JP2796553B2 - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器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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- Optics & Photonics (AREA)
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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、高効率にして高増幅率の光ファイバ増幅器
に関するものである。
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）、Pr（プラ
セオジム）、Yb（イッテルビウム）等の希土類元素を添
加した単一モード光ファイバ（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光ファイバ
レーザあるいは光増幅器が、光センサや光通信の分野で
多くの利用の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。
セオジム）、Yb（イッテルビウム）等の希土類元素を添
加した単一モード光ファイバ（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光ファイバ
レーザあるいは光増幅器が、光センサや光通信の分野で
多くの利用の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。
この希土類元素添加光ファイバを用いた光ファイバ増
幅器としては、レーザ活性物質としてErを添加した石英
系光ファイバを増幅媒体として用い、半導体レーザを励
起用光源として、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,Elec
tron.Lett.,23,pp.1028−1029,1987）によって報告され
ている。
幅器としては、レーザ活性物質としてErを添加した石英
系光ファイバを増幅媒体として用い、半導体レーザを励
起用光源として、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,Elec
tron.Lett.,23,pp.1028−1029,1987）によって報告され
ている。
第４図は上述のような光ファイバ増幅器を構成した一
例であって、符号１はたとえば波長1.53μｍのレーザダ
イオードからなる信号光源、符号２は駆動信号、符号3
1、32、33はいずれも集光用レンズ、符号４は励起用光
源（波長0.808μｍ）、符号５はダイクロイックミラ
ー、符号６は単一モード光ファイバにレーザ活性物質の
希土類元素としてErを添加してなるEr添加光ファイバ、
符号７は狭帯域フィルタ、符号８は伝送用ファイバであ
る。
例であって、符号１はたとえば波長1.53μｍのレーザダ
イオードからなる信号光源、符号２は駆動信号、符号3
1、32、33はいずれも集光用レンズ、符号４は励起用光
源（波長0.808μｍ）、符号５はダイクロイックミラ
ー、符号６は単一モード光ファイバにレーザ活性物質の
希土類元素としてErを添加してなるEr添加光ファイバ、
符号７は狭帯域フィルタ、符号８は伝送用ファイバであ
る。
この光ファイバ増幅器を動作するには、まず励起用光
源４を点灯し、ここから出射された励起光を集光用レン
ズ32、33およびダイクロイックミラー５を介してEr添加
光ファイバ６に入射せしめ、このEr添加光ファイバ６に
レーザ活性物質として添加されたErを励起し反転分布状
態を作る。ついで、駆動信号２により信号光源１を駆動
し、信号光源１より出射された信号光を集光用レンズ3
1、33を介してEr添加光ファイバ６に入射せしめる。こ
の信号光はEr添加光ファイバ６を伝播する際に、励起光
を吸収して励起状態にあるErによって増幅され、狭帯域
フィルタ７を介して伝送用ファイバ８に結合される。こ
の際に信号光は数dB増幅されることとなる。
源４を点灯し、ここから出射された励起光を集光用レン
ズ32、33およびダイクロイックミラー５を介してEr添加
光ファイバ６に入射せしめ、このEr添加光ファイバ６に
レーザ活性物質として添加されたErを励起し反転分布状
態を作る。ついで、駆動信号２により信号光源１を駆動
し、信号光源１より出射された信号光を集光用レンズ3
1、33を介してEr添加光ファイバ６に入射せしめる。こ
の信号光はEr添加光ファイバ６を伝播する際に、励起光
を吸収して励起状態にあるErによって増幅され、狭帯域
フィルタ７を介して伝送用ファイバ８に結合される。こ
の際に信号光は数dB増幅されることとなる。
ところでEr添加光ファイバを増幅媒体とする光ファイ
バ増幅器においては、従来から第１表に示したような励
起波長帯が提案されているとともに、様々な実験が報告
されている。
バ増幅器においては、従来から第１表に示したような励
起波長帯が提案されているとともに、様々な実験が報告
されている。
これらの波長帯の中で、小形かつ高出力で実用性の高
いレーザダイオードを適用できるものとしては、0.807
μｍ、0.980μｍ、1.47〜1.49μｍ帯があげられる。
いレーザダイオードを適用できるものとしては、0.807
μｍ、0.980μｍ、1.47〜1.49μｍ帯があげられる。
しかし上記励起波長帯のうち、0.807μｍ帯について
は、効率を劣化させる吸収損失（ESA;Ｅxcited Ｓtate
Ａbsorption）があることが知られており、高効率な光
増幅器への適用はできない。また0.98μｍ帯および1.47
〜1.49μｍ帯には、ESAは無いと考えられており、高出
力のレーザダイオードも実現可能な波長帯であることか
ら、光ファイバ増幅器の励起波長帯として注目されてい
る。
は、効率を劣化させる吸収損失（ESA;Ｅxcited Ｓtate
Ａbsorption）があることが知られており、高効率な光
増幅器への適用はできない。また0.98μｍ帯および1.47
〜1.49μｍ帯には、ESAは無いと考えられており、高出
力のレーザダイオードも実現可能な波長帯であることか
ら、光ファイバ増幅器の励起波長帯として注目されてい
る。
しかるに上記両励起波長帯はともに、増幅波長帯の1.
55μｍ帯における損失よりも小さな吸収値しか有してい
ないため、効率よくErを励起するためにファイバ長を長
くとろうとすると、1.55μｍ帯の損失のために増幅器の
損失が大きくなってしまう欠点があった。
55μｍ帯における損失よりも小さな吸収値しか有してい
ないため、効率よくErを励起するためにファイバ長を長
くとろうとすると、1.55μｍ帯の損失のために増幅器の
損失が大きくなってしまう欠点があった。
よって第４図に示した構造の従来の光ファイバ増幅器
にあっては、励起波長帯の吸収よりも、増幅波長帯の損
失の方が大きいため、効率が悪く、高性能な光ファイバ
増幅器を実現できないという問題があった。
にあっては、励起波長帯の吸収よりも、増幅波長帯の損
失の方が大きいため、効率が悪く、高性能な光ファイバ
増幅器を実現できないという問題があった。
本発明はかかる従来の問題点を解決し、光増幅器の増
幅率を大幅に向上させた高性能の光ファイバ増幅器を提
供するものである。
幅率を大幅に向上させた高性能の光ファイバ増幅器を提
供するものである。
本発明の請求項１記載の光ファイバ増幅器は、エルビ
ウムをレーザ活性物質として添加した単一モード光ファ
イバからなる増幅媒体と、該レーザ活性物質を励起する
ための励起用光源と、該励起用光源からの励起光と信号
光とを結合する光学系と、光アイソレータとからなる光
ファイバ増幅器であって、上記励起用光源の中心波長が
1.530〜1.540μｍにあることを解決手段とし、さらに本
発明の請求項２記載の光ファイバ増幅器は、増幅媒体に
冷却装置を付加してなることを解決手段とした。
ウムをレーザ活性物質として添加した単一モード光ファ
イバからなる増幅媒体と、該レーザ活性物質を励起する
ための励起用光源と、該励起用光源からの励起光と信号
光とを結合する光学系と、光アイソレータとからなる光
ファイバ増幅器であって、上記励起用光源の中心波長が
1.530〜1.540μｍにあることを解決手段とし、さらに本
発明の請求項２記載の光ファイバ増幅器は、増幅媒体に
冷却装置を付加してなることを解決手段とした。
吸収帯（励起帯）の吸収が大きければ大きい程、増幅
媒体としてのEr添加光ファイバの長さは短尺で良いこと
になり、その結果として、増幅波長帯（1.55μｍ帯）で
の損失は少なくてすみ、より効率的な光増幅器の構成が
可能となる。
媒体としてのEr添加光ファイバの長さは短尺で良いこと
になり、その結果として、増幅波長帯（1.55μｍ帯）で
の損失は少なくてすみ、より効率的な光増幅器の構成が
可能となる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、三準位系増幅媒体の特徴である特性に着眼
し、従来は有力な増幅波長帯のひとつの領域としてしか
考えられていなかった1.535μｍ帯を、逆に励起波長帯
として位置づけ、極めて高効率な光ファイバ増幅器を提
供するものである。
し、従来は有力な増幅波長帯のひとつの領域としてしか
考えられていなかった1.535μｍ帯を、逆に励起波長帯
として位置づけ、極めて高効率な光ファイバ増幅器を提
供するものである。
第３図は、Erを約470ppm含有する単一モード光ファイ
バの吸収損失を示すスペクトラムであり、これらより第
２表の特性値を得る。
バの吸収損失を示すスペクトラムであり、これらより第
２表の特性値を得る。
上記第２表の様に、1.53〜1.54μｍの波長帯は、増幅
波長帯である1.55μｍの波長帯より吸収が大きく、かつ
励起波長帯と増幅波長帯とが近接するため効率的な励起
が実現できる。例えばErの添加濃度が一定である（50pp
m）Er添加光ファイバの長さを変化させたときの増幅波
長帯である1.55μｍ帯の損失は、励起波長帯の全吸収を
15dBとした場合、第３表のよう計算される。
波長帯である1.55μｍの波長帯より吸収が大きく、かつ
励起波長帯と増幅波長帯とが近接するため効率的な励起
が実現できる。例えばErの添加濃度が一定である（50pp
m）Er添加光ファイバの長さを変化させたときの増幅波
長帯である1.55μｍ帯の損失は、励起波長帯の全吸収を
15dBとした場合、第３表のよう計算される。
第３表の計算結果が示すように、励起波長帯が1.535
μｍ帯の場合、光増幅媒体であるEr添加光ファイバ長を
最も短くすることができる。この結果、増幅波長帯であ
る1.55μｍ帯での損失は最も小さくなり、最も高効率の
増幅が期待できる。
μｍ帯の場合、光増幅媒体であるEr添加光ファイバ長を
最も短くすることができる。この結果、増幅波長帯であ
る1.55μｍ帯での損失は最も小さくなり、最も高効率の
増幅が期待できる。
さらに本出願人らは、Er添加光ファイバを冷却した
際、励起波長帯である1.535μｍ帯の吸収が著しく増加
するとともに、増幅波長帯である1.55μｍ帯の損失が低
下する現象を見い出した。1.55μｍ帯の損失が低下する
のは、冷却によって準四準位系の増幅系が構成されるた
めと考えられる。
際、励起波長帯である1.535μｍ帯の吸収が著しく増加
するとともに、増幅波長帯である1.55μｍ帯の損失が低
下する現象を見い出した。1.55μｍ帯の損失が低下する
のは、冷却によって準四準位系の増幅系が構成されるた
めと考えられる。
こうした特性は、これまでの説明でもわかるように、
1.55μｍ帯の増幅には極めて好都合である。すなわち1.
535μｍで励起を行なう際には、Er添加光ファイバを短
尺化できるため、1.55μｍ帯での損失は大幅に低減化さ
れ、増幅特性は向上する。
1.55μｍ帯の増幅には極めて好都合である。すなわち1.
535μｍで励起を行なう際には、Er添加光ファイバを短
尺化できるため、1.55μｍ帯での損失は大幅に低減化さ
れ、増幅特性は向上する。
以上概説したように、本発明の光ファイバ増幅器にお
いては、Erの３準位系増幅機構の欠点であるところの増
幅波長帯での損失の問題を大幅に軽減するために、従来
は励起波長帯として位置付けされていなかった1.535μ
ｍ帯を励起波長帯として利用することに着目したもので
ある。1.535μｍ帯は、実用的レーザダイオードで励起
できる波長帯としては、Er添加光ファイバの吸収スペク
トラムの中で最も吸収が大きい。
いては、Erの３準位系増幅機構の欠点であるところの増
幅波長帯での損失の問題を大幅に軽減するために、従来
は励起波長帯として位置付けされていなかった1.535μ
ｍ帯を励起波長帯として利用することに着目したもので
ある。1.535μｍ帯は、実用的レーザダイオードで励起
できる波長帯としては、Er添加光ファイバの吸収スペク
トラムの中で最も吸収が大きい。
さらに本出願者らは第３図に示したように、Er添加光
ファイバを冷却することによって、例えば光ファイバへ
のErの添加量が470ppmの場合、励起波長の1.535μｍ帯
の吸収を5dB/m以上大きくでき、逆に増幅波長の1.55μ
ｍ帯では損失を2dB/m以上小さくできることを見い出し
た。
ファイバを冷却することによって、例えば光ファイバへ
のErの添加量が470ppmの場合、励起波長の1.535μｍ帯
の吸収を5dB/m以上大きくでき、逆に増幅波長の1.55μ
ｍ帯では損失を2dB/m以上小さくできることを見い出し
た。
この結果、著しく増幅特性を改善した光ファイバ増幅
器の提供を可能にしたもので、以下実施例によって詳細
に説明する。
器の提供を可能にしたもので、以下実施例によって詳細
に説明する。
（実施例１） 第１図は、本発明の請求項１記載の光ファイバ増幅器
の一実施例の構成図であって、符号１は波長1.552μｍ
のInGaAsP系分布フィードバック形レーザからなる信号
光源、符号２は信号光源１の駆動信号、符号31、32、3
3、34はいずれも集光用レンズ、符号41、42はともに出
射波長1.537μｍのInGaAsP系レーザダイオードからなる
励起用光源、符号５はダイクロイックミラー（波長1.55
2μｍで透過、波長1.537μｍで反射）、符号６はレーザ
活性物質としてErを単一モード光ファイバに添加してな
るEr添加光ファイバ（Er添加濃度65ppm、長さ30m）、符
号７は波長1.552μｍ帯狭帯域フィルタ（波長幅4nm）、
符号８は伝送用ファイバ、符号９は偏波ビームスプリッ
タ（PBS;波長1.537μｍ）、符号10は５゜の斜め研磨を
ほどこした光ファイバコネクタ、符号11は偏波無依存形
の光アイソレータ、符号12はスペクトラムアナライザ、
符号13は光パワーメータである。
の一実施例の構成図であって、符号１は波長1.552μｍ
のInGaAsP系分布フィードバック形レーザからなる信号
光源、符号２は信号光源１の駆動信号、符号31、32、3
3、34はいずれも集光用レンズ、符号41、42はともに出
射波長1.537μｍのInGaAsP系レーザダイオードからなる
励起用光源、符号５はダイクロイックミラー（波長1.55
2μｍで透過、波長1.537μｍで反射）、符号６はレーザ
活性物質としてErを単一モード光ファイバに添加してな
るEr添加光ファイバ（Er添加濃度65ppm、長さ30m）、符
号７は波長1.552μｍ帯狭帯域フィルタ（波長幅4nm）、
符号８は伝送用ファイバ、符号９は偏波ビームスプリッ
タ（PBS;波長1.537μｍ）、符号10は５゜の斜め研磨を
ほどこした光ファイバコネクタ、符号11は偏波無依存形
の光アイソレータ、符号12はスペクトラムアナライザ、
符号13は光パワーメータである。
このような構成の光ファイバ増幅器を動作するには、
先ず励起用光源41、42を点灯し、集光用レンズ33、34お
よび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に励起光を入射させる。
ここに励起用光源41、42のそれぞれの出力は80mWおよび
86mWであり、偏波ビームスプリッタ９で偏波合成後、Er
添加光ファイバ６へ結合した光の出力は78mWであった。
先ず励起用光源41、42を点灯し、集光用レンズ33、34お
よび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に励起光を入射させる。
ここに励起用光源41、42のそれぞれの出力は80mWおよび
86mWであり、偏波ビームスプリッタ９で偏波合成後、Er
添加光ファイバ６へ結合した光の出力は78mWであった。
ついで、信号光源１を駆動信号２により点灯し、集光
用レンズ31、32およびダイクロイックミラー５を介して
Er添加光ファイバ６に入射する。ここに信号光源１のEr
添加光ファイバ６への入射光電力は−46dBmであった。
用レンズ31、32およびダイクロイックミラー５を介して
Er添加光ファイバ６に入射する。ここに信号光源１のEr
添加光ファイバ６への入射光電力は−46dBmであった。
ここで、Er添加光ファイバ６にレーザ活性物質として
添加されたErは、波長1.537μｍの励起光により励起さ
れ、波長1.552μｍの信号光はEr添加光ファイバ６内で
進行波増幅される。この増幅された信号光を、光アイソ
レータ11および1.552μｍ帯の狭帯域フィルタ７を介し
て、光スペクトラムアナライザ12および光パワーメータ
13を用いて測定した。
添加されたErは、波長1.537μｍの励起光により励起さ
れ、波長1.552μｍの信号光はEr添加光ファイバ６内で
進行波増幅される。この増幅された信号光を、光アイソ
レータ11および1.552μｍ帯の狭帯域フィルタ７を介し
て、光スペクトラムアナライザ12および光パワーメータ
13を用いて測定した。
その結果、得られた増幅度は38dBであった。
（比較例１） 第１図と基本的に同様の光学系にて、励起用光源41、
42から出射する励起光の波長を1.48μｍとし、Er添加光
ファイバ６への入射光電力を上記実験と同一の78mWで光
増幅実験を行なったところ、得られた増幅度は、14dBに
とどまった。これは、励起光波長が1.48μｍでは、吸収
能が実施例１で用いた波長1.537μｍの励起光より小さ
いため、Er添加光ファイバ６の長さが30mでは励起が不
十分となり、増幅度を高く取れないことに起因する。
42から出射する励起光の波長を1.48μｍとし、Er添加光
ファイバ６への入射光電力を上記実験と同一の78mWで光
増幅実験を行なったところ、得られた増幅度は、14dBに
とどまった。これは、励起光波長が1.48μｍでは、吸収
能が実施例１で用いた波長1.537μｍの励起光より小さ
いため、Er添加光ファイバ６の長さが30mでは励起が不
十分となり、増幅度を高く取れないことに起因する。
そこでEr添加光ファイバ６の長さを順次、最大105mま
で延ばして、同様の実験を試みたが、得られた増幅度は
27dBにとどまった。これは光ファイバの長尺化により増
幅度は高まったものの、1.552μｍでの光ファイバの損
失が増加した結果、上記本発明の増幅器の増幅度を大き
く下まわったものである。
で延ばして、同様の実験を試みたが、得られた増幅度は
27dBにとどまった。これは光ファイバの長尺化により増
幅度は高まったものの、1.552μｍでの光ファイバの損
失が増加した結果、上記本発明の増幅器の増幅度を大き
く下まわったものである。
（実施例２） 第２図は、本発明の請求項２記載の光ファイバ増幅器
の一実施例の構成図であって、基本的な光学系は、第１
図に示したものと同様である。第２図に示した光ファイ
バ増幅器が第１図に示したものと異なる点は、Er添加光
ファイバ６に冷却装置14を付与したとともに、Er添加光
ファイバ６の２次被覆材料として、低温の冷却に耐える
ように線膨張率６×10-6℃-1の液晶高分子材料（LCP）
を使用した点である。光ファイバへのErの添加濃度は47
0ppm、ファイバ長は3mである。また符号15は恒温槽容
器、符号16は恒温槽容器15内に満たされた液体窒素であ
り、これらによって冷却装置14が構成されている。なお
本実施例では、冷却装置14として液体窒素15が満たされ
た恒温槽容器16を用い、この冷却装置14内にEr添加光フ
ァイバ６を浸漬するようにしたが、本発明の冷却装置14
はこの例に限定されるものではなく、たとえば恒温槽容
器16のかわりに管体を用い、この管体中に液体窒素15を
流動せしめるようにしたものなどを用いることもでき
る。また、本実施例ではEr添加光ファイバ６を液体窒素
温度にまで冷却したが、本発明におけるEr添加光ファイ
バ６の冷却温度は、励起波長帯の吸収を増加させるとと
もに増幅波長帯の損失を減少させることが可能な温度で
あれば特に限定されるものではない。また符号８はEr添
加光ファイバ６と同様に液晶高分子材料に被覆され、か
つErを含まない単一モード光ファイバからなる伝送用フ
ァイバである。
の一実施例の構成図であって、基本的な光学系は、第１
図に示したものと同様である。第２図に示した光ファイ
バ増幅器が第１図に示したものと異なる点は、Er添加光
ファイバ６に冷却装置14を付与したとともに、Er添加光
ファイバ６の２次被覆材料として、低温の冷却に耐える
ように線膨張率６×10-6℃-1の液晶高分子材料（LCP）
を使用した点である。光ファイバへのErの添加濃度は47
0ppm、ファイバ長は3mである。また符号15は恒温槽容
器、符号16は恒温槽容器15内に満たされた液体窒素であ
り、これらによって冷却装置14が構成されている。なお
本実施例では、冷却装置14として液体窒素15が満たされ
た恒温槽容器16を用い、この冷却装置14内にEr添加光フ
ァイバ６を浸漬するようにしたが、本発明の冷却装置14
はこの例に限定されるものではなく、たとえば恒温槽容
器16のかわりに管体を用い、この管体中に液体窒素15を
流動せしめるようにしたものなどを用いることもでき
る。また、本実施例ではEr添加光ファイバ６を液体窒素
温度にまで冷却したが、本発明におけるEr添加光ファイ
バ６の冷却温度は、励起波長帯の吸収を増加させるとと
もに増幅波長帯の損失を減少させることが可能な温度で
あれば特に限定されるものではない。また符号８はEr添
加光ファイバ６と同様に液晶高分子材料に被覆され、か
つErを含まない単一モード光ファイバからなる伝送用フ
ァイバである。
第２図に示した光ファイバ増幅器を動作するには、先
ず、液体窒素16を恒温槽容器15に満たし、Er添加光ファ
イバ６を77Kにまで冷却する。ついでEr添加光ファイバ
６に、第１の実施例と同様に65mWの励起光（λ＝1.537
μｍ）と、−46dBmの信号光とを入射せしめ、Er添加光
ファイバ６内にて進行波増幅させる。この出力光を実施
例１と同様にアイソレータ11、狭帯域フィルター７を介
して、光スペクトラムアナライザ12および光パワーメー
タ13を用いて測定した。その結果、増幅度として29dBを
得た。
ず、液体窒素16を恒温槽容器15に満たし、Er添加光ファ
イバ６を77Kにまで冷却する。ついでEr添加光ファイバ
６に、第１の実施例と同様に65mWの励起光（λ＝1.537
μｍ）と、−46dBmの信号光とを入射せしめ、Er添加光
ファイバ６内にて進行波増幅させる。この出力光を実施
例１と同様にアイソレータ11、狭帯域フィルター７を介
して、光スペクトラムアナライザ12および光パワーメー
タ13を用いて測定した。その結果、増幅度として29dBを
得た。
（比較例２） 第２図と基本的に同様の光学系で、励起用光源41、42
から出射される励起光の波長を、ともに1.48μｍとし、
Er添加光ファイバ６への入射光電力を上記実施例２と同
一の65mWで光増幅実験を行なったところ、得られた増幅
度は、6dBにとどまった。この主要因は励起光の波長が
1.48μｍであると、光吸収能が低く、Er添加光ファイバ
６の長さが3mでは励起が不十分となり、高い増幅度を得
られないためである。
から出射される励起光の波長を、ともに1.48μｍとし、
Er添加光ファイバ６への入射光電力を上記実施例２と同
一の65mWで光増幅実験を行なったところ、得られた増幅
度は、6dBにとどまった。この主要因は励起光の波長が
1.48μｍであると、光吸収能が低く、Er添加光ファイバ
６の長さが3mでは励起が不十分となり、高い増幅度を得
られないためである。
そこでファイバ長を順次25mまで延ばして同様の実験
を試みたが、得られた増幅度は18dBにとどまった。
を試みたが、得られた増幅度は18dBにとどまった。
以上説明したように、本発明の請求項１記載の光ファ
イバ増幅器によれば、レーザダイオードの発振波長帯で
ある0.8〜1.6μｍ帯の中で、最も吸収能の大きな1.535
μｍ帯（1.530〜1.546μｍ）をEr添加光ファイバの励起
波長として使用しているため、最も短尺でEr添加光ファ
イバに励起光を吸収せしめることができるばかりでな
く、その短尺化によって、増幅波長帯（1.54〜1.58μ
ｍ）における損失を小さくできるため、小型で高効率の
光ファイバ増幅器を提供できる利点がある。
イバ増幅器によれば、レーザダイオードの発振波長帯で
ある0.8〜1.6μｍ帯の中で、最も吸収能の大きな1.535
μｍ帯（1.530〜1.546μｍ）をEr添加光ファイバの励起
波長として使用しているため、最も短尺でEr添加光ファ
イバに励起光を吸収せしめることができるばかりでな
く、その短尺化によって、増幅波長帯（1.54〜1.58μ
ｍ）における損失を小さくできるため、小型で高効率の
光ファイバ増幅器を提供できる利点がある。
さらに、本発明の請求項２記載の光ファイバ増幅器に
よれば、Er添加光ファイバを冷却することにより上記効
果をさらに高めることができる利点がある。
よれば、Er添加光ファイバを冷却することにより上記効
果をさらに高めることができる利点がある。
第１図は本発明の請求項１記載の光ファイバ増幅器の一
実施例の概略構成図、第２図は本発明の請求項２記載の
光ファイバ増幅器の一実施例の概略構成図、第３図はEr
添加光ファイバの冷却前後の損失特性を示したスペクト
ラム、第４図は従来の光ファイバ増幅器の概略構成図で
ある。 １……信号光源、 31、32、33、34……集光用レンズ、 41、42……励起用光源、 ５……ダイクロイックミラー、 ６……Er添加光ファイバ、 10……光アイソレータ、 14……冷却装置。
実施例の概略構成図、第２図は本発明の請求項２記載の
光ファイバ増幅器の一実施例の概略構成図、第３図はEr
添加光ファイバの冷却前後の損失特性を示したスペクト
ラム、第４図は従来の光ファイバ増幅器の概略構成図で
ある。 １……信号光源、 31、32、33、34……集光用レンズ、 41、42……励起用光源、 ５……ダイクロイックミラー、 ６……Er添加光ファイバ、 10……光アイソレータ、 14……冷却装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平２−157829（ＪＰ，Ａ) Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ Ｎｏ．113 ＰＰ. 75−82 （1989／４／５) Ｐｒｏｃ．14ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ＯＰＴ ＩＣＡＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ Ｎｏ．292，Ｐｔ．２，ＰＰ．25−28 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 ＪＩＣＳＴ
Claims (2)
- 【請求項１】エルビウムをレーザ活性物質として添加し
た単一モード光ファイバからなる増幅媒体と、該レーザ
活性物質を励起するための励起用光源と、該励起用光源
からの励起光と信号光とを結合する光学系と、光アイソ
レータとからなる光ファイバ増幅器であって、 上記励起用光源の中心波長が1.530〜1.540μｍにあるこ
とを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】増幅媒体に冷却装置を付加してなることを
特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21238589A JP2796553B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21238589A JP2796553B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375732A JPH0375732A (ja) | 1991-03-29 |
| JP2796553B2 true JP2796553B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=16621707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21238589A Expired - Lifetime JP2796553B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2796553B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04364790A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | ファイバ形光増幅器 |
| JP2925371B2 (ja) * | 1991-08-06 | 1999-07-28 | 三菱電機株式会社 | ファイバ形光増幅器 |
| KR100326119B1 (ko) * | 1999-06-23 | 2002-03-07 | 윤종용 | 씨드-빔을 이용한 엘-밴드 광섬유 증폭기 |
| JP2001274494A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光増幅装置 |
| JP4655353B2 (ja) * | 2000-11-15 | 2011-03-23 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅用ファイバ、光ファイバ増幅器および光通信システム |
| JP2018098307A (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザ装置 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21238589A patent/JP2796553B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ Ｎｏ．１１３ ＰＰ．７５−８２ （１９８９／４／５） |
| Ｐｒｏｃ．１４ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ Ｎｏ．２９２，Ｐｔ．２，ＰＰ．２５−２８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0375732A (ja) | 1991-03-29 |
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