JP2003133621A - 広帯域ase光源 - Google Patents

広帯域ase光源

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JP2003133621A
JP2003133621A JP2001331906A JP2001331906A JP2003133621A JP 2003133621 A JP2003133621 A JP 2003133621A JP 2001331906 A JP2001331906 A JP 2001331906A JP 2001331906 A JP2001331906 A JP 2001331906A JP 2003133621 A JP2003133621 A JP 2003133621A
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ase light
ase
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fiber
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Hiromi Yasujima
弘美 安島
Yukiko Furukata
由紀子 古堅
Yusuke Takei
裕介 武井
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】少ない励起光強度で高出力(高効率)な擬似ガ
ウシャン形状のスペクトラム波形を有するASE光源を
提供する。 【解決手段】エルビウム添加光ファイバ5の一方端に、
光アイソレータ2を介して出力端子を接続すると共に、
他方端に反射体6を接続し、少なくても前記ファイバの
一方端あるいは他方端に励起光源をも接続したASE光
源であって、前記ファイバ長は短波長が吸収され、長波
長は出力されないまたは吸収され、主に中波長帯のAS
Eだけが出力される長さとなるようEDF長を最適化す
ることで擬似ガウシャン型ASE光源を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エルビウム添加光
ファイバから発生される自然放出光を光源とする広帯域
自然放出光光源に関するものであり、光計測等の光源と
して使用するのに適するものである。
【0002】
【従来の技術】エルビウム添加光ファイバは、ある波長
範囲の励起光を入射することにより、ある波長に対して
大きな利得を得ることができる特性を有する。このた
め、利得を有する波長帯の信号光をエルビウム添加光フ
ァイバ(以下EDF)内に透過させることで、信号光の
光強度を非常に大きくすることが可能であり、現在光増
幅器として光通信の分野において広く利用されている。
EDFに励起光を入射したとき、EDFは信号光の利得
を発生させると共に自然放出光も発生する。発生した自
然放出光は、利得の影響を受けて光出力が増大する。こ
のようにして発生した光は、Amplified Sp
ontaneous Emission光(以下、AS
E光)と呼ばれている。
【0003】このようにEDFは、信号光を入射しなく
てもそれ自身が持つ大きな利得によりASE出力を出射
するため、広帯域光源として使用することが可能であ
る。
【0004】一方、近年では通信容量を増大するため、
使用される光デバイスの高機能・複合化が進められてい
る。これら光デバイスには、不連続点が必然的に増すた
め、反射/損失の評価が重要になってきている。このた
め光低コヒーレンス領域のリフレクトメータを用いた反
射、損失測定が開発されている。リフレクトメータで光
デバイスの反射分布測定を行う場合はLEDやASE光
等の低コヒーレント光源が用いられていて、光ビーム形
状はガウシャン形状として設計されているがASE光源
ではガウシャン形状のものは使用されていなかった(電
子情報通信学会、信学技報、OCS99−44,PS9
9−18、OFT99−21 1999−07)。
【0005】ガウシャン形状とはASEの最大スペクト
ラム強度を中心としてスペクトラム強度の波長が広がる
にしたがってガウス関数に比例して減少するような形状
のことをいう。例えばガウシャン形状はI(0)exp(-dλ
22)の形で記述できる(ここでI(0):スペクトラム最
大強度、dλ:スペクトラム最大強度の波長位置からの
波長推移量、ω:定数)。
【0006】図6に従来のASE光源構成を示す。24
はエルビウム添加光ファイバ(EDF)、23は光の合
波器、22は励起光源である。25は無反射処理端、2
1は光アイソレータで構成されている。図6ではASE
光の帯域としては1530〜1565nmであるが、E
DF長を長くすることで1530〜1610nm範囲の
ASE光が得られることが知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような光デバイス
の反射分布測定には高い分解能と広い測定ダイナミック
レンジが要求されるが、LEDでは出力パワーが低いた
めさらに大きな出力パワーの光源が求められる。ASE
光の出力パワーはLEDの約100倍以上有るので低コ
ヒーレント光源としては最適である。しかしこれらのA
SEスペクトラム形状は図7に示すように1530nm
と1560nm付近にピークを持つものが多くガウシャ
ン形状ではない。スペクトラム形状が複雑であれば反射
波も複雑となり、設計値と異なる測定結果となり好まし
くない。その結果測定精度が劣化するという問題点があ
った。また図6に示すとおり無反射端であるため、無反
射端でEDF側には反射してこない構成となっており、
出力ポート側のASE光出力には寄与していなかった。
無反射端側に伝播するASE光をEDF内に戻して増幅
するという考えが無かった。即ち高出力化については十
分な検討がされていなかった。
【0008】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、少ない励起光強度で高出力かつ小
型、ガウシャン形状をしたASE光源を提供することを
課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するためのものであり、希土類添加光ファイバの一
方端に、光アイソレータを介して出力端子を接続すると
共に、他方端に反射体を接続し、前記希土類添加ファイ
バの一方端あるいは両方端に励起光源をも接続したAS
E光源であって、前記希土類添加ファイバは、信号光増
幅帯域内の短波長側が吸収され、長波長側は出力されな
いかまたは吸収されるような長さとし、出力されるAS
E光の最大出力スペクトラムが1550〜1570nm
の中波長帯にあることを特徴とする。
【0010】また前記励起光源はファイバ融着延伸型W
DMカプラ−を用いて合波されることを特徴とする。さ
らに前記希土類添加ファイバの出力端子側に波形整形フ
ィルタとしてファイバ融着延伸型WDMカプラ−を接続
したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明によるASE光源
について説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施形態を示す構成
図である。エルビウム添加光ファイバ(以下EDF)5
は希土類元素であるエルビウムが添加された信号光の増
幅作用のある石英系光ファイバで今日最も多く用いられ
ている光増幅用光ファイバであり、励起光を入射したと
きに1530nm付近の短波長が吸収され、1580n
m付近の長波長の出力は低くあるいは吸収され、主に1
560nm付近の中波長帯のASEだけが出力される長
さとしている。
【0013】具体的なEDF5の長さは、本実施例では
図2に示すように40〜50mである。EDF5が短い
(10m程度)と1530nmにピークを持つASEス
ペクトラムとなり、逆に50mより長くすると長波長帯
(1580nm以上)のスペクトラムが増加する。ただ
しEDF5に添加されるエルビウム濃度やEDFの構造
等によりそのEDF長は異なる。エルビウム濃度が高け
ればEDF5は短くてすみ、エルビウム濃度が低ければ
EDF5は長くしなければならないのでここで示したE
DF5の長さは一例に過ぎない。要はエルビウム添加フ
ァイバでは1550〜1570nm(1560nm付
近)内に大きな増幅特性があることから、1550〜1
570nmの中波長帯にASE光の最大スペクトラムが
存在するような長さとすれば良い。
【0014】4は光の合波器であり、光ファイバを融着
延伸して作られていてWDMカプラと呼ばれるものであ
る。3は励起光源である。6は反射体で光信号を反射す
るように誘電体多層膜で構成した全反射ミラーを光ファ
イバー端面に接着接続して構成したものである。2は光
アイソレータで光信号を一方向のみ通過させるようにす
る働きをするもので、原理はファラデー回転子を用いた
ものである。
【0015】EDF5の一方端には合波器4を介して半
導体レーザーの励起光源3を接続し、EDF5の他端に
は反射体6を接続し、合波器4の一端には光アイソレー
タ2を接続し、光アイソレータ2を通して出力端子1か
らASE光を出力するようになっている。出力端子1か
らの反射光がEDF5に戻ってくるとASE光が不安定
になるが、光アイソレータ2がある事で出力端側からの
反射光がEDF5内に戻らないようにする事でASE光
が不安定になるのを防ぐことができる。
【0016】励起光源3から出力された励起光はその波
長が1480nm帯あるいは980nm帯であって合波
器4を介してEDF5に導かれる。上記励起光源3から
の励起光が入射すると、合波器4側のEDF5前半部分
でまず1530〜1560nm帯のASE光が放出さ
れ、EDF5の両側に伝播する。光アイソレータ2側に
伝播したASE光は1530nm付近がEDFで吸収さ
れて光アイソレータ2を通過して出力端子1から出力さ
れる。さらに反射体6側に伝播する上記1530〜15
60nm帯ASEは、その途中のEDF5後半部分で吸
収されることにより1560nm付近が強まったASE
になる。さらにASE光は反射体6で反射され、EDF
5内に戻ることで、EDF5内で1560nm付近がさ
らに増幅されて出力端子1から出力される。この状態で
出力端子1から図2に示すようなASE光が擬似的にガ
ウシャン形状をした形で出力されるのである。即ち15
60nm付近にピークを持ち、この波長を中心にして波
長が広がるにつれ対称にスペクトラム強度が低下する形
状である。
【0017】図3は本発明の第2の実施形態である。
【0018】図1と同様に構成した装置で、合波器4は
ファイバ融着延伸型のWDMカプラであり、EDF5の
出力端子側に波形整形フィルタ7としてファイバ融着延
伸型のWDMカプラ(合波器4と同等品)を接続した物
である。通常このWDMカプラは励起光と信号光を合波
するために用いるが合波特性に波長依存性が大きい。こ
こでは信号光だけを入力してWDMカプラの波長損失特
性を利用するものである。
【0019】図4にこのWDMカプラのASE光からみ
た波長損失特性を示す。1560nmから離れるにした
がって挿入損失が増加するため、合波器4として使用し
ても、出力端に挿入して波形整形フィルタ7としてもA
SE光の広がりを押さえ擬似ガウシャン形状に波形整形
(波形整形フィルタ)する効果がある。この様に合波器
4と波形整形フィルタ7を同一のWDMカプラとする事
ができるので波形整形フィルタを新規に制作する必要が
なくなる。
【0020】図5は本発明における広帯域ASE光源の
第3の実施形態を示す構成図である。反射体6側に励起
光源3を備えている点が図1の第1の実施例との相違点
である。ASE光の伝播が反射体6側から起こり、出力
端子1からASE光が出力される。動作としては第1の
実施例と同じような説明ができ、図示はしてないが特性
としも図2と同等な結果が得られる。
【0021】
【実施例】本発明の広帯域ASE光源の実施例として図
1に示したASE光源の試作を行った。各部品と構成に
ついて以下に説明する。
【0022】図2は図1に示すASE光源における試作
結果である。励起光源3は波長1480nmで励起出力
を100mW、EDF5は市販されている石英系のエル
ビウム添加光ファイバを用いた。EDF長は40m、5
0mを確認した。反射体の反射率は90%である。比較
のため反射体を使用しない場合のスペクトラム波形をE
DF長が40,70,100mにおいて比較確認もし
た。
【0023】従来技術と比べ本発明実施例ではスペクト
ラム形状が擬似ガウシャンであり、尚かつ反射体をいれ
ることで出力パワーが増大し、ASE光の最大スペクト
ラムが1550〜1570nmにある事がわかる。
【0024】
【発明の効果】以上、本発明によれば、エルビウム添加
光ファイバの一方端に励起光源と、光アイソレータを介
して出力ポートを接続すると共に、他方端に反射体を接
続した構成において、ファイバ長を最適化することでス
ペクトラム形状が擬似ガウシャンであるASE光源が製
作できる。これによりガウシャンの光ビームを用いる低
コヒーレントリフレクトメータ等に用いれば測定ダイナ
ミックを広げ、測定精度を上げる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における広帯域ASE光源の第1の実施
形態を示す構成図である。
【図2】本発明における第1の実施形態のASEスペク
トラムを示すグラフである。
【図3】本発明における広帯域ASE光源の第2の実施
形態を示す構成図である。
【図4】ファイバ融着延伸型合波器(WDMカプラ)の
波長損失特性を示すグラフである。
【図5】本発明における広帯域ASE光源の第3の実施
形態を示す構成図である。
【図6】従来のASE光源を示す図である。
【図7】従来のASE光源のASEスペクトラムを示す
図である。
【符号の説明】
1:出力端子 2:光アイソレータ 3:励起光源 4:合波器 5:エルビウム添加光ファイバ 6:反射体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK05 KK30 PP07 RR01 SS10 YY11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】希土類添加光ファイバの一方端に、光アイ
    ソレータを介して出力端子を接続すると共に、他方端に
    反射体を接続し、前記希土類添加ファイバの一方端ある
    いは両方端に励起光源をも接続したASE光源であっ
    て、前記希土類添加ファイバは、信号光増幅帯域内の短
    波長側が吸収され、長波長側は出力されないかまたは吸
    収されるような長さとし、出力されるASE光の最大出
    力スペクトラムが1550〜1570nmの中波長帯に
    あることを特徴とする広帯域ASE光源。
  2. 【請求項2】前記励起光源は、ファイバ融着延伸型WD
    Mカプラ−を用いて合波されることを特徴とする請求項
    1記載の広帯域ASE光源。
  3. 【請求項3】前記希土類添加ファイバの出力端子側に、
    波形整形フィルタとしてファイバ融着延伸型WDMカプ
    ラ−を接続したことを特徴とする請求項1記載の広帯域
    ASE光源。
JP2001331906A 2001-10-30 2001-10-30 広帯域ase光源 Pending JP2003133621A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008090644A1 (ja) 2007-01-22 2008-07-31 Central Glass Company, Limited 光源装置
CN102946044A (zh) * 2012-11-30 2013-02-27 清华大学 全光纤宽带超荧光光源
CN112164967A (zh) * 2020-08-20 2021-01-01 河北汉光重工有限责任公司 光纤陀螺用稳定性ase光源

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WO2008090644A1 (ja) 2007-01-22 2008-07-31 Central Glass Company, Limited 光源装置
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