JP2005345694A - 光集積化モジュール - Google Patents

光集積化モジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2005345694A
JP2005345694A JP2004164419A JP2004164419A JP2005345694A JP 2005345694 A JP2005345694 A JP 2005345694A JP 2004164419 A JP2004164419 A JP 2004164419A JP 2004164419 A JP2004164419 A JP 2004164419A JP 2005345694 A JP2005345694 A JP 2005345694A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
short fiber
mirror
tap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2004164419A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Kubota
能徳 久保田
Kazuhide Okawara
一秀 大川原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
Priority to JP2004164419A priority Critical patent/JP2005345694A/ja
Publication of JP2005345694A publication Critical patent/JP2005345694A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • G02B6/29382—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM including at least adding or dropping a signal, i.e. passing the majority of signals
    • G02B6/29383—Adding and dropping
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • G02B6/29382—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM including at least adding or dropping a signal, i.e. passing the majority of signals
    • G02B6/29385—Channel monitoring, e.g. by tapping
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G02B6/3818—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G02B6/3818—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type
    • G02B6/3822—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type with beveled fibre ends

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

【課題】光増幅器やレーザを安定に動作させることができる、光部品を集積した小型光集積化モジュールを得たい。
【解決手段】少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐するＴＡＰミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオードとを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰミラーの間に光アイソレータ素子を挿入し、光アイソレータ素子とＴＡＰミラーの間に短い光ファイバ（短ファイバ１）を挿入し、信号光が短ファイバ１を通して光アイソレータ素子を通過して出力ポートに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ１に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュール。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信などで使用される光増幅器やレーザに用いられる光集積化モジュールに関するものである。
光通信では、高速度大容量通信の要求から、高精度な光信号パワーの制御が求められている。このため、光増幅器においては入力信号パワーと出力信号パワーの正確なモニタが必要である。また、計測用のレーザなどでも、光通信用の光増幅器と同様の高精度パワーモニタが要求されている。このため、光増幅器やレーザでは入力側と出力側に部分反射（ＴＡＰ）ミラーとＰＤを一体化した、ＴＡＰ＋ＰＤモジュールが使用されてきた。
図１６を用いて代表的な構成を説明する。この図では光増幅器を表している。入力端１１から入力された微弱信号は、入り口側ＴＡＰ＋ＰＤモジュール１４で入力信号光パワーを計測する。その後、光アイソレータ＋ＷＤＭモジュール（励起光と信号光を合波または分波する素子）１５を信号光が通過すると共に、励起光源１６からの励起光と合波し、光増幅媒体１７を通過するときに信号が増強される。光増幅媒体を通過した信号光と、光増幅媒体で吸収しきれずに通過した励起光（以後、残存励起光という）は、出口側のＷＤＭ＋光アイソレータモジュール１８を通過するときに分離され、残存励起光はダンパ１９で処理される。最終的に増強された信号光は出口側のＴＡＰ＋ＰＤモジュール２０で信号パワーを計測し、出射端１２に至る。一般に、入り口側のＴＡＰ＋ＰＤモジュール１４で計測した入力信号光パワーと、出口側ＴＡＰ＋ＰＤモジュール１８で計測した光パワーを比較し、一定の利得または一定の光出力となるように励起光源１６を制御する。
このような旧来の構成で使用されるＴＡＰ＋ＰＤモジュールは、簡単な構成でアイソレーションも高く、微弱な入力信号パワーを正確にモニタできる上に、ピグテールファイバが伝送用の光ファイバと同種のファイバであることから、伝送用のファイバと市販の融着接続器で低損失に接続することができる。しかし、この方法では光アイソレータやＷＤＭモジュールが別に必要となり、部品の専有面積が大きく小型化できない問題がある。また、部品点数が多いために、光増幅器を組み立てる際に融着点が多くなり、組立が煩雑である。さらに、光増幅器のケース内に部品を収容する際に、ファイバの取り回し長が長くなり、ファイバ破断やファイバを傷つけるなどの事故が発生しやすい。
このような問題点を解決するために、１９９０年頃から必要な光学部品を一つのパッケージ内に集積・収容した光増幅器用の集積化モジュールが提案されてきた。例えば、合分波（ダイクロイック）ミラーやＴＡＰミラーをプリズムやガラス板に集積した光モジュール（特許文献１〜６参照）、結合損失を低減した光モジュール（特許文献７参照）などが知られている。また、最近の光増幅器やレーザの小型化要求に対し、光モジュールも一層小型化する必要が出てきた。この要求に応えるため、部品点数を減らして小型化と価格低減を目指した光モジュールが提案された（特許文献８，９参照）。さらに、励起光の一部がＰＤに入射する問題を回避するためのモジュール構造が提案されている（特許文献１０，１１参照）。
これらの集積化モジュールには、光増幅媒体前方に設置される前方モジュールと、光増幅媒体後方に設置される後方モジュールがある。信号光は前方モジュールを経由して光増幅媒体に入射され、増幅された信号光は後方モジュールを通して出射される。光増幅媒体の励起方法としては、前方励起、後方励起、双方向励起がある。前方励起の場合、前方モジュールに励起手段が接続され、後方モジュールでは残存励起光が除去される。後方励起の場合、後方モジュールに励起手段が接続され、前方モジュールでは残存励起光が除去される。双方向励起では前方モジュールと後方モジュールの両方に励起手段が接続され、残存励起光は光フィルタやアイソレータで除去される。この他の励起方法としては折り返し励起があり、前方モジュール兼後方モジュールとして一台のモジュールにまとめることができる。
特許第３４５３７６７号公報 特開平５−３４１２３３号公報 特許第３２５１３３０号公報 特許３０６２４００号公報 特開平８−０８６９３１号公報 特開平８−１７９１５７号公報 特開平８−２４８２７５号公報 特開平９−２３０１６９号公報 特開平１０−０６５２４７号公報 特許３４２８８７４号公報 特開２０００−１３８４０８号公報
従来の方式で製造した前方モジュールでは、光増幅媒体から放射される増幅された自然放出光（ＡＳＥ）がＰＤに入射して、信号光を正確にモニタできない問題が発生する。図１７に従来技術で実施されている光集積化モジュール２１を示す。このモジュールでは、一般的に使用されている光集積化モジュールの代表的な構成を表している。
まず、光アイソレータ素子２６に対して順方向の光の伝搬について説明する。信号光の入射ポート２２はファイバとコリメータを一体化したモジュールであり、同様のコリメータ一体型ファイバが出射ポート２８に対向して取り付けられている。信号光は入射ポート２２で略コリメートされて空間Ａ１内に出射される。略コリメートされた信号光は部分反射（ＴＡＰ）ミラー２３で一部が反射され、ＰＤ２４で信号パワーを計測する。部分反射ミラー２３を通過した信号光は、遮蔽板２５で保持された光アイソレータ素子２６を通して空間Ａ２内に出射される。この信号光は、合分波ミラー２７を通過して出射ポート２８に結合される。励起光は、励起ポート２９から入射して空間Ａ２内に出射し、合分波（ダイクロイック）ミラー２７で波長選択的に反射され、出射ポート２８に結合される。出射ポート２８は光増幅媒体に接続されている。
次に、逆方向の光の伝搬について説明する。光増幅媒体では、逆方向に進行する増幅された自然放出光（以後Ｂ−ＡＳＥ光）が発生し、光集積化モジュール２１の出射ポート２８から空間Ａ２に略コリメートされて入射する。ダイクロイックミラー２７で励起光の散乱光などが励起光ポート２９に結合されるが、一般に励起光源は波長安定化されていたり、光アイソレータが挿入されているので、影響が出ることはほとんどない。合分波フィルタを通過したＢ−ＡＳＥ光は光アイソレータ素子２６を通過する際に拡散光に変換または光路シフトする。図１７では拡散光に変換される場合を示しているが、光路シフトの場合も現象は同じなので説明は省略する。光アイソレータ素子を経て空間Ａ１内に出射されたＢ−ＡＳＥ光は、拡散しながらＴＡＰミラー２３に裏面から入射し、一部が反射して壁面に向かい、散乱光となる。この一部はＰＤへの迷光となる。大部分のＢ−ＡＳＥ光は、ＴＡＰミラー２３を通過して入射ポート２２の前面に達する。光アイソレータ素子からの戻り光は拡散光なので、入射ポート２２のファイバに戻り光が結合することはない。このため、入力側のファイバで観測した場合、５０ｄＢ程度のアイソレーションを確保することは容易である。ところが、入射ポート２２の前面に達したＢ−ＡＳＥ光は、入射ポート２２の端面に高精度な無反射膜を施してあっても、０．５％程度反射されて順方向に進行する。順方向に進行するＢ−ＡＳＥ光は、ＴＡＰミラー２３で所定量が反射され、ＰＤ２４に入射して迷光となる。
光アイソレータ素子の原理から、入射ポート２２の前面でＢ−ＡＳＥ光の一部が反射して順方向に進行する現象を、完全に抑制することはできない。よって、従来法では微弱な信号を精度良く検出できる前方モジュールは実現できなかった。
次に、ＰＤに入射する迷光の程度を見積もってみる。一般的に、微弱な信号を増幅する場合、入力信号パワーは−３５〜−２５ｄＢｍ程度であり、利得として３０ｄＢ程度が要求されている。この時のＢ−ＡＳＥ光パワーは、一般的に＋５ｄＢｍ以上である。光集積化モジュールの長さを４０ｍｍ、中央に光アイソレータ素子を配置したと仮定し、光アイソレータ素子の偏光分離角を２度、モジュール内部は反射率０％の完璧な吸光材料で塗装されており、入射ポート前面でのＢ−ＡＳＥ反射率を０．５％の高精度反射防止膜構成、コリメートビーム径は０．３ｍｍとして計算する。入射ポート前面でのＢ−ＡＳＥ光のビーム径は０．９ｍｍ程度であり、この時点で入射コリメートビームと重なって順方向に反射されているＢ−ＡＳＥ光パワーは概算で、
５＋１０×ｌｏｇ（０．３２／０．９２×０．００５）≒−２７．５（ｄＢｍ）。
入射ポート２２の前面から、ＴＡＰミラー２３で反射してＰＤ２４の入射面までの距離を２０ｍｍとすると、再びＢ−ＡＳＥ光は広がって直径０．９ｍｍ程度になる。ＰＤがコリメート信号光直径と全く同一で、周囲に感度がない理想的な受光条件と仮定して見積もると、
−２７．５＋１０×ｌｏｇ（０．３２／０．９２）≒−３７（ｄＢｍ）。
かなり理想化された条件でも、Ｂ−ＡＳＥ光の受信感度が、信号光換算で−３７ｄＢｍ程度であることが判る。一般に、信号対雑音比は５〜１０ｄＢ程度必要なので、この雑音レベルで検出できる最低信号光パワーは−２７〜−３２ｄＢｍとなり、必要なレベルとほぼ互角である。実際には、モジュール内面の散乱光を完全に抑制することは困難な上に、ＰＤ周囲の電極などにも光感度があるため、状況はかなり悪くなる事が判っている。また、入射ポート端面の無反射膜も、通常は１％程度の反射がある。このため、実用的なレベルで検出できる最小信号パワーは−２５ｄＢｍ程度に制限されている。よって、従来構成で−３５〜−３０ｄＢｍレベルの微弱信号を正確に検出できる入射モジュールを構成することは極めて困難である。
また、計測用などのレーザではパワー発振器への入力シード光パワーを正確に計測して出力を安定化させる必要があり、前述の光増幅器と同様の問題がある。
上述のように、従来型の光集積化モジュールの構成で微弱な入射光パワーを正確にモニターすることは原理的に極めて困難であることから、特に前方モジュールにおいて微弱な入射光パワーを正確にモニターでき、工業的にも安定に生産できる構成が必要とされている。
本発明は少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐する部分反射（ＴＡＰ）ミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰフィルタの間に光アイソレータ素子を挿入し、光アイソレータ素子とＴＡＰフィルタの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ１）を挿入し、順方向の信号光が短ファイバ１を通して光アイソレータ素子を通過して出力ポートに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ１に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュールである。
また、少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐する部分反射（ＴＡＰ）ミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰミラーの間に光アイソレータ素子を挿入し、ＴＡＰミラーとＰＤの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ２）を挿入し、順方向の信号光が短ファイバ２を通してＰＤに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ２に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュールである。
また、少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐する部分反射（ＴＡＰ）ミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰミラーの間に光アイソレータ素子を挿入し、光アイソレータ素子とＴＡＰミラーの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ３）を挿入し、ＴＡＰミラーとＰＤの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ４）を挿入し、順方向の信号光が短ファイバ３を通して光アイソレータ素子を通過して出力ポートに結合すると共に、ＴＡＰミラーで分離された信号光が短ファイバ４に結合したあとＰＤに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ３および短ファイバ４に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュールである。
また、アイソレータ素子のある小部屋とＰＤのある小部屋の相互に光が漏れないように遮蔽板で仕切られ、該遮蔽板に短ファイバが固定され、短ファイバ部分のみから光が通過できるようにした、上記の光集積化モジュールである。
また、アイソレータ素子のある小部屋とＰＤのある小部屋とＴＡＰミラーのある小部屋の相互に光が漏れないように遮蔽板で仕切られ、該遮蔽板に短ファイバが固定され、短ファイバ部分のみから光が通過できるようにした、上記の光集積化モジュールである。
また、短ファイバがセラミックス製またはガラス製または結晶化ガラス製または金属製の部材にあらかじめ固定されたスタブ部品であることを特徴とする、上記の光集積化モジュールである。
さらにまた、短ファイバがセラミックス製またはガラス製または結晶化ガラス製または金属製のフェルールにあらかじめ固定されており、かつ該フェルールと短ファイバへの光結合光学系とを、セラミックス製またはガラス製または結晶化ガラス製または金属製の管状アダプタに挿入して光学的に結合した、上記の光集積化モジュールである。
本発明の光集積化モジュールの構成により、これまでの光集積化モジュールの構成では原理的に困難だった微弱な信号パワーの正確な測定を可能にした。小型の光集積化モジュールで微弱な信号パワーを正確に検出できることから、高精度な利得制御を必要とする光増幅器やレーザを小型化できる。
本発明者らは、従来の問題を考慮し、鋭意検討の結果、短ファイバを空間フィルタとして用いることにより、迷光による雑音をほぼ完全に抑制し、信号パワーを正確に計測できる光集積化モジュールが作製できる事を見いだし、本発明に到達した。本発明では、アイソレータ素子から出射される戻り光を除去するための空間フィルタとして、短ファイバを用いている点が特徴である。以下、短ファイバ使用した本発明の効果について詳細に説明する。
本発明の光集積化モジュールの構成と作用を、図１〜３を用いて説明する。図１〜３は代表的な構成を示す物であり、本発明を限定するものではない。第一の構成を図１に示す。まず、順方向の光の経路を説明する。
入射ポート３２から空間Ｂ１に略コリメートされた入力信号光λ１が出射され、ＴＡＰミラー３３で一部が反射される。この反射光はＰＤ３４に導かれ、入力信号パワーが計測される。ＴＡＰミラー３３を透過した入力信号光は、集光レンズ３５によって短ファイバ３６に結合される。短ファイバ３６からの出射光は空間Ｂ２に出射され、コリメートレンズ３７で略コリメートされて光アイソレータ素子３９に入射される。光アイソレータ素子を通過した入射信号光λ１は、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー４０を通過し、出力ポート４２でファイバに結合される。励起ポート４１から入射された励起光λ２は、ダイクロイックミラー４０で入力信号光λ１と合波され、出力ポート４２に結合される。励起方向が反対向きの場合は、励起ポート４１が残存励起光をダンピング処理するためのポートとして動作する。短ファイバ３６は、モジュール内を空間Ｂ１と空間Ｂ２に仕切る遮蔽板３８に保持されており、短ファイバ以外の部分から光が漏れる事がないように配慮されている。上記の光学部品は一体型のケースに納められ、光集積化モジュール３１を構成している。
次に、逆方向から進行するＢ−ＡＳＥ光の経路を説明する。
光増幅媒体で発生したＢ−ＡＳＥ光などの戻り光は、出力ポート４２から略コリメートされて空間Ｂ２に出射される。戻り光の信号光波長帯の成分（Ｂ−ＡＳＥ光）はダイクロイックミラー４０を通過し、励起光と同じ波長帯の成分は反射して分離される。ダイクロイックミラー４０を通過したＢ−ＡＳＥ光は、光アイソレータ素子３９で拡散光に変換され、集光レンズ３７に入射する。集光レンズ３７はコリメート光を短ファイバ３６に結合するように設計されており、拡散光のＢ−ＡＳＥ光は短ファイバ３６のコアには結合されない。Ｂ−ＡＳＥ光の一部は短ファイバ３６のクラッドに入射し、クラッドと短ファイバ周囲の部材の間を数回反射する内に吸収されて、空間Ｂ１にはほとんど戻らない。Ｂ−ＡＳＥ光は空間Ｂ１に戻らないので、ＰＤ３４に入射せず、雑音とならない。このため、微弱な入射信号パワーを正確に計測することができる。
本発明の光集積化モジュールの第二の構成を、図２を用いて説明する。まず、順方向の光の経路を説明する。
入力ポート４６から空間Ｃ１に略コリメートされた入力信号光λ１が出射され、ＴＡＰミラー４７で一部が反射される。この反射光は集光レンズ４８によって短ファイバ５０に結合される。短ファイバ５０からの出射光は空間Ｃ２に出射され、コリメートレンズ４９で略コリメートされてＰＤ５２に導かれ、入力信号パワーが計測される。この時、ＰＤ５２と短ファイバ５０の距離が十分に短く、受光面に信号光を受けることができれば、コリメートレンズ４９を省略することができる。ＴＡＰミラー４７を透過した入力信号光は、光アイソレータ素子５３に入射される。光アイソレータ素子５３を通過した入射信号光は、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー５４を通過し、出力ポート５６でファイバに結合される。励起ポート５５から入射された励起光λ２は、ダイクロイックミラー５４で入力信号光λ１と合波され、出力ポート５６に結合される。励起方向が反対向きの場合は、励起ポート５５が残存励起光をダンピング処理するためのポートとして動作する。短ファイバ５０は、モジュール内を空間Ｃ１と空間Ｃ２に仕切る遮蔽板５１に保持されており、短ファイバ以外の部分から光が漏れる事がないように配慮されている。上記の光学部品は一体型のケースに納められ、光集積化モジュール４５を構成している。
次に、逆方向から進行するＢ−ＡＳＥ光の経路を説明する。
光増幅媒体で発生したＢ−ＡＳＥ光などの戻り光は、出力ポート５６から略コリメートされて空間Ｃ１に出射される。戻り光の信号光波長帯の成分（Ｂ−ＡＳＥ光）はダイクロイックミラー５４を通過し、励起光と同じ波長帯の成分は反射して分離される。ダイクロイックミラー５４を通過したＢ−ＡＳＥ光は、光アイソレータ素子５３で拡散光に変換され、ＴＡＰミラー４７に入射する。一部はミラー表面で裏面方向に反射されてケース面に到達し、空間Ｃ１内に散乱される。大部分のＢ−ＡＳＥ光は透過して入力ポート４６に到達する。入力ポート４６の無反射コーティング面で１％程度反射されたＢ−ＡＳＥ光は、順方向に進行してＴＡＰミラー４７に入射する。残りのＢ−ＡＳＥ光は空間Ｃ１内に散乱されるか、入力ポート４６内で吸収される。ＴＡＰミラー４７で所定の割合で反射されたＢ−ＡＳＥ光は、集光レンズ４８に入射される。ＴＡＰミラー４７を透過したＢ−ＡＳＥ光は光アイソレータ素子５３、ダイクロイックミラー５４を経て出力ポート５６に至るが、拡散光なので出口ポートのファイバのコアには結合しない。また、空間Ｃ１内に散乱されたＢ−ＡＳＥ光の一部は集光レンズ４８に入射する。集光レンズ４８は略コリメートされた入力信号光を短ファイバ５０に結合するように設計されており、拡散光のＢ−ＡＳＥ光は短ファイバ５０のコアには結合されない。Ｂ−ＡＳＥ光の一部は短ファイバ５０のクラッドに入射し、クラッドと短ファイバ周囲の部材の間を数回反射する内に吸収されて、空間Ｃ２内にほとんど出射しない。また、空間Ｃ１内の散乱光は、集光レンズ４８を通過しても大部分は短ファイバ５０に入射せず、遮蔽板５１に遮られる。Ｂ−ＡＳＥ光と散乱光は空間Ｃ２に出射しないので、ＰＤ５２に入射せず、雑音にならない。このため、微弱な入射信号パワーを正確に計測することができる。
本発明の光集積化モジュールの第三の構成を、図３を用いて説明する。まず、順方向の光の経路を説明する。
入力ポート６１から空間Ｄ１に略コリメートされた入力信号光λ１が出射され、ＴＡＰミラー６２で一部が反射される。この反射光は集光レンズ６３によって短ファイバ６５に結合される。短ファイバ６５からの出射光は空間Ｄ２に出射され、コリメートレンズ６４で略コリメートされてＰＤ６７に導かれ、入力信号パワーが計測される。この時、ＰＤ６７と短ファイバ６５の距離が十分に短く、受光面に信号光を受けることができれば、コリメートレンズ６４を省略することができる。ＴＡＰミラー６２を透過した入力信号光は、集光レンズ６８によって短ファイバ７０に結合される。短ファイバ７０からの出射光は空間Ｄ３に出射され、コリメートレンズ６９で略コリメートされて光アイソレータ素子７２に入射される。光アイソレータ素子７２を通過した入射信号光は、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー７３を通過し、出力ポート７５でファイバに結合される。励起ポート７４から入射された励起光λ２は、ダイクロイックミラー７３で入力信号光と合波され、出力ポート７５に結合される。励起方向が反対向きの場合は、励起ポート７４が残存励起光をダンピング処理するためのポートとして動作する。短ファイバ６５は、モジュール内を空間Ｄ１と空間Ｄ２に仕切る遮蔽板６６に保持されており、短ファイバ以外の部分から光が漏れる事がないように配慮されている。短ファイバ７０は、モジュール内を空間Ｄ１と空間Ｄ３に仕切る遮蔽板７１に保持されており、短ファイバ以外の部分から光が漏れる事がないように配慮されている。上記の光学部品は一体型のケースに納められ、光集積化モジュール６０を構成している。
次に、逆方向から進行するＢ−ＡＳＥ光の経路を説明する。
光増幅媒体で発生したＢ−ＡＳＥ光などの戻り光は、出力ポート７５から略コリメートされて空間Ｄ３に出射される。戻り光の信号光波長帯の成分（Ｂ−ＡＳＥ光）はダイクロイックミラー７３を通過し、励起光と同じ波長帯の成分は反射して分離される。ダイクロイックミラー７３を通過したＢ−ＡＳＥ光は、光アイソレータ素子７２で拡散光に変換され、集光レンズ６９に入射する。集光レンズ６９はコリメート光を短ファイバ７０に結合するように設計されており、拡散光のＢ−ＡＳＥ光は短ファイバ７０のコアには結合されない。Ｂ−ＡＳＥ光は短ファイバ７０のクラッドに入射し、クラッドと短ファイバ周囲の部材の間を数回反射する内に吸収されて、空間Ｄ１にはほとんど戻らない。短ファイバ７０から空間Ｄ１に出射された未吸収分の残存Ｂ−ＡＳＥ光は、コリメートレンズ６８で再びアイソレータ素子７２からの拡散角とほぼ等しい角度の拡散光に変換される。コリメートレンズ６８を通過した残存Ｂ−ＡＳＥ光は、ＴＡＰミラー６２に入射する。一部はミラー表面で裏面方向に反射されてケース面に到達し、空間Ｄ１内に散乱される。大部分の残存Ｂ−ＡＳＥ光は透過して入力ポート６１に到達する。入力ポート６１の無反射コーティング面で１％程度反射されたＢ−ＡＳＥ光は、順方向に進行してＴＡＰミラー６２に入射する。残りのＢ−ＡＳＥ光は空間Ｄ１内に散乱されるか、入力ポート６１内で吸収される。ＴＡＰミラー６２で所定の割合で反射されたＢ−ＡＳＥ光は、集光レンズ６３に入射される。また、空間Ｄ１内の散乱光の一部は集光ミラー６３に入射する。ＴＡＰミラー６２を透過したＢ−ＡＳＥ光は、集光レンズ６８に入射し、短ファイバ７０のクラッドに結合され、短ファイバ７０のクラッドと短ファイバ周囲の材料との間を数回反射する内に、大部分が吸収される。短ファイバ７０を通過して空間Ｄ３に出射した、順方向に進行するＢ−ＡＳＥ光は、コリメートレンズ６９を経て光アイソレータ素子７２を透過し、ダイクロイックミラー７３を経て出力ポート７５に至るが、拡散光なので出口ポートのファイバのコアには結合しない。ＴＡＰミラー６２で反射され、集光レンズ６３で集光されたＢ−ＡＳＥ光や散乱光は、短ファイバ６５のコアには結合せず、短ファイバ６５のクラッドに結合するか、遮蔽板６６で遮蔽される。短ファイバ６５のクラッドに結合したＢ−ＡＳＥ光は、短ファイバ６５のクラッドと短ファイバ周囲の部材の間を数回反射する内に吸収されて、空間Ｄ２内にほとんど出射しないので、ＰＤ６７にＢ−ＡＳＥ光は入射せず、雑音とならない。このため、微弱な入射信号パワーを正確に計測することができる。
図１〜３では、便宜的にＴＡＰミラーとダイクロイックミラーの入射角を４５度にしてあるが、偏波依存性などの観点から２０度以下の入射角を選択する場合が多い。また、図１〜３のダイクロイックミラーは励起光を反射する型式だが、信号波長帯を反射する型式でも良い。さらに、励起光と信号光の合分波光学系に二心コリメート光学系を用いれば、部品点数が減少する上に、ダイクロイックミラーへの入射角が２度程度となってミラー設計が容易となるため特に好ましい。
本発明で用いるＰＤは、図１〜３のようにＴＯ−ＣＡＮ型式などのパッケージ済みＰＤでも良いし、ベアチップやサブアセンブル品でも良い。
本発明で用いる短ファイバは、信号波長で十分に低損失なファイバであれば何でも良い。コア径は小さい方がＢ−ＡＳＥ光除去効果は高いが、信号光の結合損失が大きくなりやすいので、直径６〜１０μm程度が好ましい。短ファイバを保持する方法としては、損失に影響を与えず、機械的衝撃などに十分耐えうる固定法であれば何でも良い。中でも、セラミックス製，結晶化ガラス製，金属製などのフェルールにあらかじめ挿入して固定したスタブ部品は、短ファイバ端面の仕上げや短ファイバ長さの管理の点で工程上有利であるため、好ましい。最近では、スタブ部品の組立に接着剤を使用しない製品もあり、耐久性の観点から特に好ましい。また、これらの部品を遮蔽板に固定する場合には、遮蔽板にスタブ部品に適合したアダプタを用意しておけば、組立上も簡単なので好ましい。
本発明で用いる短ファイバの長さは、少なくともＢ−ＡＳＥ光が一回以上ファイバ周囲の材料との界面で反射する必要があるため、１．５ｍｍ以上必要である。また、実際の組立作業を考えると、長さ３ｍｍ以上が好ましい。一方、モジュールを小型化するためには長さを１ｃｍ以下に抑える事が好ましい。
本発明で短ファイバに信号光を結合したり、短ファイバからの出射光をコリメートする光学系は、実質的にレンズの作用があればどのような方法を用いても良い。一般的な方法としては、空間結合型のレンズ，屈折率分布型のレンズ，フレネルレンズなどが挙げられる。前述のスタブ部品との組み合わせでは、アダプタやスリーブ内で受動同軸調心ができる屈折率分布型レンズが特に好ましい。
本発明のＢ−ＡＳＥ光除去効果を高めるために、入射信号光から見て光アイソレータ素子の上流側に、略コリメート光が通り抜ける最小限の開口を設けたピンホールを設置すると、より一層効果的である。
本発明の第一の構成を用いた前方モジュール例について図４に示す。
入射側ファイバ８１ａはＮＡ＝０．１１の通常のシングルモードファイバであり、金属フェルール８１ｂに挿入し、エポキシ接着剤で固定されている。端面は８度に斜め研磨され、反射率０．５％の高精度無反射コーティングが施されている。金属フェルール８１ｂは金属アダプタ８１ｃと溶接され、ケース８０に固定されている。非球面レンズ８２〜８５は、金属ケースに収められており、コリメートまたは集光に用いられている。これらのレンズはケースに溶接固定されている。ＴＡＰミラー８６は、ガラス基板に光学薄膜をコーティングしたものであり、１．５５μm帯の通信波長帯において、入射角２０度の時５％部分反射となるように設計されている。ＴＡＰミラー８６はケース８０にエポキシ接着剤で固定されている。信号光パワー計測用のＰＤ８７はＴＯ−ＣＡＮパッケージ品であり、ケース８０に直接溶接して固定している。光アイソレータ素子８８はケースに溶接固定してある。ダイクロイックミラー８９はケース８０にエポキシ接着剤で固定されている。励起光導入用ファイバ９０ａと出力ファイバ９０ｂは、二心フェルール９０ｃに挿入され、エポキシ接着剤で固定されている。端面は８度に斜め研磨され、反射率１％以下の広帯域無反射コーティングが施されている。二心フェルール９０ｃは金属アダプタ９０ｄにエポキシ接着剤で接着され、ケース８０に溶接固定されている。励起光導入用ファイバと出力ファイバは、ＮＡ＝０．２，カットオフ波長＝０．９２μmの高ＮＡファイバである。短ファイバ９１ａは、ＺｒＯ２製セラミックスフェルール９１ｂに挿入され、エポキシ接着剤で固定されている。短ファイバ端面は８度に斜め研磨され、反射率０．５％の無反射コーティングが施してある。短ファイバを含むフェルールは、金属遮蔽板９２に設けた開口にエポキシ接着剤で固定されている。モジュール内は金属遮蔽板９２で空間Ｅ１とＥ２に分離されており、光は短ファイバ９１ａ以外の部分を通過できないように工夫されている。
図５に実験の構成を示す。この前方モジュールの出力ファイバ９０ｂを市販のプリアンプ用エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）９３に、励起光導入用ファイバ９０ａを発振波長０．９８μmの市販高出力レーザダイオード（ＬＤ）９４に接続し、入射側ファイバ８１ａに接続した信号光源９５から微弱な信号光を導入して、ＰＤ８７の応答を高精度電流計９６で計測した。信号光源の設定パワーと実際の出力光パワーの関係は、校正済みの高精度パワーメータであらかじめ計測してある。ＥＤＦ９３の下流は、ダンパ９７で構成され、無反射で終端されている。ダンパ９７の反射減衰量は６０ｄＢ以上を確保している。
小信号利得が３０ｄＢとなる励起パワー＝８０ｍＷの一定パワーで励起したときに、入力信号パワーを変化させてＰＤ応答を調べた結果を図６に示す。この励起条件で無信号入力時のＢ−ＡＳＥ光パワーは＋１０ｄＢｍであった。測定した−３５ｄＢｍから−２０ｄＢｍの範囲で、信号パワーの変化に応じて直線的にＰＤの電流値が増加し、感度も一定であることが判る。よって、本発明の第一の構成で構成した光集積化モジュールは、Ｂ−ＡＳＥ光の影響を受けずに微弱な入力信号を正確に計測できることが判った。
実施例１と同様の部品を用い、内部の構成を本発明の第二の構成とした場合について、実施例１と同様の方法で測定した。
結果を図７に示す。測定した−３５ｄＢｍから−２０ｄＢｍの範囲で、信号パワーの変化に応じて直線的にＰＤの電流値が増加し、感度も一定と判った。よって、本発明の第二の構成で構成した光集積化モジュールは、Ｂ−ＡＳＥ光の影響を受けずに微弱な入力信号を正確に計測できることが判った。
実施例１と同様の部品を用い、内部の構成を本発明の第三の構成とした場合について、実施例１と同様の方法で測定した。
結果を図８に示す。測定した−４０ｄＢｍから−２０ｄＢｍの範囲で、信号パワーの変化に応じて直線的にＰＤの電流値が増加し、感度も一定と判った。よって、本発明の第三の構成で構成した光集積化モジュールは、Ｂ−ＡＳＥ光の影響を受けずに微弱な入力信号を正確に計測できることが判った。
実施例１から実施例３と同一の光集積化モジュールを用い、図９に示す後方励起の構成でそれぞれの光集積化モジュールのＰＤの応答を測定した。入力信号の条件や励起条件は実施例１と同様である。
この前方モジュールの出力ファイバ９０ｂを市販のプリアンプ用ＥＤＦ９３に、残存励起光除去用ファイバ９０ａをダンパ９８に接続する。ダンパ９８の反射減衰量は６０ｄＢ以上を確保している。入射側ファイバ８１ａに接続した信号光源９９から微弱な信号光を導入して、ＰＤ８７の応答を高精度電流計１００で計測した。信号光源の設定パワーと実際の出力光パワーの関係は、校正済みの高精度パワーメータであらかじめ計測してある。ＥＤＦ９３の下流には、一般的な励起光/信号光カプラ１０１が接続され、発振波長０．９８μmの市販高出力ＬＤ１０２に接続して後方励起構成となっている。励起光/信号光カプラ１０１からの出射信号光は、ダンパ１０３で無反射終端されている。ダンパ１０３の反射減衰量は６０ｄＢ以上を確保している。
結果を図１０に示す。測定した−３５ｄＢｍから−２０ｄＢｍの範囲で、信号パワーの変化に応じて直線的にＰＤの電流値が増加し、感度も一定であることが判る。よって、本発明の第一から第三の構成で構成した光集積化モジュールは、後方励起の構成であってもＢ−ＡＳＥ光の影響を受けずに微弱な入力信号を正確に計測できることが判った。
＜比較例１＞
図１７に示すような、従来の方法で構成された前方モジュールを用いて、実施例１と同様の前方励起の構成、および実施例４と同様の後方励起の構成でＰＤの応答を計測した。
結果を図１１に示す。入力信号パワーを−４０ｄＢｍ〜０ｄＢｍの範囲で変化させて測定した結果、どちらの励起方法でも−１５ｄＢｍ以下で急速に感度が変化し、−２５ｄＢｍでほとんど平坦な応答となることが判る。
次に、この影響がＢ−ＡＳＥ光の影響かはっきりさせるために、後方励起の構成で、このモジュールとＥＤＦの間に、両端にファイバを接続した市販の光アイソレータを挿入した。この光アイソレータによって、Ｂ−ＡＳＥはほとんど完全に遮断できる。光アイソレータの挿入損失は０．５ｄＢ、アイソレーションは５０ｄＢである。後方励起，８０ｍＷ励起でこの光アイソレータを接続した場合、光集積化モジュールに戻るＢ−ＡＳＥ光パワーは−５０ｄＢｍ程度であった。ＰＤの応答を測定した結果を図１２に示す。ＰＤの応答は直線的な応答に回復し、感度も一定であることから、図１１に示したＰＤ応答の曲がりはＢ−ＡＳＥが原因と判った。よって、従来の構成で構成された光集積化モジュールは、Ｂ−ＡＳＥ光の影響を受けやすく、微弱な入力信号を正確に計測できないことが判る。
本発明の第二の構成を用いた前方モジュールであって、構成を図１３に示す。
入射側ファイバ１１０ａは、ＺｒＯ２セラミックスフェルール１１０ｂに挿入し、エポキシ接着剤で固定されている。端面は８度に斜め研磨され、波長１．０２μm帯で反射率１％以下の無反射コーティングが施されている。セラミックスフェルール１１０ｂは金属アダプタ１１０ｃにエポキシ接着剤で接着されており、金属アダプタ１１０ｃはケース１２０ａに溶接で固定されている。非球面レンズ１１１〜１１２は、金属ケースに収められており、コリメートまたは集光に用いられている。これらのレンズはケースに溶接固定されている。ＴＡＰミラー１２１は、ガラス基板に光学薄膜をコーティングしたものであり、１．０２μm帯の波長において、入射角２０度の時５％部分反射となるように設計されている。ＴＡＰミラー１２１はケース１２０ａにエポキシ接着剤で固定されている。信号光パワー計測用のＰＤ１１５はセラミックスサブマウント品であり、ケース１２０ｂにＡｕ−Ｓｎハンダで固定している。また、電極１２５とはＡｕワイヤーボンディングで接続されている。光アイソレータ素子１２２はケース１２０ａに溶接固定してある。ダイクロイックミラー１２３はケース１２０ａにエポキシ接着剤で固定されている。励起光導入用ファイバ１２４ａと出力ファイバ１２４ｂは、二心ＺｒＯ２セラミックス製フェルール１２４ｃに挿入され、エポキシ接着剤で金属製アダプタ１２４ｄ固定されている。金属製アダプタ１２４ｄはケース１２０ａと溶接固定されている。ファイバ１２４ａの端面は８度に斜め研磨され、波長９６０ｎｍ帯で反射率１％以下の無反射コーティングが施されている。ファイバ１２４ｂの端面は８度に斜め研磨され、波長１．０２μm帯で反射率１％以下の無反射コーティングが施されている。入力ファイバ１１０ａ，励起光導入用ファイバ１２４ａと出力ファイバ１２４ｂは、ＮＡ＝０．２，カットオフ波長＝０．９２μmの高ＮＡファイバである。短ファイバ１１４ａは、結晶化ガラスフェルール１１４ｂと一体になったスタブ部品であり、長さ５ｍｍであり、両端面を垂直平面研磨し、波長９６０ｎｍと波長１．０２μm帯の両方で反射率１％以下の広帯域無反射コーティングが施してある。短ファイバ１１４ａはＮＡ＝０．１１の伝送用ファイバである。スタブ部品（１１４ａ,１１４ｂ）は、金属ケース１２０ａに溶接固定したアダプタ１２６内部に配置され、同じアダプタ内のスタブ部品上流側に無反射コーティングした屈折率分布型レンズ１１３を配置してある。スタブ部品からの出射側はＰＤを近接して配置できるため、レンズを省略できる。ケース１２０ａと１２０ｂは光が侵入しないように固定され、空間Ｆ１とＦ２に仕切られている。ＰＤのある空間Ｆ２には、短ファイバ１１４ａ以外から光が侵入しない構造になっている。
図１４に実験の構成を示す。図１３のモジュールの出力ファイバ１２４ｂを短パルス増幅用のＹｂドープフッ化物ファイバモジュール１３０に、励起光導入用ファイバ１２４ａを発振波長９６０ｎｍの市販高出力ＬＤ１３１に接続し、入射側ファイバ１１０ａに接続した１．０２μm帯短パルスシード光源１３２から微弱な信号光を導入した。この時得られるＰＤ１１５の応答を、電極１２５を通じて高精度電流計１３３で計測した。信号光源の設定パワーと実際の出力光パワーの関係は、校正済みの高精度パワーメータであらかじめ計測してある。Ｙｂドープフッ化物ファイバモジュール１３０の下流は、反射減衰量６０ｄＢ以上のダンパ１３４で終端されている。
小信号利得が３０ｄＢとなる励起パワー＝１６０ｍＷの一定パワーで励起したときに、入力信号パワーを変化させてＰＤ応答を調べた結果を図１５に示す。この励起条件で無信号入力時のＢ−ＡＳＥ光パワーは＋５ｄＢｍであった。測定した−４０ｄＢｍから−２０ｄＢｍの範囲で、信号パワーの変化に応じて直線的にＰＤの電流値が増加し、感度も一定であることが判る。よって、本発明の第二の構成で構成した光集積化モジュールは、Ｂ−ＡＳＥ光の影響を受けずに微弱な入力信号を正確に計測できることが判った。
本発明の光集積化モジュールの第一の構成を示す図である。 本発明の光集積化モジュールの第二の構成を示す図である。 本発明の光集積化モジュールの第三の構成を示す図である。 実施例１に用いる本発明の光集積化モジュール例を示す図である。 実施例１に用いる本発明の実験の構成を示す図である。 実施例１の結果を示す、入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 実施例２の結果を示す、入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 実施例３の結果を示す、入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 実施例４の実験の構成を示す図である。 実施例４の結果を示す、入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 比較例１の結果を示す、入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 比較例１における、図１１のＰＤ電流応答の曲がりがＢ−ＡＳＥであることを確認するための入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 実施例５に用いる本発明の光集積化モジュール例を示す図である。 実施例５に用いる本発明の実験の構成を示す図である。 実施例５の結果を示す、入力信号パワーとＰＤ電流の関係を表す図である。 旧来の光増幅器の構成を示す図である。 従来の光集積化モジュールの構成と問題点を説明する図である。
符号の説明
１１：入力端
１２：出力端
１３：光増幅器
１４：入力側TAP+PDモジュール
１５：入力側光アイソレータ+WDMモジュール
１６：励起光源
１７：増幅媒体
１８：出口側WDM+光アイソレータモジュール
１９：残存励起光ダンパ
２０：出口側TAP+PDモジュール
Ａ１、Ａ２：出射空間
λ１：入力信号
λ２：励起光
２１：光集積化モジュール
２２：入射ポート
２３：ＴＡＰミラー
２４：ＰＤ
２５：遮蔽板
２６：光アイソレータ素子
２７：ダイクロイックミラー
２８：出射ポート
２９：励起ポート
Ｂ１、Ｂ２：出射空間
３１：光集積化モジュール
３２：入射ポート
３３：ＴＡＰミラー
３４：ＰＤ
３５：集光レンズ
３６：短ファイバ
３７：コリメートレンズ
３８：遮蔽板
３９：光アイソレータ素子
４０：ダイクロイックミラー
４１：励起ポート
４２：出力ポート
Ｃ１、Ｃ２：出射空間
４５：光集積化モジュール
４６：入力ポート
４７：ＴＡＰミラー
４８：集光レンズ
４９：コリメートレンズ
５０：短ファイバ
５１：遮蔽板
５２：ＰＤ
５３：光アイソレータ素子
５４：ダイクロイックミラー
５５：励起ポート
５６：出力ポート
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：出射空間
６０：光集積化モジュール
６１：入力ポート
６２：ＴＡＰミラー
６３：集光レンズ
６４：コリメートレンズ
６５：短ファイバ
６６：遮蔽板
６７：ＰＤ
６８：集光レンズ
６９：コリメートレンズ
７０：短ファイバ
７１：遮蔽板
７２：光アイソレータ素子
７３：ダイクロイックミラー
７４：励起光
７５：出力ポート
Ｅ１、Ｅ２：出射空間
８０：光集積化モジュール
８１ａ：入射側ファイバ
８１ｂ：金属フェルール
８１ｃ：金属アダプタ
８２〜８５：非球面レンズ
８６：ＴＡＰミラー
８７：ＰＤ
８８：光アイソレータ素子
８９：ダイクロイックミラー
９０ａ：励起光導入用ファイバ
９０ｂ：出力ファイバ
９０ｃ：二心フェルール
９０ｄ：金属アダプタ
９１ａ：短ファイバ
９１ｂ：セラミックスフェルール
９２：遮蔽板
９３：ＥＤＦ
９４：ＬＤ
９５：信号光源
９６：高精度電流計
９７：ダンパ
９８：ダンパ
９９：信号光源
１００：高精度電流計
１０１：励起光/信号光カプラ
１０２：ＬＤ
１０３：ダンパ
Ｆ１、Ｆ２：出射空間
１１０ａ：入射側ファイバ
１１０ｂ：セラミックスフェルール
１１０ｃ：金属アダプタ
１１１、１１２：非球面レンズ
１１３：屈折率分布型レンズ
１１４ａ：短ファイバ
１１４ｂ：結晶化ガラスフェルール
１１５：セラミックスサブマウントＰＤ
１２０：光集積化モジュール
１２０ａ、１２０ｂ：ケース
１２１：ＴＡＰミラー
１２２：光アイソレータ素子
１２３：ダイクロイックミラー
１２４ａ：励起光導入用ファイバ
１２４ｂ：出力ファイバ
１２４ｃ：二心ＺｒＯ２セラミックス製フェルール
１２４ｄ：金属性アダプタ
１２５：電極
１２６：アダプタ
１３０：Ｙｂドープフッ化物ファイバモジュール
１３１：高出力ＬＤ
１３２：信号光源
１３３：高精度電流計
１３４：ダンパ

Claims (7)

  1. 少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐する部分反射（ＴＡＰ）ミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰフィルタの間に光アイソレータ素子を挿入し、光アイソレータ素子とＴＡＰフィルタの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ１）を挿入し、順方向の信号光が短ファイバ１を通して光アイソレータ素子を通過して出力ポートに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ１に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュール。
  2. 少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐する部分反射（ＴＡＰ）ミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰミラーの間に光アイソレータ素子を挿入し、ＴＡＰミラーとＰＤの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ２）を挿入し、順方向の信号光が短ファイバ２を通してＰＤに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ２に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュール。
  3. 少なくとも信号光を入射する入力ポート、信号光を光増幅媒体に出力する出力ポート、励起光を入力または残存励起光を出力する励起光ポート、光アイソレータ素子、励起光と信号光を合分波するダイクロイックミラー、入射光信号を分岐する部分反射（ＴＡＰ）ミラー、光信号パワーを測定するフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた光集積化モジュールであって、出力ポートとＴＡＰミラーの間に光アイソレータ素子を挿入し、光アイソレータ素子とＴＡＰミラーの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ３）を挿入し、ＴＡＰミラーとＰＤの間に長さ１ｃｍ以下かつ１．５ｍｍ以上の光ファイバ（短ファイバ４）を挿入し、順方向の信号光が短ファイバ３を通して光アイソレータ素子を通過して出力ポートに結合すると共に、ＴＡＰミラーで分離された信号光が短ファイバ４に結合したあとＰＤに結合するように光学系を調整し、かつ、逆方向に進行する光増幅媒体からの戻り光が短ファイバ３および短ファイバ４に結合しないように調整された、光増幅器用またはレーザ用の光集積化モジュール。
  4. アイソレータ素子のある小部屋とＰＤのある小部屋の相互に光が漏れないように遮蔽板で仕切られ、該遮蔽板に短ファイバが固定され、短ファイバ部分のみから光が通過できるようにした、請求項１または請求項２記載の光集積化モジュール。
  5. アイソレータ素子のある小部屋とＰＤのある小部屋とＴＡＰミラーのある小部屋の相互に光が漏れないように遮蔽板で仕切られ、該遮蔽板に短ファイバが固定され、短ファイバ部分のみから光が通過できるようにした、請求項３記載の光集積化モジュール。
  6. 短ファイバがセラミックス製またはガラス製または結晶化ガラス製または金属製の部材にあらかじめ固定されたスタブ部品であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光集積化モジュール。
  7. 短ファイバがセラミックス製またはガラス製または結晶化ガラス製または金属製のフェルールにあらかじめ固定されており、かつ該フェルールと短ファイバへの光結合光学系とを、セラミックス製またはガラス製または結晶化ガラス製または金属製の管状アダプタに挿入して光学的に結合した、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光集積化モジュール。
JP2004164419A 2004-06-02 2004-06-02 光集積化モジュール Abandoned JP2005345694A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004164419A JP2005345694A (ja) 2004-06-02 2004-06-02 光集積化モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004164419A JP2005345694A (ja) 2004-06-02 2004-06-02 光集積化モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005345694A true JP2005345694A (ja) 2005-12-15

Family

ID=35498148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004164419A Abandoned JP2005345694A (ja) 2004-06-02 2004-06-02 光集積化モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005345694A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009058278A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Anritsu Corp 光送受信モジュールおよび光パルス試験器
JP2012204760A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Miyachi Technos Corp レーザ加工用のレーザダイオードの出力モニタ装置およびこれを備えたレーザ加工用のレーザダイオードユニット
KR101227182B1 (ko) 2011-07-26 2013-01-28 주식회사 피엔에스 코팅된 오목면을 갖는 렌즈를 이용한 광모듈
CN105896253A (zh) * 2016-06-17 2016-08-24 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光纤器件和激光系统
CN108490548A (zh) * 2018-05-04 2018-09-04 中山铟尼镭斯科技有限公司 一种集成化带通滤波隔离器
CN115248480A (zh) * 2022-09-22 2022-10-28 鹏城实验室 一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009058278A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Anritsu Corp 光送受信モジュールおよび光パルス試験器
JP2012204760A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Miyachi Technos Corp レーザ加工用のレーザダイオードの出力モニタ装置およびこれを備えたレーザ加工用のレーザダイオードユニット
KR101227182B1 (ko) 2011-07-26 2013-01-28 주식회사 피엔에스 코팅된 오목면을 갖는 렌즈를 이용한 광모듈
CN105896253A (zh) * 2016-06-17 2016-08-24 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光纤器件和激光系统
CN108490548A (zh) * 2018-05-04 2018-09-04 中山铟尼镭斯科技有限公司 一种集成化带通滤波隔离器
CN108490548B (zh) * 2018-05-04 2024-01-30 中山铟尼镭斯科技有限公司 一种集成化带通滤波隔离器
CN115248480A (zh) * 2022-09-22 2022-10-28 鹏城实验室 一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法
CN115248480B (zh) * 2022-09-22 2022-11-29 鹏城实验室 一种基于分辨率靶标探测的空间光-光纤耦合装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10848247B2 (en) Optical mode matching
US6636540B2 (en) Optical turn for monitoring light from a laser
US6295393B1 (en) Polarized light synthesizing apparatus, a polarized light splitting apparatus and a pump light outputting apparatus
CN109716599B (zh) 具有波分复用器、隔离器、抽头滤波器和光电探测器的光纤耦合激光源泵
JP2007219514A (ja) 光タップモジュール
JP2000036630A (ja) 光信号源
KR20160145956A (ko) 파장 다중화 광수신 모듈
EP2856584B1 (en) High power spatial filter
US6384961B2 (en) Compact optical amplifier with integrated optical waveguide and pump source
US6668112B1 (en) Multimode laser diode and side-coupled fiber package
US20140355638A1 (en) High Power Spatial Filter
US6546168B1 (en) Integrated isolator fused coupler method and apparatus
JP2007248732A (ja) 光パワーモニター
US6381066B1 (en) Integrated semiconductor optical amplifier system
JP2006098702A (ja) 光デバイス
JP2005345694A (ja) 光集積化モジュール
JP2001230476A (ja) 光増幅器
US6513991B1 (en) Semiconductor optical device package
US9935425B2 (en) Fiber coupled laser source pump with wavelength division multiplexer
US20040100686A1 (en) Stray light insensitive detector system and amplifier
JP6540310B2 (ja) 光ファイバ端末
JP4344446B2 (ja) 光モジュール
JP2003188444A (ja) 光増幅器
CN111077615A (zh) 混合型光电器件
JP2004507782A (ja) クラッド・モード結合を使用した光ファイバ・バス、変調器、検出器およびエミッタ

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060424

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070220

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20080630