09 AB13 JJ20 KK30 PP07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuya Nakai 2-1-1-15 Ohara, Kamifukuoka City, Saitama Prefecture Inside Kadeidi Laboratory Co., Ltd. (72) Toshio Tani 2-1-1 Ohara, Kamifukuoka City, Saitama Prefecture No. 5 F072 AB09 AB13 JJ20 KK30 PP07

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光増幅材を添加したコア及び複数のクラ
ッドを具備する光増幅媒体と、 当該光増幅材の吸収断面積及び誘導放出断面積が共に大
きい第1のバンド用、並びに、当該光増幅材の吸収断面
積及び誘導放出断面積が共に小さい第2のバンド用に当
該光増幅材を励起する第1の励起光を発生する第1の励
起光発生手段と、 当該第1のバンド用に当該光増幅材を励起する第2の励
起光を発生する第2の励起光発生手段と、 光増幅すべき信号光を、当該第1の励起光と合波して当
該光増幅媒体の一方端でそのコアに入射する第1の光結
合手段と、 当該第2の励起光を当該光増幅媒体の他方端で内側のク
ラッドに入射する第2の光結合手段とからなることを特
徴とする光増幅器。
An optical amplification medium comprising a core and a plurality of claddings to which an optical amplification material is added, a first band having a large absorption cross section and a stimulated emission cross section of the optical amplification material, and First excitation light generating means for generating a first excitation light for exciting the optical amplification material for a second band having a small absorption cross section and a stimulated emission cross section of the amplification material; and for the first band. A second pumping light generating means for generating a second pumping light for pumping the optical amplifying material, and multiplexing the signal light to be optically amplified with the first pumping light to one of the optical amplification media. The first optical coupling means is incident on the core at one end, and the second optical coupling means is incident on the inner cladding at the other end of the optical amplifying medium at the other end. Optical amplifier.
【請求項2】 当該光増幅材がErイオンである請求項
1に記載の光増幅器。
2. The optical amplifier according to claim 1, wherein said optical amplification material is Er ions.
【請求項3】 当該光増幅媒体が光増幅ファイバからな
る請求項1に記載の光増幅器。
3. The optical amplifier according to claim 1, wherein said optical amplification medium comprises an optical amplification fiber.
【請求項4】 当該第1の励起光の波長が、1.48μ
m及び0.98μm帯の何れかである請求項1に記載の
光増幅器。
4. The wavelength of the first excitation light is 1.48 μm.
The optical amplifier according to claim 1, wherein the optical amplifier is in one of the m and 0.98 μm bands.
【請求項5】 当該第2の励起光の波長が、1.48μ
m及び0.98μm帯の何れかである請求項1に記載の
光増幅器。
5. The wavelength of the second excitation light is 1.48 μm.
The optical amplifier according to claim 1, wherein the optical amplifier is in one of the m and 0.98 μm bands.
【請求項6】 当該第1の励起光発生手段が、当該第1
の励起光を出力する第1の励起光源と、当該第1の光伝
送媒体の当該コアの径に実質的に等しい径のコアを具備
し、当該第1の励起光源の出力光を当該第1の光結合手
段に導く第1の光伝送媒体とからなり、 当該第2の励起光発生手段が、当該第2の励起光を出力
する第2の励起光源と、当該第2の光伝送媒体の当該内
側のクラッドの径に実質的に等しい径のコアを具備し、
当該第2の励起光源の出力光を当該第2の光結合手段に
導く第2の光伝送媒体とからなる請求項1に記載の光増
幅器。
6. The first excitation light generating means includes:
And a core having a diameter substantially equal to the diameter of the core of the first optical transmission medium, and outputting the output light of the first excitation light source to the first optical transmission medium. A first optical transmission medium that leads to the optical coupling means, wherein the second excitation light generating means includes a second excitation light source that outputs the second excitation light, and a second excitation light source that outputs the second excitation light. Comprising a core having a diameter substantially equal to the diameter of the inner cladding;
The optical amplifier according to claim 1, further comprising a second optical transmission medium that guides output light of the second pump light source to the second optical coupling unit.
【請求項7】 当該第1のバンドがCバンドであり、当
該第2のバンドがLバンドである請求項1に記載の光増
幅器。
7. The optical amplifier according to claim 1, wherein the first band is a C band, and the second band is an L band.
【請求項8】 当該第2の励起光が、当該光増幅媒体の
当該他方端の側において当該第1のバンドの少なくとも
消滅を防止する請求項1に記載の光増幅器。
8. The optical amplifier according to claim 1, wherein the second pumping light prevents at least disappearance of the first band on the other end side of the optical amplifying medium.
【請求項9】 光増幅材を添加した光増幅媒体と、 Cバンド用及びLバンド用に当該光増幅材を励起する第
1の励起光を発生する第1の励起光発生手段と、 当該Cバンド用に当該光増幅材を励起する第2の励起光
を発生する第2の励起光発生手段と、 光増幅すべき信号光を、当該第1の励起光と合波して当
該光増幅媒体の一方端に入射する第1の光結合手段と、 当該第2の励起光を当該光増幅媒体の他方端に入射する
第2の光結合手段とからなり、当該第2の励起光の波長
が、0.91〜0.96μm、1.0〜1.05μm帯
及び1.40〜1.45μm帯の何れかに属することを
特徴とする光増幅器。
9. An optical amplifying medium to which an optical amplifying material is added, first excitation light generating means for generating a first excitation light for exciting the optical amplifying material for the C band and the L band, A second pumping light generating means for generating a second pumping light for pumping the optical amplifying material for the band, and a signal light to be amplified with the first pumping light to multiplex the signal light. A first optical coupling means incident on one end of the optical amplifying medium, and a second optical coupling means incident on the other end of the optical amplification medium, wherein a wavelength of the second excitation light is , 0.91 to 0.96 μm, 1.0 to 1.05 μm band, and 1.40 to 1.45 μm band.
【請求項10】 当該光増幅材がErイオンである請求
項9に記載の光増幅器。
10. The optical amplifier according to claim 9, wherein said optical amplification material is Er ions.
【請求項11】 当該光増幅媒体が光増幅ファイバから
なる請求項9に記載の光増幅器。
11. The optical amplifier according to claim 9, wherein said optical amplification medium comprises an optical amplification fiber.
【請求項12】 当該第1の励起光の波長が、1.48
μm及び0.98μm帯の何れかである請求項9に記載
の光増幅器。
12. The wavelength of the first excitation light is 1.48.
The optical amplifier according to claim 9, wherein the optical amplifier is in one of a μm band and a 0.98 μm band.
【請求項13】 当該第2の励起光が、当該光増幅媒体
の当該他方端の側において当該Cバンドの少なくとも消
滅を防止する請求項9に記載の光増幅器。
13. The optical amplifier according to claim 9, wherein the second pumping light prevents at least disappearance of the C band on the other end side of the optical amplifying medium.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002374024A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Fujitsu Ltd Optical amplifier
JP2005325318A (en) * 2004-03-29 2005-11-24 Daikin Ind Ltd Photofunctional optical material containing fluorine-containing acrylate polymer
JP2013520026A (en) * 2010-02-17 2013-05-30 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド Laser equipment
JP2014183308A (en) * 2013-03-15 2014-09-29 Ofs Fitel Llc High-power double cladding (dc) pumped erbium doped fiber amplifier (edfa)
JP2016167489A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Kddi株式会社 Optical transmission system, optical amplifier and exciting light control method thereof
WO2018020629A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Kddi株式会社 Optical transmission system, optical amplifier, and excitation light control method for optical amplifier
JP7401680B2 (en) 2019-12-17 2023-12-19 華為技術有限公司 Optical amplifier and signal amplification method for optical amplifier

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002374024A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Fujitsu Ltd Optical amplifier
JP2005325318A (en) * 2004-03-29 2005-11-24 Daikin Ind Ltd Photofunctional optical material containing fluorine-containing acrylate polymer
JP2013520026A (en) * 2010-02-17 2013-05-30 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド Laser equipment
JP2014183308A (en) * 2013-03-15 2014-09-29 Ofs Fitel Llc High-power double cladding (dc) pumped erbium doped fiber amplifier (edfa)
JP2016167489A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Kddi株式会社 Optical transmission system, optical amplifier and exciting light control method thereof
WO2018020629A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Kddi株式会社 Optical transmission system, optical amplifier, and excitation light control method for optical amplifier
JP7401680B2 (en) 2019-12-17 2023-12-19 華為技術有限公司 Optical amplifier and signal amplification method for optical amplifier

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