JP2737596B2 - 光ファイバアンプ - Google Patents
光ファイバアンプInfo
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- JP2737596B2 JP2737596B2 JP5099724A JP9972493A JP2737596B2 JP 2737596 B2 JP2737596 B2 JP 2737596B2 JP 5099724 A JP5099724 A JP 5099724A JP 9972493 A JP9972493 A JP 9972493A JP 2737596 B2 JP2737596 B2 JP 2737596B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエルビウムドープファイ
バを使用して１．５５μｍ帯の光を増幅する光ファイバ
アンプに係わり、詳細には１．４８μｍの励起光源を用
いて信号光を増幅する光ファイバアンプに関する。
バを使用して１．５５μｍ帯の光を増幅する光ファイバ
アンプに係わり、詳細には１．４８μｍの励起光源を用
いて信号光を増幅する光ファイバアンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバアンプは、信号光と励起光の
進行方向との関係から３つのタイプに分類されている。
これらは、前方励起、後方励起および双方向励起
である（石尾他「光増幅器とその応用」、p110、オーム
社、1992年。または、日本光学会応用物理学会所載「光
学」1990年５月第19巻第５号p276-p282 ）。このうち、
後方励起の光ファイバアンプは、高出力を得るのに有利
な構成である。
進行方向との関係から３つのタイプに分類されている。
これらは、前方励起、後方励起および双方向励起
である（石尾他「光増幅器とその応用」、p110、オーム
社、1992年。または、日本光学会応用物理学会所載「光
学」1990年５月第19巻第５号p276-p282 ）。このうち、
後方励起の光ファイバアンプは、高出力を得るのに有利
な構成である。
【０００３】図３は、従来の後方励起構成の光ファイバ
アンプの一例を示したものである。光ファイバアンプ１
０は、１．４８μｍ帯励起光源１１を備えており、その
励起光は、波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）１２に入力さ
れる。波長分割多重カプラ１２は、光アイソレータ１
３、１４に両端を接続されたエルビウム（Ｅｒ）イオン
ドープ光ファイバ１５内を伝送される１．５５μｍ帯の
信号光と１．４８μｍ帯の励起光とを波長合成するため
のものである。また、信号光の入力側と出力側に設けら
れている２つの光アイソレータ１３、１４は、反射戻り
光による発振を防ぐためのものである。
アンプの一例を示したものである。光ファイバアンプ１
０は、１．４８μｍ帯励起光源１１を備えており、その
励起光は、波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）１２に入力さ
れる。波長分割多重カプラ１２は、光アイソレータ１
３、１４に両端を接続されたエルビウム（Ｅｒ）イオン
ドープ光ファイバ１５内を伝送される１．５５μｍ帯の
信号光と１．４８μｍ帯の励起光とを波長合成するため
のものである。また、信号光の入力側と出力側に設けら
れている２つの光アイソレータ１３、１４は、反射戻り
光による発振を防ぐためのものである。
【０００４】図４は、エルビウムイオンドープ光ファイ
バの自然放出光（ＡＳＥ）の光スペクトラムを示したも
のである。これは、前記した石尾他「光増幅器とその応
用」、p115に示されている。エルビウムイオンドープ光
ファイバの自然放出光は、１．５５５μｍ帯の他に１．
５３６μｍ付近にもピークをもっている。そこで、信号
光波長を１．５５５μｍ付近に選んだ場合、光ファイバ
アンプ１０の光出力の光スペクトラム特性は、図５に示
したように１．５３６μｍ付近にＡＳＥ雑音の山が現わ
れる。
バの自然放出光（ＡＳＥ）の光スペクトラムを示したも
のである。これは、前記した石尾他「光増幅器とその応
用」、p115に示されている。エルビウムイオンドープ光
ファイバの自然放出光は、１．５５５μｍ帯の他に１．
５３６μｍ付近にもピークをもっている。そこで、信号
光波長を１．５５５μｍ付近に選んだ場合、光ファイバ
アンプ１０の光出力の光スペクトラム特性は、図５に示
したように１．５３６μｍ付近にＡＳＥ雑音の山が現わ
れる。
【０００５】ＡＳＥ雑音は、光ファイバアンプの雑音を
増大させる。そこで、光ファイバアンプを使用する光伝
送系では、高いＳ／Ｎ（信号／雑音）比を保つためにも
低雑音の光ファイバアンプが必要である。この要求を満
たすために、光ファイバアンプにはその光出力部にＡＳ
Ｅ雑音を除去するための光フィルタを接続することが一
般に行われている。
増大させる。そこで、光ファイバアンプを使用する光伝
送系では、高いＳ／Ｎ（信号／雑音）比を保つためにも
低雑音の光ファイバアンプが必要である。この要求を満
たすために、光ファイバアンプにはその光出力部にＡＳ
Ｅ雑音を除去するための光フィルタを接続することが一
般に行われている。
【０００６】図６は、このように光出力部にＡＳＥ雑音
除去用の光フィルタを接続した光ファイバアンプの構成
を表わしたものである。この図で図３と同一部分には同
一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。
この光ファイバアンプ２０では、波長分割多重カプラ１
２の後方に配置された光アイソレータ１４の更に後方
（出力側）に光フィルタ２１が配置されている。
除去用の光フィルタを接続した光ファイバアンプの構成
を表わしたものである。この図で図３と同一部分には同
一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。
この光ファイバアンプ２０では、波長分割多重カプラ１
２の後方に配置された光アイソレータ１４の更に後方
（出力側）に光フィルタ２１が配置されている。
【０００７】図７は、この図６に示した光ファイバアン
プの光フィルタの損失波長特性を示しており、図８は図
６に示した光ファイバアンプの光出力の光スペクトラム
特性を示している。図８を図５と比べると、１．５３６
μｍ付近に存在したＡＳＥ雑音の山が除去されているこ
とが分かる。なお、光フィルタ２１としてはバンドカッ
トフィルタの他に、特開平３−１１０５０６号公報に提
案されているように２本の光ファイバを所定長さ範囲で
融着延伸してなる光ファイバカプラを複数個直列に接続
したものも提案されている。
プの光フィルタの損失波長特性を示しており、図８は図
６に示した光ファイバアンプの光出力の光スペクトラム
特性を示している。図８を図５と比べると、１．５３６
μｍ付近に存在したＡＳＥ雑音の山が除去されているこ
とが分かる。なお、光フィルタ２１としてはバンドカッ
トフィルタの他に、特開平３−１１０５０６号公報に提
案されているように２本の光ファイバを所定長さ範囲で
融着延伸してなる光ファイバカプラを複数個直列に接続
したものも提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図６に示した従来の光ファイバアンプ２０では、雑音を
低減させるためにその出力部に光フィルタを必要とし
た。しかしながら、出力部に光フィルタを配置すると、
損失が増加する原因になり、光ファイバアンプの利得を
低下させてしまうといった問題があった。また、特開平
２−２３３２２号公報では励起光の光源と波長多重合成
手段の間に励起光中に含まれる自然放出光の中から信号
光の波長付近の光を除去する手段を設けることが提案さ
れている。しかしながら、この提案ではこのような新た
な手段が必要となり、光ファイバアンプの構成が複雑化
するという問題があった。
図６に示した従来の光ファイバアンプ２０では、雑音を
低減させるためにその出力部に光フィルタを必要とし
た。しかしながら、出力部に光フィルタを配置すると、
損失が増加する原因になり、光ファイバアンプの利得を
低下させてしまうといった問題があった。また、特開平
２−２３３２２号公報では励起光の光源と波長多重合成
手段の間に励起光中に含まれる自然放出光の中から信号
光の波長付近の光を除去する手段を設けることが提案さ
れている。しかしながら、この提案ではこのような新た
な手段が必要となり、光ファイバアンプの構成が複雑化
するという問題があった。
【０００９】そこで本発明の目的は、雑音低減のための
光フィルタ等の特別の構成部品を使用する必要なくＡＳ
Ｅ雑音を低減することができる光ファイバアンプを提供
することにある。
光フィルタ等の特別の構成部品を使用する必要なくＡＳ
Ｅ雑音を低減することができる光ファイバアンプを提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）波長１．５５μｍ帯の信号光を入力すると共
にこの波長および１．５３６μｍ近辺で自然放出光のピ
ークを有するエルビウムドープファイバと、（ロ）その
信号光を増幅するための光源として唯一用意された１．
４８μｍ帯の励起光源と、（ハ）この励起光源から出力
される光と前記信号光とを合成分離すると共に、その信
号経路の損失特性が１．４８μｍおよび前記エルビウム
ドープファイバの自然放出光の一方のピークとしての
１．５３６μｍ近辺で極大となり、１．５５μｍ近辺で
極小となる後方励起構成の分布結合形波長分割多重カプ
ラとを光ファイバアンプに具備させる。
は、（イ）波長１．５５μｍ帯の信号光を入力すると共
にこの波長および１．５３６μｍ近辺で自然放出光のピ
ークを有するエルビウムドープファイバと、（ロ）その
信号光を増幅するための光源として唯一用意された１．
４８μｍ帯の励起光源と、（ハ）この励起光源から出力
される光と前記信号光とを合成分離すると共に、その信
号経路の損失特性が１．４８μｍおよび前記エルビウム
ドープファイバの自然放出光の一方のピークとしての
１．５３６μｍ近辺で極大となり、１．５５μｍ近辺で
極小となる後方励起構成の分布結合形波長分割多重カプ
ラとを光ファイバアンプに具備させる。
【００１１】すなわち請求項１記載の発明では、分布結
合形の波長分割多重カプラの損失波長特性がサイン（si
n ）カーブを描いている点に着目している。そして、そ
の周期を５０ｎｍにすると、１４８５ｎｍおよび１５３
５ｎｍで信号光経路の損失が極大（励起光路損失は極
小）となり、１５６０ｎｍでは信号光経路の損失が極小
となる。このため、後方励起構成の光ファイバアンプの
波長分割多重カプラにこのような分布結合形の波長分割
多重カプラを使用すると、光出力光のうち１５３５ｎｍ
近辺の光が遮断され、ＡＳＥ雑音を低減することができ
ることになる。
合形の波長分割多重カプラの損失波長特性がサイン（si
n ）カーブを描いている点に着目している。そして、そ
の周期を５０ｎｍにすると、１４８５ｎｍおよび１５３
５ｎｍで信号光経路の損失が極大（励起光路損失は極
小）となり、１５６０ｎｍでは信号光経路の損失が極小
となる。このため、後方励起構成の光ファイバアンプの
波長分割多重カプラにこのような分布結合形の波長分割
多重カプラを使用すると、光出力光のうち１５３５ｎｍ
近辺の光が遮断され、ＡＳＥ雑音を低減することができ
ることになる。
【００１２】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例における光ファイ
バアンプの構成を表わしたものである。この光ファイバ
アンプ３０で図３と同一部分には同一の符号を付してお
り、これらの説明を適宜省略する。この光ファイバアン
プ３０は、図３に示したように１．４８μｍ帯励起光源
１１が後方励起構成になるように波長分割多重カプラ３
１に接続されている。波長分割多重カプラ３１は、ファ
イバ融着形ＷＤＭを使用している。
バアンプの構成を表わしたものである。この光ファイバ
アンプ３０で図３と同一部分には同一の符号を付してお
り、これらの説明を適宜省略する。この光ファイバアン
プ３０は、図３に示したように１．４８μｍ帯励起光源
１１が後方励起構成になるように波長分割多重カプラ３
１に接続されている。波長分割多重カプラ３１は、ファ
イバ融着形ＷＤＭを使用している。
【００１４】図２は、本実施例で使用されている波長分
割多重カプラの信号光経路損失波長特性を表わしたもの
である。本実施例の光ファイバアンプ３０で使用されて
いる融着形の波長分割多重カプラ３１は、それぞれ波長
が１４８５ｎｍと１５３５ｎｍで損失が極大となり、１
５６０ｎｍで極小となっているものを使用している。エ
ルビウムイオンドープ光ファイバ１５は、エルビウム
（Ｅｒ）イオンとアルミニウム（Ａｌ）イオンのドープ
量がそれぞれ３０００、５０００ｐｐｍのものを使用し
ている。１．４８μｍ帯励起光源１１は、発振中心波長
が１４８５ｎｍのものを使用した。２つの光アイソレー
タ１３、１４は、偏光無依存形のもので、損失が１ｄ
Ｂ、アイソレーションが４０ｄＢのものを使用した。
割多重カプラの信号光経路損失波長特性を表わしたもの
である。本実施例の光ファイバアンプ３０で使用されて
いる融着形の波長分割多重カプラ３１は、それぞれ波長
が１４８５ｎｍと１５３５ｎｍで損失が極大となり、１
５６０ｎｍで極小となっているものを使用している。エ
ルビウムイオンドープ光ファイバ１５は、エルビウム
（Ｅｒ）イオンとアルミニウム（Ａｌ）イオンのドープ
量がそれぞれ３０００、５０００ｐｐｍのものを使用し
ている。１．４８μｍ帯励起光源１１は、発振中心波長
が１４８５ｎｍのものを使用した。２つの光アイソレー
タ１３、１４は、偏光無依存形のもので、損失が１ｄ
Ｂ、アイソレーションが４０ｄＢのものを使用した。
【００１５】このような構成の光ファイバアンプ３０
で、入力信号光として波長た１５６０ｎｍ、出力が−５
ｄＢｍ、また１．４８μｍ帯域励起光源１１の光出力が
４０ｍＷであるとする。この場合には、光ファイバアン
プ３０の光出力として＋５ｄＢｍが得られた。このとき
の光出力スペクトラムは、先に示した図８と同様のもの
が得られる。すなわち、１５３５ｎｍ近辺のＡＳＥ雑音
の山が除去される。
で、入力信号光として波長た１５６０ｎｍ、出力が−５
ｄＢｍ、また１．４８μｍ帯域励起光源１１の光出力が
４０ｍＷであるとする。この場合には、光ファイバアン
プ３０の光出力として＋５ｄＢｍが得られた。このとき
の光出力スペクトラムは、先に示した図８と同様のもの
が得られる。すなわち、１５３５ｎｍ近辺のＡＳＥ雑音
の山が除去される。
【００１６】以上説明した実施例では波長分割多重カプ
ラ３１としてファイバ融着形のものを使用したが、導波
路形の波長分割多重カプラを使用しても同様の効果を得
ることができることはもちろんである。
ラ３１としてファイバ融着形のものを使用したが、導波
路形の波長分割多重カプラを使用しても同様の効果を得
ることができることはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、信号経路の損失波長特性が１４８５および１
５３５ｎｍ近辺で極大となり、１５６０ｎｍ近辺で極小
となる分布結合形波長分割多重カプラを使用し、励起光
源を１つだけ使用して１４８０ｎｍ帯の励起光で、１５
３６ｎｍ近辺で自然放出光のピークを有するエルビウム
ドープファイバを後方励起することにしたので、光フィ
ルタを使用せずに、簡単な構成で１５３６ｎｍ近辺の自
然放出光を遮断することができ、損失の少ない低雑音の
光ファイバアンプを構成することができる。
によれば、信号経路の損失波長特性が１４８５および１
５３５ｎｍ近辺で極大となり、１５６０ｎｍ近辺で極小
となる分布結合形波長分割多重カプラを使用し、励起光
源を１つだけ使用して１４８０ｎｍ帯の励起光で、１５
３６ｎｍ近辺で自然放出光のピークを有するエルビウム
ドープファイバを後方励起することにしたので、光フィ
ルタを使用せずに、簡単な構成で１５３６ｎｍ近辺の自
然放出光を遮断することができ、損失の少ない低雑音の
光ファイバアンプを構成することができる。
【図１】本発明の一実施例における光ファイバアンプの
構成を表わした概略構成図である。
構成を表わした概略構成図である。
【図２】本実施例で使用されている波長分割多重カプラ
の信号光経路損失波長特性を表わした特性図である。
の信号光経路損失波長特性を表わした特性図である。
【図３】従来の後方励起構成の光ファイバアンプの一例
を示した概略構成図である。
を示した概略構成図である。
【図４】エルビウムイオンドープ光ファイバの自然放出
光の光スペクトラム特性図である。
光の光スペクトラム特性図である。
【図５】光フィルタを使用しない従来の光ファイバアン
プの光出力の光スペクトラム特性図である。
プの光出力の光スペクトラム特性図である。
【図６】ＡＳＥ雑音除去用の光フィルタを接続した従来
の光ファイバアンプの構成を表わした概略構成図であ
る。
の光ファイバアンプの構成を表わした概略構成図であ
る。
【図７】図６に示した光ファイバアンプの光フィルタの
損失波長特性を示した特性図である。
損失波長特性を示した特性図である。
【図８】図６に示した光ファイバアンプの光出力の光ス
ペクトラム特性を示した特性図である。
ペクトラム特性を示した特性図である。
１１ １．４８μｍ帯励起光源 １３、１４ 光アイソレータ １５ エルビウムイオンドープ光ファイバ ３０ 光ファイバアンプ ３１ 波長分割多重カプラ
Claims (1)
- 【請求項１】波長１．５５μｍ帯の信号光を入力すると
共にこの波長および１．５３６μｍ近辺で自然放出光の
ピークを有するエルビウムドープファイバと、 その信号光を増幅するための光源として唯一用意された
１．４８μｍ帯の励起光源と、 この励起光源から出力される光と前記信号光とを合成分
離すると共に、その信号経路の損失特性が１．４８μｍ
および前記エルビウムドープファイバの自然放出光の一
方のピークとしての１．５３６μｍ近辺で極大となり、
１．５５μｍ近辺で極小となる後方励起構成の分布結合
形波長分割多重カプラとを具備することを特徴とする光
ファイバアンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099724A JP2737596B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 光ファイバアンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099724A JP2737596B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 光ファイバアンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142796A JPH07142796A (ja) | 1995-06-02 |
| JP2737596B2 true JP2737596B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=14255025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099724A Expired - Fee Related JP2737596B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 光ファイバアンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737596B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0493091A (ja) * | 1990-08-09 | 1992-03-25 | Nec Corp | 光増幅器 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP5099724A patent/JP2737596B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07142796A (ja) | 1995-06-02 |
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Legal Events
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