JP2999376B2 - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ増幅器に関
し、特に、ドープされた光ファイバ増幅器を用いた光増
幅器に関する。
し、特に、ドープされた光ファイバ増幅器を用いた光増
幅器に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】多くの種類の光増幅器が研究され、
光通信システムに使用することが考えられているが、現
在のところ、広範囲に用いられているものは、エルビウ
ムでドープした希土類ドープ光ファイバ増幅器である。
この光ファイバ増幅器を、適当なパワーと波長で光学的
にポンピングすることにより、このドープされた光ファ
イバは、１．３μｍ、あるいは、１．５μｍの波長の入
力信号を増幅する。このような光ファイバ増幅器は、従
来公知であるので、ここではこれ以上触れない。
光通信システムに使用することが考えられているが、現
在のところ、広範囲に用いられているものは、エルビウ
ムでドープした希土類ドープ光ファイバ増幅器である。
この光ファイバ増幅器を、適当なパワーと波長で光学的
にポンピングすることにより、このドープされた光ファ
イバは、１．３μｍ、あるいは、１．５μｍの波長の入
力信号を増幅する。このような光ファイバ増幅器は、従
来公知であるので、ここではこれ以上触れない。
【０００３】このような光増幅器は、システムを考慮す
る際に、設計上の制約条件を受けることになる。例え
ば、実際の通信システムでは、高ゲインと低ノイズの両
方の特性を有さなければならない。そしてまた、容易に
実現できるものでなければならない。単一段の増幅器構
成は、ノイズとゲインに関しては、これらの設計条件を
容易には満足することができない。前進方向と後退方向
に伝搬する増幅自然放射（amplified spontaneous emis
sion：ＡＳＥ）は、光ファイバの状態反転を減少させ
る。このことは、ゲインを減少させ、ノイズを増加させ
ることになる。タンデム（直列）に接続された増幅器に
おいては、アイソレータを区間ごとに挿入することによ
り、後退方向に伝搬する増幅自然放射（ＡＳＥ）を抑制
し、ノイズ特性を改良するが、ゲイン特性は依然として
改善はされない。これに関しては、Lumholt著“IEEE Ph
otonics Technology Letters, 4”（１９９２年６月）
の５６８〜５７０ページを参照のこと。さらに、単一段
増幅器においては、ポンプパワーの大部分が、活性光フ
ァイバ内に残り消費される欠点がある。
る際に、設計上の制約条件を受けることになる。例え
ば、実際の通信システムでは、高ゲインと低ノイズの両
方の特性を有さなければならない。そしてまた、容易に
実現できるものでなければならない。単一段の増幅器構
成は、ノイズとゲインに関しては、これらの設計条件を
容易には満足することができない。前進方向と後退方向
に伝搬する増幅自然放射（amplified spontaneous emis
sion：ＡＳＥ）は、光ファイバの状態反転を減少させ
る。このことは、ゲインを減少させ、ノイズを増加させ
ることになる。タンデム（直列）に接続された増幅器に
おいては、アイソレータを区間ごとに挿入することによ
り、後退方向に伝搬する増幅自然放射（ＡＳＥ）を抑制
し、ノイズ特性を改良するが、ゲイン特性は依然として
改善はされない。これに関しては、Lumholt著“IEEE Ph
otonics Technology Letters, 4”（１９９２年６月）
の５６８〜５７０ページを参照のこと。さらに、単一段
増幅器においては、ポンプパワーの大部分が、活性光フ
ァイバ内に残り消費される欠点がある。
【０００４】従って、複数のポンプレーザを用いた二段
階構成が、現在行われている。この二段の光増幅器は、
第１光ファイバ部分に対し、低ノイズと低ゲインを提供
し、それ以上のゲインは第２光ファイバ部分によって提
供される。この二段階構成は、単一段構成に比較して、
より複雑になり効率が落ちる、という欠点がある。ポン
プ波長と信号波長の両方が、アイソレータを介して同時
に送信されると、例えば、ポンプ波長λp＝１４８０ｎ
ｍで、信号波長λs＝１５５０ｎｍであるとすると、こ
のアイソレータは、増幅器部分の間のＡＳＥが後退方向
に伝搬するのを阻止することにより、増幅器の特性が劣
化するのを阻止しているが、ポンプパワーと信号パワー
の両方を減衰させてしまう。このポンプ波長と信号波長
の両方を、アイソレータを介して同時に伝搬しないと、
例えば、ポンプ波長λp＝９８０ｎｍで、信号波長λs＝
１５５０ｎｍであるとすると、ポンプパワーは消費され
てしまう。
階構成が、現在行われている。この二段の光増幅器は、
第１光ファイバ部分に対し、低ノイズと低ゲインを提供
し、それ以上のゲインは第２光ファイバ部分によって提
供される。この二段階構成は、単一段構成に比較して、
より複雑になり効率が落ちる、という欠点がある。ポン
プ波長と信号波長の両方が、アイソレータを介して同時
に送信されると、例えば、ポンプ波長λp＝１４８０ｎ
ｍで、信号波長λs＝１５５０ｎｍであるとすると、こ
のアイソレータは、増幅器部分の間のＡＳＥが後退方向
に伝搬するのを阻止することにより、増幅器の特性が劣
化するのを阻止しているが、ポンプパワーと信号パワー
の両方を減衰させてしまう。このポンプ波長と信号波長
の両方を、アイソレータを介して同時に伝搬しないと、
例えば、ポンプ波長λp＝９８０ｎｍで、信号波長λs＝
１５５０ｎｍであるとすると、ポンプパワーは消費され
てしまう。
【０００５】この二段階構成を単一のポンプでもって改
良する試みは、Laming他著“IEEE photonics Technolog
y Letters,4”（１９９２年１２月）の１３４８〜１４
５０ページと１３４５〜１３４７ページに開示されてい
る。これらの論文によれば、第２マルチプレクサと第３
マルチプレクサの間に、中間段アイソレータを用いて、
高ゲインと低ノイズの両方を達成するような単一ポンプ
でタンデムに構成されたプリ増幅器が開示されている。
この構成においては、信号波長は、アイソレータを介し
て送信されるが、ポンプ波長はバイパスルートを通過す
る。さらに、この文献に開示された増幅器は、３個のマ
ルチプレクサを使用しているために、信号波長パスとポ
ンプ波長パスにおいて、複雑さと光学挿入損失を増加さ
せる結果となる。
良する試みは、Laming他著“IEEE photonics Technolog
y Letters,4”（１９９２年１２月）の１３４８〜１４
５０ページと１３４５〜１３４７ページに開示されてい
る。これらの論文によれば、第２マルチプレクサと第３
マルチプレクサの間に、中間段アイソレータを用いて、
高ゲインと低ノイズの両方を達成するような単一ポンプ
でタンデムに構成されたプリ増幅器が開示されている。
この構成においては、信号波長は、アイソレータを介し
て送信されるが、ポンプ波長はバイパスルートを通過す
る。さらに、この文献に開示された増幅器は、３個のマ
ルチプレクサを使用しているために、信号波長パスとポ
ンプ波長パスにおいて、複雑さと光学挿入損失を増加さ
せる結果となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、単一のポンプパワーを用いて、単純な（二段階）構
成の光ファイバ増幅器を提供することである。
は、単一のポンプパワーを用いて、単純な（二段階）構
成の光ファイバ増幅器を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれ
ば、本発明の光増幅器は、１つのポンプレーザ１と第１
光ファイバ増幅器７との間、及び、第１光ファイバ増幅
器７と第２光ファイバ増幅器１１との間に配置された第
１マルチプレクサ５と第２マルチプレクサ９から構成さ
れる。この第１増幅器７と第２増幅器１１は、それぞ
れ、第１マルチプレクサ５と第２マルチプレクサ９から
信号を受信する。この第１光ファイバ増幅器７は、第１
マルチプレクサ５からの入力信号を増幅し、第２光ファ
イバ増幅器１１は、第２マルチプレクサ９からのポンプ
信号を受信する。この第１マルチプレクサ５は、ポンプ
レーザ１からのポンプ信号と情報信号とを結合する。こ
の第２マルチプレクサ９は、ポンプ信号と増幅された情
報信号を分離し、その後、増幅された情報信号と取り出
されたポンプ信号とを多重化して、さらに、第２光ファ
イバ増幅器１１により増幅する。この増幅器は、第２マ
ルチプレクサからの増幅された情報信号を取り出し、第
１増幅器段と第２増幅器段との中間段アイソレータを提
供する。
ば、本発明の光増幅器は、１つのポンプレーザ１と第１
光ファイバ増幅器７との間、及び、第１光ファイバ増幅
器７と第２光ファイバ増幅器１１との間に配置された第
１マルチプレクサ５と第２マルチプレクサ９から構成さ
れる。この第１増幅器７と第２増幅器１１は、それぞ
れ、第１マルチプレクサ５と第２マルチプレクサ９から
信号を受信する。この第１光ファイバ増幅器７は、第１
マルチプレクサ５からの入力信号を増幅し、第２光ファ
イバ増幅器１１は、第２マルチプレクサ９からのポンプ
信号を受信する。この第１マルチプレクサ５は、ポンプ
レーザ１からのポンプ信号と情報信号とを結合する。こ
の第２マルチプレクサ９は、ポンプ信号と増幅された情
報信号を分離し、その後、増幅された情報信号と取り出
されたポンプ信号とを多重化して、さらに、第２光ファ
イバ増幅器１１により増幅する。この増幅器は、第２マ
ルチプレクサからの増幅された情報信号を取り出し、第
１増幅器段と第２増幅器段との中間段アイソレータを提
供する。
【０００８】さらに、この入力信号を取り出す手段は、
中間段アイソレータを有し、この中間段アイソレータ
は、光アイソレータ、光ファイバスプライス、損失要
素、波長フィルタの何れでもよい。他の実施例によれ
ば、増幅された情報信号を取り出す手段は光ファイバル
ープで、この光ファイバループは、いくつかの形状を取
り得る。例えば、一実施例においては、この光ファイバ
ループは、第２マルチプレクサに接続され、この第２マ
ルチプレクサからの信号は、第２マルチプレクサを介し
てループされる。すなわち、この信号は、ポンプ信号に
より再び多重化される。本発明の他の実施例によれば、
光ファイバループは、第２マルチプレクサに接続され
て、この第２マルチプレクサから出力信号が取り出され
る。これらの両方の実施例においても、中間段アイソレ
ータは、第１光ファイバループに接続される。他の実施
例によれば、この第１光ファイバループは、損失要素で
もよい。
中間段アイソレータを有し、この中間段アイソレータ
は、光アイソレータ、光ファイバスプライス、損失要
素、波長フィルタの何れでもよい。他の実施例によれ
ば、増幅された情報信号を取り出す手段は光ファイバル
ープで、この光ファイバループは、いくつかの形状を取
り得る。例えば、一実施例においては、この光ファイバ
ループは、第２マルチプレクサに接続され、この第２マ
ルチプレクサからの信号は、第２マルチプレクサを介し
てループされる。すなわち、この信号は、ポンプ信号に
より再び多重化される。本発明の他の実施例によれば、
光ファイバループは、第２マルチプレクサに接続され
て、この第２マルチプレクサから出力信号が取り出され
る。これらの両方の実施例においても、中間段アイソレ
ータは、第１光ファイバループに接続される。他の実施
例によれば、この第１光ファイバループは、損失要素で
もよい。
【０００９】
【実施例】図１において、同図には、ポンプレーザ１と
第１アイソレータ３と第１マルチプレクサ５と第１光フ
ァイバ増幅器７と第２マルチプレクサ９と第２光ファイ
バ増幅器１１と第２アイソレータ１３とが図示されてい
る。第２マルチプレクサ９は、光ファイバループ１５に
光学結合されている。この光ファイバループ１５は、さ
らに、第バンドパスフィルタ１５１、第２バンドパスフ
ィルタ１５３、第３アイソレータ１５５、第４アイソレ
ータ１５７のような中間段アイソレータを有する。光フ
ァイバをスプライスする場所が存在するが、これは、中
間段アイソレータでもある。複数の中間段アイソレータ
が図示されているが、そのうち１個のみを用いてもよ
い。第バンドパスフィルタ１５１と第３アイソレータ１
５５は、並列に接続されているが、第２バンドパスフィ
ルタ１５３と第４アイソレータ１５７は直列に接続され
ている。光ファイバループ１５は、第２マルチプレクサ
９からの信号を取り出す手段とポンプ信号と再度多重化
して、第２マルチプレクサ９内に挿入し、その後、第２
光ファイバ増幅器１１に挿入するような手段を構成す
る。入力信号（情報信号）は、第１アイソレータ３に入
力され、出力信号は、第２アイソレータ１３から出力さ
れる。上記の構成部品は、光導波路１７により光学的に
結合される。この実施例は、伝搬する増幅自然放射を減
少させるような中間段アイソレータにより分離される２
つの光ファイバ段を有する。
第１アイソレータ３と第１マルチプレクサ５と第１光フ
ァイバ増幅器７と第２マルチプレクサ９と第２光ファイ
バ増幅器１１と第２アイソレータ１３とが図示されてい
る。第２マルチプレクサ９は、光ファイバループ１５に
光学結合されている。この光ファイバループ１５は、さ
らに、第バンドパスフィルタ１５１、第２バンドパスフ
ィルタ１５３、第３アイソレータ１５５、第４アイソレ
ータ１５７のような中間段アイソレータを有する。光フ
ァイバをスプライスする場所が存在するが、これは、中
間段アイソレータでもある。複数の中間段アイソレータ
が図示されているが、そのうち１個のみを用いてもよ
い。第バンドパスフィルタ１５１と第３アイソレータ１
５５は、並列に接続されているが、第２バンドパスフィ
ルタ１５３と第４アイソレータ１５７は直列に接続され
ている。光ファイバループ１５は、第２マルチプレクサ
９からの信号を取り出す手段とポンプ信号と再度多重化
して、第２マルチプレクサ９内に挿入し、その後、第２
光ファイバ増幅器１１に挿入するような手段を構成す
る。入力信号（情報信号）は、第１アイソレータ３に入
力され、出力信号は、第２アイソレータ１３から出力さ
れる。上記の構成部品は、光導波路１７により光学的に
結合される。この実施例は、伝搬する増幅自然放射を減
少させるような中間段アイソレータにより分離される２
つの光ファイバ段を有する。
【００１０】ここに図示した実施例において、信号入力
は、１５５０ｎｍで、エルビウムドープした光ファイバ
の一般的なポンプレーザは、９８０ｎｍの波長で８０ｍ
Ｗを放射する半導体レーザである。このようなレーザ
は、当業者に公知である。他の波長も使用し得るが、原
子を励起して、反転状態分布にするには、あまり効率的
ではない。マルチプレクサは、当業者に公知のものであ
るが、例えば、エバネセントカプラを用いるのがよい。
第１光ファイバ増幅器７と第２光ファイバ増幅器１１
は、エルビウムドープ光ファイバ増幅器である。第１光
ファイバ増幅器７の光ファイバの長さは１３ｍで、第２
光ファイバ増幅器１１の光ファイバの長さは２０ｍであ
る。この長さは、ゲインとノイズを考慮して、容易に決
定できる。この２つの増幅器は、異なる長さの光ファイ
バでもよい。これらの光ファイバは、ゲルマノシリケイ
トコア（germano-silicate core）で、その開口数ＮＡ
は、０．２４で、カットオフ波長は８９０ｎｍである。
この光ファイバ増幅器は、エルビウムの吸収が、９８０
ｎｍの波長で３．５ｄＢ／ｍで、１５３０の波長で３．
１ｄＢ／ｍである。
は、１５５０ｎｍで、エルビウムドープした光ファイバ
の一般的なポンプレーザは、９８０ｎｍの波長で８０ｍ
Ｗを放射する半導体レーザである。このようなレーザ
は、当業者に公知である。他の波長も使用し得るが、原
子を励起して、反転状態分布にするには、あまり効率的
ではない。マルチプレクサは、当業者に公知のものであ
るが、例えば、エバネセントカプラを用いるのがよい。
第１光ファイバ増幅器７と第２光ファイバ増幅器１１
は、エルビウムドープ光ファイバ増幅器である。第１光
ファイバ増幅器７の光ファイバの長さは１３ｍで、第２
光ファイバ増幅器１１の光ファイバの長さは２０ｍであ
る。この長さは、ゲインとノイズを考慮して、容易に決
定できる。この２つの増幅器は、異なる長さの光ファイ
バでもよい。これらの光ファイバは、ゲルマノシリケイ
トコア（germano-silicate core）で、その開口数ＮＡ
は、０．２４で、カットオフ波長は８９０ｎｍである。
この光ファイバ増幅器は、エルビウムの吸収が、９８０
ｎｍの波長で３．５ｄＢ／ｍで、１５３０の波長で３．
１ｄＢ／ｍである。
【００１１】次に、図示した実施例の光ファイバ増幅器
の動作について説明する。第１光ファイバ増幅器７は、
第１マルチプレクサ５からのポンプ信号により、ポンピ
ングされる。このように増幅された後、第２マルチプレ
クサ９は、入力信号（情報信号）とポンプ信号とを分離
する。ポンプ信号の残りは、その後、第２光ファイバ増
幅器１１をポンピングするために使用される。この信号
は、光ファイバループ１５でループされて、その後、第
２マルチプレクサ９に送られ、そこで多重化されて、さ
らに、第２光ファイバ増幅器１１により増幅される。光
ファイバループ内のアイソレータのような中間段アイソ
レータは、後退方向、および、前進方向に伝搬するＡＳ
Ｅの両方を減衰することにより、増幅器のゲインと雑音
指数を改良する。フィルタを使用することも可能であ
る。例えば、信号が、１５５５ｎｍの波長を有するとき
には、ＡＳＥの振幅のピークは、１５３１ｎｍの近傍に
ある。フィルタは、入力信号の大部分を通過させるが、
ＡＳＥの大部分を阻止する。入力信号の強度もその一部
を失うが、この程度の損失は無視できる。多重化／分離
化の機能が、絶縁要素（アイソレータ）の機能と分離さ
れる、すなわち、中間段アイソレータが、後退方向に伝
搬するＡＳＥの再度の多重化を阻止するので、この実施
例は、広範囲のポンプ周波数と信号周波数を使用でき
る。
の動作について説明する。第１光ファイバ増幅器７は、
第１マルチプレクサ５からのポンプ信号により、ポンピ
ングされる。このように増幅された後、第２マルチプレ
クサ９は、入力信号（情報信号）とポンプ信号とを分離
する。ポンプ信号の残りは、その後、第２光ファイバ増
幅器１１をポンピングするために使用される。この信号
は、光ファイバループ１５でループされて、その後、第
２マルチプレクサ９に送られ、そこで多重化されて、さ
らに、第２光ファイバ増幅器１１により増幅される。光
ファイバループ内のアイソレータのような中間段アイソ
レータは、後退方向、および、前進方向に伝搬するＡＳ
Ｅの両方を減衰することにより、増幅器のゲインと雑音
指数を改良する。フィルタを使用することも可能であ
る。例えば、信号が、１５５５ｎｍの波長を有するとき
には、ＡＳＥの振幅のピークは、１５３１ｎｍの近傍に
ある。フィルタは、入力信号の大部分を通過させるが、
ＡＳＥの大部分を阻止する。入力信号の強度もその一部
を失うが、この程度の損失は無視できる。多重化／分離
化の機能が、絶縁要素（アイソレータ）の機能と分離さ
れる、すなわち、中間段アイソレータが、後退方向に伝
搬するＡＳＥの再度の多重化を阻止するので、この実施
例は、広範囲のポンプ周波数と信号周波数を使用でき
る。
【００１２】ゲイン特性と雑音指数は、３種類の信号波
長、すなわち、エルビウム蛍光スペクトルの異なる領域
に対応する、１５３３ｎｍ、１５４８ｎｍ、１５５６ｎ
ｍのポンプパワーの関数として測定できる。その結果、
単一段の増幅器のゲインに比較して、６ｄＢ改良されて
いることがわかった。４４ｄＢの最大ゲインは、１５６
３ｎｍの信号入力に対して得られた。さらに高いゲイン
は、より低い入力信号に対して得られた。雑音指数は、
波長についてフラットで、この特性は、後退方向に伝搬
するＡＳＥをブロックする際のアイソレータの効率にし
たがう。
長、すなわち、エルビウム蛍光スペクトルの異なる領域
に対応する、１５３３ｎｍ、１５４８ｎｍ、１５５６ｎ
ｍのポンプパワーの関数として測定できる。その結果、
単一段の増幅器のゲインに比較して、６ｄＢ改良されて
いることがわかった。４４ｄＢの最大ゲインは、１５６
３ｎｍの信号入力に対して得られた。さらに高いゲイン
は、より低い入力信号に対して得られた。雑音指数は、
波長についてフラットで、この特性は、後退方向に伝搬
するＡＳＥをブロックする際のアイソレータの効率にし
たがう。
【００１３】ゲインとノイズを信号出力パワーの関数と
して検査すると、ゲインは圧縮を受け、その後収縮し、
それにより、より低い飽和出力とより高いノイズ係数を
有する。飽和の開始時点においては、ポンプパワーの過
半数が、第１段により信号パワーに変換され、残りのポ
ンプパワーは、第２段をポンピングするのに使われる。
入力信号パワーがさらに増加すると、残りのポンプパワ
ーは、ファイバの透明性を達成するには不十分である。
その後、この光ファイバは、信号パワーの吸収を開始
し、一方、後退方向に伝搬するＡＳＥは、ファイバの反
転分布をさらに減少させる。増幅器が飽和状態で動作す
ると、その飽和出力は、底上げされ、再び入力信号に対
し比例関係で増加する。この光ファイバは、再度ゲイン
された透明性を有し、それ以上の信号パワーは吸収され
ない。これにより、増幅器のリミター（制限装置）とし
て使用できる。
して検査すると、ゲインは圧縮を受け、その後収縮し、
それにより、より低い飽和出力とより高いノイズ係数を
有する。飽和の開始時点においては、ポンプパワーの過
半数が、第１段により信号パワーに変換され、残りのポ
ンプパワーは、第２段をポンピングするのに使われる。
入力信号パワーがさらに増加すると、残りのポンプパワ
ーは、ファイバの透明性を達成するには不十分である。
その後、この光ファイバは、信号パワーの吸収を開始
し、一方、後退方向に伝搬するＡＳＥは、ファイバの反
転分布をさらに減少させる。増幅器が飽和状態で動作す
ると、その飽和出力は、底上げされ、再び入力信号に対
し比例関係で増加する。この光ファイバは、再度ゲイン
された透明性を有し、それ以上の信号パワーは吸収され
ない。これにより、増幅器のリミター（制限装置）とし
て使用できる。
【００１４】本発明の装置は、１０Ｇｂ／ｓｅｃの伝送
システムにおいて、前増幅器として用いて、テストを行
った。この送信器は、１５５６ｎｍの分布フィードバッ
クレーザで、外部からＬｉＮｂＯ3のマッハツェンダ変
調器により変調された。この消光比は、１５ｄＢ以上で
あった。この受信機は、増幅器出力を電気的に同調可能
なファブリペローフィルタでもって、フィルタ処理し
た。このファブリペローフィルタは、２７．９ＧＨｚの
バンド幅と、３ｄＢの挿入損失を有する。受信機入力の
ＳＮ比は、１８ｄＢであった。直接検波において、受信
機の感度は、高感度フロントエンドピンレシーバを用い
て、１０-9ＢＥＲで−１９ｄＢであった。
システムにおいて、前増幅器として用いて、テストを行
った。この送信器は、１５５６ｎｍの分布フィードバッ
クレーザで、外部からＬｉＮｂＯ3のマッハツェンダ変
調器により変調された。この消光比は、１５ｄＢ以上で
あった。この受信機は、増幅器出力を電気的に同調可能
なファブリペローフィルタでもって、フィルタ処理し
た。このファブリペローフィルタは、２７．９ＧＨｚの
バンド幅と、３ｄＢの挿入損失を有する。受信機入力の
ＳＮ比は、１８ｄＢであった。直接検波において、受信
機の感度は、高感度フロントエンドピンレシーバを用い
て、１０-9ＢＥＲで−１９ｄＢであった。
【００１５】本発明の一実施例の構成は、プリアンプと
して用いたが、光通信システムにおけるインライン増幅
器、あるいは、パワーブースタとしても用いることがで
きる。前述した性能は、１５５６ｎｍ波長の近傍で測定
されたもので、この実施例は、より短い波長においても
さらによい特性を示す。特に、１５３１ｎｍの波長の近
傍のエルビウム放射スペクトルのピーク近傍では良好で
ある。
して用いたが、光通信システムにおけるインライン増幅
器、あるいは、パワーブースタとしても用いることがで
きる。前述した性能は、１５５６ｎｍ波長の近傍で測定
されたもので、この実施例は、より短い波長においても
さらによい特性を示す。特に、１５３１ｎｍの波長の近
傍のエルビウム放射スペクトルのピーク近傍では良好で
ある。
【００１６】他の実施例が、図２に示されている。この
実施例においては、第２光ファイバ増幅器１１からの光
ファイバは、第２マルチプレクサ９を介して、もとに戻
る。この第２の実施例の動作は、第１の実施例の動作と
ほぼ類似している。そのため、当業者であれば、第２の
動作は第１の動作から容易に推考し得る。
実施例においては、第２光ファイバ増幅器１１からの光
ファイバは、第２マルチプレクサ９を介して、もとに戻
る。この第２の実施例の動作は、第１の実施例の動作と
ほぼ類似している。そのため、当業者であれば、第２の
動作は第１の動作から容易に推考し得る。
【００１７】本発明の変形例として、図１、図２に示し
た実施例においては、信号の方向は反転してもよい。す
なわち、入力信号と出力信号を逆にできる。すなわち、
信号は、第２アイソレータ１３から入力し、第１アイソ
レータ３から取り出すことができる。この場合、２本の
光ファイバ増幅器の長さは、最適なゲインと雑音指数を
提供するために逆にするのがよい。この構成は、図１、
図２で説明した実施例よりも、より多くのノイズを生成
することがある。この光ファイバループは、損失要素と
なり、増幅器段の間に絶縁を提供し、すなわち、中間段
アイソレータとなる。また、光ファイバは、非ドープの
光ファイバを一部に用いてもよい。適当な長さは、波長
透過性を考慮にいれて決定できる。当然のことながら、
この光ファイバでは、ポンピングはされない。この実施
例は、入力ポートと出力ポートに関しては、反転可能で
ある。この出力パワーは制限され、ノイズとゲインの特
性が最適化される。さらに、入力信号は、ポンピング手
段によりポンプされる第１部分の光ファイバグレーティ
ングレーザによって生成してもよい。このような構成に
おいては、ポンプ波長と信号波長を同時に生成し、直接
第１光ファイバ増幅器に入力してもよい。この実施例に
おいては、第１マルチプレクサが取り除かれる。エルビ
ウム以外の希土類を用いた光ファイバ増幅器も本発明で
使用できる。エルビウム以外の希土類は、光ファイバに
用いて、損失要素として使用することもできる。
た実施例においては、信号の方向は反転してもよい。す
なわち、入力信号と出力信号を逆にできる。すなわち、
信号は、第２アイソレータ１３から入力し、第１アイソ
レータ３から取り出すことができる。この場合、２本の
光ファイバ増幅器の長さは、最適なゲインと雑音指数を
提供するために逆にするのがよい。この構成は、図１、
図２で説明した実施例よりも、より多くのノイズを生成
することがある。この光ファイバループは、損失要素と
なり、増幅器段の間に絶縁を提供し、すなわち、中間段
アイソレータとなる。また、光ファイバは、非ドープの
光ファイバを一部に用いてもよい。適当な長さは、波長
透過性を考慮にいれて決定できる。当然のことながら、
この光ファイバでは、ポンピングはされない。この実施
例は、入力ポートと出力ポートに関しては、反転可能で
ある。この出力パワーは制限され、ノイズとゲインの特
性が最適化される。さらに、入力信号は、ポンピング手
段によりポンプされる第１部分の光ファイバグレーティ
ングレーザによって生成してもよい。このような構成に
おいては、ポンプ波長と信号波長を同時に生成し、直接
第１光ファイバ増幅器に入力してもよい。この実施例に
おいては、第１マルチプレクサが取り除かれる。エルビ
ウム以外の希土類を用いた光ファイバ増幅器も本発明で
使用できる。エルビウム以外の希土類は、光ファイバに
用いて、損失要素として使用することもできる。
【００１８】フィルタ、例えば、第２バンドパスフィル
タ１５３は、アッドドロップフィルタでもよい。別の信
号と別のポンプ信号とを多重化するために、さらに、マ
ルチプレクサを用いてもよい。別の信号と別のポンプ信
号の両方を再度多重化することもできる。このような別
のポンプ信号は、雑音指数を劣化させることなく、ゲイ
ンを増加させることもできる。
タ１５３は、アッドドロップフィルタでもよい。別の信
号と別のポンプ信号とを多重化するために、さらに、マ
ルチプレクサを用いてもよい。別の信号と別のポンプ信
号の両方を再度多重化することもできる。このような別
のポンプ信号は、雑音指数を劣化させることなく、ゲイ
ンを増加させることもできる。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、一つのポンプ入力
と、２つのマルチプレクサを用いて、入力信号を増幅
し、そして、分離することにより、より効率的な光通信
システムが提供できる。
と、２つのマルチプレクサを用いて、入力信号を増幅
し、そして、分離することにより、より効率的な光通信
システムが提供できる。
【図１】本発明の一実施例による光ファイバ増幅器のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】本発明の他の実施例による光ファイバ増幅器の
ブロック図。
ブロック図。
１ ポンプレーザ ３ 第１アイソレータ ５ 第１マルチプレクサ ７ 第１光ファイバ増幅器 ９ 第２マルチプレクサ １１ 第２光ファイバ増幅器 １３ 第２アイソレータ １５ 光ファイバループ １７ 光導波路 １５１ 第１バンドパスフィルタ １５３ 第２バンドバスフィルタ １５５ 第３アイソレータ １５７ 第４アイソレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 501 H01S 3/10 H01S 3/1055 H01S 3/094
Claims (8)
- 【請求項１】 （Ａ）ポンプ信号を生成するポンプレー
ザ（１）と、 （Ｂ）前記ポンプ信号と、情報信号（Ｐin）とを結合す
る第１マルチプレクサ（５）と、 （Ｃ）前記第１マルチプレクサ（５）からの信号を増幅
する第１光ファイバ増幅器（７）と、 （Ｄ）前記ポンプ信号と前記情報信号とを、分離化また
は／および多重化する第２マルチプレクサ（９）と、 （Ｅ）前記第２マルチプレクサ（９）からのポンプ信号
を受信する第２光ファイバ増幅器（１１）と （Ｆ）前記第２マルチプレクサ（９）から情報信号を取
り出し、この情報信号を前記第２マルチプレクサ（９）
に挿入する手段（１５）と、 からなる光ファイバ増幅器において前記（Ｆ）の挿入手
段（１５）は、中間段アイソレータ（１５１、１５３、
１５５、１５７）を有することを特徴とする光ファイバ
増幅器。 - 【請求項２】 前記中間段アイソレータ（１５１、１５
３、１５５、１５７）は、フィルタ手段（１５１、１５
３）を有することを特徴とする請求項１の増幅器。 - 【請求項３】 前記中間段アイソレータ（１５１、１５
３、１５５、１５７）は、光アイソレータ（１５５、１
５７）を有することを特徴とする請求項２の増幅器。 - 【請求項４】 前記中間段アイソレータは、波長フィル
タ（１５１、１５３）を有することを特徴とする請求項
２の増幅器。 - 【請求項５】 （Ａ）ポンプ信号と情報信号（Ｐin）と
を送信するファイバ・グレーティング・レーザ（１）
と、 （Ｃ）前記ファイバ・グレーティング・レーザ（１）に
接続される第１光ファイバ増幅器（７）と、 （Ｄ）前記ポンプ信号と前記情報信号とを分離するマル
チプレクサ（９）と、 （Ｅ）前記マルチプレクサ（９）からのポンプ信号を受
信する第２光ファイバ増幅器（１１）と （Ｆ）前記マルチプレクサ（９）から情報信号を取り出
し、この情報信号を前記マルチプレクサ（９）に挿入す
る手段（１５）と、 からなる光ファイバ増幅器において前記（Ｆ）の挿入手
段（１５）は、中間段アイソレータ（１５１、１５３、
１５５、１５７）を有することを特徴とする光ファイバ
増幅器。 - 【請求項６】 前記（Ｆ）の挿入手段（１５）は、光フ
ァイバループであることを特徴とする請求項１または５
の増幅器。 - 【請求項７】 前記光ファイバループ（１５）は、前記
第２マルチプレクサ（９）に光学結合され、前記第２マ
ルチプレクサ（９）からの信号は、前記第２マルチプレ
クサ（９）を介してループされることを特徴とする請求
項６の増幅器。 - 【請求項８】 前記光ファイバループは、前記第２マル
チプレクサ（９）に光学結合され、 前記第２マルチプレクサ（９）から出力信号が取り出さ
れることを特徴とする請求項６の増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/114,819 US5392153A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Optical amplifier |
| US114819 | 1993-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199245A JPH07199245A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2999376B2 true JP2999376B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=22357618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223941A Expired - Lifetime JP2999376B2 (ja) | 1993-08-31 | 1994-08-26 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5392153A (ja) |
| EP (1) | EP0641051B1 (ja) |
| JP (1) | JP2999376B2 (ja) |
| DE (1) | DE69400790T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2546484B2 (ja) * | 1993-04-13 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 光ファイバアンプ装置 |
| JP2636152B2 (ja) * | 1993-11-24 | 1997-07-30 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ増幅器および光通信システム |
| US5721635A (en) * | 1993-11-24 | 1998-02-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber amplifier and optical amplifier repeater |
| JP3250206B2 (ja) * | 1994-02-14 | 2002-01-28 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ増幅器 |
| DE69416396T2 (de) * | 1994-04-11 | 1999-06-10 | Hewlett-Packard Gmbh, 71034 Boeblingen | Rauschpegelmessungsverfahren in Gegenwart von einem Signal |
| JP3195160B2 (ja) | 1994-05-06 | 2001-08-06 | 株式会社日立製作所 | 光増幅器 |
| FR2721158B1 (fr) * | 1994-06-14 | 1996-07-12 | Alcatel Submarcom | Système de transmission sur une ligne à fibre optique sans répéteur, avec amplifications distante et locale. |
| US6011644A (en) * | 1994-07-29 | 2000-01-04 | Corning Incorporated | Hybrid fiber amplifier |
| AU711376B2 (en) * | 1994-07-29 | 1999-10-14 | Corning Incorporated | Hybrid fiber amplifier |
| US5790722A (en) * | 1996-04-16 | 1998-08-04 | Hughes Electronics | High power optical fiber amplifier/laser system |
| FR2747868B1 (fr) * | 1996-04-18 | 1998-05-15 | Alcatel Submarcom | Montage a deux amplificateurs optiques, notamment pour repeteur d'un systeme de telecommunication par voie sous-marine |
| KR100317452B1 (ko) * | 1996-12-31 | 2002-02-19 | 이정태 | 궤환구조형이종펌핑광섬유증폭기 |
| US5757541A (en) * | 1997-01-15 | 1998-05-26 | Litton Systems, Inc. | Method and apparatus for an optical fiber amplifier |
| US6043928A (en) * | 1997-06-27 | 2000-03-28 | Lucent Technologies Inc. | Robust multi-wavelength optical fiber communication systems |
| SE522586C2 (sv) * | 1998-04-01 | 2004-02-24 | Ericsson Telefon Ab L M | Optisk fiberförstärkare med förstärkningsutjämnande filter |
| JP3102410B2 (ja) | 1998-05-18 | 2000-10-23 | 日本電気株式会社 | 光スイッチ |
| KR100350482B1 (ko) * | 1999-07-22 | 2002-08-28 | 삼성전자 주식회사 | 비동기전송모드 무선접속망의 고장관리방법 |
| US6583925B1 (en) * | 1999-12-23 | 2003-06-24 | Agere Systems Inc. | Efficient pumping for high power rare-earth doped fiber amplifiers |
| US6643057B2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-11-04 | Corning Incorporated | Optical amplifier with reduced non-linear signal impairments by optimum pumping configuration and method for using same |
| JP3608521B2 (ja) | 2001-03-19 | 2005-01-12 | 日本電気株式会社 | 光増幅中継システム |
| US20030011878A1 (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-16 | Maas Steven J. | Remote pumping of optical amplifier system and method |
| US7457106B2 (en) | 2006-01-11 | 2008-11-25 | Server Technology, Inc. | Power distribution unit and methods of making and use including modular construction and assemblies |
| US9078697B2 (en) * | 2009-03-18 | 2015-07-14 | Covidien Lp | Surgical portal apparatus including movable housing |
| US9680283B2 (en) * | 2013-12-20 | 2017-06-13 | Oplink Communications, Llc | Switchable-gain optical amplifier |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5260823A (en) * | 1990-05-21 | 1993-11-09 | University Of Southampton | Erbium-doped fibre amplifier with shaped spectral gain |
| GB2264807B (en) * | 1992-02-20 | 1995-10-04 | Univ Southampton | Optical amplifier |
| US5283686A (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-01 | General Instrument Corporation, Jerrold Communications | Optical systems with grating reflector |
| US5253104A (en) * | 1992-09-15 | 1993-10-12 | At&T Bell Laboratories | Balanced optical amplifier |
| US5280383A (en) * | 1992-12-02 | 1994-01-18 | At&T Bell Laboratories | Dual-stage low power optical amplifier |
| US5287216A (en) * | 1992-12-14 | 1994-02-15 | Gte Laboratories Incorporated | Fiber amplifier with multiple pumps |
-
1993
- 1993-08-31 US US08/114,819 patent/US5392153A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-24 EP EP94306231A patent/EP0641051B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-24 DE DE69400790T patent/DE69400790T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-26 JP JP6223941A patent/JP2999376B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07199245A (ja) | 1995-08-04 |
| US5392153A (en) | 1995-02-21 |
| EP0641051A1 (en) | 1995-03-01 |
| DE69400790T2 (de) | 1997-05-15 |
| EP0641051B1 (en) | 1996-10-23 |
| DE69400790D1 (de) | 1996-11-28 |
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