JP2740676B2 - 光増幅伝送回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバ中に希土類元素または遷移金属
が添加された光増幅用光ファイバを用いて長距離の光フ
ァイバ伝送を実現する光増幅伝送回路に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年、Nd（ネオジム）、Er（エルビウム）等の希土類
元素を添加した光ファイバ（以下、光増幅用光ファイバ
という）は、単一モード光ファイバレーザや光増幅器と
して光通信や光センサへの応用が注目されており、これ
らの応用例について多くの報告がある。

一例として、Erを添加した光増幅用光ファイバを用
い、波長1.48μｍの半導体レーザを励起光源として、波
長1.54μｍの信号光を増幅した実験が報告されている
（R.J.Mears el al;Electlon.Lett.,vol.23,pp.1028−1
029（1987）参照）。

また、最近では光増幅用光ファイバを伝送用単一モー
ド光ファイバの送信側と受信側に接続することによっ
て、送信レベル10dB、受信感度6dBの改善により、1.8Gb
it/sの212km伝送に成功しており（k.Hagimoto et al:OF
C'89,PD15,1989）、光増幅用光ファイバの長距離光伝送
に極めて効果的であることが確認されている。

ところで、このような光伝送系では、全て光ファイバ
にて構成することにより、低損失化が実現されるので、
システムの全光ファイバ化が検討されている。

第２図は、光増幅用光ファイバを用いた従来の全光フ
ァイバ伝送システムの構成図である。第２図において、
１は伝送用半導体レーザモジュール、2a,2bは光増幅用
半導体レーザモジュール、3,4a,4b,5はカットオフ波長
が1.1μｍ〜1.2μｍの標準化された単一モード光ファイ
バ、6a,6bは波長合分波光ファイバカップラ、7a,7bはEr
添加の光増幅用光ファイバ、８は伝送信号光のみを通過
させるフィルタ、９は光検出器で、単一モード光ファイ
バ５が伝送用光ファイバとなっている。

また、第３図は、添加濃度300ppmでErを添加した光増
幅用光ファイバの損失特性と蛍光特性を示す図である。
第３図において、実線で示す曲線が損失特性を、破線で
示す曲線が蛍光特性をそれぞれ示している。

第３図から分かるように、光ファイバ通信に有望視さ
れているEr添加の光増幅用光ファイバでは、波長1.55μ
ｍ帯の光を増幅でき、光増幅用光（励起光）の波長λｐ
としては1.47μｍ〜1.49μｍが最も効率がよく、この
他、波長0.98μｍ、0.807μｍが有望な励起光の波長で
ある。

このような構成において、伝送用半導体レーザモジュ
ール１から出射された、例えば、波長1.55μｍ帯の伝送
信号光と、光増幅用半導体レーザモジュール2aから出射
された、波長1.48μｍ帯の励起光は、単一モード光ファ
イバ３及び4aをそれぞれ伝搬して、波長合分波光ファイ
バカップラ6aに入射し、ここで合波される。

この合波された伝送信号光と励起光は、次に、光増幅
用光ファイバ7aに入射する。これにより、伝送信号光
は、光増幅用光ファイバ7aに伝搬中に増幅作用を受け
る。増幅された伝送信号光は、伝送用単一モード光ファ
イバ５に導波される。

次に、伝送用単一モード光ファイバ５を伝搬した伝送
信号光は、波長合波光ファイバカップラ6bに入射する。
このとき、波長合分波光ファイバカップラ6bには、光増
幅用半導体レーザモジュール2bによる波長1.48μｍ帯の
励起光が入射され、伝送信号光と励起光とが合波され
る。この合波光は、次に、光増幅用光ファイバ7bに入射
する。これにより、伝送信号光は、伝送用単一モード光
ファイバ５を伝搬中に受けた光損失分が補償（回復）さ
れ、フィルタ８に入射する。

フィルタ８は、信号光のみを透過させ、励起光を遮断
し、伝送信号光のみが光検出器９にて受光され検出され
る。

このようにして、伝送信号光の長距離光ファイバ伝送
が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来構成では、システム全体の低
損失化を図るために、光増幅用光ファイバ7a,7bのパラ
メータ、即ち、モードフィールド径とカットオフ波長を
光伝送用単一モード光ファイバ５のパラメータと等価に
しなければならなかった。これは、パラメータの異なる
光ファイバ同士を融着接続すると、光ファイバの接続損
失が大きくなり、光増幅の効果が得られないということ
に起因する。

一方、光増幅率を上げるには、半導体レーザの出力を
大きくする方法と、光増幅用光ファイバ7a,7bのコア屈
折率を大きくコア径を小さくして、伝送信号光と光増幅
用光の光強度密度を上げ、伝送信号光と光増幅用光の相
互作用の効率を上げる方法が考えられる。後者の方法
は、コア径が1/2になると光増幅は４倍になるので効果
的である。

しかし、この場合にはコア径が異なるので、融着接続
の接続損失が大きくなり、光増幅用光ファイバ7a,7bの
コア径を小さくした効果が相殺される。従って、従来の
方法により、光増幅率を上げるには、光増幅用半導体レ
ーザモジュール2a,2bの出力をできる限り大きくする以
外なかった。

さらに、従来の波長合分波光ファイバカップラ6a,6b
は、単一モードにおけるデバイスであるので、伝送信号
光と光増幅用光の波長がいずれも光ファイバのカットオ
フ波長より長くないと波長合分波を実現することができ
なかった。このため、波長1.55μｍ帯の伝送信号光を光
増幅する光増幅用光の波長として、波長1.48μｍと波長
0.98μｍまたは波長0.87μｍの組合せの全光ファイバ化
を実現することができなかった。

このように、従来の光増幅伝送回路を全て光ファイバ
で構成する場合には、光ファイバのパラメータや光増幅
用光の波長に制約があるため、効率の良い構成を実現で
きなかった。このため、従来は、光増幅度を上げるため
には、光増幅用半導体レーザモジュール2a,2bの出力を
大きくする以外ないという問題があった。これは、光増
幅用半導体レーザモジュール2a,2bの負担が大きくな
り、ひいてはこれらの半導体レーザの寿命が短くなると
いう問題につながる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、伝送信号光と光増幅用光の光ファイバの入
力レベルを上げ、かつ、光増幅を効率良く行わせること
ができ、低損失な長距離光ファイバ伝送あるいは加入者
系光ファイバ伝送システムを実現できる光増幅伝送回路
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）では、伝送用
の低損失単一モード光ファイバの両端に、希土類元素ま
たは遷移金属が添加されてなる光増幅用光ファイバをそ
れぞれ配置した光増幅伝送回路において、前記伝送用光
ファイバの入力側では、該伝送用光ファイバ入力端と光
増幅用光ファイバの一端とを接続し、該光増幅用光ファ
イバの他端には、伝送信号光と光増幅用光を合波する、
モードフィールド変換機能を有する波長合波光ファイバ
カップラからなる波長合波回路を接続し、かつ、該波長
合波回路に伝送信号光を出射する伝送用半導体レーザ及
び光増幅用光を出射する光増幅用半導体レーザを接続
し、前記伝送用光ファイバの出力側では、該伝送用光フ
ァイバの出力端に該伝送用光ファイバの出力光と光増幅
用光を合波する、モードフィールド変換機能を有する波
長合波光ファイバカップラからなる波長合波回路とを接
続し、かつ、該波長合波回路に光増幅用光を出射する光
増幅用半導体レーザを接続した。

また、請求項（２）では、請求項（１）の構成の光増
幅伝送回路において、各モードフィールド変換機能を有
する波長合波光ファイバカップラからなる波長合波回路
に代えて、モード変換機能を有する波長合波光ファイバ
カップラからなる波長合波回路を用いた。

また、請求項（３）では、請求項（１）の構成の光増
幅伝送回路において、各モードフィールド変換機能を有
する波長合波光ファイバカップラからなる波長合波回路
に代えて、モード変換光ファイバカップラと波長合波光
ファイバカップラとの組合わせからなる波長合波回路を
用いた。

また、請求項（４）では、伝送用の低損失単一モード
光ファイバの両端に、希土類元素または遷移金属が添加
されてなる光増幅用光ファイバをそれぞれ配置した光増
幅伝送回路において、前記伝送用光ファイバの入力側で
は、該伝送用光ファイバ入力端と光増幅用光ファイバの
一端とをモードフィールド変換光ファイバカップラを介
して接続し、前記光増幅用光ファイバの他端には、伝送
信号光と光増幅用光を合波する、波長合波光ファイバカ
ップラとモードフィールド変換光ファイバカップラとの
組合わせからなる波長合波回路を接続し、かつ、該波長
合波回路に伝送信号光を出射する伝送用半導体レーザ及
び光増幅用光を出射する光増幅用半導体レーザを接続
し、前記伝送用光ファイバの出力側では、該伝送用光フ
ァイバの出力端に該伝送用光ファイバの出力光と光増幅
用光を合波する、波長合波光ファイバカップラとモード
フィールド変換光ファイバカップラとの組合わせからな
る波長合波回路とを接続し、かつ、該波長合波回路に光
増幅用光を出射する光増幅用半導体レーザを接続した。

また、請求項（５）では、請求項（４）の構成の光増
幅伝送回路において、各波長合波光ファイバカップラと
モードフィールド変換光ファイバカップラとの組合わせ
からなる波長合波回路に代えて、モードフィールド変換
機能を有する波長合波光ファイバカップラからなる波長
合波回路を用いた。

また、請求項（６）では、請求項（４）の構成の光増
幅伝送回路において、入力側の波長合波回路として、モ
ード変換光ファイバカップラと波長合波光ファイバカッ
プラとの組合わせからなる波長合波回路を用いると共
に、出力側の波長合波回路として、モード変換光ファイ
バカップラとモードフィールド変換光ファイバカップラ
と波長合波光ファイバカップラとの組合わせからなる波
長合波回路を用いた。

また、請求項（７）では、請求項（４）の構成の光増
幅伝送回路において、入力側の波長合波回路として、モ
ード変換光ファイバカップラとモードフィールド変換機
能を有する波長合波光ファイバカップラとの組合わせか
らなる波長合波回路を用いると共に、前記出力側の波長
合波回路として、モード変換光ファイバカップラとモー
ドフィールド変換光ファイバカップラとモードフィール
ド変換機能を有する波長合波光ファイバカップラとの組
合わせからなる波長合波回路を用いた。

（作 用） 請求項（１）によれば、伝送用半導体レーザによる伝
送信号光と光増幅用半導体レーザによる光増幅用光は、
モードフィールド変換機能を有する波長合波光ファイバ
カップラかならなる波長合波回路にて合波される。この
合波光は、次に、光増幅用光ファイバにその他端から導
波される。

これにより、伝送信号光は、光増幅用光ファイバを伝
搬中に、光増幅用光に基づく増幅作用を受ける。増幅さ
れた伝送信号光は、光増幅用光ファイバの一端から出射
して、次に、伝送用光ファイバに導波される。

伝送用光ファイバを伝搬した伝送信号光は、その出力
端から出射し、モードフィールド変換機能を有する波長
合波光ファイバカップラからなる波長合波回路に入射す
る。ここで、再度、出力側に配置された光増幅用半導体
レーザによる光増幅用光と合波される。この合波光は、
次に、光増幅用光ファイバに導波され、上記と同様の増
幅作用を受ける。

また、請求項（２）によれば、入出力側における伝送
用信号光と光増幅用光との合波が、モード変換機能を有
する波長合波光ファイバカップラからなる波長合波回路
にて行なわれる。

また、請求項（３）によれば、入出力側における伝送
用信号光と光増幅用光との合波が、モード変換光ファイ
バカップラと波長合波光ファイバカップラとからなる波
長合波回路にて行なわれる。

また請求項（４）によれば、入出力側における伝送用
信号光と光増幅用光との合波が、波長合波光ファイバカ
ップラとモードフィールド変換光ファイバカップラとか
らなる波長合波回路にて行なわれる。

また、入力側の光増幅用光ファイバを伝搬中に増幅作
用を受けた伝送信号光は、モードフィールド変換光ファ
イバカップラを伝搬した後、伝送用光ファイバの入力端
に導波される。

また，請求光（５）によれば、入出力側における伝送
信号光と光増幅用光との合波がモードフィールド変換機
能を有する波長合波光ファイバカップラからなる波長合
波回路にて行なわれる。

また、入力側の光増幅用光ファイバを伝搬中に増幅作
用を受けた伝送信号光は、モードフィールド変換光ファ
イバカップラを伝搬した後、伝送用光ファイバの入力端
に導波される。

また、請求項（６）によれば、伝送信号光と光増幅用
光は、入力側ではモード変換光ファイバカップラと波長
合波光ファイバカップラからなる波長合波回路にて合波
され、出力側では、モード変換光ファイバカップラとモ
ードフィールド変換光ファイバカップラと波長合波光フ
ァイバカップラとからなる波長合波回路にて合波され
る。また、入力側の光増幅用回光ファイバを伝搬中に増
幅作用を受けた伝送信号光は、モードフィールド変換光
ファイバカップラを伝搬した後、伝送用光ファイバの入
力端に導波される。

また、請求項（７）によれば、伝送信号光と光増幅用
光は、入力側ではモード変換光ファイバカップラとモー
ドフィールド変換変換機能を有する波長合波光ファイバ
カップラからなる波長合波回路にて合波され、出力側で
は、モード変換光ファイバカップラとモードフィールド
変換光ファイバカップラとモードフィールド変換変換機
能を有する波長合波光ファイバカップラとからなる波長
合波回路にて合波される。

また、入力側の光増幅用光ファイバを伝搬中に増幅作
用を受けた伝送信号光は、モードフィールド変換光ファ
イバカップラを伝搬した後、伝送用光ファイバの入力端
に導波される。

（実施例１） 第１図は、本発明に係る光増幅伝送回路の第１の実施
例を示す構成図であって、伝送用光ファイバと光増幅用
光ファイバのファイバパラメータが等しい場合の構成を
示している（第16図に示したブロック構成（ｂ）の具体
例）。

第１図において、11は伝送用半導体レーザモジュール
で、波長1.55μｍの伝送信号光（以下、単に信号光とい
う）を出射する。

12a,12bは光増幅用半導体レーザモジュールで、波長
0.98μｍの光増幅用光（以下、励起光という）を出射す
る。

13、14は単一モード光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3
％、コア径８μｍ、波長1.55μｍの光に対する損失は0.
20dB/kmのパラメータを有し、単一モード光ファイバ14
が伝送用光ファイバ（長さ150km）を構成している。

15a,15bは単一モードの光ファイバで、比屈折率Δ＝
0.3％、コア径６μｍ、長さ8mのパラメータを有し、波
長0.98μｍにおいて単一モードの光ファイバとして機能
する。

16a、16bは光ファイバ形波長合波回路で、波長1.55μ
m/0.98μｍのモードフィールド変換兼用波長合分波光フ
ァイバカップラから構成されている。

17a,17bはEr添加の光増幅用光ファイバで、比屈折率
Δ＝0.3％、コア径８μｍ、長さ43.4mのパラメータを有
し、Erの添加濃度は50ppmである。

18は信号光のみを透過させるフィルタ、19は光検出器
である。

第１図においては、伝送用光ファイバ14の入力側（図
面に向かって左側）では、伝送用光ファイバ14の一端と
光増幅用光ファイバ17aの一端とが接続され、光増幅用
光ファイバ17aの他端には波長合波回路16aの一の光入出
射側の一方の分岐端が接続されている。さらに、波長合
波回路16aの他の光入出射側の一方の分岐端には、単一
モード光ファイバ13を介して伝送用半導体レーザモジュ
ール11が接続され、他方の分岐端には光ファイバ15aを
介して光増幅用半導体レーザモジュール12aが接続され
ている。

一方、伝送用光ファイバ14の出力側（図面に向かって
右側）では、伝送用光ファイバ14の他端と波長合波回路
16bの一の光入出射側の一方の分岐端とが接続され、波
長合波回路16bの一の光入出射側の他方の分岐端には、
光ファイバ15bを介して光増幅用半導体レーザモジュー
ル12bが接続されている。さらに、波長合波回路16bの他
の光入出射側の一方の分岐端には、光増幅用光ファイバ
17bの一端が接続され、光増幅用光ファイバ17bの他端に
は、フィルタ18が配置され、フィルタ18の光透過側に
は、光検出器19が配置されている。

また、波長合波回路16a,16bを構成する1.55μm/0.98
μｍのモードフィールド変換兼用波長合分波光ファイバ
カップラの過剰損失は、波長1.55μｍの光に対しては0.
20dB、波長0.98μｍの光に対しては0.25dBである。ここ
で、波長1.55μｍの光に使用している光ファイバのカッ
トオフ波長が1.2μｍで、波長0.98μｍの光に使用して
いる光ファイバのカットオフ波長が0.90μｍである。

このように、パラメータの異なる２本の単一モード光
ファイバにより、波長合分波光ファイバカップラが構成
されている。このようなパラメータの異なる光ファイバ
を用いて構成される波長合波光ファイバカップラは、モ
ードフィールドの変換が可能で、かつ、低損失であると
いう利点を有する。

次に、波長合分波光ファイバカップラの構成及びその
特性について第４図乃至第６図に基づいて説明する。

第４図は、２本の光ファイバを融着・延伸によって作
製した光ファイバカップラの構成図である。第４図にお
いて、161は比屈折率Δ＝0.3％、カットオフ波長1.2μ
ｍ、モードフィールド径が10μｍの光ファイバ、162は
比屈折率Δ＝0.3％、コア径６μｍ、モードフィールド
径が７μｍの光ファイバ、163は融着・延伸部である。

また、第５図は、光ファイバカップラの融着・延伸の
２種類の断面形状を示す図である。第５図において、16
1a,162aは第４図の光ファイバ161及び光ファイバ162の
互いにパラメータの異なるコア、164は融着が強く行わ
れた円形融着形状部、165は融着が弱く行われた８の字
融着形状部をそれぞれ示している。

通常作製されている光ファイバカップラでは、融着・
延伸部の断面形状は、第５図の（ｂ）に示したように、
８の字形状になっている。しかし、この形状では、２本
の光ファイバのパラメータが異なると100％の結合を得
ることが困難であった。

従って、本実施例においては、融着・延伸部の断面形
状を、第５図の（ａ）に示すような円形状としている。
このような円形の断面形状になるように十分融着を行
い、同種パラメータの光ファイバで作製している延伸長
より長くすることによって、第６図に示すような特性と
同じような波長1.55μm/0.98μｍの波長合分波特性を得
ることができた。

このことは波長合分波光ファイバカップラが、モード
フィールド変換機能を有していることを示している。

また、従来の波長合分波ファイバカップラでは、カッ
トオフ波長1.2μｍ以下になると損失が増加するのに対
し、第４図及び第５図の（ａ）の構造の光ファイバカッ
プラでは、0.2dB程度の低損失な波長合分波光ファイバ
カップラを実現することができる。

なお、各光部品の端面反射の影響を防止するために、
接続されていない光ファイバカップラの端面、レーザモ
ジュールの端面、光検出器の端面は数度傾斜されてい
る。

このような構成にすることにより、伝送信号光の入力
側で波長1.55μｍの光は12dBの利得を、光検出器19側で
9dBの利得を得た。

また、第１図中、『×』印にて示す、７ケ所の接続部
は融着により接続されており、これら融着接続部の平均
損失は0.15dB/1ケ所であった。

以上のように、本実施例によれば、伝送信号光と光増
幅光の波長が離れていても低損失な波長合波ができるの
で、信号光並びに励起光の光増幅用光ファイバ内の強度
を高くできる利点がある。従って、光中継器を用いるこ
となく、低損失な長距離光伝送システムを実現できる。

（実施例２） 本第２の実施例（第16図に示したブロック構成（ｃ）
に相当）と前記第１の実施例の異なる点は、光ファイバ
15a,15bを単一モード光ファイバ13と同一の光ファイバ
から構成し、全て同じパラメータを有する光ファイバで
構成したことにある。

しかし、この構成の場合、波長0.98μｍの光増幅用半
導体レーザモジュール12a,12bに対しては、光ファイバ1
5a,15bは二つのモードが乗る多モード系になる。

このため、波長合波回路16a,16bを構成する波長合分
波光ファイバカップラは、単一モード光ファイバと多モ
ード光ファイバの組合せにする必要がある。しかし、通
常の方法では、波長1.55μm/0.98μｍの波長合分波光フ
ァイバカップラを実現することができない。

そこで、本実施例では、第７図に示すような方法によ
り、波長1.55μm/0.98μｍのモード変換兼用波長合分波
光ファイバカップラを実現している。第７図において、
166,167はいずれも比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μｍの
パラメータを有する光ファイバ、168は延伸部、169は融
着・延伸部である。

まず、第７図の（ａ）に示すように、光ファイバ167
を、波長0.98μｍにおいて単一モード条件になるように
延伸する。次に、第７図の（ｂ）に示すように、光ファ
イバ166,167を融着・延伸して光ファイバカップラを作
製する。

これにより、第６図に示したと同様な特性を有する波
長1.55μm/0.98μｍの波長合分波光ファイバカップラを
実現できる。

このような構成にすることにより、伝送信号光の入力
側で波長1.55μｍの光は13dBの利得を、光検出器19側で
波長1.55μｍの光は10.5dBの利得を得た。

また、前述した７ヶ所の融着接続部の平均損失は0.15
dB/1ヶ所であった。

さらに、波長合波回路16a,16bを構成する波長1.55μm
/0.98μｍの波長合分波光ファイバカップラの過剰損失
は、波長1.55μｍの光に対しては0.15dB、波長0.98μｍ
の光に対しては0.2dBであった。

なお、第７図の説明では、光ファイバ167を延伸した
後、２本の光ファイバ166,167を融着・延伸したが、こ
れに限定されるものではなく、光ファイバ166,167の両
者を予め延伸しても、モード変換兼用の波長合分波光フ
ァイバカップラを得ることができる。

この場合には、結合が生じ易いので、第６図に示すよ
うな特性を得ることはは難しく、第８図に示すように、
波長1.55μｍと波長0.98μｍの間に別のピークを持つよ
うな特性になる。

本実施例においても、前記第１に実施例の効果に加
え、半導体レーザと光ファイバとの接続損失の低減を図
ることができる。

（実施例３） 第９図は、本発明に係る光増幅伝送回路の第３の実施
例を示す構成図であって、伝送用光ファイバと光増幅用
光ファイバのファイバパラメータが等しい場合の別の構
成を示している（第16図に示したブロック構成（ｄ）の
具体例）。

第９図において、21は伝送用半導体レーザモジュール
で、波長1.55μｍの信号光を出射する。

22a,22bは光増幅用半導体レーザモジュールで、波長
1.48μｍの励起光を出射する。

23、24a,24bは光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コ
ア径30μｍ、長さ2mのパラメータを有する。

25,26a,26bはモード変換光ファイバカップラで、モー
ド変換光ファイバカップラ25の波長1.55μｍの光に対す
る損失は1.2dBで、モード変換光ファイバカップラ26a,2
6bの波長1.48μｍの光に対する損失は1.0dBである。

27a、27bは波長1.55μm/1.48μｍの波長合分波光ファ
イバカップラで、これらの過剰損失は0.2dBである。こ
れら光ファイバカップラのうち、モード変換光ファイバ
カップラ25,26aと波長合分波光ファイバカップラ27aと
から入力側の波長合波回路が構成され、モード変換光フ
ァイバカップラ26bと波長合分波光ファイバカップラ27b
とから出力側の波長合波回路が構成されている。

28a、28b、28cは単一モード光ファイバで、比屈折率
Δ＝0.3％、コア径８μｍのパラメータを有する。

29a,29bはEr添加の光増幅用光ファイバで、比屈折率
Δ＝0.3％、コア径８μｍ、長さ65mのパラメータを有
し、Erの添加濃度は50ppmである。

30は伝送用光ファイバを構成する標準化された単一モ
ード光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μ
ｍ、波長1.55μｍの光に対する損失は0.25dB/km、長さ1
50kmのパラメータを有している。

31は信号光のみを透過させるフィルタ、32は光検出器
である。また、第９図中、『×』印で示す部分は融着接
続部をそれぞれ示している。

第９図におては、伝送用光ファイバ30の入力側（図面
に向かって左側）では、伝送用光ファイバ30の一端と光
増幅用光ファイバ29aの一端とが接続され、光増幅用光
ファイバ29aの他端には、波長合分波光ファイバカップ
ラ27aの一の光入出射側の一方の分岐端が接続されてい
る。さらに、波長合分波光ファイバカップラ27aの他の
光入出射側の一方の分岐端には、光ファイバ28aを介し
てモード変換光ファイバカップラ25の一の光入出射側の
一方の分岐端が接続され、他方の分岐端には光ファイバ
28bを介してモード変換光ファイバカップラ26aの一の光
入出射側の一方の分岐端が接続されている。モード変換
光ファイバカップラ25の他の光入出射側の一方の分岐端
には、光ファイバ23を介して伝送用半導体レーザモジュ
ール21が接続され、モード変換光ファイバカップラ26a
の他の光入出射側の一方の分岐端には、光ファイバ24a
を介して光増幅用半導体レーザモジュール22aが接続さ
れている。

一方、伝送用光ファイバ30の出力側（図面に向かって
右側）では、伝送用光ファイバ30の他端と波長合分波光
ファイバカップラ27bの一の光入出射側の一方の分岐端
とが接続され、波長合分波光ファイバカップラ27bの一
の光入出射側の他方の分岐端には、光ファイバ28cを介
してモード変換光ファイバカップラ26bの一の光入出射
側の一方の分岐端が接続されている。さらに、モード変
換光ファイバカップラ26bの他の光入出射側の一方の分
岐端には、光ファイバ24bを介して光増幅用半導体レー
ザモジュール22bが接続されている。さらに、波長合分
波光ファイバカップラ27bの他の光入出射側の一方の分
岐端には、光増幅用光ファイバ29bの一端が接続され、
光増幅用光ファイバ29bの他端にはフィルタ31が配置さ
れ、フィルタ31の光透過側には光検出器32が配置されて
いる。

この構成において、10ヶ所の融着接続部の平均損失は
0.13dB/1ケ所であった。

この構成の特徴は、波長1.55μｍの伝送用半導体レー
ザモジュール21並びに波長1.48μｍの光増幅用半導体レ
ーザモジュール22a,22b用の光ファイバ23、24a,24bへの
入力レベ並びに接続許容度が極めて高いことである。こ
れは光ファイバ23、24a,24bのコア径が単一モード光フ
ァイバの約４倍大きいためである。

実験では光ファイバ23,24a,24bと半導体レーザの接続
損失が2.5dBで、従来の単一モード光ファイバと半導体
レーザの接続の場合の6dBに比べて、3.5dB減少している
ことが確認された。また、接続損失がさらに1dB増加す
る接続許容度も、従来の１μｍであったのに比べ、本第
３の実施例では、５μｍになり大幅に改善されている。

この結果、長さ150kmの伝送用光ファイバ30の入力側
で波長1.55μｍの光は15dBの利得を、光検出器32側で12
dBの利得を得ている。

（実施例４） 第10図は、本発明に係る光増幅伝送回路の第４の実施
例を示す構成図であって、伝送用光ファイバと光増幅用
光ファイバのファイバパラメータが異なる場合の構成を
示している（第16図に示したブロック構成（ｅ）の具体
例）。

第10図において、41は伝送用半導体レーザモジュール
で、波長1.55μｍの信号光を出射する。

42a,42bは光増幅用半導体レーザモジュールで、波長
1.48μｍの励起光を出射する。

43a,43b,43cは光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コ
ア径８μｍのパラメータを有する。

44a、44bは波長1.55μm/1.48μｍの波長合分波光ファ
イバカップラで、これらの過剰損失は0.15dBである。

45a,45b,45cはモードフィールド変換光ファイバカッ
プラで、これら光ファイバカップラのうち、波長合分波
光ファイバカップラ44aとモードフィールド変換光ファ
イバカップラ45aとから入力側の波長合波回路が構成さ
れ、波長合分波光ファイバカップラ44bとモードフィー
ルド変換光ファイバカップラ45cとから出力側の波長合
波回路が構成されている。

46a,46bはEr添加の光増幅用光ファイバで、比屈折率
Δ＝1.5％、コア径３μｍ、長さ45mのパラメータを有
し、Erの添加濃度は50ppmである。

47は伝送用光ファイバを構成する標準化された単一モ
ード光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μ
ｍ、波長1.55μｍの光に対する損失は0.25dB/km、長さ1
50kmのパラメータを有している。

48は信号光のみを透過させるフィルタ、49は光検出器
である。また、第10図中、『×』印で示す部分は融着接
続部をそれぞれ示している。

第10図においては、伝送用光ファイバ47の入力側（図
面に向かって左側）では、伝送用光ファイバ47の一端と
モードフィールド変換光ファイバカップラ45bの一の光
入出射側の一方の分岐端が接続され、モードフィールド
変換光ファイバカップラ45bの他の光入出射側の一方の
分岐端には、光増幅用光ファイバ46aの一端が接続され
ている。光増幅用光ファイバ46aの他端には、モードフ
ィールド変換光ファイバカップラ45aの一の光入出射側
の一方の分岐端が接続され、モードフィールド変換光フ
ァイバカップラ45aの他の光入出射側の一方の分岐端に
は、波長合分波光ファイバカップラ44aの一の光入出射
側の一方の分岐端が接続されている。さらに、波長合分
波光ファイバカップラ44aの他の光入出射側の一方の分
岐端には、光ファイバ43aを介して伝送用半導体レーザ
モジュール41が接続され、波長合分波光ファイバカップ
ラ44aの他の光入出射側の他方の分岐端には光ファイバ4
3aを介して光増幅用半導体レーザモジュール42aが接続
されている。

一方、伝送用ファイバ30の出力側（図面に向かって右
側）では、伝送用光ファイバ47の他端と波長合分波光フ
ァイバカップラ44bの一の光入出射側の一方の分岐端と
が接続され、波長合分波光ファイバカップラ44bの一の
光入出射側の他方の分岐端には、光ファイバ43cを介し
て光増幅用半導体レーザモジュール42bが接続されてい
る。波長合分波光ファイバカップラ44bの他の光入出射
側の一方の分岐端には、モードフィールード変換光ファ
イバカップラ45cの一の光入出射側の一方の分岐端が接
続されている。さらに、モードフィールド変換光ファイ
バカップラ45cの他の光入出射側の一方の分岐端には、
光増幅用光ファイバ46bの一端が接続され、光増幅用光
ファイバ46bの他端にはフィルタ48が配置され、フィル
タ48の光透過側には、光検出器49が配置されている。

この構成において、10ヶ所の融着接続部の平均損失は
0.11dB/1ヶ所であった。

またコア径８μｍの光ファイバ43a,47とコア径３μｍ
の光増幅用光ファイバ46a,46bを100％結合する波長1.55
μｍのモードフィールド変換光ファイバカップラ45a,45
cの損失は0.3dB、モードフィールド変換光ファイバカッ
プラ45bの損失は0.2dBである。また、波長1.55μm/1.48
μｍの波長合分波光ファイバカップラ44a,44bの過剰損
失は0.15dBである。

モードフィールド変換光ファイバカップラ45a,45c
は、波長1.55μｍと波長1.48μｍの二つの光を同時に10
0％結合させることは不可能なので、本第４の実施例に
おいては、第11図に示すように、波長1.55μｍと波長1.
48μｍの中間波長1.52μｍで100％結合を有する光ファ
イバカップラが用いられる。

一方、波長1.55μｍのモードフィールド変換光ファイ
バカップラ45bは、波長1.55μｍのみの光が100％結合す
ればよいので、第６図に示すような特性を示す光ファイ
バカップラであってもよい。

このようなの構成において、長さ150kmの伝送用光フ
ァイバ47の入力側で波長1.55μｍの光は18dBの利得、光
検出器49側で15dBの利得を得ている。

（実施例５） 第12図は、本発明に係る光増幅伝送回路の第５図の実
施例を示す構成図であって、励起光の波長が信号光の波
長よりかなり短い波長0.98μｍを用いた場合の構成を示
している（第16図に示したブロック構成（ｆ）の具体
例）。

第12図において、51は伝送用半導体レーザモジュール
で、波長1.55μｍの信号光を出射する。

52a,52bは光増幅半導体レーザモジュールで、波長0.9
8μｍの励起光を出射する。

53は光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μ
ｍのパラメータを有する。

54a,54bは光ファイバで、比屈折率Δ＝1.5％、コア径
３μｍのパラメータを有する。

55a、55bはモードフィールド変換兼用波長合分波光フ
ァイバカップラ、56はモードフィールド変換光ファイバ
カップラで、これら光ファイバカップラのうち、モード
フィールド変換兼用波長合分波光ファイバカップラ55a
により入力側の波長合波回路が構成され、モードフィー
ルド変換兼用波長合分波光ファイバカップラ55bにより
出力側の波長合波回路を構成している。

57a,57bはEr添加の光増幅用光ファイバで、比屈折率
Δ＝1.5％、コア径３μｍ、長さ45μｍのパラメータを
有し、Erの添加濃度は50ppmである。

58は伝送用光ファイバを構成する標準かされた単一モ
ード光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μ
ｍ、波長1.55μｍの光に対する損失は0.25dB/km、長さ1
50kmのパラメータを有している。

59は信号光のみを透過させるフィルタ、60は光検出器
である。また、第12図中、『×』印で示す部分は融着接
続部をそれぞれ示している。

第12図における接続形態の詳細な説明は、第１図とほ
ぼ同様のため、ここでは省略する。

本第５の実施例における、モードフィールド変換兼用
波長合分波光ファイバカップラ55a,55bは、融着・延伸
部部の断面形状は、第５図の（ａ）に示すような形状を
有し、その結果、第６図に示す特性と類似の特性を示す
ようになる。しかし、コアパラメータの差が大きいの
で、損失が0.3dBと多少大きい。

本第５の実施例では、第４の実施例を示す第10図の構
成より、光ファイバカップラの数が少ないが、光増幅の
利得は多少減少しており、伝送用光ファイバ58の入力側
で波長1.55μｍの光が16dBの利得を、光検出器60側で13
dBの利得を得ている。

（実施例６） 第13図は、本発明に係る光増幅伝送回路の第６の実施
例を示す構成図であって、伝送用あるいは光増幅用の半
導体レーザモジュールに多モード光ファイバが接続され
る場合の構成を示している（第16図に示したブロック構
成（ｇ）の具体例）。

第13図において、61は伝送用半導体レーザモジュール
で、波長1.55μｍの信号光を出射する。

62a,62bは光増幅用半導体レーザモジュールで、波長
1.48μｍの励起光を出射する。

63a,63b,63cは多モード光ファイバで、比屈折率Δ＝
1.5％、コア径15μｍのパラメータを有する。

64a,64b,64c,64dは単一モード光ファイバで、比屈折
率Δ＝1.5％、コア径３μｍのパラメータを有する。

65a,65b,65cはモード変換光ファイバカップラ、66a,6
6bはモードフィールド変換光ファイバカップラ、67a、6
7bは波長1.55μm/1.48μｍの波長合分波光ファイバカッ
プラである。

これらの光ファイバカップラのうち、モード変換光フ
ァイバカップラ65a及び65bと波長合分波光ファイバカッ
プラ67aとから入力側の波長合波回路が構成され、モー
ドフィールド変換光ファイバカップラ66bとモード変換
光ファイバカップラ65cと波長合波光ファイバカップラ6
7bとから出力側の波長合波回路を構成している。

68a,68bはEr添加の光増幅用光ファイバで、比屈折率
Δ＝1.5％、コア径３μｍ、長さ45mのパラメータを有
し、Erの添加濃度は50ppmである。

69は伝送用光ファイバを構成する標準かされた単一モ
ード光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μ
ｍ、波長1.55μｍの光に対する損失は0.25dB/km、長さ1
50kmのパラメータを有している。

70は信号光のみを透過させるフィルタ、71は光検出器
である。また、第13図中、『×』印で示す部分は融着接
続部をそれぞれ示している。

第13図における接続形態の詳細な説明は、第10図とほ
ぼ同様のため、ここでは省略する。

本第６の実施例では、前記第３の実施例と同様に、波
長1.55μｍの半導体レーザモジュール61及び波長1.48μ
ｍの半導体レーザモジュール62a,62bと多モード光ファ
イバ63a,63b,63cの接続では、接続損失が2dB程度と極め
て小さい。

従って、光ファイバ内の光強度のレベルが高いので、
光増幅度が大きい。また、モード変換光ファイバカップ
ラ65a,65b,65cは、第７図に示したような方法にて実現
され、それぞれ波長1.55μｍ及び波長1.48μｍにおい
て、100％結合が得られるように、その延伸長が制御さ
れる。この光ファイバカップラの過剰損失は、波長1.55
μｍ及び波長1.48μｍに対しても、ほぼ0.5dB〜0.8dBで
あった。

また、モードフィールド変換光ファイバカップラ66a,
66bは、第６図に示したように、波長1.55μｍに対して1
00％結合が得られるように作製され、過剰損失0.2dBが
得られた。

波長1.55μm/1.48μｍの波長合分波光ファイバカップ
ラ67a,67bは、これまでの実施例に比べ、比屈折率の高
いΔ＝1.5％、コア径が小さい３μｍであるが、延伸長
を比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μｍの光ファイバカッ
プラの場合より長くすることによって、第14図に示すよ
うな特性を得ることができる。この波長合分波光ファイ
バカップラ67a,67bの過剰損失は0.2dB、波長1.55μm/1.
48μｍのアイソレーションは17dBであった。

また、第13図の構成では、融着接続部、即ち、接続損
失の原因となる部分が12ヶ所あり、その平均接続損失は
0.20dBであるが、半導体レーザモジュールの入力強度が
大きく、また、光増幅用光ファイバ68a,68b内の光強度
密度が６倍高いので、長さ150kmの伝送用光ファイバ69
の入力側で波長1.55μｍの光は22dBの利得を、光検出器
71側で19dBの利得という高い値を得ている。

また、当然であるが各光部品の端面反射の影響の防止
するために、接続されていない光ファイバカップラの端
面、レーザモジュールの端面、光検出器の端面は数度傾
斜されている。

（実施例７） 第15図は、本発明に係る光増幅伝送回路の第７の実施
例を示す構成図であって、伝送用半導体レーザモジュー
ルと光増幅用半導体レーザモジュールの発振波長が離れ
ている場合の構成を示している（第16図に示したブロッ
ク構成（ｈ）の具体例）。

第15図において、81は伝送用半導体レーザモジュール
で、波長1.55μｍの信号光を出射する。

82a,82bは光増幅用半導体レーザモジュールで、波長
0.98μｍの励起光を出射する。

83a,83b,83cは多モード光ファイバで、比屈折率Δ＝
1.5％、コア径15μｍのパラメータを有する。

84a,84bは単一モード光ファイバで、比屈折率Δ＝1.5
％、コア径３μｍのパラメータを有する。

85a,85bは単一モード光ファイバで、比屈折率Δ＝1.5
％、コア径２μｍのパラメータを有する。

86a,86b,86cはモード変換光ファイバカップラ、87a,7
bはモードフィールド変換光ファイバカップラ、88a,88b
は波長1.55μm/0.98μｍのモードフィールド変換機能を
有する波長合分波光ファイバカップラである。

これらの光ファイバカップラのうち、モード変換光フ
ァイバカップラ86a及び86bと波長合分波光ファイバカッ
プラ88aとから入力側の波長合波回路が構成され、モー
ド変換光ファイバカップラ86cとモードフィールド変換
光ファイバカップラ87bと波長合分波光ファイバカップ
ラ88bとから出力側の波長合波回路が構成されている。

89a,89bはEr添加の光増幅用光ファイバで、比屈折率
Δ＝1.5％、コア径３μｍ、長さ45mのパラメータを有
し、Erの添加濃度は50ppmである。

90は伝送用光ファイバを構成する標準化された単一モ
ード光ファイバで、比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μ
ｍ、波長1.55μｍの光に対する損失は0.25dB/km、長さ1
50kmのパラメータを有している。

91は信号光のみを透過させるフィルタ、92は光検出器
である。また、第15図中、『×』印で示す部分は融着接
続部をそれぞれ示している。

第15図における接続形態の詳細な説明は、第10図とほ
ぼ同様のため、ここでは省略する。

第15図の構成は第13図の構成と大差はないが、光増幅
用半導体レーザモジュール82a,82b側のモード変換光フ
ァイバカップラ86b,86cとの接続にコア径２μｍの単一
モード光ファイバが用いられたため、モードフィールド
変換の機能を有する波長分合波光ファイバカップラ88a,
88bが必要になったに過ぎない。この構成でも光増幅特
性は、第13図に示した結果とほぼ同じような値を示し
た。

なお、第16図は、第２図に示す従来例の構成並びに各
実施例の構成を等価的に示したブロック構成図である。

第16図において、（ａ）は従来の構成のブロック図、
（ｂ）〜（ｈ）が各実施例に対応した本発明の構成のブ
ロック図である。図中の記号については、LDは波長1.55
μｍの伝送用半導体レーザモジュール、PLDOは波長1.48
μｍの光増幅用半導体レーザモジュール、PLD1は波長0.
98μｍの光増幅用半導体レーザモジュール、TF0は比屈
折率Δ＝0.3％、コア径８μｍの伝送用光ファイバ、F0
は比屈折率Δ＝0.3％、コア径８μｍの単一モード光フ
ァイバ、F1は比屈折率Δ＝0.3％、コア径６μｍの単一
モード光ファイバ、F2は比屈折率Δ＝0.3％、コア径30
μｍの多モード光ファイバ、F3は比屈折率Δ＝1.5％、
コア径３μｍの単一モード光ファイバ、F4は比屈折率Δ
＝1.5％、コア径15μｍの多モード光ファイバ、F5は比
屈折率Δ＝1.5％、コア径２μｍの単一モード光ファイ
バ、AF0は比屈折率Δ＝0.3％、コア８μｍの光増幅用光
ファイバ、AF1は比屈折率Δ＝1.5％、コア３μｍの光増
幅用光ファイバ、WDM0は1.55μm/1.48μｍ用（F0用）の
波長合分波光ファイバカップラ、WDM1は1.55μm/1.48μ
ｍ用（F3用）の波長合分波光ファイバカップラ、WDM・M
FC0は1.55μm/0.98μｍ用（F0/F1→F0用）のモードフィ
ールド変換兼用波長合分波光ファイバカップラ、WDM・M
FC1は1.55μm/0.98μｍ用（F0/F3→F3用）のモードフィ
ールド変換兼用波長合分波光ファイバカップラ、WDM・M
FC2は1.55μm/0.98μｍ用（F3/F5→F3用）のモードフィ
ールド変換兼用波長合分波光ファイバカップラ、WDM・M
Cは1.55μm/0.98μｍ用（F0（単一モード）/F0（多モー
ド）→F0（単一モード）用）のモード変換兼用波長合分
波光ファイバカップラ、MC0はF2→F0用のモード変換光
ファイバカップラ、MC1はF4→F3用のモード変換光ファ
イバカップラ、MC2はF4→F5用のモード変換光ファイバ
カップラ、MFCはF0→F3/F3→F0用のモードフィールド変
換光ファイバカップラ、Ｆは伝送信号のみを通過させる
フィルタ、PDは光検出器、×は融着接続部である。

なお、上記各実施例において、適宜光アイソレータを
挿入することにより、より良好な光伝送システムを実現
できる。

また、各実施例においては、希土類元素を添加した光
増幅用光ファイバを例に説明したが、遷移金属、例えば
Ti（チタン）、Ni（ニッケル）を添加した光増幅用光フ
ァイバも適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）によれば、伝送信
号光と光増幅用光の波長が離れていても低損失な波長合
波ができるので、伝送信号光並びに光増幅用光の光増幅
用光ファイバ内の強度密度を高くできる利点がある。

また、請求項（２）によれば、上記効果に加え、半導
体レーザの光ファイバとの接続損失を小さくできる。

また、請求項（３）によれば、上記各効果に加え、半
導体レーザと光ファイバとの接続許容度の大幅に改善で
きるという利点がある。

また、請求項（４），（５），（６）または（７）に
よれば、伝送用光ファイバと光増幅用光ファイバのパラ
メータが異なっていても、低損失接続が可能で、かつ、
光増幅用光ファイバのコア径を小さくして、光増幅効率
を上げることができ、伝送信号光並びに光増幅用光の光
増幅用光ファイバ内の強度密度を高くできる利点があ
る。また光増幅率の向上に伴い、従来と同様の増幅度を
得るためのファイバ長を短くすることができる。

また、請求項（５）によれば、上記効果に加えて、光
ファイバカップラ数を減らすことが可能で、ひいては、
光伝送システムの構成の簡易化が図れる利点がある。

従って、従来必要であった光中継器が不要になり、長
距離の光伝送システムが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光増幅伝送回路の第１の実施例を
示す構成図、第２図は従来の光増幅用光ファイバを用い
た全光ファイバ伝送システムの構成図、第３図はEr添加
の光増幅用光ファイバの損失特性と蛍光特性を示す図、
第４図は本発明に係る光ファイバ化の構造図、第５図は
本発明に係る光ファイバカップラの融着・延伸部の断面
形状を示す図、第６図はモードフィールド変換機能を有
する波長合分波光ファイバカップラの波長1.55μm/0.98
μｍ合分特性図、第７図は本発明に係るモード変換光フ
ァイバカップラの作製の説明図、第８図は本発明に係る
モード変換の機能を有する波長合分波光ファイバカップ
ラの波長1.55μm/0.98μｍ合分波特性図、第９図は本発
明に係る光増幅伝送回路の第３の実施例を示す構成図、
第10図は本発明に係る光増幅伝送回路の第４の実施例を
示す構成図、第11図はモードフィールド変換光ファイバ
カップラの特性図、第12図は本発明に係る光増幅伝送回
路の第５の実施例を示す構成図、第13図は本発明に係る
光増幅伝送回路の第６の実施例を示す説明図、第14図は
本発明に係る波長1.55μm/1.48μｍの波長合分波ファイ
バカップラの波長合分波特性図、第15図は本発明に係る
光増幅伝送回路の第７図の実施例を示す構成図、第16図
は本発明に係る各実施例のブロック構成図である。 図中、1,11,21,41,51,61,81……伝送用半導体レーザモ
ジュール（波長1.55μｍ）、 2a,2b,22A,22b,42a,42b,62a,62b……光増幅用半導体レ
ーザモジュール（波長1.48μｍ）、 12a,12b,52a,52b,82a,82b……光増幅用半導体レーザモ
ジュール（波長0.98μｍ）、 5,14,30,47,58,69,90……伝送用光ファイバ（比屈折率
0.3％、コア径８μｍ）、 3,4a,4b,13,28a,28b,28c,43a,43b,43c,53……単一モー
ド光ファイバ（比屈折率0.3％、コア径８μｍ）、 15a,15b……単一モード光ファイバ（比屈折率0.3％、コ
ア径６μｍ）、 23,24a,24b……多モード光ファイバ（比屈折率0.3％、
コア径30μｍ）、 54a,54b,64a,64b,64c,64d,84a,84b……単一モード光フ
ァイバ（比屈折率1.5％、コア径３μｍ）、 63a,63b,63c,83a,83b,83c……多モード光ファイバ（比
屈折率1.5％、コア径15μｍ）、 85a,85b……単一モード光ファイバ（比屈折率1.5％、コ
ア径２μｍ）、 7a,7b,17a,17b,29a,29b……光増幅用光ファイバ（比屈
折率0.3％、コア径８μｍ）、 46a、46b,57a,57b,68a,68b,89a,89b……光増幅用光ファ
イバ（比屈折率1.5％、コア径３μｍ）、 6a,6b,27a,27b,44a,44b……波長合分波光ファイバカッ
プラ（1.55μm/1.48μm,F0用）、 67a,67b……波長合分波光ファイバカップラ（1.55μm/
1.48μm,F3用）、 16a,16b……モードフィールド変換兼用波長合分波光フ
ァイバカップラ（1.55μm/0.98μm,F0/F1→F0用）、 55a,55b……モードフィールド変換兼用波長合分波光フ
ァイバカップラ（1.55μm/0.98μm,F0/F3→F3用）、 88a,88b……モードフィールド変換兼用波長合分波光フ
ァイバカップラ（1.55μm/0.98μm,F3/F5→F3用）、 25,26a,26b……モード変換光ファイバカップラ（F2→F0
用）、 65a,65b,65c,86a……モード変換光ファイバカップラ（F
4→F3用）、 86a,86c……モード変換光ファイバカップラ（F4→F5
用）、 45a,45b,45c,56,66a,66b,87a,87b……モードフィールド
変換光ファイバカップラ（F0→F3/F3→F0用）、 8,18,31,48,59,70,91……フィルタ、 9,19,32,49,60,71,92……光検出器。

フロントページの続き (72)発明者 堀口 正治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 清水 誠 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 杉田 悦治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝送用の低損失単一モード光ファイバの両
   端に、希土類元素または遷移金属が添加されてなる光増
   幅用光ファイバをそれぞれ配置した光増幅伝送回路にお
   いて、 前記伝送用光ファイバの入力側では、該伝送用光ファイ
   バ入力端と光増幅用光ファイバの一端とを接続し、 該光増幅用光ファイバの他端には、伝送信号光と光増幅
   用光を合波するモードフィールド変換機能を有する波長
   合波光ファイバカップラからなる波長合波回路を接続
   し、 かつ、該波長合波回路に伝送信号光を出射する伝送用半
   導体レーザ及び光増幅用光を出射する光増幅用半導体レ
   ーザを接続し、 前記伝送用光ファイバの出力側では、該伝送用光ファイ
   バの出力端に該伝送用光ファイバの出力光と光増幅用光
   を合波する、モードフィールド変換機能を有する波長合
   波光ファイバカップラからなる波長合波回路とを接続
   し、 かつ、該波長合波回路に光増幅用光を出射する光増幅用
   半導体レーザを接続した ことを特徴とする光増幅伝送回路。
2. 【請求項２】前記各モードフィールド変換機能を有する
   波長合波光ファイバカップラからなる波長合波回路に代
   えて、モード変換機能を有する波長合波光ファイバカッ
   プラからなる波長合波回路を用いた請求項（１）記載の
   光増幅伝送回路。
3. 【請求項３】前記各モードフィールド変換機能を有する
   波長合波光ファイバカップラからなる波長合波回路に代
   えて、モード変換光ファイバカップラと波長合波光ファ
   イバカップラとの組合わせからなる波長合波回路を用い
   た請求項（１）記載の光増幅伝送回路。
4. 【請求項４】伝送用の低損失単一モード光ファイバの両
   端に、希土類元素または遷移金属が添加されてなる光増
   幅用光ファイバをそれぞれ配置した光増幅伝送回路にお
   いて、 前記伝送用光ファイバの入力側では、該伝送用光ファイ
   バ入力端と光増幅用光ファイバの一端とをモードフィー
   ルド変換光ファイバカップラを介して接続し、 前記光増幅用光ファイバの他端には、伝送信号光と光増
   幅用光を合波する波長合波光ファイバカップラとモード
   フィールド変換光ファイバカップラとの組合わせからな
   る波長合波回路を接続し、 かつ、該波長合波回路に伝送信号光を出射する伝送用半
   導体レーザ及び光増幅用光を出射する光増幅用半導体レ
   ーザを接続し、 前記伝送用光ファイバの出力側では、該伝送用光ファイ
   バの出力端に該伝送用光ファイバの出力光と光増幅用光
   を合波する、波長合波光ファイバカップラとモードフィ
   ールド変換光ファイバカップラとの組合わせからなる波
   長合波回路とを接続し、 かつ、該波長合波回路に光増幅用光を出射する光増幅用
   半導体レーザを接続した ことを特徴とする光増幅伝送回路。
5. 【請求項５】前記各波長合波光ファイバカップラとモー
   ドフィールド変換光ファイバカップラとの組合わせから
   なる波長合波回路に代えて、モードフィールド変換機能
   を有する波長合波光ファイバカップラからなる波長合波
   回路を用いた請求項（４）記載の光増幅伝送回路。
6. 【請求項６】前記入力側の波長合波回路として、モード
   変換光ファイバカップラと波長合波光ファイバカップラ
   との組合わせからなる波長合波回路を用いると共に、前
   記出力側の波長合波回路として、モード変換光ファイバ
   カップラとモードフィールド変換光ファイバカップラと
   波長合波光ファイバカップラとの組合わせからなる波長
   合波回路を用いた請求項（４）記載の光増幅伝送回路。
7. 【請求項７】前記入力側の波長合波回路として、モード
   変換光ファイバカップラとモードフィールド変換機能を
   有する波長合波光ファイバカップラとの組合わせからな
   る波長合波回路を用いると共に、前記出力側の波長合波
   回路として、モード変換光ファイバカップラとモードフ
   ィールド変換光ファイバカップラとモードフィールド変
   換機能を有する波長合波光ファイバカップラとの組合わ
   せからなる波長合波回路を用いた請求項（４）記載の光
   増幅伝送回路。