JP2003133620A - 広帯域光増幅装置 - Google Patents
広帯域光増幅装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類元素ドープファイバ増幅器による増幅
波長帯域に加えて、それ以外の波長帯域の光をも増幅す
ることができる広帯域光増幅装置を提供する。 【解決手段】広帯域信号光を増幅するために使用される
広帯域光増幅装置Ａを、励起光を発生する第１励起光源
１３と第１励起光源１３からの励起光が入力される希土
類元素ドープファイバ１１とを有する第１光増幅器１０
と、励起光を発生する第２励起光源２３と第２励起光源
２３からの励起光が入力される光増幅素子２２とを有し
光増幅素子２２が第２励起光源２３からの励起光のエネ
ルギーを広帯域信号光のうち第１光増幅器１０により増
幅される光以外の波長帯域の光に付与することによりそ
の波長帯域の光を増幅して出力するように構成された第
２光増幅器２０と、を備えたものとする。
波長帯域に加えて、それ以外の波長帯域の光をも増幅す
ることができる広帯域光増幅装置を提供する。 【解決手段】広帯域信号光を増幅するために使用される
広帯域光増幅装置Ａを、励起光を発生する第１励起光源
１３と第１励起光源１３からの励起光が入力される希土
類元素ドープファイバ１１とを有する第１光増幅器１０
と、励起光を発生する第２励起光源２３と第２励起光源
２３からの励起光が入力される光増幅素子２２とを有し
光増幅素子２２が第２励起光源２３からの励起光のエネ
ルギーを広帯域信号光のうち第１光増幅器１０により増
幅される光以外の波長帯域の光に付与することによりそ
の波長帯域の光を増幅して出力するように構成された第
２光増幅器２０と、を備えたものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域信号光を増
幅するために使用される広帯域光増幅装置に関する。
幅するために使用される広帯域光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＷＤＭ光通信（波長多重光通信）では、
光ファイバを用いた情報の長距離伝送を行っている。こ
のとき、伝送中に起こる光信号強度の減衰を補うため、
エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いて
信号強度を増幅する方式がとられている。
光ファイバを用いた情報の長距離伝送を行っている。こ
のとき、伝送中に起こる光信号強度の減衰を補うため、
エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いて
信号強度を増幅する方式がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、現在通信で
使用されている光の波長帯域は、ＥＤＦＡの増幅波長帯
域に制限されるため１．５μｍ帯であり、波長分割数に
限界がある。一方、情報量の光密度化のために波長数の
増加が必要である。
使用されている光の波長帯域は、ＥＤＦＡの増幅波長帯
域に制限されるため１．５μｍ帯であり、波長分割数に
限界がある。一方、情報量の光密度化のために波長数の
増加が必要である。
【０００４】そこで、通信波長帯域として現在の１．５
μｍ帯に加え、短波長帯域の１．４μｍ帯を利用するこ
とが研究されている。
μｍ帯に加え、短波長帯域の１．４μｍ帯を利用するこ
とが研究されている。
【０００５】しかしながら、この波長帯域ではＥＤＦＡ
による光の増幅ができないという問題がある。
による光の増幅ができないという問題がある。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、希土類元素ドープフ
ァイバ増幅器による増幅波長帯域に加えて、それ以外の
波長帯域の光をも増幅することができる広帯域光増幅装
置を提供することにある。
であり、その目的とするところは、希土類元素ドープフ
ァイバ増幅器による増幅波長帯域に加えて、それ以外の
波長帯域の光をも増幅することができる広帯域光増幅装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、希土類元素ド
ープファイバ増幅器からなる第１光増幅器によってその
増幅波長帯域の光を増幅すると共に、第２光増幅器によ
ってそれ以外の波長帯域の光を増幅するようにしたもの
である。
ープファイバ増幅器からなる第１光増幅器によってその
増幅波長帯域の光を増幅すると共に、第２光増幅器によ
ってそれ以外の波長帯域の光を増幅するようにしたもの
である。
【０００８】具体的には、本発明は、広帯域信号光を増
幅するために使用される広帯域光増幅装置を前提とす
る。そして、励起光を発生する第１励起光源と、該第１
励起光源からの励起光が入力される希土類元素ドープフ
ァイバと、を備え、該第１励起光源からの励起光によっ
て該希土類元素ドープファイバ中の希土類元素の電子を
励起状態として反転分布状態とし、該電子が基底状態に
遷移して誘導放出することにより、広帯域信号光のうち
の所定波長帯域の光を増幅して出力するように構成され
た第１光増幅器と、励起光を発生する第２励起光源と、
該第２励起光源からの励起光が入力される光増幅素子と
を備え、該光増幅素子が該第２励起光源からの励起光の
エネルギーを広帯域信号光のうち上記第１光増幅器によ
り増幅される光以外の波長帯域の光に付与することによ
り、該光を増幅して出力するように構成された第２光増
幅器と、を備えていることを特徴とする。
幅するために使用される広帯域光増幅装置を前提とす
る。そして、励起光を発生する第１励起光源と、該第１
励起光源からの励起光が入力される希土類元素ドープフ
ァイバと、を備え、該第１励起光源からの励起光によっ
て該希土類元素ドープファイバ中の希土類元素の電子を
励起状態として反転分布状態とし、該電子が基底状態に
遷移して誘導放出することにより、広帯域信号光のうち
の所定波長帯域の光を増幅して出力するように構成され
た第１光増幅器と、励起光を発生する第２励起光源と、
該第２励起光源からの励起光が入力される光増幅素子と
を備え、該光増幅素子が該第２励起光源からの励起光の
エネルギーを広帯域信号光のうち上記第１光増幅器によ
り増幅される光以外の波長帯域の光に付与することによ
り、該光を増幅して出力するように構成された第２光増
幅器と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】上記の構成によれば、第１光増幅器である
希土類元素ドープファイバ増幅器によって広帯域信号光
のうちその増幅波長帯域の光を増幅することができると
共に、第２光増幅器によって以外の波長帯域の光を増幅
することができるので、広帯域信号光の全体域を増幅す
ることが可能となる。
希土類元素ドープファイバ増幅器によって広帯域信号光
のうちその増幅波長帯域の光を増幅することができると
共に、第２光増幅器によって以外の波長帯域の光を増幅
することができるので、広帯域信号光の全体域を増幅す
ることが可能となる。
【００１０】光増幅素子は、入力された励起光と自然放
出光との差周波発生光を波長変換光として発生するよう
に構成されているものや、入力された励起光の第２高調
波発生光を発生すると共に該励起光の第２高調波発生光
と入力された自然放出光との差周波発生光を波長変換光
として発生するように構成されているものであってもよ
い。
出光との差周波発生光を波長変換光として発生するよう
に構成されているものや、入力された励起光の第２高調
波発生光を発生すると共に該励起光の第２高調波発生光
と入力された自然放出光との差周波発生光を波長変換光
として発生するように構成されているものであってもよ
い。
【００１１】上記のような機能を有する光増幅素子の具
体的な構成としては、周期分極反転構造を有する非線形
光学結晶を挙げることができる。かかる構成によれば、
疑似位相整合方式を用いた波長変換が生じ、信号光と励
起光又は励起光の第２高調波発生光（Second Harmonic
Generation：ＳＨＧ）との差周波発生光（DifferenceFr
equency Generation：ＤＦＧ）が波長変換光として発生
し、信号光と波長変換光との両方に励起光のエネルギー
が付与されると共に相互に波長変換され、かかる過程を
経て増幅された信号光が出力されることとなる。
体的な構成としては、周期分極反転構造を有する非線形
光学結晶を挙げることができる。かかる構成によれば、
疑似位相整合方式を用いた波長変換が生じ、信号光と励
起光又は励起光の第２高調波発生光（Second Harmonic
Generation：ＳＨＧ）との差周波発生光（DifferenceFr
equency Generation：ＤＦＧ）が波長変換光として発生
し、信号光と波長変換光との両方に励起光のエネルギー
が付与されると共に相互に波長変換され、かかる過程を
経て増幅された信号光が出力されることとなる。
【００１２】かかる光増幅素子を構成する非線形光学結
晶としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リ
チウム、マグネシウム添加されたニオブ酸リチウム及び
マグネシウム添加されたタンタル酸リチウムのものを挙
げることができる。
晶としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リ
チウム、マグネシウム添加されたニオブ酸リチウム及び
マグネシウム添加されたタンタル酸リチウムのものを挙
げることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広帯域信号光の全体域を増幅することができる。
広帯域信号光の全体域を増幅することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００１５】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係る広帯域光増幅装置Ａを示す。
１に係る広帯域光増幅装置Ａを示す。
【００１６】この広帯域光源装置Ａは、第１光増幅器１
０と、第１光増幅器１０に直列に設けられた第２光増幅
器２０とからなる。
０と、第１光増幅器１０に直列に設けられた第２光増幅
器２０とからなる。
【００１７】第１光増幅器１０は、一端が広帯域信号光
の入力部に構成された第１のエルビウムドープファイバ
（以下「ＥＤＦ」という）１１と、第１ＥＤＦ１１の他
端に接続された第１カプラ１２と、第１カプラ１２に接
続された第１励起光源としての第１ＥＤＦ用ＬＤ１３と
からなり、第１カプラ１２から光信号パスが延びて後述
の第２増幅器２０内の第２カプラ２１に接続されてい
る。すなわち、第１光増幅装置１０は、エルビウムドー
プファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。
の入力部に構成された第１のエルビウムドープファイバ
（以下「ＥＤＦ」という）１１と、第１ＥＤＦ１１の他
端に接続された第１カプラ１２と、第１カプラ１２に接
続された第１励起光源としての第１ＥＤＦ用ＬＤ１３と
からなり、第１カプラ１２から光信号パスが延びて後述
の第２増幅器２０内の第２カプラ２１に接続されてい
る。すなわち、第１光増幅装置１０は、エルビウムドー
プファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。
【００１８】第２光増幅器２０は、第１光増幅器１０の
第１カプラ１２からの光信号パスが接続された第２カプ
ラ２１と、第２カプラ２１に一端が接続された波長変換
素子としてのマグネシウム添加されたニオブ酸リチウム
（Periodically Poled MgO-doped LiNbO3：以下「ＰＰ
ＭｇＬＮ」という）２２と、第２カプラ２１に接続され
た第２励起光源２３とからなり、ＰＰＭｇＬＮ２２の他
端から延びる光信号パスが出力部を構成している。
第１カプラ１２からの光信号パスが接続された第２カプ
ラ２１と、第２カプラ２１に一端が接続された波長変換
素子としてのマグネシウム添加されたニオブ酸リチウム
（Periodically Poled MgO-doped LiNbO3：以下「ＰＰ
ＭｇＬＮ」という）２２と、第２カプラ２１に接続され
た第２励起光源２３とからなり、ＰＰＭｇＬＮ２２の他
端から延びる光信号パスが出力部を構成している。
【００１９】ＰＰＭｇＬＮ２２は、ＭｇＯがドープされ
たＬｉＮｂＯ3結晶で、周期分極反転構造を有する非線
形光学結晶である。
たＬｉＮｂＯ3結晶で、周期分極反転構造を有する非線
形光学結晶である。
【００２０】第２励起光源２３は、種励起光源としての
励起光用レーザダイオード（以下「励起光用ＬＤ」とい
う）２３ａと、一端に励起光用ＬＤ２３ａが接続された
第２ＥＤＦ２３ｂと、第１ＥＤＦ２３ｂの他端に接続さ
れた第３カプラ２３ｃと、第３カプラ２３ｃに接続され
た第２ＥＤＦ用ＬＤ２３ｄとからなり、第３カプラ１３
から光信号パスが延びて第２カプラ２１に接続されてい
る。励起光用ＬＤ２３ａとしては、例えば、半導体レー
ザー、ＤＦＢレーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡＧレーザ
ー、ＣＯ2レーザー等を用いることができる。
励起光用レーザダイオード（以下「励起光用ＬＤ」とい
う）２３ａと、一端に励起光用ＬＤ２３ａが接続された
第２ＥＤＦ２３ｂと、第１ＥＤＦ２３ｂの他端に接続さ
れた第３カプラ２３ｃと、第３カプラ２３ｃに接続され
た第２ＥＤＦ用ＬＤ２３ｄとからなり、第３カプラ１３
から光信号パスが延びて第２カプラ２１に接続されてい
る。励起光用ＬＤ２３ａとしては、例えば、半導体レー
ザー、ＤＦＢレーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡＧレーザ
ー、ＣＯ2レーザー等を用いることができる。
【００２１】励起光用ＬＤ２３ａが発生する励起光の波
長とＰＰＭｇＬＮ２２の分極反転周期との組み合わせ
は、励起光用ＬＤ２３ａが発生する励起光がＰＰＭｇＬ
Ｎ２２に入力された際に第２光調波の光が発生し、且
つ、その第２高調波発生光と自然放出光との差周波発生
光が発生するものである。
長とＰＰＭｇＬＮ２２の分極反転周期との組み合わせ
は、励起光用ＬＤ２３ａが発生する励起光がＰＰＭｇＬ
Ｎ２２に入力された際に第２光調波の光が発生し、且
つ、その第２高調波発生光と自然放出光との差周波発生
光が発生するものである。
【００２２】次に、この広帯域光増幅装置Ａの動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２３】第１光増幅器１０では、入力部からの広帯
域光信号と共に第１ＥＤＦ用ＬＤ１３からのポンプ光が
第１カプラ１２を介して第１ＥＤＦ１１に入力される。
このとき、第１ＥＤＦ１１内のエルビウムの電子がポン
プ光によって励起状態とされて反転分布状態となり、電
子が基底状態に遷移して誘導放出することにより、広帯
域信号光のうち第１ＥＤＦ１１の増幅波長帯域の光が増
幅されて第１カプラ１２を介して出力される。
域光信号と共に第１ＥＤＦ用ＬＤ１３からのポンプ光が
第１カプラ１２を介して第１ＥＤＦ１１に入力される。
このとき、第１ＥＤＦ１１内のエルビウムの電子がポン
プ光によって励起状態とされて反転分布状態となり、電
子が基底状態に遷移して誘導放出することにより、広帯
域信号光のうち第１ＥＤＦ１１の増幅波長帯域の光が増
幅されて第１カプラ１２を介して出力される。
【００２４】第２光増幅器２０では、第２励起光源２３
において、励起光用ＬＤ２３ａからの種励起光が第３Ｅ
ＤＦ２３ｂに入力される一方、第３ＥＤＦ用ＬＤ２３ｄ
からのポンプ光が第３カプラ２３ｃを介して第３ＥＤＦ
２３ｂに入力される。このとき、第３ＥＤＦ２３ｂ内の
エルビウムの電子がポンプ光によって励起状態とされて
反転分布状態となり、電子が基底状態に遷移して誘導放
出することにより、種励起光を増幅した励起光が第３Ｅ
ＤＦ２３ｂから第３カプラ２３ｃを介して出力される。
において、励起光用ＬＤ２３ａからの種励起光が第３Ｅ
ＤＦ２３ｂに入力される一方、第３ＥＤＦ用ＬＤ２３ｄ
からのポンプ光が第３カプラ２３ｃを介して第３ＥＤＦ
２３ｂに入力される。このとき、第３ＥＤＦ２３ｂ内の
エルビウムの電子がポンプ光によって励起状態とされて
反転分布状態となり、電子が基底状態に遷移して誘導放
出することにより、種励起光を増幅した励起光が第３Ｅ
ＤＦ２３ｂから第３カプラ２３ｃを介して出力される。
【００２５】また、第２励起光源２３からの励起光及び
第１光増幅器１０の出力光である広帯域信号光が第２カ
プラ２１を介してＰＰＭｇＬＮ２２に入力される。入力
される広帯域信号光は、第１光増幅器１０によりその増
幅波長帯域の光のみが増幅されたものである。このと
き、ＰＰＭｇＬＮ２２において、第２高調波発生光、す
なわち、励起光波長の半分の波長の光が発生し、そし
て、疑似位相整合方式を用いた波長変換が生じ、その第
２高調波発生光と第１光増幅器１０からの広帯域信号光
との差周波発生光が広帯域信号光の波長変換光として発
生する。また、広帯域信号光と波長変換光との両方に第
２励起光源からの励起光のエネルギーが付与されると共
に相互に波長変換され、かかる過程を経て増幅された広
帯域信号光が出力される。この広帯域信号光の増幅は、
第１光増幅器１０の増幅波長帯域以外の波長帯域の光に
ついても行われる。
第１光増幅器１０の出力光である広帯域信号光が第２カ
プラ２１を介してＰＰＭｇＬＮ２２に入力される。入力
される広帯域信号光は、第１光増幅器１０によりその増
幅波長帯域の光のみが増幅されたものである。このと
き、ＰＰＭｇＬＮ２２において、第２高調波発生光、す
なわち、励起光波長の半分の波長の光が発生し、そし
て、疑似位相整合方式を用いた波長変換が生じ、その第
２高調波発生光と第１光増幅器１０からの広帯域信号光
との差周波発生光が広帯域信号光の波長変換光として発
生する。また、広帯域信号光と波長変換光との両方に第
２励起光源からの励起光のエネルギーが付与されると共
に相互に波長変換され、かかる過程を経て増幅された広
帯域信号光が出力される。この広帯域信号光の増幅は、
第１光増幅器１０の増幅波長帯域以外の波長帯域の光に
ついても行われる。
【００２６】上記の実施形態１の広帯域光増幅装置Ａに
よれば、第１光増幅器１０であるＥＤＦＡによって広帯
域信号光のうちその増幅波長帯域の光を増幅することが
できると共に、第２光増幅器２０によって以外の波長帯
域の光をも増幅することができるので、広帯域信号光の
全体域を増幅することができる。
よれば、第１光増幅器１０であるＥＤＦＡによって広帯
域信号光のうちその増幅波長帯域の光を増幅することが
できると共に、第２光増幅器２０によって以外の波長帯
域の光をも増幅することができるので、広帯域信号光の
全体域を増幅することができる。
【００２７】＜実験＞上記実施形態１に係る広帯域光増
幅装置Ａを用いて行った実験について説明する。ＰＰＭ
ｇＬＮ２２として、高電圧印加法により分極反転周期を
１７．４μｍに形成し、その周期方向に安息香酸を用い
たプロトン交換法によって導波路を形成したものを用い
た。励起光用ＬＤ２３ａとして波長λp＝１５５８ｎｍ
のＤＦＢレーザーを用いた。この実験では、広帯域信号
光としてＷＤＭ信号光４波を使用した。実験の結果、図
２に示すように、励起光の第２高調波発生光（λp/2＝
７７９ｎｍ）と信号光との差周波発生光が信号光の波長
変換光として発生すると共に、励起光により信号光及び
波長変換光が増幅された。具体的には、Ｃバンド（１５
３０〜１５６５ｎｍ）用のＥＤＦＡの増幅波長帯域外で
ある１５６９〜１５７９ｎｍの信号光の波長変換光がＣ
バンドに発生すると共に、信号光及び波長変換光が励起
光により２０ｄＢ増幅された。
幅装置Ａを用いて行った実験について説明する。ＰＰＭ
ｇＬＮ２２として、高電圧印加法により分極反転周期を
１７．４μｍに形成し、その周期方向に安息香酸を用い
たプロトン交換法によって導波路を形成したものを用い
た。励起光用ＬＤ２３ａとして波長λp＝１５５８ｎｍ
のＤＦＢレーザーを用いた。この実験では、広帯域信号
光としてＷＤＭ信号光４波を使用した。実験の結果、図
２に示すように、励起光の第２高調波発生光（λp/2＝
７７９ｎｍ）と信号光との差周波発生光が信号光の波長
変換光として発生すると共に、励起光により信号光及び
波長変換光が増幅された。具体的には、Ｃバンド（１５
３０〜１５６５ｎｍ）用のＥＤＦＡの増幅波長帯域外で
ある１５６９〜１５７９ｎｍの信号光の波長変換光がＣ
バンドに発生すると共に、信号光及び波長変換光が励起
光により２０ｄＢ増幅された。
【００２８】（実施形態２）図３は、本発明の実施形態
２に係る広帯域光源装置Ｂを示す。
２に係る広帯域光源装置Ｂを示す。
【００２９】この広帯域光源装置Ｂは、第１光増幅器１
０と、第１光増幅器１０に直列に設けられた第２光増幅
器２０とからなる。
０と、第１光増幅器１０に直列に設けられた第２光増幅
器２０とからなる。
【００３０】第１光増幅器１０は、一端が広帯域信号光
の入力部に構成された第１のエルビウムドープファイバ
（以下「ＥＤＦ」という）１１と、第１ＥＤＦ１１の他
端に接続された第１カプラ１２と、第１カプラ１２に接
続された第１励起光源としての第１ＥＤＦ用ＬＤ１３と
からなり、第１カプラ１２から光信号パスが延びて後述
の第２増幅器２０内の第２カプラ２１に接続されてい
る。すなわち、第１光増幅装置１０は、エルビウムドー
プファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。
の入力部に構成された第１のエルビウムドープファイバ
（以下「ＥＤＦ」という）１１と、第１ＥＤＦ１１の他
端に接続された第１カプラ１２と、第１カプラ１２に接
続された第１励起光源としての第１ＥＤＦ用ＬＤ１３と
からなり、第１カプラ１２から光信号パスが延びて後述
の第２増幅器２０内の第２カプラ２１に接続されてい
る。すなわち、第１光増幅装置１０は、エルビウムドー
プファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。
【００３１】第２光増幅器２０は、第１光増幅器１０の
第１カプラ１２からの光信号パスが接続された第２カプ
ラ２１と、第２カプラ２１に一端が接続された波長変換
素子としてのＰＰＭｇＬＮ２２と、第２カプラ２１に接
続された第２励起光源２３とからなり、ＰＰＭｇＬＮ２
２の他端から延びる光信号パスが出力部を構成してい
る。ＰＰＭｇＬＮ２２の構成は、実施形態１のものと同
一である。第２励起光源２３としては、例えば、半導体
レーザー、ＤＦＢレーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡＧレ
ーザー、ＣＯ2レーザー、チタンサファイアレーザー
（１．４μｍ帯の信号光の増幅を行うのに好適）等を用
いることができる。
第１カプラ１２からの光信号パスが接続された第２カプ
ラ２１と、第２カプラ２１に一端が接続された波長変換
素子としてのＰＰＭｇＬＮ２２と、第２カプラ２１に接
続された第２励起光源２３とからなり、ＰＰＭｇＬＮ２
２の他端から延びる光信号パスが出力部を構成してい
る。ＰＰＭｇＬＮ２２の構成は、実施形態１のものと同
一である。第２励起光源２３としては、例えば、半導体
レーザー、ＤＦＢレーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡＧレ
ーザー、ＣＯ2レーザー、チタンサファイアレーザー
（１．４μｍ帯の信号光の増幅を行うのに好適）等を用
いることができる。
【００３２】第２励起光源２３が発生する励起光の波長
とＰＰＭｇＬＮ２２の分極反転周期との組み合わせは、
励起光と自然放出光との差周波発生光が発生するもので
ある。
とＰＰＭｇＬＮ２２の分極反転周期との組み合わせは、
励起光と自然放出光との差周波発生光が発生するもので
ある。
【００３３】次に、この広帯域光増幅装置Ｂの動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３４】第１光増幅器１０では、入力部からの広帯
域光信号と共に第１ＥＤＦ用ＬＤ１３からのポンプ光が
第１カプラ１２を介して第１ＥＤＦ１１に入力される。
このとき、第１ＥＤＦ１１内のエルビウムの電子がポン
プ光によって励起状態とされて反転分布状態となり、電
子が基底状態に遷移して誘導放出することにより、広帯
域信号光のうち第１ＥＤＦ１１の増幅波長帯域の光を増
幅して第１カプラ１２を介して出力される。
域光信号と共に第１ＥＤＦ用ＬＤ１３からのポンプ光が
第１カプラ１２を介して第１ＥＤＦ１１に入力される。
このとき、第１ＥＤＦ１１内のエルビウムの電子がポン
プ光によって励起状態とされて反転分布状態となり、電
子が基底状態に遷移して誘導放出することにより、広帯
域信号光のうち第１ＥＤＦ１１の増幅波長帯域の光を増
幅して第１カプラ１２を介して出力される。
【００３５】第２光増幅器２０では、第２励起光源２３
から励起光が出力される。また、第２励起光源２３から
の励起光及び第１光増幅器１０の出力光である広帯域信
号光が第２カプラ２１を介してＰＰＭｇＬＮ２２に入力
される。入力される広帯域信号光は、第１光増幅器１０
によりその増幅波長帯域の光のみが増幅されたものであ
る。このとき、ＰＰＭｇＬＮ２２において、疑似位相整
合方式を用いた波長変換が生じ、第２励起光源からの励
起光と第１光増幅器１０からの広帯域信号光との差周波
発生光が広帯域信号光の波長変換光として発生する。ま
た、広帯域信号光と波長変換光との両方に第２励起光源
からの励起光のエネルギーが付与されると共に相互に波
長変換され、かかる過程を経て増幅された広帯域信号光
が出力部から出力される。この広帯域信号光の増幅は、
第１光増幅器の増幅波長帯域以外の波長帯域の光につい
ても行われる。
から励起光が出力される。また、第２励起光源２３から
の励起光及び第１光増幅器１０の出力光である広帯域信
号光が第２カプラ２１を介してＰＰＭｇＬＮ２２に入力
される。入力される広帯域信号光は、第１光増幅器１０
によりその増幅波長帯域の光のみが増幅されたものであ
る。このとき、ＰＰＭｇＬＮ２２において、疑似位相整
合方式を用いた波長変換が生じ、第２励起光源からの励
起光と第１光増幅器１０からの広帯域信号光との差周波
発生光が広帯域信号光の波長変換光として発生する。ま
た、広帯域信号光と波長変換光との両方に第２励起光源
からの励起光のエネルギーが付与されると共に相互に波
長変換され、かかる過程を経て増幅された広帯域信号光
が出力部から出力される。この広帯域信号光の増幅は、
第１光増幅器の増幅波長帯域以外の波長帯域の光につい
ても行われる。
【００３６】上記の実施形態２の広帯域光源装置Ｂによ
れば、実施形態１のもののように、第２高調波の光が発
生するような波長の励起光を選択する、という必要がな
い。但し、励起光の出力の高さは、ＥＤＦ２３ｂにより
種励起光を増幅して励起光とする実施形態１よりも劣
る。
れば、実施形態１のもののように、第２高調波の光が発
生するような波長の励起光を選択する、という必要がな
い。但し、励起光の出力の高さは、ＥＤＦ２３ｂにより
種励起光を増幅して励起光とする実施形態１よりも劣
る。
【００３７】また、第２励起光源２３を、例えば、波長
７４８ｎｍの励起光を発するチタンサファイアレーザー
で構成すると共に、ＰＰＭｇＬＮ２２を、分極反転周期
が１５．６μｍのものとし、Ｓバンド帯（１．４μｍ
帯）の信号光をＰＰＭｇＬＮ２２に入力すると、通常、
ＥＤＦＡのみだけでは増幅することができないほぼＳバ
ンド全域の１４６０〜１５３０ｎｍの信号光の増幅が可
能となる。
７４８ｎｍの励起光を発するチタンサファイアレーザー
で構成すると共に、ＰＰＭｇＬＮ２２を、分極反転周期
が１５．６μｍのものとし、Ｓバンド帯（１．４μｍ
帯）の信号光をＰＰＭｇＬＮ２２に入力すると、通常、
ＥＤＦＡのみだけでは増幅することができないほぼＳバ
ンド全域の１４６０〜１５３０ｎｍの信号光の増幅が可
能となる。
【００３８】作用・効果は実施形態１と同一である。
【００３９】（その他の実施形態）上記実施形態１及び
２では、波長変換素子としてＰＰＭｇＬＮ２２を用いた
が、特にこれに限定されるものではなく、その他のもの
であってもよく、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル
酸リチウム、マグネシウム添加されたタンタル酸リチウ
ム等を挙げることができる。
２では、波長変換素子としてＰＰＭｇＬＮ２２を用いた
が、特にこれに限定されるものではなく、その他のもの
であってもよく、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル
酸リチウム、マグネシウム添加されたタンタル酸リチウ
ム等を挙げることができる。
【００４０】また、上記実施形態１及び２では、第１光
増幅器１０としてＥＤＦＡを用いたが、特にこれに限定
されるものではなく、ツリウムドープファイバ増幅器
（ＴＤＦＡ）やプラセオジムドープファイバ増幅器（Ｐ
ＤＦＡ）等の希土類元素ドープファイバ増幅器を用いて
もよい。
増幅器１０としてＥＤＦＡを用いたが、特にこれに限定
されるものではなく、ツリウムドープファイバ増幅器
（ＴＤＦＡ）やプラセオジムドープファイバ増幅器（Ｐ
ＤＦＡ）等の希土類元素ドープファイバ増幅器を用いて
もよい。
【図１】実施形態１に係る広帯域光増幅装置Ａの構成図
である。
である。
【図２】実施形態１に係る広帯域光源装置Ａの実験での
出力光のスペクトルを示すグラフ図である。
出力光のスペクトルを示すグラフ図である。
【図３】実施形態２に係る広帯域光増幅装置Ｂの構成図
である。
である。
【符号の説明】
１０ 第１光増幅器
１１ 第１ＥＤＦ
１２ 第１カプラ
１３ 第１ＥＤＦ用ＬＤ
２０ 第２光増幅器
２１ 第２カプラ
２２ ＰＰＭｇＬＮ（光増幅素子）
２３ 第２励起光源
２３ａ 励起光用ＬＤ
２３ｂ 第２ＥＤＦ
２３ｃ 第３カプラ
２３ｄ 第２ＥＤＦ用ＬＤ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 前田 純也
兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線
工業株式会社伊丹製作所内
Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB12 AB30 BA01 CA03
GA10 HA20
5F072 AB09 AK06 JJ20 KK12 PP07
QQ02 YY17
5K002 AA06 BA04 BA05 BA13 CA05
CA13 DA02 FA01
Claims (5)
- 【請求項１】 広帯域信号光を増幅するために使用され
る広帯域光増幅装置であって、 励起光を発生する第１励起光源と、該第１励起光源から
の励起光が入力される希土類元素ドープファイバと、を
備え、該第１励起光源からの励起光によって該希土類元
素ドープファイバ中の希土類元素の電子を励起状態とし
て反転分布状態とし、該電子が基底状態に遷移して誘導
放出することにより、広帯域信号光のうちの所定波長帯
域の光を増幅して出力するように構成された第１光増幅
器と、 励起光を発生する第２励起光源と、該第２励起光源から
の励起光が入力される光増幅素子とを備え、該光増幅素
子が該第２励起光源からの励起光のエネルギーを広帯域
信号光のうち上記第１光増幅器により増幅される光以外
の波長帯域の光に付与することにより、該波長帯域の光
を増幅して出力するように構成された第２光増幅器と、
を備えていることを特徴とする広帯域光増幅装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載された広帯域光増幅装置
において、 上記光増幅素子は、入力された励起光と自然放出光との
差周波発生光を波長変換光として発生するように構成さ
れていることを特徴とする広帯域光源装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載された広帯域光増幅装置
において、 上記光増幅素子は、入力された励起光の第２高調波発生
光を発生すると共に該励起光の第２高調波発生光と入力
された自然放出光との差周波発生光を波長変換光として
発生するように構成されていることを特徴とする広帯域
光源装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載された広帯域光源装置に
おいて、 上記光増幅素子は、周期分極反転構造を有する非線形光
学結晶により構成されていることを特徴とする広帯域光
増幅装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載された広帯域光源装置に
おいて、 上記光増幅素子を構成する非線形光学結晶は、ニオブ酸
リチウム、タンタル酸リチウム、マグネシウム添加され
たニオブ酸リチウム及びマグネシウム添加されたタンタ
ル酸リチウムのうちいずれかのものであることを特徴と
する広帯域光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001330962A JP2003133620A (ja) | 2001-10-29 | 2001-10-29 | 広帯域光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001330962A JP2003133620A (ja) | 2001-10-29 | 2001-10-29 | 広帯域光増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003133620A true JP2003133620A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=19146608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001330962A Pending JP2003133620A (ja) | 2001-10-29 | 2001-10-29 | 広帯域光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003133620A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006091802A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Semiconductor Res Found | テラヘルツ電磁波発生装置及び方法 |
| WO2008010416A1 (fr) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Nikon Corporation | Boîtier pour amplificateur à fibre optique, amplificateur à fibre optique et dispositif source de lumière |
| JP2020144164A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置 |
-
2001
- 2001-10-29 JP JP2001330962A patent/JP2003133620A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006091802A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Semiconductor Res Found | テラヘルツ電磁波発生装置及び方法 |
| WO2008010416A1 (fr) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Nikon Corporation | Boîtier pour amplificateur à fibre optique, amplificateur à fibre optique et dispositif source de lumière |
| JP5359272B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2013-12-04 | 株式会社ニコン | 光ファイバ増幅器用カセット、光ファイバ増幅器及び光源装置 |
| US9122018B2 (en) | 2006-07-19 | 2015-09-01 | Nikon Corporation | Cassette for optical fiber amplifier, optical fiber amplifier and light source device |
| JP2020144164A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置 |
| JP7153271B2 (ja) | 2019-03-04 | 2022-10-14 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070109 |