JP2579005B2 - 光合分波器 - Google Patents

光合分波器

Info

Publication number
JP2579005B2
JP2579005B2 JP31763089A JP31763089A JP2579005B2 JP 2579005 B2 JP2579005 B2 JP 2579005B2 JP 31763089 A JP31763089 A JP 31763089A JP 31763089 A JP31763089 A JP 31763089A JP 2579005 B2 JP2579005 B2 JP 2579005B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
demultiplexer
wavelength
core
optical multiplexer
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP31763089A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03179404A (ja
Inventor
正隆 中沢
康郎 木村
克之 井本
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.)
Hitachi Cable Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Hitachi Cable Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP31763089A priority Critical patent/JP2579005B2/ja
Publication of JPH03179404A publication Critical patent/JPH03179404A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2579005B2 publication Critical patent/JP2579005B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、低漏話特性を実現することができる光合分
波器に関するものである。
[従来の技術] 光ファイバ通信の発展に伴い、1本の光ファイバを用
い、双方向伝送,異種信号の同時伝送など、経済的で拡
張性に富んだシステムの構築が可能な波長分割多重伝送
が注目されるようになってきた。このシステムでは、波
長の異なる光信号を合液あるいは分波する役目を担う光
合分波器が不可欠である。
従来、光合分波器としては、第6図の如くプリズムa,
レンズb,誘電体多層膜フィルタc等の個別部品を組み合
わせた個別部品組合せ型光合分波器dや、第7図の如く
2本の光ファイバeを所望の長さだけ融着結合させて方
向性結合器fを作り、この方向性結合器の波長依存性を
利用した光合分波器や、更には第8図の(a),(b)
の如く、ガラス導波路構造で方向性結合器gを構成し、
その波長依存性を利用した光合分波器等が検討されてい
た。
[発明が解決しようとする課題] しかし、従来の個別部品組合せ型光合分波器(第6
図)においては、部品間の光軸ずれやフレネル反射によ
る損失、各部品の吸収及び散乱損失などによる損失が大
きいという問題点や、組み立て及び加工費が高くつくと
いった問題点がある。
また、光ファイバを用いた方向性結合器型光合分波器
(第7図)及びガラス導波路で構成した方向性結合型光
合分波器(第8図)においては、方向性結合器1個では
波長間のアイソレーションを大きく取れないために、漏
話の問題がある。そのために、方向性結合器を縦続接続
して用いる必要があるが、通過損失の増大を招くという
問題点があった。
本発明の目的は、前期した従来技術の問題点を解消
し、低損失,低漏話特性を有する光合分波器を提供する
ことにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の光合分波器は、波長λ1及びλ2の光信号を
分波する回路として方向性結合器を用い、該方向性結合
器の光伝搬部であるコア内に、どちらか一方の波長に対
して吸収及び蛍光特性を有する希土類元素を添加すると
共に、上記一方の波長の光信号が分波されるコアに、出
力側より、当該一方の波長の光信号を増幅させるため励
起光を伝搬させた構成のものである。
この光合分波器は、導波路構造あるいは光ファイバで
構成することができ、上記コアは、コア内に少なくとも
1種の希土類元素と屈折率制御用添加物とを含んだSiO2
ガラス或いは透明の合成高分子重合体から構成できる。
また、上記波長λ1及びλ2としては、1.3μm帯から
1波長を,1.55μm帯から1波長を用いることができ
る。光合分波器は、励起用光送信部,信号光伝送用送信
部,信号光受信用光受信部を一体化して、光合分波モジ
ュールの形とすることができる。
[作用] 方向性結合器の光の伝搬する部分であるコア内に、λ
1及びλ2のどちらかの波長、例えばλ1に対して吸収
及び蛍光特性を示す希土類元素を添加し、波長λ1の光
信号が分波された出力側より伝搬させておくと、分波さ
れた波長λ1の光信号は増幅され、逆に、波長λ2の光
信号が分波された出力側への波長λ1の光信号の漏れ込
みは、希土類元素で吸収されて低減される。
上記作用は、次のような原理に基づいたものである。
第9図(a)及び(b)は、シングルモード光ファイ
バのコア内にネオジムNdを添加した場合及びエルビウム
Erを添加した場合の吸収及び蛍光特性の従来例を示した
ものである。これらの図は、シー・エー・ミラー氏(C
A Millar)の文献(半導体レーザー増幅器とアクティブ
ファイバ増幅器のショートコース、パート2のファイバ
増幅器、オーエフシー89、ハウストン、1989年2月6
日、C A Millar:OFC 89 Short cource on “Semiconduc
tor Laser Amplifiers and Active Fibre Amplifier
s"、Part2−‘Fibre Amplifiers'、Houston,February 6
th,1989)から引用したものである。
波長λ1及びλ2として1.3μm及び1.55μm帯を用
いたとすると、第9図(a)及び(b)に示すように、
吸収特性は図(a)では1.3μm帯に、図(b)では1.5
5μm帯に存在する。従って、この吸収特性を利用すれ
ば、非希望光が漏洩してきた出力側では、上記希土類元
素によって、該非希望光は減衰する。他方、希望光が取
り出せる出力側に励起光を伝送させるようにすれば、反
転分布が生じ、誘導放出により希望光は増幅されること
になる。
尚、ここでいう光合分波器とは、光を分波,合成或い
はその両方を行う回路を総称したものである。
[実施例] 以下、本発明の光合分波器を図示の実施例に基づいて
説明する。
第1図の(a)は光合分波器の側面を、(b)はその
A−A断面をそれぞれ示したものであり、導波路構造で
構成された2波長分波用の光合分波器に関するものであ
る。
基板1の上にバッファ層2(屈折率nb)が形成さ
れ、このバッファ層2の上に、光信号を伝搬させるガイ
ド、すなわちコア31〜35が形成されている。このうちコ
ア31,32とコア33,34とは方向性結合器8で結合され、ま
た、コア34には方向性結合器9によりコア35が結合され
ている。そして、上記バッファ層2及びコア31〜35を含
め全体がクラッド4で被覆されている。
今、波長λ(1.3μm)及びλ(1.55μm)の波
長多重光信号5を矢印の如くコア31内へ入射させ、次い
で方向性結合記器8により、波長λとλの光信号を
分波させ、波長λ(1.3μm)の光信号61はコア33内
を伝搬させて、分波光信号63として取り出す。また、波
長λ(1.55μm)の光信号62はコア34内を伝搬させ
て、分波光信号64として取り出す。
ここで、コア31〜34内には、希土類元素(この実施例
の場合はEr)が添加されている。そのため、これらのコ
ア内を伝搬する波長1.55μm帯の光信号61,62は、Erイ
オンに吸収されて減衰を生ずる。
上記のように、方向性結合器8によって、波長1.3μ
mの光信号61と波長1.55μmの光信号62とにそれぞれ分
波されるが、従来のように希土類元素を添加していない
構成では、コア33方向へは非希望光である波長1.55μm
の光信号62が洩れて伝搬し、またコア34方向へは非希望
光である波長1.3μmの光信号61が洩れて伝搬し、それ
ぞれに漏話の原因になっていた。
ところが本発明では、コア内にはErイオンが添加され
ているので、コア33方向へ漏洩した波長1.55μmの非希
望光は、コア33内を伝搬して行くにつれて、Erイオンに
吸収されて減衰する。従って分波光信号63として希望光
の光信号61(波長1.3μm)が純度高く取り出される。
また、コア34方向へ伝搬する希望光の光信号62(波長
1.55μm)も、Erイオンによって吸収され減衰すること
になる。そこで、このコア34方向へ伝搬する希望光の減
衰を避けるために、コア35内に波長1.48μmの励起光7
を矢印71方向に入射させ、方向性結合器9を通して矢印
72及び73方向へ伝搬させることにより、希土類元素の吸
収による反転分布状態を形成しておく。このような構成
にしておくと、コア34内を伝搬して行く希望光の信号光
62は、逆に、誘導放出により増幅される。従って、分波
光信号64として取り出される光信号は、希望光と非希望
光の振幅比が極めて大きな値のものになる。即ち、分波
光信号63及び64の両者共に純度の高い希望光を取り出す
ことができ、低漏話特性を期待することができる。
尚、矢印71方向へ励振された励起光7は、コア33方向
へは殆ど伝搬して行かないので、上記のような効果を期
待することができるものである。
第1図の構成において、基板1にはSi,ガラス,サフ
ァイヤ,LiNbO3,GaAsなどを用いることができる。
バッファ層2は、コア31〜35内を伝搬している光が基
板1側へ洩れたり減衰したりするのを緩和させるための
ものであり、バッファ層2の屈折率Nbはコアのそれより
も低い値に選ばれている。その材質は、SiO2,SiO2に屈
折率制御用添加物(B,P,F,Ge,F,Al等)を少なくとも1
種含んだものや、透明な合成高分子重合体などを用いる
ことができる。
コア31〜35は、略矩形状又は略円形状の構造を有して
おり、Erイオン以外のYb,Ho等の希土類元素イオン及び
上記屈折率制御用添加物を少なくとも1種類含んだSi
O2、高分子重合体などを用いて構成される。
クラッド4は、コア31〜35の屈折率よりも低い屈折率
の材料が用いられ、SiO2や,SiO2に屈折率制御用添加物
を少なくとも1種含んだものや、高分子重合体などで構
成される。
方向性結合器9は、波長1.48μmの励起光7を結合さ
せ、波長1.55μmの光信号62を結合させない構成になっ
ており、これは従来の波長選択型方向性結合器としてよ
く知られたもので実現することができる。
第2図は、本発明の光合分波器の別の実施例であり、
(a)は光合分波器の側面を、(b)はそのA−A断面
を示したものである。
これは、コア31〜34内にNdイオンを添加した場合の実
施例であり、励起光7は方向性結合器10によりコア33の
方に結合されている。コア内にNdイオンが添加されてい
ると、励起光7が伝搬していない場合には波長1.3μm
帯の光信号61は吸収されるだけとなるが、励起光7を伝
搬させると波長1.3μm帯の光信号61は増幅される。コ
ア31〜34内にはNdイオン以外に、増感剤としてFイオン
を含ませるとより好ましい増幅作用を期待することがで
きる。
第2図のように構成した場合、コア34方向へ漏洩して
いた波長1.3μmの非希望光はコア34内のNdイオンに吸
収されて減衰し、このため分波光信号64として波長1.55
μmの光信号62が純度高く取り出される。また、コア33
の方向へは、励起光7が矢印71,72,73方向へ伝搬によっ
て、波長1.3μmの光信号61が増幅され、分波光信号63
として取り出される。
第3図は本発明の光合分波器の更に別の実施例を示し
たものである。
これは導波路の代わりに、光ファイバで構成したもの
である。即ち、Erを添加した光ファイバ型方向性結合器
11の出力端子の一方に、同じくErを添加した光ファイバ
型方向性結合器12の入力端子の1つを接続し、光ファイ
バ型方向性結合器11の出力端子の他方にはErを添加した
光ファイバ13を接続した構成である。各部品間は融着部
分141,142により融着接続されている。光ファイバで構
成した場合の利点は、上記接続が容易であるという点以
外に、光ファイバの長さを比較的自由に選べるので、希
望光の増幅率,非希望光の減衰率を調整することがで
き、低損失特性及び低漏話特性を容易に達成することが
可能なことである。
第4図は、上記第1図の構成の光合分波器において、
コア31に光ファイバ15を,コア33に波長1.3μmの信号
光の受信用光受信部17を,コア34に波長1.55μmの信号
光の送信用光送信部16を,そしてコア35に励起用光送信
部18を取り付けて、いわゆる光合分波モジュールを構成
した実施例である。
本発明は上記実施例に限定されない。
先ず、波長1.3μm帯の場合は1.28〜1.58μmの範囲
から、また波長1.55μm帯の場合は1,52〜1.58μmの範
囲から選ぶことができる。更に、励起光の波長もErを添
加した場合には、0.83μm帯,0.9μm帯,1.48μm帯の
中から±10%の範囲で選ばれる。またNdを添加した場合
にも0.83μm帯,0.9μm帯の中から±10%の範囲で選ば
れる。
本発明の光合分波器は双方向伝送システムに適用する
ことができる。
その一例を第5図に示す。これは第4図の光合波モジ
ュールで構成した局Aと上記第2図を基本とする光合液
モジュール21で構成した局Bを光ファイバ伝送路20で接
続し、波長1.55μmと波長1.3μmの光信号を双方向伝
送させる装置の構成例を示したものである。局Aを構成
する光合分波モジュール19側では励起光として1.48μm
が使用され、波長1.55μmの光信号が増幅されて、光合
分波モジュール21側へ送られる。逆に、局Bを構成する
光合分波モジュール21側では励起光として0.83μmが使
用され、波長1.3μmの光信号が増幅されて、光合分波
モジュール19側へ送られる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明は、2つの波長λ1及びλ
2の光信号を分波する回路として方向性結合器を用い、
該方向性結合器の光の伝搬する部分であるコア内に、ど
ちらかの波長、例えばλ1に対して吸収及び螢光特性を
示す希土類元素を添加し、λ1の光信号が分波された出
力側より、該λ1の光信号を増幅させるための励起光を
伝搬させてλ1の光信号を増幅させ、逆にλ2の光信号
が分波された出力側へ漏れ込んだ非希望光λ1の光信号
を該希土類元素で吸収させて低減させるようにしたもの
である。その結果、低損失及び低漏話特性を実現できる
ことができる。また、小形化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図はそれぞれ本発明の実施例を示すもの
で、第1図はコアにErイオンを添加した導波路構造の光
合分波器を示す図、第2図はコアにEdイオンを添加した
導波路構造の光合分波器を示す図、第3図は光ファイバ
で構成した合分波器を示す図、第4図は光合分波器モジ
ュールとした実施例を示した図、第5図は本発明の合分
波器を用いた双方向伝送システムの概略図、第6図〜第
8図はそれぞれ従来の合分波器を示す図、第9図はコア
に希土類元素を添加したシングルモード光ファイバの吸
収と蛍光特性を増幅及び発振波長領域と励起光源の波長
領域とで示した従来の特性図である。 図中、1は基板、2はバッファ層、31〜35はコア、4は
クラッド、5は矢印(波長多重光信号)、7は励起光、
8,9,10は方向性結合器、11,12は希土類元素を添加した
方向性結合器、13は希土類元素を添加した光ファイバ、
15は光ファイバ、16は信号光伝送用光送信部、17は信号
光受信用光受信部、18は励起用光送信部、19,21は光合
分波モジュール、20は光ファイバ伝送路63は1.3μmの
分波光信号、64は1.55μmの分波光信号を示す。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】波長λ1及びλ2の光信号を分波する回路
    として方向性結合器を用い、該方向性結合器の光伝搬部
    であるコア内に、どちらか一方の波長に対して吸収及び
    蛍光特性を有する希土類元素を添加すると共に、上記一
    方の波長の光信号が分波されるコアに、出力側より、当
    該一方の波長の光信号を増幅させるため励起光を伝搬さ
    せたことを特徴とする光合分波器。
  2. 【請求項2】請求項1記載の光合分波器を導波路構造あ
    るいは光ファイバで構成したことを特徴とする光合分波
    器。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の光合分波器におい
    て、上記コアが、コア内に少なくとも1種の希土類元素
    と屈折率制御用添加物とを含んだSiO2ガラス或いは透明
    の合成高分子重合体からなることを特徴とする光合分波
    器。
  4. 【請求項4】請求項1記載の光合分波器において、波長
    λ1及びλ2として、1.3μm帯から1波長を,1.55μm
    帯から1波長を用いたことを特徴とする光合分波器。
  5. 【請求項5】請求項2記載の光合分波器に、励起用光送
    信部,信号光伝送用送信部,信号光受信用光受信部を一
    体化したことを特徴とする光合分波器。
JP31763089A 1989-12-08 1989-12-08 光合分波器 Expired - Fee Related JP2579005B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31763089A JP2579005B2 (ja) 1989-12-08 1989-12-08 光合分波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31763089A JP2579005B2 (ja) 1989-12-08 1989-12-08 光合分波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03179404A JPH03179404A (ja) 1991-08-05
JP2579005B2 true JP2579005B2 (ja) 1997-02-05

Family

ID=18090305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31763089A Expired - Fee Related JP2579005B2 (ja) 1989-12-08 1989-12-08 光合分波器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2579005B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7124638B2 (ja) * 2018-10-29 2022-08-24 日本電信電話株式会社 波長チェッカー

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03179404A (ja) 1991-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5280549A (en) Frequency dependent optical isolator
JP2918794B2 (ja) 光学増幅器
WO2017152721A1 (zh) 光耦合连接器、光耦合系统及波导耦合方法
JP2747315B2 (ja) 双方向伝送用ガラス導波路増幅器
JP4812175B2 (ja) 導波路構造を含む装置
CA2309515C (en) An optical fiber coupler, a process for fabricating the same and an optical amplifier using the same
JP3591269B2 (ja) 超広帯域波長分散補償デバイス
JPH07128541A (ja) 光通信用送受信器及び光増幅器
US20030011876A1 (en) Apparatus for multiple path interference (MPI) mitigation and method therefore
US6175444B1 (en) Bi-directional optical amplifier
JP2579005B2 (ja) 光合分波器
JPH05190945A (ja) 光増幅器
JPH07115240A (ja) 光ファイバ増幅器
WO1996029627A1 (fr) Amplificateur pour fibres optiques
JP3239590B2 (ja) 2波長帯増幅器及びそれを用いた波長多重伝送装置
JPH10107351A (ja) 双方向伝送用Er添加光ファイバ増幅器
JP2635188B2 (ja) 光アクティブモジュール
JP2677682B2 (ja) 複数波長伝送用アクティブ伝送路及びそれを用いた伝送システム
JPH09200146A (ja) 光ファイバ増幅装置
JPH11112065A (ja) 光ファイバ増幅器
JPH09321368A (ja) 多心光増幅器
JP2830344B2 (ja) 光増幅器
JPH0311322A (ja) 双方向光増幅伝送回路
JP2682870B2 (ja) 光増幅器
JP2001185787A (ja) 分布ラマン増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071107

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees