JP2001291917A - マルチモードクラッドを備えたファイバのｃバンド光増幅器 - Google Patents
マルチモードクラッドを備えたファイバのｃバンド光増幅器Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｃバンドでの信号増幅に用いられる光増幅器
を提供する。 【解決手段】 単一モードのコア、マルチモードの内部
クラッド、および外部クラッドを備えたファイバと、こ
のファイバのポンピング手段とを含む。ファイバは、イ
ッテルビウムをドーピングされておらず、マルチモード
クラッドの直径は５５μｍ未満である。
を提供する。 【解決手段】 単一モードのコア、マルチモードの内部
クラッド、および外部クラッドを備えたファイバと、こ
のファイバのポンピング手段とを含む。ファイバは、イ
ッテルビウムをドーピングされておらず、マルチモード
クラッドの直径は５５μｍ未満である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器に関し、
特に、ドーピングファイバのポンピングによる増幅に関
する。
特に、ドーピングファイバのポンピングによる増幅に関
する。
【０００２】
【従来の技術】伝送システム用の多数の増幅器および中
継器は、伝送信号の増幅のために、エルビウムをドーピ
ングした光ファイバでポンピングを使用する。増幅は、
ファイバのドーパントイオンのポンプによる吸収と、ド
ーパントイオンからファイバを通る信号へのエネルギー
伝達とに基づいている。このような状況において、励起
状態のドーパントイオンの割合を反転分布係数と呼ぶ。
エルビウムは、約１５３０〜１５６０ｎｍに、高い反転
係数の自然利得帯域を有する。エルビウムはまた、約１
５７０〜１６００ｎｍに、より低い反転係数の利得帯域
を有する。
継器は、伝送信号の増幅のために、エルビウムをドーピ
ングした光ファイバでポンピングを使用する。増幅は、
ファイバのドーパントイオンのポンプによる吸収と、ド
ーパントイオンからファイバを通る信号へのエネルギー
伝達とに基づいている。このような状況において、励起
状態のドーパントイオンの割合を反転分布係数と呼ぶ。
エルビウムは、約１５３０〜１５６０ｎｍに、高い反転
係数の自然利得帯域を有する。エルビウムはまた、約１
５７０〜１６００ｎｍに、より低い反転係数の利得帯域
を有する。
【０００３】波長分割多重伝送システムの出現により、
通過帯域を広げてチャンネル数を増やし、使用可能な帯
域幅全体における利得を増加することが必要になってい
る。帯域に関しては、光ファイバー伝送システムでは様
々な帯域が区別される。１５２９〜１５６５ｎｍの波長
範囲を「Ｃバンド」と呼び、１５６９〜１６０３ｎｍの
波長範囲を「Ｌバンド」と呼ぶ。一般には、Ｌバンドに
対して、約３０または３５ｎｍの帯域幅で１５６５ｎｍ
を越える様々な値を考慮することができる。
通過帯域を広げてチャンネル数を増やし、使用可能な帯
域幅全体における利得を増加することが必要になってい
る。帯域に関しては、光ファイバー伝送システムでは様
々な帯域が区別される。１５２９〜１５６５ｎｍの波長
範囲を「Ｃバンド」と呼び、１５６９〜１６０３ｎｍの
波長範囲を「Ｌバンド」と呼ぶ。一般には、Ｌバンドに
対して、約３０または３５ｎｍの帯域幅で１５６５ｎｍ
を越える様々な値を考慮することができる。
【０００４】利得を増加するには、ドープファイバに投
入されるポンプのパワーを増加することができる。こう
したアプローチは、使用されるポンプのパワーと、ドー
プファイバへのパワー伝達の効率とによって制限され
る。ポンプの数を増やすことは別の解決方法であるが、
コストおよび全体的なサイズの面で幾つかの欠点を有す
る。
入されるポンプのパワーを増加することができる。こう
したアプローチは、使用されるポンプのパワーと、ドー
プファイバへのパワー伝達の効率とによって制限され
る。ポンプの数を増やすことは別の解決方法であるが、
コストおよび全体的なサイズの面で幾つかの欠点を有す
る。
【０００５】ポンピングのために、コアと、マルチモー
ド内部クラッドとを備えた光ファイバを使用することが
提案された。ダブルコアを備えたファイバや、マルチモ
ードコアファイバといった用語も同じく区別なく用いら
れている。この技術によって、大パワーをもつ広ストラ
イプポンプが使用可能になる。上記で提案された従来の
増幅器のポンプでパワーが数百ミリワットであったこと
と比較すると、数ワットのパワーが可能である。
ド内部クラッドとを備えた光ファイバを使用することが
提案された。ダブルコアを備えたファイバや、マルチモ
ードコアファイバといった用語も同じく区別なく用いら
れている。この技術によって、大パワーをもつ広ストラ
イプポンプが使用可能になる。上記で提案された従来の
増幅器のポンプでパワーが数百ミリワットであったこと
と比較すると、数ワットのパワーが可能である。
【０００６】欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０７２３７１４号
は、共ドープした単一モードコア、マルチモード内部ク
ラッドおよび外部クラッドを備えた、マルチモード光フ
ァイバをポンピングに使用することを提案している。マ
ルチモードポンピング手段ｎｍは、内部クラッドに光学
的に結合される。イッテルビウムおよびエルビウムを共
ドープした単一モードコアは、イッテルビウムからエル
ビウムへのポンプエネルギーの伝達を促すためのもので
ある。実際、イッテルビウムは、約９７５ｎｍというき
わめて高い吸収ピークを有する。
は、共ドープした単一モードコア、マルチモード内部ク
ラッドおよび外部クラッドを備えた、マルチモード光フ
ァイバをポンピングに使用することを提案している。マ
ルチモードポンピング手段ｎｍは、内部クラッドに光学
的に結合される。イッテルビウムおよびエルビウムを共
ドープした単一モードコアは、イッテルビウムからエル
ビウムへのポンプエネルギーの伝達を促すためのもので
ある。実際、イッテルビウムは、約９７５ｎｍというき
わめて高い吸収ピークを有する。
【０００７】フランス特許出願ＦＲ−Ａ２７９０１０９
号は、Ｌバンド用の光増幅器を提案しており、マルチモ
ード内部クラッドを備え、コアにおける反転分布が低い
光ファイバを使用している。この特許は、反転分布が低
いままならば、ファイバは、イッテルビウムおよびエル
ビウムを共ドープしたファイバであってもよいことを記
載している。
号は、Ｌバンド用の光増幅器を提案しており、マルチモ
ード内部クラッドを備え、コアにおける反転分布が低い
光ファイバを使用している。この特許は、反転分布が低
いままならば、ファイバは、イッテルビウムおよびエル
ビウムを共ドープしたファイバであってもよいことを記
載している。
【０００８】Ｒ．スギモト他による「Ｈｉｇｈ ｐｏｗ
ｅｒ ｄｏｕｂｌｅ ｂａｎｄ ＥＤＦＡ ｗｉｔｈ
ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」ＥＣＯ
Ｃ’９９、Ｉ−２７６〜Ｉ−２７７は、Ｃバンドおよび
Ｌバンド用の増幅器を提案している。第一の増幅段は、
２つの単一クラッド増幅ファイバを含み、ファイバは、
９８０ｎｍおよび１４８０ｎｍのポンプによりそれぞれ
ポンピングされる。ＣバンドおよびＬバンドは、この第
一の増幅段で増幅される。第二の増幅段は、Ｌバンドの
増幅に割り当てられ、ダブルクラッドファイバを含む。
このファイバは、ファイバコアにのみエルビウムをドー
プしたものである。ファイバコアの直径は５μｍであ
り、マルチモードクラッドの外径は５０μｍである。
ｅｒ ｄｏｕｂｌｅ ｂａｎｄ ＥＤＦＡ ｗｉｔｈ
ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」ＥＣＯ
Ｃ’９９、Ｉ−２７６〜Ｉ−２７７は、Ｃバンドおよび
Ｌバンド用の増幅器を提案している。第一の増幅段は、
２つの単一クラッド増幅ファイバを含み、ファイバは、
９８０ｎｍおよび１４８０ｎｍのポンプによりそれぞれ
ポンピングされる。ＣバンドおよびＬバンドは、この第
一の増幅段で増幅される。第二の増幅段は、Ｌバンドの
増幅に割り当てられ、ダブルクラッドファイバを含む。
このファイバは、ファイバコアにのみエルビウムをドー
プしたものである。ファイバコアの直径は５μｍであ
り、マルチモードクラッドの外径は５０μｍである。
【０００９】上記の二つの文献は、Ｌバンドの増幅のた
めに１５７０〜１６００ｎｍのエルビウムの利得帯域を
使用しており、この利得帯域は１５３０〜１５６０ｎｍ
の吸収バンドより低い反転係数を示す。従って、長いフ
ァイバを備えた増幅器が使用される。
めに１５７０〜１６００ｎｍのエルビウムの利得帯域を
使用しており、この利得帯域は１５３０〜１５６０ｎｍ
の吸収バンドより低い反転係数を示す。従って、長いフ
ァイバを備えた増幅器が使用される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｃバンドの
光増幅という問題に関する。本発明は、マルチモードコ
アファイバと、広ストライプポンプとを使用可能な解決
方法を提案する。この発明は、ポンプからエルビウムイ
オンへのパワー伝達のためにイッテルビウムによる共ド
ーピングが必要であるという先入観に対抗するものであ
るる。こうした共ドーピング技術が提起する問題の一つ
は、イッテルビウムからエルビウムへのエネルギー伝達
を容易にするために、イッテルビウムのドーピングが一
般に燐のドーピングを伴うことにある。しかしながら、
燐のドーピングにより、増幅のためにエルビウムを使用
可能な帯幅が約１０ｎｍ減少し、その場合、利得が約１
５３５ｎｍ以下に落ちる。これはＣバンドの障害とな
り、エルビウムと共に利用できる増幅範囲の使用を制限
する。
光増幅という問題に関する。本発明は、マルチモードコ
アファイバと、広ストライプポンプとを使用可能な解決
方法を提案する。この発明は、ポンプからエルビウムイ
オンへのパワー伝達のためにイッテルビウムによる共ド
ーピングが必要であるという先入観に対抗するものであ
るる。こうした共ドーピング技術が提起する問題の一つ
は、イッテルビウムからエルビウムへのエネルギー伝達
を容易にするために、イッテルビウムのドーピングが一
般に燐のドーピングを伴うことにある。しかしながら、
燐のドーピングにより、増幅のためにエルビウムを使用
可能な帯幅が約１０ｎｍ減少し、その場合、利得が約１
５３５ｎｍ以下に落ちる。これはＣバンドの障害とな
り、エルビウムと共に利用できる増幅範囲の使用を制限
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】より詳しくは、本発明
は、単一モードのコア、マルチモードの内部クラッド、
および外部クラッドを備えたファイバと、このファイバ
のポンピング手段とを含み、ファイバが、イッテルビウ
ムをドーピングされておらず、マルチモードクラッドの
直径が５５μｍ未満である、Ｃバンドの光増幅器を提案
する。
は、単一モードのコア、マルチモードの内部クラッド、
および外部クラッドを備えたファイバと、このファイバ
のポンピング手段とを含み、ファイバが、イッテルビウ
ムをドーピングされておらず、マルチモードクラッドの
直径が５５μｍ未満である、Ｃバンドの光増幅器を提案
する。
【００１２】一つの実施形態にあっては、マルチモード
クラッドの直径は３５μｍ未満である。
クラッドの直径は３５μｍ未満である。
【００１３】有利には、ポンピング手段は、エネルギー
の９５％が９７８±１０ｎｍのバンド内にあって、好適
には９７８±３ｎｍのバンド内にある光をファイバ内に
結合する。また、ポンピングのために、エネルギーの９
５％が１４７０±１５ｎｍのバンド内にあって、好適に
は１４７０±１０ｎｍのバンド内にある光を使用するこ
とができる。
の９５％が９７８±１０ｎｍのバンド内にあって、好適
には９７８±３ｎｍのバンド内にある光をファイバ内に
結合する。また、ポンピングのために、エネルギーの９
５％が１４７０±１５ｎｍのバンド内にあって、好適に
は１４７０±１０ｎｍのバンド内にある光を使用するこ
とができる。
【００１４】マルチモードクラッドは、円形にすること
が可能であり、この場合、単一モードコアの直径は、有
利には５〜１０μｍである。同じく円形のクラッドの場
合、単一モードコアとマルチモードクラッドとの屈折率
の差が、５×１０−３〜１５×１０−３であることが好
ましい。
が可能であり、この場合、単一モードコアの直径は、有
利には５〜１０μｍである。同じく円形のクラッドの場
合、単一モードコアとマルチモードクラッドとの屈折率
の差が、５×１０−３〜１５×１０−３であることが好
ましい。
【００１５】別の実施形態では、マルチモードクラッド
が円形ではない。この場合、単一モードコアの直径が３
〜１０μｍであることが有利である。単一モードコアと
マルチモードクラッドとの屈折率の差は、好適には１０
×１０−３〜４０×１０−３である。
が円形ではない。この場合、単一モードコアの直径が３
〜１０μｍであることが有利である。単一モードコアと
マルチモードクラッドとの屈折率の差は、好適には１０
×１０−３〜４０×１０−３である。
【００１６】いずれの場合にも、マルチモードクラッド
と外部クラッドとの屈折率の差が、有利には、１０×１
０−３〜１５０×１０−３である。
と外部クラッドとの屈折率の差が、有利には、１０×１
０−３〜１５０×１０−３である。
【００１７】単一モードコアは、エルビウムのような希
土類でドーピング可能である。コアにおける濃度は、単
位質量当たり１００〜２０００ｐｐｍとすることができ
る。
土類でドーピング可能である。コアにおける濃度は、単
位質量当たり１００〜２０００ｐｐｍとすることができ
る。
【００１８】本発明はまた、少なくとも一つのこのよう
な光増幅器を含む、Ｃバンドの波長分割多重伝送システ
ムを提案する。
な光増幅器を含む、Ｃバンドの波長分割多重伝送システ
ムを提案する。
【００１９】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
に関して例として挙げられた本発明の実施形態の以下の
説明を読めば、明らかになるであろう。
に関して例として挙げられた本発明の実施形態の以下の
説明を読めば、明らかになるであろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｃバンドでの信号増幅
のために、コア、マルチモードの内部クラッド、および
外部クラッドを備えた光ファイバを使用することを提案
する。イッテルビウムによる共ドーピングを考慮に入れ
る従来技術の考え方とは逆に、本発明は、イッテルビウ
ムを共ドーピングしない光ファイバの使用を提案する。
本発明はまた、ファイバの内部クラッドの直径を小さく
し、正確には５５μｍ未満、さらには３５μｍ未満の直
径を有することを提案する。マルチモードコアの直径を
小さい寸法にすることにより、ポンプモードとファイバ
コアに伝送される信号との間の重なりが改善され、ポン
プからエルビウムイオンにエネルギーを伝達するための
共ドーピング剤の使用を回避することができる。
のために、コア、マルチモードの内部クラッド、および
外部クラッドを備えた光ファイバを使用することを提案
する。イッテルビウムによる共ドーピングを考慮に入れ
る従来技術の考え方とは逆に、本発明は、イッテルビウ
ムを共ドーピングしない光ファイバの使用を提案する。
本発明はまた、ファイバの内部クラッドの直径を小さく
し、正確には５５μｍ未満、さらには３５μｍ未満の直
径を有することを提案する。マルチモードコアの直径を
小さい寸法にすることにより、ポンプモードとファイバ
コアに伝送される信号との間の重なりが改善され、ポン
プからエルビウムイオンにエネルギーを伝達するための
共ドーピング剤の使用を回避することができる。
【００２１】本発明は、Ｃバンドにおける増幅を可能に
するものである。また、イッテルビウムおよび結合され
る燐がないので、エルビウムの増幅帯域の帯域幅全体
で、しかも１５３５ｎｍ未満でも、増幅が可能になる。
するものである。また、イッテルビウムおよび結合され
る燐がないので、エルビウムの増幅帯域の帯域幅全体
で、しかも１５３５ｎｍ未満でも、増幅が可能になる。
【００２２】ファイバにイッテルビウムがないことは、
イッテルビウムを意図的にドーピングしないことを意味
する。イッテルビウムは、ファイバ内に微量な状態で存
在し、すなわち低い割合で存在することができる。従っ
て、「イッテルビウムがない」ことは、ファイバにおけ
るイッテルビウムの濃度が単位質量当たり１０ｐｐｍ未
満であるものと理解しなければならない。この濃度は、
イッテルビウムのドーピングに対して一般に提案されて
いる、エルビウムの濃度の約２０倍である濃度と比較し
なければならない。
イッテルビウムを意図的にドーピングしないことを意味
する。イッテルビウムは、ファイバ内に微量な状態で存
在し、すなわち低い割合で存在することができる。従っ
て、「イッテルビウムがない」ことは、ファイバにおけ
るイッテルビウムの濃度が単位質量当たり１０ｐｐｍ未
満であるものと理解しなければならない。この濃度は、
イッテルビウムのドーピングに対して一般に提案されて
いる、エルビウムの濃度の約２０倍である濃度と比較し
なければならない。
【００２３】マルチモードクラッドは、従来の円形のセ
クションを有することができる。また、このクラッドの
セクションは回転対称ではなく、所定の角度の回転によ
り不変であってもよい。たとえば６角形のセクション、
あるいは、いわゆる「バラの花弁形」セクション、すな
わちマルチモードクラッドの周辺にリセスを配置したセ
クションにしてもよい。ファイバは長手方向の溝を有す
る。このような場合、外部クラッドはシリカではなく、
シリコーンまたはフッ素を含むポリマー等の材料から構
成され、光ファイバの線引き後に付加される。この第二
の解決方法は、マルチモードクラッド内で結合されるモ
ードと、ファイバコアに伝送される信号との間の重なり
をいっそう改善するという長所を有する。この解決方法
はさらに、コア、マルチモードクラッドおよび外部クラ
ッドの屈折率の選択に際して非常に柔軟性をもってい
る。
クションを有することができる。また、このクラッドの
セクションは回転対称ではなく、所定の角度の回転によ
り不変であってもよい。たとえば６角形のセクション、
あるいは、いわゆる「バラの花弁形」セクション、すな
わちマルチモードクラッドの周辺にリセスを配置したセ
クションにしてもよい。ファイバは長手方向の溝を有す
る。このような場合、外部クラッドはシリカではなく、
シリコーンまたはフッ素を含むポリマー等の材料から構
成され、光ファイバの線引き後に付加される。この第二
の解決方法は、マルチモードクラッド内で結合されるモ
ードと、ファイバコアに伝送される信号との間の重なり
をいっそう改善するという長所を有する。この解決方法
はさらに、コア、マルチモードクラッドおよび外部クラ
ッドの屈折率の選択に際して非常に柔軟性をもってい
る。
【００２４】次に、外部クラッドおよびマルチモードク
ラッド間のステップインデックス（屈折率）変化と、マ
ルチモードクラッドおよび単一モードコア間のステップ
インデックス変化とを備えたファイバに対し、ファイバ
の考えられる特性を例として挙げる。マルチモードクラ
ッドが円形である場合、単一モードコアの直径は５〜１
０μｍにすることができる。マルチモードクラッドの直
径は、前述のように５５μｍにまで及んでもよい。単一
モードコアとマルチモードクラッドとの屈折率の差は、
有利には５×１０−３〜１５×１０−３である。マルチ
モードクラッドと外部クラッドとの屈折率の差は、有利
には、１０×１０−３〜１５０×１０− ３である。
ラッド間のステップインデックス（屈折率）変化と、マ
ルチモードクラッドおよび単一モードコア間のステップ
インデックス変化とを備えたファイバに対し、ファイバ
の考えられる特性を例として挙げる。マルチモードクラ
ッドが円形である場合、単一モードコアの直径は５〜１
０μｍにすることができる。マルチモードクラッドの直
径は、前述のように５５μｍにまで及んでもよい。単一
モードコアとマルチモードクラッドとの屈折率の差は、
有利には５×１０−３〜１５×１０−３である。マルチ
モードクラッドと外部クラッドとの屈折率の差は、有利
には、１０×１０−３〜１５０×１０− ３である。
【００２５】マルチモードクラッドが円形でない場合、
使用する外部クラッドはシリカから構成されておらず、
シリカの屈折率よりも小さい屈折率を容易にもつことが
できる。この場合、単一モードコアの直径が、好適には
３〜１０μｍであるのに対し、単一モードコアとマルチ
モードクラッドとの屈折率の差は、有利には、１０×１
０−３〜４０×１０−３である。マルチモードクラッド
と外部クラッドとの屈折率の差は、有利には、１０×１
０−３〜１５０×１０−３である。
使用する外部クラッドはシリカから構成されておらず、
シリカの屈折率よりも小さい屈折率を容易にもつことが
できる。この場合、単一モードコアの直径が、好適には
３〜１０μｍであるのに対し、単一モードコアとマルチ
モードクラッドとの屈折率の差は、有利には、１０×１
０−３〜４０×１０−３である。マルチモードクラッド
と外部クラッドとの屈折率の差は、有利には、１０×１
０−３〜１５０×１０−３である。
【００２６】本発明による増幅器のポンピングに対し、
エルビウム吸収ピークに中心を置いたポンプを使用可能
である。ファイバコアは、単位質量当たり１００〜２０
００ｐｐｍの割合でエルビウムをドープできる。マルチ
モードクラッドは、エルビウムをドープされない。ポン
プからイオンへのエネルギーを伝達可能な共ドーピング
剤がない場合、有利には、エネルギーの９５％が９７８
±１０ｎｍのバンド内にあるポンプを、９８０ｎｍの吸
収ピークの周囲で使用する。９７８±３ｎｍのバンドで
は、さらに申し分のない結果が得られる。１４７０ｎｍ
の吸収ピークの周囲では、好適には、エネルギーの９５
％が１４７０±１５ｎｍのバンド内にあるポンプを使用
する。エネルギーの９５％が１４７０±１０ｎｍのバン
ド内にあれば尚のこと有利である。もちろん、本発明の
ポンピングのために、一つの帯域または二つの帯域で、
一つまたは複数のポンプを使用可能である。
エルビウム吸収ピークに中心を置いたポンプを使用可能
である。ファイバコアは、単位質量当たり１００〜２０
００ｐｐｍの割合でエルビウムをドープできる。マルチ
モードクラッドは、エルビウムをドープされない。ポン
プからイオンへのエネルギーを伝達可能な共ドーピング
剤がない場合、有利には、エネルギーの９５％が９７８
±１０ｎｍのバンド内にあるポンプを、９８０ｎｍの吸
収ピークの周囲で使用する。９７８±３ｎｍのバンドで
は、さらに申し分のない結果が得られる。１４７０ｎｍ
の吸収ピークの周囲では、好適には、エネルギーの９５
％が１４７０±１５ｎｍのバンド内にあるポンプを使用
する。エネルギーの９５％が１４７０±１０ｎｍのバン
ド内にあれば尚のこと有利である。もちろん、本発明の
ポンピングのために、一つの帯域または二つの帯域で、
一つまたは複数のポンプを使用可能である。
【００２７】次に、直径８．６μｍの単一モードコアを
有し、単一モードコアおよびマルチモードクラッド間の
ステップインデックス変化が６．５×１０−３であるフ
ァイバに対して、本発明の実施例を挙げる。マルチモー
ドクラッドの直径は５０μｍであり、シリカ製の外部ク
ラッドとのステップインデックス変化は１１×１０− ３
である。この場合、単一モードコアは、濃度１０００ｐ
ｐｍでエルビウムをドープされ、一方でマルチモードク
ラッドはエルビウムをドープされない。例として考慮さ
れた増幅器に使用されるファイバは、長さ８ｍである。
こうしたファイバに波長多重信号を投入する。この信号
は、１５２９〜１５６４ｎｍの間で規則正しく間隔を置
かれた７個のチャンネルを備えており、入力パワーは−
５．２ｄＢｍである。信号は、波長９８０ｎｍの周囲に
中心を置いたポンプによりポンピングされ、ポンプのエ
ネルギーの９５％が、この中心波長の周囲±４ｎｍのバ
ンド内にある。ポンプは、ＳＤＬ社（米国）が製品番号
ＳＤＬＯ−４２００で販売しているダイオード技術と同
様の技術を用いた、ポンピング半導体ダイオードであ
る。ポンプのストライプ幅は５０μｍである。ポンプ
は、直径５０μｍのマルチモードファイバと、マルチプ
レクサとによって増幅ファイバ内に結合される。ポンプ
の送信パワーは５Ｗである。
有し、単一モードコアおよびマルチモードクラッド間の
ステップインデックス変化が６．５×１０−３であるフ
ァイバに対して、本発明の実施例を挙げる。マルチモー
ドクラッドの直径は５０μｍであり、シリカ製の外部ク
ラッドとのステップインデックス変化は１１×１０− ３
である。この場合、単一モードコアは、濃度１０００ｐ
ｐｍでエルビウムをドープされ、一方でマルチモードク
ラッドはエルビウムをドープされない。例として考慮さ
れた増幅器に使用されるファイバは、長さ８ｍである。
こうしたファイバに波長多重信号を投入する。この信号
は、１５２９〜１５６４ｎｍの間で規則正しく間隔を置
かれた７個のチャンネルを備えており、入力パワーは−
５．２ｄＢｍである。信号は、波長９８０ｎｍの周囲に
中心を置いたポンプによりポンピングされ、ポンプのエ
ネルギーの９５％が、この中心波長の周囲±４ｎｍのバ
ンド内にある。ポンプは、ＳＤＬ社（米国）が製品番号
ＳＤＬＯ−４２００で販売しているダイオード技術と同
様の技術を用いた、ポンピング半導体ダイオードであ
る。ポンプのストライプ幅は５０μｍである。ポンプ
は、直径５０μｍのマルチモードファイバと、マルチプ
レクサとによって増幅ファイバ内に結合される。ポンプ
の送信パワーは５Ｗである。
【００２８】図１は、増幅器の出力における信号のスペ
クトルを示す図である。横座標には波長をｎｍで、縦座
標には出力パワーをｄＢｍで示した。様々なチャンネル
の７個のピークが明らかに認められ、これらのピークは
ほぼ同じパワーを有する。平均出力パワーは、Ｃバンド
の全幅で＋２２ｄＢｍである。図２は、この増幅器に対
して、Ｃバンドにおける利得のグラフを示している。横
座標には波長をｎｍで、縦座標には利得をｄＢで示し
た。この図は、Ｃバンドの幅全体で利得がほぼ一定に留
まり、また特に、１５３６ｎｍ以下では増幅器の利得の
減少がないことを示している。
クトルを示す図である。横座標には波長をｎｍで、縦座
標には出力パワーをｄＢｍで示した。様々なチャンネル
の７個のピークが明らかに認められ、これらのピークは
ほぼ同じパワーを有する。平均出力パワーは、Ｃバンド
の全幅で＋２２ｄＢｍである。図２は、この増幅器に対
して、Ｃバンドにおける利得のグラフを示している。横
座標には波長をｎｍで、縦座標には利得をｄＢで示し
た。この図は、Ｃバンドの幅全体で利得がほぼ一定に留
まり、また特に、１５３６ｎｍ以下では増幅器の利得の
減少がないことを示している。
【００２９】比較として、図３は、イッテルビウムおよ
びまたは燐を共ドープした従来技術のマルチモードファ
イバを備える増幅器の利得グラフを示している。増幅器
は、ＩＲＥ−ＰＯＬＵＳ社が製品番号ＥＡＤ−Ｘ−Ｃで
市販しているタイプのものであり、増幅器の出力Ｘ（ワ
ット）は、１〜５ワットである。図３が示すように、イ
ッテルビウムに結合される燐が存在するために、１５３
６ｎｍ未満で利得が減少する。かくして、図２と図３の
比較が示すように、本発明による増幅器の有効帯域は、
従来技術においてＣバンドに使用される増幅器の有効帯
域よりも約１０ｎｍ低いところに延びている。
びまたは燐を共ドープした従来技術のマルチモードファ
イバを備える増幅器の利得グラフを示している。増幅器
は、ＩＲＥ−ＰＯＬＵＳ社が製品番号ＥＡＤ−Ｘ−Ｃで
市販しているタイプのものであり、増幅器の出力Ｘ（ワ
ット）は、１〜５ワットである。図３が示すように、イ
ッテルビウムに結合される燐が存在するために、１５３
６ｎｍ未満で利得が減少する。かくして、図２と図３の
比較が示すように、本発明による増幅器の有効帯域は、
従来技術においてＣバンドに使用される増幅器の有効帯
域よりも約１０ｎｍ低いところに延びている。
【００３０】図１、２の例では、平均出力パワーは、入
力パワーが０ｄＢｍのとき、Ｃバンドの幅全体で＋２２
ｄＢｍである。マルチモードクラッドの直径が３０μｍ
であるファイバの場合はさらに、増幅器の出力で＋２４
ｄＢｍの出力パワーが同様に得られる。
力パワーが０ｄＢｍのとき、Ｃバンドの幅全体で＋２２
ｄＢｍである。マルチモードクラッドの直径が３０μｍ
であるファイバの場合はさらに、増幅器の出力で＋２４
ｄＢｍの出力パワーが同様に得られる。
【００３１】もちろん、本発明は上記の好適な実施形態
に制限されるものではない。本発明は、例で挙げたポン
プとは別のポンプに適用される。また、増幅を行うため
にエルビウム以外の希土類を使用してもよい。さらに、
光のガイドを行うために屈折率を変化させることができ
るドーピング、一般には、ゲルマニウムによるドーピン
グをファイバが有することは、当業者にとって自明であ
る。
に制限されるものではない。本発明は、例で挙げたポン
プとは別のポンプに適用される。また、増幅を行うため
にエルビウム以外の希土類を使用してもよい。さらに、
光のガイドを行うために屈折率を変化させることができ
るドーピング、一般には、ゲルマニウムによるドーピン
グをファイバが有することは、当業者にとって自明であ
る。
【図１】本発明による増幅器の出力における波長分割多
重信号のスペクトルを示す図である。
重信号のスペクトルを示す図である。
【図２】本発明による増幅器の利得のグラフである。
【図３】従来技術の増幅器の利得のグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フロランス・レプランガール フランス国、78000・ベルサイユ、リユ・ ボルニ・デスボルド、15・テール (72)発明者 ロランス・ロルシー フランス国、77310・サン・フアルゴー・ ポンテイエリー、シユマン・ドウ・ビリエ ル、41 (72)発明者 ロラン・ガスカ フランス国、91140・ビルボン・シユー ル・イベツト、アブニユ・ジヨルジユ・ポ ンピドウー、９
Claims (14)
- 【請求項１】 単一モードのコア、マルチモードの内部
クラッド、および外部クラッドを備えたファイバと、こ
のファイバのポンピング手段とを含み、ファイバが、イ
ッテルビウムをドーピングされておらず、マルチモード
クラッドの直径が５５μｍ未満である、Ｃバンド光増幅
器。 - 【請求項２】 マルチモードクラッドの直径が３５μｍ
未満であることを特徴とする請求項１に記載の光増幅
器。 - 【請求項３】 ポンピング手段は、エネルギーの９５％
が９７８±１０ｎｍのバンド内にあって好適には９７８
±３ｎｍのバンド内にある光を、ファイバ内に結合する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光増幅器。 - 【請求項４】 ポンピング手段は、エネルギーの９５％
が１４７０±１５ｎｍのバンド内にあって好適には１４
７０±１０ｎｍのバンド内にある光を、ファイバ内で結
合することを特徴とする請求項１、２または３に記載の
光増幅器。 - 【請求項５】 マルチモードクラッドが円形であること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光
増幅器。 - 【請求項６】 単一モードコアの直径が５〜１０μｍで
あることを特徴とする請求項５に記載の光増幅器。 - 【請求項７】 単一モードコアとマルチモードクラッド
との屈折率の差が、５×１０−３〜１５×１０−３であ
ることを特徴とする請求項５または６に記載の光増幅
器。 - 【請求項８】 マルチモードクラッドが円形でないこと
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光
増幅器。 - 【請求項９】 単一モードコアの直径が３〜１０μｍで
あることを特徴とする請求項８に記載の光増幅器。 - 【請求項１０】 単一モードコアとマルチモードクラッ
ドとの屈折率の差が、１０×１０−３〜４０×１０−３
であることを特徴とする請求項８または９に記載の光増
幅器。 - 【請求項１１】 マルチモードクラッドと外部クラッド
との屈折率の差が、１０×１０−３〜１５０×１０−３
であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一
項に記載の光増幅器。 - 【請求項１２】 単一モードコアが、希土類でドーピン
グされることを特徴とする請求項１から１１のいずれか
一項に記載の光増幅器。 - 【請求項１３】 希土類がエルビウムであり、好適には
単位質量当たり１００〜２０００ｐｐｍの割合でコアに
存在することを特徴とする請求項１２に記載の光増幅
器。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか一項に記
載の少なくとも一つの光増幅器を含む、Ｃバンドにおけ
る波長分割多重伝送システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0002752A FR2805899B1 (fr) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Amplification optique a fibre a gaine multimode en bande c |
| FR0002752 | 2000-03-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291917A true JP2001291917A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=8847691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001058809A Withdrawn JP2001291917A (ja) | 2000-03-03 | 2001-03-02 | マルチモードクラッドを備えたファイバのｃバンド光増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010022884A1 (ja) |
| EP (1) | EP1130701A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001291917A (ja) |
| CN (1) | CN1311456A (ja) |
| FR (1) | FR2805899B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006109730A1 (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | レーザ光源及び光学装置 |
| JP2010262988A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光増幅装置および光伝送システム |
| US9160135B2 (en) | 2010-10-29 | 2015-10-13 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical amplifying apparatus and optical transmission system |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2852154B1 (fr) * | 2003-03-04 | 2005-05-20 | Cit Alcatel | Fibre optique amplificatrice a anneau dope et amplificateur contenant une telle fibre |
| CN100474010C (zh) | 2003-07-18 | 2009-04-01 | 株式会社藤仓 | 渐变折射率多模光纤及其制造方法 |
| US7848014B2 (en) * | 2008-04-09 | 2010-12-07 | Cisco Technology, Inc. | Erbium and Erbium/Ytterbium cladding pumped hybrid optical amplifier |
| CN103155309B (zh) * | 2010-10-29 | 2016-06-01 | 古河电气工业株式会社 | 光放大装置以及光传送系统 |
| CN103649797A (zh) * | 2011-02-24 | 2014-03-19 | Ofs飞泰尔公司 | 用于空间多路复用的阶跃折射率少模光纤设计 |
| CN110658662B (zh) * | 2019-08-27 | 2020-11-27 | 同济大学 | 一种基于mm-edfa混合多模放大器及实现方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8724736D0 (en) * | 1987-10-22 | 1987-11-25 | British Telecomm | Optical fibre |
| US4815079A (en) * | 1987-12-17 | 1989-03-21 | Polaroid Corporation | Optical fiber lasers and amplifiers |
| FR2659755B1 (fr) * | 1990-03-16 | 1992-05-29 | Alcatel Nv | Amplificateur optique a fibre dopee a l'erbium. |
-
2000
- 2000-03-03 FR FR0002752A patent/FR2805899B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-01 EP EP01400252A patent/EP1130701A1/fr not_active Withdrawn
- 2001-02-26 CN CN01104986.3A patent/CN1311456A/zh active Pending
- 2001-03-02 JP JP2001058809A patent/JP2001291917A/ja not_active Withdrawn
- 2001-03-02 US US09/796,653 patent/US20010022884A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006109730A1 (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | レーザ光源及び光学装置 |
| JP2010262988A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光増幅装置および光伝送システム |
| US9160135B2 (en) | 2010-10-29 | 2015-10-13 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical amplifying apparatus and optical transmission system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010022884A1 (en) | 2001-09-20 |
| CN1311456A (zh) | 2001-09-05 |
| EP1130701A1 (fr) | 2001-09-05 |
| FR2805899A1 (fr) | 2001-09-07 |
| FR2805899B1 (fr) | 2003-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |