JP2702572B2 - Optical fiber amplifier - Google Patents

Optical fiber amplifier

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JP2702572B2
JP2702572B2 JP31787289A JP31787289A JP2702572B2 JP 2702572 B2 JP2702572 B2 JP 2702572B2 JP 31787289 A JP31787289 A JP 31787289A JP 31787289 A JP31787289 A JP 31787289A JP 2702572 B2 JP2702572 B2 JP 2702572B2
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誠 清水
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高効率であり、かつ高増幅率をもつ光ファ
イバ増幅器に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical fiber amplifier having high efficiency and a high amplification factor.

(従来の技術) 近年、Nd(ネオジム)、Er(エルビウム)、Pr(プラ
セオジム)、Yb(イッテリビウム)等の希土類元素を添
加した光ファイバ(以下、希土類元素添加光ファイバと
記す。)をレーザ活性物質とした単一モード光ファイバ
レーザまたは光増幅器が、光センサや光通信の分野で多
く利用される可能性を有することが報告され、その応用
が期待されている。
(Prior Art) In recent years, Nd (neodymium), E r (erbium), P r (praseodymium), Yb (ytterbium) optical fiber (hereinafter, referred to as a rare earth element doped optical fiber.) Doped with a rare earth element such as the It has been reported that a single mode optical fiber laser or an optical amplifier as a laser active material has a possibility of being widely used in the field of optical sensors and optical communication, and its application is expected.

この希土類元素添加光ファイバを用いた光ファイバレ
ーザ増幅器としては、Erを添加した石英系光ファイバを
レーザ活性物質として用い、半導体レーザを励起光源と
して、波長1.54μmにて光増幅を確認した例がアール・
ジェー・メアーズ等(R.J.Mears et al,Electron.Let
t.,23,pp1028〜1029,1987)によって報告されている。
An example of an optical fiber laser amplifier using this rare earth element-doped optical fiber, in which Er- doped quartz-based optical fiber is used as a laser active material, and a semiconductor laser is used as an excitation light source and light amplification is confirmed at a wavelength of 1.54 μm. Is Earl
J. Meers et al. (RJMears et al, Electron. Let
t., 23, pp 1028-1029, 1987).

第5図は、前述のような光ファイバレーザ増幅器を構
成した一例であって、1は波長1.552μmの分布帰還型
(DFB)レーザ、2は駆動信号、3,3′は集光レンズ、4,
4′は波長1.485μmの励起光源、5はダイクロイックミ
ラー(波長1.552μmおよび1.485μm用)である。6は
Er添加光ファイバ、9は光源4,4′の出力光を偏波合成
するための偏波ビームスプリッタ(PBS)、10は8゜斜
め研磨された光ファイバコネクタである。11は偏波無依
存光アイソレータ、12は波長1.552μmの狭帯域通過フ
ィルタ(Δλ=1nm)である。13はスペクトラムアナラ
イザ、14は光パワーメータである。16″は偏波無依存光
アイソレータ11と狭帯域透過フィルタ12とを結合する光
ファイバ、16はフィルタ12とスペクトラムアナライザ
13とを結合する光ファイバである。光パワーメータ14は
狭帯域透過フィルタ12から光ファイバ16Vを介して光出
力を受けることができる。
FIG. 5 shows an example of an optical fiber laser amplifier as described above, wherein 1 is a distributed feedback (DFB) laser having a wavelength of 1.552 μm, 2 is a drive signal, 3, 3 'is a condenser lens, ,
Reference numeral 4 'denotes an excitation light source having a wavelength of 1.485 μm, and reference numeral 5 denotes a dichroic mirror (for wavelengths of 1.552 μm and 1.485 μm). 6 is
An Er- doped optical fiber, 9 is a polarization beam splitter (PBS) for polarization-synthesizing the output lights of the light sources 4, 4 ', and 10 is an 8 ° obliquely polished optical fiber connector. Reference numeral 11 denotes a polarization-independent optical isolator, and reference numeral 12 denotes a narrow band-pass filter (Δλ = 1 nm) having a wavelength of 1.552 μm. 13 is a spectrum analyzer, and 14 is an optical power meter. 16 ″ is an optical fiber that couples the polarization-independent optical isolator 11 and the narrow-band transmission filter 12, and 16 is the filter 12 and the spectrum analyzer.
13 is an optical fiber that couples Optical power meter 14 can receive the light output through the optical fiber 16 V from narrow band pass filter 12.

ここで、励起光源4および4′を点灯し、各励起光を
レンズ3、偏波ビームスプリッタ(PBS)9およびダイ
クロイックミラー5を介して、さらに集光レンズ3′お
よび光フィイバコネクタ10を経てEr添加光ファイバ6に
入射する。駆動信号2を被増幅信号源としてのDFBレー
ザ1に印加し、その出力光を集光レンズ3、ダイクロイ
ックミラー5、集光レンズ3′および光ファイバコネク
タ10を介して、Er添加光ファイバ6に入射する。
Here, the excitation light sources 4 and 4 'are turned on, and each excitation light passes through the lens 3, the polarization beam splitter (PBS) 9 and the dichroic mirror 5, and further passes through the condenser lens 3' and the optical fiber connector 10. The light enters the Er- doped optical fiber 6. The drive signal 2 is applied to a DFB laser 1 as a signal source to be amplified, and the output light is passed through a condenser lens 3, a dichroic mirror 5, a condenser lens 3 'and an optical fiber connector 10 to an Er- doped optical fiber 6. Incident on.

ここに、DFBレーザの波長1.552μmの光信号は、Er
加光ファイバ6内で進行波増幅される。これを偏波無依
存光アイソレータ11および狭帯域フィルタ12を介して光
スペクトラムアナライザ13で観測し、光パラメータ14で
出力を測定する。こうして、通常10dB〜30dB程度の増幅
度が得られる。
Here, the optical signal having a wavelength of 1.552 μm of the DFB laser is traveling wave amplified in the Er- doped optical fiber 6. This is observed by an optical spectrum analyzer 13 via a polarization independent optical isolator 11 and a narrow band filter 12, and the output is measured by an optical parameter 14. In this way, an amplification degree of usually about 10 to 30 dB is obtained.

ところが、第5図に示した構造の従来の光ファイバ増
幅器にあっては、偏波無依存光アイソレータ11と狭帯域
透過フィルタ12等のフィルタ類が、それぞれ独立の部品
として組み込まれていたので、これらの結合用として光
ファイバ16″を介在せざるを得ない構成となっていた。
However, in the conventional optical fiber amplifier having the structure shown in FIG. 5, filters such as the polarization independent optical isolator 11 and the narrow band transmission filter 12 are incorporated as independent components, respectively. An optical fiber 16 ″ has to be interposed for these couplings.

この結果、偏波無依存光アイソレータ11および狭帯域
透過フィルタ12の総合的な挿入損失は、6dB〜10dBと大
きくなるばかりでなく、光増幅器を構成する部品点数が
増えるので、光増幅器の小型化、経済化の大きな障害と
なっていた。
As a result, the total insertion loss of the polarization-independent optical isolator 11 and the narrow-band transmission filter 12 not only increases from 6 dB to 10 dB, but also increases the number of components constituting the optical amplifier. , A major obstacle to economic realization.

さらに狭帯域透過フィルタ12は通常、固定フィルタが
使用されるので、被増幅信号光の波長のわずかな違いや
変化に対応しきれず、汎用性に劣るばかりでなく、光フ
ァイバ増幅器の性能を最大限に発揮できないという欠点
があった。
In addition, since a fixed filter is usually used for the narrow band transmission filter 12, it cannot cope with a slight difference or change in the wavelength of the signal light to be amplified, which is not only inferior in versatility but also maximizes the performance of the optical fiber amplifier. There was a drawback that it could not be demonstrated.

第6図は、従来の光ファイバ増幅器に用いられる光ア
イソレータ、狭帯域フィルタ、励起光阻止フィルタおよ
び接続用光ファイバを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an optical isolator, a narrow band filter, a pumping light rejection filter, and a connection optical fiber used in a conventional optical fiber amplifier.

第6図において、17,17′は端面が8゜に研磨された
ジルコニア製フェルール、18,18′,18″,18は集光レ
ンズ、19はアイソレータ用結晶、20,20′はジルコニア
製フェルール、21は波長1.40μmから1.50μm帯のカッ
トフィルタ、22は中心波長1.552μmの狭帯域(Δλ=1
nm)フィルタ、23は単一モード光ファイバ(Er無添
加)、32,32′はルチルの結晶、33はYIG結晶である。
In FIG. 6, 17, 17 'are zirconia ferrules whose end faces are polished to 8 mm, 18, 18', 18 ", 18 are condenser lenses, 19 is an isolator crystal, and 20, 20 'are zirconia ferrules. , 21 is a cut filter in the wavelength band of 1.40 μm to 1.50 μm, and 22 is a narrow band having a center wavelength of 1.552 μm (Δλ = 1
nm) filter, 23 is a single mode optical fiber (without Er addition), 32, 32 'are rutile crystals, and 33 is a YIG crystal.

ここに、フェルール17が斜めに研磨されているのは、
端面反射を抑制するためのものである。フィルタ21は、
励起光のうち、Er添加光ファイバ6に吸収されずに出力
された光を除去するためのフィルタであり、22は、増幅
された自然放出光(Amplified Spontaneous Emission)
を除去するためのフィルタである。
Here, the ferrule 17 is polished diagonally
This is for suppressing end face reflection. Filter 21
A filter for removing light output without being absorbed by the Er- doped optical fiber 6 out of the excitation light. Reference numeral 22 denotes amplified spontaneous emission (Amplified Spontaneous Emission).
This is a filter for removing.

さて、第6図に示すような構成で問題となる点を整理
して列挙すれば、 部品点数が14点と極めて多く、部品が大形になってい
る。
Now, if the problems in the configuration shown in FIG. 6 are arranged and listed, the number of parts is as large as 14 and the parts are large.

従って多くの反射点、光結合系が生じ、大きな挿入損
失となっている。
Therefore, many reflection points and optical coupling systems occur, resulting in a large insertion loss.

内部の多重反射により増幅器の発振の原因となるとと
もに雑音を生じる。
Multiple internal reflections cause oscillation of the amplifier and generate noise.

などがあげられる。And so on.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は光ファイバ増幅器の内部損失を低減化すると
ともに、小形にして高性能の光増幅器を提供することに
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a small-sized and high-performance optical amplifier while reducing the internal loss of the optical fiber amplifier.

(課題を解決するための手段) 本発明の光ファイバ増幅器は、前述の欠点に鑑みなさ
れたもので、フェルール17,17′,20,20′,レンズ18,1
8′,18″18の部品点数を半分にするとともにファイバ
16″を除き、さらにフィルタ21,22の機能を光路18−1
8′内に収納するように構成し、前述の問題点を解決さ
せたものである。また、フィルタ22に新たに調整機能を
具備する構成とした。
(Means for Solving the Problems) The optical fiber amplifier of the present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and includes ferrules 17, 17 ', 20, 20', lenses 18, 1
8 ', 18 "18
Except for 16 ″, the functions of the filters 21 and 22 are further added to the optical path 18-1.
It is configured to be housed in the 8 'to solve the above-mentioned problem. Further, the filter 22 is newly provided with an adjusting function.

これにより、第6図の光学系の損失を大幅に低減する
とともに、反射を抑制し、動作波長の微調整機能を保持
することを可能とし、もって増幅特性の高性能化を達成
したものである。
As a result, the loss of the optical system shown in FIG. 6 is greatly reduced, the reflection is suppressed, and the function of finely adjusting the operating wavelength can be maintained, thereby achieving high-performance amplification characteristics. .

(実施例) 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1 第1図は、本発明の第1の実施例の概念図であって、
25は波長1.4μm〜1.5μm帯の阻止フィルタ膜(波長1.
48μmで25dB)26を表面に直接形成した平凸レンズ、27
は厚さ80μmの誘電体多層膜製の狭帯域透過フィルタ
((中心波長1.56μm)帯域幅0.8nm)、28はこのフィ
ルタを光軸30に対して垂直な方向からわずかに回転する
ための微少回転装置、29はこの回転を固定するクラン
プ、32,32′はルチルの結晶、33はYIG結晶である。ここ
に、この部品の挿入損失は波長1.535μmで2.5dBであっ
た。
Embodiment 1 FIG. 1 is a conceptual diagram of a first embodiment of the present invention,
25 is a rejection filter film in the wavelength band of 1.4 μm to 1.5 μm (wavelength 1.
A plano-convex lens with 26 formed directly on the surface, 25 dB at 48 μm, 27
Is a narrow-band transmission filter made of a dielectric multilayer film with a thickness of 80 μm ((center wavelength: 1.56 μm), bandwidth: 0.8 nm), and 28 is a minute filter for slightly rotating this filter from a direction perpendicular to the optical axis 30. A rotating device, 29 is a clamp for fixing this rotation, 32, 32 'are rutile crystals, and 33 is a YIG crystal. Here, the insertion loss of this component was 2.5 dB at a wavelength of 1.535 μm.

第1図に示した本発明の複合部品を、第5図の光増幅
器の偏波無依存光アイソレータ11、光ファイバ16″およ
び狭帯域透過フィルタ12の代わりに、区間P−P′に実
装し、光増幅実験を実施した。
The composite component of the present invention shown in FIG. 1 is mounted in a section PP ′ instead of the polarization independent optical isolator 11, the optical fiber 16 ″ and the narrow band transmission filter 12 of the optical amplifier shown in FIG. An optical amplification experiment was performed.

ここに、DFBレーザ1の波長は1.51μmから1.59μm
の範囲で可変である連続可変光源を使用した。
Here, the wavelength of the DFB laser 1 is 1.51 μm to 1.59 μm.
A continuously variable light source that is variable in the range is used.

実験は、光源1の波長を1.535μmに固定し、レンズ
3,3′およびダイクロイックミラー5を介して光ファイ
バ6に入射した。ここに、光ファイバ6への入射光電力
は−48dBmであった。
In the experiment, the wavelength of the light source 1 was fixed at 1.535 μm, and the lens
The light was incident on the optical fiber 6 via the 3, 3 'and dichroic mirrors 5. Here, the incident light power to the optical fiber 6 was -48 dBm.

ついで、励起光源(波長1.48μm)、4,4′を点灯
し、レンズ3,3′、偏波ビームスプリッタ9、ダイクロ
イックミラー5を介してEr添加光ファイバ6に結合させ
た。このときの結合光電力は30mWであった。またEr添加
光ファイバ6は、Erをコア部分に75ppm添加した単一モ
ード光ファイバで、その長さは220mとした。この出力
を、第1図に示すフィルタ内蔵の光アイソレータ24を介
してスペクトラムアナライザで観測するとともに、その
光出力強度をパワーメータで測定しながら、微小回転装
置28を駆動して、その出力が最大となるように、フィル
タの角度(光軸30に対する角度)を傾け、微調整した。
ここに、狭帯域透過フィルタ27は厚みが薄いので、回転
による光軸のずれは問題とならない。以上の結果、得ら
れた最大のネットゲイン(増幅度)は43.5dBであった。
また、自然放出光(ASE)のレベルも−60dBm以下に低減
されていることが判明した。
Then, the excitation light source (wavelength: 1.48 μm) and 4, 4 ′ were turned on, and coupled to the Er- doped optical fiber 6 via the lenses 3, 3 ′, the polarization beam splitter 9, and the dichroic mirror 5. The combined optical power at this time was 30 mW. The Er- doped optical fiber 6 is a single mode optical fiber in which Er is added to the core portion at 75 ppm, and its length is 220 m. This output is observed by a spectrum analyzer via an optical isolator 24 with a built-in filter shown in FIG. 1, and the micro-rotating device 28 is driven while the optical output intensity is measured by a power meter so that the output is maximized. The angle of the filter (the angle with respect to the optical axis 30) was tilted and finely adjusted so that
Here, since the narrow-band transmission filter 27 is thin, displacement of the optical axis due to rotation does not matter. As a result, the obtained maximum net gain (amplification degree) was 43.5 dB.
It was also found that the level of spontaneous emission light (ASE) was reduced to -60 dBm or less.

比較例1 第5図の光増幅系において、区間P−P′に第6図に
示す光アイソレータおよび光フィルタを挿入し、第1の
実施例と同様の条件で光増幅実験を行った。このときの
波長1.535μmでの偏波無依存光アイソレータ11の挿入
損失は1.6dB、狭帯域透過フィルタ12の挿入損失は4.5dB
であり、合計の挿入損失は偏波無依存光アイソレータ11
と狭帯域透過フィルタ12の結合損失を含めて6.4dBであ
った。
Comparative Example 1 In the optical amplification system shown in FIG. 5, the optical isolator and the optical filter shown in FIG. 6 were inserted in the section PP ′, and an optical amplification experiment was performed under the same conditions as in the first embodiment. At this time, the insertion loss of the polarization independent optical isolator 11 at a wavelength of 1.535 μm is 1.6 dB, and the insertion loss of the narrow band transmission filter 12 is 4.5 dB.
And the total insertion loss is polarization independent optical isolator 11
And 6.4 dB including the coupling loss of the narrow band transmission filter 12.

得られた増幅度は、波長1.535μmで37dBにとどまっ
た。前記第1の実施例と前記比較例1との差は、挿入損
失の差とともに、動作波長(ここでは1.535μm)に対
し狭帯域透過フィルタの中心波長をどこまで合致させら
れるかの差によるものである。本発明では、前述のよう
に狭帯域透過フィルタの中心波長に微調整機構を具備さ
せた構造となっているので、動作波長に対し、細かな微
調整を可能としているから、光増幅器の機能を最大限に
発揮できる構成となっている。
The gain obtained was only 37 dB at a wavelength of 1.535 μm. The difference between the first embodiment and the first comparative example is due to the difference in the center wavelength of the narrow band transmission filter with respect to the operating wavelength (here, 1.535 μm) together with the difference in the insertion loss. is there. In the present invention, as described above, the structure in which the fine adjustment mechanism is provided at the center wavelength of the narrow band transmission filter is provided, so that the fine adjustment can be made to the operating wavelength. It has a configuration that can be used to the fullest.

実施例2 第2図は、本発明の第2の実施例に使用したフィルタ
付き光アイソレータの構成図であって、31は誘電体多層
膜から成る中心波長が1.552μmの狭帯域フィルタ、32,
32′はルチルの結晶、33はYIG結晶、34は誘電体多層膜
から成るフィルタで、波長0.88μm帯で阻止のフィルタ
となる。
Embodiment 2 FIG. 2 is a block diagram of an optical isolator with a filter used in a second embodiment of the present invention. Reference numeral 31 denotes a narrow band filter made of a dielectric multilayer film having a center wavelength of 1.552 μm;
32 'is a rutile crystal, 33 is a YIG crystal, and 34 is a filter composed of a dielectric multilayer film, which is a filter for blocking 0.88 μm wavelength band.

ここに、狭帯域透過フィルタ31を形成した平凸レンズ
25は、蒸着加工して作製した多数枚のフィルタの中か
ら、所要の光源の波長1.552μmに合致したものを選択
した。得られたフィルタ内蔵光アイソレータ24′の挿入
損失は、波長1.552μmで1.8dBであった。また励起波長
帯0.93μm〜1.03μmでの阻止比は60dB以上であった。
これは、誘電体多層膜から成るフィルタ34が効果的に作
用したことと、アイソレータ用YIG結晶がこの波長帯で
極めて大きな吸収を有するためである。
Here, a plano-convex lens formed with a narrow band transmission filter 31
No. 25 was selected from a number of filters manufactured by vapor deposition processing, which matched the required light source wavelength of 1.552 μm. The insertion loss of the obtained optical isolator 24 ′ with a built-in filter was 1.8 dB at a wavelength of 1.552 μm. The rejection ratio in the excitation wavelength band of 0.93 μm to 1.03 μm was 60 dB or more.
This is due to the fact that the filter 34 made of the dielectric multilayer film has effectively acted and the YIG crystal for the isolator has extremely large absorption in this wavelength band.

こうして実装したフィルタ内蔵の光アイソレータ(第
2図に示す24′)の部品を使用し、第3図に示す光ファ
イバ増幅器に実装した。
The components of the optical isolator (24 'shown in FIG. 2) with a built-in filter thus mounted were used and mounted on the optical fiber amplifier shown in FIG.

第3図は、本発明の第2の実施例の概念図であって、
1は波長1.552μmのDFBレーザ、2は駆動信号、4,4′
は励起光源(波長0.98μmのGaAs歪量子井戸構造レー
ザ)であり、9は偏波ビヒムスプリッタ(動作波長0.98
μm)、15は波長0.98μmおよび1.55μmで動作するWD
M光ファイバカプラである。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a second embodiment of the present invention,
1 is a DFB laser having a wavelength of 1.552 μm, 2 is a drive signal, and 4,4 ′
Is an excitation light source (a GaAs strained quantum well structure laser having a wavelength of 0.98 μm), and 9 is a polarization behim splitter (operating wavelength of 0.98 μm).
μm) and 15 are WDs operating at wavelengths of 0.98 μm and 1.55 μm
M optical fiber coupler.

これを動作するには、駆動信号2によりDFBレーザ1
を点灯し、光ファイバカップラ15の端子ファイバ16に結
合させ、ついで励起光源4,4′を点灯し、その出力を光
ファイバカップラ15の端子ファイバ16″に結合させる。
このときの光ファイバ16Vの出力は、信号光(波長λ
の被増幅光)が−48dBm、励起光(λ)が32mWであっ
た。
To operate this, the DFB laser 1
Is turned on to couple to the terminal fiber 16 of the optical fiber coupler 15, and then the excitation light sources 4, 4 'are turned on, and the output is coupled to the terminal fiber 16 ″ of the optical fiber coupler 15.
The output of the optical fiber 16 V at this time is a signal light (wavelength λ S
Of the amplified light) was -48 dBm, and the pump light (? P ) was 32 mW.

これをEr添加単一モード光ファイバ6(Er:70ppm、長
さ40m)に結合させ、増幅された信号を、第2図に示す
フィルタ内蔵の光アイソレータ24′を介して、スペクト
ラムアナライザ13で観測するとともに、出力レベルをパ
ワーメータ14で測定した。その結果、ネットの増幅度と
して29dBが得られた。
This is coupled to an Er- doped single-mode optical fiber 6 ( Er : 70 ppm, length 40 m), and the amplified signal is passed through a spectrum analyzer 13 ′ via an optical isolator 24 ′ with a built-in filter shown in FIG. And the output level was measured with the power meter 14. As a result, 29 dB was obtained as the amplification degree of the net.

比較例2 第3図に示す光学系において、フィルタ内蔵の光アイ
ソレータ24′の代わりに個別の部品である偏波無依存光
アイソレータ11、狭帯域透過フィルタ12を使用し、第2
の実施例と同一条件で光増幅実験を行った。ここに狭帯
域フィルタ12は、第2の実施例に用いた狭帯域フィルタ
と同一条件で作製されたもので、透過波長は1.552μm
であり、挿入損失は3.5dBであり、光アイソレータの挿
入損失は実施例1と同じく2.2dBであった。また全体の
挿入損失は、偏波無依存光アイソレータ11と狭帯域透過
フィルタ12の結合部の損失0.3dBを含めて6dBであった。
Comparative Example 2 In the optical system shown in FIG. 3, a polarization independent optical isolator 11 and a narrow band transmission filter 12, which are individual components, were used instead of the optical isolator 24 'with a built-in filter.
An optical amplification experiment was performed under the same conditions as those of the example. Here, the narrow band filter 12 is manufactured under the same conditions as the narrow band filter used in the second embodiment, and the transmission wavelength is 1.552 μm.
The insertion loss was 3.5 dB, and the insertion loss of the optical isolator was 2.2 dB as in the first embodiment. The overall insertion loss was 6 dB, including the loss of 0.3 dB at the joint between the polarization independent optical isolator 11 and the narrow band transmission filter 12.

上記の条件で得られたネットゲイン(増幅度)は22.9
dBにとどまった。またこの比較例では、部品の収納スペ
ースは、実施例2の場合で、2.5倍に増加した。
The net gain (amplification) obtained under the above conditions is 22.9
stayed in dB. Further, in this comparative example, the storage space for the components was increased by a factor of 2.5 in the case of Example 2.

実施例3 第4図は、本発明の第3の実施例に使用したフィルタ
付きアイソレータの構成図であって、第4図に示すよう
な方向に着脱可能な構造を有する。27は狭帯域透過フィ
ルタ、37はこのフィルタの固定クランプであり、狭帯域
透過フィルタ27と固定クランプ37は一体構造となってお
り、所要の入力信号波長に合致するよう、複数個用意さ
れる。また、中心波長のわずかな調整は、狭帯域透過フ
ィルタ27の光軸に対する角度を調整することによって行
われる。
Embodiment 3 FIG. 4 is a configuration diagram of an isolator with a filter used in a third embodiment of the present invention, and has a structure detachable in a direction as shown in FIG. Reference numeral 27 denotes a narrow band transmission filter, and reference numeral 37 denotes a fixed clamp of the filter. The narrow band transmission filter 27 and the fixed clamp 37 have an integral structure, and a plurality of filters are prepared so as to match a required input signal wavelength. Further, slight adjustment of the center wavelength is performed by adjusting the angle of the narrow-band transmission filter 27 with respect to the optical axis.

これらの部品を用い、実施例1,2と同様の効果が確認
された。
Using these components, the same effects as in Examples 1 and 2 were confirmed.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光ファイバ増幅器は、
安定で低雑音の光増幅器の動作に必須の偏波無依存の光
アイソレータ、狭帯域フィルタ、および励起光阻止フィ
ルタを、前記光アイソレータを構成する光部品に直接形
成するなど高密度に実装する構成となっており、かつ信
号光の中心波長の細部にわたってフィルタの中心波長を
調整する機構を有しているので、従来の装置に比較して
部品点数が少なく小形であって、挿入損失が少なく、か
つ増幅度が高い利点がある。
(Effect of the Invention) As explained above, the optical fiber amplifier of the present invention
A configuration in which a polarization-independent optical isolator, a narrow-band filter, and a pumping light rejection filter, which are essential for the operation of a stable and low-noise optical amplifier, are densely mounted, for example, by directly forming the optical components constituting the optical isolator. And has a mechanism for adjusting the center wavelength of the filter over the details of the center wavelength of the signal light.Therefore, the number of components is smaller and smaller than that of the conventional device, the insertion loss is small, In addition, there is an advantage that the amplification degree is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の概念図、 第2図は本発明の第2実施例に使用したフィルタ付き光
アイソレータの構成図、 第3図は本発明の第2の実施例の構成図、 第4図は本発明の第3の実施例に使用したフィルタ付き
光アイソレータの構成図、 第5図は従来の光ファイバ増幅器の構成図、 第6図は従来の光ファイバ増幅器に用いられる光アイソ
レータ、狭帯域フィルタ、励起光阻止フィルタおよび接
続用光ファイバを示す図である。 1……DFBレーザ 2……駆動信号 3,3′……集光レンズ 4,4′……励起光源 5……ダイクロイックミラー 6……Er添加光ファイバ 9……偏波ビームスプリッタ 10……光ファイバコネクタ 11……偏波無依存光アイソレータ 12……狭帯域透過フィルタ 13……スペクトラムアナライザ 14,14′,14″……光パワーメータ 15……光ファイバカップラ 16,16′,16″,16,161V,16V……光ファイバ 17,17′……フェルール 18,18′,18″,18……レンズ 19……アイソレータ用結晶 20,20′……フェルール 21……波長1.40μmから波長1.50μm帯のカットフィル
タ 22……中心波長1.552μmの狭帯域フィルタ 23,23′……単一モード光ファイバ(Er無添加) 24,24′24″……フィルタ内蔵の光アイソレータ 25……平凸レンズ 26……阻止フィルタ膜 27……狭帯域透過フィルタ 28……微小回転装置 29……クランプ 30……光軸 31……誘電体多層膜から成る狭帯域フィルタ 32,32′……ルチルの結晶 33……YIG結晶 34……誘電体多層膜から成るフィルタ 35……分波器 36……融着接続部 37……固定クランプ
FIG. 1 is a conceptual diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an optical isolator with a filter used in a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of an optical isolator with a filter used in a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram of a conventional optical fiber amplifier, and FIG. 6 is a block diagram of a conventional optical fiber amplifier. FIG. 3 is a diagram illustrating an optical isolator, a narrow band filter, an excitation light rejection filter, and a connection optical fiber that are used. 1 DFB laser 2 Driving signal 3, 3 'Condensing lens 4, 4' Excitation light source 5 Dichroic mirror 6 Er- doped optical fiber 9 Polarized beam splitter 10 Optical fiber connector 11… Polarization independent optical isolator 12… Narrow band transmission filter 13… Spectrum analyzer 14,14 ′, 14 ″… Optical power meter 15… Optical fiber coupler 16,16 ′, 16 ″, 16, 16 1V, 16 V ... optical fiber 17, 17 '... ferrules 18, 18', 18 ", 18 ... lens 19 ... isolator crystal 20, 20 '... ferrule 21 ...... wavelength 1.40μm Cut filter in wavelength 1.50 μm band 22 Narrow band filter with center wavelength 1.552 μm 23,23 'Single mode optical fiber ( Er- free) 24,24'24 "Optical isolator with built-in filter 25 … Plano-convex lens 26… blocking filter film 27… narrow-band transmission filter 28… micro-rotating device 29 … Clamp 30… Optical axis 31… Narrow bandpass filter composed of dielectric multilayer film 32, 32 ′… Rutile crystal 33… YIG crystal 34… Filter composed of dielectric multilayer film 35… Divider 36 …… Fused joint 37 …… Fixed clamp

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】希土類元素または遷移金属元素等のレーザ
活性物質を添加した単一モード光ファイバから成る光増
幅媒体と、前記レーザ活性物質を励起するための励起光
を発生する励起光源と、前記励起光と被増幅信号光とを
光学的に結合させ、前記単一モード光ファイバに導く光
学系と、前記単一モード光ファイバの出力側または入出
力側に結合された偏波無依存の光アイソレータと、前記
出力側の光アイソレータの後段に光学的に結合された光
フィルタ類とからなる光ファイバ増幅器であって、前記
光アイソレータと前記光フィルタ類とが、前記光アイソ
レータの入出力端にそれぞれ配置された1組の光結像系
内に一括して実装されて成ることを特徴とする光ファイ
バ増幅器。
An optical amplification medium comprising a single mode optical fiber doped with a laser active substance such as a rare earth element or a transition metal element; an excitation light source for generating excitation light for exciting the laser active substance; An optical system that optically couples the pump light and the amplified signal light and guides the single-mode optical fiber, and polarization-independent light coupled to an output side or an input / output side of the single mode optical fiber. An optical fiber amplifier comprising an isolator and optical filters optically coupled to a stage subsequent to the optical isolator on the output side, wherein the optical isolator and the optical filters are connected to an input / output end of the optical isolator. An optical fiber amplifier which is packaged and mounted together in a set of optical imaging systems respectively arranged.
【請求項2】前記光結像系に使用されるレンズ表面に、
前記フィルタ類の保有する性能の一部または全部のフィ
ルタ特性を具備する誘電体多層膜が直接形成されて成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ファイ
バ増幅器。
2. A lens surface used in the optical imaging system,
2. The optical fiber amplifier according to claim 1, wherein a dielectric multilayer film having a part or all of the filter characteristics possessed by the filters is directly formed.
【請求項3】前記フィルタのうち、増幅信号光を選択的
に通過させる狭域フィルタの中心波長を可変とする機構
を具備することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の光ファイバ増幅器。
3. The optical fiber amplifier according to claim 1, further comprising a mechanism for changing a center wavelength of a narrow band filter for selectively passing an amplified signal light among said filters. .
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