JP2001086067A - 光ファイバ送信装置および、この装置を用いた光ファイバ送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の波長の励起光源からの光出力を効率よ
く合波することができ、高出力化できること。 【解決手段】 第１波長帯の第１の励起光源１は光サー
キュレータ３のポート４に接続し、第２波長帯のだい２
の励起光源２を光サーキュレータ３のポート５に接続す
る。光サーキュレータ３のポート５と励起光源２との間
には、第１波長帯の光を反射し第２の波長帯の光を透過
するファイバグレーティング７を配置する。ファイバグ
レーティング７は、第１の励起光源１から出力された第
１波長帯の光を反射しするとともに、第２の励起光源２
から出力された第２波長帯の光を透過させ光サーキュレ
ータ３の出力ポート６から第１波長帯と第２波長帯を合
波した光を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ送信装
置およびこれを用いた光ファイバ送受信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、１９９７年度電子情報通信学会総
合大会Ｃ−３−９１においては、光ファイバ増幅器の高
出力化手段の一つとして、近接した増幅波長帯域内の二
つの励起波長光源を波長多重して励起パワーを増大する
方法が提案されている。一般的に、この種の波長多重の
構成として図１２（ａ）に示すような干渉膜フィルタを
用いた光合波器が知られている。

【０００３】図１２（ａ）において、３０は波長λ１の
光を入力する光ファイバ、３１は前記光ファイバ３０か
らの出力光を平行光に変換する光コリメータである。３
２は波長λ２の光を入力する光ファイバで、同様に出力
光を平行光に変換する光コリメータ３３が設けられてい
る。３４は波長λ１の光を透過し、波長λ２の光を透過
する干渉膜フィルタである。３５は干渉膜フィルタ３４
により、波長λ１とλ２の光を合波して出力する光ファ
イバで、先端に平行光を光ファイバ端に集束させる光コ
リメータ３６が設けられている。

【０００４】次に上記干渉膜フィルタの機能について説
明する。図１２（ｂ）において、３７は干渉膜フィルタ
３４の透過特性で、反射域と透過域間の立上がり区間は
３０〜４０ｎｍ程度である。３８、３９はそれぞれ、波
長λ１と波長λ２の光のスペクトルを示す。このような
特性を持った光を前記干渉膜フィルタ３４で合波する
と、波長λ１の光は干渉膜フィルタ３４によって光スペ
クトルの一部がフィルタを透過して結合損失を生じる。
一方、波長λ２の光は、光スペクトルの一部がフィルタ
で反射されて同様に結合損失を生じることになる。

【０００５】通常、光ファイバ増幅器に用いる励起光源
を合波する場合、励起光源の中心波長間隔が３０ｎｍ程
度と狭く、かつマルチモード発振しているために両波長
を分離するフィルタには急峻な特性が要求される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな干渉膜フィルタを用いて急峻な波長特性を得るため
には、多くの層数の膜を形成しなければならないため
に、膜厚コントロールや、層数の増加に伴う膜強度の向
上等が問題となる。

【０００７】本発明は従来の問題点を解決するためにな
されたもので、複数の波長の励起光源からの光出力を効
率よく合波することができ、高出力化できる光ファイバ
増幅器用励起光源及び該励起光源を用いた光ファイバ増
幅器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ送信
装置は、光を出力する第１の励起光源と、前記第１の励
起光源とは異なる波長帯の光を出力する第２の励起光源
と、前記第１の励起光源から第１の光を入力し、前記第
２の励起光源に出力する光サーキュレータと、前記光サ
ーキュレータと前記第２の励起光源との間に設けられ、
前記光サーキュレータから出力された第１の光を前記光
サーキュレータに反射し、前記第２の励起光源から前記
光サーキュレータに向けて出力された第２の光を透過
し、前記第１の光と前記第２の光を合波するファイバグ
レーティングとを備え、前記サーキュレータは、前記フ
ァイバグレーティングで合波された光を、出力先に出力
することを特徴とする。この構成により、複数の波長帯
の励起光源からの出力光は光サーキュレータ及びファイ
バグレーティングを経由して、光サーキュレータの出力
ポートから出力できる。ファイバグレーティングは波長
特性に応じて光を反射あるいは透過させるため、このフ
ァイバグレーティングに対し入射される複数の励起光源
の励起光を合波して光サーキュレータ方向に出力でき
る。以上の構成により、近接した複数の波長帯の励起光
源からの光出力を効率よく合波して、高出力の励起光源
が得られる。

【０００９】また、本発明は、前記第１の励起光源及び
第２の励起光源が同一波長帯の複数組で構成され、前記
同一波長帯の各組の励起光源から出力される光を合成し
て前記ポートに出力する偏光合成器を備えた構成を特徴
とする。この構成によれば、同一波長帯の励起光源を偏
光合成器で出力合成した後にファイバグレーティングに
入射するようにして請求項１と同様に光サーキュレータ
で合波して出力するという作用を有する。

【００１０】また、本発明は、前記光サーキュレータが
４端子で且つ２個のファイバグレーティングで構成して
もよい。この構成によれば、まず第１波長帯の励起光源
と第２波長帯の励起光源を一つのファイバグレーティン
グで合波した後、さらにもう一つのファイバグレーティ
ングで第３波長帯の励起光源を合波して光サーキュレー
タから出力することができる。

【００１１】また、本発明は、少なくとも励起光源の一
つの出力端に所望の発振波長を得るファイバグレーティ
ングを設けた構成にしてもよい。この構成によれば、合
波する励起光源の波長帯のスペクトルを合波するファイ
バグレーティングの特性に合わせることができるように
なる。

【００１２】また、本発明は、前記ファイバグレーティ
ングに張力可変手段を付加した構成としてもよい。この
構成によれば、合波する第１、第２波長帯の波長スペク
トルに合わせてファイバグレーティングの波長特性を調
整することができるようになる。

【００１３】また、本発明は、光サーキュレータの出力
ポートに光をモニターするカプラと、受光回路およびフ
ァイバグレーティングの張力を制御する制御回路を設け
た構成にできる。この構成によれば、モニターした光の
状態に応じてファイバグレーティングの張力を制御する
ことができ、波長合成する励起光の波長スペクトルに応
じ最適出力を得ることができるようになる。

【００１４】また、本発明は、それぞれ異なる波長帯の
光を出力する同一波長帯の複数組で構成された励起光源
と、複数のポートにそれぞれ前記各励起光源が配設さ
れ、前記各励起光源から入力された光を合波して出力の
ポートへ導出する光サーキュレータと、前記光サーキュ
レータのポートのうち前記各励起光源から出力された各
波長の光を受けるポート部分に配設され、各励起光源か
ら出力された光を前記出力のポートから出射させるため
のファイバグレーティングと、前記同一波長帯の各組の
励起光源から出力される光を合成して前記ポートに出力
する偏光合成器と、信号光と前記光サーキュレータから
出力される励起光とを合波する光合波器と、前記光合波
器に接続される増幅光ファイバとによって構成されたこ
とを特徴とする。この構成によれば、複数の励起光源の
光が各波長帯毎に偏光合成器で偏光合成され、ファイバ
グレーティングで複数の波長が合波され光サーキュレー
タから励起光として出力される。この高出力の励起光を
用いて高出力の光ファイバ増幅器を得ることができる。

【００１５】更にまた、本発明は、それぞれ異なる波長
帯の光を出力する複数の励起光源と、複数のポートにそ
れぞれ前記各励起光源が配設され、前記各励起光源から
入力された光を合波して出力のポートへ導出する光サー
キュレータと、前記光サーキュレータのポートのうち前
記各励起光源から出力された各波長の光を受けるポート
部分に配設され、各励起光源から出力された光を前記出
力のポートから出射させるためのファイバグレーティン
グと、信号光と前記光サーキュレータから出力される励
起光とを合波する光合波器と、前記光合波器に接続され
る増幅光ファイバと、前記励起光源から出力される光を
直接前記増幅光ファイバへ、あるいは前記光サーキュレ
ータを介して前記増幅光ファイバの前段あるいは後段に
入力させるよう切り替える光スイッチとによって構成さ
れたことを特徴とする。この構成によれば、波長合成す
る一方の励起光源の励起光を増幅光ファイバの前段ある
いは後段に入れるか任意に切り替え可能であり、前方励
起光ファイバ増幅器、あるいは双方向励起光ファイバ増
幅器、又は、後方励起、あるいは双方向励起など所望す
る励起方式に切り替えることができる光ファイバ増幅器
を得ることができる。

【００１６】更に、本発明は、光ファイバ送受信システ
ムにおける光ファイバ送信装置として、光を出力する第
１の励起光源と、前記第１の励起光源とは異なる波長帯
の光を出力する第２の励起光源と、前記第１の励起光源
から第１の光を入力し、前記第２の励起光源に出力する
光サーキュレータと、前記光サーキュレータと前記第２
の励起光源との間に設けられ、前記光サーキュレータか
ら出力された第１の光を前記光サーキュレータに反射
し、前記第２の励起光源から前記光サーキュレータに向
けて出力された第２の光を透過し、前記第１の光と前記
第２の光を合波するファイバグレーティングとを備え、
前記サーキュレータは、前記ファイバグレーティングで
合波された光を、出力先に出力するように構成する光フ
ァイバ送信装置を用いることができる。この構成によ
り、複数の波長帯の励起光源からの出力光は光サーキュ
レータ及びファイバグレーティングを経由して、光サー
キュレータの出力ポートから出力できる。ファイバグレ
ーティングは波長特性に応じて光を反射あるいは透過さ
せるため、このファイバグレーティングに対し入射され
る複数の励起光源の励起光を合波して光サーキュレータ
方向に出力できる。以上の構成により、近接した複数の
波長帯の励起光源からの光出力を効率よく合波して、高
出力の励起光源が得られる。

【００１７】また、本発明に係る光ファイバ送受信シス
テムにおける光ファイバ送信装置として、前記第１の励
起光源及び第２の励起光源が同一波長帯の複数組で構成
され、前記同一波長帯の各組の励起光源から出力される
光を合成して前記ポートに出力する偏光合成器を備えた
光ファイバ送信装置を用いることができる。この構成に
よれば、同一波長帯の励起光源を偏光合成器で出力合成
した後にファイバグレーティングに入射するようにして
請求項１と同様に光サーキュレータで合波して出力する
という作用を有する。

【００１８】また、本発明に係る光ファイバ送受信シス
テムの光ファイバ送信装置として、前記光サーキュレー
タが４端子で且つ２個のファイバグレーティングで構成
する光ファイバ送信装置を用いてもよい。この構成によ
れば、まず第１波長帯の励起光源と第２波長帯の励起光
源を一つのファイバグレーティングで合波した後、さら
にもう一つのファイバグレーティングで第３波長帯の励
起光源を合波して光サーキュレータから出力することが
できる。

【００１９】また、本発明に係る光ファイバ送受信シス
テムの光ファイバ送信装置として、少なくとも励起光源
の一つの出力端に所望の発振波長を得るファイバグレー
ティングを設けた構成とする光ファイバ送信装置を使用
してもよい。この構成によれば、合波する励起光源の波
長帯のスペクトルを合波するファイバグレーティングの
特性に合わせることができるようになる。

【００２０】また、本発明に係る光ファイバ送受信シス
テムの光ファイバ送信装置として、前記ファイバグレー
ティングに張力可変手段を付加した構成とする光ファイ
バ送信装置を用いてもよい。この構成によれば、合波す
る第１、第２波長帯の波長スペクトルに合わせてファイ
バグレーティングの波長特性を調整することができるよ
うになる。

【００２１】また、本発明に係る光ファイバ送受信シス
テムの光ファイバ送信装置として、光サーキュレータの
出力ポートに光をモニターするカプラと、受光回路およ
びファイバグレーティングの張力を制御する制御回路を
設けた構成とする光ファイバ送信装置を用いることがで
きる。この構成によれば、モニターした光の状態に応じ
てファイバグレーティングの張力を制御することがで
き、波長合成する励起光の波長スペクトルに応じ最適出
力を得ることができるようになる。

【００２２】また、本発明に係る光ファイバ送受信シス
テムの光ファイバ送信装置として、それぞれ異なる波長
帯の光を出力する同一波長帯の複数組で構成された励起
光源と、複数のポートにそれぞれ前記各励起光源が配設
され、前記各励起光源から入力された光を合波して出力
のポートへ導出する光サーキュレータと、前記光サーキ
ュレータのポートのうち前記各励起光源から出力された
各波長の光を受けるポート部分に配設され、各励起光源
から出力された光を前記出力のポートから出射させるた
めのファイバグレーティングと、前記同一波長帯の各組
の励起光源から出力される光を合成して前記ポートに出
力する偏光合成器と、信号光と前記光サーキュレータか
ら出力される励起光とを合波する光合波器と、前記光合
波器に接続される増幅光ファイバとによって構成された
光ファイバ送信装置を用いることを特徴とする。この構
成によれば、複数の励起光源の光が各波長帯毎に偏光合
成器で偏光合成され、ファイバグレーティングで複数の
波長が合波され光サーキュレータから励起光として出力
される。この高出力の励起光を用いて高出力の光ファイ
バ増幅器を得ることができる。

【００２３】更にまた、本発明に係る光ファイバ送受信
システムの光ファイバ送信装置として、それぞれ異なる
波長帯の光を出力する複数の励起光源と、複数のポート
にそれぞれ前記各励起光源が配設され、前記各励起光源
から入力された光を合波して出力のポートへ導出する光
サーキュレータと、前記光サーキュレータのポートのう
ち前記各励起光源から出力された各波長の光を受けるポ
ート部分に配設され、各励起光源から出力された光を前
記出力のポートから出射させるためのファイバグレーテ
ィングと、信号光と前記光サーキュレータから出力され
る励起光とを合波する光合波器と、前記光合波器に接続
される増幅光ファイバと、前記励起光源から出力される
光を直接前記増幅光ファイバへ、あるいは前記光サーキ
ュレータを介して前記増幅光ファイバの前段あるいは後
段に入力させるよう切り替える光スイッチとによって構
成された光ファイバ送信装置を用いることを特徴とす
る。この構成によれば、波長合成する一方の励起光源の
励起光を増幅光ファイバの前段あるいは後段に入れるか
任意に切り替え可能であり、前方励起光ファイバ増幅
器、あるいは双方向励起光ファイバ増幅器、又は、後方
励起、あるいは双方向励起など所望する励起方式に切り
替えることができる光ファイバ増幅器を得ることができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００２５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における励起光源を示す構成図である。実施の形態
１による光ファイバ送信装置は、第１波長帯の光を出力
する第１の励起光源１と、第１の励起光源１とは異なる
第２波長帯の光を出力する第２の励起光源２と、ポート
４より入射した光がポート５へ、またポート５より入射
した光がポート６へ出射する光サーキュレータ３と、一
端が光サーキュレータのポート５に接続され、他端が第
２波長帯の励起光源２に接続されているファイバグレー
ティング７とで構成している。

【００２６】次に、本実施の形態１における動作につい
て説明する。まず、第１の励起光源１より出力された光
は、光サーキュレータ３のポート４を経由してポート５
から出力される。ポート５から出力する第１の励起光源
１からの光は、ポート５に接続されたファイバグレーテ
ィング７で反射されて、光サーキュレータ３のポート６
より出力される。

【００２７】一方、ファイバグレーティング７に接続さ
れた第２の励起光源２より出力された光は、ファイバグ
レーティング７を通過後、第１の励起光源１と同様に光
サーキュレータ３のポート５を経由してポート６より出
力される。

【００２８】以上のように構成された本実施の形態１に
おける励起光源によれば、第１の励起光源１の出力光が
光サーキュレータ３を介してファイバグレーティング７
に入射することによりファイバグレーティング７での反
射と同時に第２の励起光源２からの透過光が、光サーキ
ュレータ３のポート５に入射して、ポート６より合波さ
れて出力されることになり、高出力の励起光源が得られ
る。

【００２９】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２を示すもので、実施の形態１の構成との違いは光サ
ーキュレータ３に入射するそれぞれの波長の励起光源を
２個偏光合成した点である。ここで、実施の形態１にお
いて説明した構成部材と同等の機能を有するものには同
一符号を付して説明を省略する。また以下の各図におい
ても同様とする。図２において、第１の励起光源１、
１’は同一波長帯の励起光源である。８は偏光合成器
で、前記同一波長帯の第１の励起光源１、１’からの出
力光を合成するものである。２、２’は第１の励起光源
１、１’と異なる第２波長帯の同様の励起光源であり、
偏光合成器８’によって合成されて出力される。

【００３０】次に、本実施の形態２における動作につい
て説明する。まず、第１波長帯の第１の励起光源１と
１’からの出力光は偏光合成器８によって合成される。
合成された光は、光サーキュレータ３の入力ポート４を
経由して、光サーキュレータ３の出力ポート５より出力
される。さらに、ファイバグレーティング７で反射され
て出力ポート６へ出力される。同時に、第２波長帯の励
起光源２と２’からの出力光は第１波長帯の第１の励起
光源１、１’と同様に偏光合成され、ファイバグレーテ
ィング７に入射する。合成された第２波長帯の光はファ
イバグレーティング７を透過し、光サーキュレータ３の
出力ポート６より出力される。これにより出力ポート６
では、偏光合成された第１波長帯の光と第２波長帯の光
が合波されて出力されることになる。

【００３１】以上のように構成された本実施の形態２に
おける励起光源によれば、それぞれ第１、第２波長帯の
励起光源を２個偏光合成することにより、さらに高出力
の励起光源が得られる。

【００３２】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３を示すもので３つの異なる波長帯域の励起光源
１、２、９を合波し出力するものである。３’は４ポー
トの光サーキュレータであり、入力ポート４から入射し
た光は出力ポート５から出射され、出力ポート５から入
射した光は出力ポート６から出射され、出力ポート６か
ら入射した光は出力ポート１０より出射する機能を有す
るものである。光サーキュレータ３’の入力ポートに第
１波長帯の第１の励起光源１を接続し、出力ポート５に
第１波長帯の光を反射し、第２波長帯の光を透過するフ
ァイバグレーティング７を接続する。ファイバグレーテ
ィング７の他端には第２波長帯の第２の励起光源２を接
続する。また、出力ポート６に第１波長帯の光と第２波
長帯の光を反射し、第３波長帯の光を透過するファイバ
グレーティング７’を接続する。ファイバグレーティン
グ７’の他端には第３波長帯の第３の励起光源９を接続
する。

【００３３】図４はファイバグレーティング７、７’の
透過特性と合波する励起光源のスペクトルを示したもの
である。図４において１１は第１波長帯の第１の励起光
源１のスペクトル、１２は第２波長帯の第２の励起光源
２のスペクトル、１３は第３波長帯の第３の励起光源９
のスペクトルである。１４はファイバグレーティング７
の透過特性（図中実線で示す）で、第１波長帯の第１の
励起光源１からの出力光を反射し、第２波長帯の第２の
励起光源２からの出力光を透過する特性を持っている。
なおここでは、第３波長帯の第３の励起光源９を反射す
る特性を示しているが、透過する特性を持っていてもよ
い。１５はファイバグレーティング７’の透過特性（図
中破線で示す）で、第１波長帯と第２波長帯の光を反射
し、第３波長帯の光を透過する特性を持っている。

【００３４】次に、本実施の形態３における動作につい
て説明する。まず、第１の励起光源１より出力された光
は、光サーキュレータ３’のポート４を経由してポート
５から出力される。ポート５から出力する第１波長帯の
励起光源１からの光は、ポート５に接続されたファイバ
グレーティング７で反射されて、光サーキュレータ３’
のポート６より出力される。一方、ファイバグレーティ
ング７に接続された第２波長帯の励起光源２より出力さ
れた光は、ファイバグレーティング７を通過後、第１波
長帯の第１の励起光源１と同様に光サーキュレータ３の
ポート５を経由してポート６より出力される。

【００３５】ポート６より出力される合波された第１波
長帯と第２波長帯の光はファイバグレーティング７’で
反射され出力ポート１０より出力される。同時に、ファ
イバグレーティング７’に接続された第３波長帯の第３
の励起光源９からの光は透過して出力ポート６を経由し
て出力ポート１０より出力される。

【００３６】以上のように構成された本実施の形態３に
おける励起光源によれば、４ポートの光サーキュレータ
３’と３つの励起光源１、２、９と、２つのファイバグ
レーティング７、７’を用いることにより３つの波長帯
域の励起光を合波することができ、高出力の励起光源が
実現できる。

【００３７】（実施の形態４）図５は本発明における実
施の形態４を示すもので、実施の形態１との差異は第１
の励起光源１の出力端に光源の発振波長を選択する外部
共振器として作用するファイバグレーティング１６を設
けている点である。この構成により第１波長帯の励起光
源１の発振波長スペクトルを狭線幅にすることができ、
合波するファイバグレーティング７の設定精度を緩和で
きることになる。また第１の励起光源１の発振波長がフ
ァイバグレーティング１６によって決定されるために、
第１の励起光源１の発振波長のばらつきによる波長合波
時の出力低下を抑制することができる。

【００３８】（実施の形態５）図６は本発明における実
施の形態５の構成を示す側面図である。図にはファイバ
グレーティング７の張力可変手段の構成が示されてい
る。図６において、１７はファイバグレーティング７の
両端を固定するファイバグレーティング保持具、１８は
ペルチェ素子である。ファイバグレーティング保持具１
７は、ペルチェ素子１８に電流を加えることによって長
手方向に伸縮する働きを有する。

【００３９】図７はファイバグレーティングの特性１３
と第１、第２波長帯の励起光源１、２のスペクトル１
１、１２を示す図である。

【００４０】上記構成による動作について説明する。図
７の特性図中に実線で示すような状態で第１、第２波長
帯の励起光源のスペクトル１１、１２があり、ファイバ
グレーティング７の波長選択特性１３が実線で示すよう
に最適位置に対しずれていた場合、ペルチェ素子１８を
動作させることによりファイバグレーティングへの張力
を可変し、破線で示すようにフィルタの波長選択特性を
最適位置にシフトできる。

【００４１】本発明の実施の形態によれば、上記各実施
形態で用いるファイバグレーティング７に張力を可変す
る手段を設ける構成により、合波する励起光源の特性に
合わせて最適な励起出力を得ることができるようにな
る。

【００４２】（実施の形態６）図８は本発明の実施の形
態６を示すもので、実施の形態５に示すファイバグレー
ティング７の張力可変手段を用いて自動的に最適励起出
力を得るようにしたものである。図８において、１９は
光カプラであり、合波された励起光の一部を取出すもの
である。２０は光カプラ１９によって取出した光の検出
回路である。２１はファイバグレーティングの特性を制
御する制御回路であり、検出回路２０からの情報により
ファイバグレーティング７への張力を可変するものであ
る。

【００４３】以上のように構成された励起光源につい
て、その動作を説明する。まず、第１波長帯である第１
の励起光源１より出力された光は、光サーキュレータ３
の入力ポート４を経由して出力ポート５より出力され
る。出力ポート５にはファイバグレーティング７が接続
されており、そこで反射されて出力ポート５を逆行し出
力ポート６より出力される。同時に第２波長帯である第
２の励起光源２より出力された光は、ファイバグレーテ
ィング７を透過し光サーキュレータ３の出力ポート５を
経由して出力ポート６より出力される。光カプラ１９は
入射した光の一部を取り出し検出回路２０によってモニ
ターされる。制御回路２１は、検出回路２０で検出され
た光の情報に基づき、所定の励起出力が得られるように
張力可変手段のペルチェ素子１８を動作させてファイバ
グレーティング７の張力を可変する。

【００４４】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、ファイバグレーティング７の張力をモニター用の検
出回路と連動させることにより、最適の出力が得られ
る。

【００４５】（実施の形態７）図９は本発明の実施の形
態７を示す図である。この実施形態は、実施の形態１の
光ファイバ増幅器用励起光源を用いた光ファイバ増幅器
の構成が示されている。図９において図１と同等の機能
を有するものは同一符号を付して説明を省略する。１、
２は第１および第２の波長帯の励起光源である。３は光
サーキュレータ、４、５、６は光サーキュレータの入出
力ポート、７はファイバグレーティングである。２２、
２２’は光アイソレータであり増幅ファイバ２３の両端
からの反射による発振を防止するものである。２４は光
合波器であり、励起光と信号光を増幅ファイバ２３に入
射させるものである。

【００４６】以上のように構成された光ファイバ増幅器
について、その動作を説明する。まず、第１波長帯であ
る第１の励起光源１より出力された光は、光サーキュレ
ータ３の入力ポート４を経由して出力ポート５より出力
される。出力ポート５にはファイバグレーティング７が
接続されており、そこで反射されて出力ポート５を逆行
し出力ポート６より出力される。同時に第２波長帯であ
る第２の励起光源２より出力された光は、ファイバグレ
ーティング７を透過し光サーキュレータ３の出力ポート
５を経由して出力ポート６より出力される。

【００４７】ここで合波された励起光は、光合波器２４
で光アイソレータ２２を通過してきた信号光と合波され
て増幅光ファイバ２３に入射する。増幅光ファイバ２３
を通過した信号光は励起光により増幅されて光アイソレ
ータ２２’を介して出力される。

【００４８】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、本発明の励起光源を用いた高出力の光ファイバ増幅
器が得られる。なお、ここでは増幅光ファイバの前段に
励起光を入射させているが、後段、あるいは両側にそれ
ぞれ入射させても良いことは言うまでもない。

【００４９】（実施の形態８）図１０は本発明の実施の
形態８を示すもので、実施の形態７との構成の違いは、
光ファイバ増幅器用励起光源に実施の形態２を用いて光
ファイバ増幅器を構成した点である。実施の形態７と異
なる部分のみ説明し、同様の作用をする部分は説明を省
略する。図１０において、第１波長帯の第１の励起光源
１、１’より出力された光は偏光合成器８によって合成
される。同様に第２波長帯の第２の励起光源２、２’よ
り出力された光は偏光合成器８’によって合成される。
偏光合成された第１波長帯の光は、光サーキュレータ３
を経由してファイバグレーティング７に入射する。一
方、偏光合成された第２波長帯の光もファイバグレーテ
ィング７に入射する。ファイバグレーティング７では第
１波長帯の光を反射し、第２波長帯の光を透過するため
に光サーキュレータ３で合波されて光合波器２４に入射
することになる。ここで合波された光は、４個の励起光
源の出力光であり高出力の励起光として増幅ファイバ２
３に入射する。

【００５０】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、第１波長帯の第１の励起光源１，１’と第２波長帯
の第２の励起光源２，２’をそれぞれ偏光合成器８，
８’で合成した後で、光サーキュレータ３で波長合成し
て増幅ファイバ２３に入射させる構成であり、信号光を
この励起光で増幅させた高出力の光ファイバ増幅器が実
現できる。

【００５１】（実施の形態９）図１１は本発明における
実施の形態９を示すもので、実施の形態１で示す光ファ
イバ増幅器用励起光源を用いた光ファイバ増幅器を示す
構成図である。図１１において、２２、２２’は光アイ
ソレータ、２３は増幅光ファイバ、２４、２４’は光合
波器、２５は光スイッチである。光スイッチ２５は、一
方が光サーキュレータ３の入力ポート４に接続され、他
方が後段の光合波器２４’に接続されている。また、こ
の光スイッチ２５の共通ポートには第１波長帯の第１の
励起光源１が接続されている。

【００５２】以上のように構成された光ファイバ増幅器
について、その動作を説明する。第１波長帯の第１の励
起光源１より出力された光は、光スイッチ２５に入射す
る。光スイッチ２５の出力端は増幅ファイバ２３の後段
に設けられた光合波器２４’と、前段に設けられた光サ
ーキュレータ３とで切り替え可能な構成になっており、
双方向励起の場合光合波器２４’側に切り替え接続され
る。一方光サーキュレータ３に切り替え接続されると、
光サーキュレータ３を介しファイバグレーティング７で
反射されて前段の光合波器２４に入射する。同時に、第
２波長帯の第２の励起光源２より出力された光はファイ
バグレーティング７を透過し、同様に前段の光合波器２
４に入射する。

【００５３】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、光スイッチ２５を介し後段の光合波器２４’と前段
に設けた光サーキュレータ３の入力ポート４の間で、第
１波長帯の励起光源１を切り替え可能に構成したので、
高出力の前方励起光ファイバ増幅器、あるいは双方向励
起光ファイバ増幅器として使用状況に応じて励起方式を
切り替えることができる。なお、ここでは前方に光サー
キュレータ３を設けているが、後方に入れることによっ
て後方励起、あるいは双方向励起を切り替える構成とす
ることも可能である。また実施の形態２および３の励起
光源を用いても同様の機能を実現できることは言うまで
もない。

【００５４】（実施の形態１０）図１３は、実施の形態
１乃至９のいずれか１の光ファイバ送信装置を用いて光
ファイバ送受信システムを構成したシステム構成図であ
り、送信装置Ａを、光ファイバＣを介して、受信装置Ｂ
に接続して構成しており、実施の形態１乃至９が奏する
作用効果を全て発揮するものである。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明は、ファイバグレー
ティングの急峻な波長分離特性と光サーキュレータの入
出力結合特性を組み合せることにより、複数の波長帯の
励起光を反射、透過により効率よく合波して高出力の励
起光を得ることができるようになる。

【００５６】また、この光ファイバ増幅器用励起光源か
ら出力される励起光を用いることにより高出力の光ファ
イバ送信装置及びこの装置を用いた光送受信システムを
構成することができる効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における光ファイバ送信
装置用励起光源の構成図

【図２】本発明の実施の形態２における光ファイバ送信
装置用励起光源の構成図

【図３】本発明の実施の形態３における光ファイバ送信
装置用励起光源の構成図

【図４】本発明の実施の形態３におけるファイバグレー
ティングの特性を示す図

【図５】本発明の実施の形態４における光ファイバ送信
装置用励起光源の構成図

【図６】本発明の実施の形態５におけるファイバグレー
ティングの構成を示す側面図

【図７】本発明の実施の形態５におけるファイバグレー
ティングの機能を説明する波長特性図

【図８】本発明の実施の形態６における光ファイバ送信
装置用励起光源の構成図

【図９】本発明の実施の形態７における光ファイバ送信
装置の構成を示す図

【図１０】本発明の実施の形態８における光ファイバ送
信装置の構成を示す図

【図１１】本発明の実施の形態９における光ファイバ送
信装置の構成を示す図

【図１２】光合波器の構成及び干渉膜フィルタの特性を
示す図

【図１３】本発明の実施の形態１乃至９のいずれか１の
光ファイバ送信装置を用いた光ファイバ送受信システム
の構成図

【符号の説明】

１、１’ 第１の励起光源 ２、２’ 第２の励起光源 ３、３’ 光サーキュレータ ４，５，６，１０ 光サーキュレータの入出力ポート ７，７′，１６ ファイバグレーティング ８、８’ 偏光合成器 ９ 第３の励起光源 １１，１２，１３ 各波長帯の励起光源のスペクトル １４，１５ ファイバグレーティングの波長特性パター
ン １７ ファイバグレーティング保持具 １８ ペルチェ素子 １９ 光カプラ ２０ 受光回路 ２１ 制御回路 ２２，２２’光アイソレータ ２３ 増幅ファイバ ２４，２４’光合波器 ２５ 光スイッチ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を出力する第１の励起光源と、 前記第１の励起光源とは異なる波長帯の光を出力する第
   ２の励起光源と、 前記第１の励起光源から第１の光を入力し、前記第２の
   励起光源に出力する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータと前記第２の励起光源との間に設
   けられ、前記光サーキュレータから出力された第１の光
   を前記光サーキュレータに反射し、前記第２の励起光源
   から前記光サーキュレータに向けて出力された第２の光
   を透過し、前記第１の光と前記第２の光を合波するファ
   イバグレーティングとを備え、 前記サーキュレータは、前記ファイバグレーティングで
   合波された光を、出力先に出力する光ファイバ送信装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１の励起光源及び前記第２の励起
   光源がそれぞれ同一波長帯の複数組で構成され、 前記同一波長帯の各組の励起光源から出力される光を合
   成して前記光サーキュレータに向けて出力する偏光合成
   器を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ
   送信装置。
3. 【請求項３】 前記光サーキュレータのポート数として
   ４ポートのものを使用し、 前記光サーキュレータが有する４つのポートのうち３ポ
   ートに、第１の励起光源及び第２の励起光源とこれら両
   励起光源とは異なる波長帯の光を出力する第３の励起光
   源とをそれぞれ配設し、 前記光サーキュレータの４つのポートのうち２ポートに
   は、前記第１から第３の励起電源のうち２つの励起電源
   から出力された光を出力のポートから出射させるための
   ファイバグレーティングと、を備えたことを特徴とする
   請求項１記載の光ファイバ送信装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の第１の励起光源及び第２
   の光源の少なくとも一つの出力端に所望の発振波長を選
   択するファイバグレーティングを設けたことを特徴とす
   る光ファイバ送信装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のファイバグレーティング
   の張力を可変する張力可変手段を設けたことを特徴とす
   る光ファイバ送信装置。
6. 【請求項６】 前記光サーキュレータの出力ポートに配
   設され、出力される光の一部をモニターするカプラと、 前記カプラから出力される光を検出する検出回路と、 前記検出回路の検出状態に基づき前記ファイバグレーテ
   ィングの張力を可変する制御回路とを備えたことを特徴
   とする請求項５記載の光ファイバ送信装置。
7. 【請求項７】 それぞれ異なる波長帯の光を出力する同
   一波長帯の複数組で構成された励起光源と、 複数のポートにそれぞれ前記各励起光源が配設され、前
   記各励起光源から入力された光を合波して出力のポート
   へ導出する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータのポートのうち前記各励起光源か
   ら出力された各波長の光を受けるポート部分に配設さ
   れ、各励起光源から出力された光を前記出力のポートか
   ら出射させるためのファイバグレーティングと、 前記同一波長帯の各組の励起光源から出力される光を合
   成して前記ポートに出力する偏光合成器と、 信号光と前記光サーキュレータから出力される励起光と
   を合波する光合波器と、 前記光合波器に接続される増幅光ファイバと、によって
   構成されたことを特徴とする光ファイバ送信装置。
8. 【請求項８】 それぞれ異なる波長帯の光を出力する複
   数の励起光源と、 複数のポートにそれぞれ前記各励起光源が配設され、前
   記各励起光源から入力された光を合波して出力のポート
   へ導出する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータのポートのうち前記各励起光源か
   ら出力された各波長の光を受けるポート部分に配設さ
   れ、各励起光源から出力された光を前記出力のポートか
   ら出射させるためのファイバグレーティングと、 信号光と前記光サーキュレータから出力される励起光と
   を合波する光合波器と、 前記光合波器に接続される増幅光ファイバと、 前記励起光源から出力される光を直接前記増幅光ファイ
   バへ、あるいは前記光サーキュレータを介して前記増幅
   光ファイバの前段あるいは後段に入力させるよう切り替
   える光スイッチと、によって構成されたことを特徴とす
   る光ファイバ送信装置。
9. 【請求項９】 光を出力する第１の励起光源と、 前記第１の励起光源とは異なる波長帯の光を出力する第
   ２の励起光源と、 前記第１の励起光源から第１の光を入力し、前記第２の
   励起光源に出力する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータと前記第２の励起光源との間に設
   けられ、前記光サーキュレータから出力された第１の光
   を前記光サーキュレータに反射し、前記第２の励起光源
   から前記光サーキュレータに向けて出力された第２の光
   を透過し、前記第１の光と前記第２の光を合波するファ
   イバグレーティングとを備え、前記サーキュレータが、
   前記ファイバグレーティングで合波された光を、出力先
   に出力するように構成した光ファイバ送信装置を用いた
   ことを特徴とする光ファイバ送受信システム。
10. 【請求項１０】 前記第１の励起光源及び前記第２の励
    起光源がそれぞれ同一波長帯の複数組で構成され、 前記同一波長帯の各組の励起光源から出力される光を合
    成して前記光サーキュレータに向けて出力する偏光合成
    器を備えた光ファイバ送信装置を用いたことを特徴とす
    る請求項８記載の光ファイバ送受信システム。
11. 【請求項１１】 前記光サーキュレータのポート数とし
    て４ポートのものを使用し、 前記光サーキュレータが有する４つのポートのうち３ポ
    ートに、第１の励起光源及び第２の励起光源とこれら両
    励起光源とは異なる波長帯の光を出力する第３の励起光
    源とをそれぞれ配設し、 前記光サーキュレータの４つのポートのうち２ポートに
    は、前記第１から第３の励起電源のうち２つの励起電源
    から出力された光を出力のポートから出射させるための
    ファイバグレーティングと、を備えた光ファイバ送信装
    置を用いたことを特徴とする請求項８記載の光ファイバ
    送受信システム。
12. 【請求項１２】 請求項８記載の第１の励起光源及び第
    ２の光源の少なくとも一つの出力端に所望の発振波長を
    選択するファイバグレーティングを設けた光ファイバ送
    信装置を用いたことを特徴とする光ファイバ送受信シス
    テム。
13. 【請求項１３】 請求項８記載のファイバグレーティン
    グの張力を可変する張力可変手段を設けた光ファイバ送
    信装置を用いたことを特徴とする光ファイバ送受信シス
    テム。
14. 【請求項１４】 前記光サーキュレータの出力ポートに
    配設され、出力される光の一部をモニターするカプラ
    と、 前記カプラから出力される光を検出する検出回路と、 前記検出回路の検出状態に基づき前記ファイバグレーテ
    ィングの張力を可変する制御回路とを備えた光ファイバ
    送信装置を用いたことを特徴とする請求項１３記載の光
    ファイバ送受信システム。
15. 【請求項１５】 それぞれ異なる波長帯の光を出力する
    同一波長帯の複数組で構成された励起光源と、 複数のポートにそれぞれ前記各励起光源が配設され、前
    記各励起光源から入力された光を合波して出力のポート
    へ導出する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータのポートのうち前記各励起光源か
    ら出力された各波長の光を受けるポート部分に配設さ
    れ、各励起光源から出力された光を前記出力のポートか
    ら出射させるためのファイバグレーティングと、 前記同一波長帯の各組の励起光源から出力される光を合
    成して前記ポートに出力する偏光合成器と、 信号光と前記光サーキュレータから出力される励起光と
    を合波する光合波器と、 前記光合波器に接続される増幅光ファイバと、によって
    構成された光ファイバ送信装置を用いたことを特徴とす
    る光ファイバ送受信システム。
16. 【請求項１６】 それぞれ異なる波長帯の光を出力する
    複数の励起光源と、 複数のポートにそれぞれ前記各励起光源が配設され、前
    記各励起光源から入力された光を合波して出力のポート
    へ導出する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータのポートのうち前記各励起光源か
    ら出力された各波長の光を受けるポート部分に配設さ
    れ、各励起光源から出力された光を前記出力のポートか
    ら出射させるためのファイバグレーティングと、 信号光と前記光サーキュレータから出力される励起光と
    を合波する光合波器と、 前記光合波器に接続される増幅光ファイバと、 前記励起光源から出力される光を直接前記増幅光ファイ
    バへ、あるいは前記光サーキュレータを介して前記増幅
    光ファイバの前段あるいは後段に入力させるよう切り替
    える光スイッチと、によって構成された光ファイバ送信
    装置を用いたことを特徴とする光ファイバ送受信システ
    ム。