JP2009117720A - Optical fiber amplifier - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a power conversion efficiency as an optical fiber amplifier by returning a part of an ASE light to an Er additive fiber to contribute to an amplification of a signal light. <P>SOLUTION: This optical fiber amplifier 100 includes: two excitation light sources 104a, 104b for generating an excitation light; two multiplexers 106a, 106b for supplying the excitation lights from the respective excitation light sources to the Er additive fiber together with the signal light; and an Er additive fiber 108 for amplifying the signal light by a spontaneous emission light (ASE light) generated by the excitation light. A reflection coating reflecting the ASE light is applied to the excitation light source 104a. The ASE light propagating onto the signal input side among the ASE lights generated by the Er additive fiber 108, transmits the multiplexer 106a onto the excitation light source 104a, and the ASE light returns to the Er additive fiber 108 via the multiplexer 106a after a part of the ASE light is reflected by the reflection coating. A part of the ASE light returns to the Er additive fiber to contribute to an amplification of the signal light, thereby enhancing the power conversion efficiency as the optical fiber amplifier. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光信号を増幅する光ファイバ増幅器に関する。   The present invention relates to an optical fiber amplifier that amplifies an optical signal.

Er添加ファイバ増幅器(EDFA)は、高速大容量の波長多重システム(WDM)における中継器や前置/後置増幅器、損失補償デバイスとして、或いは、映像システムなどの光アクセスシステムにおける分配損失補償デバイス等として広く光通信システムに使用されている。特に、分散シフトファイバ(DSF)を伝送路に使用したWDMシステムでは、四光波混合(FWM)等の非線形光学効果によりC帯(1530−1565nm)におけるWDM伝送が困難なため、L帯(1565−1625nm)を伝送帯域としているため、光増幅器としてL帯EDFAが使用されている。   Er-doped fiber amplifiers (EDFAs) are used as repeaters, pre / post amplifiers, loss compensation devices in high-speed and large-capacity wavelength division multiplexing systems (WDM), or distribution loss compensation devices in optical access systems such as video systems, etc. Widely used in optical communication systems. In particular, in a WDM system using a dispersion-shifted fiber (DSF) as a transmission line, WDM transmission in the C band (1530-1565 nm) is difficult due to nonlinear optical effects such as four-wave mixing (FWM). Since the transmission band is 1625 nm, an L-band EDFA is used as an optical amplifier.

特許第3288965号Japanese Patent No. 3288965 H.Ono et al., “1.58-μm band gain-flattened erbium-doped fiber amplifiers for WDM transmission system,” IEEE Journal of Lightwave Technology, vol.17, no.3, pp.490-496, 1999.H. Ono et al., “1.58-μm band gain-flattened erbium-doped fiber amplifiers for WDM transmission system,” IEEE Journal of Lightwave Technology, vol.17, no.3, pp.490-496, 1999.

しかしながら、L帯EDFAはC帯EDFAと比較して励起光波長と信号光波長との波長差が大きくなるため、励起波長帯として980nm帯または1480nm帯のいずれを使用しても、励起光から信号光へのパワー変換効率は、L帯EDFAの方が小さくなる。これは、パワー変換効率の最大値が、励起光波長をλp、信号光波長をλsとして、λp/λsで与えられるためである。パワー変換効率が小さいと、必要な励起光パワーが増大し、装置コストの上昇につながるだけでなく、励起光源の駆動や温度調整に要する電力が大きくなり、光通信システム装置全体の消費電力を上昇させる結果になる。 However, since the wavelength difference between the pumping light wavelength and the signal light wavelength is larger in the L-band EDFA than in the C-band EDFA, the signal from the pumping light is used regardless of whether the 980 nm band or the 1480 nm band is used as the pumping wavelength band. The power conversion efficiency to light is smaller in the L-band EDFA. This is the maximum value of the power conversion efficiency, the excitation light wavelength lambda p, the signal light wavelength as lambda s, because given by λ p / λ s. If the power conversion efficiency is low, the required pumping light power increases, leading to an increase in device cost, and the power required for driving the pumping light source and adjusting the temperature increases, increasing the power consumption of the entire optical communication system device. Result.

本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、効率のよい光ファイバ増幅器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an efficient optical fiber amplifier.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、L帯の信号光が増幅されるEr添加ファイバを備えた光ファイバ増幅器であって、前記Er添加ファイバから放出されるC帯のASE光を前記Er添加ファイバに戻す反射手段を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an optical fiber amplifier including an Er-doped fiber that amplifies L-band signal light, and includes an Er-doped fiber. Reflecting means for returning the emitted C-band ASE light to the Er-doped fiber is provided.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光ファイバ増幅器であって、前記反射手段は、前記Er添加ファイバに励起光を供給する励起光源に備えられたことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the reflecting means is provided in a pumping light source that supplies pumping light to the Er-doped fiber. .

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の光ファイバ増幅器であって、前記反射手段は、前記励起光源の半導体レーザチップ表面の反射膜であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the optical fiber amplifier according to claim 2, wherein the reflecting means is a reflecting film on the surface of the semiconductor laser chip of the pumping light source.

また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の光ファイバ増幅器であって、前記反射手段は、前記Er添加ファイバと、前記Er添加ファイバに励起光を供給する励起光源との間に備えられたことを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the reflecting means is between the Er-doped fiber and a pumping light source that supplies pumping light to the Er-doped fiber. It was prepared for.

また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の光ファイバ増幅器であって、前記反射手段は、前記Er添加ファイバと、励起光を前記信号光と合波して前記Er添加ファイバに供給する合波器との間に備えられたことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the reflecting means combines the Er-doped fiber and pumping light with the signal light to combine the Er-doped fiber. It is characterized in that it is provided between the multiplexer and the multiplexer to be supplied.

また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、前記Er添加ファイバに戻されたC帯のASE光がさらに前記Er添加ファイバに戻ることによって発振が生じないようにする発振防止手段をさらに備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 5, wherein the C-band ASE light returned to the Er-doped fiber further returns to the Er-doped fiber. Further, an oscillation preventing means for preventing oscillation from occurring is further provided.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、励起光を前記信号光と合波して前記Er添加ファイバに供給する合波器を備え、前記合波器の励起光入力側から前記Er添加ファイバ側への方向およびその逆方向への透過特性が、前記C帯のASE光を選択的に透過するものであることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 6, wherein the multiplexer supplies the Er-doped fiber with the excitation light combined with the signal light. The transmission characteristics from the pumping light input side to the Er-doped fiber side of the multiplexer and the opposite direction thereof selectively transmit the ASE light in the C band. To do.

従来のL帯EDFAの励起は、非特許文献1に記載されているように、2段階からなる。まず980nm帯や1480nm帯の励起光によりEr添加ファイバでC帯の自然放出増幅光(ASE光)が発生する。このC帯のASE光を励起源としてL帯の信号光の増幅が起こる。ASE光はEr添加ファイバの信号入力側から信号出力側に向かって放出されるだけでなく、信号出力側から信号入力側へも放出される。   The excitation of the conventional L-band EDFA has two stages as described in Non-Patent Document 1. First, spontaneous emission amplified light (ASE light) in the C band is generated by the Er-doped fiber by the excitation light in the 980 nm band or 1480 nm band. L-band signal light is amplified using the C-band ASE light as an excitation source. The ASE light is emitted not only from the signal input side to the signal output side of the Er-doped fiber, but also from the signal output side to the signal input side.

C帯のASE光は、Er添加ファイバ内で吸収される量が大部分であるが、L帯EDFAの動作状態によっては、信号出力側にも放出され得る。これら、Er添加ファイバの信号入力側および信号出力側に放出されるASE光の一方、またはその両方を反射させて再びEr添加ファイバに戻すことにより、Er添加ファイバで発生するASE光が効率的にEr添加ファイバに吸収され、その結果パワー変換効率が増大し、必要な励起光パワーが減少する。   The C-band ASE light is mostly absorbed in the Er-doped fiber, but can be emitted to the signal output side depending on the operating state of the L-band EDFA. By reflecting one or both of the ASE light emitted to the signal input side and the signal output side of the Er-doped fiber and returning them to the Er-doped fiber again, the ASE light generated in the Er-doped fiber is efficiently generated. Absorption by the Er-doped fiber results in an increase in power conversion efficiency and a reduction in the required pump light power.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面全体を通して、同様の構成要素には同様の符号を付して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Throughout the drawings, the same constituent elements will be described with the same reference numerals.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による光ファイバ増幅器の一例を示すブロック図である。この光ファイバ増幅器100は、入力された信号光を一方向に伝搬させる光アイソレータ102aと、励起光を発生する2つの励起光源104aおよび104bと、それぞれの励起光源からの励起光を信号光とともにEr添加ファイバに供給する2つの合波器106aおよび106bと、励起光により信号光が増幅されるEr添加ファイバ108と、増幅された信号光を一方向に伝搬させて出力する光アイソレータ102bとを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an optical fiber amplifier according to the first embodiment of the present invention. This optical fiber amplifier 100 includes an optical isolator 102a that propagates input signal light in one direction, two pumping light sources 104a and 104b that generate pumping light, and pumping light from each pumping light source together with signal light Er. Two multiplexers 106a and 106b for supplying the doped fiber, an Er-doped fiber 108 for amplifying the signal light by the pumping light, and an optical isolator 102b for propagating the amplified signal light in one direction and outputting it. ing.

図1において、L帯の信号光が光アイソレータ102aに入力される。この信号光は、合波器106aにおいて、励起光源104aからの励起光と合波され、Er添加ファイバ108に入力される。同様に励起光源104bからの励起光も合波器106bを介して、Er添加ファイバ108に入力される。Er添加ファイバでは、励起光によりErイオンが励起されることにより、C帯の自然放出増幅光(ASE光)が発生し、L帯の信号光が増幅される。Er添加ファイバ108は、L帯の信号光を増幅するために、特許文献1に見られるように、等価的にファイバ長が調整されたファイバとすることができる。増幅された入力信号光は、合波器106bを介して、光アイソレータ102bから出力される。   In FIG. 1, L-band signal light is input to an optical isolator 102a. This signal light is combined with the excitation light from the excitation light source 104 a in the multiplexer 106 a and input to the Er-doped fiber 108. Similarly, the excitation light from the excitation light source 104b is also input to the Er-doped fiber 108 via the multiplexer 106b. In the Er-doped fiber, Er ions are excited by excitation light, so that spontaneous emission amplified light (ASE light) in C band is generated, and signal light in L band is amplified. The Er-doped fiber 108 can be a fiber whose fiber length is equivalently adjusted, as seen in Patent Document 1, in order to amplify L-band signal light. The amplified input signal light is output from the optical isolator 102b via the multiplexer 106b.

図2に、図1の合波器106aおよび106bの透過スペクトル特性を示す。図2(a)は、合波器106aの信号入力側からEr添加ファイバ側への方向およびその逆方向への透過スペクトルを示し、図2(b)は、合波器106aの励起光入力側からEr添加ファイバ側への方向およびその逆方向への透過スペクトルを示しいている。合波器106bについても、同様のスペクトル特性を有しており、図2(a)は、合波器106bのEr添加ファイバ側から信号出力側への方向およびその逆方向への透過スペクトルを示し、図2(b)は、合波器106bの励起光入力側からEr添加ファイバ側への方向およびその逆方向への透過スペクトルを示している。このように、合波器106aおよび106bは、おおよそ1460−1560nmの光、すなわち1460−1520nmの励起光およびC帯のASE光と、L帯の信号光を合波するものとすることができる。   FIG. 2 shows the transmission spectrum characteristics of the multiplexers 106a and 106b in FIG. 2A shows the transmission spectrum from the signal input side of the multiplexer 106a to the Er-doped fiber side and the opposite direction, and FIG. 2B shows the excitation light input side of the multiplexer 106a. The transmission spectrum in the direction from to the Er-doped fiber side and in the opposite direction is shown. The multiplexer 106b has similar spectral characteristics, and FIG. 2A shows the transmission spectrum in the direction from the Er-doped fiber side to the signal output side of the multiplexer 106b and in the opposite direction. FIG. 2B shows the transmission spectrum in the direction from the pumping light input side to the Er-doped fiber side of the multiplexer 106b and in the opposite direction. As described above, the multiplexers 106a and 106b can multiplex light of approximately 1460-1560 nm, that is, excitation light of 1460-1520 nm, ASE light of C band, and signal light of L band.

次に、図3に、図1の励起光源の構成例を示す。この励起光源104は、レーザ光を発生させる半導体レーザチップ120と、励起光の波長帯でレーザ発振が起こるように反射率が調整された反射コーティング122と、反射コーティングを透過した励起光を光ファイバ126に結合するレンズ124と、各構成要素を固定し、保護する金属ケース128とから構成されている。   Next, FIG. 3 shows a configuration example of the excitation light source of FIG. The pumping light source 104 includes a semiconductor laser chip 120 that generates laser light, a reflective coating 122 that is adjusted in reflectivity so that laser oscillation occurs in the wavelength band of the pumping light, and pumping light that has passed through the reflective coating. A lens 124 coupled to 126 and a metal case 128 for fixing and protecting each component.

半導体レーザチップ120は、例えば1460−1520nmでのレーザ発振に適するように設計することができる。反射コーティング122は、1465−1490nm程度の波長域でレーザ発振が起こるようにこの波長近傍における反射率が8%程度になるようにする。また、励起光源104aおよび104bの一方について、反射コーティング122は、さらにC帯の光を反射するように設計する。本実施形態では、図1の励起光源104aには、C帯の光を反射するコーティングを施した励起光源を使用し、図1の励起光源104bには、C帯の光を反射するコーティングを施していない励起光源を使用した場合について説明する。この場合、例えば、C帯の光の反射率を10%とする。   The semiconductor laser chip 120 can be designed to be suitable for laser oscillation at 1460-1520 nm, for example. The reflective coating 122 has a reflectance in the vicinity of this wavelength of about 8% so that laser oscillation occurs in a wavelength region of about 1465 to 1490 nm. In addition, for one of the excitation light sources 104a and 104b, the reflective coating 122 is further designed to reflect C-band light. In this embodiment, the excitation light source 104a shown in FIG. 1 is an excitation light source coated with a C-band light, and the excitation light source 104b shown in FIG. 1 is coated with a C-band light. A case where an excitation light source not used is used will be described. In this case, for example, the reflectance of light in the C band is set to 10%.

このような構成において、Er添加ファイバ108で発生するC帯のASE光のうち、信号入力側へ伝搬するASE光は、合波器106aを励起光源104a側に透過し、反射コーティング122で一部が反射された後、再び合波器106aを介して、Er添加ファイバ108に戻る。このように、ASE光の一部がEr添加ファイバに戻り、信号光の増幅に寄与することにより、光ファイバ増幅器としてのパワー変換効率が向上する。   In such a configuration, ASE light propagating to the signal input side out of the C-band ASE light generated in the Er-doped fiber 108 is transmitted through the multiplexer 106 a to the pumping light source 104 a side and partially reflected by the reflective coating 122. Is reflected, the light returns to the Er-doped fiber 108 via the multiplexer 106a again. Thus, part of the ASE light returns to the Er-doped fiber and contributes to the amplification of the signal light, thereby improving the power conversion efficiency as the optical fiber amplifier.

なお、励起光源104aに代えて励起光源104bに、C帯の光を反射するコーティングを施した励起光源を使用しても同様の効果が得られる。ただし、励起光源104aおよび104bの両方にこのような反射コーティングを施した励起光源を使用すると、C帯のASE光が励起光源104aおよび104bの間を往復し、発振することがある。そのため、本実施形態による光ファイバ増幅器100では、C帯の光を反射するコーティングを施した励起光源を前方の励起光源104aのみに使用している。   The same effect can be obtained by using an excitation light source provided with a coating that reflects C-band light instead of the excitation light source 104a. However, if an excitation light source having such a reflective coating is used for both excitation light sources 104a and 104b, the C-band ASE light may reciprocate between the excitation light sources 104a and 104b and oscillate. Therefore, in the optical fiber amplifier 100 according to the present embodiment, the excitation light source provided with the coating that reflects the C-band light is used only for the front excitation light source 104a.

上記の構成による光ファイバ増幅器100において、等価的ファイバ長が6.5×104重量ppm・mである石英系Er添加ファイバを使用し、波長1590nm、信号光パワー−19dBmの信号光を入力し、+8dBmの出力信号光パワーを得たときに要した励起光パワーは、励起光源104aおよび104bの合計で178.5mWであった。一方、励起光源として従来の1480nm帯の半導体レーザ(LD)を使用した場合、同じ光ファイバ増幅器の動作条件で要した励起光パワーは、励起光源104aおよび104bの合計で190mWであった。このように、Er添加ファイバ108で発生するC帯のASE光をL帯の信号増幅に有効に利用することにより、従来の光ファイバ増幅器と比較して必要な励起光パワーを減少できる効果があることが確認できた。 In the optical fiber amplifier 100 having the above configuration, a silica-based Er-doped fiber having an equivalent fiber length of 6.5 × 10 4 weight ppm · m is used, and signal light having a wavelength of 1590 nm and a signal light power of −19 dBm is input. The pumping light power required when the output signal light power of +8 dBm was obtained was 178.5 mW in total for the pumping light sources 104a and 104b. On the other hand, when a conventional 1480 nm band semiconductor laser (LD) was used as the pumping light source, the pumping light power required under the same operating conditions of the optical fiber amplifier was 190 mW in total for the pumping light sources 104a and 104b. As described above, by effectively using the C-band ASE light generated in the Er-doped fiber 108 for L-band signal amplification, there is an effect that the necessary pumping light power can be reduced as compared with the conventional optical fiber amplifier. I was able to confirm.

なお、本実施形態ではC帯光の反射率を10%に設定したが、反射率はこれに限るものではない。図4は、必要な励起光パワーと反射率の関係をプロットしたグラフである。従来の1480nm帯のLDを使用し、反射率がほぼ0%の場合と比較して、反射率が2%程度以上あれば必要な励起光パワーを減少できることがわかる。   In the present embodiment, the reflectance of the C-band light is set to 10%, but the reflectance is not limited to this. FIG. 4 is a graph plotting the relationship between the required excitation light power and the reflectance. It can be seen that if a conventional 1480 nm band LD is used and the reflectance is approximately 0%, the required excitation light power can be reduced if the reflectance is about 2% or more.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態による光ファイバ増幅器の一例を示すブロック図である。この光ファイバ増幅器200は、入力された信号光を一方向に伝搬させる光アイソレータ102aと、励起光を発生する2つの励起光源104aおよび104bと、それぞれの励起光源からの励起光を信号光とともにEr添加ファイバに供給する2つの合波器106aおよび106bと、励起光により信号光が増幅される2つのEr添加ファイバ108aおよび108bと、2つのEr添加ファイバの間に配置され、光を入力側から出力側へ一方向に伝搬させる光アイソレータ102cと、増幅された信号光を一方向に伝搬させて出力する光アイソレータ102bとを備えている。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an optical fiber amplifier according to the second embodiment of the present invention. This optical fiber amplifier 200 includes an optical isolator 102a that propagates input signal light in one direction, two pumping light sources 104a and 104b that generate pumping light, and pumping light from each pumping light source together with signal light Er. Arranged between two multiplexers 106a and 106b that supply the doped fiber, two Er-doped fibers 108a and 108b in which the signal light is amplified by the pumping light, and the two Er-doped fibers. An optical isolator 102c that propagates in one direction to the output side and an optical isolator 102b that propagates the amplified signal light in one direction and outputs it are provided.

この光ファイバ増幅器200は、第1の実施形態による光ファイバ増幅器100と類似しているが、2つのEr添加ファイバ108aおよび108bの間に光アイソレータ102cを配置し、励起光源104aおよび104bのいずれにも、図3に関連して説明した、C帯の光を反射するコーティングを施した励起光源を使用している点が異なる。   This optical fiber amplifier 200 is similar to the optical fiber amplifier 100 according to the first embodiment, but an optical isolator 102c is disposed between two Er-doped fibers 108a and 108b, and any of the pumping light sources 104a and 104b. However, the difference is that the excitation light source provided with the coating for reflecting the C-band light described in connection with FIG. 3 is used.

このような構成において、励起光源104bで反射されるC帯のASE光は光アイソレータ102cで完全に遮断され、励起光源104aに注入される可能性がないため、励起光源104aおよび104bのいずれにもC帯の光を反射するコーティングを施したものを使用することができる。この場合、合波器106aおよび106bはいずれも、図2(a)および(b)に示すような、おおよそ1460−1560nmの光、すなわち1460−1520nmの励起光およびC帯のASE光と、L帯の信号光を合波するものとすることができる。   In such a configuration, the C-band ASE light reflected by the excitation light source 104b is completely blocked by the optical isolator 102c and cannot be injected into the excitation light source 104a. What provided the coating which reflects the light of C band can be used. In this case, both of the multiplexers 106a and 106b are approximately 1460-1560 nm light, that is, 1460-1520 nm excitation light and C-band ASE light, as shown in FIGS. The band signal light can be multiplexed.

上記の構成による光ファイバ増幅器200において、第1の実施形態と同じ光ファイバ増幅器の動作条件、すなわち、Er添加ファイバ108aおよび108b全体として等価的ファイバ長が6.5×104重量ppm・mである石英系Er添加ファイバを使用し、波長1590nm、信号光パワー−19dBmの信号を入力し、+8dBmの出力信号光パワーを得たときに要した励起光パワーは、励起光源104aおよび104bの合計で175mWであった。このように、第1の実施形態で述べた従来の光ファイバ増幅器と比較して必要な励起光パワーを減少できる効果があることが確認できた。 In the optical fiber amplifier 200 configured as described above, the operating conditions of the same optical fiber amplifier as in the first embodiment, that is, the equivalent fiber length of the entire Er-doped fibers 108a and 108b is 6.5 × 10 4 weight ppm · m. Using a silica-based Er-doped fiber, a pumping light power required when a signal having a wavelength of 1590 nm and a signal light power of −19 dBm is input and an output signal light power of +8 dBm is obtained is the sum of the pumping light sources 104a and 104b. It was 175 mW. Thus, it was confirmed that there is an effect that the necessary pumping light power can be reduced as compared with the conventional optical fiber amplifier described in the first embodiment.

(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態による光ファイバ増幅器の一例を示すブロック図である。この光ファイバ増幅器300は、入力された信号光を一方向に伝搬させる光アイソレータ102aと、励起光を発生する2つの励起光源104aおよび104bと、それぞれの励起光源からの励起光を信号光とともにEr添加ファイバに供給する2つの合波器106aおよび106bと、C帯の光を反射するフィルタ110と、励起光により信号光が増幅されるEr添加ファイバ108と、増幅された信号光を一方向に伝搬させて出力する光アイソレータ102bとを備えている。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing an example of an optical fiber amplifier according to the third embodiment of the present invention. The optical fiber amplifier 300 includes an optical isolator 102a that propagates input signal light in one direction, two pumping light sources 104a and 104b that generate pumping light, and pumping light from each pumping light source together with signal light Er. Two multiplexers 106a and 106b that supply the doped fiber, a filter 110 that reflects C-band light, an Er-doped fiber 108 that amplifies the signal light by the excitation light, and the amplified signal light in one direction And an optical isolator 102b for propagating and outputting.

この光ファイバ増幅器300は、第1の実施形態の光ファイバ増幅器100と類似しているが、一方の励起光源104aと合波器106aの間にC帯の光を反射するフィルタ110が配置され、励起光源104aおよび104bのいずれにも、C帯の光を反射するコーティングを施していない従来の励起光源を使用している点が異なる。このフィルタ110は、1480nm帯の励起光を透過し、C帯の光を反射するように設計されたもので、誘電体多層膜から構成される。   This optical fiber amplifier 300 is similar to the optical fiber amplifier 100 of the first embodiment, but a filter 110 that reflects C-band light is disposed between one excitation light source 104a and the multiplexer 106a. A difference is that both of the excitation light sources 104a and 104b use a conventional excitation light source that is not provided with a coating that reflects C-band light. The filter 110 is designed to transmit excitation light in the 1480 nm band and reflect C band light, and is composed of a dielectric multilayer film.

このような構成において、Er添加ファイバ108で発生するC帯ASE光のうち、信号入力側へ伝搬するASE光は、合波器106aを透過し、フィルタ110で反射された後、再び合波器106aを介して、Er添加ファイバ108に戻る。このように、ASE光の一部がEr添加ファイバに戻り、信号光の増幅に寄与することにより、光ファイバ増幅器としてのパワー変換効率が向上する。なお、本実施形態による光ファイバ増幅器300では、C帯のASE光の反射による発振を防ぐため、フィルタ110を前方の励起光源104aと合波器106aの間にのみ挿入している。   In such a configuration, ASE light propagating to the signal input side among the C-band ASE light generated in the Er-doped fiber 108 is transmitted through the multiplexer 106a, reflected by the filter 110, and then again the multiplexer. Returning to the Er-doped fiber 108 via 106a. Thus, part of the ASE light returns to the Er-doped fiber and contributes to the amplification of the signal light, thereby improving the power conversion efficiency as the optical fiber amplifier. In the optical fiber amplifier 300 according to the present embodiment, the filter 110 is inserted only between the front excitation light source 104a and the multiplexer 106a in order to prevent oscillation due to reflection of C-band ASE light.

上記の構成による光ファイバ増幅器300において、第1の実施形態と同じ光ファイバ増幅器動作条件、すなわち、Er添加ファイバ108として等価的ファイバ長が6.5×104重量ppm・mである石英系Er添加ファイバを使用し、波長1590nm、信号光パワー−19dBmの信号を入力し、+8dBmの出力信号光パワーを得たときに要した励起光パワーは、励起光源104aおよび104bそれぞれ40mWであり、パワー変換効率は7.9%であった。一方、励起光源として従来の1480nm帯のLDを使用した場合、同じ光ファイバ増幅器の動作条件で要した励起光パワーは、2つの励起光源の合計で173mWであった。このように、Er添加ファイバ108で発生するC帯のASE光をL帯の信号増幅に有効に利用することにより、従来の光ファイバ増幅器と比較して必要な励起光パワーを減少できる効果があることが確認できた。 In the optical fiber amplifier 300 having the above-described configuration, the silica-based Er having the same optical fiber amplifier operating condition as that of the first embodiment, that is, an equivalent fiber length of 6.5 × 10 4 weight ppm · m as the Er-doped fiber 108. The pumping light power required when using a doped fiber and inputting a signal with a wavelength of 1590 nm and a signal light power of −19 dBm and obtaining an output signal light power of +8 dBm is 40 mW for each of the pumping light sources 104a and 104b. The efficiency was 7.9%. On the other hand, when a conventional 1480 nm band LD was used as the pumping light source, the pumping light power required under the same operating conditions of the optical fiber amplifier was 173 mW in total for the two pumping light sources. As described above, by effectively using the C-band ASE light generated in the Er-doped fiber 108 for L-band signal amplification, there is an effect that the necessary pumping light power can be reduced as compared with the conventional optical fiber amplifier. I was able to confirm.

また、図7に示すように、合波器106aとEr添加ファイバ108との間にフィルタ110を挿入するように構成することもできる。この場合、フィルタ110はC帯のASE光を反射させ、かつ励起光とL帯の信号光を透過させる必要があるので、フィルタ110の特性を図8に示すようにC帯の光を反射するバンド除去フィルタとする必要がある。   Further, as shown in FIG. 7, a filter 110 may be inserted between the multiplexer 106 a and the Er-doped fiber 108. In this case, since the filter 110 needs to reflect the C-band ASE light and transmit the excitation light and the L-band signal light, the characteristics of the filter 110 reflect the C-band light as shown in FIG. It is necessary to use a band removal filter.

以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。   The present invention has been described above with respect to several embodiments. However, in view of the many possible embodiments to which the principles of the present invention can be applied, the embodiments described herein are merely illustrative, It is not intended to limit the scope of the invention. The configuration and details of the embodiment exemplified here can be changed without departing from the spirit of the present invention. Further, the illustrative components and procedures may be changed, supplemented, or changed in order without departing from the spirit of the invention.

本発明の第1の実施形態による光ファイバ増幅器の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of an optical fiber amplifier according to a first embodiment of the present invention. 本発明による光ファイバ増幅器の合波器の透過スペクトル特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission spectrum characteristic of the multiplexer of the optical fiber amplifier by this invention. 本発明による光ファイバ増幅器の励起光源の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the excitation light source of the optical fiber amplifier by this invention. 本発明の第1の実施形態による光ファイバ増幅器において必要な励起光パワーと反射率の関係をプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the relationship between the excitation light power required in the optical fiber amplifier by the 1st Embodiment of this invention, and a reflectance. 本発明の第2の実施形態による光ファイバ増幅器の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the optical fiber amplifier by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による光ファイバ増幅器の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the optical fiber amplifier by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による光ファイバ増幅器の別の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of the optical fiber amplifier by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明による光ファイバ増幅器のフィルタの反射スペクトル特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflection spectrum characteristic of the filter of the optical fiber amplifier by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100,200,300,400 光ファイバ増幅器
102a,102b,102c 光アイソレータ
108,108a,108b Er添加ファイバ
110 フィルタ
122 反射コーティング
124 レンズ
126 光ファイバ
128 金属ケース
100, 200, 300, 400 Optical fiber amplifiers 102a, 102b, 102c Optical isolators 108, 108a, 108b Er doped fibers 110 Filters 122 Reflective coatings 124 Lenses 126 Optical fibers 128 Metal cases

Claims (7)

L帯の信号光が増幅されるEr添加ファイバを備えた光ファイバ増幅器であって、
前記Er添加ファイバから放出されるC帯のASE光を前記Er添加ファイバに戻す反射手段を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
An optical fiber amplifier including an Er-doped fiber that amplifies L-band signal light,
An optical fiber amplifier comprising a reflection means for returning C-band ASE light emitted from the Er-doped fiber to the Er-doped fiber.
請求項1に記載の光ファイバ増幅器であって、
前記反射手段は、前記Er添加ファイバに励起光を供給する励起光源に備えられたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
The optical fiber amplifier according to claim 1,
The optical fiber amplifier, wherein the reflecting means is provided in a pumping light source that supplies pumping light to the Er-doped fiber.
請求項2に記載の光ファイバ増幅器であって、
前記反射手段は、前記励起光源の半導体レーザチップ表面の反射膜であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
An optical fiber amplifier according to claim 2,
The optical fiber amplifier, wherein the reflection means is a reflection film on a surface of a semiconductor laser chip of the excitation light source.
請求項1に記載の光ファイバ増幅器であって、
前記反射手段は、前記Er添加ファイバと、前記Er添加ファイバに励起光を供給する励起光源との間に備えられたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
The optical fiber amplifier according to claim 1,
The optical fiber amplifier, wherein the reflecting means is provided between the Er-doped fiber and a pumping light source that supplies pumping light to the Er-doped fiber.
請求項1に記載の光ファイバ増幅器であって、
前記反射手段は、前記Er添加ファイバと、励起光を前記信号光と合波して前記Er添加ファイバに供給する合波器との間に備えられたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
The optical fiber amplifier according to claim 1,
The optical fiber amplifier characterized in that the reflecting means is provided between the Er-doped fiber and a multiplexer that multiplexes the excitation light with the signal light and supplies the multiplexed light to the Er-doped fiber.
請求項1から5のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、
前記Er添加ファイバに戻されたC帯のASE光がさらに前記Er添加ファイバに戻ることによって発振が生じないようにする発振防止手段をさらに備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
An optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 5,
An optical fiber amplifier, further comprising an oscillation preventing means for preventing oscillation from occurring when the C-band ASE light returned to the Er-doped fiber further returns to the Er-doped fiber.
請求項1から6のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、
励起光を前記信号光と合波して前記Er添加ファイバに供給する合波器を備え、
前記合波器の励起光入力側から前記Er添加ファイバ側への方向およびその逆方向への透過特性が、前記C帯のASE光を選択的に透過するものであることを特徴とする光ファイバ増幅器。
The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 6,
Comprising a multiplexer for combining the pumping light with the signal light and supplying it to the Er-doped fiber;
An optical fiber characterized in that transmission characteristics in the direction from the pumping light input side to the Er-doped fiber side of the multiplexer and in the opposite direction selectively transmit the ASE light in the C band. amplifier.
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