JP2003273426A - Optical amplification apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、通信などに用いら
れる光信号を増幅する光増幅装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplification device for amplifying an optical signal used for communication or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】光信号を増幅する光増幅装置として、エ
ルビウム(Erbium)を添加した光ファイバを用い
たEDFA(erbium−doped fiber
amplifier)があり、従来のCバンド(153
0nm〜1560nm)だけでなく、Lバンド(156
0nm〜1600nm)のEDFAも実用化されてい
る。2. Description of the Related Art As an optical amplifier for amplifying an optical signal, an EDFA (erbium-doped fiber) using an optical fiber doped with Erbium.
a conventional C-band (153)
0 nm to 1560 nm) as well as L band (156
EDFAs of 0 nm to 1600 nm) have also been put to practical use.
【0003】このLバンド用のEDFAにおいては、通
常、励起用光源として、波長1.48μmあるいは0.
98μmの光源が用いられているが、波長1.5xμm
(1.52μm〜1.58μm)の励起光で励起を行う
ことにより、パワーの変換効率が2倍以上になることが
知られている。In the L-band EDFA, a wavelength of 1.48 μm or 0.
A light source of 98 μm is used, but the wavelength is 1.5 × μm
It is known that the power conversion efficiency doubles or more by performing excitation with excitation light of (1.52 μm to 1.58 μm).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、1.5
xμm付近において、高出力を得られる半導体レーザ
は、一般には、販売されておらず、このため、1.5x
μmの励起光を用いた光増幅装置は、非常に高価なもの
になってしまうという難点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, 1.5
Semiconductor lasers capable of obtaining high output in the vicinity of x μm are not generally sold, and therefore, a semiconductor laser of 1.5 ×
The optical amplification device using the excitation light of μm has a drawback that it becomes very expensive.
【0005】本発明は、このような実情に着目してなさ
れたものであって、低コストで、1.5xμmの励起を
行って高効率な増幅を可能にすることを目的とする。The present invention has been made by paying attention to such a situation, and an object thereof is to perform 1.5 × μm pumping at low cost and to enable highly efficient amplification.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
【0007】すなわち、本発明の光増幅装置は、励起光
を出力する励起光源と、前記励起光によって信号光を増
幅して出力する増幅用光ファイバとを備える光増幅装置
において、前記励起光によって1.5μm帯のASE
(自然放出光)を発生する励起用光ファイバを設け、前
記ASEを、前記増幅用光ファイバに導入するものであ
る。That is, the optical amplifying device of the present invention is an optical amplifying device comprising a pumping light source for outputting pumping light, and an amplification optical fiber for amplifying and outputting signal light by the pumping light. ASE of 1.5 μm band
An excitation optical fiber that generates (spontaneous emission light) is provided, and the ASE is introduced into the amplification optical fiber.
【0008】ここで、1.5μm帯とは、例えば、1.
52μm〜1.58μmであり、好ましくは、1.52
μm〜1.56μmである。Here, the 1.5 μm band means, for example, 1.
52 μm to 1.58 μm, preferably 1.52
It is μm to 1.56 μm.
【0009】本発明によると、励起光源からの励起光に
よって1.5μm帯のASE(自然放出光)を発生する
励起用光ファイバを設け、この1.5μm帯のASE
を、増幅用光ファイバに導入して信号光を増幅すること
ができ、これによって、パワーの変換効率を高めること
ができる。According to the present invention, an excitation optical fiber for generating ASE (spontaneous emission light) in the 1.5 μm band by the excitation light from the excitation light source is provided, and the ASE in the 1.5 μm band is provided.
Can be introduced into the amplification optical fiber to amplify the signal light, and thereby the power conversion efficiency can be improved.
【0010】本発明の一実施態様においては、前記励起
用光ファイバの一端側から前記励起光が入力される一
方、他端側から前記ASEが出力されて前記増幅用光フ
ァイバに導入されるものである。In one embodiment of the present invention, the pumping light is input from one end side of the pumping optical fiber, while the ASE is output from the other end side and introduced into the amplifying optical fiber. Is.
【0011】本発明によると、信号光および励起光を合
波して増幅用光ファイバに供給する光合波器と励起光源
との間に、励起用光ファイバを介在させるといった比較
的簡易な構成で実現できる。According to the present invention, the pumping optical fiber is interposed between the pumping light source and the optical multiplexer for multiplexing the signal light and the pumping light and supplying the pumping light to the amplification optical fiber. realizable.
【0012】本発明の好ましい実施態様においては、前
記励起用光ファイバの一端側から前記励起光が入力され
る一方、前記一端側から前記ASEが出力されて前記増
幅用光ファイバに導入されるものである。In a preferred aspect of the present invention, the pumping light is input from one end side of the pumping optical fiber, while the ASE is output from the one end side and introduced into the amplifying optical fiber. Is.
【0013】本発明によると、励起光が入力される励起
用光ファイバの一端側からASEを出力させる、すなわ
ち、励起光の入力端とASEの出力端とを同一にしたの
で、励起用光ファイバの一端側から励起光を入力して他
端側からASEを出力させる構成に比べて、大きなAS
Eが発生し、増幅用光ファィバに導入される励起パワー
を大きくすることができる。According to the present invention, the ASE is output from one end side of the pumping optical fiber into which the pumping light is input, that is, the pumping light input end and the ASE output end are made the same. As compared with the configuration in which the excitation light is input from one end side and the ASE is output from the other end side of the
E can be generated and the pumping power introduced into the amplification optical fiber can be increased.
【0014】本発明の他の実施態様においては、前記励
起用光ファイバの他端側には、前記ASEを前記一端側
へ反射する反射手段を設けている。In another embodiment of the present invention, a reflecting means for reflecting the ASE to the one end side is provided on the other end side of the pumping optical fiber.
【0015】本発明によると、励起用光ファィバの他端
側に設けたミラーなどの反射手段によってASEが一端
側へ反射されるので、前記一端側から出力されるASE
が大きくなって、増幅用光ファィバに導入される励起パ
ワーを一層大きくすることができる。According to the present invention, since the ASE is reflected toward the one end by the reflecting means such as the mirror provided on the other end of the pumping optical fiber, the ASE output from the one end.
Becomes larger, the pumping power introduced into the amplification optical fiber can be further increased.
【0016】また、本発明の光増幅装置は、励起光を出
力する励起光源と、励起光と信号光とを合波する光合波
器と、該光合波器の出力が導入されるとともに、信号光
を増幅して出力する増幅用光ファイバとを備える光増幅
装置において、前記励起光源からの励起光が導入される
励起用光ファイバと、該励起用光ファイバで発生するA
SE(自然放出光)の1.5μm帯を発振させる共振器
とを備える発振光供給手段を設け、前記発振光供給手段
からの前記1.5μm帯の発振光を励起光として、前記
光合波器で前記信号光と合波して前記増幅用光ファイバ
に導入するものである。Further, the optical amplifying device of the present invention is provided with a pumping light source that outputs pumping light, an optical multiplexer that multiplexes the pumping light and the signal light, and an output of the optical multiplexer, In an optical amplifier including an amplification optical fiber that amplifies and outputs light, a pumping optical fiber into which the pumping light from the pumping light source is introduced, and A generated in the pumping optical fiber
An oscillating light supply unit including a resonator that oscillates a 1.5 μm band of SE (spontaneous emission light) is provided, and the optical combiner uses the 1.5 μm band oscillating light from the oscillating light supply unit as excitation light And is combined with the signal light and introduced into the amplification optical fiber.
【0017】本発明によると、発振光供給手段によっ
て、励起用光ファイバで発生したASEの1.5μm帯
を発振させ、この1.5μm帯の発振光を励起光とし
て、増幅用光ファイバに導入して信号光を増幅するの
で、パワーの変換効率を高めることができる。また、A
SEの1.5μm帯を発振させるので、より大きなパワ
ーを取り出すことができる。According to the present invention, the lasing light supply means oscillates the 1.5 μm band of ASE generated in the pumping optical fiber, and introduces the oscillating light in the 1.5 μm band into the amplifying optical fiber as pumping light. Then, the signal light is amplified, so that the power conversion efficiency can be improved. Also, A
Since the SE 1.5 μm band is oscillated, a larger power can be taken out.
【0018】本発明の一実施態様においては、前記共振
器は、前記励起用光ファイバの両端側にそれぞれ配置さ
れた一対の光ファイバグレーティングを備え、前記励起
用光ファイバの一端側から前記励起光源の励起光が入力
される一方、前記励起用光ファイバの他端側から前記発
振光が出力されて前記光合波器に入力されるものであ
る。In one embodiment of the present invention, the resonator includes a pair of optical fiber gratings arranged at both ends of the pumping optical fiber, and the pumping light source is provided from one end of the pumping optical fiber. While the excitation light is input, the oscillated light is output from the other end of the optical fiber for excitation and input to the optical multiplexer.
【0019】本発明によると、信号光および励起光を合
波して増幅用光ファイバに供給する光合波器と励起光源
との間に、励起用光ファイバおよび一対の光ファイバグ
レーティングを介在させるといった比較的簡易な構成で
実現できる。According to the present invention, the pumping optical fiber and the pair of optical fiber gratings are interposed between the pumping light source and the optical multiplexer for multiplexing the signal light and the pumping light and supplying the pumping light to the amplification optical fiber. It can be realized with a relatively simple configuration.
【0020】本発明の好ましい実施態様においては、前
記共振器は、前記励起用光ファイバの一端側に配置され
た光ファイバグレーティングと他端側に配置された反射
ミラーとを備え、前記励起用光ファイバの前記一端側か
ら前記励起光源の励起光が入力される一方、前記一端側
から前記発振光が出力されて前記光合波器に入力される
ものである。In a preferred aspect of the present invention, the resonator includes an optical fiber grating arranged on one end side of the pumping optical fiber and a reflection mirror arranged on the other end side of the pumping optical fiber. The excitation light of the excitation light source is input from the one end side of the fiber, while the oscillation light is output from the one end side and input to the optical multiplexer.
【0021】励起用光ファイバの両端に、一対の光ファ
イバグレーティングを配置して共振器を構成する場合に
は、一対の光ファイバグレーティングの反射波長を一致
させる必要があるが、本発明によると、その必要がな
く、光ファイバグレーティングに対する精度が緩和され
る。When a pair of optical fiber gratings are arranged at both ends of the pumping optical fiber to form a resonator, it is necessary to match the reflection wavelengths of the pair of optical fiber gratings. This is not necessary, and the accuracy for the optical fiber grating is relaxed.
【0022】本発明の他の実施態様においては、前記増
幅用光ファイバと前記励起用光ファイバとを1本の光フ
ァイバで構成するとともに、該1本の光ファイバに、前
記信号光を伝送する光ファイバを、溶融延伸接続してい
る。In another embodiment of the present invention, the amplification optical fiber and the pumping optical fiber are formed of one optical fiber, and the signal light is transmitted to the one optical fiber. The optical fibers are spliced and spliced.
【0023】本発明によると、増幅用光ファイバと励起
用光ファイバとを1本の光ファイバで構成するととも
に、この1本の光ファイバに、信号光を伝送する光ファ
イバを、溶融延伸接続しているので、増幅用光ファイバ
と励起用光ファイバとを個別に構成して接続する場合に
比べて、接続箇所が少なくなり、接続による損失を低減
できる。According to the present invention, the amplification optical fiber and the excitation optical fiber are composed of one optical fiber, and the optical fiber for transmitting the signal light is melt-spliced and connected to the one optical fiber. Therefore, as compared with the case where the amplification optical fiber and the pumping optical fiber are individually configured and connected, the number of connection points is reduced, and the loss due to the connection can be reduced.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0025】(実施の形態1)図1は、本発明の一つの
実施の形態に係る光増幅装置1の全体構成を示す図であ
る。(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an optical amplifying device 1 according to one embodiment of the present invention.
【0026】この実施の形態の光増幅装置1は、増幅用
光ファイバ2に対して信号光と同一方向から励起光を入
射するための前方励起用の第1の励起光源3および第1
の光合波器4を備えるとともに、信号光と逆方向から励
起光を入射するための後方励起用の第2の励起光源5お
よび第2の光合波器6を備える双方向励起型となってお
り、信号光の入力側および出力側には、それぞれ第1,
第2の光アイソレータ7,8が設けられている。The optical amplifying device 1 of this embodiment has a first pumping light source 3 for forward pumping and a first pumping light source 3 for pumping pumping light into the amplification optical fiber 2 from the same direction as the signal light.
Is a bidirectional pumping type including a second pumping light source 5 for backward pumping and a second optical multiplexer 6 for providing pumping light in the opposite direction to the signal light. , The signal light input side and output side are respectively
Second optical isolators 7 and 8 are provided.
【0027】増幅用光ファイバ2は、例えば、エルビウ
ム(Er)ドープ光ファイバであり、第1,第2の励起
光源3,5は、例えば、1.48μmまたは0.98μ
mの励起用レーザーダイオードである。The amplification optical fiber 2 is, for example, an erbium (Er) -doped optical fiber, and the first and second pumping light sources 3 and 5 are, for example, 1.48 μm or 0.98 μm.
m is a laser diode for excitation.
【0028】この実施の形態では、1.5xμmの励起
光源を用いることなく、パワー変換効率を高めるため
に、次のようにしている。In this embodiment, in order to enhance the power conversion efficiency without using a 1.5 × μm pumping light source, the following is performed.
【0029】すなわち、この実施の形態では、前方励起
用の第1の励起光源3の出力端と第1の光合波器4との
間に、エルビウム(Er)ドープ光ファイバからなる励
起用光ファイバ9を接続しており、第1の励起光源3か
らの励起光によって、ASE(Amplified S
pountaneous Emission:自然放出
光)を発生させ、このASEを、第1の光合波器4を介
して増幅用光ファイバ2に導入して信号光を増幅するよ
うにしている。That is, in this embodiment, an excitation optical fiber made of an erbium (Er) -doped optical fiber is provided between the output end of the first excitation light source 3 for forward excitation and the first optical multiplexer 4. 9 is connected to the ASE (Amplified S) by the excitation light from the first excitation light source 3.
Puntaneous Emission (spontaneous emission light) is generated, and this ASE is introduced into the amplification optical fiber 2 via the first optical multiplexer 4 to amplify the signal light.
【0030】1.48μmまたは0.98μmの励起光
によって励起用光ファイバ9で発生するASEは、その
中心波長が1.53μm付近であり、この1.5μm帯
の波長のASEを増幅用光ファイバ2に導入して励起す
ることにより、パワー変換効率を向上させることができ
る。The center wavelength of the ASE generated in the pumping optical fiber 9 by the pumping light of 1.48 μm or 0.98 μm is around 1.53 μm, and the ASE in the wavelength band of 1.5 μm is amplified by the optical fiber for amplification. The power conversion efficiency can be improved by introducing into No. 2 and exciting.
【0031】励起用光ファイバ9が長くなれば、励起光
が1.5μm帯のASEに変換される割合は高まるので
あるが、励起光がASEに変換される際に効率が低下す
るので、励起用光ファイバ9の長さを最適化することに
よって、全体としてパワー変換効率の改善を図ることが
できる。If the pumping optical fiber 9 becomes longer, the rate of conversion of the pumping light into ASE in the 1.5 μm band increases, but the efficiency decreases when the pumping light is converted into ASE. The power conversion efficiency can be improved as a whole by optimizing the length of the optical fiber 9.
【0032】なお、本実施形態によれば、仮に励起用光
ファイバ9で励起光源3からの励起光が完全に吸収され
なくても、その残りの励起光は増幅用光ファイバ2にA
SEと共に導入されるので、結果として増幅用光ファイ
バ2における信号増幅を高効率化することができる。According to this embodiment, even if the pumping light from the pumping light source 3 is not completely absorbed by the pumping optical fiber 9, the remaining pumping light is transmitted to the amplifying optical fiber 2 as A
Since it is introduced together with SE, the efficiency of signal amplification in the amplification optical fiber 2 can be increased as a result.
【0033】このように1.5xμmの励起光源を用い
ることなく、比較的簡易な構成で、1.5μm帯のAS
Eによって、パワー変換効率を向上させることができ
る。したがって、従来よりも短い増幅用光ファイバ2に
よって、従来と同様のパワー変換効率を達成することが
でき、NF(雑音指数)を低減することができる。As described above, the AS of the 1.5 μm band can be obtained with a relatively simple structure without using the 1.5 × μm excitation light source.
The power conversion efficiency can be improved by E. Therefore, the amplification optical fiber 2 shorter than the conventional one can achieve the same power conversion efficiency as the conventional one, and can reduce the NF (noise figure).
【0034】なお、この実施の形態では、増幅用光ファ
イバ2と励起用光ファイバ9とは、個別のエルビウムド
ープ光ファイバとしたけれども、本発明の他の実施の形
態として、図2に示されるように、増幅用光ファイバ2
と励起用光ファイバ9とを1本のエルビウムドープ光フ
ァイバで構成し、この1本のエルビウムドープ光ファイ
バに対して、信号光を伝送する伝送用光ファイバ10を
溶融延伸接続してもよい。この場合には、EDF直結型
のWDMカプラ11を、第1の光合波器4として用いれ
ばよい。これによって、接続箇所の数を削減し、接続に
よる損失を低減してパワー変換効率を向上させることが
できる。Although the amplification optical fiber 2 and the pumping optical fiber 9 are separate erbium-doped optical fibers in this embodiment, they are shown in FIG. 2 as another embodiment of the present invention. So that the amplification optical fiber 2
The pumping optical fiber 9 and the pumping optical fiber 9 may be composed of one erbium-doped optical fiber, and the transmission optical fiber 10 for transmitting signal light may be melt-stretched and connected to the one erbium-doped optical fiber. In this case, the EDM direct connection type WDM coupler 11 may be used as the first optical multiplexer 4. As a result, the number of connection points can be reduced, the loss due to connection can be reduced, and the power conversion efficiency can be improved.
【0035】さらに、図1の実施形態において、光アイ
ソレータを、光合波器4と励起用光ファイバ9との間、
光合波器4と増幅用光ファイバ2との間に配置すれば、
ASEの戻りによる発振等の影響を抑制でき、より安定
な増幅特性を得ることができる。また、図1における光
アイソレータ7を、光合波器4と増幅用光ファイバ2と
の間に配置するようにしてもよく、この場合、1個の光
アイソレータで戻り光を阻止できる利点がある。Further, in the embodiment of FIG. 1, an optical isolator is provided between the optical multiplexer 4 and the pumping optical fiber 9.
If it is arranged between the optical multiplexer 4 and the amplification optical fiber 2,
The influence of oscillation or the like due to the return of ASE can be suppressed, and more stable amplification characteristics can be obtained. Further, the optical isolator 7 in FIG. 1 may be arranged between the optical multiplexer 4 and the amplification optical fiber 2, and in this case, there is an advantage that one optical isolator can block the returning light.
【0036】(実施の形態2)図3は、本発明の他の実
施の形態の光増幅装置1’の全体構成を示す図であり、
図1に対応する部分には、同一の参照符号を付す。(Embodiment 2) FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of an optical amplifying device 1'of another embodiment of the present invention.
Parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0037】上述の実施の形態では、励起用光ファイバ
9の一端9aから励起光を入力して他端9bから出力さ
れるASEを、増幅用光ファイバ2に導入したけれど
も、通常、エルビウムドープ光ファイバでは、励起光を
入力する入力端からASEを取り出す方が、出力端から
取り出すよりも、伝播距離が短い分だけ大きなASEを
取り出すことができる。In the above-described embodiment, the ASE output from the one end 9a of the pumping optical fiber 9 and the other end 9b of the pumping optical fiber 9 is introduced into the amplifying optical fiber 2. In the fiber, it is possible to extract a larger ASE by extracting the ASE from the input end for inputting the pumping light than by extracting the ASE from the output end.
【0038】そこで、この実施の形態では、第1の励起
光源3からの励起光を、第3の光合波器12を介して励
起用光ファイバ9の一端9aから入力するとともに、該
一端9aから出力されるASEを、第3および第2の光
合波器12,4を介して増幅用光ファイバ2に導入して
おり、これによって、パワー変換効率を一層向上させる
ことができる。Therefore, in this embodiment, the pumping light from the first pumping light source 3 is input from one end 9a of the pumping optical fiber 9 via the third optical multiplexer 12, and the one end 9a is also supplied. The output ASE is introduced into the amplifying optical fiber 2 via the third and second optical multiplexers 12 and 4, whereby the power conversion efficiency can be further improved.
【0039】その他の構成および効果は、上述の実施の
形態と同様である。Other configurations and effects are similar to those of the above-described embodiment.
【0040】(実施の形態3)図4は、本発明の更に他
の実施の形態の光増幅装置1’’の全体構成を示す図で
あり、上述の実施の形態2に対応する部分には、同一の
参照符号を付す。(Embodiment 3) FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of an optical amplifying device 1 ″ according to still another embodiment of the present invention, in which parts corresponding to those of the above-described Embodiment 2 are not shown. , With the same reference numerals.
【0041】この実施の形態では、励起用光ファイバ9
の他端9bに、ASEを反射して一端9a側に戻すミラ
ー13を設けたものであり、このミラー13によって、
他端9b側へ向かうASE、及び励起用光ファイバ9に
おいて吸収しきれなかった励起光を一端9a側に戻して
ASEのパワーを大きくし、さらに残存する励起光を増
幅用光ファイバ2へ入射できることから、パワー変換効
率を一層高めることができる。In this embodiment, the optical fiber 9 for excitation is used.
The other end 9b of the mirror 13 is provided with a mirror 13 that reflects ASE and returns to the one end 9a side.
The ASE toward the other end 9b and the pumping light that could not be absorbed in the pumping optical fiber 9 are returned to the one end 9a side to increase the power of the ASE, and the remaining pumping light can be incident on the amplification optical fiber 2. Therefore, the power conversion efficiency can be further enhanced.
【0042】なお、上記実施形態3,4において、より
安定な増幅特性を得るために、光アイソレータを、合波
器4と合波器12との間、合波器4と増幅用光ファイバ
2との間に配置してもよい。また、合波器4と増幅用光
ファイバ2との間のみに光アイソレータを配置するよう
にしてもよい。In the third and fourth embodiments, in order to obtain more stable amplification characteristics, an optical isolator is provided between the multiplexer 4 and the multiplexer 12, and the multiplexer 4 and the amplification optical fiber 2 are used. It may be placed between and. Further, an optical isolator may be arranged only between the multiplexer 4 and the amplification optical fiber 2.
【0043】(実施の形態4)図5は、本発明の更に他
の実施の形態に係る光増幅装置1’’’の全体構成を示
す図であり、上述の図1に対応する部分には、同一の参
照符号を付す。(Embodiment 4) FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of an optical amplifying device 1 '''according to still another embodiment of the present invention, in which portions corresponding to those in FIG. , With the same reference numerals.
【0044】この実施の形態の光増幅装置1’’’は、
上述の実施の形態と同様に、増幅用光ファイバ2に対し
て信号光と同一方向から励起光を入射するための前方励
起用の第1の励起光源3および第1の光合波器4を備え
るとともに、信号光と逆方向から励起光を入射するため
の後方励起用の第2の励起光源5および第2の光合波器
6を備える双方向励起型となっており、信号光の入力側
および出力側には、それぞれ第1,第2の光アイソレー
タ7,8が設けられている。The optical amplifying device 1 '''of this embodiment is
Similar to the above-described embodiment, the first pumping light source 3 for forward pumping and the first optical multiplexer 4 for making pumping light incident on the amplification optical fiber 2 from the same direction as the signal light are provided. At the same time, it is a bidirectional pump type that includes a second pumping light source 5 for backward pumping and a second optical multiplexer 6 for pumping pumping light from the direction opposite to the signal light, and First and second optical isolators 7 and 8 are provided on the output side, respectively.
【0045】増幅用光ファイバ2は、例えば、エルビウ
ム(Er)ドープ光ファイバであり、第1,第2の励起
光源3,5は、例えば、1.48μmまたは0.98μ
mの励起用レーザーダイオードである。The amplification optical fiber 2 is, for example, an erbium (Er) -doped optical fiber, and the first and second pumping light sources 3 and 5 are, for example, 1.48 μm or 0.98 μm.
m is a laser diode for excitation.
【0046】この実施の形態においても、1.5xμm
の励起光源を用いることなく、パワー変換効率を高める
ために、上述の図1の実施の形態と同様に、前方励起用
の第1の励起光源3の出力端と第1の光合波器4との間
に、エルビウム(Er)ドープ光ファイバからなる励起
用光ファイバ9を接続している。Also in this embodiment, 1.5 × μm
In order to increase the power conversion efficiency without using the pumping light source of No. 3, the output end of the first pumping light source 3 for forward pumping and the first optical multiplexer 4 are used as in the embodiment of FIG. 1 described above. An excitation optical fiber 9 composed of an erbium (Er) -doped optical fiber is connected between the two.
【0047】さらに、この実施の形態では、励起用光フ
ァイバ9の両側に、この励起用光ファイバ9で発生する
ASE(自然放出光)の1.5μm帯を発振させる共振
器としての一対の光ファイバブラッググレーティング
(以下「FBG」という)15a,15bを設けてお
り、励起用光ファイバ9とFBG15a,15bとによ
って、1.5μm帯の発振光を第1の光合波器4に供給
する発振光供給手段を構成している。Further, in this embodiment, a pair of light as a resonator for oscillating the 1.5 μm band of ASE (spontaneous emission light) generated in the pumping optical fiber 9 is provided on both sides of the pumping optical fiber 9. Fiber Bragg gratings (hereinafter referred to as “FBGs”) 15a and 15b are provided, and oscillation light in the 1.5 μm band is supplied to the first optical multiplexer 4 by the excitation optical fiber 9 and the FBGs 15a and 15b. It constitutes the supply means.
【0048】FBG15a,15bは、特定の波長の光
を選択的に反射するものであり、この実施の形態では、
その反射中心波長が、例えば、1.55μmである。
また、第1の励起用光源3側のFBG15aの反射率
は、例えば、略100%であり、第1の光合波器4側の
FBG15bは、100%よりも小さい。The FBGs 15a and 15b selectively reflect light of a specific wavelength, and in this embodiment,
The reflection center wavelength is, for example, 1.55 μm.
The reflectance of the FBG 15a on the first excitation light source 3 side is, for example, about 100%, and the reflectance of the FBG 15b on the first optical multiplexer 4 side is smaller than 100%.
【0049】この実施の形態では、第1の励起用光源3
からの励起光が、FBG15aを通過して励起用光ファ
イバ9を励起し、ASE(自然放出光)が発生する。こ
のASEの内の1.55μmのASEが、FBG15
a,15bで選択的に発射されて発振し、この1.55
μmの発振光が、FBG15bを通過して第1の光合波
器4に供給されて信号光と合波されて増幅用光ファイバ
2に導入されて増幅される。In this embodiment, the first excitation light source 3
The excitation light from the laser light passes through the FBG 15a to excite the optical fiber 9 for excitation, and ASE (spontaneous emission light) is generated. ASE of 1.55 μm in this ASE is FBG15
a and 15b are selectively fired and oscillate.
The oscillated light of μm passes through the FBG 15b, is supplied to the first optical multiplexer 4, is combined with the signal light, is introduced into the amplification optical fiber 2, and is amplified.
【0050】このように、1.5μm帯の発振光を増幅
用光ファイバ2に導入して励起することにより、上述の
実施の形態と同様に、パワー変換効率を向上させること
ができる。In this way, by introducing the oscillation light of the 1.5 μm band into the amplification optical fiber 2 and exciting it, it is possible to improve the power conversion efficiency as in the above-mentioned embodiment.
【0051】さらに、励起用光ファイバ9で発生するA
SE(自然放出光)の1.5μm帯を発振させて供給す
ることにより、励起準位にあるエネルギーを効率よく取
り出して大きなパワーを取り出すことができる。Furthermore, A generated in the optical fiber 9 for excitation
By oscillating and supplying the 1.5 μm band of SE (spontaneous emission light), the energy in the excitation level can be efficiently extracted and a large power can be extracted.
【0052】また、励起用光ファイバの長さの最適化
し、1.5μm帯の発振光については、必要なパワーを
得る一方、吸収されなかった励起光は、そのまま第1の
光合波器4に供給して全体としてパワー変換効率の改善
を図ることができる。The length of the pumping optical fiber is optimized to obtain the required power for the 1.5 μm band oscillated light, while the unabsorbed pumping light is directly passed to the first optical multiplexer 4. The power conversion efficiency can be improved as a whole by supplying.
【0053】しかも、この実施の形態では、第1の励起
光源3からの励起光を入力して発振させ、この発振光
を、第1の光合波器4で信号光と合波するようにしてい
るので、例えば、励起光源からの励起光と信号光とを合
波器で合波した後に励起用光ファイバに入力して発振さ
せる構成に比べて、信号光によって出力が変動するとい
った不具合もない。すなわち、信号光と励起光とを合波
した後に発振させる構成では、入力される信号光の波長
が変化した場合には、励起用光ファイバでの損失が変化
するために安定した発振が行なえず、発振パワーが変動
すして出力されるパワーも変動してしまうのに対して、
励起用光ファイバに励起光しか入力されないこの実施の
形態では、かかる不具合がない。Moreover, in this embodiment, the pumping light from the first pumping light source 3 is input and oscillated, and this oscillating light is multiplexed with the signal light by the first optical multiplexer 4. Therefore, compared to a configuration in which the pumping light from the pumping light source and the signal light are combined by a multiplexer and then input to the pumping optical fiber to oscillate, there is no problem that the output varies depending on the signal light. . That is, in the configuration that oscillates after the signal light and the pumping light are multiplexed, when the wavelength of the input signal light changes, stable oscillation cannot be performed because the loss in the pumping optical fiber changes. , While the oscillation power fluctuates and the output power also fluctuates,
In this embodiment in which only the pumping light is input to the pumping optical fiber, there is no such problem.
【0054】なお、この実施の形態において、上述の実
施の形態と同様に、増幅用光ファイバ2と励起用光ファ
イバ9とを1本のエルビウムドープ光ファイバで構成
し、この1本のエルビウムドープ光ファイバに対して、
信号光を伝送する伝送用光ファイバを溶融延伸接続して
もよい。In this embodiment, the amplification optical fiber 2 and the pumping optical fiber 9 are composed of one erbium-doped optical fiber as in the above-described embodiments, and the one erbium-doped optical fiber is used. For optical fiber,
An optical fiber for transmission that transmits signal light may be spliced and spliced.
【0055】また、光アイソレータを、光合波器4とF
BG15bとの間、光合波器4と増幅用光ファイバ2と
の間に配置すれば、より安定な増幅特性を得ることがで
きる。また、図1における光アイソレータ7を、光合波
器4と増幅用光ファイバ2との間に配置するようにして
もよい。An optical isolator is used as the optical multiplexer 4 and F
If it is arranged between the BG 15b and between the optical multiplexer 4 and the amplification optical fiber 2, more stable amplification characteristics can be obtained. Further, the optical isolator 7 in FIG. 1 may be arranged between the optical multiplexer 4 and the amplification optical fiber 2.
【0056】(実施の形態5)図6は、本発明の更に他
の実施の形態の光増幅装置1’’’’の全体構成を示す
図であり、上述の実施の形態4に対応する部分には、同
一の参照符号を付す。(Embodiment 5) FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of an optical amplifying device 1 ″ ″ according to still another embodiment of the present invention, which corresponds to the above-described Embodiment 4. Are denoted by the same reference numerals.
【0057】上述の実施の形態では、励起用光ファイバ
9の一端9aから励起光を入力して他端9bから出力さ
れる発振光を、増幅用光ファイバ2に導入したけれど
も、この実施の形態では、第1の励起光源3からの励起
光を、第3の光合波器12を介して励起用光ファイバ9
の一端9aから入力するとともに、該一端9aから出力
される1.5μm帯の発振光を、第3および第2の光合
波器12,4を介して増幅用光ファイバ2に導入してい
る。さらに、この実施の形態では、励起用光ファイバ9
の一端9a側には、FBG15aを設ける一方、励起用
光ファイバ9の他端9bには、ミラー13を設けたもの
であり、このミラー13とFBG15aとによって共振
器を構成している。In the above-described embodiment, the pumping light is input from one end 9a of the pumping optical fiber 9 and the oscillation light output from the other end 9b is introduced into the amplifying optical fiber 2. Then, the pumping light from the first pumping light source 3 is transmitted through the third optical multiplexer 12 to the pumping optical fiber 9
The oscillated light in the 1.5 μm band that is input from one end 9a of the above and is output from the one end 9a is introduced into the amplification optical fiber 2 via the third and second optical multiplexers 12 and 4. Further, in this embodiment, the pumping optical fiber 9
The FBG 15a is provided on one end 9a side, while the mirror 13 is provided on the other end 9b of the pumping optical fiber 9, and the mirror 13 and the FBG 15a form a resonator.
【0058】一対のFBG15a,15bを用いる図5
の構成では、両FBG15a,15bの反射波長を一致
させる必要があるのに対して、この実施の形態では、そ
の必要がなく、FBG15aに対する精度が緩和され
る。FIG. 5 using a pair of FBGs 15a and 15b.
In the above configuration, it is necessary to match the reflection wavelengths of the two FBGs 15a and 15b with each other, but in this embodiment, there is no need to do so, and the accuracy for the FBG 15a is relaxed.
【0059】その他の構成は、上述の実施の形態4と同
様である。The other structure is similar to that of the fourth embodiment.
【0060】なお、第3の光合波器12に代えて、図7
に示される光サーキュレータ16を用いてもよい。Incidentally, instead of the third optical multiplexer 12, FIG.
The optical circulator 16 shown in FIG.
【0061】(その他の実施の形態)上述の各実施の形
態では、前方励起用の第1の励起光源3側に、励起用光
ファイバ9を接続したけれども、本発明の他の実施の形
態として、後方励起用の第2の励起光源5側に励起用光
ファイバを接続してもよい。(Other Embodiments) In each of the above-described embodiments, the pumping optical fiber 9 is connected to the first pumping light source 3 side for forward pumping, but as another embodiment of the present invention, An optical fiber for pumping may be connected to the second pumping light source 5 side for backward pumping.
【0062】上述の各実施の形態では、双方向励起型の
光増幅装置に適用して説明したけれども、本発明は、前
方励起型または後方励起型のいずれの光増幅装置にも適
用できるものである。Although each of the above-described embodiments has been described by applying to the bidirectional pumping type optical amplifying device, the present invention can be applied to either the forward pumping type or the backward pumping type optical amplifying device. is there.
【0063】本発明の他の実施の形態として、増幅用光
ファイバ2を、二つに分割してその中間に、アイソレー
タやゲインイコライザを挿入して、より変換効率を高め
るようにしてもよい。As another embodiment of the present invention, the amplification optical fiber 2 may be divided into two and an isolator or a gain equalizer may be inserted in the middle thereof to further improve the conversion efficiency.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、励起光源
からの励起光によって1.5μm帯のASE(自然放出
光)を発生する励起用光ファイバを設け、この1.5μ
m帯のASEを、増幅用光ファイバに導入して信号光を
増幅する、あるいは、励起用光ファイバで発生するAS
Eの1.5μm帯を発振させ、この1.5μm帯の発振
光を励起光として、増幅用光ファイバに導入して信号光
を増幅するので、1.5μm帯の励起光を出力する高価
な半導体レーザなどを用いることなく、パワー変換効率
を高めることができる。As described above, according to the present invention, an excitation optical fiber for generating ASE (spontaneous emission light) in the 1.5 μm band by the excitation light from the excitation light source is provided.
The m-band ASE is introduced into the amplification optical fiber to amplify the signal light, or the AS generated in the excitation optical fiber
The 1.5 μm band of E is oscillated, and the oscillated light in the 1.5 μm band is introduced into the optical fiber for amplification as the excitation light to amplify the signal light. Therefore, it is expensive to output the excitation light in the 1.5 μm band. The power conversion efficiency can be improved without using a semiconductor laser or the like.
【図1】本発明の一つの実施の形態に係る光増幅装置の
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical amplifier device according to an embodiment of the present invention.
【図2】増幅用光ファイバと励起用光ファイバとを1本
の光ファイバで構成したときの合波器を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a multiplexer when the amplification optical fiber and the excitation optical fiber are configured by one optical fiber.
【図3】本発明の他の実施の形態に係る光増幅装置の構
成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical amplifier device according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の更に他の実施の形態の光増幅装置の構
成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an optical amplifier according to still another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施の形態に係る光増幅装置の構
成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an optical amplifier device according to another embodiment of the present invention.
【図6】本発明の更に他の実施の形態に係る光増幅装置
の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an optical amplifying device according to still another embodiment of the present invention.
【図7】本発明の他の実施の形態の光増幅装置の構成図
である。FIG. 7 is a configuration diagram of an optical amplifying device according to another embodiment of the present invention.
2 増幅用光ファイバ 3,5 第1,第2の励起光源 4,6,12 第1〜第3の光合波器 9 励起用光ファイバ 13 ミラー 15a,15 FBG 2 Optical fiber for amplification 3,5 First and second excitation light sources 4, 6, 12 First to third optical multiplexers 9 Optical fiber for excitation 13 mirror 15a, 15 FBG
Claims (8)
光によって信号光を増幅して出力する増幅用光ファイバ
とを備える光増幅装置において、 前記励起光によって1.5μm帯のASE(自然放出
光)を発生する励起用光ファイバを設け、前記ASE
を、前記増幅用光ファイバに導入することを特徴とする
光増幅装置。1. An optical amplifying device comprising a pumping light source for outputting pumping light and an amplification optical fiber for amplifying and outputting signal light by the pumping light, wherein an ASE (natural) of 1.5 μm band is generated by the pumping light. An excitation optical fiber for generating emitted light),
Is introduced into the amplification optical fiber.
励起光が入力される一方、他端側から前記ASEが出力
されて前記増幅用光ファイバに導入される請求項1記載
の光増幅装置。2. The optical amplifying device according to claim 1, wherein the pumping light is input from one end of the pumping optical fiber, and the ASE is output from the other end of the pumping optical fiber and introduced into the amplifying optical fiber. .
励起光が入力される一方、前記一端側から前記ASEが
出力されて前記増幅用光ファイバに導入される請求項1
記載の光増幅装置。3. The pumping light is input from one end side of the pumping optical fiber, while the ASE is output from the one end side and introduced into the amplification optical fiber.
The optical amplification device described.
記ASEを前記一端側へ反射する反射手段を設けた請求
項3記載の光増幅装置。4. The optical amplifying device according to claim 3, wherein a reflecting means for reflecting the ASE to the one end side is provided on the other end side of the pumping optical fiber.
信号光とを合波する光合波器と、該光合波器の出力が導
入されるとともに、信号光を増幅して出力する増幅用光
ファイバとを備える光増幅装置において、 前記励起光源からの励起光が導入される励起用光ファイ
バと、該励起用光ファイバで発生するASE(自然放出
光)の1.5μm帯を発振させる共振器とを備える発振
光供給手段を設け、 前記発振光供給手段からの前記1.5μm帯の発振光を
励起光として、前記光合波器で前記信号光と合波して前
記増幅用光ファイバに導入することを特徴とする光増幅
装置。5. An excitation light source that outputs excitation light, an optical multiplexer that combines the excitation light and the signal light, and an amplifier that introduces the output of the optical multiplexer and that amplifies and outputs the signal light. In an optical amplifying device including a pumping optical fiber, a pumping optical fiber into which pumping light from the pumping light source is introduced, and a 1.5 μm band of ASE (spontaneous emission light) generated in the pumping optical fiber An oscillating light supply unit including a resonator is provided, and the 1.5 μm band oscillating light from the oscillating light supply unit is used as excitation light to combine the signal light with the optical combiner to amplify the optical fiber for amplification. An optical amplifying device characterized by being introduced into.
両端側にそれぞれ配置された一対の光ファイバグレーテ
ィングを備え、前記励起用光ファイバの一端側から前記
励起光源の励起光が入力される一方、前記励起用光ファ
イバの他端側から前記発振光が出力されて前記光合波器
に入力される請求項5記載の光増幅装置。6. The resonator includes a pair of optical fiber gratings arranged at both ends of the pumping optical fiber, and pumping light of the pumping light source is input from one end of the pumping optical fiber. On the other hand, the optical amplifier according to claim 5, wherein the oscillated light is output from the other end of the pumping optical fiber and input to the optical multiplexer.
一端側に配置された光ファイバグレーティングと他端側
に配置された反射ミラーとを備え、前記励起用光ファイ
バの前記一端側から前記励起光源の励起光が入力される
一方、前記一端側から前記発振光が出力されて前記光合
波器に入力される光増幅装置。7. The resonator includes an optical fiber grating arranged on one end side of the pumping optical fiber and a reflection mirror arranged on the other end side, and the resonator is provided from the one end side of the pumping optical fiber. An optical amplification device in which the pumping light of a pumping light source is input, while the oscillated light is output from the one end side and input to the optical multiplexer.
ァイバとを1本の光ファイバで構成するとともに、該1
本の光ファイバに、前記信号光を伝送する光ファイバ
を、溶融延伸接続した請求項2または6記載の光増幅装
置。8. The amplification optical fiber and the excitation optical fiber are formed by one optical fiber, and
The optical amplification device according to claim 2 or 6, wherein an optical fiber for transmitting the signal light is melt-spliced and connected to a book optical fiber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002117097A JP2003273426A (en) | 2002-01-11 | 2002-04-19 | Optical amplification apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP2002-4543 | 2002-01-11 | ||
JP2002004543 | 2002-01-11 | ||
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012204665A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Toyota Central R&D Labs Inc | Optical fiber amplifier, optical detection device, and distance measurement device |
-
2002
- 2002-04-19 JP JP2002117097A patent/JP2003273426A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012204665A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Toyota Central R&D Labs Inc | Optical fiber amplifier, optical detection device, and distance measurement device |
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