JP3137391B2 - ファイバ形光増幅器 - Google Patents
ファイバ形光増幅器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば光通信システ
ムに用いられる希土類ドープ光ファイバを用いたファイ
バ形光増幅器における希土類ドープ光ファイバの励起光
源の冗長方式に係り、ファイバ形光増幅器の動作の安定
性に関するものである。
ムに用いられる希土類ドープ光ファイバを用いたファイ
バ形光増幅器における希土類ドープ光ファイバの励起光
源の冗長方式に係り、ファイバ形光増幅器の動作の安定
性に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の装置として図８に示すよう
なものが周知であった。図８は２系統の信号線に対する
ファイバ形光増幅器であり、図において１ａ，１ｂは希
土類ドープ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，
３ｂは波長多重合分波器光、４ａ，４ｂは励起光源駆動
回路，５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄは信号光入出力端子，１
１ａ，１１ｂはアイソレータである。
なものが周知であった。図８は２系統の信号線に対する
ファイバ形光増幅器であり、図において１ａ，１ｂは希
土類ドープ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，
３ｂは波長多重合分波器光、４ａ，４ｂは励起光源駆動
回路，５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄは信号光入出力端子，１
１ａ，１１ｂはアイソレータである。
【０００３】次に動作について説明する。希土類ドープ
光ファイバ１ａ，１ｂは例えば希土類元素であるエルビ
ウムを長さ数ｍ〜数十ｍ程度のシングルモード光ファイ
バにドープしたものである。希土類ドープ光ファイバ１
ａには波長多重合分波器３ａが接続されている。波長多
重合分波器としては光カップラーを使用することができ
る。励起光源２ａ，２ｂは例えば波長1.48μｍの半導体
レーザで、励起光源駆動回路４ａ，４ｂによって駆動さ
れる。励起光源２ａから出力される数ｍＷ〜数十ｍＷの
励起光を波長多重合分波器３ａを通じて希土類ドープ光
ファイバ１ａに入力すると、希土類ドープ光ファイバ１
ａは反転分布状態となり、信号光入出力端子５ａから入
力された、波長1.53μｍもしくは1.55μｍの信号光が誘
導放出作用によって増幅され、信号光入出力端子５ｂに
出力する。同様に励起光源２ｂから出力される励起光は
波長多重合分波器３ｂを通じて希土類ドープ光ファイバ
１ｂに入力され、希土類ドープ光ファイバ１ｂを反転分
布状態とし、信号光入出力端子５ｃから入力された信号
光は増幅され信号光入出力端子５ｄに出力する。このよ
うなファイバ形光増幅器の信頼性を高めるためには励起
用光源に冗長構成を持たせる必要がある。
光ファイバ１ａ，１ｂは例えば希土類元素であるエルビ
ウムを長さ数ｍ〜数十ｍ程度のシングルモード光ファイ
バにドープしたものである。希土類ドープ光ファイバ１
ａには波長多重合分波器３ａが接続されている。波長多
重合分波器としては光カップラーを使用することができ
る。励起光源２ａ，２ｂは例えば波長1.48μｍの半導体
レーザで、励起光源駆動回路４ａ，４ｂによって駆動さ
れる。励起光源２ａから出力される数ｍＷ〜数十ｍＷの
励起光を波長多重合分波器３ａを通じて希土類ドープ光
ファイバ１ａに入力すると、希土類ドープ光ファイバ１
ａは反転分布状態となり、信号光入出力端子５ａから入
力された、波長1.53μｍもしくは1.55μｍの信号光が誘
導放出作用によって増幅され、信号光入出力端子５ｂに
出力する。同様に励起光源２ｂから出力される励起光は
波長多重合分波器３ｂを通じて希土類ドープ光ファイバ
１ｂに入力され、希土類ドープ光ファイバ１ｂを反転分
布状態とし、信号光入出力端子５ｃから入力された信号
光は増幅され信号光入出力端子５ｄに出力する。このよ
うなファイバ形光増幅器の信頼性を高めるためには励起
用光源に冗長構成を持たせる必要がある。
【０００４】一系統の信号に対するファイバ形光増幅器
の最も単純な冗長方式は図９に示す方法が広く知られて
いる。この種の技術は例えば特開平２−２４１０７３に
示されている。この方式では２つの励起光用光源を合波
器を用いて合波している。図９において、１は希土類ド
ープ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３は励起光と
信号光を合波する波長多重合波器、８は励起光を合波す
る合波器である。しかしながら、励起光を合波器８によ
って合波する場合、合波後の光パワーは励起光源２ａ，
２ｂより発せられる励起光の光パワーの和の１／２にな
ってしまう。また、励起光どうしの干渉が生ずるため、
合波器の出力パワ−は変動しやすく、不安定である。
の最も単純な冗長方式は図９に示す方法が広く知られて
いる。この種の技術は例えば特開平２−２４１０７３に
示されている。この方式では２つの励起光用光源を合波
器を用いて合波している。図９において、１は希土類ド
ープ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３は励起光と
信号光を合波する波長多重合波器、８は励起光を合波す
る合波器である。しかしながら、励起光を合波器８によ
って合波する場合、合波後の光パワーは励起光源２ａ，
２ｂより発せられる励起光の光パワーの和の１／２にな
ってしまう。また、励起光どうしの干渉が生ずるため、
合波器の出力パワ−は変動しやすく、不安定である。
【０００５】また、２系統の信号に対するファイバ形増
幅器は図１０の様な構成となり、これは図９の自然な拡
張である。励起光源２ａ，２ｂより出力された励起光
は、合分波器８によって、合波後、分波され、希土類ド
ープ光ファイバ１ａ，１ｂに波長多重合波器３ａ，３ｂ
を通じて入力される。しかしながら、合波器８の出力は
不安定であり、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増
幅特性は安定しない。
幅器は図１０の様な構成となり、これは図９の自然な拡
張である。励起光源２ａ，２ｂより出力された励起光
は、合分波器８によって、合波後、分波され、希土類ド
ープ光ファイバ１ａ，１ｂに波長多重合波器３ａ，３ｂ
を通じて入力される。しかしながら、合波器８の出力は
不安定であり、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増
幅特性は安定しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の冗長方式をとる
ファイバ形光増幅器は以上のように構成されており、増
幅媒体に入力される励起光レベルが安定しないという課
題があった。
ファイバ形光増幅器は以上のように構成されており、増
幅媒体に入力される励起光レベルが安定しないという課
題があった。
【０００７】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、励起光源の出力光レベル変動若しくは１
つの励起光源の断が生じた場合にも出力信号の光パワー
レベルの変動を生じない高信頼度のファイバ形光増幅器
を提供することを目的とする。
されたもので、励起光源の出力光レベル変動若しくは１
つの励起光源の断が生じた場合にも出力信号の光パワー
レベルの変動を生じない高信頼度のファイバ形光増幅器
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係るファイバ
形光増幅器は、２つ励起光源を偏波制御器（偏波手段）
を通して２つの励起光を直交する偏波状態にして合分波
器（合分配手段）に接続し、２つの増幅媒体に接続した
ものである。
形光増幅器は、２つ励起光源を偏波制御器（偏波手段）
を通して２つの励起光を直交する偏波状態にして合分波
器（合分配手段）に接続し、２つの増幅媒体に接続した
ものである。
【０００９】また、請求項２に係るファイバ形光増幅器
は、２つ励起光源を偏波制御器（偏波手段）を通して偏
波分離器（分波手段）に接続し、前記偏波分離器（分波
手段）から出力される励起光を合分波器（分配手段）を
用いて２つの増幅媒体に接続したものである。
は、２つ励起光源を偏波制御器（偏波手段）を通して偏
波分離器（分波手段）に接続し、前記偏波分離器（分波
手段）から出力される励起光を合分波器（分配手段）を
用いて２つの増幅媒体に接続したものである。
【００１０】また、請求項３に係るファイバ形光増幅器
は、たとえば、偏波制御器（偏波手段）を通して２つ励
起光源の出力光の偏波面をそれぞれ４５度とー４５度と
して偏波分離器（合分配手段）に入力し、第１と第２の
励起光がそれぞれ１／２づつ合波された偏波分離器の２
つの出力光を２つの増幅媒体に入力する構成としたもの
である。
は、たとえば、偏波制御器（偏波手段）を通して２つ励
起光源の出力光の偏波面をそれぞれ４５度とー４５度と
して偏波分離器（合分配手段）に入力し、第１と第２の
励起光がそれぞれ１／２づつ合波された偏波分離器の２
つの出力光を２つの増幅媒体に入力する構成としたもの
である。
【００１１】また、請求項４に係るファイバ形光増幅器
は、それぞれ異なる波長の励起光を出力する２つ励起光
源と２つの増幅媒体を波長多重合分波器（合分配手段）
を用いて接続したものである。
は、それぞれ異なる波長の励起光を出力する２つ励起光
源と２つの増幅媒体を波長多重合分波器（合分配手段）
を用いて接続したものである。
【００１２】また、請求項５に係るファイバ形光増幅器
は、２つ励起光源から出力される励起光源を請求項１、
２、３又は４に記載の合波手段及び分配手段あるいは合
分配手段を用いて合分波し、分波された２つの出力を、
増幅媒体の両端より入力する構成としたものである。
は、２つ励起光源から出力される励起光源を請求項１、
２、３又は４に記載の合波手段及び分配手段あるいは合
分配手段を用いて合分波し、分波された２つの出力を、
増幅媒体の両端より入力する構成としたものである。
【００１３】
【作用】請求項１、２、３及び４に於けるファイバ形増
幅器は、２つの励起光源の出力光を合波後、２つの増幅
媒体に分波する構造を備えるため、１つの励起光源の断
が生じた場合にも両方の増幅媒体を増幅動作させること
が可能となる。
幅器は、２つの励起光源の出力光を合波後、２つの増幅
媒体に分波する構造を備えるため、１つの励起光源の断
が生じた場合にも両方の増幅媒体を増幅動作させること
が可能となる。
【００１４】また、請求項５に於けるファイバ形増幅器
は、２つの励起光源の出力光を合分波後、増幅媒体にそ
れぞれ逆方向より入射する構造を備えるため、１つの励
起光源の断が生じた場合にも増幅媒体を増幅動作させる
ことが可能となる。また、増幅媒体は両方向より励起さ
れるため、増幅媒体には増幅媒体の中央部を中心に対称
な反転分布が形成され、それゆえ、信号光がどちらの方
向から入力されても同一の増幅特性が得られる。
は、２つの励起光源の出力光を合分波後、増幅媒体にそ
れぞれ逆方向より入射する構造を備えるため、１つの励
起光源の断が生じた場合にも増幅媒体を増幅動作させる
ことが可能となる。また、増幅媒体は両方向より励起さ
れるため、増幅媒体には増幅媒体の中央部を中心に対称
な反転分布が形成され、それゆえ、信号光がどちらの方
向から入力されても同一の増幅特性が得られる。
【００１５】
【実施例】実施例１．図１は請求項１記載の発明に係る
一実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ドー
プ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信
号光と励起光を合波する波長多重合波器、８は励起光を
合分波する合分波器、１２ａ，１２ｂは偏波制御器であ
る。波長多重合波器としては、波長多重光カップラー、
合分波器としては光カップラーを用いることができる。
偏波制御器としては、偏波保持ファイバの固有偏波面に
励起光の偏波面を合わせ、偏波保持ファイバの固有偏波
面を合波器の任意の軸に合わせて固定できる構成のもの
や、λ／４板やλ／２板を組み合わせた偏波制御装置
や、ファラデ−回転素子を用い、所望の偏波状態を得る
ことができるようにしたものなど、偏波状態を制御でき
るものであれば何を用いてもかまわない。
一実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ドー
プ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信
号光と励起光を合波する波長多重合波器、８は励起光を
合分波する合分波器、１２ａ，１２ｂは偏波制御器であ
る。波長多重合波器としては、波長多重光カップラー、
合分波器としては光カップラーを用いることができる。
偏波制御器としては、偏波保持ファイバの固有偏波面に
励起光の偏波面を合わせ、偏波保持ファイバの固有偏波
面を合波器の任意の軸に合わせて固定できる構成のもの
や、λ／４板やλ／２板を組み合わせた偏波制御装置
や、ファラデ−回転素子を用い、所望の偏波状態を得る
ことができるようにしたものなど、偏波状態を制御でき
るものであれば何を用いてもかまわない。
【００１６】次に動作について説明する。励起光源２
ａ，２ｂより出力された励起光は偏波制御器１２ａ，１
２ｂによって、互いに直交する偏波状態とされた後、合
分波器８によって合分波され、増幅媒体である希土類ド
ープ光ファイバ１ａ，１ｂに波長多重合波器３ａ，３ｂ
によりそれぞれ入力される。偏波状態を制御したうえで
合波しているため、合波光が干渉により変動を起こすこ
とはない。この場合、合分波器８はパワーを１：１に分
離して分波するが、励起光源２ａ、２ｂの出力光のパワ
ーや合分波器８の構成等により、必ずしもパワーを１：
１に分配しなくてもよい。また、例えば、励起光源２ａ
に異常が生じた場合でも希土類ドープ光ファイバ１ａ，
１ｂには励起光源２ｂより出力された励起光が入力され
るため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂは増幅作用
を維持する。このとき、図２に示すように、合波光が２
Ｐのパワーを提供するようにし、励起光源２ｂより出力
された励起光のパワーＰだけでも、希土類ドープ光ファ
イバ１ａ，１ｂが飽和領域若しくはその付近で動作する
ように予め設定されていれば、励起光源２ａの断が生じ
た場合でも希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利
得は変化しない。
ａ，２ｂより出力された励起光は偏波制御器１２ａ，１
２ｂによって、互いに直交する偏波状態とされた後、合
分波器８によって合分波され、増幅媒体である希土類ド
ープ光ファイバ１ａ，１ｂに波長多重合波器３ａ，３ｂ
によりそれぞれ入力される。偏波状態を制御したうえで
合波しているため、合波光が干渉により変動を起こすこ
とはない。この場合、合分波器８はパワーを１：１に分
離して分波するが、励起光源２ａ、２ｂの出力光のパワ
ーや合分波器８の構成等により、必ずしもパワーを１：
１に分配しなくてもよい。また、例えば、励起光源２ａ
に異常が生じた場合でも希土類ドープ光ファイバ１ａ，
１ｂには励起光源２ｂより出力された励起光が入力され
るため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂは増幅作用
を維持する。このとき、図２に示すように、合波光が２
Ｐのパワーを提供するようにし、励起光源２ｂより出力
された励起光のパワーＰだけでも、希土類ドープ光ファ
イバ１ａ，１ｂが飽和領域若しくはその付近で動作する
ように予め設定されていれば、励起光源２ａの断が生じ
た場合でも希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利
得は変化しない。
【００１７】実施例２．図３は請求項２記載の発明の一
実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ドープ
光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信号
光と励起光を合波する波長多重合波器、９は励起光源２
ａ，２ｂより発せられた励起光を合波する偏波分離器、
８は励起光を分波する分波器、１２ａ，１２ｂは偏波制
御器である。波長多重合波器としては、波長多重光カッ
プラー、分波器としては光カップラーを用いることがで
きる。
実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ドープ
光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信号
光と励起光を合波する波長多重合波器、９は励起光源２
ａ，２ｂより発せられた励起光を合波する偏波分離器、
８は励起光を分波する分波器、１２ａ，１２ｂは偏波制
御器である。波長多重合波器としては、波長多重光カッ
プラー、分波器としては光カップラーを用いることがで
きる。
【００１８】次に動作について説明する。励起光源２
ａ，２ｂより出力された励起光は偏波制御器１２ａ，１
２ｂによって、互いに直交する偏波状態とされ、光偏波
分離器９によって合波された後、分波器８によって分波
され、増幅媒体である希土類ドープ光ファイバ１ａ，１
ｂに波長多重合波器３ａ，３ｂによりそれぞれ入力され
る。偏波状態を制御したうえで合波しているため、合波
後の励起光レベルは安定している。また、この例では、
合波する光偏波分離器９と分波する分波器８がわかれて
いるため、分波器８で分波される励起光のパワーは分波
器８を調整することにより任意に配分可能となり、実施
例１より柔軟性のあるシステムとなる。また、例えば、
励起光源２ａに異常が生じた場合でも希土類ドープ光フ
ァイバ１ａ，１ｂには励起光源２ｂより出力された励起
光が入力されるため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１
ｂは増幅作用を維持する。このとき、励起光源２ｂより
出力された励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１
ａ，１ｂが飽和領域若しくはその付近で動作するように
予め設定されていれば、励起光源２ａの断が生じた場合
でも希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利得は変
化しない。
ａ，２ｂより出力された励起光は偏波制御器１２ａ，１
２ｂによって、互いに直交する偏波状態とされ、光偏波
分離器９によって合波された後、分波器８によって分波
され、増幅媒体である希土類ドープ光ファイバ１ａ，１
ｂに波長多重合波器３ａ，３ｂによりそれぞれ入力され
る。偏波状態を制御したうえで合波しているため、合波
後の励起光レベルは安定している。また、この例では、
合波する光偏波分離器９と分波する分波器８がわかれて
いるため、分波器８で分波される励起光のパワーは分波
器８を調整することにより任意に配分可能となり、実施
例１より柔軟性のあるシステムとなる。また、例えば、
励起光源２ａに異常が生じた場合でも希土類ドープ光フ
ァイバ１ａ，１ｂには励起光源２ｂより出力された励起
光が入力されるため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１
ｂは増幅作用を維持する。このとき、励起光源２ｂより
出力された励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１
ａ，１ｂが飽和領域若しくはその付近で動作するように
予め設定されていれば、励起光源２ａの断が生じた場合
でも希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利得は変
化しない。
【００１９】実施例３．図４は請求項３記載の発明の一
実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ドープ
光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信号
光と励起光を合波する波長多重合波器、９は励起光源２
ａ，２ｂより発せられた励起光を合分波する偏波分離
器、１２ａ，１２ｂは偏波制御器である。波長多重合波
器としては、波長多重光カップラーを用いることができ
る。
実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ドープ
光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信号
光と励起光を合波する波長多重合波器、９は励起光源２
ａ，２ｂより発せられた励起光を合分波する偏波分離
器、１２ａ，１２ｂは偏波制御器である。波長多重合波
器としては、波長多重光カップラーを用いることができ
る。
【００２０】次に動作について説明する。励起光は、励
起光源２ａ，２ｂより出力され、偏波制御器１２ａ，１
２ｂによって偏波面をそれぞれ４５度とー４５度として
偏波分離器に入力されるため、偏波分離器９によって合
分波される。偏波分離器９に入力された励起光は、４５
％傾いた偏波面を有しているため、半分が直進し、半分
が反射されることになる。したがって、偏波分離器９の
２つの出力光は、それぞれが励起光源２ａ、２ｂの励起
光を半分づつ合波したものになる。これらの出力光は、
増幅媒体である希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂに、
波長多重合波器３ａ，３ｂを介してそれぞれ入力され
る。偏波状態を制御したうえで合波しているため、合波
後の励起光レベルは安定している。また、例えば、励起
光源２ａに異常が生じた場合でも希土類ドープ光ファイ
バ１ａ，１ｂには励起光源２ｂより出力された励起光が
入力されるため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂは
増幅作用を維持する。このとき、励起光源２ｂより出力
された励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１
ｂが飽和領域若しくはその付近で動作するように予め設
定されていれば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希
土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利得は変化しな
い。
起光源２ａ，２ｂより出力され、偏波制御器１２ａ，１
２ｂによって偏波面をそれぞれ４５度とー４５度として
偏波分離器に入力されるため、偏波分離器９によって合
分波される。偏波分離器９に入力された励起光は、４５
％傾いた偏波面を有しているため、半分が直進し、半分
が反射されることになる。したがって、偏波分離器９の
２つの出力光は、それぞれが励起光源２ａ、２ｂの励起
光を半分づつ合波したものになる。これらの出力光は、
増幅媒体である希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂに、
波長多重合波器３ａ，３ｂを介してそれぞれ入力され
る。偏波状態を制御したうえで合波しているため、合波
後の励起光レベルは安定している。また、例えば、励起
光源２ａに異常が生じた場合でも希土類ドープ光ファイ
バ１ａ，１ｂには励起光源２ｂより出力された励起光が
入力されるため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂは
増幅作用を維持する。このとき、励起光源２ｂより出力
された励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１
ｂが飽和領域若しくはその付近で動作するように予め設
定されていれば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希
土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利得は変化しな
い。
【００２１】実施例４．図５は請求項４記載の発明に係
る一実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ド
ープ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは
信号光と励起光を合波する波長多重合波器、１０は励起
光を合波する波長多重合分波器である。波長多重合波器
としては波長多重光カップラーを用いることができる。
次に動作について説明する。互いに異なる波長の励起光
を発する励起光源２ａ，２ｂより出力された励起光は波
長多重合分波器８によって合分波され、増幅媒体である
希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂに波長多重合波器３
ａ，３ｂによりそれぞれ入力される。例えば、励起光源
２ａに異常が生じた場合でも希土類ドープ光ファイバ１
ａ，１ｂには励起光源２ｂより出力された励起光が入力
されるため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂは増幅
作用を維持する。このとき、励起光源２ｂより出力され
た励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂが
飽和領域若しくはその付近で動作するように予め設定さ
れていれば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希土類
ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利得は変化しない。
増幅媒体１ａ，１ｂとして、Ｅｒド−プ光ファイバを
用いる場合、励起光源２ａ，２ｂの波長としては、１．
４８μｍ，０．９８μｍ等の使用が可能である。このよ
うに、波長が異なる光を合波しても互いに干渉すること
は少ないため、波長の異なる励起光を合波して用いるこ
とができる。
る一実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂは希土類ド
ープ光ファイバ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは
信号光と励起光を合波する波長多重合波器、１０は励起
光を合波する波長多重合分波器である。波長多重合波器
としては波長多重光カップラーを用いることができる。
次に動作について説明する。互いに異なる波長の励起光
を発する励起光源２ａ，２ｂより出力された励起光は波
長多重合分波器８によって合分波され、増幅媒体である
希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂに波長多重合波器３
ａ，３ｂによりそれぞれ入力される。例えば、励起光源
２ａに異常が生じた場合でも希土類ドープ光ファイバ１
ａ，１ｂには励起光源２ｂより出力された励起光が入力
されるため、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂは増幅
作用を維持する。このとき、励起光源２ｂより出力され
た励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂが
飽和領域若しくはその付近で動作するように予め設定さ
れていれば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希土類
ドープ光ファイバ１ａ，１ｂの増幅利得は変化しない。
増幅媒体１ａ，１ｂとして、Ｅｒド−プ光ファイバを
用いる場合、励起光源２ａ，２ｂの波長としては、１．
４８μｍ，０．９８μｍ等の使用が可能である。このよ
うに、波長が異なる光を合波しても互いに干渉すること
は少ないため、波長の異なる励起光を合波して用いるこ
とができる。
【００２２】実施例５．図６は請求項１〜４記載の発明
の他の実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂ、１ｃは
希土類ドープ光ファイバ、２ａ，２ｂ、２ｃは励起光
源、３ａ，３ｂ，３ｃは信号光と励起光を合波する波長
多重合波器、８は励起光を合分波する合分波器，１０は
励起光を合分波する波長多重合分波器、１２ａ，１２ｂ
は偏波制御器である。波長多重合波器としては、波長多
重光カップラー、合分波器としては光カップラーを用い
ることができる。
の他の実施例を示す構成図である。１ａ，１ｂ、１ｃは
希土類ドープ光ファイバ、２ａ，２ｂ、２ｃは励起光
源、３ａ，３ｂ，３ｃは信号光と励起光を合波する波長
多重合波器、８は励起光を合分波する合分波器，１０は
励起光を合分波する波長多重合分波器、１２ａ，１２ｂ
は偏波制御器である。波長多重合波器としては、波長多
重光カップラー、合分波器としては光カップラーを用い
ることができる。
【００２３】次に動作について説明する。励起光源２
ａ，２ｂより出力された波長λ１の励起光は偏波制御器
１２ａ，１２ｂによって、互いに直交する偏波状態とさ
れ、合分波器８によって合分波される。合分波器８の出
力光及び励起光源２ｃに出力される波長λ２の励起光は
波長多重合分波器１０によって合分波され、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃに波長多
重合波器３ａ，３ｂ，３ｃによりそれぞれ入力される。
例えば、励起光源２ａが断状態になった場合でも希土類
ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃには励起光源２ｂ及
び２ｃより出力された励起光が入力されるため、希土類
ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃは増幅作用を維持す
る。このとき、励起光源２ｂ及び２ｃより出力された励
起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃ
が飽和領域若しくはその付近で動作するように予め設定
されていれば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希土
類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃの増幅利得は変化
しない。このように、２つ以上の励起光を合波後、Ｎ波
に分波し、Ｎ個の増幅媒体を励起することが可能であ
る。図６に記載の実施例では励起光源の合波手段及び分
波手段として請求項１及び４に記載の構成を用いている
が、請求項２、３に記載の構成を用いても同様の効果を
得ることができる。また、図示しないが、この他にも多
種の組みあわせがあることはいうまでもない。
ａ，２ｂより出力された波長λ１の励起光は偏波制御器
１２ａ，１２ｂによって、互いに直交する偏波状態とさ
れ、合分波器８によって合分波される。合分波器８の出
力光及び励起光源２ｃに出力される波長λ２の励起光は
波長多重合分波器１０によって合分波され、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃに波長多
重合波器３ａ，３ｂ，３ｃによりそれぞれ入力される。
例えば、励起光源２ａが断状態になった場合でも希土類
ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃには励起光源２ｂ及
び２ｃより出力された励起光が入力されるため、希土類
ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃは増幅作用を維持す
る。このとき、励起光源２ｂ及び２ｃより出力された励
起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃ
が飽和領域若しくはその付近で動作するように予め設定
されていれば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希土
類ドープ光ファイバ１ａ，１ｂ、１ｃの増幅利得は変化
しない。このように、２つ以上の励起光を合波後、Ｎ波
に分波し、Ｎ個の増幅媒体を励起することが可能であ
る。図６に記載の実施例では励起光源の合波手段及び分
波手段として請求項１及び４に記載の構成を用いている
が、請求項２、３に記載の構成を用いても同様の効果を
得ることができる。また、図示しないが、この他にも多
種の組みあわせがあることはいうまでもない。
【００２４】実施例６．図７は請求項５記載の発明の一
実施例を示す構成図である。１は希土類ドープ光ファイ
バ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信号光と励起
光を合波する波長多重合波器、１０は励起光源２ａ，２
ｂより発せられた励起光を合分波する波長多重合分波器
である。波長多重合分波器としては波長多重光カップラ
ーを用いることができる。
実施例を示す構成図である。１は希土類ドープ光ファイ
バ、２ａ，２ｂは励起光源、３ａ，３ｂは信号光と励起
光を合波する波長多重合波器、１０は励起光源２ａ，２
ｂより発せられた励起光を合分波する波長多重合分波器
である。波長多重合分波器としては波長多重光カップラ
ーを用いることができる。
【００２５】次に動作について説明する。励起光源２
ａ，２ｂより出力されたそれぞれ異なる波長の励起光は
波長多重合分波器１０によって合分波され、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ１の両端よりそれぞれ波長
多重合波器３ａ，３ｂによって入力される。希土類ドー
プ光ファイバ１は両方向より励起されるため、希土類ド
ープ光ファイバ１には中央部を中心に対称な反転分布が
形成され、それゆえ、信号光が５ａ，５ｂどちらの端子
から入力されても同一の増幅特性が得られる。また、例
えば、励起光源２ａに異常が生じた場合でも希土類ドー
プ光ファイバ１には励起光源２ｂより出力された励起光
が入力されるため、希土類ドープ光ファイバ１は増幅作
用を維持する。このとき、励起光源２ｂより出力された
励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１が飽和領域若
しくはその付近で動作するように予め設定されていれ
ば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希土類ドープ光
ファイバ１の増幅利得は変化しない。また、一方の励起
光源に異常が生じた場合でも、希土類ドープ光ファイバ
１は両方向より励起されるため、希土類ドープ光ファイ
バ１には中央部を中心に対称な反転分布が形成され、そ
れゆえ、信号光が５ａ，５ｂどちらの端子から入力され
ても同一の増幅特性が得られる。
ａ，２ｂより出力されたそれぞれ異なる波長の励起光は
波長多重合分波器１０によって合分波され、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ１の両端よりそれぞれ波長
多重合波器３ａ，３ｂによって入力される。希土類ドー
プ光ファイバ１は両方向より励起されるため、希土類ド
ープ光ファイバ１には中央部を中心に対称な反転分布が
形成され、それゆえ、信号光が５ａ，５ｂどちらの端子
から入力されても同一の増幅特性が得られる。また、例
えば、励起光源２ａに異常が生じた場合でも希土類ドー
プ光ファイバ１には励起光源２ｂより出力された励起光
が入力されるため、希土類ドープ光ファイバ１は増幅作
用を維持する。このとき、励起光源２ｂより出力された
励起光だけで、希土類ドープ光ファイバ１が飽和領域若
しくはその付近で動作するように予め設定されていれ
ば、励起光源２ａの断が生じた場合でも希土類ドープ光
ファイバ１の増幅利得は変化しない。また、一方の励起
光源に異常が生じた場合でも、希土類ドープ光ファイバ
１は両方向より励起されるため、希土類ドープ光ファイ
バ１には中央部を中心に対称な反転分布が形成され、そ
れゆえ、信号光が５ａ，５ｂどちらの端子から入力され
ても同一の増幅特性が得られる。
【００２６】図７では励起光の合波手段及び分波手段と
して請求項４に記載の構成を用いているが、請求項１、
２、３の構成を用いても同様の効果が得られる。
して請求項４に記載の構成を用いているが、請求項１、
２、３の構成を用いても同様の効果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】以上の様に請求項１、２、３及び４に記
載の発明によれば、２つの励起光の合波によるレベル変
動がない冗長構成をとる信頼度の高いファイバ形光増幅
器が得られるという効果がある。
載の発明によれば、２つの励起光の合波によるレベル変
動がない冗長構成をとる信頼度の高いファイバ形光増幅
器が得られるという効果がある。
【００２８】また、請求項５の発明によれば、励起光が
１つの増幅媒体にそれぞれ逆方向から入力されるため、
増幅媒体の中央を中心に対称な反転分布が得られる。そ
の結果、信号がどちらの方向から入力されても同一の増
幅特性を示す双方向光増幅器が得られ、１つの励起光源
に異常が生じた場合にも出力信号光のパワーレベル変動
を生じないという効果がある。
１つの増幅媒体にそれぞれ逆方向から入力されるため、
増幅媒体の中央を中心に対称な反転分布が得られる。そ
の結果、信号がどちらの方向から入力されても同一の増
幅特性を示す双方向光増幅器が得られ、１つの励起光源
に異常が生じた場合にも出力信号光のパワーレベル変動
を生じないという効果がある。
【図１】請求項１記載の発明に係る一実施例を示す図。
【図２】励起パワーと利得の関係を示す図。
【図３】請求項２記載の発明に係る一実施例を示す図。
【図４】請求項３記載の発明に係る一実施例を示す図。
【図５】請求項４記載の発明に係る一実施例を示す図。
【図６】請求項１、２、３、４記載の発明に係る他の実
施例を示す図。
施例を示す図。
【図７】請求項５記載の発明に係る実施例を示す図。
【図８】従来のファイバ形光増幅器を示す図。
【図９】従来の励起光源の冗長方式を持つファイバ形光
増幅器を示す図。
増幅器を示す図。
【図１０】従来の励起光源の冗長方式を持つファイバ形
光増幅器を示す図。
光増幅器を示す図。
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 希土類ドープ光ファイバ ２、２ａ、２ｂ 励起光源 ３、３ａ、３ｂ 信号光と励起光を合波する波長多重合
波器 ４ 駆動回路 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ 信号光入出力端 ８、８ａ、８ｂ…励起光を合波する波長多重合波器 ９ 偏波分離器 １０ 波長多重合分波器 １１ アイソレータ １２ 偏波制御器
波器 ４ 駆動回路 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ 信号光入出力端 ８、８ａ、８ｂ…励起光を合波する波長多重合波器 ９ 偏波分離器 １０ 波長多重合分波器 １１ アイソレータ １２ 偏波制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 忠善 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 通信システム研究所内 (56)参考文献 特開 平３−92827（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−206426（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135081（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239237（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−221937（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241073（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/06,3/094,3/10 G02F 1/35 G02B 6/00 H04B 9/00
Claims (4)
- 【請求項１】 以下の要素を有するファイバ形光増幅器 （ａ）第１の励起光を発する第１の励起光源と第２の励
起光を発する第２の励起光源、 （ｂ）前記第１の励起光と第２の励起光を互いに直交す
る偏波状態に偏波する偏波手段、 （ｃ）前記偏波手段から発せられる第１の励起光と第２
の励起光とを合波し、合波された合波光を第１の出力端
子と第２の出力端子に分配する合分配手段、 （ｄ）前記第１の出力端子に接続された第１の増幅媒体
と前記第２の出力端子に接続された第２の増幅媒体。 - 【請求項２】 以下の要素を有するファイバ形光増幅器 （ａ）第１の励起光を発する第１の励起光源と第２の励
起光を発する第２の励起光源、 （ｂ）前記第１の励起光と第２の励起光を互いに直交す
る偏波状態に偏波する偏波手段、 （ｃ）前記偏波手段から発せられる第１の励起光と第２
の励起光とを偏波分離により、合波する合波手段、 （ｄ）前記合波手段により合波された合波光を第１の出
力端子と第２の出力端子に分配する分配手段、 （ｅ）前記第１の出力端子に接続された第１の増幅媒体
と前記第２の出力端子に接続された第２の増幅媒体。 - 【請求項３】 以下の要素を有するファイバ形光増幅器 （ａ）第１の励起光を発する第１の励起光源と第２の励
起光を発する第２の励起光源、 （ｂ）前記第１の励起光の偏波面を所定の軸に対して所
定の角度で偏波させ、前記第２の励起光の偏波面を前記
所定の軸に対して第１の励起光の偏波面の角度とは異な
る角度で偏波させる偏波手段、 （ｃ）前記偏波手段から発せられる第１の励起光と第２
の励起光のそれぞれの一部を合波するとともに、それぞ
れの他部を合波し、合波された合波光を第１の出力端子
と第２の出力端子に分配する合分配手段、 （ｄ）前記第１の出力端子に接続された第１の増幅媒体
と前記第２の出力端子に接続された第２の増幅媒体。 - 【請求項４】 以下の要素を有するファイバ形光増幅器 （ａ）第１の励起光を発する第１の励起光源と第１の励
起光とは波長は異なる第２の励起光を発する第２の励起
光源、 （ｂ）前記第１の励起光源から発せられる第１の励起光
と前記第２の励起光源から発せられる第２の励起光とを
合波し、合波された合波光を第１の出力端子と第２の出
力端子に分配する合分配手段、 （ｃ）前記第１の出力端子に接続された第１の増幅媒体
と前記第２の出力端子に接続された第２の増幅媒体。
Priority Applications (12)
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|---|---|---|---|
| JP29286591A JP3137391B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ファイバ形光増幅器 |
| EP94116464A EP0652613B1 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Optical-fiber amplifier |
| DE69231919T DE69231919T2 (de) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Optisches Relaissystem mit Faserverstärkern |
| EP97101954A EP0778682B1 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Optical fiber amplifier repeating system |
| EP96118886A EP0768766B1 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Optical fiber amplifier repeating system |
| DE69228393T DE69228393T2 (de) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Faseroptischer Verstärker |
| EP95120727A EP0712217A3 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Fiber optic amplifier with polarization limiting means |
| DE69220648T DE69220648T2 (de) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Faseroptischer Verstärker |
| EP92118891A EP0541061B1 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Optical-fiber light amplifier |
| DE69231259T DE69231259T2 (de) | 1991-11-08 | 1992-11-04 | Optisches Faserverstärkerrelaissystem |
| US08/111,378 US5455704A (en) | 1991-11-08 | 1993-08-24 | Optical-fiber light amplifier |
| US08/193,721 US5367587A (en) | 1991-11-08 | 1994-02-09 | Optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29286591A JP3137391B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ファイバ形光増幅器 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH05136495A JPH05136495A (ja) | 1993-06-01 |
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Family
ID=17787379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29286591A Expired - Fee Related JP3137391B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ファイバ形光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137391B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5890816A (en) * | 1997-03-07 | 1999-04-06 | Lucent Technologies Inc. | Polarization maintaining optical amplifier |
| US6327077B1 (en) | 1998-09-29 | 2001-12-04 | Nec Corporation | Optical direct amplifier device and bidirectionally pumped optical direct amplifier device |
| US11374377B2 (en) | 2017-04-20 | 2022-06-28 | Nec Corporation | Optical amplifying apparatus and method of amplifying optical signal |
| WO2020004224A1 (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | 日本電気株式会社 | 光源装置、及び光増幅器 |
| WO2023162141A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 日本電信電話株式会社 | 励起光発生装置及び励起光発生方法 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP29286591A patent/JP3137391B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05136495A (ja) | 1993-06-01 |
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