JP2002280649A - 光の反射体及び光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の反射体の反射面において発生する熱の拡
散効率を高める、あるいは、熱の発生を抑えるのに好適
な光の反射体を有する光増幅器及び励起効率を高めるの
に好適な光の反射体を有する半導体レーザ増幅器を提供
する。 【解決手段】 光の反射体を有する光増幅器において、
反射面と光ファイバとの間にＴＥＣ部又はコリメート用
のレンズを設けることにより、伝搬光のビームウェスト
を拡大し、また、反射面の金属の層を２０μｍ以上の厚
さで形成することにより熱の拡散効率を高め、また、反
射面に誘電体多層膜を用いることによって熱の吸収を無
くす構成とした。更に、半導体レーザ増幅器において、
光の反射体を設けて、伝搬光を利得媒質である半導体を
往復透過させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
て通信を行う光ファイバ通信システムに係わり、特に、
信号光を折り返すための光の反射体及びこれを利用した
光増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の光の反射体、その光の反射体
を用いた光増幅器、および半導体レーザ増幅器を図１
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。上記光の反射
体は、上記光増幅器や反射減衰量測定器の反射率基準と
して用いられる。この光の反射体は、図１（ａ）に示し
たように光ファイバおよび金属層からなる。その光ファ
イバはコアおよびクラッドからなり、伝搬光強度のビー
ムウエストがコアとクラッドの境界近傍にある。平面ま
たは曲面研磨した光ファイバの片端面に入射光を反射す
るための金属層が形成されている。ただし、その片端面
を研磨するときに、ファイバ保持等の目的で、フェルー
ル等の部材が光ファイバの周辺に設置され、そのフェル
ール等の部材にまたがって金属層が形成されている場合
が多い。本特許明細書では、簡単のためそのフェルール
等の部材は図示していない。金属形成層は、金、銀、ア
ルミニウムなどが用いられ、一般に、光ファイバ通信シ
ステムで重要な、１〜２ミクロン帯では金、銀、アルミ
ニウムの順に反射率が高い。ところが、金、銀、アルミ
ニウムの金属層の価格は、金、銀、アルミニウムの順に
高い。また、上記金属層の厚さは、２０μｍ未満で十分
な反射率がとれるので、２０μｍ未満である。

【０００３】図１（ｂ）は、上記光の反射体を用いた従
来技術の光増幅器(希土類添加ファイバ増幅器)を示して
いる。利得媒質として希土類添加ファイバを用い、励起
光源からの励起光を、信号光と励起光の合波器を用いて
希土類添加ファイバに導いている。信号光はサーキュレ
ータを介して希土類添加ファイバに入射し、増幅されて
希土類添加ファイバから出射する。一方、励起光は希土
類添加ファイバで吸収され、吸収されなかった一部が希
土類添加ファイバから出射する。希土類添加ファイバを
出射した信号光および励起光は、上記光の反射体に入射
し、金属層で反射されて再度希土類添加ファイバを通過
する。その希土類添加ファイバを通過した信号光は、サ
ーキュレータを介して光増幅器から出射する。希土類添
加ファイバと両端の光ファイバとの間には、融着部や突
き合わせ接合部などの接続部が設置されている。

【０００４】また、上記の希土類添加ファイバをラマン
増幅用の光ファイバ(ラマンファイバ)に置き換えたラマ
ン増幅器に関しても、明らかに同様のことが成り立つ。
図１（ｃ）は、従来技術の半導体レーザ増幅器を示して
いる。利得媒質である半導体を駆動電源で励起してい
る。光ファイバおよびアイソレータを介して入力した信
号光は、レンズを用いて半導体に入射する。また、半導
体を出射した信号光は、レンズを用いて、光ファイバお
よびアイソレータを介して出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
以下の問題が生じている。まず、上記光の反射体におい
ては、金属層に入射する励起光および信号光のパワーが
高いとき、ファイバコア近傍の光パワー密度が高く発熱
等により、光ファイバまたは金属形成層、あるいはその
両方が損傷し反射率が低下する。その、損傷をもたらす
励起光および信号光のパワーレベルは、励起光および信
号光の波長やピークパワーに依存するが、平均パワーに
して約１０ｍＷから約１Ｗである。そのような平均パワ
ーレベルは、近年の高出力化希土類添加ファイバ増幅器
やラマン増幅器において実際用いられるレベルである。

【０００６】また、図１（ｂ）の光増幅器では、希土類
添加ファイバと光の反射体との間に、突き合わせ接合な
どの接続部が存在するため、光増幅器の構成部品数が増
加し、光増幅器がコスト高になるという欠点がある。さ
らに、図１（ｃ）の半導体レーザ増幅器では、光の反射
体を用いていないため、励起効率が低いといった欠点が
ある。

【０００７】そこで、本発明は、このような従来の技術
の有する未解決の課題に着目してなされたものであっ
て、光の反射体の反射面において発生する熱の拡散効率
を高める、あるいは、熱の発生を抑えるのに好適な光の
反射体、これを有する光増幅器及び励起効率を高めるの
に好適な光の反射体を有する半導体レーザ増幅器を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の光の反射体は、光ファ
イバを伝搬する伝搬光を折り返すための光の反射体であ
って、前記光の反射体の反射表面に到達する前記伝搬光
のビームウェストを拡大するためのビームウェスト拡大
手段を備えることを特徴としている。

【０００９】このような構成であれば、ビームウェスト
拡大手段によって、伝搬光のビームウェストが拡大さ
れ、光パワー密度の小さくなった伝搬光が、反射表面に
到達して反射することになるので、反射部における発熱
を抑えるのに役立つ。また、請求項２に係る発明は、請
求項１記載の光の反射体において、前記光の反射体は、
光ファイバの片端面に、金属層、あるいは誘電体多層膜
のいずれかを形成して成ることを特徴としている。

【００１０】つまり、光の反射体を、光ファイバの片端
面に、金属層、あるいは誘電体多層膜を形成する構成に
したものである。特に、誘電体多層膜を形成した場合に
は、同多層膜は、熱を吸収しないので、反射面の温度上
昇を防ぐのに役立つ。また、請求項３に係る発明は、請
求項１記載の光の反射体において、前記光の反射体は、
前記ビームウェスト拡大手段として、前記光ファイバの
片端面に、前記伝搬光をコリメートするレンズを有し、
当該レンズによってコリメートされた前記伝搬光を反射
するための、金属層、あるいは、誘電体多層膜のいずれ
かが形成されたガラス基板を有することを特徴としてい
る。

【００１１】つまり、ビームウェスト拡大手段として、
光の反射体を構成する光ファイバの片端面に、光ファイ
バを伝搬する信号光及び励起光などの伝搬光をコリメー
トするレンズを設け、そのレンズを通すことで、伝搬光
を平行にし、且つ、ビームウェストを拡大するものであ
る。平行にされ、且つ、拡大された伝搬光は、ガラス基
板に形成された金属層、あるいは、誘電体多層膜で反射
されることになる。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、請求項２ま
たは請求項３記載の光の反射体において、前記金属層
は、反射面として機能する表面部と、温度上昇を抑制す
る裏面部とを備えた肉厚の金属層であることを特徴とし
ている。つまり、光の反射体における反射部を金属層で
形成する場合に、金属層を、反射面のとして機能する表
面部と、温度上昇を抑えるための裏面部とから、肉厚に
形成したもので、例えば、伝搬光を反射させるのに十分
な厚さの表面部に加え、裏面部として余分な金属層を設
けることによって、体積が増した分だけ、熱が拡散しや
すくなり、反射部の温度上昇を抑えるのに役立つ。

【００１３】また、本発明に係る請求項５記載の光の反
射体は、光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返すための
光の反射体であって、前記光ファイバの片端面に、反射
面として機能する表面部と、温度上昇を抑制する裏面部
とから成る肉厚の金属層を形成して成ることを特徴とし
ている。このような構成であれば、光の反射体における
反射部を金属層で形成する場合に、金属層を、反射面と
して機能する表面部と、温度上昇を抑えるための裏面部
とから、肉厚に形成するようにしたので、例えば、裏面
部として余分な金属層を設けることによって、増加した
金属の分だけ、光の反射によって生じる熱が拡散しやす
くなり、反射部の温度上昇を抑えるのに役立つ。

【００１４】また、請求項６に係る発明は、請求項４ま
たは請求項５記載の光の反射体において、前記金属層
は、厚さが２０μｍ以上であることを特徴としている。
つまり、光の反射体における反射部として形成される金
属層の厚さを、例えば、従来は、２０μｍ未満で形成さ
れてされていたのに対して、それよりも厚く形成するよ
うにしている。従って、金属層を厚くすることにより、
反射表面に到達した信号光及び励起光の反射により発生
する熱を拡散させ易くし、反射部の温度上昇を抑えるに
役立つ。

【００１５】また、請求項７に係る発明は、請求項４乃
至請求項６のいずれかに記載の光の反射体において、前
記金属層は、複数の異なる種類の金属の層によって形成
されることを特徴としている。つまり、従来より厚く形
成した金属層を、複数の異なる種類の金属の層によって
構成するようにしている。従って、その構成によって、
反射効率を高めたり、熱の拡散効果を高めたりすること
が可能となる。

【００１６】また、請求項８に係る発明は、請求項７記
載の光の反射体において、前記金属層は、金、銀、アル
ミニウムのうち、少なくとも２以上の金属の層から形成
されることを特徴としている。つまり、金属層を構成す
る複数の異なる種類の金属の層を、金、銀、アルミニウ
ムの任意の組み合わせで構成するようにしたものであ
る。

【００１７】また、請求項９に係る発明は、請求項７ま
たは請求項８記載の光の反射体において、前記金属層
は、前記反射面における前記信号光及び前記励起光の入
射する側に近い方の金属の層を、遠い方の金属の層より
光の反射率の高い金属によって形成することを特徴とし
ている。つまり、反射面である複数の異なる種類の金属
層の構成を、信号光及び励起光などの伝搬光の入射する
側に近い方の金属の層を、遠い方の金属の層より光の反
射率の高い金属で形成するもである。こうすることによ
り、反射表面の高い反射率の金属層によって信号光を吸
収されにくくし、且つ、別の金属層によって熱を拡散し
易くできるので、反射部の温度上昇を抑えるのに役立
つ。

【００１８】また、本発明に係る請求項１０記載の光の
反射体は、光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返すため
の光の反射体であって、前記光ファイバの片端面に、誘
電体多層膜を形成して成ることを特徴としている。この
ような構成であれば、誘電体多層膜によって光が反射さ
れるので、同多層膜は、熱を吸収しない特性を有するの
で、反射面の温度上昇を防ぐのに役立つ。

【００１９】また、本発明に係る請求項１１記載の光増
幅器は、光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返すための
光の反射体を有する光増幅器であって、前記光の反射体
は、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の光の反
射体であることを特徴としている。このような構成であ
れば、反射部における温度上昇を抑えるような光の反射
体によって、増幅された信号光や漏れた励起光などを反
射する構成としたので、反射による反射部の温度上昇を
抑え、反射部の損傷を遅延させるのに役立つ。

【００２０】また、本発明に係る請求項１２記載の光増
幅器は、光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方向を制御
するためのサーキュレータと、前記伝搬光を折り返すた
めの光の反射体と、前記サーキュレータと前記光の反射
体との間に配設した利得媒質の光ファイバ、あるいは利
得媒質の半導体のいずれかと、を有する光増幅器であっ
て、前記光の反射体は、請求項１乃至請求項１０のいず
れかに記載の光の反射体であることを特徴としている。

【００２１】このような構成であれば、サーキュレータ
によって光増幅器へと信号光を導き、その増幅した信号
光及び漏れた励起光を、反射部における温度上昇を抑え
る機能を有する光の反射体を用いて反射するような構成
にしたので、反射表面における増幅された信号光や漏れ
た励起光などの反射による温度上昇を抑え、反射部の損
傷を遅延させるのに役立つ。

【００２２】また、本発明に係る請求項１３記載の光増
幅器は、光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方向を制御
するためのサーキュレータと、前記伝搬光を折り返すた
めの光の反射体と、前記サーキュレータと前記光の反射
体との間に配設した利得媒質の半導体と、を有すること
を特徴としている。このような構成であれば、利得媒質
として半導体を用いた光増幅部において、信号光が半導
体に入射すると、半導体内における電流励起によってそ
の信号が増幅される。そして、半導体を透過した一度増
幅された信号光を光の反射体で反射し、再度半導体を透
過させて増幅するようにしているので、利得効率を高め
るのに役立つ。

【００２３】また、本発明に係る請求項１４記載の光増
幅器は、光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方向を制御
するためのサーキュレータと、利得媒質の光ファイバ
と、を有する光増幅器であって、前記利得媒質の光ファ
イバの片端面に、金属層、あるいは誘電体多層膜のいず
れかを形成したことを特徴としている。

【００２４】このような構成であれば、光増幅器を構成
する利得媒質である、例えば、希土類元素の添加された
光ファイバの片端面に、反射部として、金属層、あるい
は、誘電体多層膜を形成するようにしたので、光の反射
体を構成する光ファイバ部を省くことができ、コストを
抑えるのに役立つ。また、請求項１５に係る発明は、請
求項１４記載の光増幅器において、前記金属層は、反射
面として機能する表面部と、温度上昇を抑制する裏面部
とを備えた肉厚の金属層であることを特徴としている。

【００２５】つまり、反射部を金属層で形成する場合
に、金属層を、反射面として機能する表面部と、温度上
昇を抑えるための裏面部とから、肉厚に形成するように
したので、例えば、裏面部として余分な金属層を設ける
ことによって、増加した金属の分だけ、光の反射によっ
て生じる熱が拡散しやすくなり、反射部の温度上昇を抑
えるのに役立つ。

【００２６】また、請求項１６に係る発明は、請求項１
５記載の光増幅器において、前記金属層は、厚さが２０
μｍ以上であることを特徴としている。つまり、光の反
射体における反射部として形成される金属層の厚さを、
例えば、従来は、２０μｍ未満で形成されてされていた
のに対して、それよりも厚く形成するようにしている。
従って、金属層を厚くすることにより、反射表面に到達
した信号光及び励起光の反射により発生する熱を拡散さ
せ易くし、反射部の温度上昇を抑えるに役立つ。

【００２７】また、請求項１７に係る発明は、請求項１
５または請求項１６記載の光増幅器において、前記金属
層は、複数の異なる種類の金属の層によって形成される
ことを特徴としている。つまり、従来より厚く形成した
金属層を、複数の異なる種類の金属の層によって構成す
るようにしている。従って、その構成によって、反射効
率を高めたり、熱の拡散効果を高めたりすることが可能
となる。

【００２８】また、請求項１８に係る発明は、請求項１
７記載の光増幅器において、前記金属層は、金、銀、ア
ルミニウムのうち少なくとも２以上の金属の層から形成
されることを特徴としている。つまり、金属層を構成す
る複数の異なる種類の金属の層を、金、銀、アルミニウ
ムの任意の組み合わせで構成するようにしたものであ
る。

【００２９】また、請求項１９に係る発明は、請求項１
７または請求項１８記載の光増幅器において、前記金属
層は、前記反射面における前記伝搬光の入射する側に近
いほうの金属の層を、遠いほうの金属の層より光の反射
率の高い金属によって形成することを特徴としている。
つまり、反射面である複数の異なる種類の金属層の構成
を、信号光及び励起光などの伝搬光の入射する側に近い
方の金属の層を、遠い方の金属の層より光の反射率の高
い金属で形成するもである。こうすることにより、反射
表面の高い反射率の金属層によって信号光を吸収されに
くくし、且つ、別の金属層によって熱を拡散し易くでき
るので、反射部の温度上昇を抑えるのに役立つ。

【００３０】また、本発明に係る請求項２０記載の光増
幅器は、光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方向を制御
するためのサーキュレータと、利得媒質の半導体と、を
有する光増幅器であって、前記半導体の片端面に、金属
層、あるいは誘電体多層膜のいずれかを形成したことを
特徴としている。

【００３１】このような構成であれば、光の反射体とし
て、半導体の片端面に、金属層、あるいは、誘電体多層
膜のいずれかを形成するようにしたので、光の反射体を
構成する光ファイバ部分を省くことができ、コストを抑
えるのに役立つ。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図２乃至図５は、本発明に係
る光の反射体を有する光増幅器の実施の形態を示す図で
あり、図６及び図７は、本発明に係る光の反射体を有す
る半導体レーザ増幅器の実施の形態を示す図である。

【００３３】図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
である光の反射体を用いた光増幅器におけるＴＥＣ技術
を用いた光の反射体の構成例を示している。図２（ａ）
に示すように、ＴＥＣ技術を用いた光の反射体は、図１
（ａ）の従来技術の光の反射体とは、光ファイバと金属
蒸着層の境界部分が異なる。つまり、その境界部分にお
いて、信号光及び励起光といった光ファイバを伝搬する
伝搬光のビームウエストは、金属蒸着層への入射光のパ
ワー密度(単位面積あたりのパワー)を低減するために、
拡大するようになっている。

【００３４】そのような伝搬光のビームウエストの拡大
は、熱拡大コア(ＴＥＣ)技術等により実現できる。図２
（ａ）は、ＴＥＣ技術によって形成されたＴＥＣ部を有
する光ファイバによって構成された光の反射体を示して
いる。光ファイバ中の伝搬光のビームウエスト直径の典
型値は１０μｍ、一方、ＴＥＣ部のビームウエスト直径
の典型値は30μｍである。したがって、ＴＥＣ部を伝搬
する伝搬光の有効断面積は約9倍に拡大されている。

【００３５】上記伝搬光ビームウエストの拡大により、
伝搬光の有効面積の拡大分にほぼ反比例して入射光のパ
ワー密度が低下するため、上記境界部分の発熱等による
損傷および光の反射体の反射率の低減を回避できる。図
２（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態である光の反射
体を用いた光増幅器における反射面の金属蒸着層を厚く
形成した光の反射体の構成例を示している。

【００３６】図１（ａ）の従来技術の光の反射体とは、
金属蒸着層の厚さが異なる。従来技術では、その厚さは
２０μｍ未満であったが、本実施の形態では、２０μｍ
以上としている。つまり、反射に必要な厚さの金属の層
に加え、余分な金属の層を設けたので、光ファイバと金
属蒸着層の境界部分で発生した熱が、余分な金属の層に
も拡散するようになるので、金属蒸着層中で熱の拡散効
率が上がる。

【００３７】その結果、上記境界部分の発熱等による損
傷および光の反射体の反射率の低減を回避できる。な
お、金属蒸着層の厚さは、取り扱う光増幅器の増幅度に
よって、反射面において反射される信号光及び励起光の
光パワー密度が変わるので、その増幅の度合いに合わせ
て適宜な厚さに形成することになる。更に、ここでは、
反射面として金属蒸着層を形成しているが、これに限ら
ず、光を反射し、熱の拡散効率が高まるものであれば、
金属板などを用いても良い。

【００３８】図２（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態
である光の反射体を用いた光増幅器における反射面に異
なる２種類の金属を用いた光の反射体の構成例を示して
いる。前記第２の実施の形態と類似しているが、以下の
点が主に異なる。第２の実施の形態では、金属蒸着層は
一種類の金属で構成されているが、本実施の形態では、
異なる２種類の金属を用いている。光ファイバとの境界
面に近い方の金属(金属-1)より、遠い方の金属(金属-2)
の方を安価なものとする。図２（ｃ）の例では、金属−
１が金(Ａｕ)、金属−２がアルミニウム(Ａｌ)である。
金属蒸着層として用いる代表的な金属は、金、銀、アル
ミニウムであるが、反射率は、金、銀、アルミニウムの
順に高く、 一方、価格は金、銀、アルミニウムの順に
高い。したがって、金属−１が金の場合には、金属-2を
銀またはアルミニウムにし、金属−１が銀の場合には、
金属−２をアルミニウムにすればよい。上記以外の金属
を用いたときにも同様のことが成り立つ。上記の構成に
することにより、反射面における伝搬光の吸収を抑え、
且つ、熱の拡散効率を高める金属の層も形成されている
ので、反射率の高い高価な金属のみで構成するよりもコ
ストを抑えることができ、熱の拡散効率の高い金属を用
いることにより、一種類の金属で構成するよりも、上記
境界部分の発熱等による損傷および光の反射体の反射率
の低減を回避できる。

【００３９】図３は、本発明の第４の実施の形態である
光の反射体を用いた光増幅器におけるビームウェストの
拡大にレンズを用いた光の反射体の構成例を示してい
る。図１（ａ）の従来技術の光の反射体とは、光ファイ
バ以外の部分が異なる。図３に示すように、光ファイバ
を同図の右方向に出射した光は、レンズでそのビームウ
エストを拡大されるとともに、平行ビームとされる。そ
の平行ビームはガラス基板上に蒸着した金属蒸着層で反
射され、逆方向に伝搬する。その逆方向の伝搬光は、し
ンズと光ファイバとを経て、反射光として光ファイバか
ら図の左方向に出射する。光ファイバ中の伝搬光のビー
ムウエスト直径の典型値は１０μｍ、一方、金属蒸着層
におけるビームウエスト直径はレンズによって５００μ
ｍとなる。したがって、伝搬光の有効断面積は約２５０
０倍に拡大されている。その結果、上記境界部分の発熱
等による損傷および光の反射体の反射率の低減を徹底し
て回避できる。ここで、本実施の形態においては、ガラ
ス基板上に金属蒸着層を蒸着させることによって反射面
を形成しているが、金属蒸着層の代わりに誘電体多層膜
によって形成しても構わない。

【００４０】図４は、本発明の第５の実施の形態である
希土類添加ファイバに直接金属蒸着層を蒸着させた光の
反射体を用いた光増幅器の構成例を示している。図１
（ｂ）の従来技術の光の反射体を用いた光増幅器とは、
利得媒質である希土類添加ファイバと金属蒸着層との間
の部分が異なる。本実施の形態では、図４に示すよう
に、希土類添加ファイバと金属蒸着層の間に接続部を設
置せず、金属蒸着層を希土類添加ファイバの端面に直接
蒸着している。したがって、突き合わせ接合部などの接
続部および、従来技術で用いた金属蒸着層蒸着用の光フ
ァイバを省略でき、光ファイバ増幅器の構成部品数およ
び価格の低減を行なえる。

【００４１】なお、反射面と希土類添加ファイバとの間
に、ビームウェストを拡大するためのＴＥＣ部やレンズ
などを設け、反射面に到達する伝搬光の光パワー密度を
下げるような構成にしても良いし、反射面には、金属蒸
着層の代わりに誘電体多層膜を形成するようにしても良
い。図５は、本発明の第６の実施の形態である光の反射
体を用いた光増幅器における反射面に誘電体多層膜を用
いた光の反射体の構成例を示している。

【００４２】図１（ａ）の従来技術では、金属蒸着層を
用いているが、本実施の形態では、図５に示すように、
高反射率の誘電体多層膜を用いている点が異なる。誘電
体多層膜は金属蒸着層と異なり、吸収がなく、入射光に
対するパワー耐性が高い。したがって、従来技術におけ
る上記境界部分の発熱等による損傷および光の反射体の
反射率の低減を回避できる。

【００４３】なお、図５に示すような構成に限らず、反
射面と光ファイバとの間に、ビームウェストを拡大する
ためのＴＥＣ部やレンズなどを設け、反射面に到達する
伝搬光の光パワー密度を下げるような構成にしても良
い。図６は、本発明の第７の実施の形態である光の反射
体を用いた半導体レーザ増幅器の構成例を示している。

【００４４】図１（ｃ）の従来技術では、利得媒質であ
る半導体に対して、信号光を１回透過させる単一透過構
成を用いているが、本実施の形態では、図６に示すよう
に、サーキュレータと光の反射体を用いることによっ
て、まず、信号光をサーキュレータによって増幅器に導
き、レンズによって信号光をコリメートし、利得媒質で
ある半導体を１回透過させる。そして、透過した信号光
を、図６に示すように、その先にある光の反射体で反射
し、その反射光を、更にもう１回半導体を透過させる。
従って、信号光は往きと返りの２回、半導体を透過する
往復透過構成となっているので、同一の半導体を用いた
場合には、本実施の形態における半導体レーザ増幅器の
方が、従来技術に比べ利得が高くなり、励起効率が高い
という利点がある。更に、同一の利得を達成するための
駆動電流を低くとれる、また、同じ駆動電流で、半導体
の活性層長を短くできるといった利点がある。上記光の
反射体は、金属蒸着層や誘電体多層膜などである。

【００４５】図７は、本発明の第８の実施の形態である
反射面として半導体の端面に誘電体多層膜を直接形成し
た半導体レーザ増幅器の構成例を示している。前記第７
の実施の形態と類似しているが、以下の点が主に異な
る。第７の実施の形態では、光の反射体をレンズの外側
に設置しているが、本実施の形態では、図７に示すよう
に、光の反射体である高反射率の誘電体多層膜を半導体
の活性層端面に蒸着している。したがって、第７の実施
の形態で用いたレンズや光ファイバが省略でき、半導体
レーザ増幅器の構成部品数と価格の低減を行なえる。な
お、半導体の端面には、誘電体多層膜に代えて、金属蒸
着層を形成するようにしても良い。

【００４６】ここで、図２（ａ）に示す金属蒸着層は、
請求項２記載の金属層に対応し、図２（ｂ）に示す金属
蒸着層は、請求項５及び請求項６記載の金属層に対応
し、図２（ｃ）に示すＡｕ蒸着層及びＡｌ蒸着層は、請
求項７乃至請求項９記載の金属層に対応し、図３に示す
金属蒸着層は、請求項３及記載の金属層に対応し、図４
に示す希土類添加ファイバは、請求項１２記載の利得媒
質の光ファイバに対応している。

【００４７】なお、上記第２、第４及び第５の実施の形
態において、反射面を、２０μｍ未満の厚さで金属蒸着
層を蒸着して形成しているが、これに限らず、上記第４
及び第５の実施の形態のように、金属蒸着層を２０μｍ
以上の厚さで形成したり、異なる種類の複数の金属の層
によって形成したりしても良い。また、上記第７及び第
８の実施の形態においては、光の反射体として、伝搬光
のビームウェスト拡大部を設けていない光の反射体を例
としているが、勿論、伝搬光のビームウェスト拡大部を
設ける構成としても良い。

【００４８】また、上記実施の形態において、光の反射
体を、光増幅器との組合わせで用いているが、これに限
らず、光通信全般における伝搬光の反射に、単独で用い
ても構わないし、別の物との組み合わせで用いても構わ
ない。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、従来技術において問
題であった、伝搬光の反射によって光の反射体が損傷し
反射率が低下する、光の反射体を設けることによって光
増幅器(光ファイバ増幅器および半導体レーザ増幅器)の
構成部品数が増加し、光増幅器がコスト高になる、ま
た、半導体レーザ増幅器の励起効率が低いといった欠点
を解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、従来技術の光の反射体を示す図
であり、図１（ｂ）は、従来技術の光の反射体を用いた
光増幅器を示す図であり、図１（ｃ）は、従来技術の半
導体レーザ増幅器を示す図である。

【図２】図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態であ
る、光の反射体を用いた光増幅器におけるＴＥＣ技術を
用いた光の反射体の構成例を示す図であり、図２（ｂ）
は、本発明の第２の実施の形態である、光の反射体を用
いた光増幅器における反射面の金属蒸着層を厚くした光
の反射体の構成例を示す図であり、図２（ｃ）は、本発
明の第３の実施の形態である、光の反射体を用いた光増
幅器における反射面に異なる２種類の金属を用いた光の
反射体の構成例を示す図である。

【図３】本発明の第４の実施の形態である、光の反射体
を用いた光増幅器におけるビームウェストの拡大にレン
ズを用いた光の反射体の構成例を示す図である。

【図４】本発明の第５の実施の形態である、希土類添加
ファイバに直接金属蒸着層を蒸着させた光の反射体を用
いた光増幅器の構成例を示す図である。

【図５】本発明の第６の実施の形態である、光の反射体
を用いた光増幅器における反射面に誘電体多層膜を用い
た光の反射体の構成例を示す図である。

【図６】本発明の第７の実施の形態である、光の反射体
を用いた半導体レーザ増幅器の構成例を示す図である。

【図７】本発明の第８の実施の形態である、反射面とし
て半導体の端面に誘電体多層膜を直接形成した半導体レ
ーザ増幅器の構成例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 2H042 DA02 DA04 DA05 DA08 DA12 DB06 DC02 DE07 2H050 AC90 AD00 5F072 AB08 AB09 AK06 FF08 KK05 KK30 YY17 5F073 AB22 AB25 AB28 AB29 BA01

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返す
   ための光の反射体であって、 前記光の反射体の反射表面に到達する前記伝搬光のビー
   ムウェストを拡大するためのビームウェスト拡大手段を
   備えることを特徴とする光の反射体。
2. 【請求項２】 前記光の反射体は、光ファイバの片端面
   に、金属層、あるいは誘電体多層膜のいずれかを形成し
   て成ることを特徴とする請求項１記載の光の反射体。
3. 【請求項３】 前記光の反射体は、前記ビームウェスト
   拡大手段として、前記光ファイバの片端面に、前記伝搬
   光をコリメートするレンズを有し、当該レンズによって
   コリメートされた前記伝搬光を反射するための、金属
   層、あるいは誘電体多層膜のいずれかが形成されたガラ
   ス基板を有することを特徴とする請求項１記載の光の反
   射体。
4. 【請求項４】 前記金属層は、反射面として機能する表
   面部と、温度上昇を抑制する裏面部とを備えた肉厚の金
   属層であることを特徴とする請求項２または請求項３記
   載の光の反射体。
5. 【請求項５】 光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返す
   ための光の反射体であって、 前記光ファイバの片端面に、反射面として機能する表面
   部と、温度上昇を抑制する裏面部とから成る肉厚の金属
   層を形成して成ることを特徴とする光の反射体。
6. 【請求項６】 前記金属層は、厚さが２０μｍ以上であ
   ることを特徴とする請求項４または請求項５記載の光の
   反射体。
7. 【請求項７】 前記金属層は、複数の異なる種類の金属
   の層によって形成されることを特徴とする請求項４乃至
   請求項６のいずれかに記載の光の反射体。
8. 【請求項８】 前記金属層は、金、銀、アルミニウムの
   うち少なくとも２以上の金属の層から形成されることを
   特徴とする請求項７記載の光の反射体。
9. 【請求項９】 前記金属層は、前記反射面における前記
   伝搬光の入射する側に近いほうの金属の層を、遠いほう
   の金属の層より光の反射率の高い金属によって形成する
   ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の光の反
   射体。
10. 【請求項１０】 光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返
    すための光の反射体であって、 前記光ファイバの片端面に、誘電体多層膜を形成して成
    ることを特徴とする光の反射体。
11. 【請求項１１】 光ファイバを伝搬する伝搬光を折り返
    すための光の反射体を有する光増幅器であって、 前記光の反射体は、請求項１乃至請求項１０のいずれか
    に記載の光の反射体であることを特徴とする光増幅器。
12. 【請求項１２】 光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方
    向を制御するためのサーキュレータと、前記伝搬光を折
    り返すための光の反射体と、前記サーキュレータと前記
    光の反射体との間に配設した利得媒質の光ファイバ、あ
    るいは利得媒質の半導体のいずれかと、を有する光増幅
    器であって、 前記光の反射体は、請求項１乃至請求項１０のいずれか
    に記載の光の反射体であることを特徴とする光増幅器。
13. 【請求項１３】 光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方
    向を制御するためのサーキュレータと、前記伝搬光を折
    り返すための光の反射体と、前記サーキュレータと前記
    光の反射体との間に配設した利得媒質の半導体と、を有
    することを特徴とする光増幅器。
14. 【請求項１４】 光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方
    向を制御するためのサーキュレータと、利得媒質の光フ
    ァイバと、を有する光増幅器であって、 前記利得媒質の光ファイバの片端面に、金属層、あるい
    は誘電体多層膜のいずれかを形成したことを特徴とする
    光増幅器。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の光増幅器であって、 前記金属層は、反射面として機能する表面部と、温度上
    昇を抑制する裏面部とを備えた肉厚の金属層であること
    を特徴とする光増幅器。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の光増幅器であって、 前記金属層は、厚さが２０μｍ以上であることを特徴と
    する光増幅器。
17. 【請求項１７】 請求項１５または請求項１６記載の光
    増幅器であって、 前記金属層は、複数の異なる種類の金属の層によって形
    成されることを特徴とする光増幅器。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の光増幅器であって、 前記金属層は、金、銀、アルミニウムのうち少なくとも
    ２以上の金属の層から形成されることを特徴とする光増
    幅器。
19. 【請求項１９】 請求項１７または請求項１８記載の光
    増幅器であって、 前記金属層は、前記反射面における前記伝搬光の入射す
    る側に近いほうの金属の層を、遠いほうの金属の層より
    光の反射率の高い金属によって形成することを特徴とす
    る光増幅器。
20. 【請求項２０】 光ファイバを伝搬する伝搬光の進行方
    向を制御するためのサーキュレータと、利得媒質の半導
    体と、を有する光増幅器であって、 前記半導体の片端面に、金属層、あるいは誘電体多層膜
    のいずれかを形成したことを特徴とする光増幅器。