JP2004134660A - Optical amplification transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を増幅して伝送する光増幅伝送システムに関する。
【0002】
【関連する背景技術】
この種の光増幅伝送システムは、信号光を伝搬させる入力側信号光伝送路と、この入力側光信号伝送路に光結合部を介して接続された出力側信号光伝送路と、入力側信号光伝送路の途中に設けられた光増幅部とを備え、入力側及び出力側信号光伝送路は共に光ファイバから成る。
より詳しくは、光増幅部は、入力側信号光伝送路から光結合部を介して分岐された励起光伝送路と、この励起光伝送路に光結合部を介して接続された励起光源を備え、この励起光源からの励起光を信号光に対して光伝送路に合波させて信号光の増幅を行う。ここで、励起光源は励起用レーザ光源から成り、励起光としてのレーザ光を出力し、又、励起光伝送路もまた光ファイバから成る。
【0003】
光伝送路において発生するファイバフューズの進行を防止するために、例えば、コンポーネントファイバより成る光学部品が光伝送システム中に設けられる。このコンポーネントファイバは、信号光伝送路の光ファイバよりコア径を大きく且つ一定にすることにより、ファイバフューズを発生させる光パワーの閾値が信号光伝送路の光ファイバより大きく且つ所定値より小さくされている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
或いは、例えばコンポーネントファイバにおいては、コア径が漸次拡大するように形成され、このコア径の拡大によってファイバの長手方向における光パワーの閾値が大きくなるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
このようなコンポーネントファイバのコア径の拡大により、この拡大されたコアの中ではファイバフューズの発生閾値がコアを伝搬する信号光のパワーより大きくなっている。したがって、信号光伝送路を伝搬してきたファイバフューズの進行は、このコンポーネントファイバ部分で防止される。
【0005】
【特許文献1】
米国公開特許No.2002114554
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した光増幅伝送システムの場合、信号光の伝送距離を長く確保するには信号光を大きく増幅させる必要があり、励起光又は増幅後の信号光は高い光パワーを有する。
高光パワーの励起光又は信号光がその伝送路を伝搬されると、特に前述した光結合部にて、伝送路における光ファイバのコアが溶融する事態、所謂ファイバフューズが発生する。このようなファイバフューズは一旦発生してしまうと、その発生箇所に留まらず、光ファイバの長さ方向に進行し、光増幅部、即ち、光増幅伝送システム全体の損傷を招く虞がある。
【0007】
上述のファイバフューズの現象について詳述すると、高パワーの励起光又は信号光が伝搬される際、光結合部端面での光エネルギ密度も必然的に高くなる。このため、光結合部に汚れ等の異物、微細な傷等が存在すると、局所的に光エネルギーの集中による発熱が起こり、その発熱がトリガーとなってファイバフューズが生じる。この発熱が大きい場合、コアの溶融が引き起こされ、このコアの溶融は光源側に向かって光ファイバの長手方向に進行する。そして、コアの溶融が光増幅部まで達すると、光増幅部が破壊され、光増幅伝送システムとしての機能が損なわれてしまうだけでなく、システムの復旧がより困難になり、多大な損失を招くことになる。
【0008】
このようなファイバフューズの進行を防止する技術は、例えば上記の特許文献により開示されている。その特許文献の開示内容は、伝送路の光ファイバに比べてコンポーネントファイバのコア径を大きくして、コンポーネントファイバにおけるファイバフューズの発生閾値を大きくすることにより、ファイバフューズの伝搬を防止するものである。
【0009】
しかし、このようなコンポーネントファイバを用いる場合には、次のような問題がある。
(1)コンポーネントファイバは、伝送路の光ファイバの途中に、光ファイバに間断なく直接接続するように設けられているため、伝送路で発生してコンポーネントファイバに伝搬が到達したファイバフューズはそのコンポーネントファイバ中を直接伝搬し得る。即ち、コンポーネントファイバがファイバフューズを防止するための光パワー閾値を上回るコア径を有しているとしても、そのコンポーネントファイバのコア内部であってファイバフューズの伝搬経路に更にファイバフューズのトリガー、例えば異物、傷或いは溶融箇所が存在すれば、ファイバフューズはそのトリガーを介してコンポーネントファイバ中を通過して更に伝搬することが起こり得る。
【0010】
(2)コンポーネントファイバと伝送路の光ファイバのコア径が互いに異なる場合は、一般に、それらのモードフィールド径も互いに異なっており、モードフィールド径が互いに異なる光ファイバ同士を接続すると、接続損失が発生する。
(3)コア径が互いに異なる光ファイバ同士、即ちコンポーネントファイバと伝送路の光ファイバは融着接続される必要があるが、前述(2)の接続損失を低減するためには、同径の光ファイバ同士を融着する通常の方法或いは条件をそのまま用いることはできない。一般に、例えば、通常の融着方法或いは条件を改善して適用できるとしても、その適用に際して、工数が増して煩雑及びコスト高になる。
【0011】
(4)伝送路の光ファイバからコンポーネントファイバへの接続においてコア径が階段状に大きくなる場合に、コンポーネントファイバの長さが考慮されていない。それ故、通常の伝送において、伝送路の光ファイバからコンポーネントファイバの一端面に入射してコンポーネントファイバを伝搬した信号光が他端面から出射する際に、光結合の効率が低下することがある。
【0012】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、信号光又は励起光の伝送路となる光ファイバのコアにファイバフューズが発生しても、このファイバフューズの進行を効果的に防止し、且つ、信号光、および励起光伝送路を伝搬する、信号光や励起光の損失を最小限に留めることができる光増幅伝送システム及び光増幅伝送システムの製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光増幅伝送システムは、信号光を伝搬させる信号用光ファイバ伝送路と、前記信号用光ファイバ伝送路から第1光合分波器を介して分岐され、前記信号光と合波して前記信号光を増幅させる励起光を伝搬する励起用光ファイバ伝送路と、前記励起用光ファイバ伝送路に、前記励起光を出力する光増幅用励起光光源と、前記励起用光ファイバ伝送路上及び前記信号用光ファイバ伝送路上の前記第1光合分波器を挟む部位のうち、少なくとも1個所の部位に介挿された光エネルギ密度低減路とを具備したことを特徴とする光増幅伝送システムを提供する(請求項1)。
【0014】
より具体的には、前記光エネルギ密度低減路は、前記光ファイバ伝送路を分断し、前記光ファイバ伝送路の両分断端間に確保された光伝搬空間を含む(請求項2)。
前記光エネルギ密度低減路は、前記光伝搬空間に配置され、前記光ファイバ伝送路の前記両分断端間を光学的に結合するレンズ系を更に備える(請求項3)。
【0015】
又、前記レンズ系は、グレーデッドインデックスファイバ、集光レンズ、及び一対のコリメートレンズの何れかを含む(請求項4)。
或いは、前記レンズ系を構成する光部品は、前記光伝搬空間中にて前記光ファイバ伝送路の分断端との間又は前記光部品相互間に1mm以上の伝搬距離を確保した部分を有する(請求項5)。
【0016】
このような光増幅伝送システムによれば、光合分波器を備えた光ファイバ伝送路に、光を所定時間入射して劣化度合を検出した上で判定された良好な性能をもつファイバフューズストッパを設けることにより、増幅された信号光又は励起光の伝送路となる光ファイバにファイバフューズが発生しても、ファイバフューズの進行を阻止することが可能となる。又、ファイバフューズストッパ製造時の予測せざる事態による問題でファイバフューズストッパ自身がフューズの発生要因になることがない様な信頼度の高いものになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の光増幅伝送システム10に係る一実施形態を図1に基づいて詳述する。
図1は光増幅伝送システム10の概略図である。光増幅伝送システム10は入力側信号伝送路12を備え、この入力側信号伝送路12内をレーザ光からなる信号光が伝搬される。
【0018】
入力側信号伝送路12は光接続部14を介して出力側信号伝送路16に接続され、光接続部14は光コネクタから成っている。
入力側信号伝送路12からは光結合部としての光カプラ18を介して励起光伝送路20が分岐されており、この励起光伝送路20は光結合部としての光カプラ22を介して複数の光増幅用励起光源24に接続されている。
【0019】
各光増幅用励起光源24は半導体レーザモジュール(LDモジュール)から成り、レーザ光からなる励起光をそれぞれ出力する。出力された励起光は光カプラ22、励起光伝送路20及び光カプラ18を介して入力側信号伝送路12に伝搬され、入力側信号伝送路12内を伝搬する信号光を励起、つまり、増幅する。
ここで、前述した入力側及び出力側信号伝送路12,14並びに励起光伝送路20は、例えばシングルモードファイバ(SMF)等からなる光ファイバである。
【0020】
励起光伝送路20にはフューズストッパ26が介挿され、そして、入力側信号伝送路12の光カプラ18を挟む両側にもフューズストッパ26がそれぞれ介挿されている。
尚、励起光を信号光伝送路に合波する光合波器として光カプラ18が使用されたが、これと同等の機能を有するものとして、ファイバ融着型、若しくは誘電体多層膜フィルタなどを使用した光合波器、及び、ファイバグレーティングと光サーキュレータなどを組み合わせて使用してもよい。また、複数の励起光を合波する光カプラ22と同等の機能を有する光合波器として、偏波合成器や誘電体多層膜フィルタを使用した光合波器、又、マッハツェンダ型の光導波路などを用いた光合波器などを使用することができる。
【0021】
各フューズストッパ26は同一の機能を有するので、励起光伝送路20に介挿された第1実施例のフューズストッパ26について、図2を参照しながら説明する。
励起光伝送路20の光ファイバはフューズストッパ26にて、光増幅用励起光源24側の上流側光ファイバ部分20aと、光カプラ18側の下流側光ファイバ部分20bとに分離されている。尚、参照符号28は光ファイパ部分20a,20bの分離端部に接着されたフェルールをそれぞれ示す。
【0022】
フューズストッパ26にて、光ファイバ部分20a,20bの分離端は所定の間隔を存した状態で同一の光軸上に配置されている。そして、フェルール28間の光軸上には第1レンズ30及び第2レンズ32がそれぞれ配置されており、これら第1及び第2レンズ30,32間には1.0mm以上の間隔が確保されている。
【0023】
上述の構成からなるフューズストッパ26は、上流側光ファイバ部分20aからの出射光(励起光又は信号光)を第1レンズ30によりコリメート光に変換した後、第2レンズ32によりコリメート光を集光し、下流側光ファイバ部分20bに入射させる。従って、フューズストッパ26は、上流側光ファイバ部分20aと下流側光ファイバ部分20bとの間に、励起光の空間伝搬経路を有している。
【0024】
ここで、第1レンズ30にて変換されるコリメート光の径Dは120μm以上、より好ましくは360μm以上確保され、そして、下流側光ファイバ部分20bに入射する集光径dは、そのコア径をeとすれば、e<d<Dの範囲にあるのが好ましい。また、第1レンズ30若しくは第2レンズ32とフェルールを一体にしたファイバコリメータを用いてもよい。
【0025】
尚、入力側信号光伝送路12側のフューズストッパ26は、入力側信号光伝送路12を構成する光ファイバを前述の場合と同様に、上流側光ファイバ部分20aと下流側光ファイバ部分20bとに分離することで、挿入されている。
以上のように、フューズストッパ26は、入射側信号光伝送路12及び励起光伝送路20において励起光又は信号光の空間伝搬経路を形成するとともに、励起光又は信号光を発散光およびコリメート光にすることによりフューズストッパ26内で光の光エネルギー密度を低下させる。それ故、ファイバフューズが入射側信号光伝送路12或いは励起光伝送路20を伝搬しても、フューズストッパ26にファイバフューズが到達した時点で、その進行を阻止することができる。
【0026】
更に、上述のように、第1及び第2レンズ30,32間に1.0mm以上の間隔が確保されていることにより、フューズストッパ26に到達したファイバフューズの伝搬は第1及び第2レンズ30,32間にて完全に阻止される。
図3は、第2実施例のフューズストッパ34を示す。
このフューズストッパ34は、第1及び第2レンズ30,32の代わりに、1個のレンズ36が使用されている。このフューズストッパ34によれば、上流側光ファイバ部分20aの端面からの出射光(励起光又は信号光)はレンズ36により集光して下流側光ファイバ部分20bに入射される。
【0027】
即ち、フューズストッパ34は、入射側信号光伝送路12及び励起光伝送路20において光の空間伝搬経路を形成すると共に、励起光又は信号光をコリメート光にすることによりフューズストッパ34内で励起光又は信号光のエネルギ密度を低下させる。それ故、ファイバフューズが入射側信号光伝送路12又は励起光伝送路20を伝搬しても、フューズストッパ26にファイバフューズが到達した時点で、その進行を阻止することができる。また、空間伝搬経路で光が集光する場合においても、空間伝搬経路でファイバフューズを阻止することができる。
【0028】
図4は、第3実施例のフューズストッパ38を示す。
このフューズストッパ38は、第1実施例における第1及び第2レンズ30,32の代わりに、第1及び第2ファイバ要素40,42を使用している。これら第1及び第2ファイバ要素40,42は上流側及び下流側光ファイバ部分20a,20bの端面に同軸にして溶着されている。より詳しくは、第1及び第2ファイバ要素40,42は、入射された前記信号光又は前記励起光を収束距離(P/2)にて収束させるグレーデッドインデックスファイバ(GIファイバ)の一部から成り、第1及び第2ファイバ要素40,42の長さのそれぞれは、nxP/2+P/4(nは0或いは自然数)の長さを有する。尚、GIファイバの一部から成る第1及び第2ファイバ要素40,42はSMFにおけるコア径の5倍程度のコア径を有する。このGIファイバにおいては、コアの軸線からクラッドとの境界に向かって徐々に屈折率が低下するような軸対称の屈折率分布を持ち、この屈折率分布がレンズ効果を発揮する。
【0029】
従って、上述のフューズストッパ38によれば、上流側ファイバ部分20aからの出射する励起光又は信号光は第1ファイバ要素40によりそのビーム径が拡大される。続いて、この励起光又は信号光は、第1及び第2ファイバ要素40、42間の空間をコリメート光として伝搬し、第2ファイバ要素42によりコリメート光は上流側ファイバ部分20aから出射されたときと同位相で下流側光ファイバ部分20bに入射される。
【0030】
即ち、フューズストッパ38は、入射側信号光伝送路12および励起光伝送路20においてレーザ光の空間伝搬経路を形成すると共に、励起光又は信号光の径を拡大してコリメート光にすることにより、フューズストッパ38内で励起光又は信号光のエネルギ密度を低下させる。それ故、ファイバフューズが入射側信号光伝送路12或いは励起光伝送路20を伝搬しても、フューズストッパ38にファイバフューズが到達した時点で、その進行を阻止することができる。
【0031】
図5は、第5実施例のフューズストッパ44を示す。
このフューズストッパ44は、第1実施例のフューズストッパ26に光アイソレータ46を付加した構成を有し、この光アイソレータ46は第1レンズ30と第2レンズ32との間に挿入されている。そして、フューズストッパ44において、光アイソレータ46と第1レンズ30との間には、1mm以上の空間が確保されている。
【0032】
上述のフューズストッパ44によれば、第1実施例の場合と同様に、上流側光ファイバ部分20aから出射した励起光又は信号光を第1レンズ30によりコリメート光に変換した後、第2レンズ32によりコリメート光を集光し、下流側光ファイバ部分20bに入射させる。更に、フューズストッパ44によれば、光アイソレータ46は下流側光ファイバ部分20bから戻る励起された信号光及び/若しくは励起光の反射経路を上流側光ファイバ20aの軸線から偏位させる。
【0033】
即ち、フューズストッパ44は、入射側信号光伝送路12及び励起光伝送路20において励起光又は信号光の空間伝搬経路を形成する。そして、励起光又は信号光をコリメート光によりフューズストッパ26内で励起光の光エネルギー密度を低下させる。それ故、ファイバフューズが入射側信号光伝送路12或いは励起光伝送路20を伝搬しても、フューズストッパ26にファイバフューズが到達した時点で、その進行を阻止することができる。
【0034】
更に、上述のように、光アイソレータ46と第1レンズ30との間に1.0mm以上の間隔が確保されていることにより、フューズストッパ26に到達したファイバフューズの伝搬は光アイソレータ46と第1レンズ30との間にて完全に阻止される。
図6は、第4実施例のフューズストッパ48を示す。
【0035】
このフューズストッパ48は、上流側光ファイバ部分20aと下流側光ファイバ部分20bとの間を接続するファイバ要素50を有する。このファイバ要素50もまたGIファイバの一部からなり、nxP/2(nは0或いは自然数)の長さを有する。ファイバ要素50も又、SMFにおけるコア径の5倍程度のコア径を有する。
【0036】
上述のフューズストッパ48によれば、GIファイバがレンズ効果を有するために、上流側ファイバ部分20aから出射した励起光又は信号光はファイバ要素50内でビーム径が拡大して伝搬される。続いて、このビーム径が拡大した励起光又は信号光は、上流側光ファイバ部分20aから出射されたときと同じビーム形で収束し、下流側光ファイバ部分20bに入射される。
【0037】
即ち、フューズストッパ48は、入射側信号光伝送路12および励起光伝送路20で励起光又は信号光の径を拡大することにより、フューズストッパ48内で励起光の光エネルギー密度を低下させる。それ故、ファイバフューズが入射側信号光伝送路12或いは励起光伝送路20を伝搬しても、フューズストッパ44にファイバフューズが到達した時点で、その進行を阻止することができる。それだけではなく、フューズストッパ48内で径が拡大したビームが下流側光ファイバ部分20bの入射端で収束してから再結合するので伝送損失を最小限に抑えることができる。
【0038】
次に、光増幅伝送システム10の製造方法について述べる。
先ず、フューズストッパはレーザ光を入射して特性検査がされる。このときのレーザ光は、その光パワーが500mWに設定され、所定時間以上連続的に入射されることが好ましい。この検査においては、所定の基準を設け、フューズストッパから出射されるレーザ光のパワーが低下しない場合、或いは、低下したとしても、フューズストッパからの出射レーザ光の光パワーが入射光に対して90%以上である場合に、合格判定とする。尚、このレーザ光を入射させる際のフューズストッパの劣化の一因としては、例えば、フューズストッパの一部に介在するごみなどの異物が挙げられる。フューズストッパの一部に異物が介在すると、局所的に発熱が生じ、それがトリガーとなってファイバフューズが生じる。これは、延いてはフューズストッパの著しい破損などにつながる。このように劣化が著しい場合は、光増幅伝送システム10にフューズストッパを設置しても本来のフューズストッパとしての性能を発揮できないことは、いうまでもないだけでなく、ファイバフューズストッパがファイバフューズの発生源となり、システム破損を招くことがある。従って、このような検査工程を設けることにより、通常の目視では確認することができない微細な異物があった場合でも、それを予め取除くことができ、そのため誤ってファイバフューズを発生させることのない、信頼度の高いファイバフューズストッパを得ることができる。
【0039】
このような検査で合格判定を得たフューズストッパは、半導体レーザモジュール、光ファイバ、光カプラ及び光コネクタを備える光増幅伝送システムの所定の位置に設置される。
このようにして、本発明では、フューズストッパにレーザ光を入射することにより予めフューズストッパの特性が検査され、良好な性能をもつフューズストッパを備える光増幅伝送システム10の製造方法を提供している。
【0040】
以上のように本実施形態に係る光増幅伝送システムおよび光増幅伝送システムの製造方法によれば、より信頼度の高い良好な性能をもつフューズストッパを備え、信号光又は励起光の伝送路となる光ファイバのコアにファイバフューズが発生しても、このファイバフューズの進行をフューズストッパにより効果的に防止することができる光増幅伝送システムおよび光増幅伝送システムの製造方法を提供することができる。
【0041】
本実施形態では、第1レンズと第2レンズとの間、或いは、光アイソレータと第1レンズとの間に1.0mm以上の距離を設けたが、これに限定されるものではない。例えば、励起光伝送路の分断端とGIファイバより成るファイバ要素との間、励起光伝送路の分断端とレンズとの間、第1及び第2ファイバ要素の間、光アイソレータと第2レンズとの間、或いは、光アイソレータを構成する光部品中に1.0mm以上の距離を設けてもよい。
【0042】
本実施形態では、フューズストッパは励起光伝送路と入力側光伝送路の一部に介挿されたが、介挿場所はこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、フューズストッパは3個の介挿されたが、その個数も3個に限定されるものではない。
本実施形態では、コアを有するGIファイバを用いたが、それに替えて、コアとクラッドの境界がない、所謂コアレス(全体がコアであることと同義)のGIファイバを用いてもよい。
【0043】
又、本実施形態では、フューズストッパにおいてコリメートレンズ間に配置された光部品として光アイソレータを用いたが、コリメート光路中で機能する光部品であれば光アイソレータ以外の部材でもよい。例えば、光アイソレータの替わりにフィルタ等を用いてもよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明の光増幅伝送システム(請求項1〜5)によれば、光合分波器を備えた光ファイバ伝送路に良好な性能をもつフューズストッパを設けることにより、増幅された信号光又は励起光の伝送路と成る光ファイバにファイバフューズが発生しても、ファイバフューズの進行を阻止する極めて有効な効果が発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光増幅伝送システムを示す概略図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るフューズストッパを示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係るフューズストッパを示す図である。
【図4】本発明の第3の実施形態に係るフューズストッパを示す図である。
【図5】本発明の第4の実施形態に係るフューズストッパを示す図である。
【図6】本発明の第5の実施形態に係るフューズストッパを示す図である。
【符号の説明】
10 光増幅伝送システム
12 入力側信号光伝送路
14 光接続部
16 出力側信号光伝送路
18 光カプラ
20 励起光伝送路
22 光カプラ
24 光増幅用励起光源
26 フューズストッパ
30 第1レンズ
32 第2レンズ
34 フューズストッパ
36 レンズ
38 フューズストッパ
40 第1ファイバ要素
42 第2ファイバ要素
44 フューズストッパ
46 光アイソレータ
48 フューズストッパ
50 ファイバ要素[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical amplification transmission system that amplifies and transmits signal light.
[0002]
[Related background art]
This type of optical amplification transmission system includes an input-side signal light transmission line for transmitting signal light, an output-side signal light transmission line connected to the input-side light signal transmission line via an optical coupling unit, and an input-side signal light. An optical amplifier provided in the middle of the optical transmission line, and both the input-side and output-side signal light transmission lines are made of optical fibers.
More specifically, the optical amplification unit includes an excitation light transmission line branched from the input-side signal light transmission line via the optical coupling unit, and an excitation light source connected to the excitation light transmission line via the optical coupling unit. The signal light is amplified by multiplexing the signal light with the pump light from the pump light source on the optical transmission line. Here, the excitation light source is composed of an excitation laser light source and outputs laser light as excitation light, and the excitation light transmission line is also composed of an optical fiber.
[0003]
In order to prevent the fiber fuse from advancing in the optical transmission line, for example, an optical component including a component fiber is provided in the optical transmission system. The component fiber has a larger and constant core diameter than the optical fiber of the signal light transmission path, so that the threshold of the optical power for generating the fiber fuse is larger than the optical fiber of the signal light transmission path and smaller than a predetermined value. (For example, see Patent Document 1).
[0004]
Alternatively, for example, in a component fiber, the core diameter is formed so as to gradually increase, and the threshold of the optical power in the longitudinal direction of the fiber is increased by the expansion of the core diameter (for example, see Patent Document 1). .
Due to such an increase in the core diameter of the component fiber, the occurrence threshold of the fiber fuse in the expanded core is larger than the power of the signal light propagating through the core. Therefore, the progress of the fiber fuse that has propagated through the signal light transmission line is prevented at the component fiber portion.
[0005]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. 200221554
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the optical amplification transmission system described above, it is necessary to greatly amplify the signal light in order to secure a long transmission distance of the signal light, and the pump light or the amplified signal light has a high optical power.
When pumping light or signal light with high optical power propagates through the transmission path, a situation in which the core of the optical fiber in the transmission path is melted, that is, a so-called fiber fuse occurs, particularly at the optical coupling section described above. Once such a fiber fuse has been generated, it may not only stay at the place where the fiber fuse is generated but also travel in the length direction of the optical fiber, possibly causing damage to the optical amplification section, that is, the entire optical amplification transmission system.
[0007]
The phenomenon of the fiber fuse described above will be described in detail. When high-power pumping light or signal light is propagated, the optical energy density at the end face of the optical coupling part is necessarily increased. Therefore, if foreign matter such as dirt or fine scratches is present in the optical coupling portion, heat is locally generated by concentration of light energy, and the heat is used as a trigger to generate a fiber fuse. When the heat generation is large, the core is melted, and the melting of the core proceeds in the longitudinal direction of the optical fiber toward the light source. When the melting of the core reaches the optical amplifying unit, the optical amplifying unit is destroyed, not only the function of the optical amplifying transmission system is impaired, but also the restoration of the system becomes more difficult, resulting in a large loss. Will be.
[0008]
A technique for preventing the progress of such a fiber fuse is disclosed, for example, in the above-mentioned patent document. The disclosure of the patent document is to prevent the propagation of the fiber fuse by increasing the core diameter of the component fiber as compared with the optical fiber of the transmission line and increasing the threshold value of the occurrence of the fiber fuse in the component fiber. .
[0009]
However, when such a component fiber is used, there are the following problems.
(1) Since the component fiber is provided in the middle of the optical fiber of the transmission line so as to be directly connected to the optical fiber without interruption, the fiber fuse generated in the transmission line and propagated to the component fiber is the component fuse. It can propagate directly in the fiber. That is, even if the component fiber has a core diameter exceeding the optical power threshold value for preventing the fiber fuse, even if the fiber fuse propagates along the fiber fuse propagation path inside the component fiber core, for example, a foreign matter trigger If there are scratches or flaws, the fiber fuse may propagate further through the component fiber through the trigger.
[0010]
(2) When the core diameters of the component fiber and the optical fiber of the transmission line are different from each other, their mode field diameters are generally different from each other. When optical fibers having different mode field diameters are connected to each other, a connection loss occurs. I do.
(3) The optical fibers having different core diameters, that is, the component fiber and the optical fiber of the transmission line, need to be fusion-spliced. The usual method or condition for fusing fibers cannot be used as it is. In general, for example, even if it can be applied by improving the ordinary fusion method or conditions, the application increases the number of steps and becomes complicated and costly.
[0011]
(4) When the core diameter increases stepwise in the connection from the optical fiber to the component fiber in the transmission path, the length of the component fiber is not considered. Therefore, in normal transmission, when signal light that has entered the one end face of the component fiber from the optical fiber of the transmission path and propagated through the component fiber exits from the other end face, the efficiency of optical coupling may decrease.
[0012]
The present invention has been made to solve the above problem, and effectively prevents the fiber fuse from advancing even if a fiber fuse occurs in a core of an optical fiber serving as a transmission path of signal light or pump light. It is an object of the present invention to provide an optically amplified transmission system and a method of manufacturing an optically amplified transmission system that can minimize the loss of signal light and pumping light that propagates in signal light and pumping light transmission lines. I do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical amplification transmission system of the present invention is a signal optical fiber transmission line that propagates signal light, and is branched from the signal optical fiber transmission line via a first optical multiplexer / demultiplexer, A pumping optical fiber transmission line that propagates pumping light that amplifies the signal light by multiplexing the signal light, and a pumping light source for optical amplification that outputs the pumping light to the pumping optical fiber transmission line; A light energy density reduction path inserted in at least one of the portions of the pumping optical fiber transmission line and the signal optical fiber transmission line that sandwich the first optical multiplexer / demultiplexer. A characteristic optical amplification transmission system is provided (claim 1).
[0014]
More specifically, the light energy density reduction path divides the optical fiber transmission path and includes a light propagation space secured between both ends of the optical fiber transmission path (claim 2).
The optical energy density reduction path further includes a lens system disposed in the light propagation space and optically coupling between the two divided ends of the optical fiber transmission path (Claim 3).
[0015]
The lens system includes one of a graded index fiber, a condenser lens, and a pair of collimating lenses.
Alternatively, the optical component constituting the lens system has a portion that secures a propagation distance of 1 mm or more between the divided end of the optical fiber transmission line or between the optical components in the light propagation space ( Claim 5).
[0016]
According to such an optical amplification transmission system, a fiber fuse stopper having good performance determined by detecting light and entering the light for a predetermined time into an optical fiber transmission line having an optical multiplexer / demultiplexer is used. With this arrangement, even if a fiber fuse occurs in an optical fiber serving as a transmission path of the amplified signal light or pump light, it is possible to prevent the fiber fuse from advancing. In addition, the fiber fuse stopper itself has high reliability such that the fiber fuse stopper itself does not cause a fuse due to a problem due to an unexpected situation at the time of manufacturing the fiber fuse stopper.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment according to an optical
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical
[0018]
The input-side
An excitation
[0019]
Each light amplification pumping
Here, the input-side and output-side
[0020]
A
Although the
[0021]
Since each
The optical fiber of the pumping
[0022]
In the
[0023]
The
[0024]
Here, the diameter D of the collimated light converted by the
[0025]
In addition, the
As described above, the
[0026]
Further, as described above, since the distance of 1.0 mm or more is secured between the first and
FIG. 3 shows a
The
[0027]
That is, the
[0028]
FIG. 4 shows a
The
[0029]
Therefore, according to the above-described
[0030]
That is, the
[0031]
FIG. 5 shows a
The
[0032]
According to the
[0033]
That is, the
[0034]
Further, as described above, since the distance of 1.0 mm or more is secured between the
FIG. 6 shows a
[0035]
The
[0036]
According to the above-described
[0037]
That is, the
[0038]
Next, a method for manufacturing the optical
First, the fuse stopper is irradiated with a laser beam to perform a characteristic test. It is preferable that the laser light at this time is set to have a light power of 500 mW and is continuously incident for a predetermined time or more. In this inspection, a predetermined reference is provided, and if the power of the laser light emitted from the fuse stopper does not decrease, or even if it decreases, the optical power of the laser light emitted from the fuse stopper is 90% relative to the incident light. % Or more, it is determined to be acceptable. In addition, as a cause of the deterioration of the fuse stopper when the laser beam is incident, for example, a foreign substance such as dust interposed in a part of the fuse stopper can be cited. When a foreign substance is present in a part of the fuse stopper, heat is locally generated, which triggers a fiber fuse. This in turn leads to significant damage to the fuse stopper. When the deterioration is remarkable in this way, it goes without saying that even if a fuse stopper is provided in the optical
[0039]
The fuse stopper that has been determined to pass in such an inspection is installed at a predetermined position of an optical amplification transmission system including a semiconductor laser module, an optical fiber, an optical coupler, and an optical connector.
As described above, the present invention provides a method of manufacturing the optical
[0040]
As described above, according to the optical amplification transmission system and the method for manufacturing the optical amplification transmission system according to the present embodiment, a fuse stopper having more reliable and good performance is provided, and becomes a transmission path for signal light or pump light. Even if a fiber fuse is generated in the core of the optical fiber, it is possible to provide an optically amplified transmission system and a method of manufacturing the optically amplified transmission system that can effectively prevent the progress of the fiber fuse by the fuse stopper.
[0041]
In the present embodiment, a distance of 1.0 mm or more is provided between the first lens and the second lens or between the optical isolator and the first lens. However, the present invention is not limited to this. For example, between the split end of the pump light transmission line and the fiber element made of GI fiber, between the split end of the pump light transmission line and the lens, between the first and second fiber elements, between the optical isolator and the second A distance of 1.0 mm or more may be provided between the lens and the optical component constituting the optical isolator.
[0042]
In the present embodiment, the fuse stopper is inserted in a part of the pumping light transmission path and the input side optical transmission path, but the insertion place is not limited to this. Further, in this embodiment, three fuse stoppers are inserted, but the number is not limited to three.
In the present embodiment, a GI fiber having a core is used. Alternatively, a so-called coreless GI fiber having no boundary between a core and a clad (synonymous with a core as a whole) may be used.
[0043]
Further, in the present embodiment, the optical isolator is used as the optical component disposed between the collimating lenses in the fuse stopper, but a member other than the optical isolator may be used as long as the optical component functions in the collimated optical path. For example, a filter or the like may be used instead of the optical isolator.
[0044]
【The invention's effect】
According to the optical amplification transmission system of the present invention (claims 1 to 5), by providing a fuse stopper having good performance in an optical fiber transmission line including an optical multiplexer / demultiplexer, amplified signal light or pump light. Even if a fiber fuse is generated in the optical fiber serving as the transmission path, an extremely effective effect of preventing the progress of the fiber fuse can be exerted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical amplification transmission system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a fuse stopper according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a fuse stopper according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a fuse stopper according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a fuse stopper according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a fuse stopper according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記信号用光ファイバ伝送路から第1光合分波器を介して分岐され、前記信号光と合波して前記信号光を増幅させる励起光を伝搬する励起用光ファイバ伝送路と、
前記励起用光ファイバ伝送路に、前記励起光を出力する光増幅用励起光源と、
前記励起用光ファイバ伝送路上及び前記信号用光ファイバ伝送路上の前記第1光合分波器を挟む部位のうち、少なくとも一個所の部位に介挿された光エネルギ密度低減路と
を具備したことを特徴とする光増幅伝送システム。A signal optical fiber transmission line for transmitting signal light;
A pumping optical fiber transmission line that is branched from the signal optical fiber transmission line via a first optical multiplexer / demultiplexer and propagates pumping light that multiplexes with the signal light and amplifies the signal light;
The pumping optical fiber transmission line, a pumping light source for optical amplification that outputs the pumping light,
And a light energy density reduction path interposed at least in one of the portions on the pumping optical fiber transmission line and the signal optical fiber transmission line sandwiching the first optical multiplexer / demultiplexer. Characteristic optical amplification transmission system.
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- 2002-10-11 JP JP2002299273A patent/JP2004134660A/en active Pending
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