JP3006476B2 - Multi-core fiber, optical amplifier using the same, optical amplification repeater and optical amplification distributor using the optical amplifier - Google Patents

Multi-core fiber, optical amplifier using the same, optical amplification repeater and optical amplification distributor using the optical amplifier

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JP3006476B2 JP8074793A JP7479396A JP3006476B2 JP 3006476 B2 JP3006476 B2 JP 3006476B2 JP 8074793 A JP8074793 A JP 8074793A JP 7479396 A JP7479396 A JP 7479396A JP 3006476 B2 JP3006476 B2 JP 3006476B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、利得の波長特性の
平坦性が要求されるマルチコアファイバ、これを用いた
光増幅器、この光増幅器を用いた光増幅中継装置及び光
増幅分配装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-core fiber requiring flatness of gain wavelength characteristics, an optical amplifier using the same, an optical amplifier repeater using the optical amplifier, and an optical amplifier distributor. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にEr(エル
ビウム)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)等
の希土類元素を添加した光ファイバ増幅器が実用レベル
に達するようになってきた。特に、Erを添加した光フ
ァイバ増幅器は、1.55μm帯において高利得、高飽
和出力を有することから、種々のシステムへの適用が考
えられている。その中でも1.53μmから1.56μ
m波長帯の信号光を数波以上用いた波長多重伝送による
高速、大容量、長距離伝送や光CATV(CableTelevis
ion)システムへの適用が注目されている。このような
システムへのEr添加光ファイバ増幅器の適用に対して
は、光S/N特性やクロストーク特性の劣化を抑えるた
めに、上記使用波長帯におけるEr添加光ファイバ増幅
器の利得が平坦であることが重要である。
2. Description of the Related Art In recent years, optical fiber amplifiers in which a rare earth element such as Er (erbium), Pr (praseodymium), or Nd (neodymium) is added to the core of an optical fiber have reached a practical level. In particular, since an optical fiber amplifier doped with Er has a high gain and a high saturation output in a 1.55 μm band, application to various systems is considered. Among them, 1.53μm to 1.56μ
High-speed, large-capacity, long-distance transmission and optical CATV (Cable Televis) by wavelength multiplex transmission using several or more wavelengths of signal light in the m wavelength band
Attention has been focused on application to ion) systems. When the Er-doped optical fiber amplifier is applied to such a system, the gain of the Er-doped optical fiber amplifier in the above-mentioned used wavelength band is flat in order to suppress deterioration of the optical S / N characteristics and crosstalk characteristics. This is very important.

【0003】このような高利得及び平坦化を達成するた
めに、本発明者らは先に図16に示すようなEr添加マ
ルチコアファイバ、及びこのEr添加マルチコアファイ
バを用いた図17に示すような光増幅器を提案してい
る。まず、用いられるEr添加マルチコアファイバ37
は、図16に示すように、プライマリークラッド層32
の中に希土類元素(例えばEr)と、Al(アルミニウ
ム)を共添加したコア31-1〜31-7を備えたガラスロ
ッド34を複数本(図では7本)を集合し、更に、これ
らガラスロッド34の周囲をクラッド33で覆った構造
にしたものである。このような光ファイバを用いること
により、高利得化及び利得の波長特性の平坦化を達成す
ることができる。
In order to achieve such a high gain and flattening, the present inventors have previously described an Er-doped multi-core fiber as shown in FIG. 16, and FIG. 17 using this Er-doped multi-core fiber. An optical amplifier is proposed. First, the Er-doped multi-core fiber 37 used
Is the primary cladding layer 32, as shown in FIG.
A plurality of glass rods 34 (seven in the figure) having cores 31 -1 to 31 -7 co-doped with a rare earth element (for example, Er) and Al (aluminum), The structure is such that the periphery of the rod 34 is covered with a clad 33. By using such an optical fiber, it is possible to achieve high gain and flatten the wavelength characteristic of gain.

【0004】この達成については、2つの理由をあげる
ことができる。まず、第1の理由は、Er添加マルチコ
アファイバはAlの添加濃度が従来のようなコアが1つ
のEr添加ファイバに対して十分に多くできることであ
る。第2の理由は、従来の光ファイバでコア内の励起光
のパワーを低くしていった場合、波長1.535μm付
近の利得のピークが減少し、徐々に平坦な利得−波長特
性になり、更にパワーを低くするに従って波長1.53
μm側の短波長域の利得が下がり、1.56μm側の長
波長域の利得が上がる、いわゆる短波長から長波長に向
けて右上がりの利得−波長特性になるため、励起光を低
くしていくと利得が非常に低くなり、光増幅器として使
えないことがわかっていたが、このEr添加マルチコア
ファイバは逆にこの原理を積極的に利用するようにした
からである。すなわち、図示のように、Erが添加され
た各々のコア31-1〜31-7内に励起光と信号光がほぼ
均等に伝搬するように各々のコア径Dとコア間隔dを最
適化すれば、コア31-1〜31-7の各々の内部を伝搬し
ていった信号光の増幅利得は低くなるものの、その波長
特性はほぼ平坦になり、所望の長さを伝搬して行った後
ではコア31-1〜31-7の各々の内部で増幅された信号
が重畳されることになり、且つその利得の波長特性がほ
ぼ平坦になることを利用している。
There are two reasons for this achievement. First, the first reason is that the Er-doped multi-core fiber can have a sufficiently high Al doping concentration as compared with a conventional core having one Er-doped fiber. The second reason is that when the power of the pumping light in the core is reduced in the conventional optical fiber, the gain peak near the wavelength of 1.535 μm decreases, and the gain-wavelength characteristic becomes gradually flat, As the power is further reduced, the wavelength becomes 1.53.
The gain in the short wavelength region on the μm side is reduced, and the gain in the long wavelength region on the 1.56 μm side is increased. In other words, the gain-wavelength characteristic rises to the right from the short wavelength to the long wavelength. It has been found that the gain becomes extremely low when it is used, and it cannot be used as an optical amplifier. However, this Er-doped multi-core fiber uses the principle positively. That is, as shown in the figure, the core diameter D and the core interval d are optimized so that the pump light and the signal light propagate almost uniformly in the respective cores 31 -1 to 31 -7 to which Er is added. For example, although the amplification gain of the signal light propagating through each of the cores 31 -1 to 31 -7 becomes low, the wavelength characteristic thereof becomes almost flat, and the signal light propagates through a desired length. Utilizes the fact that the signals amplified inside each of the cores 31 -1 to 31 -7 are superimposed, and the wavelength characteristic of the gain becomes almost flat.

【0005】次に、上記した原理による図17の光増幅
器の構成、及びこれに対する利得の波長特性を評価した
結果について説明する。Er添加マルチコアファイバ3
7にはコア間隔dが1.3μm、各々のコア径が約2μ
m、クラッド径が125μm、コアとクラッドとの比屈
折率差Δが1.45%、モードフィールド径が約8.8
μm、各々のコア内のErとAlの添加量が400pp
mと8500ppm、ファイバ長が約45mのものを用
いた。このEr添加マルチコアファイバ37の両端には
光が逆方向に伝搬するのを防止するためのアイソレータ
35a,35bが接続され、この各々の内側にはWDM
(波長分割多重:Wavelength Division Multiplexing)
カプラ36a,36bが設けられている。アイソレータ
35aには信号光S1 が入力され、アイソレータ35b
から増幅された信号光S2 が出力される。
Next, a description will be given of the configuration of the optical amplifier shown in FIG. 17 based on the above-described principle and the results of evaluating the wavelength characteristics of the gain for the configuration. Er-doped multi-core fiber 3
7 has a core interval d of 1.3 μm and a core diameter of about 2 μm.
m, the cladding diameter is 125 μm, the relative refractive index difference Δ between the core and the cladding is 1.45%, and the mode field diameter is about 8.8.
μm, the addition amount of Er and Al in each core is 400 pp
m, 8500 ppm, and a fiber length of about 45 m were used. Isolators 35a and 35b for preventing light from propagating in the opposite direction are connected to both ends of the Er-doped multi-core fiber 37, and a WDM is provided inside each of them.
(Wavelength Division Multiplexing)
Couplers 36a and 36b are provided. Signal light S 1 is inputted to the isolator 35a, isolator 35b
Signal light S 2 amplified from is output.

【0006】このWDMカプラ36a,36bの各々に
は、励起用半導体レーザ38a,38bに接続された光
ファイバ39a,39bが結合され、励起用半導体レー
ザ38a,38bで生成された励起光40a,40bが
Er添加マルチコアファイバ37に伝搬できるように構
成されている。アイソレータ35aを経由して信号光S
1 が入光されているとき、励起用半導体レーザ38aで
短い波長のレーザ光を生成し、このレーザ光をWDMカ
プラ36aを介してEr添加マルチコアファイバ37に
入射させると、イオンのあるエネルギー準位が励起さ
れ、誘導放出による増幅作用が生じる。増幅された光信
号S2 はEr添加マルチコアファイバ37からアイソレ
ータ35bを通して外部へ出力される。同様に、励起用
半導体レーザ38bで生成されたレーザ光は、Er添加
マルチコアファイバ37に対して後方向から入射され、
上記した原理で光増幅を行う。ここでは、前後から励起
光を付与しているが、前又は後のいずれか一方でもよ
い。
Optical fibers 39a, 39b connected to the pumping semiconductor lasers 38a, 38b are coupled to the WDM couplers 36a, 36b, respectively, and pumping lights 40a, 40b generated by the pumping semiconductor lasers 38a, 38b. Can be propagated to the Er-doped multi-core fiber 37. The signal light S passes through the isolator 35a.
When 1 is incident, a short-wavelength laser light is generated by the pumping semiconductor laser 38a, and this laser light is incident on the Er-doped multi-core fiber 37 via the WDM coupler 36a. Is excited, and an amplifying action by stimulated emission occurs. Amplified optical signal S 2 is output from the Er-doped multi-core fiber 37 to the outside through the isolator 35b. Similarly, the laser light generated by the pumping semiconductor laser 38b is incident on the Er-doped multi-core fiber 37 from behind,
Optical amplification is performed according to the above principle. Here, the excitation light is applied from the front and back, but may be one of the front and the rear.

【0007】ここで、励起光40a,40bの波長を
0.98μmとし、励起光40aの励起光パワーが70
mW、励起光40bの励起光パワーが80mWとなるよ
うにした。これらの値は、利得の波長特性が平坦化に適
していたことから決定した値である。図16の構成にお
ける利得の波長特性を測定したのが図18である。すな
わち、信号光パワーSpが−37dB、−27dB、−
17dB、−9dBの各場合について、夫々の利得の波
長特性を測定した結果である。図18から明らかなよう
に、広い波長範囲にわたって利得が平坦化されているこ
とがわかる。
Here, the wavelength of the pump light 40a, 40b is 0.98 μm, and the power of the pump light 40a is 70 μm.
The excitation light power of the excitation light 40b was 80 mW. These values are determined from the fact that the wavelength characteristic of the gain is suitable for flattening. FIG. 18 shows the measured wavelength characteristics of the gain in the configuration of FIG. That is, the signal light power Sp is -37 dB, -27 dB,-
It is the result of measuring the wavelength characteristic of each gain in each case of 17 dB and -9 dB. As is clear from FIG. 18, the gain is flattened over a wide wavelength range.

【0008】図19はEr添加マルチコアファイバ37
のコア間隔dと利得が最大値から1dB低下した場合の
帯域幅(以下、「1dB帯域幅」という)との関係を実
験的に求めてプロットしたものであり、図18の場合と
同様に信号光パワーSpをパラメータにしている。コア
間隔dが0の場合、従来のEr添加光ファイバ増幅器
(所謂コアが一個の構造のもの)の特性である。図19
から明らかなように、Er添加マルチコアファイバ増幅
器の方が利得の波長特性が平坦になることを示してお
り、かつコア間隔dを大きくするほど、1dB帯域幅は
広がることを示している。
FIG. 19 shows an Er-doped multi-core fiber 37.
The relationship between the core interval d and the bandwidth when the gain is reduced by 1 dB from the maximum value (hereinafter referred to as “1 dB bandwidth”) is experimentally obtained and plotted, and as in FIG. The optical power Sp is used as a parameter. When the core interval d is 0, this is the characteristic of a conventional Er-doped optical fiber amplifier (a so-called single-core structure). FIG.
As is clear from FIG. 5, the Er-doped multi-core fiber amplifier shows that the wavelength characteristic of the gain becomes flatter, and that as the core interval d increases, the 1 dB bandwidth increases.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のEr添
加マルチコアファイバ増幅器によると、利得が或るレベ
ル以下では平坦な波長特性が得られるものの、40dB
前後の高利得域においては、利得の波長特性は満足な結
果が得られなかった。そこで本発明は、高利得時でも十
分な平坦特性を得ることのできるマルチコアファイバ、
これを用いた光増幅器、この光増幅器を用いた光増幅中
継装置及び光増幅分配装置を提供することを目的として
いる。
However, according to the conventional Er-doped multi-core fiber amplifier, a flat wavelength characteristic can be obtained when the gain is below a certain level, but 40 dB.
In the high gain region before and after, satisfactory results were not obtained for the wavelength characteristics of the gain. Therefore, the present invention is a multi-core fiber that can obtain sufficient flat characteristics even at high gain,
It is an object of the present invention to provide an optical amplifier using the same, an optical amplifier repeater and an optical amplifier distributor using the optical amplifier.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、希土類元素が添加された複数のコア
を所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され
たマルチコアファイバにおいて、前記複数のコアは、中
心部に配置され、前記所定の屈折率より大きい第1の屈
折率を有した第1のコアと、この第1のコアの外側に配
置され、前記第1の屈折率より大きい第2の屈折率を有
した第2のコアとよりなる構成にしている。
To achieve the above object, the present invention provides a multi-core fiber comprising a plurality of cores doped with a rare earth element covered with a cladding layer having a predetermined refractive index. , The plurality of cores are disposed at a central portion, have a first core having a first refractive index higher than the predetermined refractive index, and a first core disposed outside the first core, The second core has a second refractive index higher than the refractive index.

【0011】この構成によれば、第2のコアに対し、第
1のコアの屈折率を小さくすることにより、第1のコア
内を伝搬するパワーは低下し、第1のコア内と第2のコ
ア内を伝搬するパワーとが等しくなり、パワーアンバラ
ンスが無くなる。この結果、利得の波長特性の平坦特性
を良好にすることができる。前記第1及び第2のコア
は、希土類元素に加えてAlが添加され、前記クラッド
層は前記第1及び第2のコアを被覆するプライマリーク
ラッド層と、前記プライマリークラッド層の外側に設け
られたセカンダリクラッド層とにより構成することがで
きる。
[0011] According to this configuration, by reducing the refractive index of the first core with respect to the second core, the power propagating in the first core is reduced, and the power in the first core and the second core are reduced. And the power propagating in the core becomes equal, and the power imbalance is eliminated. As a result, the flat characteristic of the gain wavelength characteristic can be improved. The first and second cores are doped with Al in addition to the rare earth element, and the cladding layer is provided on a primary cladding layer covering the first and second cores and on the outside of the primary cladding layer. It can be constituted by a secondary cladding layer.

【0012】この構成によれば、希土類元素のほかにA
lを添加することにより、最も吸収及び散乱損失の小さ
くすることができ、屈折率の調整をAlにより行うこと
ができる。また、プライマリークラッド層とセカンダリ
クラッド層とに分けることにより、比屈折率差Δを大き
くすることができ、高効率(=高利得)の光増幅器用光
ファイバを得ることができる。
According to this configuration, in addition to the rare earth element, A
By adding l, the absorption and scattering loss can be minimized and the refractive index can be adjusted with Al. Further, by dividing the optical fiber into the primary clad layer and the secondary clad layer, the relative refractive index difference Δ can be increased, and a highly efficient (= high gain) optical fiber for an optical amplifier can be obtained.

【0013】前記プライマリークラッド層は、前記セカ
ンダリクラッド層より屈折率を小さくすることができ
る。この構成によれば、プライマリークラッド層の屈折
率とセカンダリクラッド層の屈折率を異ならせた光ファ
イバを製作するのに適し、高効率(=高利得)の光増幅
器用の光ファイバを得ることができる。
The primary clad layer can have a smaller refractive index than the secondary clad layer. According to this configuration, it is suitable for manufacturing an optical fiber in which the refractive index of the primary clad layer is different from the refractive index of the secondary clad layer, and it is possible to obtain an optical fiber for a high efficiency (= high gain) optical amplifier. it can.

【0014】また、前記第1及び第2のコアは、SiO
2 系ガラス、SiO2 −GeO2 系ガラス、あるいはS
iO2 −GeO2 −P2 5 系ガラスにAlが少なくと
も5000ppm、及びErが少なくとも200ppm
添加した構成にすることができる。この構成によれば、
希土類元素とAlを共添加した場合、最も吸収及び散乱
損失の小さくすることができるが、屈折率の調整はAl
でしか行えない。ところが、SiO2 にGeO2 又はP
2 5 を添加することにより、比屈折率差Δを大きくす
ることができ、高効率(=高利得)の光増幅器用光ファ
イバを得ることができる。
The first and second cores are made of SiO.
2 based glass, SiO 2 -GeO 2 based glass or S,
Al is at least 5000 ppm and Er is at least 200 ppm in the iO 2 —GeO 2 —P 2 O 5 system glass.
An added configuration can be adopted. According to this configuration,
When the rare earth element and Al are co-added, the absorption and scattering loss can be minimized, but the adjustment of the refractive index is made by Al.
Can only be done with However, GeO 2 or P in the SiO 2
By adding 2 O 5 , the relative refractive index difference Δ can be increased, and a highly efficient (= high gain) optical fiber for an optical amplifier can be obtained.

【0015】上記の目的は、希土類元素が添加された複
数のコアをクラッド層で被覆して構成されたマルチコア
ファイバにおいて、前記複数のコアは、それら複数のコ
アの中心部に配置された第1のコアと、この第1のコア
の外側に配置され、前記第1のコアの希土類元素添加量
よりも多い量の希土類元素を含む第2のコアより構成の
マルチファイバによっても達成される。
[0015] An object of the present invention is to provide a multi-core fiber constituted by covering a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer, wherein the plurality of cores are arranged at the center of the plurality of cores. The present invention is also achieved by a multi-fiber constituted by a core having a second core and a second core which is arranged outside the first core and contains a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core.

【0016】この構成によれば、第1のコアに添加する
希土類元素の量を第2のコアの添加量よりも少なくする
ことにより、第1のコアを伝搬する信号光パワー、励起
光パワー及びErの添加量によって定まる増幅度と、周
囲の第2のコアを伝搬する信号光パワー、励起光パワー
及びErの添加量によって定まる増幅度とをほぼ等しく
することができる。この結果、利得の波長特性を平坦化
することができる。
According to this structure, the amount of the rare earth element added to the first core is made smaller than the amount of the second core added, so that the signal light power, the pump light power, The amplification degree determined by the addition amount of Er can be made substantially equal to the amplification degree determined by the signal light power, pumping light power, and the addition amount of Er propagating through the surrounding second core. As a result, the wavelength characteristic of the gain can be flattened.

【0017】前記第1及び第2のコアは、前記希土類元
素が径方向に分布するように添加するのが望ましい。こ
の構成によれば、各コア内を伝搬する信号光パワー及び
励起光パワーの分布に近い形状に希土類元素を添加した
ことになり、高利得を得ることができる。前記第1のコ
アは、前記クラッド層の屈折率より大きく、前記第2の
コアの屈折率より小さい構成にすることができる。
Preferably, the first and second cores are added so that the rare earth element is distributed in a radial direction. According to this configuration, the rare earth element is added in a shape close to the distribution of the signal light power and the pump light power propagating in each core, and a high gain can be obtained. The first core may be configured to be larger than the refractive index of the cladding layer and smaller than the refractive index of the second core.

【0018】この構成によれば、Erの添加量の調整に
よる効果に加え、第2のコアに対し、第1のコアの屈折
率を小さくすることにより、第1のコア内を伝搬するパ
ワーは低下し、第1のコア内と第2のコア内を伝搬する
パワーとが等しくなり、パワーアンバランスが無くな
る。この結果、利得の波長特性の平坦特性を良好にする
ことができる。前記第1及び第2のコアは、希土類元素
に加えてAlが添加され、前記クラッド層は前記第1及
び第2のコアを被覆するプライマリークラッド層と、前
記プライマリークラッド層の外側に設けられたセカンダ
リクラッド層とにより構成することができる。
According to this configuration, in addition to the effect of adjusting the amount of Er added, the power propagating in the first core is reduced by reducing the refractive index of the first core with respect to the second core. As a result, the power propagating in the first and second cores becomes equal, and the power imbalance is eliminated. As a result, the flat characteristic of the gain wavelength characteristic can be improved. The first and second cores are doped with Al in addition to the rare earth element, and the cladding layer is provided on a primary cladding layer covering the first and second cores and on the outside of the primary cladding layer. It can be constituted by a secondary cladding layer.

【0019】この構成によれば、希土類元素のほかにA
lを添加することにより、最も吸収及び散乱損失の小さ
くすることができ、屈折率の調整をAlにより行うこと
ができる。また、プライマリークラッド層とセカンダリ
クラッド層とに分けることにより、比屈折率差Δを大き
くすることができ、高効率(=高利得)の光増幅器用光
ファイバを得ることができる。前記プライマリークラッ
ド層は、前記セカンダリクラッド層より屈折率が小さい
構成にすることができる。
According to this configuration, in addition to the rare earth element, A
By adding l, the absorption and scattering loss can be minimized and the refractive index can be adjusted with Al. Further, by dividing the optical fiber into the primary clad layer and the secondary clad layer, the relative refractive index difference Δ can be increased, and a highly efficient (= high gain) optical fiber for an optical amplifier can be obtained. The primary clad layer may be configured to have a smaller refractive index than the secondary clad layer.

【0020】この構成によれば、プライマリークラッド
層の屈折率とセカンダリクラッド層の屈折率を異ならせ
た光ファイバを製作するのに適し、高効率(=高利得)
の光増幅器用の光ファイバを得ることができる。前記第
1及び第2のコアは、SiO2 系ガラス、SiO2 −G
eO2 系ガラス、あるいはSiO2 −GeO2 −P2
5 系ガラスにAlが少なくとも5000ppm、及びE
rが少なくとも200ppmが添加された構成にするこ
とができる。
According to this configuration, it is suitable for manufacturing an optical fiber in which the refractive index of the primary clad layer and the refractive index of the secondary clad layer are different, and high efficiency (= high gain)
Can be obtained. The first and second cores are made of SiO 2 glass, SiO 2 -G
eO 2 based glass or SiO 2 -GeO 2 -P 2 O,
At least 5000 ppm of Al and E
It can be configured such that at least 200 ppm of r is added.

【0021】この構成によれば、希土類元素とAlを共
添加した場合、最も吸収及び散乱損失の小さくすること
ができるが、屈折率の調整はAlでしか行えない。とこ
ろが、SiO2 にGeO2 又はP2 5 を添加すること
により、比屈折率差Δを大きくすることができ、高効率
(=高利得)の光増幅器用光ファイバを得ることができ
る。更に、上記した本発明の目的は、希土類元素が添加
された複数のコアを所定の屈折率を有したクラッド層で
被覆して構成され、前記複数のコアは、中心部に配置さ
れ、前記所定の屈折率より大きい第1の屈折率を有した
第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、前記
第1の屈折率より大きい第2の屈折率を有した第2のコ
アより構成されたマルチコアファイバと、このマルチコ
アファイバの入力側、出力側、又は両側に設けられたW
DM回路と、このWDM回路に励起光を供給するための
励起用光源と、前記WDM回路と入力端又は出力端との
間に設けられたアイソレータとを備えたマルチコアファ
イバを用いた光増幅器によって達成される。
According to this configuration, when a rare earth element and Al are co-added, the absorption and scattering loss can be minimized, but the refractive index can be adjusted only with Al. However, by adding GeO 2 or P 2 O 5 to SiO 2 , the relative refractive index difference Δ can be increased, and a highly efficient (= high gain) optical fiber for an optical amplifier can be obtained. Further, an object of the present invention is to cover a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index, wherein the plurality of cores are arranged at a central portion, and A first core having a first refractive index greater than the first refractive index; and a second core disposed outside the first core and having a second refractive index greater than the first refractive index. And a W provided on an input side, an output side, or both sides of the multi-core fiber.
Achieved by an optical amplifier using a multi-core fiber including a DM circuit, an excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit, and an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal. Is done.

【0022】この構成によれば、コアの屈折率に配慮し
た希土類添加マルチコアファイバは利得の波長特性の平
坦特性に優れ、これをWDM回路と組み合わせることに
より励起用のレーザ光を希土類添加マルチコアファイバ
に注入でき、これによって光増幅を行わせることができ
る。この結果、利得の波長特性の平坦特性を確保しなが
ら高利得化を図ることができる。更に、上記の目的は、
希土類元素が添加された複数のコアを所定の屈折率を有
したクラッド層で被覆して構成され、前記複数のコア
は、それら複数のコアの中心部に配置された第1のコア
と、前記第1のコアの外側に配置され、前記第1のコア
の希土類元素添加量よりも多い量の希土類元素を含む第
2のコアより構成されたマルチコアファイバと、このマ
ルチコアファイバの入力側、出力側、又は両側に設けら
れたWDM回路と、このWDM回路に励起光を供給する
ための励起用光源と、前記WDM回路と入力端又は出力
端との間に設けられたアイソレータとを備えた構成の光
増幅器によっても達成される。
According to this configuration, the rare-earth-doped multi-core fiber in consideration of the refractive index of the core is excellent in the flat characteristic of the wavelength characteristic of the gain. By combining this with the WDM circuit, the laser light for excitation is converted into the rare-earth-doped multi-core fiber. Can be injected, which allows optical amplification to take place. As a result, it is possible to increase the gain while securing the flat characteristic of the wavelength characteristic of the gain. Further, the above objectives are:
A plurality of cores to which the rare earth element is added are covered with a cladding layer having a predetermined refractive index, and the plurality of cores are a first core disposed at a central portion of the plurality of cores, and A multi-core fiber disposed outside the first core and including a second core containing a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core, and an input side and an output side of the multi core fiber Or a WDM circuit provided on both sides, an excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit, and an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal. This is also achieved by an optical amplifier.

【0023】この構成によれば、第2のコアの希土類元
素添加を量を第1のコアより多くした希土類添加マルチ
コアファイバは利得の波長特性の平坦特性に優れ、これ
をWDM回路と組み合わせることにより励起用のレーザ
光を希土類添加マルチコアファイバに注入でき、これに
よって光増幅を行わせることができる。この結果、利得
の波長特性の平坦特性を確保しながら高利得化を図るこ
とができる。前記光増幅器における励起光は、0.98
μm帯又は1.48μm帯の波長を用いることができ
る。
According to this configuration, the rare-earth-doped multi-core fiber in which the amount of the rare-earth element added to the second core is larger than that of the first core has excellent flatness of the wavelength characteristic of the gain, and this is combined with the WDM circuit. Excitation laser light can be injected into the rare-earth-doped multi-core fiber, thereby enabling optical amplification. As a result, it is possible to increase the gain while securing the flat characteristic of the wavelength characteristic of the gain. The pump light in the optical amplifier is 0.98
A wavelength in the μm band or the 1.48 μm band can be used.

【0024】この構成によれば、0.98μm帯の波長
は、より低い雑音指数で且つ利得の波長特性の平坦な増
幅器を得るのに寄与し、また、1.48μm帯の波長は
高信頼に高い利得を得るのに寄与する。また、上記した
本発明の目的は、希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、中心部に配置され、前記所定の屈折
率より大きい第1の屈折率を有した第1のコアと、前記
第1のコアの外側に配置され、前記第1の屈折率より大
きい第2の屈折率を有した第2のコアより構成されたマ
ルチコアファイバと、このマルチコアファイバの入力
側、出力側、又は両側に設けられたWDM回路と、この
WDM回路に励起光を供給するための励起用光源と、前
記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられたア
イソレータと、このマルチコアファイバの光増幅器の入
力側、出力側、又は両側に接続した分散シフトファイバ
とを備えた構成の光増幅中継装置によって達成される。
According to this structure, the wavelength in the 0.98 μm band contributes to obtaining an amplifier having a lower noise figure and a flat gain wavelength characteristic, and the wavelength in the 1.48 μm band is highly reliable. Contribute to obtain high gain. Further, the above-described object of the present invention is configured by covering a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index,
A plurality of cores disposed at a central portion and having a first refractive index greater than the predetermined refractive index; and a first core disposed outside the first core and having a first refractive index. A multi-core fiber composed of a second core having a larger second refractive index, a WDM circuit provided on the input side, output side, or both sides of the multi-core fiber, and supplying pump light to the WDM circuit A light source for pumping, an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal, and a dispersion-shifted fiber connected to the input side, output side, or both sides of the optical amplifier of the multi-core fiber. This is achieved by the optical amplification repeater having the configuration provided.

【0025】この構成によれば、利得の波長特性の平坦
特性を確保しながら高利得化を図りながら、分散シフト
ファイバと希土類添加マルチコアファイバのモードフィ
ールド径が非常に近い値であるため、情報信号の伝送を
低接続損失で行うことのできる光増幅中継装置を得るこ
とができる。また、上記の目的は、希土類元素が添加さ
れた複数のコアを所定の屈折率を有したクラッド層で被
覆して構成され、前記複数のコアは、それら複数のコア
の中心部に配置された第1のコアと、前記第1のコアの
外側に配置され、前記第1のコアの希土類元素添加量よ
りも多い量の希土類元素を含む第2のコアより構成され
たマルチコアファイバと、このマルチコアファイバの入
力側、出力側、又は両側に設けられたWDM回路と、こ
のWDM回路に励起光を供給するための励起用光源と、
前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられた
アイソレータと、前記マルチコアファイバの光増幅器の
入力側、出力側、又は両側に接続した分散シフトファイ
バとを備えた構成の光増幅中継装置によって達成され
る。
According to this structure, the mode field diameters of the dispersion-shifted fiber and the rare-earth-doped multi-core fiber are very close to each other while achieving a high gain while securing the flatness of the gain wavelength characteristic. , An optical amplification repeater that can perform transmission with low connection loss can be obtained. Further, the above object is achieved by covering a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index, and the plurality of cores are arranged at a central portion of the plurality of cores. A multi-core fiber including a first core, a second core disposed outside the first core, and including a rare earth element in an amount larger than a rare earth element addition amount of the first core; A WDM circuit provided on the input side, output side, or both sides of the fiber, and an excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit;
An optical amplification repeater having a configuration including an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal, and a dispersion-shifted fiber connected to an input side, an output side, or both sides of the optical amplifier of the multi-core fiber. Achieved by

【0026】この構成によれば、利得の波長特性の平坦
特性を確保しながら高利得化を図りながら、分散シフト
ファイバと希土類添加マルチコアファイバのモードフィ
ールド径が非常に近い値であるため、情報信号の伝送を
低接続損失で行うことのできる光増幅中継装置を得るこ
とができる。更に、前記光増幅中継装置において、分散
シフトファイバの途中に分散補償デバイスを接続した構
成にすることができる。
According to this structure, the mode field diameters of the dispersion-shifted fiber and the rare-earth-doped multi-core fiber are very close to each other while achieving high gain while securing the flat characteristic of the wavelength characteristic of the gain. , An optical amplification repeater that can perform transmission with low connection loss can be obtained. Further, in the optical amplification repeater, it is possible to adopt a configuration in which a dispersion compensation device is connected in the middle of the dispersion shift fiber.

【0027】この構成によれば、高速、大容量の情報を
より長距離へ伝送しようとする場合に問題となるファイ
バの分散値が、分散補償デバイスによって補償される。
したがって、利得の波長特性の平坦特性及び高利得化を
確保しながら、大容量の情報を高速に遠方へ伝送するこ
とができる。また、前記光増幅中継装置において、その
入力側、出力側、又は両側に光合分波回路を設けること
ができる。
According to this configuration, the dispersion value of the fiber, which becomes a problem when transmitting high-speed, large-capacity information to a longer distance, is compensated by the dispersion compensation device.
Therefore, a large amount of information can be transmitted at a high speed to a distant place while securing flat characteristics and high gain of the wavelength characteristic of the gain. In the optical amplification repeater, an optical multiplexing / demultiplexing circuit can be provided on the input side, output side, or both sides.

【0028】この構成によれば、光合分波回路によって
波長多重が行え、この波長多重した信号光を希土類添加
マルチコアファイバ及び分散シフトファイバを通過させ
ることにより、長距離伝送が可能になる。更に、上記し
た本発明の目的は、希土類元素が添加された複数のコア
を所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成さ
れ、前記複数のコアは、中心部に配置され、前記所定の
屈折率より大きい第1の屈折率を有した第1のコアと、
前記第1のコアの外側に配置され、前記第1の屈折率よ
り大きい第2の屈折率を有した第2のコアより構成され
たマルチコアファイバと、このマルチコアファイバの入
力側、出力側、又は両側に設けられたWDM回路と、こ
のWDM回路に励起光を供給するための励起用光源と、
前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられた
アイソレータを備えた光増幅器と、この光増幅器の出力
側に設けられ、この光増幅器より出力された増幅後の光
信号を複数の異なる波長に分配出力する光スターカプラ
とを設けた構成のマルチコアファイバ光増幅分配装置に
よっても達成される。
According to this configuration, wavelength multiplexing can be performed by the optical multiplexing / demultiplexing circuit, and long-distance transmission becomes possible by passing the wavelength-multiplexed signal light through the rare earth-doped multicore fiber and the dispersion shift fiber. Further, an object of the present invention is to cover a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index, wherein the plurality of cores are arranged at a central portion, and A first core having a first refractive index greater than the refractive index of
A multi-core fiber, which is disposed outside the first core and has a second core having a second refractive index larger than the first refractive index, and an input side, an output side, or A WDM circuit provided on both sides, an excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit,
An optical amplifier provided with an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal; and an optical amplifier provided on the output side of the optical amplifier and amplifying an optical signal output from the optical amplifier. This is also achieved by a multi-core fiber optical amplifying / distributing device having a configuration in which an optical star coupler that distributes and outputs wavelengths is provided.

【0029】この構成によれば、希土類添加マルチコア
ファイバを用いた光増幅によって利得の波長特性の平坦
特性を確保しながら増幅された信号光が光スターカプラ
によって分配され、複数の加入者へ波長多重化された情
報信号をほぼ均等に、且つS/Nの劣化及びクロストー
ク特性の劣化を極めて低い値にして伝送することができ
る。また、上記した本発明の目的は、希土類元素が添加
された複数のコアを所定の屈折率を有したクラッド層で
被覆して構成され、前記複数のコアは、それら複数のコ
アの中心部に配置された第1のコアと、前記第1のコア
の外側に配置され、前記第1のコアの希土類元素添加量
よりも多い量の希土類元素を含む第2のコアより構成さ
れたマルチコアファイバと、このマルチコアファイバの
入力側、出力側、又は両側に設けられたWDM回路と、
このWDM回路に励起光を供給するための励起用光源
と、前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けら
れたアイソレータを備えた光増幅器と、この光増幅器の
出力側に設けられ、この光増幅器より出力された増幅後
の光信号を複数の異なる波長に分配出力する光スターカ
プラとを備えた構成の光増幅分配装置によっても達成さ
れる。
According to this structure, the amplified signal light is distributed by the optical star coupler while securing the flat characteristic of the gain wavelength characteristic by the optical amplification using the rare-earth-doped multi-core fiber, and is wavelength-multiplexed to a plurality of subscribers. It is possible to transmit the converted information signal almost uniformly and with extremely low S / N and crosstalk characteristic deterioration. Further, the object of the present invention is to cover a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index, and the plurality of cores are provided at a central portion of the plurality of cores. A multi-core fiber comprising a first core arranged, and a second core arranged outside the first core and containing a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core; A WDM circuit provided on the input side, output side, or both sides of the multi-core fiber,
An excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit; an optical amplifier including an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal; and an optical amplifier provided on an output side of the optical amplifier. The present invention is also achieved by an optical amplification and distribution device having a configuration including an optical star coupler that distributes and outputs the amplified optical signal output from the optical amplifier to a plurality of different wavelengths.

【0030】この構成によれば、希土類添加マルチコア
ファイバを用いた光増幅によって利得の波長特性の平坦
特性を確保しながら増幅された信号光が光スターカプラ
によって分配され、複数の加入者へ波長多重化された情
報信号をほぼ均等に、且つS/Nの劣化及びクロストー
ク特性の劣化を極めて低い値にして伝送することができ
る。
According to this configuration, the signal light amplified by the optical amplification using the rare earth-doped multi-core fiber while securing the flat characteristic of the wavelength characteristic of the gain is distributed by the optical star coupler, and wavelength multiplexed to a plurality of subscribers. It is possible to transmit the converted information signal almost uniformly and with extremely low S / N and crosstalk characteristic deterioration.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。図1は本発明によるEr添加マ
ルチコアファイバの第1の実施の形態を示し、(a)は
断面図、(b)は(a)におけるA−A′、B−B′、
C−C′の各断面における屈折率分布を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a first embodiment of an Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG. 1A is a sectional view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA ′, BB ′, and FIG.
The refractive index distribution in each section of CC 'is shown.

【0032】本発明によるマルチコアファイバの構成を
説明する前に、本発明による構成のマルチコアファイバ
を発明するに至った経緯について説明する。Er添加マ
ルチコアファイバに波長0.98μmの励起光及び波長
1.55μmの信号光を入射させたときのEr添加マル
チコアファイバ内を1m伝搬した状態における各々のコ
ア内のパワー分布を理論解析したところ、図14(図
中、(a)はファイバ断面図、(b)は波長0.98μ
mにおけるコア間隔d−パワー入射/出射特性を示す)
及び図15(波長1.55μmにおけるコア間隔d−パ
ワー入射/出射特性を示す)の結果を得た。いずれもパ
ワー比とコア間隔との関係を示し、横軸は各々のコアの
間隔d、縦軸は各々のコアに入射したパワーと出射した
パワーとの比を示している。
Before describing the configuration of the multi-core fiber according to the present invention, the process of inventing the multi-core fiber having the configuration according to the present invention will be described. Theoretical analysis of the power distribution in each core in a state where 1 m of light propagated in the Er-doped multi-core fiber when 0.98 μm of pump light and 1.55 μm of signal light were made incident on the Er-doped multi-core fiber, FIG. 14 (in the figure, (a) is a sectional view of the fiber, (b) is a wavelength of 0.98 μm)
(Indicates the core spacing d-power input / output characteristics at m.)
And FIG. 15 (showing the core spacing d-power incidence / emission characteristics at a wavelength of 1.55 μm). In each case, the relationship between the power ratio and the core interval is shown, the horizontal axis represents the interval d between each core, and the vertical axis represents the ratio between the power incident on each core and the output power.

【0033】発明者らの理論解析によれば、図14及び
図15の(a)におけるA−A軸と、B−B軸と、C−
C軸とが対称であることから、周辺部の各々のパワー比
は等しくなる。したがって、図14及び図15では中心
部のコア内のパワー比と周辺部のコア内のパワー比の夫
々の最小値及び最大値をプロットしている。まず、図1
4について説明すると、波長0.98μmの励起光に対
してはコア間隔dが小さいと、中心部及び周辺部のパワ
ー比の最小値と最大値との間には大きな差がある。つま
り、励起光は各々のコア内を大きな振動を伴いながら伝
搬しており、中心部のコア内と周辺部のコア内のパワー
とに大幅なパワーアンバランスが生じる。ところが、コ
ア間隔dを徐々に大きくしていくと、パワーアンバラン
スは小さくなり、コア間隔dが1.3〜1.5μmの範
囲では中心部及び周辺部のコア内のパワーが近似した値
になってくることが判明した。
According to the theoretical analysis of the inventors, the AA axis, the BB axis, and the C-axis in FIGS.
Since the C axis is symmetric, the power ratio of each of the peripheral portions becomes equal. Therefore, FIGS. 14 and 15 plot the minimum value and the maximum value of the power ratio in the core at the center and the power ratio in the core at the periphery, respectively. First, FIG.
Explaining No. 4, there is a large difference between the minimum value and the maximum value of the power ratio between the central part and the peripheral part when the core interval d is small for the pumping light having a wavelength of 0.98 μm. That is, the excitation light propagates in each core with large vibration, and a large power imbalance occurs between the power in the core in the center and the power in the core in the peripheral part. However, when the core interval d is gradually increased, the power imbalance decreases, and when the core interval d is in the range of 1.3 to 1.5 μm, the power in the cores at the center and the peripheral portions is approximated. It turned out to be.

【0034】また、波長1.55μmの信号光に対する
図15においても同様の傾向を示しており、各々のコア
内に励起光及び信号光をほぼ均等に分配して伝搬させる
ためのコア間隔dの最適値は1.3〜1.5μmの範囲
にあることが判明した。しかし、以上の結果からわかる
ように、中心部のコア内と周辺部のコア内を伝搬するパ
ワーには未だアンバランスがあり、図18に示したよう
に、利得の波長特性の平坦性を劣化させる原因になって
いると考えられる。
FIG. 15 shows the same tendency with respect to the signal light having a wavelength of 1.55 μm, and the core interval d for distributing the pump light and the signal light almost equally in each core and propagating the same. The optimum was found to be in the range of 1.3-1.5 μm. However, as can be seen from the above results, there is still an imbalance in the power propagating in the core at the center and in the core at the periphery, and as shown in FIG. 18, the flatness of the gain wavelength characteristic deteriorates. It is thought to be the cause.

【0035】そこで本発明においては、図14及び図1
5における中心部のコアと周辺部のコア内を伝搬するパ
ワーがより等しくなるように、中心部のコアの屈折率
(nWC)を周囲に配置したコアの屈折率(nwo)よりも
低い値にし、中心部のコア内を伝搬するパワーが低下す
るようにしている。これにより、中心部のコア内を伝搬
するパワーと周辺部のコア内を伝搬するパワーとをほぼ
等しくすることができ、利得の波長特性の平坦性を改善
することができる。
Accordingly, in the present invention, FIGS.
The refractive index (n WC ) of the central core is lower than the refractive index (n wo ) of the peripheral core so that the power propagating in the central core and the peripheral core in 5 is more equal. Value so that the power propagating in the core at the center is reduced. This makes it possible to make the power propagating in the core at the center substantially equal to the power propagating in the core at the peripheral portion, thereby improving the flatness of the gain wavelength characteristic.

【0036】次に、以上の考えを具体化した本発明の実
施の形態について図1の(a)を基に説明する。コア1
a〜1gはプライマリークラッド層2によって被覆され
ている。コア1a〜1gにはErとAlが共添加されて
いる。そして、コア1a〜1gは1本(コア1g=第1
のコア)を中心に据え、これを取り囲むようにして他の
6本(コア1a〜1f=第2のコア)が一体的に束ねら
れている。これらコア1a〜1gは、更にセカンダリク
ラッド層3で被覆されている。このセカンダリクラッド
層3の屈折率をnC とするとき、コア1a〜1fの屈折
率はnWO、中心のコア1gの屈折率はnWCというように
異なる値に設定される。すなわち、セカンダリクラッド
層3の屈折率nC に対してコア1a〜1gの屈折率nWO
は、nWO>nC になるように設定され、コア1gの屈折
率nWCに対してコア1a〜1gの屈折率nWOは、nWC
WOに設定される。また、プライマリークラッド層2の
屈折率nP は、セカンダリクラッド層3の屈折率nC
対し、nC =nP に設定している。
Next, an embodiment of the present invention embodying the above idea will be described with reference to FIG. Core 1
a to 1 g are covered with the primary cladding layer 2. Er and Al are co-added to the cores 1a to 1g. Then, one core 1a to 1g (core 1g = first
The other six cores (cores 1a to 1f = second core) are integrally bundled so as to surround this core. These cores 1a to 1g are further covered with a secondary cladding layer 3. Assuming that the refractive index of the secondary cladding layer 3 is n C , the refractive indexes of the cores 1 a to 1 f are set to n WO and the refractive index of the central core 1 g is set to n WC . That is, the refractive index n WO of the cores 1 a to 1 g is compared with the refractive index n C of the secondary cladding layer 3.
Is set so that n WO > n C, and the refractive index n WO of the cores 1a to 1g with respect to the refractive index n WC of the core 1g is n WC <
n WO . The refractive index n P of the primary cladding layer 2 is set to n C = n P with respect to the refractive index n C of the secondary cladding layer 3.

【0037】図1の(b)は図1の(a)におけるA−
A′、B−B′、C−C′の各断面における屈折率分布
を示している。中心のコア1gの屈折率nWCは、周囲の
コア1a〜1gの屈折率nWOよりも低くなるように設定
され、中心のコア1gを伝搬する信号光(波長1.53
〜1.57μm帯)と励起光(0.98μm帯或いは
1.48μm帯)のパワー量を図14の場合の値に比べ
て抑えたことにより、コア1a〜1g内の光のパワー量
の略均等分配化が図れるため、利得の波長特性を更に平
坦化することができる。
FIG. 1 (b) is a view showing A- in FIG. 1 (a).
The refractive index distribution in each section of A ', BB', and CC 'is shown. The refractive index n WC of the central core 1 g is set to be lower than the refractive index n WO of the surrounding cores 1 a to 1 g, and the signal light (wavelength 1.53
The power amount of the pump light (0.95 μm band or 1.48 μm band) is suppressed as compared with the value in the case of FIG. 14 so that the power amount of the light in the cores 1 a to 1 g is substantially reduced. Since the equal distribution can be achieved, the wavelength characteristic of the gain can be further flattened.

【0038】なお、図1に示す構成のEr添加マルチコ
アファイバのコア材料は、SiO2−GeO2 −Al2
3 にErを添加したものである。また、プライマリー
クラッド層2及びセカンダリクラッド層3はSiO2
用いている。具体的例を示せば、セカンダリクラッド層
3の外径を125μm、コア1a〜1gのコア外径を約
1.9μm、コア1a〜1gのコア間隔を約1.3μ
m、中心のコア1gの屈折率nWCを1.478、コア1
a〜1fの屈折率nWOを1.4795、プライマリーク
ラッド層2の屈折率nP 及びセカンダリクラッド層3の
屈折率nC を1.458、コア1a〜1g内のErとA
lの添加量を夫々400ppmと8,500ppmにし
た。なお、コア1a〜1gの間隔約1.3μmはプライ
マリークラッド層2の厚みで制御した。
The core material of the Er-doped multi-core fiber having the structure shown in FIG. 1 is SiO 2 —GeO 2 —Al 2
It is obtained by adding Er to O 3 . The primary clad layer 2 and the secondary clad layer 3 use SiO 2 . Specifically, the outer diameter of the secondary cladding layer 3 is 125 μm, the outer diameter of the cores 1a to 1g is about 1.9 μm, and the core interval between the cores 1a to 1g is about 1.3 μm.
m, the refractive index n WC of the central core 1 g is 1.478, the core 1
The refractive indexes n WO of a to 1f are 1.4795, the refractive index n P of the primary cladding layer 2 and the refractive index n C of the secondary cladding layer 3 are 1.458, and Er and A in the cores 1 a to 1 g.
1 was added to 400 ppm and 8,500 ppm, respectively. The interval between the cores 1a to 1g of about 1.3 μm was controlled by the thickness of the primary clad layer 2.

【0039】そして、図15に示した構成によって利得
特性及び1dB帯域幅特性を測定した。これにより、図
2及び図3に示すような結果が得られた。図2及び図3
から明らかなように、小信号入力(Sp=−37dB
m)のときの利得の波長特性は平坦化されている。すな
わち、従来では1dB帯域幅(利得が1dB低下する帯
域幅)は約15nmであったが、本発明によれば、約2
2nmに拡大することができた。また、コア1a〜1g
内のAl添加量を17,000ppmにした場合、上記
小信号入力時の1dB帯域幅は約26nmに拡げること
ができた。
Then, the gain characteristic and the 1 dB bandwidth characteristic were measured by the configuration shown in FIG. As a result, the results shown in FIGS. 2 and 3 were obtained. 2 and 3
As is clear from FIG. 5, the small signal input (Sp = −37 dB)
The wavelength characteristic of the gain at the time of m) is flattened. That is, conventionally, the 1 dB bandwidth (the bandwidth in which the gain is reduced by 1 dB) is about 15 nm, but according to the present invention, it is about 2 nm.
It could be enlarged to 2 nm. In addition, cores 1a to 1g
When the addition amount of Al was set to 17,000 ppm, the 1 dB bandwidth at the time of inputting the small signal could be expanded to about 26 nm.

【0040】図4は本発明によるEr添加マルチコアフ
ァイバの第2の実施の形態を示し、(a)は断面図、
(b)は図4の(a)におけるA−A′、B−B′、C
−C′の各断面における屈折率分布を示している。図1
の構成がプライマリークラッド層2の屈折率nP に対し
てセカンダリクラッド層3の屈折率nC を、nC =nP
にしていたのに対し、この構成では、図1におけるプラ
イマリークラッド層2の屈折率nP とカンダリクラッド
層3の屈折率nC を異なる値(nC >nP )に設定して
いる。例えば、セカンダリクラッド層3の屈折率nC
1.458にしたとき、プライマリークラッド層2の屈
折率nP はフッ素を添加することにより、1.448に
している。この設定によれば、コア1a〜1fの屈折率
WOとプライマリークラッド層2の屈折率nP の比屈折
率差ΔO を2.15%、コア1gの屈折率nWCとプライ
マリークラッド層2の屈折率nP の比屈折率差ΔC
2.03%とし、図1のファイバよりも比屈折率差を大
きくすることができる。この結果、信号光及び励起光の
各々のコア内への閉じ込めを強くすることができる。こ
の結果、図1の構成よりも利得を約2dBほど高くで
き、かつ、1dB帯域幅を図1の構成のファイバと同程
度の値を得ることができた。
FIG. 4 shows a second embodiment of the Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG.
(B) shows AA ', BB', and C in FIG.
The refractive index distribution in each section of -C 'is shown. FIG.
Is the refractive index n C of the secondary cladding layer 3 with respect to the refractive index n P of the primary cladding layer 2, and n C = n P
In contrast, in this configuration, the refractive index n P of the primary cladding layer 2 and the refractive index n C of the secondary cladding layer 3 in FIG. 1 are set to different values (n C > n P ). For example, when the refractive index n C of the secondary cladding layer 3 is set to 1.458, the refractive index n P of the primary cladding layer 2 is set to 1.448 by adding fluorine. According to this setting, the relative refractive index difference delta O refractive index n P of the refractive index n WO and the primary cladding layer 2 of the core 1 a - 1 f 2.15%, the refractive index of the core 1 g n WC and the primary cladding layer 2 it can be the refractive index n P of the relative refractive index difference delta C and 2.03% increases the relative refractive index difference than the fiber of Figure 1. As a result, the confinement of the signal light and the pump light in each core can be enhanced. As a result, the gain could be increased by about 2 dB as compared with the configuration of FIG. 1, and the 1 dB bandwidth could be obtained at the same value as the fiber of the configuration of FIG.

【0041】なお、図4に示す構成のEr添加マルチコ
アファイバのコア材料は、SiO2−GeO2 −Al2
3 にErを添加したものである。また、プライマリー
クラッド層2にはSiO2 にFを添加したものを用い、
セカンダリクラッド層3にはSiO2 を用いている。図
5は本発明によるEr添加マルチコアファイバの第3の
実施の形態を示し、(a)は断面図、(b)は図5の
(a)におけるA−A′、B−B′、C−C′の各断面
における屈折率分布を示している。
The core material of the Er-doped multi-core fiber having the structure shown in FIG. 4 is SiO 2 —GeO 2 —Al 2
It is obtained by adding Er to O 3 . The primary clad layer 2 is made of SiO 2 with F added,
SiO 2 is used for the secondary cladding layer 3. 5A and 5B show a third embodiment of the Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG. 5A is a sectional view, and FIG. 5B is a sectional view taken along lines AA ', BB' and C- in FIG. The refractive index distribution in each section of C 'is shown.

【0042】図1、図4においては、SiO2 −GeO
2 −Al2 3 をコアの主材料としたEr添加マルチコ
アファイバの構成について説明したが、図5ではSiO
2 −Al2 3 をコアの主材料にしたEr添加マルチコ
アファイバの構成について説明する。中心のコア1g
は、SiO2 −Al2 3 にErを添加した材料で構成
されている。Al2 3 の量は5〜6%とできるだけ多
く添加(最大60,000ppm)している。コア1a
〜1fは、中心のコア1gよりも屈折率を大きくするた
め、Erを添加したSiO2 −Al2 3 (中心のコア
1gとほぼ同量のAl23 を添加)に屈折率調整用と
して少量のGeO2 或いはP2 5 を添加した材料で構
成している。なお、中心のコア1gにおいても、P2
5 を添加してもよい。SiO2 −Al2 3 ガラスの実
現可能な屈折率の上限値は、1.478程度であること
から、比屈折率差Δをあまり大きくすることはできな
い。この比屈折率差Δを大きくしたいときには、図6で
説明するようにフッ素を添加したSiO2 を用いてプラ
イマリークラッド層2を構成し、プライマリークラッド
層2の屈折率を下げればよい。
In FIGS. 1 and 4, SiO 2 -GeO
Although the configuration of the Er-doped multi-core fiber using 2- Al 2 O 3 as the main material of the core has been described, FIG.
The configuration of the Er-doped multi-core fiber using 2- Al 2 O 3 as the main material of the core will be described. 1g of core at the center
Is made of a material obtained by adding Er to SiO 2 —Al 2 O 3 . The amount of Al 2 O 3 is being as much added 5 to 6% (up to 60,000 ppm). Core 1a
1 to 1f are for adjusting the refractive index to SiO 2 —Al 2 O 3 added with Er (Al 2 O 3 is added in substantially the same amount as 1 g of the core) in order to make the refractive index larger than 1 g of the core at the center. As a material to which a small amount of GeO 2 or P 2 O 5 is added. It should be noted that P 1 O
5 may be added. Since the upper limit of the achievable refractive index of SiO 2 —Al 2 O 3 glass is about 1.478, the relative refractive index difference Δ cannot be made too large. When it is desired to increase the relative refractive index difference Δ, as shown in FIG. 6, the primary clad layer 2 may be formed using SiO 2 to which fluorine is added, and the refractive index of the primary clad layer 2 may be reduced.

【0043】図5の構成によるマルチコアファイバの特
徴は、各々のコアにAl2 3 をできるだけ多く添加
し、かつ周囲のコア1a〜1fにGeO2 或いはP2
5 を添加し、中心のコア1gよりも屈折率を大きくする
ことにより、利得の波長特性の平坦化をより広い帯域に
わたって実現することにある。また、各々のコアに対し
てP2 5 を添加することにより、Erをより多く、よ
り均一に添加するための補助的な役割を持たせることが
できるほか、より高利得に、そして利得の波長特性を平
坦化するのにも有効である。
The characteristic of the multi-core fiber having the structure shown in FIG. 5 is that Al 2 O 3 is added to each core as much as possible, and GeO 2 or P 2 O is added to the surrounding cores 1 a to 1 f.
By adding 5 and making the refractive index larger than that of the core 1g at the center, flattening of the wavelength characteristic of the gain can be realized over a wider band. Further, by adding P 2 O 5 to each core, it is possible to provide an auxiliary role for more and more uniform addition of Er, as well as to achieve higher gain and higher gain. It is also effective for flattening wavelength characteristics.

【0044】図6は本発明によるEr添加マルチコアフ
ァイバの第4の実施の形態を示し、(a)は断面図、
(b)は図6の(a)におけるA−A′、B−B′、C
−C′の各断面における屈折率分布を示している。図6
のマルチコアファイバは、図1の構成に対し、各々にプ
ライマリークラッド層2を施したコア1a〜1gを一体
化したものに対し、その周囲を円筒状に中間層100で
覆い、この中間層100をセカンダリクラッド層3で覆
う構成にしている。中間層100の材料には、Fを添加
したSiO2 を用いることができ、その直径は10〜1
00μmの範囲が好ましい。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG.
(B) shows AA ', BB', C in FIG.
The refractive index distribution in each section of -C 'is shown. FIG.
The multi-core fiber of the structure shown in FIG. 1 is obtained by integrating cores 1a to 1g each having a primary clad layer 2 formed thereon, and the periphery thereof is covered with an intermediate layer 100 in a cylindrical shape. It is configured to be covered with the secondary cladding layer 3. As the material of the intermediate layer 100, SiO 2 to which F is added can be used, and its diameter is 10 to 1
A range of 00 μm is preferred.

【0045】図6の構成によれば、図4の構成と同様な
屈折率分布を持たせることができ、比屈折率差を大きく
して信号光及び励起光の各々をコア内に閉じ込める効果
を高くすることができる。なお、図1、図4、図5及び
図6の構成においては、各図の(b)に示すように、コ
ア1a〜1g内の屈折率分布をステップ状にしたが、ス
テップ状に限定されるものではなく、径方向に緩やかな
分布を有していてもよい。また、プライマリークラッド
層2及び中間層100内の屈折率も同様にステップ状以
外の分布であってもよい。
According to the configuration of FIG. 6, the same refractive index distribution as that of the configuration of FIG. 4 can be provided, and the effect of confining each of the signal light and the pump light in the core by increasing the relative refractive index difference is provided. Can be higher. In the configurations of FIGS. 1, 4, 5, and 6, the refractive index distribution in the cores 1a to 1g is stepped as shown in FIG. Instead, they may have a gentle distribution in the radial direction. Similarly, the refractive index in the primary cladding layer 2 and the intermediate layer 100 may have a distribution other than the step shape.

【0046】図7及び図8は、図1、図4、図5及び図
6の(a)におけるA−A′、B−B′、C−C′の各
断面のEr添加濃度分布の一例を示した図である。この
ように、コア1a〜1f内のEr添加濃度も、図7に示
すようなステップ状、或いは図8に示すように径方向に
緩やかな分布をもっていてもよい。これまで説明した第
1〜第4の実施の形態は、中心のコア1gの屈折率を周
囲のコア1a〜1fの屈折率よりも低くすることによ
り、中心のコア1gを伝搬するパワーを低下させ、周囲
のコア1a〜1fを伝搬するパワーとほぼ等しくなるよ
うにして利得の波長特性を広帯域にわたって平坦にした
ものであるが、この手段によらず、図7及び図8に示さ
れるように、中心のコア1gに添加するErの量を周囲
のコア1a〜1fのEr添加量よりも少なくする手段の
みを用いても中心のコア1gを伝搬する信号光パワー、
励起光パワーとErの添加量によって決まる増幅度と、
周囲のコア1a〜1fを伝搬する信号光パワー、励起光
パワーとErの添加量によって決まる増幅度とをほぼ等
しくなるようにして、利得の波長特性を平坦化すること
ができる。
FIGS. 7 and 8 show an example of the Er-added concentration distribution on each of the cross sections AA ', BB' and CC 'in FIGS. 1, 4, 5 and 6A. FIG. As described above, the Er addition concentration in the cores 1a to 1f may also have a step shape as shown in FIG. 7 or a gentle distribution in the radial direction as shown in FIG. In the first to fourth embodiments described above, the power propagating through the central core 1g is reduced by making the refractive index of the central core 1g lower than that of the surrounding cores 1a to 1f. , The wavelength characteristic of the gain is flattened over a wide band by making the power substantially equal to the power propagating in the surrounding cores 1a to 1f. However, regardless of this means, as shown in FIGS. The signal light power propagating through the center core 1g even when only the means for reducing the amount of Er added to the center core 1g to be smaller than the Er addition amounts of the surrounding cores 1a to 1f is used,
Amplification degree determined by the excitation light power and the amount of Er added,
The wavelength characteristics of the gain can be flattened by making the signal light power and pumping light power propagating through the surrounding cores 1a to 1f substantially equal to the amplification degree determined by the added amount of Er.

【0047】また、上記の中心のコア1gの屈折率を周
囲のコア1a〜1fの屈折率よりも低く構成する手段
と、上記の中心のコア1gに添加するErの量を周囲の
コア1a〜1fに添加するErの量よりも少なく構成す
る手段を組み合わせてもよく、両者を組み合わせれば、
利得の波長特性を平坦化するのに都合が良い。すなわ
ち、中心のコア1gの屈折率を周囲のコア1a〜1fの
屈折率よりも低くして中心のコア1gを伝搬する信号光
パワー及び励起光パワーを抑えると共に、中心のコア1
gに添加するErの量を周囲のコア1a〜1fに添加す
るErの量よりも少なめにして増幅度を少し抑えること
により、結果的に全てのコア1a〜1gの各々の信号光
パワーの増幅度の均一化を図ることができる。このよう
に両方の手段を組み合わせれば、Er添加マルチコアフ
ァイバの設計において、より自由度を持たせることがで
きる。
Means for configuring the refractive index of the central core 1g to be lower than the refractive indexes of the peripheral cores 1a to 1f, and the amount of Er added to the central core 1g is determined by adjusting the amount of Er added to the peripheral cores 1a to 1f. Means for constituting less than the amount of Er added to 1f may be combined.
This is convenient for flattening the wavelength characteristic of the gain. That is, the refractive index of the central core 1g is made lower than the refractive indices of the surrounding cores 1a to 1f to suppress the signal light power and the pumping light power propagating through the central core 1g.
g, the amount of Er added to the surrounding cores 1a to 1f is made smaller than the amount of Er added to the surrounding cores 1a to 1f, so that the amplification degree is slightly suppressed. The degree can be made uniform. By combining both means in this way, it is possible to have more flexibility in designing an Er-doped multi-core fiber.

【0048】例えば、所望の特性を得るために、中心の
コア1gの屈折率の低下の度合いとEr添加量の低下の
度合いは、種々の組み合わせが考えられ、屈折率の低下
の度合いが小さい場合には、Er添加量の低下の度合い
を大きくすればよいし、屈折率の低下の度合いが大きい
場合には、Er添加量の低下の度合いを小さくすればよ
い。
For example, in order to obtain desired characteristics, the degree of decrease in the refractive index of the central core 1g and the degree of decrease in the amount of added Er can be considered in various combinations, and the degree of decrease in the refractive index is small. In this case, the degree of decrease in the amount of Er added may be increased, and when the degree of decrease in the refractive index is large, the degree of decrease in the amount of Er added may be decreased.

【0049】図9は本発明によるEr添加マルチコアフ
ァイバを用いた光増幅器の第1の実施の形態を示す接続
図である。Er添加マルチコアファイバ4の両端にはレ
ンズ5a,5bが配設され、このレンズ5a,5bの各
々に面してWDM回路6a,6bが配設されている。ま
た、WDM回路6a,6bに対する鉛直線に対し、レン
ズ5a,5bに対し対称な角度位置にレンズ7a,7b
が配設されている。更にWDM回路6a,6bの外側に
はバルク構造のアイソレータ8a,8bを介してレンズ
9a,9bが配設され、このレンズ9a及びレンズ9b
に面して、入力側ファイバ10a及び出力側ファイバ1
0bが配設されている。また、レンズ7a,7bに面し
て光ファイバ11a,11bが配設され、この光ファイ
バ11a,11bの各々の端部には励起用半導体レーザ
12a,12b(励起光13a,13bを発生)の各々
が配設されている。そして、光ファイバ10aには信号
光S1 が入光され、光ファイバ10bからは増幅された
信号光S2 が出力される。なお、各レンズは、非平行光
を平行光に変換するために用いられる。
FIG. 9 is a connection diagram showing a first embodiment of an optical amplifier using an Er-doped multi-core fiber according to the present invention. Lenses 5a and 5b are provided at both ends of the Er-doped multi-core fiber 4, and WDM circuits 6a and 6b are provided facing each of the lenses 5a and 5b. The lenses 7a and 7b are located at symmetrical angular positions with respect to the lenses 5a and 5b with respect to the vertical line to the WDM circuits 6a and 6b.
Are arranged. Further, lenses 9a and 9b are disposed outside the WDM circuits 6a and 6b via isolators 8a and 8b having a bulk structure.
Facing the input side fiber 10a and the output side fiber 1
0b is provided. Optical fibers 11a and 11b are disposed facing the lenses 7a and 7b, and the ends of the optical fibers 11a and 11b are respectively provided with semiconductor lasers 12a and 12b for generating excitation light 13a and 13b. Each is arranged. Then, the optical fiber 10a is the signal light S 1 is the incident signal light S 2 amplified from the optical fiber 10b is output. Each lens is used for converting non-parallel light into parallel light.

【0050】ここで、WDM回路6a,6bは、ガラス
基板上にSiO2 とTiO2 膜の低屈折率層と高屈折率
層を交互に形成した干渉膜フィルタで構成され、信号光
を透過させ、かつ励起光を反射させる特性を有する回路
である。なお、アイソレータ8a,8b及びWDM回路
6a,6bにファイバ型構造のものを用いない理由は、
Er添加マルチコアファイバ4の比屈折率差Δが大きい
ため、ファイバ型構造のものを使った場合、モードフィ
ールド整合回路を設けねばならなくなり、これによる損
失が生じるのを避けるためである。
Here, the WDM circuits 6a and 6b are composed of interference film filters in which low refractive index layers and high refractive index layers of SiO 2 and TiO 2 films are alternately formed on a glass substrate, and transmit signal light. And a circuit having a characteristic of reflecting the excitation light. The reason why the fiber type structure is not used for the isolators 8a and 8b and the WDM circuits 6a and 6b is as follows.
Since the relative refractive index difference Δ of the Er-doped multi-core fiber 4 is large, if a fiber-type structure is used, a mode field matching circuit must be provided, and loss due to this is avoided.

【0051】入力側ファイバ10aに入光された信号光
1 は、レンズ9a、アイソレータ8a及びWDM回路
6aを介してEr添加マルチコアファイバ4へ送られる
が、同時にWDMカプラ6aには励起用半導体レーザ1
2aから励起光13aが付与される。Er添加マルチコ
アファイバ4に入射された励起光13aは、イオンのあ
るエネルギー準位を励起し、誘導放出による増幅作用が
生じる。ここで増幅された光信号S2 は、Er添加マル
チコアファイバ4からレンズ5b、WDM回路6b、ア
イソレータ8bを順次経由して出力側ファイバ10bへ
送出される。同様に、励起用半導体レーザ12bで生成
された励起光13bは、Er添加マルチコアファイバ4
に対して後方向から入射され、上記した原理で光増幅を
行う。ここでは、前後双方向から励起光を付与している
が、前側又は後側のいずれか一方からでもよい。
The signal light S 1 entering the input side fiber 10a is sent to the Er-doped multi-core fiber 4 via the lens 9a, the isolator 8a and the WDM circuit 6a. 1
Excitation light 13a is provided from 2a. The excitation light 13a incident on the Er-doped multi-core fiber 4 excites a certain energy level of ions, and an amplifying action by stimulated emission occurs. Here amplified optical signal S 2, the lens 5b from Er-doped multi-core fiber 4, WDM circuit 6b, is sent via the isolator 8b sequentially to the output fiber 10b. Similarly, the pumping light 13b generated by the pumping semiconductor laser 12b is
Is incident from the rear, and performs optical amplification according to the above-described principle. Here, the excitation light is applied from both front and rear directions, but may be applied from either the front side or the rear side.

【0052】このEr添加マルチコアファイバ4の両端
には、光が逆方向に伝搬するのを防止するためのアイソ
レータ8a,8bが接続され、この各々の内側にはWD
Mカプラ6a,6bが設けられている。アイソレータ8
aには信号光S1 が入力され、アイソレータ8bから増
幅された信号光S2 が出力される。図10は本発明によ
るEr添加マルチコアファイバを用いた光増幅器の第2
の実施の形態を示す接続図である。
At both ends of the Er-doped multi-core fiber 4, isolators 8a and 8b for preventing light from propagating in the opposite direction are connected.
M couplers 6a and 6b are provided. Isolator 8
The a signal light S 1 is inputted, the signal light S 2 amplified from isolator 8b is output. FIG. 10 shows a second optical amplifier using an Er-doped multi-core fiber according to the present invention.
It is a connection diagram showing an embodiment.

【0053】図10の光増幅器は、図9の構成に対しW
DMカプラ6a,6bとアイソレータ8a,8bの配置
を入れ換えたところに特徴がある。他の構成について
は、図9の通りであるので、説明は省略する。この場
合、アイソレータ8aは信号光及び励起光を図の右方向
へ透過させる特性のものを用いる必要がある。すなわ
ち、信号光の波長帯(1.53〜1.56μm)を透過
させるだけでなく、励起光の波長帯(0.98μm帯或
いは1.48μm帯)も透過させることのできる広帯域
なアイソレータを用いる。
The optical amplifier of FIG. 10 is different from the configuration of FIG.
It is characterized in that the arrangement of the DM couplers 6a and 6b and the isolators 8a and 8b are interchanged. The other configuration is as shown in FIG. In this case, it is necessary to use the isolator 8a having a characteristic of transmitting the signal light and the pump light in the right direction in the drawing. That is, a broadband isolator that can transmit not only the signal light wavelength band (1.53 to 1.56 μm) but also the excitation light wavelength band (0.98 μm band or 1.48 μm band) is used. .

【0054】図10のように、アイソレータ8a,8b
をWDMカプラ6a,6bの後段に設けることにより、
Er添加マルチコアファイバ4側から反射してきた信号
光のみならず、励起光も阻止することができるため、信
号光側の光源及び励起用半導体レーザ12aの動作を安
定に保持することができる。また、励起用半導体レーザ
12bからの励起光13bがEr添加マルチコアファイ
バ4内を伝搬し、アイソレータ8aで反射され、再びE
r添加マルチコアファイバ4内を伝搬するので、励起光
をより効率良く増幅に寄与させることができ、結果的に
高利得化を図ることができる。
As shown in FIG. 10, the isolators 8a and 8b
At the subsequent stage of the WDM couplers 6a and 6b,
Since not only the signal light reflected from the Er-doped multi-core fiber 4 side but also the pumping light can be blocked, the operation of the light source on the signal light side and the operation of the pumping semiconductor laser 12a can be stably maintained. Further, the pumping light 13b from the pumping semiconductor laser 12b propagates in the Er-doped multi-core fiber 4, is reflected by the isolator 8a, and returns to
Since the light propagates through the r-doped multi-core fiber 4, the pump light can more efficiently contribute to the amplification, and as a result, a higher gain can be achieved.

【0055】図11は図9に示した光増幅器を用いて構
成した光増幅分配装置の構成例を示す接続図である。図
9に示した光増幅器に対し、光スターカプラ14を接続
することにより増幅分配装置が構成される。つまり、図
8の出力側ファイバ10bに光スターカプラ14を接続
することにより、増幅後の光信号を分配して得た複数の
信号出力光15を得ることができる。
FIG. 11 is a connection diagram showing an example of the configuration of an optical amplifier / distributor configured using the optical amplifier shown in FIG. The amplification and distribution device is configured by connecting the optical star coupler 14 to the optical amplifier shown in FIG. That is, by connecting the optical star coupler 14 to the output side fiber 10b in FIG. 8, a plurality of signal output lights 15 obtained by distributing the amplified optical signal can be obtained.

【0056】光スターカプラ14には、入力がN(N:
1,2)で出力がM(M:≧2)のものが用いられ、そ
の入力の一方が出力側ファイバ10bに接続される。こ
こでは、Nを「2」、Mを「16」としているが、Nは
1でもよく、また、Mは「4」,「8」,「32」,
「64」等にすることができる。更に、光スターカプラ
14には、ファイバ型構造、導波路型構造のいずれも用
いることができる。
The input to the optical star coupler 14 is N (N:
In (1) and (2), the output having M (M: ≧ 2) is used, and one of the inputs is connected to the output side fiber 10b. Here, N is “2” and M is “16”, but N may be 1, and M is “4”, “8”, “32”,
"64" or the like. Further, for the optical star coupler 14, any of a fiber type structure and a waveguide type structure can be used.

【0057】なお、出力側ファイバ10bと光スターカ
プラ14の入力側ファイバのモードフィールド径をEr
添加マルチコアファイバのモードフィールド径にほぼ等
しくしておくと、より低損失で且つ反射光を無くして光
スターカプラ14の出力側から増幅ならびに分配された
出力光15を取り出すことができる。図12は図9に示
した光増幅器を用いて構成した光増幅中継装置の構成例
を示す接続図である。
The mode field diameter of the output fiber 10b and the input fiber of the optical star coupler 14 is set to Er.
If the mode field diameter of the doped multi-core fiber is set to be substantially equal, the amplified and distributed output light 15 can be extracted from the output side of the optical star coupler 14 with lower loss and no reflected light. FIG. 12 is a connection diagram illustrating a configuration example of an optical amplification repeater configured using the optical amplifier illustrated in FIG.

【0058】図12に示すように、同一仕様の複数の分
散シフトファイバ16a,16b,16cが用いられ、
その相互間には図9に示した構成のEr添加マルチコア
ファイバ増幅器17a,17bが配設されている。更
に、分散シフトファイバ16cの出力側には光増幅器1
7cが配設されている。分散シフトファイバ16aの入
力側には光合分波回路18aの出力ポート19aが接続
され、光増幅器17cの出力端には光合分波回路18b
の入力ポート20bが接続されている。また、光合分波
回路18aは入力ポート20aを備え、波長λ1 〜λ8
の光信号が入力される。更に、光合分波回路18bは出
力ポート19bを備え、波長λ1 〜λ8 の増幅された各
光信号が個別に出力される。
As shown in FIG. 12, a plurality of dispersion-shifted fibers 16a, 16b, and 16c having the same specifications are used.
Between them, Er-doped multi-core fiber amplifiers 17a and 17b having the configuration shown in FIG. 9 are arranged. Further, the optical amplifier 1 is connected to the output side of the dispersion shift fiber 16c.
7c is provided. The output side of the optical multiplexing / demultiplexing circuit 18a is connected to the input side of the dispersion shift fiber 16a, and the optical multiplexing / demultiplexing circuit 18b is connected to the output end of the optical amplifier 17c.
Are connected to the input port 20b. Further, the optical multiplexing / demultiplexing circuit 18a has an input port 20a, and wavelengths λ 1 to λ 8
Is input. Further, the optical multiplexing / demultiplexing circuit 18b has an output port 19b, and each of the amplified optical signals having the wavelengths λ 1 to λ 8 is individually output.

【0059】図12の構成においては、波長λ1 〜λ8
の光信号が光合分波回路18aに入力されると、光合分
波回路18aで波長多重された光信号は分散シフトファ
イバ16a,16b,16cを介して光増幅器17a,
17b,17cに順次供給され、光増幅が行われる。最
後に、光合分波回路18bによって夫々の波長(波長λ
1 〜λ8 )の信号光に分離して出力する。このとき、光
増幅器17a,17b,17cの小信号入力時の利得の
波長特性は上記した様に広帯域にわたって平坦であるの
で、より多くの情報を夫々の波長の光信号に乗せて、よ
り長距離に伝送することが可能になる。また、出力ポー
ト19bにおける各チャンネルのS/N及び光クロスト
ーク特性を高性能に維持することができる。
In the configuration shown in FIG. 12, the wavelengths λ 1 to λ 8
Is input to the optical multiplexing / demultiplexing circuit 18a, the optical signals wavelength-multiplexed by the optical multiplexing / demultiplexing circuit 18a are transmitted through the dispersion shift fibers 16a, 16b, 16c to the optical amplifiers 17a, 17a.
The light is sequentially supplied to 17b and 17c, and optical amplification is performed. Finally, each wavelength (wavelength λ) is
1 to λ 8 ) and output. At this time, since the wavelength characteristics of the gain of the optical amplifiers 17a, 17b, and 17c at the time of inputting a small signal are flat over a wide band as described above, more information is carried on the optical signal of each wavelength and a longer distance is obtained. Can be transmitted. Further, the S / N and optical crosstalk characteristics of each channel at the output port 19b can be maintained at high performance.

【0060】更に、分散シフトファイバ16a,16
b,16cと光増幅器17a,17b,17cのモード
フィールド径を接近した値にすることにより、低反射、
低損失の光伝送系を構成することができる。つまり、低
ノイズフィギュアで高速、大容量の情報を長距離に伝送
することが可能になる。なお、図12においては、波長
多重数を8チャンネルとしたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、「16」、「32」、「64」、
「128」等のチャンネル数にすることができる。更
に、分散シフトファイバ及び光増幅器の数は各3個とし
たが、任意にすることができる。
Further, the dispersion shift fibers 16a, 16
By setting the mode field diameters of the optical amplifiers b and 16c and the optical amplifiers 17a, 17b and 17c close to each other, low reflection,
A low-loss optical transmission system can be configured. That is, high-speed, large-capacity information can be transmitted over a long distance with a low-noise figure. In FIG. 12, the number of multiplexed wavelengths is eight, but this is not a limitation. For example, “16”, “32”, “64”,
The number of channels such as “128” can be used. Further, the number of the dispersion-shifted fibers and the number of the optical amplifiers are each three, but may be arbitrary.

【0061】図13は光増幅中継装置の他の構成例を示
す接続図である。ここに示す増幅中継装置は、図12の
構成において、その光増幅器17cに代え、ファイバ型
又は導波路型の分散補償デバイス21を用いた構成にし
ている。図12の構成で大容量の情報を高速に長距離伝
送しようとすれば、ファイバの分散特性が問題になる。
この問題を解決するため、分散補償デバイス21を設け
ている。
FIG. 13 is a connection diagram showing another example of the configuration of the optical amplification repeater. The amplifying repeater shown here has a configuration using a fiber-type or waveguide-type dispersion compensation device 21 instead of the optical amplifier 17c in the configuration of FIG. If high-capacity information is to be transmitted at high speed over a long distance in the configuration of FIG. 12, the dispersion characteristics of the fiber become a problem.
To solve this problem, a dispersion compensation device 21 is provided.

【0062】なお、上記の各実施の形態において、コア
1a〜1gは、Erを添加する例について説明したが、
これに代えてPr(プラセオジム)、Nd、Yb(イッ
テルビウム)、Sm(サマリウム)、Ce(セリウム)
等の希土類元素を用いることができる。また、希土類元
素は、上記の内の少なくとも2種を添加することができ
る。
In each of the above embodiments, an example in which Er is added to the cores 1a to 1g has been described.
Instead of this, Pr (praseodymium), Nd, Yb (ytterbium), Sm (samarium), Ce (cerium)
And the like can be used. Further, at least two of the above rare earth elements can be added.

【0063】また、コア1a〜1gの主材料は、SiO
2 系(SiO2 にGe、P、Al、Ti、B、F等の屈
折率制御用の添加物を少なくとも1種を添加したも
の)、フッ化物系、多成分系材料のいずれかを用いるこ
とができる。更に、プライマリークラッド層2及びセカ
ンダリクラッド層3は、SiO2 或いは上記SiO
2 系、フッ化物系、多成分系のいずれかの材料を用いる
ことができる。
The main material of the cores 1a to 1g is SiO 2
2 system (Ge on SiO 2, P, Al, Ti, B, obtained by adding at least one additive for the refractive index control such as F), a fluoride-based, using either a multi-component material Can be. Further, the primary cladding layer 2 and the secondary cladding layer 3 are made of SiO 2 or the above-mentioned SiO 2.
2 system, it is possible to use fluoride-based, any material of the multi-component system.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、第1のコ
アと、該第1のコアの近傍に配置された第2のコアとを
含み、第1のコアは第2のコアより小さい屈折率にした
ことにより、各コアのパワーバランスがとれ、利得の波
長特性を広帯域にわたって平坦にすることができる。
As described above, the present invention includes a first core and a second core disposed near the first core, wherein the first core is smaller than the second core. By setting the refractive index, the power of each core can be balanced, and the wavelength characteristic of the gain can be flattened over a wide band.

【0065】また、前記コアと前記第2のコアの各々を
プライマリークラッド層で被覆し、これらの外周をセカ
ンダリクラッド層で被覆する構成にすれば、プライマリ
ークラッド層の屈折率nP とセカンダリクラッド層の屈
折率nC を異ならせたファイバを製作するのに適し、高
効率(=高利得)の光増幅器用の光ファイバを得ること
ができる。
Further, if each of the core and the second core is covered with a primary clad layer and the outer periphery thereof is covered with a secondary clad layer, the refractive index n P of the primary clad layer and the secondary clad layer This is suitable for producing a fiber having a different refractive index n C , and a highly efficient (= high gain) optical fiber for an optical amplifier can be obtained.

【0066】更に、クラッドの中心部に配置された第1
のコアの希土類元素添加量を、周囲に配置される第2の
コアの希土類元素添加量よりも少なくすることにより、
第1のコアを伝搬する信号光パワー、励起光パワー及び
Erの添加量によって定まる増幅度と、周囲の第2のコ
アを伝搬する信号光パワー、励起光パワー及びErの添
加量によって定まる増幅度とをほぼ等しくすることがで
きる。このため、利得の波長特性を平坦化することがで
きる。
Further, a first electrode disposed at the center of the clad is provided.
By making the added amount of the rare earth element of the core less than the added amount of the rare earth element of the second core disposed around,
Amplification determined by the amount of signal light power, pumping light power, and Er added to the first core, and amplification determined by the amount of signal light power, pumping light power, and Er added to the surrounding second core. Can be made approximately equal. Therefore, the gain wavelength characteristic can be flattened.

【0067】また、本発明は、利得の波長特性の平坦特
性を良好にした希土類添加マルチコアファイバと、WD
M回路と組み合わせて光増幅器を構成したので、利得の
波長特性の平坦性を確保しながら高利得化を図ることが
できる。更に、希土類元素を添加するに際し、第1のコ
アの屈折率を第2のコアの屈折率より小さくすることに
より、第1のコアと第2のコアの各々を伝搬する信号光
パワー、励起光パワー、及び希土類元素によって決まる
増幅度をほぼ等しくすることができる。
Further, the present invention provides a rare earth-doped multi-core fiber having improved flatness of gain wavelength characteristics, and a WD.
Since the optical amplifier is configured in combination with the M circuit, high gain can be achieved while securing flatness of the gain wavelength characteristic. Further, when the rare earth element is added, by making the refractive index of the first core smaller than the refractive index of the second core, the signal light power and the pump light propagating in each of the first core and the second core are reduced. The power and the degree of amplification determined by the rare earth element can be made substantially equal.

【0068】また、本発明は、希土類添加マルチコアフ
ァイバを用いた光増幅器に分散シフトファイバを付加す
ることにより、分散シフトファイバと希土類添加マルチ
コアファイバのモードフィールド径を非常に近い値にす
ることができ、情報信号の伝送を低接続損失で行うこと
が可能になる。また、本発明は、分散シフトファイバ及
び光合分波回路を付加することにより、波長多重が行
え、この波長多重した信号光を各ファイバに通せば、利
得の波長特性の平坦性及び高利得を維持しながらの長距
離伝送が可能な光増幅中継装置を得ることができる。
Further, according to the present invention, by adding a dispersion-shifted fiber to an optical amplifier using a rare-earth-doped multi-core fiber, the mode-field diameters of the dispersion-shifted fiber and the rare-earth-doped multi-core fiber can be made very close. In addition, transmission of an information signal can be performed with low connection loss. In addition, the present invention can perform wavelength multiplexing by adding a dispersion shift fiber and an optical multiplexing / demultiplexing circuit. If this wavelength multiplexed signal light is passed through each fiber, flatness of gain wavelength characteristics and high gain can be maintained. It is possible to obtain an optical amplification repeater capable of long-distance transmission while transmitting.

【0069】また、本発明は、分散シフトファイバに分
散補償デバイスを接続した構成にしたので、高速、大容
量の情報をより長距離へ伝送しようとする場合に問題と
なるファイバの分散値が、分散補償デバイスによって補
償される。したがって、利得の波長特性の平坦特性及び
高利得化を確保しながら、大容量の情報を高速に遠方へ
伝送することが可能な光増幅中継装置を得ることができ
る。
Further, since the present invention has a configuration in which the dispersion compensating device is connected to the dispersion-shifted fiber, the dispersion value of the fiber, which becomes a problem when transmitting high-speed, large-capacity information to a longer distance, is: Compensated by the dispersion compensation device. Therefore, it is possible to obtain an optical amplifying repeater capable of transmitting a large amount of information at a high speed to a distant place while securing flat characteristics and high gain of the wavelength characteristic of the gain.

【0070】更に、本発明は、希土類添加マルチコアフ
ァイバを用いた光増幅器に光スターカプラを設け、増幅
後の光信号を複数の異なる波長に分配出力するようにし
たので、希土類添加マルチコアファイバを用いた光増幅
によって利得の波長特性の平坦特性を確保しながら増幅
された信号光が光スターカプラによって分配され、複数
の加入者へ波長多重化された情報信号をほぼ均等に、且
つS/Nの劣化及びクロストーク特性の劣化を極めて低
い値にして伝送することが可能な光増幅分配装置を得る
ことができる。
Further, according to the present invention, the optical amplifier using the rare earth-doped multi-core fiber is provided with an optical star coupler to distribute and output the amplified optical signal to a plurality of different wavelengths. The amplified signal light is distributed by an optical star coupler while securing the flat characteristic of the wavelength characteristic of the gain by the optical amplification, and the information signals wavelength-multiplexed to a plurality of subscribers are almost equally distributed and the S / N ratio is increased. It is possible to obtain an optical amplifying / distributing apparatus capable of transmitting the signal with extremely low deterioration and deterioration of the crosstalk characteristic.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるマルチコアファイバの第1の実施
の形態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a multi-core fiber according to the present invention.

【図2】図1のマルチコアファイバにおける波長−利得
特性図である。
FIG. 2 is a wavelength-gain characteristic diagram in the multi-core fiber of FIG.

【図3】図1のマルチコアファイバにおけるコア間隔−
帯域幅特性図である。
FIG. 3 is a diagram showing a core interval in the multi-core fiber of FIG. 1;
It is a bandwidth characteristic figure.

【図4】本発明によるEr添加マルチコアファイバの第
2の実施の形態を示し、(a)は断面図、(b)は
(a)におけるA−A′、B−B′、C−C′の各断面
における屈折率分布を示している。
FIGS. 4A and 4B show a second embodiment of an Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view, and FIG. 3 shows the refractive index distribution in each section.

【図5】本発明によるEr添加マルチコアファイバの第
3の実施の形態を示し、(a)は断面図、(b)は
(a)におけるA−A′、B−B′、C−C′の各断面
における屈折率分布を示している。
5A and 5B show a third embodiment of the Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG. 5A is a sectional view, and FIG. 5B is a sectional view taken along AA ′, BB ′, and CC ′ in FIG. 3 shows the refractive index distribution in each section.

【図6】本発明によるEr添加マルチコアファイバの第
4の実施の形態を示し、(a)は断面図、(b)は
(a)におけるA−A′、B−B′、C−C′の各断面
における屈折率分布を示している。
6A and 6B show a fourth embodiment of the Er-doped multi-core fiber according to the present invention, wherein FIG. 6A is a sectional view, and FIG. 6B is a sectional view taken along line AA ′, BB ′ and CC ′ in FIG. 3 shows the refractive index distribution in each section.

【図7】本発明に係るコア内のEr添加濃度の分布(ス
テップ状の分布)例を示す分布特性図である。
FIG. 7 is a distribution characteristic diagram showing an example of a distribution (step-like distribution) of an Er added concentration in a core according to the present invention.

【図8】本発明に係るコア内のEr添加濃度の分布(径
方向に緩やかな分布)例の他の例を示す分布特性図であ
る。
FIG. 8 is a distribution characteristic diagram showing another example of the distribution (gradual distribution in the radial direction) of the Er addition concentration in the core according to the present invention.

【図9】本発明によるEr添加マルチコアファイバを用
いた光増幅器の第1の実施の形態を示す接続図である。
FIG. 9 is a connection diagram showing a first embodiment of an optical amplifier using an Er-doped multi-core fiber according to the present invention.

【図10】本発明によるEr添加マルチコアファイバを
用いた光増幅器の第2の実施の形態を示す接続図であ
る。
FIG. 10 is a connection diagram showing a second embodiment of the optical amplifier using the Er-doped multi-core fiber according to the present invention.

【図11】図9に示した光増幅器を用いて構成した光増
幅分配装置の構成例を示す接続図である。
11 is a connection diagram illustrating a configuration example of an optical amplification and distribution device configured using the optical amplifier illustrated in FIG. 9;

【図12】図9に示した光増幅器を用いて構成した光増
幅中継装置の構成例を示す接続図である。
FIG. 12 is a connection diagram illustrating a configuration example of an optical amplification repeater configured using the optical amplifier illustrated in FIG. 9;

【図13】光増幅中継装置の他の構成例を示す接続図で
ある。
FIG. 13 is a connection diagram illustrating another configuration example of the optical amplification repeater.

【図14】波長0.98μmにおけるコア間隔d−パワ
ー入射/出射特性図である。
FIG. 14 is a graph of the d-power incidence / emission characteristics between cores at a wavelength of 0.98 μm.

【図15】波長1.55μmにおけるコア間隔d−パワ
ー入射/出射特性図である。
FIG. 15 is a graph showing a d-power incidence / emission characteristic between cores at a wavelength of 1.55 μm.

【図16】従来のEr添加マルチコアファイバの一例を
示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing an example of a conventional Er-doped multi-core fiber.

【図17】図16に示したEr添加マルチコアファイバ
を用いた光増幅器を示す接続図である。
FIG. 17 is a connection diagram showing an optical amplifier using the Er-doped multi-core fiber shown in FIG.

【図18】図17の構成のEr添加マルチコアファイバ
における利得の波長特性を測定した波長−利得特性図で
ある。
18 is a wavelength-gain characteristic diagram obtained by measuring the wavelength characteristic of the gain in the Er-doped multi-core fiber having the configuration of FIG.

【図19】マルチコアファイバのコア間隔dと光増幅器
の1dB帯域幅の関係を示す特性図である。
FIG. 19 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a core interval d of a multi-core fiber and a 1 dB bandwidth of an optical amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c,1d,1e,1f 周囲のコア 1g 中心のコア 2 プライマリークラッド層 3 セカンダリクラッド層 4 Er添加マルチコアファイバ 6a,6b WDM回路 8a,8b アイソレータ 12a,12b 励起用半導体レーザ 13a,13b 励起光 14 光スターカプラ 16a,16b,16c 分散シフトファイバ 17a,17b 光増幅器 18a,18b 光合分波回路 21 分散補償デバイス 100 中間層 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f Surrounding core 1g Core 2 Primary cladding layer 3 Secondary cladding layer 4 Er-doped multi-core fiber 6a, 6b WDM circuit 8a, 8b Isolator 12a, 12b Semiconductor laser for excitation 13a, 13b Excitation light 14 Optical star coupler 16a, 16b, 16c Dispersion shift fiber 17a, 17b Optical amplifier 18a, 18b Optical multiplexing / demultiplexing circuit 21 Dispersion compensation device 100 Intermediate layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−37385(JP,A) 特開 平9−5539(JP,A) 特開 平9−265021(JP,A) 特開 平5−299733(JP,A) 特許2816097(JP,B2) 信学技報,VOL.95(415)(1995) P.7−12 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 - 6/54 H01S 3/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-37385 (JP, A) JP-A-9-5538 (JP, A) JP-A-9-265021 (JP, A) JP-A-5-205 299733 (JP, A) Patent 2816097 (JP, B2) IEICE Technical Report, VOL. 95 (415) (1995) 7-12 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/00-6/54 H01S 3/10

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 希土類元素が添加された複数のコアを所
定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成されたマ
ルチコアファイバにおいて、 前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れ、前記所定の屈折率より大きい第1の屈折率を有した
第1のコアと、 前記第1のコアの外側に配置され、前記第1の屈折率よ
り大きい第2の屈折率を有した第2のコアより構成され
ることを特徴とするマルチコアファイバ。
1. A multi-core fiber configured by covering a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index, wherein the plurality of cores are arranged at the center of the plurality of cores. A first core having a first refractive index larger than the predetermined refractive index; and a second core disposed outside the first core and having a second refractive index larger than the first refractive index. A multi-core fiber comprising a second core.
【請求項2】 前記第1及び第2のコアは、希土類元素
に加えてAlが添加され、 前記クラッド層は前記第1及び第2のコアを被覆するプ
ライマリークラッド層と、前記プライマリークラッド層
の外側に設けられたセカンダリクラッド層とにより構成
されることを特徴とする請求項1記載のマルチコアファ
イバ。
2. The first and second cores are doped with Al in addition to a rare earth element, wherein the cladding layer is a primary cladding layer covering the first and second cores, and a cladding layer of the primary cladding layer. 2. The multi-core fiber according to claim 1, comprising a secondary cladding layer provided on the outside.
【請求項3】 前記プライマリークラッド層は、前記セ
カンダリクラッド層より屈折率が小さいことを特徴とす
る請求項2記載のマルチコアファイバ。
3. The multi-core fiber according to claim 2, wherein the primary clad layer has a smaller refractive index than the secondary clad layer.
【請求項4】 前記第1及び前記第2のコアは、SiO
2 系ガラス、SiO 2 −GeO2 系ガラス、あるいはS
iO2 −GeO2 −P2 5 系ガラスにAlが少なくと
も5000ppm、及びErが少なくとも200ppm
添加されていることを特徴とする請求項2記載のマルチ
コアファイバ。
4. The first and second cores are made of SiO.
TwoGlass, SiO Two-GeOTwoSystem glass or S
iOTwo-GeOTwo−PTwoOFiveWhen Al is low in system glass
5000 ppm, and Er is at least 200 ppm
The mulch according to claim 2, wherein the mulch is added.
Core fiber.
【請求項5】 希土類元素が添加された複数のコアをク
ラッド層で被覆して構成されたマルチコアファイバにお
いて、 前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れた第1のコアと、 前記第1のコアの外側に配置され、前記第1のコアの希
土類元素添加量よりも多い量の希土類元素を含む第2の
コアより構成されることを特徴とするマルチコアファイ
バ。
5. A multi-core fiber configured by covering a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer, wherein the plurality of cores include a first core disposed at the center of the plurality of cores. A multi-core fiber comprising a second core disposed outside the first core and containing a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core.
【請求項6】 前記第1のコアと第2のコアは、前記希
土類元素が各々のコア内で径方向に分布するように添加
されていることを特徴する請求項5記載のマルチコアフ
ァイバ。
6. The multi-core fiber according to claim 5, wherein the first core and the second core are added so that the rare earth element is distributed in each core in a radial direction.
【請求項7】 前記第1のコアは、前記クラッド層の屈
折率より大きく、前記第2のコアの屈折率より小さいこ
とを特徴とする請求項5記載のマルチコアファイバ。
7. The multi-core fiber according to claim 5, wherein the first core has a refractive index larger than a refractive index of the cladding layer and smaller than a refractive index of the second core.
【請求項8】 前記第1及び第2のコアは、希土類元素
に加えてAlが添加され、 前記クラッド層は前記第1及び第2のコアを被覆するプ
ライマリークラッド層と、前記プライマリークラッド層
の外側に設けられたセカンダリクラッド層とにより構成
されることを特徴とする請求項5記載のマルチコアファ
イバ。
8. The first and second cores are doped with Al in addition to a rare earth element. The clad layer is a primary clad layer covering the first and second cores, and a clad layer of the primary clad layer. The multi-core fiber according to claim 5, comprising a secondary cladding layer provided outside.
【請求項9】 前記プライマリークラッド層は、前記セ
カンダリクラッド層より屈折率が小さいことを特徴とす
る請求項5記載のマルチコアファイバ。
9. The multi-core fiber according to claim 5, wherein said primary clad layer has a smaller refractive index than said secondary clad layer.
【請求項10】 前記第1及び第2のコアは、SiO2
系ガラス、SiO2−GeO2 系ガラス、あるいはSi
2 −GeO2 −P2 5 系ガラスにAlが少なくとも
5000ppm、及びErが少なくとも200ppm添
加されていることを特徴とする請求項5記載のマルチコ
アファイバ。
10. The first and second cores are made of SiO 2
Glass, SiO 2 —GeO 2 glass, or Si
O 2 -GeO 2 -P 2 O 5 based glass in Al is at least 5000 ppm, and the multi-core fiber according to claim 5, wherein Er is characterized in that it is at least 200ppm added.
【請求項11】 希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れ、前記所定の屈折率より大きい第1の屈折率を有した
第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、前記
第1の屈折率より大きい第2の屈折率を有した第2のコ
アより構成されたマルチコアファイバと、 前記マルチコアファイバの入力側、出力側、又は両側に
設けられたWDM回路と、 前記WDM回路に励起光を供給するための励起用光源
と、 前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられた
アイソレータとを具備することを特徴とするマルチコア
ファイバを用いた光増幅器。
11. A plurality of cores to which a rare earth element is added, which are covered with a cladding layer having a predetermined refractive index,
The plurality of cores are disposed at a center of the plurality of cores, a first core having a first refractive index greater than the predetermined refractive index, and a first core disposed outside the first core, A multi-core fiber including a second core having a second refractive index larger than the first refractive index; a WDM circuit provided on an input side, an output side, or both sides of the multi-core fiber; and the WDM circuit. An optical amplifier using a multi-core fiber, comprising: a pumping light source for supplying pumping light to the WDM circuit; and an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal.
【請求項12】 希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れた第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、
前記第1のコアの希土類元素添加量よりも多い量の希土
類元素を含む第2のコアより構成されたマルチコアファ
イバと、 前記マルチコアファイバの入力側、出力側、又は両側に
設けられたWDM回路と、 前記WDM回路に励起光を供給するための励起用光源
と、 前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられた
アイソレータとを具備することを特徴とするマルチコア
ファイバを用いた光増幅器。
12. A plurality of cores to which a rare earth element is added, which are covered with a cladding layer having a predetermined refractive index,
A plurality of cores, a first core disposed at a central portion of the plurality of cores, and a first core disposed outside the first core;
A multi-core fiber composed of a second core containing a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core; and a WDM circuit provided on the input side, the output side, or both sides of the multi-core fiber. An optical amplifier using a multi-core fiber, comprising: an excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit; and an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal. .
【請求項13】 前記励起光は、波長が0.98μm帯
または1.48μm帯であることを特徴とする請求項1
1又は12記載のマルチコアファイバを用いた光増幅
器。
13. The pump light according to claim 1, wherein the wavelength of the excitation light is 0.98 μm band or 1.48 μm band.
13. An optical amplifier using the multi-core fiber according to 1 or 12.
【請求項14】 希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れ、前記所定の屈折率より大きい第1の屈折率を有した
第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、前記
第1の屈折率より大きい第2の屈折率を有した第2のコ
アより構成されたマルチコアファイバと、 前記マルチコアファイバの入力側、出力側、又は両側に
設けられたWDM回路と、 前記WDM回路に励起光を供給するための励起用光源
と、 前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられた
アイソレータと、 前記マルチコアファイバの光増幅器の入力側、出力側、
又は両側に接続した分散シフトファイバとを具備するこ
とを特徴とするマルチコアファイバを用いた光増幅中継
装置。
14. A plurality of cores to which a rare earth element is added are covered with a cladding layer having a predetermined refractive index,
The plurality of cores are disposed at a center of the plurality of cores, a first core having a first refractive index greater than the predetermined refractive index, and a first core disposed outside the first core, A multi-core fiber including a second core having a second refractive index larger than the first refractive index; a WDM circuit provided on an input side, an output side, or both sides of the multi-core fiber; and the WDM circuit. A pumping light source for supplying pumping light, an isolator provided between the WDM circuit and an input end or an output end, and an input side and an output side of the optical amplifier of the multi-core fiber.
An optical amplifying repeater using a multi-core fiber, comprising: a dispersion-shifted fiber connected to both sides.
【請求項15】 希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れた第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、
前記第1のコアの希土類元素添加量よりも多い量の希土
類元素を含む第2のコアより構成されたマルチコアファ
イバと、 前記マルチコアファイバの入力側、出力側、又は両側に
設けられたWDM回路と、 前記WDM回路に励起光を供給するための励起用光源
と、 前記WDM回路と入力端又は出力端との間に設けられた
アイソレータと、 前記マルチコアファイバの光増幅器の入力側、出力側、
又は両側に接続した分散シフトファイバとを具備するこ
とを特徴とするマルチコアファイバを用いた光増幅中継
装置。
15. A plurality of cores to which a rare earth element is added, which are covered with a cladding layer having a predetermined refractive index,
A plurality of cores, a first core disposed at a center of the plurality of cores, and a first core disposed outside the first core;
A multi-core fiber composed of a second core containing a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core; and An excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit; an isolator provided between the WDM circuit and an input end or an output end; and an input side and an output side of an optical amplifier of the multi-core fiber.
An optical amplifying repeater using a multi-core fiber, comprising: a dispersion-shifted fiber connected to both sides.
【請求項16】 前記分散シフトファイバは、途中に分
散補償デバイスが接続されていることを特徴とする請求
項14又は15記載のマルチコアファイバを用いた光増
幅中継装置。
16. The optical amplification repeater using a multi-core fiber according to claim 14, wherein a dispersion compensating device is connected to the dispersion-shifted fiber.
【請求項17】 装置の入力側、出力側、又は両側に光
合分波回路を設けたことを特徴とする請求項14、15
又は16記載のマルチコアファイバを用いた光増幅中継
装置。
17. An optical multiplexing / demultiplexing circuit is provided on an input side, an output side, or both sides of a device.
Or an optical amplifying repeater using the multi-core fiber according to 16.
【請求項18】 希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れ、前記所定の屈折率より大きい第1の屈折率を有した
第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、前記
第1の屈折率より大きい第2の屈折率を有した第2のコ
アより構成されたマルチコアファイバと、このマルチコ
アファイバの入力側、出力側、又は両側に設けられたW
DM回路と、このWDM回路に励起光を供給するための
励起用光源と、前記WDM回路と入力端又は出力端との
間に設けられたアイソレータを備えた光増幅器と、 前記光増幅器の出力側に設けられ、この光増幅器より出
力された増幅後の光信号を複数の異なる波長に分配出力
する光スターカプラとを具備することを特徴とするマル
チコアファイバを用いた光増幅分配装置。
18. A structure comprising a plurality of cores to which a rare earth element is added covered with a cladding layer having a predetermined refractive index,
The plurality of cores are disposed at a center of the plurality of cores, a first core having a first refractive index greater than the predetermined refractive index, and a first core disposed outside the first core, A multi-core fiber composed of a second core having a second refractive index larger than the first refractive index, and W provided on the input side, output side, or both sides of the multi-core fiber
A DM circuit, an excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit, an optical amplifier including an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal, and an output side of the optical amplifier. And an optical star coupler for distributing and outputting the amplified optical signal output from the optical amplifier to a plurality of different wavelengths.
【請求項19】 希土類元素が添加された複数のコアを
所定の屈折率を有したクラッド層で被覆して構成され、
前記複数のコアは、それら複数のコアの中心部に配置さ
れた第1のコアと、前記第1のコアの外側に配置され、
前記第1のコアの希土類元素添加量よりも多い量の希土
類元素を含む第2のコアより構成されたマルチコアファ
イバと、このマルチコアファイバの入力側、出力側、又
は両側に設けられたWDM回路と、このWDM回路に励
起光を供給するための励起用光源と、前記WDM回路と
入力端又は出力端との間に設けられたアイソレータを備
えた光増幅器と、 前記光増幅器の出力側に設けられ、この光増幅器より出
力された増幅後の光信号を複数の異なる波長に分配出力
する光スターカプラとを具備することを特徴とするマル
チコアファイバを用いた光増幅分配装置。
19. A method comprising: coating a plurality of cores to which a rare earth element is added with a cladding layer having a predetermined refractive index;
A plurality of cores, a first core disposed at a central portion of the plurality of cores, and a first core disposed outside the first core;
A multi-core fiber composed of a second core containing a rare earth element in an amount larger than the rare earth element addition amount of the first core, and WDM circuits provided on the input side, the output side, or both sides of the multi-core fiber; An excitation light source for supplying excitation light to the WDM circuit, an optical amplifier including an isolator provided between the WDM circuit and an input terminal or an output terminal, and an optical amplifier provided on an output side of the optical amplifier. And an optical star coupler that distributes and outputs the amplified optical signal output from the optical amplifier to a plurality of different wavelengths.
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