JP2002540637A - 単一帯域光ファイバ増幅器 - Google Patents
単一帯域光ファイバ増幅器Info
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- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、増幅ファイバ４と、ポンピング手段３と、増幅自然放出雑音を増幅ファイバに戻すための戻し手段２０、１１とを備える単一帯域光ファイバ増幅器１０に関する。本発明は、増幅自然放出雑音を、増幅される信号の伝搬方向と反対の伝搬方向に、増幅ファイバへ戻すことによって、増幅自然放出雑音による損失を制限することを可能にする。
Description
【０００１】 本発明は、光ファイバ増幅器に関する。
【０００２】 このような増幅器は、一定の間隔でライン損を補償するために光ファイバ伝送
システムにおいて使用される。光ファイバ増幅器は、ドープファイバ、例えばエ
ルビウムドープファイバ、およびポンピング手段を含む。ポンピングによって得
られる反転分布により、信号を増幅することが可能となる。
システムにおいて使用される。光ファイバ増幅器は、ドープファイバ、例えばエ
ルビウムドープファイバ、およびポンピング手段を含む。ポンピングによって得
られる反転分布により、信号を増幅することが可能となる。
【０００３】 このタイプの増幅器に関する問題は、雑音の問題である。増幅自然放出（ＡＳ
Ｅ）によるパワー損が観測されている。このような雑音は、ファイバに沿って両
方向に伝搬する。
Ｅ）によるパワー損が観測されている。このような雑音は、ファイバに沿って両
方向に伝搬する。
【０００４】 増幅自然放出雑音は、特に、放出実効面積が最大（例えばエルビウムドープフ
ァイバの場合、１．５μｍの窓内）になる波長で放出される。また、反転分布が
高い程、ＡＳＥ雑音レベルが高くなる。したがって、ＡＳＥ雑音レベルは、ドー
プファイバ端がポンピング手段と隣接する部分で特に高くなる。その部分は、ポ
ンピングレベルが最も高い部分である。
ァイバの場合、１．５μｍの窓内）になる波長で放出される。また、反転分布が
高い程、ＡＳＥ雑音レベルが高くなる。したがって、ＡＳＥ雑音レベルは、ドー
プファイバ端がポンピング手段と隣接する部分で特に高くなる。その部分は、ポ
ンピングレベルが最も高い部分である。
【０００５】 この問題に対する一解決方法が、Ｊ．Ｍａｓｓｉｃｏｔ他の論文「Ｌｏｗ ｎ
ｏｉｓｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｒ３＋ ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａ
ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ａｒｏｕｎｄ １．６μｍ」、Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ．Ｌｅｔｔ．、２０、ｐ．１９２４〜１９２５、１９９２年、に記載されて
いる。この論文は、２種類の異なる波長で動作する２個のポンプを用いて、エル
ビウムドープファイバ増幅器の増幅自然放出雑音を低減することを提案している
。１．４８μｍで動作する主ポンプを使用して高反転分布を得、１．５５５μｍ
で動作する補助ポンプを使用して増幅器を飽和させ、反転分布を３５％に減少さ
せている。これにより、増幅自然放出の蓄積を減少させることができる。
ｏｉｓｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｒ３＋ ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａ
ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ａｒｏｕｎｄ １．６μｍ」、Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ．Ｌｅｔｔ．、２０、ｐ．１９２４〜１９２５、１９９２年、に記載されて
いる。この論文は、２種類の異なる波長で動作する２個のポンプを用いて、エル
ビウムドープファイバ増幅器の増幅自然放出雑音を低減することを提案している
。１．４８μｍで動作する主ポンプを使用して高反転分布を得、１．５５５μｍ
で動作する補助ポンプを使用して増幅器を飽和させ、反転分布を３５％に減少さ
せている。これにより、増幅自然放出の蓄積を減少させることができる。
【０００６】 この構成には、特に、２個の異なる波長のポンプを必要とするという欠点があ
り、装置を複雑かつコストの高いものにしている。
り、装置を複雑かつコストの高いものにしている。
【０００７】 Ｙ．Ｓｕｎ他の論文「８０ｎｍ ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ ｅｒｂｉｕｍ
−ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」、Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．、２３、ｐ．１９６５〜１９６７、１９９７年に、２つのセ
クション、すなわち、共通の第１のセクションと分割帯域の第２のセクションと
から成るエルビウムドープファイバ増幅器が記載されている。光チャンネルは、
第１の増幅セクションを通過した後、いわゆるＣ帯域およびＬ帯域の２つの波長
帯域に分割される。ファイバ内に組み込まれ、Ｃ帯域を反射するサーキュレータ
および広帯域ブラッグ格子を使用して、第２のセクションの前後で、２つの帯域
をそれぞれマルチプレクスおよびデマルチプレクスしている。したがって、第２
のセクションでは、２つの帯域がそれぞれ個別に増幅される。
−ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」、Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．、２３、ｐ．１９６５〜１９６７、１９９７年に、２つのセ
クション、すなわち、共通の第１のセクションと分割帯域の第２のセクションと
から成るエルビウムドープファイバ増幅器が記載されている。光チャンネルは、
第１の増幅セクションを通過した後、いわゆるＣ帯域およびＬ帯域の２つの波長
帯域に分割される。ファイバ内に組み込まれ、Ｃ帯域を反射するサーキュレータ
および広帯域ブラッグ格子を使用して、第２のセクションの前後で、２つの帯域
をそれぞれマルチプレクスおよびデマルチプレクスしている。したがって、第２
のセクションでは、２つの帯域がそれぞれ個別に増幅される。
【０００８】 しかしこの論文は、増幅自然放出雑音の低減の問題については言及していない
。
。
【０００９】 本発明は、増幅自然放出雑音によるパワー損の制限を可能にする、単一帯域光
ファイバ増幅器を提案する。本発明は、単純で安価かつ実施容易な解決手段を提
案するものである。
ファイバ増幅器を提案する。本発明は、単純で安価かつ実施容易な解決手段を提
案するものである。
【００１０】 本発明は、より正確には、増幅ファイバと、増幅ファイバをポンピングするた
めのポンピング手段と、増幅自然放出雑音を増幅ファイバに戻すための戻し手段
とを備える単一帯域光ファイバ増幅器を提供する。この増幅器において、戻し手
段は、増幅される光信号の伝搬方向に関して、増幅ファイバの上流側の増幅自然
放出雑音を引き出す入口ポートと、前記引き出された雑音を、前記増幅ファイバ
の下流側へ、前記増幅される光信号の伝搬方向と反対の伝搬方向に注入する出口
ポートとを備えている。
めのポンピング手段と、増幅自然放出雑音を増幅ファイバに戻すための戻し手段
とを備える単一帯域光ファイバ増幅器を提供する。この増幅器において、戻し手
段は、増幅される光信号の伝搬方向に関して、増幅ファイバの上流側の増幅自然
放出雑音を引き出す入口ポートと、前記引き出された雑音を、前記増幅ファイバ
の下流側へ、前記増幅される光信号の伝搬方向と反対の伝搬方向に注入する出口
ポートとを備えている。
【００１１】 好ましい一実施形態では、戻し手段は、サーキュレータおよび戻りファイバを
備え、サーキュレータが、増幅自然放出雑音を、戻りファイバへ戻し、戻りファ
イバは、増幅ファイバに結合されている。
備え、サーキュレータが、増幅自然放出雑音を、戻りファイバへ戻し、戻りファ
イバは、増幅ファイバに結合されている。
【００１２】 ポンピング手段を、増幅ファイバと戻し手段との間に配置することが有利であ
る。
る。
【００１３】 増幅器を用いて増幅される信号の波長は、おおよそ１５８５ｎｍであることが
好ましい。
好ましい。
【００１４】 例えば、ポンピング手段は、おおよそ１４８０ｎｍまたは９８０ｎｍの波長で
放出する。
放出する。
【００１５】 増幅ファイバは、希土類イオンでドープされたファイバであることが有利であ
る。
る。
【００１６】 本発明は、さらに、特許請求の範囲のいずれか一項に記載の増幅器を含む光フ
ァイバ伝送システムを提供する。
ァイバ伝送システムを提供する。
【００１７】 本発明のその他の特徴および利点は、例として、かつ、唯一の図面に関して行
なう、本発明の実施形態の以下の説明を読むことにより、明らかになるであろう
。
なう、本発明の実施形態の以下の説明を読むことにより、明らかになるであろう
。
【００１８】 本発明は、ドープファイバに雑音を戻すための戻し手段を用いることによって
、光ファイバ増幅器内の増幅自然放出雑音によるパワー損を制限することを提案
する。したがって、増幅自然放出雑音は、ドープファイバに戻され、ドープファ
イバで維持される。特に、サーキュレータおよび前記雑音をドープファイバに戻
す追加ファイバによって、増幅自然放出雑音を、ドープファイバに戻すことがで
きる。
、光ファイバ増幅器内の増幅自然放出雑音によるパワー損を制限することを提案
する。したがって、増幅自然放出雑音は、ドープファイバに戻され、ドープファ
イバで維持される。特に、サーキュレータおよび前記雑音をドープファイバに戻
す追加ファイバによって、増幅自然放出雑音を、ドープファイバに戻すことがで
きる。
【００１９】 一度ドープファイバに戻されると、増幅自然放出雑音は、ドープファイバに沿
ったポンピングに寄与することができる。したがって、本発明は、増幅器のパワ
ー変換効率を向上することができる。
ったポンピングに寄与することができる。したがって、本発明は、増幅器のパワ
ー変換効率を向上することができる。
【００２０】 図に示す、本発明による光ファイバ増幅器の実施形態では、増幅器が、入口５
を介して増幅される信号を受け取り、増幅された信号を出口６に送っている。増
幅器は、ドープファイバ４およびポンピング手段３を含んでいる。
を介して増幅される信号を受け取り、増幅された信号を出口６に送っている。増
幅器は、ドープファイバ４およびポンピング手段３を含んでいる。
【００２１】 特に、エルビウムドープファイバを使用することが可能である。エルビウムド
ープファイバの放出帯域は、おおよそ１．５４μｍであり、１．６μｍ領域の増
幅器用に使用されている。
ープファイバの放出帯域は、おおよそ１．５４μｍであり、１．６μｍ領域の増
幅器用に使用されている。
【００２２】 このような増幅器の構造および動作は、それ自体知られている。
【００２３】 ドープファイバを、矢印７で示される信号伝搬方向に、または逆方向にポンピ
ングによって、あるいは、それぞれ２方向の一方に向けられた２つのポンピング
手段によるポンピングによってポンプすることができる。
ングによって、あるいは、それぞれ２方向の一方に向けられた２つのポンピング
手段によるポンピングによってポンプすることができる。
【００２４】 ポンプパワーは、それ自体知られている方法で制御されるため、本明細書では
、詳細説明は省略する。
、詳細説明は省略する。
【００２５】 図に示す例では、光ファイバ増幅器１０は、矢印７で示される信号伝搬方向に
放出するポンプを含んでいる。光ファイバに二方向性を与える場合、このポンピ
ングは、逆方向にも実施することができる。同様に、それぞれ２方向の一方に放
出する２つのポンプを提供することが可能であり、またそれは、本発明による増
幅器と両立する。
放出するポンプを含んでいる。光ファイバに二方向性を与える場合、このポンピ
ングは、逆方向にも実施することができる。同様に、それぞれ２方向の一方に放
出する２つのポンプを提供することが可能であり、またそれは、本発明による増
幅器と両立する。
【００２６】 図に示す例では、戻し手段は、サーキュレータ２０および第２のファイバ、す
なわち「戻りファイバ」１１を含んでいる。
なわち「戻りファイバ」１１を含んでいる。
【００２７】 サーキュレータ２０は、第１のポートを介して増幅される信号を受け取り、前
記増幅される信号を第２のポートへ、ドープファイバへ向けて送信する。また、
サーキュレータ２０は、その第２のポートで増幅自然放出雑音を受け取り、前記
雑音を、戻りファイバ１１が接続されているその第３のポートへ供給する。
記増幅される信号を第２のポートへ、ドープファイバへ向けて送信する。また、
サーキュレータ２０は、その第２のポートで増幅自然放出雑音を受け取り、前記
雑音を、戻りファイバ１１が接続されているその第３のポートへ供給する。
【００２８】 戻りファイバ１１は、結合器９を介してドープファイバ４に接続されており、
戻りファイバから入ってくる雑音を、ドープファイバに結合している。
戻りファイバから入ってくる雑音を、ドープファイバに結合している。
【００２９】 図に示す実施形態では、ポンピング手段３は、サーキュレータ２０とドープフ
ァイバの間に配置されている。以下で説明するように、この構成は、ポンピング
手段の近傍に存在している増幅自然放出雑音を、ドープファイバへ戻すことを可
能にしている。
ァイバの間に配置されている。以下で説明するように、この構成は、ポンピング
手段の近傍に存在している増幅自然放出雑音を、ドープファイバへ戻すことを可
能にしている。
【００３０】 図に示す実施形態は、サーキュレータ２０が、このタイプの増幅器に普通に設
けられているアイソレータに取って代わる限りにおいて、信号の伝送に影響を及
ぼすことはない。サーキュレータの挿入損は、アイソレータの挿入損とほぼ同じ
大きさである。この実施形態は、増幅自然放出雑音を、信号の伝搬方向と逆方向
に、ドープファイバへ戻すことを可能にしている。
けられているアイソレータに取って代わる限りにおいて、信号の伝送に影響を及
ぼすことはない。サーキュレータの挿入損は、アイソレータの挿入損とほぼ同じ
大きさである。この実施形態は、増幅自然放出雑音を、信号の伝搬方向と逆方向
に、ドープファイバへ戻すことを可能にしている。
【００３１】 本発明は、特に、単一帯域増幅器への適用が可能である。単一帯域光ファイバ
増幅器は、同一ファイバ内の全ての動作信号を処理し、デマルチプレクス装置に
より、動作信号を波長別に、あるいは波長グループ別に分離しない。
増幅器は、同一ファイバ内の全ての動作信号を処理し、デマルチプレクス装置に
より、動作信号を波長別に、あるいは波長グループ別に分離しない。
【００３２】 本発明は、さらに、本発明による単一帯域光ファイバ増幅器を少なくとも１個
含む、光ファイバ伝送システムを提供する。伝送システムで、本発明による増幅
器のみを、あるいは、本発明による増幅器と従来の増幅器を組み合わせて使用す
ることができる。
含む、光ファイバ伝送システムを提供する。伝送システムで、本発明による増幅
器のみを、あるいは、本発明による増幅器と従来の増幅器を組み合わせて使用す
ることができる。
【００３３】 最後に、本発明は、増幅自然放出雑音をドープファイバへ戻すために、光ファ
イバ増幅器での戻し手段の使用を提供している。この方式は、その他の増幅器に
も適用される。
イバ増幅器での戻し手段の使用を提供している。この方式は、その他の増幅器に
も適用される。
【００３４】 当然、本発明は、以上説明し、示した実施形態に制限されるものではなく、当
業者には様々な変形態様が可能である。
業者には様々な変形態様が可能である。
【００３５】 最後に、希土類イオンでドープされたファイバに適用して本発明を説明したが
、本発明は、例えば誘導ラマン散乱による増幅に使用されるファイバなど、他の
任意の種類の増幅ファイバにも適用される。
、本発明は、例えば誘導ラマン散乱による増幅に使用されるファイバなど、他の
任意の種類の増幅ファイバにも適用される。
【図１】 本発明による光ファイバ増幅器の一実施形態を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 増幅ファイバ（４）と、増幅ファイバをポンピングするため
のポンピング手段（３）と、増幅自然放出雑音を増幅ファイバに戻すための戻し
手段（２０、１１）とを備える単一帯域光ファイバ増幅器であって、戻し手段が
、増幅される光信号の伝搬方向に関して、増幅ファイバから上流側の増幅自然放
出雑音を引き出す入口ポートと、前記引き出した雑音を、前記増幅ファイバの下
流側に、かつ、前記増幅される光信号の伝搬方向と逆の伝搬方向に注入する出口
ポートとを備えることを特徴とする、単一帯域光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 戻し手段が、サーキュレータ（２０）と、戻りファイバ（１
１）とを備え、サーキュレータは、増幅自然放出雑音を戻りファイバ（１１）へ
戻し、戻りファイバは、増幅ファイバ（４）に結合されていることを特徴とする
請求項１に記載の増幅器。 - 【請求項３】 ポンピング手段（３）が、増幅ファイバ（４）と戻し手段（
２０、１１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２のいず
れか一項に記載の増幅器。 - 【請求項４】 増幅器によって増幅される信号の波長が、おおよそ１５８５
ｎｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の増幅器。 - 【請求項５】 ポンピング手段（３）が、おおよそ１４８０ｎｍまたは９８
０ｎｍの波長で放出す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
の増幅器。 - 【請求項６】 増幅ファイバが、希土類イオンでドープされたファイバであ
ることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の増幅器。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一項に記載の増幅器を含むことを
特徴とする光ファイバ伝送システム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9903865A FR2791820B1 (fr) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | Amplificateur a fibre optique monobande |
| FR99/03865 | 1999-03-29 | ||
| PCT/FR2000/000768 WO2000059080A1 (fr) | 1999-03-29 | 2000-03-28 | Amplificateur a fibre optique monobande |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002540637A true JP2002540637A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=9543729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000608480A Withdrawn JP2002540637A (ja) | 1999-03-29 | 2000-03-28 | 単一帯域光ファイバ増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1041687A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002540637A (ja) |
| AU (1) | AU3661100A (ja) |
| FR (1) | FR2791820B1 (ja) |
| WO (1) | WO2000059080A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000236127A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Nec Corp | 光ファイバ増幅器 |
| CN100410799C (zh) * | 2006-07-17 | 2008-08-13 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 高效循环注入包层泵浦光纤放大器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4179662B2 (ja) * | 1998-04-27 | 2008-11-12 | 富士通株式会社 | 光増幅器及び能動型光ファイバ |
-
1999
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