JP2003069114A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】出力信号光に不要な偏光成分の光が含まれるこ
とを抑制することができる光増幅器を提供する。 【解決手段】偏光子３ａ、３ｂがＥＤＦ６の入力側と出
力側とに接続され、合波カプラ４を介して励起光源５が
接続されている。光伝送路１から送られる信号光のう
ち、スロー軸方向またはファスト軸方向のいずれか一方
の軸方向の直線偏光のみが第１の偏光子３ａを透過する
ことができる。このようにして、直線偏波状態が保持さ
れた信号光は、ＥＤＦ６で光増幅されて第２の偏光子３
ｂに出力される。第２の偏光子３ｂでは、第１の偏光子
３ａを透過した偏光のみが透過するため、増幅された偏
波方向の偏光のみが第２の偏光子３ｂを透過し、光伝送
路１に出力される。
とを抑制することができる光増幅器を提供する。 【解決手段】偏光子３ａ、３ｂがＥＤＦ６の入力側と出
力側とに接続され、合波カプラ４を介して励起光源５が
接続されている。光伝送路１から送られる信号光のう
ち、スロー軸方向またはファスト軸方向のいずれか一方
の軸方向の直線偏光のみが第１の偏光子３ａを透過する
ことができる。このようにして、直線偏波状態が保持さ
れた信号光は、ＥＤＦ６で光増幅されて第２の偏光子３
ｂに出力される。第２の偏光子３ｂでは、第１の偏光子
３ａを透過した偏光のみが透過するため、増幅された偏
波方向の偏光のみが第２の偏光子３ｂを透過し、光伝送
路１に出力される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類添加光ファ
イバを増幅媒体とした光増幅器に関し、特に、優れた直
線偏光状態を有する増幅光を出力することができる光増
幅器に関する。
イバを増幅媒体とした光増幅器に関し、特に、優れた直
線偏光状態を有する増幅光を出力することができる光増
幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いた光増幅器としては、
エルビウムをコアに添加した光ファイバ（以下「ＥＤ
Ｆ」と略記する）を増幅媒体とした光ファイバ増幅器が
広く用いられている。この光増幅器を光変調器などの偏
波依存性が大きい光部品と組み合わせて使用する場合に
は、光増幅器の入出力光の偏波状態が重要となる。この
ような光増幅器では、入出力光に直線偏光が用いられる
ので、信号光の偏波状態を保持するために偏波保持型の
光増幅器が用いられている。この偏波保持型の光増幅器
について、特開平７−１４２７９８号公報や特開平１１
−１１２０６５号公報において報告されている。
エルビウムをコアに添加した光ファイバ（以下「ＥＤ
Ｆ」と略記する）を増幅媒体とした光ファイバ増幅器が
広く用いられている。この光増幅器を光変調器などの偏
波依存性が大きい光部品と組み合わせて使用する場合に
は、光増幅器の入出力光の偏波状態が重要となる。この
ような光増幅器では、入出力光に直線偏光が用いられる
ので、信号光の偏波状態を保持するために偏波保持型の
光増幅器が用いられている。この偏波保持型の光増幅器
について、特開平７−１４２７９８号公報や特開平１１
−１１２０６５号公報において報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような光
増幅器において、入力信号光の偏波状態が理想的な直線
偏光であれば問題ないが、この偏光方向に対して垂直な
方向の偏光成分が含まれている場合には、この不要な垂
直成分の光も増幅されてしまい、出力信号光に不要な偏
光成分の光が含まれることとなる。これは、直線偏光を
入射した時に、直線偏光からこれに垂直な成分に光が漏
れる割合（以下「クロストーク」と略記する）が増加す
ることを意味し、偏波保持型光増幅器の性能の劣化を引
き起こす。本発明は、このような問題点を解決するため
になされたもので、出力信号光に不要な偏光成分の光が
含まれることを抑制することができる光増幅器を提供す
ることを目的とする。
増幅器において、入力信号光の偏波状態が理想的な直線
偏光であれば問題ないが、この偏光方向に対して垂直な
方向の偏光成分が含まれている場合には、この不要な垂
直成分の光も増幅されてしまい、出力信号光に不要な偏
光成分の光が含まれることとなる。これは、直線偏光を
入射した時に、直線偏光からこれに垂直な成分に光が漏
れる割合（以下「クロストーク」と略記する）が増加す
ることを意味し、偏波保持型光増幅器の性能の劣化を引
き起こす。本発明は、このような問題点を解決するため
になされたもので、出力信号光に不要な偏光成分の光が
含まれることを抑制することができる光増幅器を提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、希土類元素をコアに添加
した偏波保持型光ファイバを増幅媒体とし、この偏波保
持型光ファイバを励起するための励起光源を備えた光増
幅器において、偏波保持型光ファイバの入力側に、偏波
保持型光ファイバを伝搬する際の伝搬速度が遅い偏光成
分であるスロー軸方向成分と、このスロー軸に直交し伝
搬速度が速い偏光成分であるファスト軸方向成分のいず
れか一方の直線偏光のみを透過させる第１の直線偏光透
過部品が接続され、偏波保持型光ファイバの出力側に、
第１の直線偏光透過部品と略同一の光学特性を持ち、第
１の直線偏光透過部品を透過した直線偏光のみが透過で
きるように設定された第２の直線偏光透過部品が接続さ
れていることを特徴とする光増幅器である。このような
手段により、信号光の直線偏光状態を保持して光増幅を
行い、不要な偏光成分の光を増幅することを防止するこ
とができる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
増幅器において、偏波保持型光ファイバにエルビウムが
添加されていることを特徴とする。請求項３記載の発明
は、請求項１又は２記載の光増幅器において、増幅媒
体、励起光源、直線偏光透過部品等の光部品が偏波保持
型光ファイバによって接続されていることを特徴とす
る。
めに、請求項１記載の発明は、希土類元素をコアに添加
した偏波保持型光ファイバを増幅媒体とし、この偏波保
持型光ファイバを励起するための励起光源を備えた光増
幅器において、偏波保持型光ファイバの入力側に、偏波
保持型光ファイバを伝搬する際の伝搬速度が遅い偏光成
分であるスロー軸方向成分と、このスロー軸に直交し伝
搬速度が速い偏光成分であるファスト軸方向成分のいず
れか一方の直線偏光のみを透過させる第１の直線偏光透
過部品が接続され、偏波保持型光ファイバの出力側に、
第１の直線偏光透過部品と略同一の光学特性を持ち、第
１の直線偏光透過部品を透過した直線偏光のみが透過で
きるように設定された第２の直線偏光透過部品が接続さ
れていることを特徴とする光増幅器である。このような
手段により、信号光の直線偏光状態を保持して光増幅を
行い、不要な偏光成分の光を増幅することを防止するこ
とができる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
増幅器において、偏波保持型光ファイバにエルビウムが
添加されていることを特徴とする。請求項３記載の発明
は、請求項１又は２記載の光増幅器において、増幅媒
体、励起光源、直線偏光透過部品等の光部品が偏波保持
型光ファイバによって接続されていることを特徴とす
る。
【０００５】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の光増幅器において、第１の直線偏光透過部品、
第２の直線偏光透過部品の少なくとも一方は、偏光子で
あることを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項
１、２、３又は４記載の光増幅器において、第１の直線
偏光透過部品、第２の直線偏光透過部品の少なくとも一
方は、一方の直線偏光のみを透過し、これに垂直な偏光
成分から成る直線偏光は透過させない偏波依存型光アイ
ソレータであることを特徴とする。請求項６記載の発明
は、請求項１、２、３、４又は５記載の光増幅器におい
て、 励起光源による励起方法は、励起光を信号光の進
行方向と同じ方向に入射して励起する前方向励起、励起
光を信号光の進行方向と逆の方向に入射して励起する後
方向励起、または励起光を信号光の進行方向に対して同
じ方向と逆の方向の双方向から入射して励起する双方向
励起のいずれかによるものであることを特徴とする。請
求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６
記載の光増幅器において、入力光又は出力光の一部をモ
ニタ光として分岐するための偏波保持型光分岐カプラ
を、第１の直線偏光透過部品の入力側又は第２の直線偏
光透過部品の出力側に、少なくとも１つ設けたことを特
徴とする。このような手段により、入出力光の偏波状態
をモニタしつつ光増幅を行い、光パワーを安定に保ちな
がら、直線偏光状態が維持された増幅光を出力すること
ができる。請求項８記載の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６又は７記載の光増幅器において、エルビウム
が添加されている偏波保持型光ファイバの長さが３２０
ｍ以下であることを特徴とする。請求項９記載の発明
は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の光
増幅器において、エルビウムが添加されている偏波保持
型光ファイバが、コアの外方のクラッド内に該コアに対
して対称的に配された応力付与部を有することを特徴と
する。
３記載の光増幅器において、第１の直線偏光透過部品、
第２の直線偏光透過部品の少なくとも一方は、偏光子で
あることを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項
１、２、３又は４記載の光増幅器において、第１の直線
偏光透過部品、第２の直線偏光透過部品の少なくとも一
方は、一方の直線偏光のみを透過し、これに垂直な偏光
成分から成る直線偏光は透過させない偏波依存型光アイ
ソレータであることを特徴とする。請求項６記載の発明
は、請求項１、２、３、４又は５記載の光増幅器におい
て、 励起光源による励起方法は、励起光を信号光の進
行方向と同じ方向に入射して励起する前方向励起、励起
光を信号光の進行方向と逆の方向に入射して励起する後
方向励起、または励起光を信号光の進行方向に対して同
じ方向と逆の方向の双方向から入射して励起する双方向
励起のいずれかによるものであることを特徴とする。請
求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６
記載の光増幅器において、入力光又は出力光の一部をモ
ニタ光として分岐するための偏波保持型光分岐カプラ
を、第１の直線偏光透過部品の入力側又は第２の直線偏
光透過部品の出力側に、少なくとも１つ設けたことを特
徴とする。このような手段により、入出力光の偏波状態
をモニタしつつ光増幅を行い、光パワーを安定に保ちな
がら、直線偏光状態が維持された増幅光を出力すること
ができる。請求項８記載の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６又は７記載の光増幅器において、エルビウム
が添加されている偏波保持型光ファイバの長さが３２０
ｍ以下であることを特徴とする。請求項９記載の発明
は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の光
増幅器において、エルビウムが添加されている偏波保持
型光ファイバが、コアの外方のクラッド内に該コアに対
して対称的に配された応力付与部を有することを特徴と
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、光増幅器の入力側と出力側とに、偏波保持型
光ファイバを伝搬する２つの偏波方向、すなわち、光の
伝搬速度が遅い軸（以下「スロー軸」と略記する）方向
と、このスロー軸に直交し、光の伝搬速度が速い軸（以
下「ファスト軸」と略記する）方向のいずれか一方の軸
方向の直線偏光のみを透過させるための直線偏光透過部
品を接続して、入力信号光の直線偏光に対して垂直な偏
光成分を除去し、この不要な偏光成分の光が増幅される
ことを防止するものである。ここで用いられる、直線偏
光透過部品として、偏光子、偏光依存型光アイソレータ
等を用いることができる。
本発明は、光増幅器の入力側と出力側とに、偏波保持型
光ファイバを伝搬する２つの偏波方向、すなわち、光の
伝搬速度が遅い軸（以下「スロー軸」と略記する）方向
と、このスロー軸に直交し、光の伝搬速度が速い軸（以
下「ファスト軸」と略記する）方向のいずれか一方の軸
方向の直線偏光のみを透過させるための直線偏光透過部
品を接続して、入力信号光の直線偏光に対して垂直な偏
光成分を除去し、この不要な偏光成分の光が増幅される
ことを防止するものである。ここで用いられる、直線偏
光透過部品として、偏光子、偏光依存型光アイソレータ
等を用いることができる。
【０００７】まず、本発明の光増幅器の第１の例とし
て、直線偏光透過部品として偏光子を用いた光増幅器に
ついて説明する。図１に、この例の光増幅器の構成を示
す。図１中、符号１は光伝送路であり、この光伝送路１
は、第１の光アイソレータ２ａの入力ポートに接続され
ている。この第１の光アイソレータ２ａの出力ポートに
は第１の偏光子３ａが接続され、この第１の偏光子３ａ
は合波カプラ４の一方の入力ポートに接続されている。
この合波カプラ４の他方の入力ポートには、レーザダイ
オードなどの励起光源５が接続され、合波カプラ４の出
力ポートは、増幅媒体であるＥＤＦ６の一端に接続され
ている。このＥＤＦ６の他端は第２の光アイソレータ２
ｂの入力ポートに接続され、第２の光アイソレータ２ｂ
の出力ポートには第２の偏光子３ｂが接続されている。
この第２の偏光子３ｂは光伝送路１に接続されている。
この例においては、各光部品間の接続は融着接続によっ
て行われている。
て、直線偏光透過部品として偏光子を用いた光増幅器に
ついて説明する。図１に、この例の光増幅器の構成を示
す。図１中、符号１は光伝送路であり、この光伝送路１
は、第１の光アイソレータ２ａの入力ポートに接続され
ている。この第１の光アイソレータ２ａの出力ポートに
は第１の偏光子３ａが接続され、この第１の偏光子３ａ
は合波カプラ４の一方の入力ポートに接続されている。
この合波カプラ４の他方の入力ポートには、レーザダイ
オードなどの励起光源５が接続され、合波カプラ４の出
力ポートは、増幅媒体であるＥＤＦ６の一端に接続され
ている。このＥＤＦ６の他端は第２の光アイソレータ２
ｂの入力ポートに接続され、第２の光アイソレータ２ｂ
の出力ポートには第２の偏光子３ｂが接続されている。
この第２の偏光子３ｂは光伝送路１に接続されている。
この例においては、各光部品間の接続は融着接続によっ
て行われている。
【０００８】この例の光増幅器においては、光伝送路１
から送られる信号光のうち、スロー軸方向またはファス
ト軸方向のいずれか一方の軸方向の直線偏光のみが第１
の偏光子３ａを透過することができる。この偏光子３ａ
は、偏光プリズムや、偏光角での反射を利用したガラス
板等からなり、１つの偏光軸方向の直線偏光のみを透過
させる機能を有するものである。このようにして、直線
偏光状態が保持された信号光は、合波カプラ４において
励起光源５から送られる励起光と合波されてＥＤＦ６に
入力され、ここで光増幅されてＥＤＦ６の他端から第２
の偏光子３ｂに出力される。第２の偏光子３ｂでは、第
１の偏光子３ａを透過した直線偏光のみが透過するた
め、増幅された偏波方向の偏光のみが第２の偏光子３ｂ
を透過し、光伝送路１に出力される。この例の光ファイ
バ増幅器によると、偏光子を用いて信号光の直線偏光状
態を保持して光増幅を行うため、不要な偏光成分の光が
増幅されることを防止して、直線偏光状態が維持された
増幅光を出力することができる光増幅器を実現すること
ができる。
から送られる信号光のうち、スロー軸方向またはファス
ト軸方向のいずれか一方の軸方向の直線偏光のみが第１
の偏光子３ａを透過することができる。この偏光子３ａ
は、偏光プリズムや、偏光角での反射を利用したガラス
板等からなり、１つの偏光軸方向の直線偏光のみを透過
させる機能を有するものである。このようにして、直線
偏光状態が保持された信号光は、合波カプラ４において
励起光源５から送られる励起光と合波されてＥＤＦ６に
入力され、ここで光増幅されてＥＤＦ６の他端から第２
の偏光子３ｂに出力される。第２の偏光子３ｂでは、第
１の偏光子３ａを透過した直線偏光のみが透過するた
め、増幅された偏波方向の偏光のみが第２の偏光子３ｂ
を透過し、光伝送路１に出力される。この例の光ファイ
バ増幅器によると、偏光子を用いて信号光の直線偏光状
態を保持して光増幅を行うため、不要な偏光成分の光が
増幅されることを防止して、直線偏光状態が維持された
増幅光を出力することができる光増幅器を実現すること
ができる。
【０００９】次に、本発明の光増幅器の第２の例とし
て、直線偏光透過部品として偏波依存型光アイソレータ
を用いた光増幅器について説明する。この偏波依存型光
アイソレータとは、ある偏光軸方向の直線偏光は透過す
るが、この偏光軸に対して垂直な方向の偏光成分からな
る直線偏光は透過しない特性を持つ光アイソレータをい
う。図２に、この例の光増幅器の構成を示す。図２中、
符号１は光伝送路であり、この光伝送路１は、第１の偏
波依存型光アイソレータ７ａの入力ポートに接続されて
いる。この第１の光アイソレータ７ａの出力ポートは、
合波カプラ４の一方の入力ポートに接続されている。こ
の合波カプラ４の他の入力ポートには、励起光源５が接
続され、合波カプラ４の出力ポートは、増幅媒体である
ＥＤＦ６の一端に接続されている。このＥＤＦ６の他端
は第２の偏波依存型光アイソレータ７ｂの入力ポートに
接続され、第２の偏波依存型光アイソレータ７ｂの出力
ポートは光伝送路１に接続されている。この例において
も、各光部品間の接続は融着接続によって行われてい
る。
て、直線偏光透過部品として偏波依存型光アイソレータ
を用いた光増幅器について説明する。この偏波依存型光
アイソレータとは、ある偏光軸方向の直線偏光は透過す
るが、この偏光軸に対して垂直な方向の偏光成分からな
る直線偏光は透過しない特性を持つ光アイソレータをい
う。図２に、この例の光増幅器の構成を示す。図２中、
符号１は光伝送路であり、この光伝送路１は、第１の偏
波依存型光アイソレータ７ａの入力ポートに接続されて
いる。この第１の光アイソレータ７ａの出力ポートは、
合波カプラ４の一方の入力ポートに接続されている。こ
の合波カプラ４の他の入力ポートには、励起光源５が接
続され、合波カプラ４の出力ポートは、増幅媒体である
ＥＤＦ６の一端に接続されている。このＥＤＦ６の他端
は第２の偏波依存型光アイソレータ７ｂの入力ポートに
接続され、第２の偏波依存型光アイソレータ７ｂの出力
ポートは光伝送路１に接続されている。この例において
も、各光部品間の接続は融着接続によって行われてい
る。
【００１０】この例の光増幅器においても、光伝送路１
から送られる信号光のうち、スロー軸方向またはファス
ト軸方向のいずれか一方の軸方向の直線偏光のみが第１
の偏波依存型アイソレータ７ａを透過することができ
る。このようにして、直線偏光状態が保持された信号光
は、合波カプラ４において励起光源５から送られる励起
光と合波されてＥＤＦ６に入力され、ここで光増幅され
てＥＤＦ６の他端から第２の偏波依存型アイソレータ７
ｂに出力される。第２の偏波依存型アイソレータ７ｂで
は、第１の偏波依存型アイソレータ７ａを透過した直線
偏光のみが透過するため、増幅された偏波方向の偏光の
みが第２の偏波依存型アイソレータ７ｂを透過し、光伝
送路１に出力される。この例の光ファイバ増幅器による
と、偏波依存型光アイソレータを用いて信号光の直線偏
光状態を保持して光増幅を行うため、不要な偏光成分の
光が増幅されることを防止して、直線偏光状態が維持さ
れた増幅光を出力することができる光増幅器を実現する
ことができる。
から送られる信号光のうち、スロー軸方向またはファス
ト軸方向のいずれか一方の軸方向の直線偏光のみが第１
の偏波依存型アイソレータ７ａを透過することができ
る。このようにして、直線偏光状態が保持された信号光
は、合波カプラ４において励起光源５から送られる励起
光と合波されてＥＤＦ６に入力され、ここで光増幅され
てＥＤＦ６の他端から第２の偏波依存型アイソレータ７
ｂに出力される。第２の偏波依存型アイソレータ７ｂで
は、第１の偏波依存型アイソレータ７ａを透過した直線
偏光のみが透過するため、増幅された偏波方向の偏光の
みが第２の偏波依存型アイソレータ７ｂを透過し、光伝
送路１に出力される。この例の光ファイバ増幅器による
と、偏波依存型光アイソレータを用いて信号光の直線偏
光状態を保持して光増幅を行うため、不要な偏光成分の
光が増幅されることを防止して、直線偏光状態が維持さ
れた増幅光を出力することができる光増幅器を実現する
ことができる。
【００１１】次に、本発明の光増幅器の第３の例とし
て、分岐カプラを用いて入出力光のパワーをモニタして
光増幅を行う光増幅器について説明する。図３に、この
例の光増幅器の構成を示す。図３中、符号１は光伝送路
であり、この光伝送路１は、第１の偏波保持型光分岐カ
プラ８ａの入力ポートに接続され、この第１の偏波保持
型光分岐カプラ８ａの一方の出力ポートには第１の光検
出器９ａが接続されている。第１の偏波保持型光分岐カ
プラ８ａの他の出力ポートには第１の偏波依存型光アイ
ソレータ７ａの入力ポートが接続され、この第１の光ア
イソレータ７ａの出力ポートは、合波カプラ４の一方の
入力ポートに接続されている。この合波カプラ４の他の
入力ポートには、励起光源５が接続され、合波カプラ４
の出力ポートは、増幅媒体であるＥＤＦ６の一端に接続
されている。
て、分岐カプラを用いて入出力光のパワーをモニタして
光増幅を行う光増幅器について説明する。図３に、この
例の光増幅器の構成を示す。図３中、符号１は光伝送路
であり、この光伝送路１は、第１の偏波保持型光分岐カ
プラ８ａの入力ポートに接続され、この第１の偏波保持
型光分岐カプラ８ａの一方の出力ポートには第１の光検
出器９ａが接続されている。第１の偏波保持型光分岐カ
プラ８ａの他の出力ポートには第１の偏波依存型光アイ
ソレータ７ａの入力ポートが接続され、この第１の光ア
イソレータ７ａの出力ポートは、合波カプラ４の一方の
入力ポートに接続されている。この合波カプラ４の他の
入力ポートには、励起光源５が接続され、合波カプラ４
の出力ポートは、増幅媒体であるＥＤＦ６の一端に接続
されている。
【００１２】このＥＤＦ６の他端は第２の偏波依存型光
アイソレータ７ｂの入力ポートに接続され、第２の偏波
依存型光アイソレータ７ｂの出力ポートは第２の偏波保
持型光分岐カプラ８ｂの入力ポートに接続されている。
この第２の偏波保持型光分岐カプラ８ｂの一方の出力ポ
ートには第２の光検出器９ｂが接続され、他の出力ポー
トは光伝送路１に接続されている。この例においても、
各光部品間の接続は融着接続によって行われている。こ
の例の光増幅器においては、偏波依存型光アイソレータ
７ａ、７ｂによって、直線偏光状態が保持されて増幅信
号光が出力されることは第２の例と同様であるが、偏波
保持型光分岐カプラ８ａ、８ｂを介して第１、第２の光
検出器９ａ、９ｂにより入出力光のパワーがモニタされ
る。この例においては、光分岐カプラが偏波保持型であ
るため、モニタされる入出力光の偏波も保持されてい
る。偏波保持型ではない光分岐カプラを用いた場合に
は、偏波に依存する損失が原因で、光検出器に入射され
るモニタ光のパワーが変化する、あるいは、光検出器の
感度が偏波によって異なるため、光パワーの安定したモ
ニタが不可能であるが、この例の光増幅器においては、
偏波保持型の光分岐カプラを介してモニタを行うことに
よって、偏波に依存する損失や検出器の感度の影響を除
去することができ、光パワーが安定なモニタが可能とな
る。この例の光ファイバ増幅器によると、偏波保持型光
分岐カプラを介して入出力光のパワーをモニタしつつ光
増幅を行うことにより、光パワーを安定に保ちながら、
直線偏光状態が維持された増幅光を出力することができ
る光増幅器を実現することができる。
アイソレータ７ｂの入力ポートに接続され、第２の偏波
依存型光アイソレータ７ｂの出力ポートは第２の偏波保
持型光分岐カプラ８ｂの入力ポートに接続されている。
この第２の偏波保持型光分岐カプラ８ｂの一方の出力ポ
ートには第２の光検出器９ｂが接続され、他の出力ポー
トは光伝送路１に接続されている。この例においても、
各光部品間の接続は融着接続によって行われている。こ
の例の光増幅器においては、偏波依存型光アイソレータ
７ａ、７ｂによって、直線偏光状態が保持されて増幅信
号光が出力されることは第２の例と同様であるが、偏波
保持型光分岐カプラ８ａ、８ｂを介して第１、第２の光
検出器９ａ、９ｂにより入出力光のパワーがモニタされ
る。この例においては、光分岐カプラが偏波保持型であ
るため、モニタされる入出力光の偏波も保持されてい
る。偏波保持型ではない光分岐カプラを用いた場合に
は、偏波に依存する損失が原因で、光検出器に入射され
るモニタ光のパワーが変化する、あるいは、光検出器の
感度が偏波によって異なるため、光パワーの安定したモ
ニタが不可能であるが、この例の光増幅器においては、
偏波保持型の光分岐カプラを介してモニタを行うことに
よって、偏波に依存する損失や検出器の感度の影響を除
去することができ、光パワーが安定なモニタが可能とな
る。この例の光ファイバ増幅器によると、偏波保持型光
分岐カプラを介して入出力光のパワーをモニタしつつ光
増幅を行うことにより、光パワーを安定に保ちながら、
直線偏光状態が維持された増幅光を出力することができ
る光増幅器を実現することができる。
【００１３】エルビウムが添加されている偏波保持型光
ファイバの長さは３２０ｍ以下であることが好ましい。
また、エルビウムが添加されている偏波保持型光ファイ
バは、コアの外方のクラッド内にコアに対して対称的に
配された応力付与部を有するファイバ（以下「ＰＡＮＤ
Ａファイバ」と略記する）であることが好ましい。ＰＡ
ＮＤＡファイバの実用的なクロストークは−２５ｄＢ／
１００ｍ以下程度とされている。一方、偏波保持型の光
部品のクロストークは一般的に−２０ｄＢ以下とされて
いる。−２０ｄＢのクロストークに相当するファイバ長
は約３２０ｍである。よって、ＰＡＮＤＡファイバを１
つの光部品として扱う場合、３２０ｍより短くすること
が好ましい。また、偏波保持型光ファイバには、Bow-ti
eファイバや楕円コアファイバ等があるが、ＰＡＮＤＡ
ファイバが一般的に広く用いられている。ＰＡＮＤＡフ
ァイバの融着接続の際には、偏光軸の調心を、ファイバ
を光学的に側面視する方法によって行うため、ＰＡＮＤ
Ａ型の希土類添加光ファイバを用いることで、各種光部
品のリードファイバであるＰＡＮＤＡファイバとの融着
接続を容易にかつ低損失で行うことができる。
ファイバの長さは３２０ｍ以下であることが好ましい。
また、エルビウムが添加されている偏波保持型光ファイ
バは、コアの外方のクラッド内にコアに対して対称的に
配された応力付与部を有するファイバ（以下「ＰＡＮＤ
Ａファイバ」と略記する）であることが好ましい。ＰＡ
ＮＤＡファイバの実用的なクロストークは−２５ｄＢ／
１００ｍ以下程度とされている。一方、偏波保持型の光
部品のクロストークは一般的に−２０ｄＢ以下とされて
いる。−２０ｄＢのクロストークに相当するファイバ長
は約３２０ｍである。よって、ＰＡＮＤＡファイバを１
つの光部品として扱う場合、３２０ｍより短くすること
が好ましい。また、偏波保持型光ファイバには、Bow-ti
eファイバや楕円コアファイバ等があるが、ＰＡＮＤＡ
ファイバが一般的に広く用いられている。ＰＡＮＤＡフ
ァイバの融着接続の際には、偏光軸の調心を、ファイバ
を光学的に側面視する方法によって行うため、ＰＡＮＤ
Ａ型の希土類添加光ファイバを用いることで、各種光部
品のリードファイバであるＰＡＮＤＡファイバとの融着
接続を容易にかつ低損失で行うことができる。
【００１４】上述した光増幅器の第１、第２、第３の例
において、各光部品を接続している光ファイバは偏波保
持型光ファイバであることが好ましい。光増幅媒体につ
いては、その一例として、ＥＤＦを用いる場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、光増幅機
能を有する他の希土類添加光ファイバを用いてもよい。
また、励起方法は、図１、２、３においては、励起光を
信号光の進行方向と同じ方向に入射して励起する前方向
励起について示しているが、これに限定されるものでは
なく、励起光を信号光の進行方向と逆の方向に入射して
励起する後方向励起であってもよく、または励起光を信
号光の進行方向に対して同じ方向と逆の方向の双方向か
ら入射して励起する双方向励起であってもよい。また、
アイソレータ、偏光子、合波カプラを個別の光部品とし
て組み込むことに限定されず、これらの光部品を一体化
した光複合モジュールとし、この光複合モジュールを組
み込むことも可能である。
において、各光部品を接続している光ファイバは偏波保
持型光ファイバであることが好ましい。光増幅媒体につ
いては、その一例として、ＥＤＦを用いる場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、光増幅機
能を有する他の希土類添加光ファイバを用いてもよい。
また、励起方法は、図１、２、３においては、励起光を
信号光の進行方向と同じ方向に入射して励起する前方向
励起について示しているが、これに限定されるものでは
なく、励起光を信号光の進行方向と逆の方向に入射して
励起する後方向励起であってもよく、または励起光を信
号光の進行方向に対して同じ方向と逆の方向の双方向か
ら入射して励起する双方向励起であってもよい。また、
アイソレータ、偏光子、合波カプラを個別の光部品とし
て組み込むことに限定されず、これらの光部品を一体化
した光複合モジュールとし、この光複合モジュールを組
み込むことも可能である。
【００１５】
【実施例】以下に、具体例を示す。偏波依存型光アイソ
レータを用いて、図２に示した構成の光増幅器を作製し
た。励起光源には、波長が1480ｎｍの励起光を発するレ
ーザダイオードを用いた。信号光の波長は1550ｎｍ、入
力パワーは−13ｄＢｍ、出力パワーは＋4.5ｄＢｍであ
る。偏波保持型光ファイバのスロー軸方向の入力信号光
のパワーＰsは−13.5ｄＢｍ、ファスト軸方向の入力信
号光のパワーＰfは−23.0ｄＢｍである。
レータを用いて、図２に示した構成の光増幅器を作製し
た。励起光源には、波長が1480ｎｍの励起光を発するレ
ーザダイオードを用いた。信号光の波長は1550ｎｍ、入
力パワーは−13ｄＢｍ、出力パワーは＋4.5ｄＢｍであ
る。偏波保持型光ファイバのスロー軸方向の入力信号光
のパワーＰsは−13.5ｄＢｍ、ファスト軸方向の入力信
号光のパワーＰfは−23.0ｄＢｍである。
【００１６】このようにして作製した光増幅器につい
て、偏波無依存型光アイソレータを用いた場合と比較し
て、出力信号光に含まれる不要な偏光成分の抑制効果に
ついて評価を行った。この評価において使用した光部品
の光学特性を表１に示す。
て、偏波無依存型光アイソレータを用いた場合と比較し
て、出力信号光に含まれる不要な偏光成分の抑制効果に
ついて評価を行った。この評価において使用した光部品
の光学特性を表１に示す。
【表１】
偏波無依存型の光アイソレータを用いた場合、出力信号
光に含まれる不要な偏光成分のパワーは−24.7ｄBｍで
あるのに対し、本発明の、偏波依存型光アイソレータを
用いた光増幅器においては、出力信号光に含まれる不要
な偏光成分のパワーは−36.8ｄBｍであった。以上の結
果から、偏波依存型光アイソレータを用いた光増幅器に
よって、出力信号光に含まれる不要な偏光成分のパワー
が12.1ｄB以上抑制されていることが明らかとなり、偏
波依存型光アイソレータを用いることが、直線偏光状態
を保持した増幅光を得るために有効であることが確認さ
れた。このような結果は、偏光子を用いた場合について
も確認されている。なお、この具体例においては、励起
光の波長を1480ｎｍとしているが、他の波長、例えば98
0ｎｍの励起光を用いてもよい。
光に含まれる不要な偏光成分のパワーは−24.7ｄBｍで
あるのに対し、本発明の、偏波依存型光アイソレータを
用いた光増幅器においては、出力信号光に含まれる不要
な偏光成分のパワーは−36.8ｄBｍであった。以上の結
果から、偏波依存型光アイソレータを用いた光増幅器に
よって、出力信号光に含まれる不要な偏光成分のパワー
が12.1ｄB以上抑制されていることが明らかとなり、偏
波依存型光アイソレータを用いることが、直線偏光状態
を保持した増幅光を得るために有効であることが確認さ
れた。このような結果は、偏光子を用いた場合について
も確認されている。なお、この具体例においては、励起
光の波長を1480ｎｍとしているが、他の波長、例えば98
0ｎｍの励起光を用いてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
偏光子または偏波依存型光アイソレータを用いて信号光
の直線偏光状態を保持して光増幅を行うため、不要な偏
光成分の光が増幅されることを防止して、直線偏光状態
が維持された増幅光を出力することができる光増幅器を
実現することができる。また、偏波保持型光分岐カプラ
を介して入出力光のパワーをモニタしつつ光増幅を行う
ことにより、光パワーを安定に保ちながら、直線偏光状
態が維持された増幅光を出力することができる光増幅器
を実現することができる。
偏光子または偏波依存型光アイソレータを用いて信号光
の直線偏光状態を保持して光増幅を行うため、不要な偏
光成分の光が増幅されることを防止して、直線偏光状態
が維持された増幅光を出力することができる光増幅器を
実現することができる。また、偏波保持型光分岐カプラ
を介して入出力光のパワーをモニタしつつ光増幅を行う
ことにより、光パワーを安定に保ちながら、直線偏光状
態が維持された増幅光を出力することができる光増幅器
を実現することができる。
【図１】直線偏光透過部品として偏光子を用いた光増幅
器の例を示す図である。
器の例を示す図である。
【図２】直線偏光透過部品として偏波依存型光アイソレ
ータを用いた光増幅器の例を示す図である。
ータを用いた光増幅器の例を示す図である。
【図３】分岐カプラを用いて入出力光をモニタして光増
幅を行う光増幅器の例を示す図である。
幅を行う光増幅器の例を示す図である。
３…偏光子、４…合波カプラ、５…励起光源、６…ＥＤ
Ｆ、７…偏波依存型光アイソレータ、８…偏波保持型光
分岐カプラ
Ｆ、７…偏波依存型光アイソレータ、８…偏波保持型光
分岐カプラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 酒井 哲弥
千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ
クラ佐倉事業所内
Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 KK30 MM07 PP07
YY17
Claims (9)
- 【請求項１】 希土類元素をコアに添加した偏波保持型
光ファイバを増幅媒体とし、この偏波保持型光ファイバ
を励起するための励起光源を備えた光増幅器において、 前記偏波保持型光ファイバの入力側に、前記偏波保持型
光ファイバを伝搬する際の伝搬速度が遅い偏光成分であ
るスロー軸方向成分と、このスロー軸に直交し伝搬速度
が速い偏光成分であるファスト軸方向成分のいずれか一
方の直線偏光のみを透過させる第１の直線偏光透過部品
が接続され、 前記偏波保持型光ファイバの出力側に、前記第１の直線
偏光透過部品と略同一の光学特性を持ち、前記第１の直
線偏光透過部品を透過した直線偏光のみが透過できるよ
うに設定された第２の直線偏光透過部品が接続されてい
ることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 前記偏波保持型光ファイバにエルビウム
が添加されていることを特徴とする請求項１記載の光増
幅器。 - 【請求項３】 前記増幅媒体、前記励起光源、前記直線
偏光透過部品等の光部品が偏波保持型光ファイバによっ
て接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載
の光増幅器。 - 【請求項４】 前記第１の直線偏光透過部品、前記第２
の直線偏光透過部品の少なくとも一方は、偏光子である
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の光増幅器。 - 【請求項５】 前記第１の直線偏光透過部品、前記第２
の直線偏光透過部品の少なくとも一方は、一方の直線偏
光のみを透過し、これに垂直な偏光成分から成る直線偏
光は透過させない偏波依存型光アイソレータであること
を特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光増幅器。 - 【請求項６】 前記励起光源による励起方法は、励起光
を信号光の進行方向と同じ方向に入射して励起する前方
向励起、励起光を信号光の進行方向と逆の方向に入射し
て励起する後方向励起、または励起光を信号光の進行方
向に対して同じ方向と逆の方向の双方向から入射して励
起する双方向励起のいずれかによるものであることを特
徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の光増幅器。 - 【請求項７】 入力光又は出力光の一部をモニタ光とし
て分岐するための偏波保持型光分岐カプラを、前記第１
の直線偏光透過部品の入力側又は前記第２の直線偏光透
過部品の出力側に、少なくとも１つ設けたことを特徴と
する請求項１、２、３、４、５又は６記載の光増幅器。 - 【請求項８】 エルビウムが添加されている前記偏波保
持型光ファイバの長さが３２０ｍ以下であることを特徴
とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の光増
幅器。 - 【請求項９】 エルビウムが添加されている前記偏波保
持型光ファイバが、コアの外方のクラッド内に該コアに
対して対称的に配された応力付与部を有することを特徴
とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の
光増幅器。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001256832A JP2003069114A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 光増幅器 |
| US10/188,786 US6597494B2 (en) | 2001-07-13 | 2002-07-03 | Polarization maintaining optical fiber amplifier and optical amplifier |
| CA002392462A CA2392462C (en) | 2001-07-13 | 2002-07-04 | Polarization maintaining optical fiber amplifier and optical amplifier |
| EP02291723A EP1276185B1 (en) | 2001-07-13 | 2002-07-09 | Polarization maintaining optical fiber amplifier |
| DE60214936T DE60214936T2 (de) | 2001-07-13 | 2002-07-09 | Polarisationserhaltender optischer Faserverstärker |
| CN02130396.7A CN1236532C (zh) | 2001-07-13 | 2002-07-11 | 偏振波保持型光纤放大器和光放大器 |
| HK03103706A HK1051443A1 (en) | 2001-07-13 | 2003-05-26 | Polarization maintaining optical fiber amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001256832A JP2003069114A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069114A true JP2003069114A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19084599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001256832A Pending JP2003069114A (ja) | 2001-07-13 | 2001-08-27 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003069114A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018148083A (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-20 | Kddi株式会社 | 光増幅装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04271327A (ja) * | 1991-02-27 | 1992-09-28 | Nec Corp | 光増幅器 |
| JPH055912A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多段光増幅装置 |
| JPH0545682A (ja) * | 1991-08-14 | 1993-02-26 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
| JPH05235442A (ja) * | 1992-02-19 | 1993-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 光増幅器 |
| JPH06196786A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-07-15 | Nec Corp | 光増幅器 |
| JPH0728106A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバ増幅器および光信号伝送システム |
| JPH07142798A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ増幅器 |
| JPH09281532A (ja) * | 1996-04-11 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 光増幅器及び方法並びに光増幅器を有する光伝送システム |
| US5790721A (en) * | 1995-02-21 | 1998-08-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Low-noise fiber-optic amplifier utilizing polarization adjustment |
| JPH11112065A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ増幅器 |
-
2001
- 2001-08-27 JP JP2001256832A patent/JP2003069114A/ja active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04271327A (ja) * | 1991-02-27 | 1992-09-28 | Nec Corp | 光増幅器 |
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| JPH0728106A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバ増幅器および光信号伝送システム |
| JPH07142798A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ増幅器 |
| US5790721A (en) * | 1995-02-21 | 1998-08-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Low-noise fiber-optic amplifier utilizing polarization adjustment |
| JPH09281532A (ja) * | 1996-04-11 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 光増幅器及び方法並びに光増幅器を有する光伝送システム |
| JPH11112065A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ増幅器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018148083A (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-20 | Kddi株式会社 | 光増幅装置 |
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