JP2836359B2 - 光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法 - Google Patents
光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法Info
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- JP2836359B2 JP2836359B2 JP4088946A JP8894692A JP2836359B2 JP 2836359 B2 JP2836359 B2 JP 2836359B2 JP 4088946 A JP4088946 A JP 4088946A JP 8894692 A JP8894692 A JP 8894692A JP 2836359 B2 JP2836359 B2 JP 2836359B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｅｒ，Ｎｄなどの希土
類元素を添加した光ファイバへの励起光用の光源を非常
時に備えてパックアップする方法に係り、特に励起光を
前方側か後方側のどちらからでも切換えて励起すること
ができる光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法
に関するものである。
類元素を添加した光ファイバへの励起光用の光源を非常
時に備えてパックアップする方法に係り、特に励起光を
前方側か後方側のどちらからでも切換えて励起すること
ができる光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にＥｒ（エル
ビウム），Ｎｄ（ネオジム），Ｐｒ（プラセオジム）な
どの希土類元素を添加し、その光ファイバに、添加した
希土類元素に固有の吸収特性をもつ励起光を励起するこ
とによって、信号光を増幅する光ファイバ増幅器の研究
開発が活発化してきた。
ビウム），Ｎｄ（ネオジム），Ｐｒ（プラセオジム）な
どの希土類元素を添加し、その光ファイバに、添加した
希土類元素に固有の吸収特性をもつ励起光を励起するこ
とによって、信号光を増幅する光ファイバ増幅器の研究
開発が活発化してきた。
【０００３】図５は、従来の光ファイバ増幅器の構成例
を示したものである。
を示したものである。
【０００４】これは、波長１．５μｍ帯の信号光を矢印
５０，５１に示すようにＥｒを添加した光ファイバ５３
のコア内を伝搬させると共に、その途中から光方向性結
合器５４を介して波長１．４７μｍ（あるいは０．９８
μｍ）の励起用半導体レーザ５５を駆動回路５６で駆動
して、その励起光も光ファイバ５３に伝搬させることに
より、反転分布状態を実現し、それにより上記信号光を
数百倍から１万倍程度に増幅する作用をもったものであ
る。出力側の光フィルタは増幅された信号光の中に含ま
れる励起用半導体レーザの光を除去するための機能をも
ったものである。
５０，５１に示すようにＥｒを添加した光ファイバ５３
のコア内を伝搬させると共に、その途中から光方向性結
合器５４を介して波長１．４７μｍ（あるいは０．９８
μｍ）の励起用半導体レーザ５５を駆動回路５６で駆動
して、その励起光も光ファイバ５３に伝搬させることに
より、反転分布状態を実現し、それにより上記信号光を
数百倍から１万倍程度に増幅する作用をもったものであ
る。出力側の光フィルタは増幅された信号光の中に含ま
れる励起用半導体レーザの光を除去するための機能をも
ったものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバ増幅器には次のような解決しなければならな
い課題が残されている。
光ファイバ増幅器には次のような解決しなければならな
い課題が残されている。
【０００６】(1) 現状の励起用半導体レーザの寿命は非
常に短い。そのため長期的に所望の利得をもった光ファ
イバ増幅器として使えない。
常に短い。そのため長期的に所望の利得をもった光ファ
イバ増幅器として使えない。
【０００７】(2) 光ファイバ増幅器は、ブースターアン
プ用，プリアンプ用，中継器用など種々の応用が考えら
れるが、現状の光ファイバ増幅器は上記種々の応用に対
して汎用性がなく、それぞれ異なった構成法となる。そ
のため量産による低コスト化が難しい。
プ用，プリアンプ用，中継器用など種々の応用が考えら
れるが、現状の光ファイバ増幅器は上記種々の応用に対
して汎用性がなく、それぞれ異なった構成法となる。そ
のため量産による低コスト化が難しい。
【０００８】(3) 非常時に備えての最適なバックアップ
方式が見出されていない。
方式が見出されていない。
【０００９】そこで、本発明の目的は、前記した従来技
術の欠点を解消し、非常時に備えての励起光源の最適な
バックアップ方式を提供することと、種々の応用に対し
て汎用性をもたせた方式を提供することにある。
術の欠点を解消し、非常時に備えての励起光源の最適な
バックアップ方式を提供することと、種々の応用に対し
て汎用性をもたせた方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、信号光
を伝搬する希土類元素添加光ファイバの前後に励起光を
結合・分離するリング共振器を接続し、その２つのリン
グ共振器に、励起光を入射して希土類元素添加光ファイ
バに伝搬する励起用半導体レーザをそれぞれ接続すると
共に励起用半導体レーザのいずれかを切換えスイッチを
介して駆動する駆動回路を設け、上記リング共振器に励
起光の一部を検出するモニタ用受光回路をそれぞれ接続
し、上記モニタ用受光回路の出力を比較回路に入力し、
出力を基準電圧と比較し、該比較回路の出力で、いずれ
かの励起用半導体レーザを駆動すべく切換えスイッチを
制御するようにしたことにある。
を伝搬する希土類元素添加光ファイバの前後に励起光を
結合・分離するリング共振器を接続し、その２つのリン
グ共振器に、励起光を入射して希土類元素添加光ファイ
バに伝搬する励起用半導体レーザをそれぞれ接続すると
共に励起用半導体レーザのいずれかを切換えスイッチを
介して駆動する駆動回路を設け、上記リング共振器に励
起光の一部を検出するモニタ用受光回路をそれぞれ接続
し、上記モニタ用受光回路の出力を比較回路に入力し、
出力を基準電圧と比較し、該比較回路の出力で、いずれ
かの励起用半導体レーザを駆動すべく切換えスイッチを
制御するようにしたことにある。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、切換えスイッチによりいず
れかの励起用半導体レーザを駆動し、モニタ用受光回路
でモニタ信号の低下を生じたときには比較回路の出力で
切換えスイッチを他方に切換えて他方の駆動していない
励起用半導体レーザを駆動することで的確なバックアッ
プが行える。
れかの励起用半導体レーザを駆動し、モニタ用受光回路
でモニタ信号の低下を生じたときには比較回路の出力で
切換えスイッチを他方に切換えて他方の駆動していない
励起用半導体レーザを駆動することで的確なバックアッ
プが行える。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１３】図１は第１参考例を示すものである。
【００１４】図１においては、希土類元素としてＥｒを
添加した光ファイバ１が用いられ、この光ファイバ１の
両端に希土類元素を添加しない光ファイバ１４ａ，１４
ｂが接続され、これら光ファイバ１４ａ，１４ｂ内に信
号光（波長１．５μｍ帯）が矢印Ａ１からＡ２のごとく
伝送されている。
添加した光ファイバ１が用いられ、この光ファイバ１の
両端に希土類元素を添加しない光ファイバ１４ａ，１４
ｂが接続され、これら光ファイバ１４ａ，１４ｂ内に信
号光（波長１．５μｍ帯）が矢印Ａ１からＡ２のごとく
伝送されている。
【００１５】光ファイバ１４ａ，１４ｂの途中にはＥｒ
添加光ファイバ１内に励起光（波長１．４８μｍ帯，あ
るいは０．９８μｍ帯，さらには０．８μｍ帯のいずれ
かの波長）を結合して伝搬させ、かつ分離して取り除く
ための励起光結合・分離用光方向性結合器８ａ，８ｂが
設けられている。これらの光方向性結合器８ａ，８ｂ
は、信号光はそのまま通過させ、励起光を選択的に分波
する波長特性をもった分波器として構成されている。従
って、励起光用半導体レーザ３ａ，３ｂ（波長１．４８
μｍ帯，０．９８μｍ帯，０．８μｍ帯のいずれかの光
源）からの励起光は光方向性結合器８ａ（８ｂ）を介し
てＥｒ添加光ファイバ１内に送り込まれ、出力側にもれ
た励起光は光方向性結合器８ｂ（８ｂ）により分離させ
ることができる。
添加光ファイバ１内に励起光（波長１．４８μｍ帯，あ
るいは０．９８μｍ帯，さらには０．８μｍ帯のいずれ
かの波長）を結合して伝搬させ、かつ分離して取り除く
ための励起光結合・分離用光方向性結合器８ａ，８ｂが
設けられている。これらの光方向性結合器８ａ，８ｂ
は、信号光はそのまま通過させ、励起光を選択的に分波
する波長特性をもった分波器として構成されている。従
って、励起光用半導体レーザ３ａ，３ｂ（波長１．４８
μｍ帯，０．９８μｍ帯，０．８μｍ帯のいずれかの光
源）からの励起光は光方向性結合器８ａ（８ｂ）を介し
てＥｒ添加光ファイバ１内に送り込まれ、出力側にもれ
た励起光は光方向性結合器８ｂ（８ｂ）により分離させ
ることができる。
【００１６】比較回路６ａ（あるいは６ｂ）は、基準電
圧１１とモニタ用受光回路５ａ（あるいは５ｂ）の出力
電圧と比較し、その大小関係によってデイジタル出力
『１』あるいは『０』信号を出力する回路である。また
比較回路６ｃは、比較回路６ａ，６ｂの出力を比較し、
出力にデイジタル信号を出し、切り替えスイッチ７をＡ
側あるいはＢ側に切換え動作を行なわせる。
圧１１とモニタ用受光回路５ａ（あるいは５ｂ）の出力
電圧と比較し、その大小関係によってデイジタル出力
『１』あるいは『０』信号を出力する回路である。また
比較回路６ｃは、比較回路６ａ，６ｂの出力を比較し、
出力にデイジタル信号を出し、切り替えスイッチ７をＡ
側あるいはＢ側に切換え動作を行なわせる。
【００１７】駆動回路４は励起用半導体レーザ３ａ，３
ｂを駆動するための回路である。例えば、切換えスイッ
チ７を先ずＡ側に設定し、励起用半導体３ａを駆動回路
４によって駆動する。励起用半導体レーザ３ａが正常に
動作している間はモニタ用受光回路５ａには励起光の一
部が入力され、その出力端に信号が出力され、比較回路
６ａ出力は『１』の状態が保たれる。他方、比較回路６
ｂの方はモニタ用受光回路５ｂの入力には信号が入って
こないので『０』の状態にある。そして比較回路６ｃの
出力には切換えスイッチ７をＡ側に保持するデイジタル
信号が出力され続ける。ここで励起用半導体レーザ３ａ
が寿命劣化、予期せぬトラブル発生、などによって発光
出力が低減あるいは無状態になった場合にはモニタ用受
光回路５ａの出力が基準電圧１１に比して小さくなり、
比較回路６ａの出力は『０』状態になる。その結果、比
較回路６ｃの出力も『０』状態になり、切換えスイッチ
７はＡ側からＢ側に切換えられる。そして励起用半導体
レーザ３ｂが駆動回路４によって駆動されるようにな
り、励起用半導体レーザ３ａのバックアップが行われ
る。
ｂを駆動するための回路である。例えば、切換えスイッ
チ７を先ずＡ側に設定し、励起用半導体３ａを駆動回路
４によって駆動する。励起用半導体レーザ３ａが正常に
動作している間はモニタ用受光回路５ａには励起光の一
部が入力され、その出力端に信号が出力され、比較回路
６ａ出力は『１』の状態が保たれる。他方、比較回路６
ｂの方はモニタ用受光回路５ｂの入力には信号が入って
こないので『０』の状態にある。そして比較回路６ｃの
出力には切換えスイッチ７をＡ側に保持するデイジタル
信号が出力され続ける。ここで励起用半導体レーザ３ａ
が寿命劣化、予期せぬトラブル発生、などによって発光
出力が低減あるいは無状態になった場合にはモニタ用受
光回路５ａの出力が基準電圧１１に比して小さくなり、
比較回路６ａの出力は『０』状態になる。その結果、比
較回路６ｃの出力も『０』状態になり、切換えスイッチ
７はＡ側からＢ側に切換えられる。そして励起用半導体
レーザ３ｂが駆動回路４によって駆動されるようにな
り、励起用半導体レーザ３ａのバックアップが行われ
る。
【００１８】図２は第２参考例を示したものである。
【００１９】本例は、第１実施例におけるモニタ用受光
回路５ａ及び５ｂを励起用半導体レーザ３ａ及び３ｂの
後方光検出用として配置換えした構成である。
回路５ａ及び５ｂを励起用半導体レーザ３ａ及び３ｂの
後方光検出用として配置換えした構成である。
【００２０】この構成によれば、励起用半導体レーザ３
ａ及び３ｂの出力状態が直接的にモニタすることがで
き、より正確に励起用半導体レーザの切換えを行うこと
ができる。また励起用半導体レーザ３ａ，３ｂと受光回
路５ａ，５ｂは一体化して実装することが容易であるの
で、コンパクトな構成にすることができる。
ａ及び３ｂの出力状態が直接的にモニタすることがで
き、より正確に励起用半導体レーザの切換えを行うこと
ができる。また励起用半導体レーザ３ａ，３ｂと受光回
路５ａ，５ｂは一体化して実装することが容易であるの
で、コンパクトな構成にすることができる。
【００２１】図３は本発明を示したものである。
【００２２】本例は、第１参考例における励起光結合・
分離用光方向性結合器の代りに光リング共振器１０ａ，
１０ｂを用いた構成である。
分離用光方向性結合器の代りに光リング共振器１０ａ，
１０ｂを用いた構成である。
【００２３】図４は第３参考例を示したものである。
【００２４】第１実施例の構成を上下２つ並列に配置
し、２本の希土類元素を添加した光ファイバ１Ａ，１Ｂ
内を矢印Ａ１〜Ａ２，Ｂ２〜Ｂ１のように信号を伝送し
たり、あるいはこの逆方向，あるいは同方向に信号を伝
送させるようにしたシステムである。これにより２地点
間を２本の光ファイバ１Ａ，１Ｂを用い双方向に伝送す
ることができ、より大容量，広帯域な信号伝送が可能と
なる。
し、２本の希土類元素を添加した光ファイバ１Ａ，１Ｂ
内を矢印Ａ１〜Ａ２，Ｂ２〜Ｂ１のように信号を伝送し
たり、あるいはこの逆方向，あるいは同方向に信号を伝
送させるようにしたシステムである。これにより２地点
間を２本の光ファイバ１Ａ，１Ｂを用い双方向に伝送す
ることができ、より大容量，広帯域な信号伝送が可能と
なる。
【００２５】この構成において、励起光結合・分離用光
方向性結合器９ａ，９ｂは光Ｙ分岐回路１２ａ，１２ｂ
で結合し、一つの励起用半導体レーザ３ａ，３ｂで両方
の光ファイバ１Ａ，１Ｂ内に励起するようにしてある。
この実施例では信号光Ａ１〜２，Ｂ２〜１の伝搬方向は
お互いに逆方向になっているが、これは同方向でもよ
い。
方向性結合器９ａ，９ｂは光Ｙ分岐回路１２ａ，１２ｂ
で結合し、一つの励起用半導体レーザ３ａ，３ｂで両方
の光ファイバ１Ａ，１Ｂ内に励起するようにしてある。
この実施例では信号光Ａ１〜２，Ｂ２〜１の伝搬方向は
お互いに逆方向になっているが、これは同方向でもよ
い。
【００２６】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、例えば希土類元素添加光ファイバとしてはＥｒ以
外に、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｃｅ，Ｈｏなど
を少なくとも１種含んだものを用いることができる。ま
た上記光ファイバ内にはＡｌ，Ｇｅ，Ｃｒなどの利得特
性を左右する添加物が少なくとも１種含まれてもよいこ
とは言うまでもないことである。励起光結合・分離用光
方向性結合器，光リング共振器，光Ｙ分岐回路等は光フ
ァイバ型で構成する以外に、光導波路型，個別部品の組
合せ型（例えば、レンズ，干渉膜光フィルタ，ハーフミ
ラーなどの個別部品の組合せ型）などで構成してもよ
い。信号光の波長帯は、用いる希土類元素添加光ファイ
バの種類によって選ばれる。例えばＮｄとかＰｒを添加
した光ファイバを用いた場合には１．３μｍ帯を用い
る。
なく、例えば希土類元素添加光ファイバとしてはＥｒ以
外に、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｃｅ，Ｈｏなど
を少なくとも１種含んだものを用いることができる。ま
た上記光ファイバ内にはＡｌ，Ｇｅ，Ｃｒなどの利得特
性を左右する添加物が少なくとも１種含まれてもよいこ
とは言うまでもないことである。励起光結合・分離用光
方向性結合器，光リング共振器，光Ｙ分岐回路等は光フ
ァイバ型で構成する以外に、光導波路型，個別部品の組
合せ型（例えば、レンズ，干渉膜光フィルタ，ハーフミ
ラーなどの個別部品の組合せ型）などで構成してもよ
い。信号光の波長帯は、用いる希土類元素添加光ファイ
バの種類によって選ばれる。例えばＮｄとかＰｒを添加
した光ファイバを用いた場合には１．３μｍ帯を用い
る。
【００２７】図１〜４において、希土類元素を添加した
光ファイバの前後の光ファイバ１４ａ，１４ｂは励起光
結合・分離用光方向性結合器，光リング共振器などを導
波路型で構成した場合には導波路で代用してもよい。
光ファイバの前後の光ファイバ１４ａ，１４ｂは励起光
結合・分離用光方向性結合器，光リング共振器などを導
波路型で構成した場合には導波路で代用してもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、本発明は
次のような効果がある。
次のような効果がある。
【００２９】(1) 非常時に備えて励起光源の最適なバッ
クアップ方式を提供することができる。
クアップ方式を提供することができる。
【００３０】(2) ブースターアンプ用，プリアンプ用，
中継器用など、種々の応用に対して汎用的な方式であ
り、量産すれば大幅な低コスト化を期待できる。
中継器用など、種々の応用に対して汎用的な方式であ
り、量産すれば大幅な低コスト化を期待できる。
【００３１】(3) 非常時に備えて正確に、かつ応答性良
く励起光源のバックアップを行うことができる。
く励起光源のバックアップを行うことができる。
【００３２】(4) ２本の希土類元素添加光ファイバを用
いてより経済的な双方向あるいは同方向伝送を行うこと
ができ、高速，広帯域な信号伝送が可能となる。
いてより経済的な双方向あるいは同方向伝送を行うこと
ができ、高速，広帯域な信号伝送が可能となる。
【図１】第１参考例を示す図である。
【図２】第２参考例を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す図である。
【図４】第３参考例を示す図である。
【図５】従来例を示す図である。
１ 希土類元素添加光ファイバ ３ａ，３ｂ 励起用半導体レーザ ４ 駆動回路 ５ａ，５ｂ モニタ用受光回路 ６ 比較回路 ７ 切換えスイッチ ８ａ，８ｂ 結合・分離用光方向性結合器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/10 G02F 1/35 501 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】信号光を伝搬する希土類元素添加光ファイ
バの前後に励起光を結合・分離するリング共振器を接続
し、その２つのリング共振器に、励起光を入射して希土
類元素添加光ファイバに伝搬する励起用半導体レーザを
それぞれ接続すると共に励起用半導体レーザのいずれか
を切換えスイッチを介して駆動する駆動回路を設け、上
記リング共振器に励起光の一部を検出するモニタ用受光
回路をそれぞれ接続し、上記モニタ用受光回路の出力を
比較回路に入力し、出力を基準電圧と比較し、該比較回
路の出力で、いずれかの励起用半導体レーザを駆動すべ
く切換えスイッチを制御するようにしたことを特徴とす
る光ファイバ増輻器用励起光源バックアップ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4088946A JP2836359B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4088946A JP2836359B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05289127A JPH05289127A (ja) | 1993-11-05 |
| JP2836359B2 true JP2836359B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=13957045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4088946A Expired - Fee Related JP2836359B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 光ファイバ増幅器用励起光源バックアップ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836359B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3587580B2 (ja) | 1995-03-17 | 2004-11-10 | 富士通株式会社 | 光増幅中継器の入力モニタシステム |
| JP2002250947A (ja) | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Fujitsu Ltd | ラマン励起制御方法及び、これを用いる光伝送装置 |
| WO2023017585A1 (ja) * | 2021-08-11 | 2023-02-16 | 日本電気株式会社 | 光増幅システム、光増幅方法及び記憶媒体 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2747315B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1998-05-06 | 日立電線株式会社 | 双方向伝送用ガラス導波路増幅器 |
| JPH0738474B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1995-04-26 | 国際電信電話株式会社 | ポンピング光用光源の冗長方式 |
| JP2821559B2 (ja) * | 1989-09-14 | 1998-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光増幅器 |
| JPH07114300B2 (ja) * | 1991-06-27 | 1995-12-06 | 関西電力株式会社 | 光ファイバ増幅器 |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP4088946A patent/JP2836359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05289127A (ja) | 1993-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |