JP2002270927A - Ase光源 - Google Patents

Ase光源

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JP2002270927A
JP2002270927A JP2001064046A JP2001064046A JP2002270927A JP 2002270927 A JP2002270927 A JP 2002270927A JP 2001064046 A JP2001064046 A JP 2001064046A JP 2001064046 A JP2001064046 A JP 2001064046A JP 2002270927 A JP2002270927 A JP 2002270927A
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JP
Japan
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light source
excitation light
ase
optical fiber
wavelength
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Application number
JP2001064046A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Ono
浩孝 小野
Makoto Shimizu
誠 清水
Teruhisa Kanamori
照寿 金森
Shinichi Aozasa
真一 青笹
Yasutake Oishi
泰丈 大石
Yoshiki Nishida
好毅 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Electronics Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
NTT Electronics Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1470nm近傍において広い波長範囲で且
つ高出力が得られるASE光源を提供する。 【解決手段】 Tm添加ファイバ1を用い、励起光とし
てTmイオンの6 準位間エネルギーに相当
する第1の励起光、及び準位間エネルギ
ーに相当する第2の励起光の2つの励起光を使用する。
第1の励起光を生成する第1の励起光源3−1とTm添
加ファイバ1間に第1の合波器2−1を接続し、第2の
励起光を生成する第2の励起光源3−2と第1の合波器
2−1間に第2の合波器2−2を接続する。好ましく
は、Tm添加ファイバ1の一端に反射ミラーモジュール
5または光終端器を設ける。このような構成によれば、
基底準位6の電子を効率的に発光準位に励起
して発光に関与させることができるので、1470nm
近傍で、従来に比べて広帯域で高出力のASE光源が実
現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を増幅する
光増幅器の増幅用光ファイバを励起するための励起光を
発生するASE(増幅自然放出光)光源に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のインターネットに代表される爆発
的な通信需要の増加により、幹線系の光伝送システムの
容量増加の必要性が高まっている。現在、幹線系の光伝
送システムでは、Er添加ファイバ増幅器の増幅波長範
囲である約1530−1560nm(Cバンド)、約1
570−1600nm(Lバンド)が使用されている
が、伝送容量増加のために、これらの波長範囲とは異な
る波長帯域を通信波長帯として使うことが提案され、1
470nm近傍の新規の波長範囲を使用するシステムが
研究開発されている(T.Sakamoto et al.,OFC2000,PD4
参照)。
【0003】ところで、光伝送システムでは、フィルタ
やカプラ等の多くの光受動部品が使用されている。これ
らの光受動部品の製造過程では、挿入損失やクロストー
ク等の検査を行う。これらの検査には、作業の簡略化ま
たは効率化のために、ある程度広い波長範囲で使用でき
る光源を用いる。例えば、上述のCバンドやLバンドで
使用される光受動部品には、Er添加ファイバを使用し
たASE(AmplifiedSpontaneous Emission;増幅自然
放出光)光源が使用される。このEr添加ファイバを使
用したASE光源は、広い波長範囲(システムで使用す
る波長範囲)で高出力が得られ、AWG(Arrayed Wave
guide Grating;アレイ導波路格子)のような狭帯域フ
ィルタのクロストークを測定する際に必要な−10dB
m/nm程度のパワー密度が上記波長範囲で得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方、1470nm近
傍の新規波長範囲では、Tm添加ファイバを使用したA
SE光源がある(OPTCOM 2000年10月号 株式会
社工業通信 発行、pp.128−129 参照)。この出力特
性は図6に示すように、その出力パワー密度は小さく、
波長範囲も狭い。
【0005】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は1470nm近傍において広い波長範囲
で且つ高出力が得られるASE光源を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光増幅器は、コアまたはクラッドにTm添
加した増幅用光ファイバと、該増幅用光ファイバを励起
するための励起光を発生する励起光源と、該励起光源を
前記増幅用光ファイバへ導く光学的手段と、光アイソレ
ータとを備えるASE光源であって、前記励起光源とし
て、出力励起光の波長がTmイオンの
位間のエネルギーに相当する第1の励起光源と、出力励
起光の波長が6準位間のエネルギーに相当
する第2の励起光源の2種類を用いることを特徴とす
る。
【0007】ここで、前記励起光源として、出力励起光
の波長が1310−1440nmにある前記第1の励起
光源と、出力励起光の波長が1580−1880nmに
ある前記第2の励起光源の2種類を用いることを特徴と
することができる。
【0008】また、前記増幅用光ファイバの一端に反射
ミラーを備えることを特徴とすることができる。
【0009】また、前記増幅用光ファイバの一端に光終
端器を備えることを特徴とすることができる。
【0010】また、前記増幅用光ファイバがTm添加フ
ッ化物ファイバであることを特徴とすることができる。
【0011】また、前記Tm添加フッ化物ファイバのガ
ラス組成がZr系フッ化物ガラスであること特徴とする
ことができる。
【0012】また、前記光学的手段が、前記増幅用光フ
ァイバと前記第1または第2の励起光源間に接続された
第1の合波器と、該第1の合波器と残りの前記第2また
は第1の励起光源間に接続された第2の合波器とから構
成され、該第2の合波器の出力ポートに前記光アイソレ
ータが接続されていることを特徴とすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0014】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態における光増幅器のASE光源の構成を示す。
図1において、1は増幅用のTm添加ファイバ、2−
1、2−2は励起光をTm添加ファイバ1に入力するた
めの合波器、3−1、3−2は励起光を発生する励起光
源、4は光アイソレータ、5は反射ミラーモジュールで
ある。
【0015】Tm添加ファイバ1のファイバ組成は、Z
r系フッ化物Tm添加濃度:2000ppm、その長さ
は30mである。励起光源3−1および励起光源3−2
の出力励起光の波長はそれぞれ1410nm近傍および
1650nm近傍である。合波器2−1の各ポートの透
過波長帯は以下の通りである。 ・ポート2−1−A:1380−1430nmおよび1
440−1880nm ・ポート2−1−B:1380−1430nm ・ポート2−1−C:1440−1880nm
【0016】また、合波器2−2の各ポートの透過波長
帯は以下の通りである。 ・ポート2−2−A:1380−1540nmおよび1
550−1880nm ・ポート2−2−B:1550−1880nm ・ポート2−2−C:1380−1540nm
【0017】光アイソレータ4の透過波長帯は1430
−1550nmである。反射ミラーモジュール5は、フ
ァイバ出力を一旦平行光線にしてから反射ミラーにより
光を反射させる構成のものである。このミラーの反射率
は1380−1880nmの波長範囲で80%以上あ
る。
【0018】以下に、本実施形態のASE光源の特長を
説明する。
【0019】図2にTmイオンの準位図を示す。基底準
6にある電子は、第2の励起光源3−2の165
0nm近傍の光により準位に励起される。
準位に励起された電子は第1の励起光源3−1の141
0nm近傍の光によりさらに高いエネルギー状態の
準位に励起される。電子がからに遷移す
ることで1445−1510nm光が発生する。このよ
うに、第2の励起光源3−2の1650nm近傍の光を
励起光として用いることにより、基底準位 6の電子
を効率的に発光準位に励起し、発光に関与させることが
できる。
【0020】本実施形態では、第2の励起光源3−2と
して1580−1880nmの波長範囲にある光源を用
いており、従来技術であるTm添加ファイバ増幅器(笠
松他,2000年電子情報通信学会エレクトロニクスソ
サイエティ大会C−3−91;B.N.Samson et al.,OAA2
000,PD6参照)が用いられている1560nmの励起光
源と比較して吸収係数が約2倍以上あり、効率的にTm
イオンを励起できる。
【0021】Tm添加ファイバ1に入射した励起光はT
m添加ファイバ1を(ASE出力とは反対方向に)伝搬
する間にTmイオンの吸収により減衰するが、吸収され
なかった励起光は反射ミラーモジュール5により反射さ
れ、再びTm添加ファイバ1で吸収される。すなわち、
この構成によれば、第1の励起光源3−1,および第2
の励起光源2が発生する励起光を有効にTm添加ファイ
バ1に吸収させることができる。
【0022】図3に本実施形態のASE光源の出力パワ
ー密度の波長依存性を示す。図3から分かるように、本
実施形態のASE光源はまた、従来技術よりも広い波長
域1449−1496nmで−25dBm/nmが得ら
れ、その全出力光は+4.3dBmと高い出力が得られ
ており、よって広帯域・高出力1470nm帯ASE光
源が実現できている。また、出力安定度は±0.003
dBであり、従来技術より同程度以下であった。
【0023】なお、第1の励起光源3−1の波長は13
10−1440nmの範囲であれば良いが、1380−
1440nmの範囲がより望ましく、1410−144
0nmの範囲であることが最も望ましい。また、第2の
励起光源3−2の波長は1580−1880nmの範囲
であれば良いが、1610−1780nmの範囲がより
望ましく、1620−1710nmの範囲であることが
最も望ましい。
【0024】また、第1の励起光源3−1および第2の
励起光源3−2の配置はこれらが入れ替わっても差し支
えない。
【0025】(第2の実施形態)図4は本発明の第2の
実施形態における光増幅器のASE光源の構成を示す。
図4において、1はTm添加ファイバ、2−1、2−2
は励起光をTm添加ファイバに入力するための合波器、
3−1、3−2は励起光を発生する励起光源、4は光ア
イソレータ、6は光終端器である。
【0026】Tm添加ファイバ1のファイバ組成はZr
系フッ化物添加濃度:2000ppm、その長さは30
mである。励起光源3−1および励起光源3−2の波長
はそれぞれ1410nm近傍および1650nm近傍で
ある。合波器2−1の各ポートの透過波長帯は以下の通
りである。 ・ポート2−1−A:1380−1430nmおよび1
440−1700nm ・ポート2−1−B:1380−1430nm ・ポート2−1−C:1440−1700nm
【0027】また、合波器2−2の各ポートの透過波長
帯は以下の通りである。 ・ポート2−2−A:1380−1540nmおよび1
550−1700nm ・ポート2−2−B:1550−1700nm ・ポート2−2−C:1380−1540nm
【0028】光アイソレータ4の透過波長帯は1430
−1550nmである。
【0029】以下に本実施形態のASE光源の特長を説
明する。
【0030】まず、第1の実施形態と同様に、第2の励
起光源3−2の1650nm近傍の光を励起光として用
いることにより、基底準位6の電子を効率的に発光
終準位に励起し、発光に関与させることができる(図2
参照)。
【0031】また、本実施形態では光ファイバ1の出力
と反対側の端面を光終端器6により無反射終端すること
で、合波器等の光部品の反射や、増幅用光ファイバ1の
誘導ブリルアン散乱やレイリー散乱があっても、レーザ
発振することなく、安定してASE光を出力できる。
【0032】図5に本実施形態のASE光源の出力パワ
ー密度の波長依存性を示す。図5に示すように、本実施
形態のASE光源は、波長域1464−1482nmで
AWGのような狭帯域フィルタの特性を評価するのに十
分な出力パワー密度−10dBm/nmが得られてい
る。また、従来技術よりも広い波長域1448−150
8nmで−25dBm/nmが得られ、その全出力光は
+6.5dBmと高い出力が得られており、広帯域・高
出力1470nm帯ASE光源が実現できている。ま
た、出力安定度は±0.003dBであり、従来技術よ
り同程度以下であった。
【0033】なお、第1の励起光源3−1の波長は13
10−1440nmの範囲であれば良いが、1380−
1440nmの範囲がより望ましく、1410−144
0nmの範囲であることが最も望ましい。また、第2の
励起光源3−2の波長は1570−1700nmの範囲
であれば良いが、1610−1780nmの範囲がより
望ましく、1620−1710nmの範囲であることが
最も望ましい。
【0034】また、第1の励起光源3−1および第2の
励起光源3−2の配置はこれらが入れ替わっても差し支
えない。
【0035】さらに、本実施形態では励起光のTm添加
ファイバ1への入力をASE出力側から行っているが、
これとは反対の方向から励起光をTm添加ファイバ1へ
入力しても良い。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Tm添加ファイバを用い、励起光としてTmイオンの
6準位間エネルギーに相当する励起光、及び
準位間エネルギーに相当する励起光の2
つの励起光を使用するので、基底準位6の電子を効
率的に発光準位に励起して発光に関与させること
ができ、1470nm近傍で、従来に比べて広帯域で高
出力のASE光源が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のASE光源の構成を
示すブロック図である。
【図2】Tmイオンのレベルダイヤを示す概念図であ
る。
【図3】本発明の第1の実施形態のASE光源の出力パ
ワー密度の波長依存性を示す特性図である。
【図4】本発明の第2の実施形態のASE光源の構成を
示すブロック図である。
【図5】本発明の第2の実施形態のASE光源の出力パ
ワー密度の波長依存性を示す特性図である。
【図6】従来のASE光源の出力パワー密度の波長依存
性を示す特性図である。
【符号の説明】
1 Tm添加ファイバ 2−1、2−2 合波器 3−1、3−2 励起光源 4 アイソレータ 5 反射ミラーモジュール 6 光終端器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 誠 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 金森 照寿 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 青笹 真一 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 大石 泰丈 東京都渋谷区道玄坂一丁目12番1号 エヌ ティティエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 西田 好毅 東京都渋谷区道玄坂一丁目12番1号 エヌ ティティエレクトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 5F072 AB07 AB13 AK06 JJ20 KK05 MM07 PP07 QQ07 RR01 YY17

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアまたはクラッドにTm添加した増幅
    用光ファイバと、該増幅用光ファイバを励起するための
    励起光を発生する励起光源と、該励起光源を前記増幅用
    光ファイバへ導く光学的手段と、光アイソレータとを備
    えるASE光源であって、 前記励起光源として、出力励起光の波長がTmイオンの
    準位間のエネルギーに相当する第1の励
    起光源と、出力励起光の波長が6準位間の
    エネルギーに相当する第2の励起光源の2種類を用いる
    ことを特徴とするASE光源。
  2. 【請求項2】 前記励起光源として、出力励起光の波長
    が1310−1440nmにある前記第1の励起光源
    と、出力励起光の波長が1580−1880nmにある
    前記第2の励起光源の2種類を用いることを特徴とする
    請求項1に記載のASE光源。
  3. 【請求項3】 前記増幅用光ファイバの一端に反射ミラ
    ーを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の
    ASE光源。
  4. 【請求項4】 前記増幅用光ファイバの一端に光終端器
    を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のA
    SE光源。
  5. 【請求項5】 前記増幅用光ファイバがTm添加フッ化
    物ファイバであることを特徴とする請求項1ないし4の
    いずれかに記載のASE光源。
  6. 【請求項6】 前記Tm添加フッ化物ファイバのガラス
    組成がZr系フッ化物ガラスであることを特徴とする請
    求項5に記載のASE光源。
  7. 【請求項7】 前記光学的手段が、前記増幅用光ファイ
    バと前記第1または第2の励起光源間に接続された第1
    の合波器と、該第1の合波器と残りの前記第2または第
    1の励起光源間に接続された第2の合波器とから構成さ
    れ、該第2の合波器の出力ポートに前記光アイソレータ
    が接続されていることを特徴とする請求項1なし6のい
    ずれかに記載のASE光源。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003028175A1 (fr) * 2001-09-26 2003-04-03 Ntt Electronics Corporation Source lumineuse ase, amplificateur optique et oscillateur laser

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