JP2694298B2 - 光増幅方法 - Google Patents
光増幅方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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- Lasers (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信分野に利用される光増幅方法に関
し、特に光ファイバを用いた光伝送方式の光線路におけ
る信号光と試験光の増幅を行うための光増幅方法に関す
るものである。
し、特に光ファイバを用いた光伝送方式の光線路におけ
る信号光と試験光の増幅を行うための光増幅方法に関す
るものである。
周知のように、光ファイバの曲げ損失や曲がり部から
のもれ光量は、一般に、波長の長い光ほど大きく現れ
る。従って、光ファイバの試験を行う場合、信号光より
も波長の長い試験光を用いることにより、曲げ損失を大
きく測定できるので、布設、接続作業や経時変化による
光ファイバの曲がり状況を観測し易い。また、心線識別
においても、上記と同様に信号光よりも波長の長い試験
光を用いることにより、信号光よりも大きなもれ光を受
光することができ、識別作業が容易になる。以上のこと
から、信号光（波長:1.55μｍ）の増幅とともに、波長
の長い試験光の増幅技術は長距離光伝送方式にとって重
要である。
のもれ光量は、一般に、波長の長い光ほど大きく現れ
る。従って、光ファイバの試験を行う場合、信号光より
も波長の長い試験光を用いることにより、曲げ損失を大
きく測定できるので、布設、接続作業や経時変化による
光ファイバの曲がり状況を観測し易い。また、心線識別
においても、上記と同様に信号光よりも波長の長い試験
光を用いることにより、信号光よりも大きなもれ光を受
光することができ、識別作業が容易になる。以上のこと
から、信号光（波長:1.55μｍ）の増幅とともに、波長
の長い試験光の増幅技術は長距離光伝送方式にとって重
要である。
しかし、従来、光の増幅技術に関しては、信号光（波
長:1.55μｍ）のみを効率良く増幅するための技術が中
心であり、試験光をも増幅する技術については検討され
ていなかった。そこで、以下に信号光の増幅についての
従来技術を説明する。
長:1.55μｍ）のみを効率良く増幅するための技術が中
心であり、試験光をも増幅する技術については検討され
ていなかった。そこで、以下に信号光の増幅についての
従来技術を説明する。
1.55μｍ帯の光増幅技術としては、エルビウムイオン
（Er3+）における電子の反転分布（高いエネルギー準位
の電子数が低い準位に比べ多い分布状態）を利用した誘
導放出（4I13/2→4I15/2）により、信号光を増幅する技
術が知られている。この技術では、反転分布を発生させ
るための励起光と信号光が、ともに上記各イオンを含有
する領域と作用する必要がある。この状態を実現するた
め、従来の光増幅部品としては、エルビウム（Er）を光
ファイバのコア部に含有させたErドープファイバと、Er
イオン励起光合波部品が用いられていた。この従来例の
概略構成を第７図に示す。ここで、１はErドープファイ
バ、２（ａ）,2（ｂ）は通常の通信に使用する光ファイ
バ（以後、通常光ファイバと呼ぶ）、３は励起光と通信
光とを合わせるErイオン励起光合波部品である。この合
波部品３は、通常光ファイバを溶融延伸して作製され
る。４はErイオン励起光源である。Erイオン励起光源４
を作動させることにより、1.55μｍ帯信号光を無中継で
200km以上伝送することが可能である。
（Er3+）における電子の反転分布（高いエネルギー準位
の電子数が低い準位に比べ多い分布状態）を利用した誘
導放出（4I13/2→4I15/2）により、信号光を増幅する技
術が知られている。この技術では、反転分布を発生させ
るための励起光と信号光が、ともに上記各イオンを含有
する領域と作用する必要がある。この状態を実現するた
め、従来の光増幅部品としては、エルビウム（Er）を光
ファイバのコア部に含有させたErドープファイバと、Er
イオン励起光合波部品が用いられていた。この従来例の
概略構成を第７図に示す。ここで、１はErドープファイ
バ、２（ａ）,2（ｂ）は通常の通信に使用する光ファイ
バ（以後、通常光ファイバと呼ぶ）、３は励起光と通信
光とを合わせるErイオン励起光合波部品である。この合
波部品３は、通常光ファイバを溶融延伸して作製され
る。４はErイオン励起光源である。Erイオン励起光源４
を作動させることにより、1.55μｍ帯信号光を無中継で
200km以上伝送することが可能である。
このエルビウムイオンを用いた光増幅技術では、増幅
できる光の波長が限れており、その中心波長は約1.55μ
ｍである。この中心波長よりも長い波長で、増幅特性が
確認されている波長として約２μｍ帯が知られている
が、この波長における光ファイバの損失が極めて大きい
ことや、発光・受光素子の性能が良くないことから、光
線路の伝送や試験を行うには適していない。
できる光の波長が限れており、その中心波長は約1.55μ
ｍである。この中心波長よりも長い波長で、増幅特性が
確認されている波長として約２μｍ帯が知られている
が、この波長における光ファイバの損失が極めて大きい
ことや、発光・受光素子の性能が良くないことから、光
線路の伝送や試験を行うには適していない。
ところで、このような長距離伝送方式では、上記の約
200km以上にも及ぶ光線路の試験や監視、さらに接続替
えの際に使用する心線識別といった光線路の保守運用技
術はきわめて重要になるにも関わらず、このために使用
する試験波長の増幅や、これに伴う光線路形態について
の検討がなされていなかった。
200km以上にも及ぶ光線路の試験や監視、さらに接続替
えの際に使用する心線識別といった光線路の保守運用技
術はきわめて重要になるにも関わらず、このために使用
する試験波長の増幅や、これに伴う光線路形態について
の検討がなされていなかった。
以上述べたように、従来では信号光の増幅技術がもっ
ぱら検討の中心であり、試験光についても増幅する技術
については存在しなかった。
ぱら検討の中心であり、試験光についても増幅する技術
については存在しなかった。
そこで、本発明の目的は、試験光について増幅技術を
実現すると共に、信号光の増幅技術と組み合わせた光増
幅方法を提供することにより、約200km以上にも及ぶ光
線路の試験や監視、さらに接続替えの際に使用する心線
識別といった光線路の保守運用が適切に行えるようにす
ることにある。
実現すると共に、信号光の増幅技術と組み合わせた光増
幅方法を提供することにより、約200km以上にも及ぶ光
線路の試験や監視、さらに接続替えの際に使用する心線
識別といった光線路の保守運用が適切に行えるようにす
ることにある。
上記目的を達成するため、本発明の形態の１つは、信
号用光源部（波長:1.55μｍ）、信号用受光部、試験用
光源部（波長:1.65〜1.75μｍ）、試験用受光部及び光
ファイバから構成される光線路における光増幅方法にお
いて、前記光ファイバ内に設けられ、ErイオンとTmイオ
ンを導波部に含む増幅用導波部分と、該増幅用導波部分
と接続し、Erイオンの励起光（波長:1.48μｍ）とTmイ
オンの励起光（波長:0.8もしくは1.21μｍ）との合波を
行う励起光合波部品、もしくは該両イオンのうちのいず
れか一方の励起光との合波を行う励起光合波部品とに対
して、前記信号用光源部から出力した信号光および前記
試験用光源部から出力した試験光を通すことにより、該
信号光および該試験光の両方を増幅することを特徴とす
る。
号用光源部（波長:1.55μｍ）、信号用受光部、試験用
光源部（波長:1.65〜1.75μｍ）、試験用受光部及び光
ファイバから構成される光線路における光増幅方法にお
いて、前記光ファイバ内に設けられ、ErイオンとTmイオ
ンを導波部に含む増幅用導波部分と、該増幅用導波部分
と接続し、Erイオンの励起光（波長:1.48μｍ）とTmイ
オンの励起光（波長:0.8もしくは1.21μｍ）との合波を
行う励起光合波部品、もしくは該両イオンのうちのいず
れか一方の励起光との合波を行う励起光合波部品とに対
して、前記信号用光源部から出力した信号光および前記
試験用光源部から出力した試験光を通すことにより、該
信号光および該試験光の両方を増幅することを特徴とす
る。
また、本発明の他の形態は、信号用光源部（波長:1.5
5μｍ）、信号用受光部、試験用光源部（波長:1.65〜1.
75μｍ）、試験用受光部及び光ファイバから構成される
光線路における光増幅方法において、前記光ファイバ内
に設けられ、ErイオンとTmイオンに加え、さらにDyイオ
ンを含む導波部を有する増幅用導波部分と、該増幅用導
波部分に接続し、Dyイオンの励起光（波長:1.3μｍ）と
の合波を行う励起光合波部品とに対して、前記信号用光
源部から出力した信号光および前記試験用光源部から出
力した試験光を通すことにより、該信号光および該試験
光の両方を増幅することを特徴とする。
5μｍ）、信号用受光部、試験用光源部（波長:1.65〜1.
75μｍ）、試験用受光部及び光ファイバから構成される
光線路における光増幅方法において、前記光ファイバ内
に設けられ、ErイオンとTmイオンに加え、さらにDyイオ
ンを含む導波部を有する増幅用導波部分と、該増幅用導
波部分に接続し、Dyイオンの励起光（波長:1.3μｍ）と
の合波を行う励起光合波部品とに対して、前記信号用光
源部から出力した信号光および前記試験用光源部から出
力した試験光を通すことにより、該信号光および該試験
光の両方を増幅することを特徴とする。
また、本発明の更に他の形態は信号用光源部（波長:
1.55μｍ）、信号用受光部、試験用光源部（波長:1.65
〜1.75μｍ）、試験用受光部及び光ファイバから構成さ
れる光線路における光増幅方法において、前記光ファイ
バ内に挿入され、信号光1.55μｍ帯と試験光1.65〜1.75
μｍ帯を分波、合波する１組の波長依存型合分波器の１
組以上と、各該波長依存型合分波器の1.55μｍ帯を透過
するポートに接続し、Erイオンを導波部に含む導波部
分、該Erイオンの励起光（波長:1.4μｍ）との合波を行
う励起光合波部品と、各前記波長依存型合分波器の1.65
〜1.75μｍを透過するポートにー接続し、Tmイオンを導
波部に含む導波部分、該Tmイオンの励起光（波長:0.8μ
ｍもしくは1.21μｍ）との合波を行う励起光合波部品と
に対して、前記信号用光源部から出力した信号光および
前記試験用光源部から出力した試験光を通すことによ
り、該信号光および該試験光の両方を増幅することを特
徴とする。
1.55μｍ）、信号用受光部、試験用光源部（波長:1.65
〜1.75μｍ）、試験用受光部及び光ファイバから構成さ
れる光線路における光増幅方法において、前記光ファイ
バ内に挿入され、信号光1.55μｍ帯と試験光1.65〜1.75
μｍ帯を分波、合波する１組の波長依存型合分波器の１
組以上と、各該波長依存型合分波器の1.55μｍ帯を透過
するポートに接続し、Erイオンを導波部に含む導波部
分、該Erイオンの励起光（波長:1.4μｍ）との合波を行
う励起光合波部品と、各前記波長依存型合分波器の1.65
〜1.75μｍを透過するポートにー接続し、Tmイオンを導
波部に含む導波部分、該Tmイオンの励起光（波長:0.8μ
ｍもしくは1.21μｍ）との合波を行う励起光合波部品と
に対して、前記信号用光源部から出力した信号光および
前記試験用光源部から出力した試験光を通すことによ
り、該信号光および該試験光の両方を増幅することを特
徴とする。
本発明の基本的は構成とエネルギー準位を第１図〜第
４図に示す。ここで、２（ａ）,2（ｂ）は通常の通信に
使用する光ファイバ（以後、通常光ファイバと呼ぶ）、
３はErイオン励起光と通信光とを合わせるErイオン励起
光合波部品、４はErイオン励起光源である。11はEr・Tm
ドープファイバ、11′はEr・Tm・Dyドープファイバ、21
はEr・Tmイオン励起光合波部品、22はEr・Tmイオン励起
光源、31はDyイオン励起光合波部品、32はDyイオン励起
光源である。
４図に示す。ここで、２（ａ）,2（ｂ）は通常の通信に
使用する光ファイバ（以後、通常光ファイバと呼ぶ）、
３はErイオン励起光と通信光とを合わせるErイオン励起
光合波部品、４はErイオン励起光源である。11はEr・Tm
ドープファイバ、11′はEr・Tm・Dyドープファイバ、21
はEr・Tmイオン励起光合波部品、22はEr・Tmイオン励起
光源、31はDyイオン励起光合波部品、32はDyイオン励起
光源である。
以下に、図番の順にしたがい、本発明の作用を説明す
る。
る。
第１図の構成のものは、Er・Tmドープファイバ11のEr
イオンとTmイオンを別々の励起光合波部品3,21と励起光
源4,22とで励起して、信号光（波長:1.55μｍ）と試験
光（波長:1.65〜1.75μｍ）を増幅するものである。こ
のため、構成要素の光ファイバ等を光ファイバ２
（ａ），合波部品3,ドープファイバ11,合波部品21,光フ
ァイバ２（ｂ）の順に直列に接続し、上記Erイオン励起
光合波部品３にErイオン励起光源４を、上記Tmイオン励
起光合波部品21にTmイオン励起光源22を接続している。
イオンとTmイオンを別々の励起光合波部品3,21と励起光
源4,22とで励起して、信号光（波長:1.55μｍ）と試験
光（波長:1.65〜1.75μｍ）を増幅するものである。こ
のため、構成要素の光ファイバ等を光ファイバ２
（ａ），合波部品3,ドープファイバ11,合波部品21,光フ
ァイバ２（ｂ）の順に直列に接続し、上記Erイオン励起
光合波部品３にErイオン励起光源４を、上記Tmイオン励
起光合波部品21にTmイオン励起光源22を接続している。
かかる構成で、Er・Tmドープファイバ11では、Erイオ
ン励起光源４からの励起光がErイオン励起光合波部品３
を通過してEr・Tmドープファイバ11内部にErイオン（4I
13/2，4I15/2間）反転分布を形成している。従って、通
常光ファイバ２（ａ）からの信号光は、この反転分布に
より増幅され、通常光ファイバ２（ｂ）に結合する。
ン励起光源４からの励起光がErイオン励起光合波部品３
を通過してEr・Tmドープファイバ11内部にErイオン（4I
13/2，4I15/2間）反転分布を形成している。従って、通
常光ファイバ２（ａ）からの信号光は、この反転分布に
より増幅され、通常光ファイバ２（ｂ）に結合する。
一方、Er・Tmドープファイバ11では、Tmイオン励起光
源22からの励起光がTmイオン励起光合波部品21を通過し
てEr・Tmドープファイバ11内部にTmイオン（3H6、3H
4間）反転分布を形成している。従って、通常光ファイ
バ２（ａ）からの試験光は、この反転分布により増幅さ
れ、通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
源22からの励起光がTmイオン励起光合波部品21を通過し
てEr・Tmドープファイバ11内部にTmイオン（3H6、3H
4間）反転分布を形成している。従って、通常光ファイ
バ２（ａ）からの試験光は、この反転分布により増幅さ
れ、通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
以上の作用により、信号光と試験光はEr・Tmドープフ
ァイバ11で共に増幅されて、通常ファイバと結合する。
ァイバ11で共に増幅されて、通常ファイバと結合する。
第２図に示すものは、Er・Tmドープファイバ11のErイ
オンとTmイオンを同一の励起光合波部品21で励起して、
信号光（波長:1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.75μ
ｍ）を増幅するものである。このため、構成要素の光フ
ァイバ等を通常光ファイバ２（ａ）,Er・Tmイオン励起
光合波部品21,Er・Tmドープファイバ11,通常光ファイバ
２（ｂ）の順に直列に接続し、上記部品Er・Tmイオン励
起光合波部品21にErイオン・Tmイオン励起光源24を接続
している。
オンとTmイオンを同一の励起光合波部品21で励起して、
信号光（波長:1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.75μ
ｍ）を増幅するものである。このため、構成要素の光フ
ァイバ等を通常光ファイバ２（ａ）,Er・Tmイオン励起
光合波部品21,Er・Tmドープファイバ11,通常光ファイバ
２（ｂ）の順に直列に接続し、上記部品Er・Tmイオン励
起光合波部品21にErイオン・Tmイオン励起光源24を接続
している。
かかる構成で、Er・Tmドープファイバ11では、Erイオ
ン・Tmイオン励起光源24（波長:0.8μｍ）からの励起光
がEr・Tmイオン励起光合波部品21を通過して、Er・Tmド
ープファイバ11内部のErイオン（4I15/2→4I9/2）とTm
イオン（3H6→3H4）に吸収される。これにより、Er・Tm
ドープファイバ11内部にErイオン（4I13/2，4I15/2間）
反転分布とTmイオン（3H6、3H4間）反転分布が形成され
る。従って、通常光ファイバ２（ａ）からの信号光と試
験光は、この反転分布により増幅され、通常光ファイバ
２（ｂ）に結合する。
ン・Tmイオン励起光源24（波長:0.8μｍ）からの励起光
がEr・Tmイオン励起光合波部品21を通過して、Er・Tmド
ープファイバ11内部のErイオン（4I15/2→4I9/2）とTm
イオン（3H6→3H4）に吸収される。これにより、Er・Tm
ドープファイバ11内部にErイオン（4I13/2，4I15/2間）
反転分布とTmイオン（3H6、3H4間）反転分布が形成され
る。従って、通常光ファイバ２（ａ）からの信号光と試
験光は、この反転分布により増幅され、通常光ファイバ
２（ｂ）に結合する。
第３図に示すものは、Er・Tmドープファイバ11のErイ
オンをErイオン励起光合波部品３とErイオン励起光源４
とで励起するとともに、この励起された電子の一部をTm
イオンに移してTmイオンを励起する。これにより、Erイ
オンとTmイオンに反転分布を形成して、信号光（波長:
1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.75μｍ）を増幅す
るものである。このため、構成要素の光ファイバ等を通
常光ファイバ２（ａ）,Erイオン励起光合波部品3,Er・T
mドープファイバ11,通常光ファイバ２（ｂ）の順に直列
に接続し、上記Erイオン励起光合波部品３にErイオン励
起光源４を接続している。
オンをErイオン励起光合波部品３とErイオン励起光源４
とで励起するとともに、この励起された電子の一部をTm
イオンに移してTmイオンを励起する。これにより、Erイ
オンとTmイオンに反転分布を形成して、信号光（波長:
1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.75μｍ）を増幅す
るものである。このため、構成要素の光ファイバ等を通
常光ファイバ２（ａ）,Erイオン励起光合波部品3,Er・T
mドープファイバ11,通常光ファイバ２（ｂ）の順に直列
に接続し、上記Erイオン励起光合波部品３にErイオン励
起光源４を接続している。
かかる構成で、Er・Tmドープファイバ11では、Erイオ
ン励起光源４からの励起光がErイオン励起光合波部品３
を通過して、Er・Tmドープファイバ11内部のErイオンに
吸収される。これにより、Er・Tmドープファイバ11内
で、Erイオン（4I13/2，4I15/2間）反転分布が形成され
る。この反転分布を形成するエネルギーレベル4I13/2の
電子の一部がTmイオンのエネルギーレベル3H6に移り、T
mイオンの反転分布（3H6，3H4間）が形成される。従っ
て、通常ファイバ２（ａ）からの信号光と試験光は、こ
の反転分布により増幅され、通常光ファイバ２（ｂ）に
結合する。
ン励起光源４からの励起光がErイオン励起光合波部品３
を通過して、Er・Tmドープファイバ11内部のErイオンに
吸収される。これにより、Er・Tmドープファイバ11内
で、Erイオン（4I13/2，4I15/2間）反転分布が形成され
る。この反転分布を形成するエネルギーレベル4I13/2の
電子の一部がTmイオンのエネルギーレベル3H6に移り、T
mイオンの反転分布（3H6，3H4間）が形成される。従っ
て、通常ファイバ２（ａ）からの信号光と試験光は、こ
の反転分布により増幅され、通常光ファイバ２（ｂ）に
結合する。
第４図に示すものは、Er・Tm・Dyドープファイバ11′
のDyイオンをDyイオン励起光合波部品31とDyイオン励起
光源32とで励起するとともに、この励起された電子の一
部をErイオンとTmイオンに移して、ErイオンとTmイオン
の双方を励起する。これによりEr・Tm・Dyドープファイ
バ11′内部にErイオンとTmイオンに反転分布を形成し
て、信号光（波長:1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.
75μｍ）を増幅するものである。このため、構成要素の
光ファイバ等を通常光ファイバ２（ａ）,Dyイオン励起
光合波部品31,Er・Tm・Dyドープファイバ11′、通常光
ファイバ２（ｂ）の順に直列に接続し、上記Dyイオン励
起光合波部品31にDyイオン励起光源32を接続している。
のDyイオンをDyイオン励起光合波部品31とDyイオン励起
光源32とで励起するとともに、この励起された電子の一
部をErイオンとTmイオンに移して、ErイオンとTmイオン
の双方を励起する。これによりEr・Tm・Dyドープファイ
バ11′内部にErイオンとTmイオンに反転分布を形成し
て、信号光（波長:1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.
75μｍ）を増幅するものである。このため、構成要素の
光ファイバ等を通常光ファイバ２（ａ）,Dyイオン励起
光合波部品31,Er・Tm・Dyドープファイバ11′、通常光
ファイバ２（ｂ）の順に直列に接続し、上記Dyイオン励
起光合波部品31にDyイオン励起光源32を接続している。
かかる構成で、Er・Tm・Dyドープファイバ11′では、
Dyイオン励起光源32からの励起光がDyイオン励起光合波
部品31を通過して、ドープファイバ11′内部のDyイオン
に吸収される。これにより、Dyイオンのエネルギーレベ
ル6H11/2と6H9/2に電子は励起される。この励起された
電子は、エネルギー緩和をへてErイオンとTmイオンに移
り、Erイオンの反転分布（4I13/2、4I15/2間）とTmイオ
ンの反転分布（3H6、3H4間）をEr・Tmドープファイバ1
1′内に構成する。従って、）通常光ファイバ２（ａ）
からの信号光と試験光は、この反転分布により増幅さ
れ、通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
Dyイオン励起光源32からの励起光がDyイオン励起光合波
部品31を通過して、ドープファイバ11′内部のDyイオン
に吸収される。これにより、Dyイオンのエネルギーレベ
ル6H11/2と6H9/2に電子は励起される。この励起された
電子は、エネルギー緩和をへてErイオンとTmイオンに移
り、Erイオンの反転分布（4I13/2、4I15/2間）とTmイオ
ンの反転分布（3H6、3H4間）をEr・Tmドープファイバ1
1′内に構成する。従って、）通常光ファイバ２（ａ）
からの信号光と試験光は、この反転分布により増幅さ
れ、通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
第５図は第１図の直列構成のものを並列構成にした本
発明の他の基本的な構成を示す。ここで１はErドープフ
ァイバ、２（ａ）、２（ｂ）は通常の通信に使用する光
ファイバ（以後、通常光ファイバと呼ぶ）、３は励起光
と通信光とを合わせるErイオン励起光合波部品である。
４はErイオン励起光源である。20（ａ）,20（ｂ）は信
号光（波長:1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.75μ
ｍ）を分波、合波してそれぞれ別々に透過するための波
長依存型合分波器、21はTmイオン励起光合波部品、22は
Tmイオン励起光源、23はTmドープファイバである。
発明の他の基本的な構成を示す。ここで１はErドープフ
ァイバ、２（ａ）、２（ｂ）は通常の通信に使用する光
ファイバ（以後、通常光ファイバと呼ぶ）、３は励起光
と通信光とを合わせるErイオン励起光合波部品である。
４はErイオン励起光源である。20（ａ）,20（ｂ）は信
号光（波長:1.55μｍ）と試験光（波長:1.65〜1.75μ
ｍ）を分波、合波してそれぞれ別々に透過するための波
長依存型合分波器、21はTmイオン励起光合波部品、22は
Tmイオン励起光源、23はTmドープファイバである。
かかる構成で、通常光ファイバ２（ａ）からの信号光
は、前段の波長依存型合分波器20（ａ）によりErドープ
ファイバ１に導かれる。このErドープファイバ１では、
Erイオン励起光源４からの励起光がErイオン励起光合波
部品３を通過してErドープファイバ１内部に反転分布を
形成しており、この反転分布により信号光は増幅され
る。増幅後の信号光は、後段の波長依存型合分波器20
（ｂ）により通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
は、前段の波長依存型合分波器20（ａ）によりErドープ
ファイバ１に導かれる。このErドープファイバ１では、
Erイオン励起光源４からの励起光がErイオン励起光合波
部品３を通過してErドープファイバ１内部に反転分布を
形成しており、この反転分布により信号光は増幅され
る。増幅後の信号光は、後段の波長依存型合分波器20
（ｂ）により通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
一方、通常光ファイバ２（ａ）からの試験光は、前段
の波長依存型合分波器20（ａ）によりTmドープファイバ
23に導かれる。このTmドープファイバ23では、Tmイオン
励起光源22からの励起光がTmイオン励起光合波部品21を
通過してTmドープファイバ23内部に反転分布を形成して
おり、この反転分布により試験光は増幅される。増幅後
の試験光は、後段の波長依存型合分波器20（ｂ）により
通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
の波長依存型合分波器20（ａ）によりTmドープファイバ
23に導かれる。このTmドープファイバ23では、Tmイオン
励起光源22からの励起光がTmイオン励起光合波部品21を
通過してTmドープファイバ23内部に反転分布を形成して
おり、この反転分布により試験光は増幅される。増幅後
の試験光は、後段の波長依存型合分波器20（ｂ）により
通常ファイバ２（ｂ）に結合する。
以上の説明は、本図に示す通常光ファイバ２（ａ）か
ら通常光ファイバ２（ｂ）の向きに信号光と試験光が伝
わる場合であるが、これに限らず、各々の光の向きは任
意でよい。
ら通常光ファイバ２（ｂ）の向きに信号光と試験光が伝
わる場合であるが、これに限らず、各々の光の向きは任
意でよい。
以上説明したように、本発明によれば、１つの光線路
中で信号光と試験光を共に増幅することができ、これに
より約200km以上にも及ぶ光線路の試験や監視、さらに
接続替えの際に使用する心線識別といった光線路の保守
運用を容易に実現することができる。
中で信号光と試験光を共に増幅することができ、これに
より約200km以上にも及ぶ光線路の試験や監視、さらに
接続替えの際に使用する心線識別といった光線路の保守
運用を容易に実現することができる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第６図は本発明の実施例の構成を示す。図中の破線で
示す領域Ａには、第１図から第５図に示す本発明の基本
構成を接続して確認実験を実施した。以後の記述におけ
る（ ）内はこの確認実験に使用した具体的な装置名を
示している。Er・Tmドープファイバ11およびErドープフ
ァイバ１としては、Er濃度が約1200ppm、Tm濃度は約200
0ppmのものを使用した。また、Er・Tm・Dyドープファイ
バ11′としては、Er濃度が約1200ppm、Tm濃度が約2000p
pm、Dy濃度が約2000ppmのものを使用した。２は通常フ
ァイバであり分散シフトファイバを各50kmとした。Tmド
ープファイバ23としてはTm濃度が約2000ppmのものを使
用した。
示す領域Ａには、第１図から第５図に示す本発明の基本
構成を接続して確認実験を実施した。以後の記述におけ
る（ ）内はこの確認実験に使用した具体的な装置名を
示している。Er・Tmドープファイバ11およびErドープフ
ァイバ１としては、Er濃度が約1200ppm、Tm濃度は約200
0ppmのものを使用した。また、Er・Tm・Dyドープファイ
バ11′としては、Er濃度が約1200ppm、Tm濃度が約2000p
pm、Dy濃度が約2000ppmのものを使用した。２は通常フ
ァイバであり分散シフトファイバを各50kmとした。Tmド
ープファイバ23としてはTm濃度が約2000ppmのものを使
用した。
Erイオン励起光合波部品３として、1.48/1.55μｍ波
長依存型合分波器、Tmイオン励起光合波部品21として
は、0.8/1.55μｍ波長依存型合分波器、Dyイオン励起光
合波部品31としては、1.3/1.55μｍ波長依存型合分波器
を使用しており、構造はそれぞれファイバ溶融型光カプ
ラ構造である。また、波長依存型合分波器20（ａ）,20
（ｂ）にもファイバ溶融型光カプラを使用した。
長依存型合分波器、Tmイオン励起光合波部品21として
は、0.8/1.55μｍ波長依存型合分波器、Dyイオン励起光
合波部品31としては、1.3/1.55μｍ波長依存型合分波器
を使用しており、構造はそれぞれファイバ溶融型光カプ
ラ構造である。また、波長依存型合分波器20（ａ）,20
（ｂ）にもファイバ溶融型光カプラを使用した。
Erイオン励起光源４としては、1.48μｍ帯ハイパワー
レーザ、Tmイオン励起光源22としては、0.8μｍ帯ハイ
パワーレーザ、Dyイオン励起光源32としては、1.3μｍ
帯ハイパワーレーザを使用した。
レーザ、Tmイオン励起光源22としては、0.8μｍ帯ハイ
パワーレーザ、Dyイオン励起光源32としては、1.3μｍ
帯ハイパワーレーザを使用した。
41は信号光光源（1.538μｍ帯DFBレーザ）、43は信号
光受光素子（４元系APD）であり、それぞれ光通信用光
源と受光部を模擬している。51は試験光光源（1.67μｍ
レーザーダイオード）、52は試験光モニタ（４元系AP
D）である。61は1.55/1.65〜1.75μｍ分波合波用の波長
依存型合分波器、71は信号波長パスフィルタ（誘電体多
層膜フィルタ:1.55μｍ帯バンドパスフィルタ）であ
る。
光受光素子（４元系APD）であり、それぞれ光通信用光
源と受光部を模擬している。51は試験光光源（1.67μｍ
レーザーダイオード）、52は試験光モニタ（４元系AP
D）である。61は1.55/1.65〜1.75μｍ分波合波用の波長
依存型合分波器、71は信号波長パスフィルタ（誘電体多
層膜フィルタ:1.55μｍ帯バンドパスフィルタ）であ
る。
本実施例を用いて、増幅時（約15dBゲイン）の信号光
の符号誤り率を測定しながら、試験光の受光レベルを試
験光モニタ52により測定した。その結果、Tmイオン励起
光源22やDyイオン励起光源32を動作させたときに、第１
図から第５図の基本構成において約8dBの試験光ゲイン
が認められた。また、このときに符号誤り率上に変化は
なく、信号光に影響することなく試験光を増幅できるこ
とを確認した。
の符号誤り率を測定しながら、試験光の受光レベルを試
験光モニタ52により測定した。その結果、Tmイオン励起
光源22やDyイオン励起光源32を動作させたときに、第１
図から第５図の基本構成において約8dBの試験光ゲイン
が認められた。また、このときに符号誤り率上に変化は
なく、信号光に影響することなく試験光を増幅できるこ
とを確認した。
以上の結果は、本発明が長距離光通信に用いられる1.
55μｍ付近の信号光と1.65〜1.75μｍ付近の試験光を簡
便に増幅できることを示しており、長距離光通信におけ
る試験監視といった保守運用業務を実現できることを明
らかにしたものである。また、この増幅特性は今回確認
に用いたイオン濃度（1000ppm程度）を増大することに
より、さらに向上可能である。
55μｍ付近の信号光と1.65〜1.75μｍ付近の試験光を簡
便に増幅できることを示しており、長距離光通信におけ
る試験監視といった保守運用業務を実現できることを明
らかにしたものである。また、この増幅特性は今回確認
に用いたイオン濃度（1000ppm程度）を増大することに
より、さらに向上可能である。
以上説明したように、本発明によれば、信号光と試験
光の増幅を実現できるので、光ファイバを用いた光伝送
方式に本発明を適用することにより、光ファイバ線路の
保守運用業務を向上し、ひいてはサービスの品質を向上
することができる。
光の増幅を実現できるので、光ファイバを用いた光伝送
方式に本発明を適用することにより、光ファイバ線路の
保守運用業務を向上し、ひいてはサービスの品質を向上
することができる。
第１図から第５図はそれぞれ本発明の基本構成を示す基
本構成図、 第６図は本発明の実施例を示すブロック図、 第７図は従来の信号光増幅方式の構成を示す構成図であ
る。 １…Erドープファイバ、２（ａ）、２（ｂ）…通常光フ
ァイバ、３…Erイオン励起光合波部品、４…Erイオン励
起光源、11…Er・Tmドープファイバ、11′…Er・Tm・Dy
ドープファイバ、20（ａ）、20（ｂ）…波長依存型合分
波器、21…Tmイオン励起光合波部品、22…Tmイオン励起
光源、23…Tmドープファイバ、24…Erイオン・Tmイオン
励起光源、31…Dyイオン励起光合波部品、32…Dyイオン
励起光源、41…信号光光源、43…信号光受光素子、51…
試験光光源、52…試験光モニタ、61…1.55/1.65〜1.75
μｍ分合波用の波長依存型合分波器、71…信号波長パス
フィルタ。
本構成図、 第６図は本発明の実施例を示すブロック図、 第７図は従来の信号光増幅方式の構成を示す構成図であ
る。 １…Erドープファイバ、２（ａ）、２（ｂ）…通常光フ
ァイバ、３…Erイオン励起光合波部品、４…Erイオン励
起光源、11…Er・Tmドープファイバ、11′…Er・Tm・Dy
ドープファイバ、20（ａ）、20（ｂ）…波長依存型合分
波器、21…Tmイオン励起光合波部品、22…Tmイオン励起
光源、23…Tmドープファイバ、24…Erイオン・Tmイオン
励起光源、31…Dyイオン励起光合波部品、32…Dyイオン
励起光源、41…信号光光源、43…信号光受光素子、51…
試験光光源、52…試験光モニタ、61…1.55/1.65〜1.75
μｍ分合波用の波長依存型合分波器、71…信号波長パス
フィルタ。
Claims (3)
- 【請求項１】信号用光源部（波長:1.55μｍ）、信号用
受光部、試験用光源部（波長:1.65〜1.75μｍ）、試験
用受光部及び光ファイバから構成される光線路における
光増幅方法において、 前記光ファイバ内に設けられ、ErイオンとTmイオンを導
波部に含む増幅用導波部分と、 該増幅用導波部分と接続し、Erイオンの励起光（波長1.
48μｍ）とTmイオンの励起光（波長:0.8もしくは1.21μ
ｍ）との合波を行う励起光合波部品、もしくは該両イオ
ンのうちのいずれか一方の励起光との合波を行う励起光
合波部品とに対して、前記信号用光源部から出力した信
号光および前記試験用光源部から出力した試験光を通す
ことにより、該信号光および該試験光の両方を増幅する
ことを特徴とする光増幅方法。 - 【請求項２】信号用光源部（波長:1.55μｍ）、信号用
受光部、試験用光源部（波長:1.65〜1.75μｍ）、試験
用受光部及び光ファイバから構成される光線路における
光増幅方法において、 前記光ファイバ内に設けられ、ErイオンとTmイオンに加
え、さらにDyイオンを含む導波部を有する増幅用導波部
分と、該増幅用導波部分に接続し、Dyイオンの励起光
（波長:1.3μｍ）との合波を行う励起光合波部品とに対
して、前記信号用光源部から出力した信号光および前記
試験用光源部から出力した試験光を通すことにより、該
信号光および該試験光の両方を増幅することを特徴とす
る光増幅方法。 - 【請求項３】信号用光源部（波長:1.55μｍ）、信号用
受光部、試験用光源部（波長:1.65〜1.75μｍ）、試験
用受光部及び光ファイバから構成される光線路における
光増幅方法において、 前記光ファイバ内に挿入され、信号光1.55μｍ帯と試験
光1.65〜1.75μｍ帯を分波、合波する１組の波長依存型
合分波器の１組以上と、 各該波長依存型合分波器の1.55μｍ帯を透過するポート
に接続し、Erイオンを導波部に含む導波部分、該Erイオ
ンの励起光（波長:1.48μｍ）との合波を行う励起光合
波部品と、 各前記波長依存型合分波器の1.65〜1.75μｍを透過する
ポートに接続し、Tmイオンを導波部に含む導波部分、該
Tmイオンの励起光（波長:0.8μｍもしくは1.21μｍ）と
の合波を行う励起光合波部品とに対して、前記信号用光
源部から出力した信号光および前記試験用光源部から出
力した試験光を通すことにより、該信号光および該試験
光の両方を増幅することを特徴とする光増幅方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246324A JP2694298B2 (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 光増幅方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246324A JP2694298B2 (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 光増幅方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03109785A JPH03109785A (ja) | 1991-05-09 |
| JP2694298B2 true JP2694298B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=17146868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1246324A Expired - Lifetime JP2694298B2 (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 光増幅方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2694298B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2710199B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1998-02-10 | 日本電気株式会社 | 波長多重伝送用光ファイバ増幅器 |
| JP4846136B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2011-12-28 | 株式会社フジクラ | 広帯域複合光増幅器 |
| KR101386108B1 (ko) * | 2013-05-31 | 2014-04-16 | 광주과학기술원 | 광섬유를 이용한 광 증폭기 |
-
1989
- 1989-09-25 JP JP1246324A patent/JP2694298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03109785A (ja) | 1991-05-09 |
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