JP3351522B2 - 光ネットワーク - Google Patents
光ネットワークInfo
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- JP3351522B2 JP3351522B2 JP51840791A JP51840791A JP3351522B2 JP 3351522 B2 JP3351522 B2 JP 3351522B2 JP 51840791 A JP51840791 A JP 51840791A JP 51840791 A JP51840791 A JP 51840791A JP 3351522 B2 JP3351522 B2 JP 3351522B2
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- waveguide
- optical waveguide
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/2933—Signal power control considering the whole optical path
- H04B10/2939—Network aspects
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、光ネットワークに関し、特に与えられた屈
折率プロフィルのクラディングによって囲まれた導波体
コアを有する光導波体が第１の波長の光情報信号のソー
ス、光増幅器、および光増幅器を光学的にポンピングす
る第１の波長よりも短い第２の波長の光ポンプパワーの
ソースに結合されている光ネットワークに関する。
折率プロフィルのクラディングによって囲まれた導波体
コアを有する光導波体が第１の波長の光情報信号のソー
ス、光増幅器、および光増幅器を光学的にポンピングす
る第１の波長よりも短い第２の波長の光ポンプパワーの
ソースに結合されている光ネットワークに関する。
光ネットワークが、例えば平坦なSi−SiO2導波体、プ
ラスチックあるいはポリマーをベースとした光ファイ
バ、平坦なドープされた導波体増幅器のような様々なタ
イプの光導波体および光増幅技術から形成されることが
認識される。
ラスチックあるいはポリマーをベースとした光ファイ
バ、平坦なドープされた導波体増幅器のような様々なタ
イプの光導波体および光増幅技術から形成されることが
認識される。
このようなネットワークの特定の１例は、ネットワー
クが静的および動的な相互接続の適用のために活用され
る多重アクセス相互接続機構を提供するように設計され
る1990年８月20日に公開された別出願第WO 90/09708号
特許明細書に記載されている。このネットワークは光フ
ァイバ導波体に基づいている。この特許明細書の内容
は、参考文献として本明細書に十分に取入れられてい
る。
クが静的および動的な相互接続の適用のために活用され
る多重アクセス相互接続機構を提供するように設計され
る1990年８月20日に公開された別出願第WO 90/09708号
特許明細書に記載されている。このネットワークは光フ
ァイバ導波体に基づいている。この特許明細書の内容
は、参考文献として本明細書に十分に取入れられてい
る。
このような相互接続ネットワークの空間的寸法は、例
えば光Ｄファイバに基づく。例えば、1989年のCassidy
S.A氏らによる文献（“Extendable Optical Interconne
ction Bus Fabricated using D−Fibre"IOOC 1989,Kob
e,Japan,Paper 21 D2−1 pp88−89）参照。その設計の
中心となる部品は、その長さに沿った不連続のタップ点
を有する信号および基準チャンネルを搬送する多重ファ
イバ後面である。これらのタップ点は、交差したＤファ
イバの既知の形態でアレイコネクタの形態を取ることが
できる。相互作用の長さは、交差したＤファイバの交差
角度によって決定される。各コネクタは、信号および基
準チャンネルそれぞれからのパワーの小さな一部分を消
失的に分岐する各出力ファイバと後面上の対応している
ファイバ通路の間のリンクを与える。多数のタップ点の
限界は、結局、（各タップが信号の一部分を除去するの
で）後面に沿った信号レベルが検出器レベルより下がる
までである。
えば光Ｄファイバに基づく。例えば、1989年のCassidy
S.A氏らによる文献（“Extendable Optical Interconne
ction Bus Fabricated using D−Fibre"IOOC 1989,Kob
e,Japan,Paper 21 D2−1 pp88−89）参照。その設計の
中心となる部品は、その長さに沿った不連続のタップ点
を有する信号および基準チャンネルを搬送する多重ファ
イバ後面である。これらのタップ点は、交差したＤファ
イバの既知の形態でアレイコネクタの形態を取ることが
できる。相互作用の長さは、交差したＤファイバの交差
角度によって決定される。各コネクタは、信号および基
準チャンネルそれぞれからのパワーの小さな一部分を消
失的に分岐する各出力ファイバと後面上の対応している
ファイバ通路の間のリンクを与える。多数のタップ点の
限界は、結局、（各タップが信号の一部分を除去するの
で）後面に沿った信号レベルが検出器レベルより下がる
までである。
エルビウムでドープされたファイバ、分布あるいは別
々の増幅器の使用は、1.55μｍの窓における信号の増幅
を許容する。増幅は、検出器パワーの制限より高いバス
上のタップ点からの出力を維持するように構成される。
信号パワーはタップ点間の増幅によって再生され、した
がって多数の利用者のポートが動作されることを可能に
する。各増幅器に対して分離したポンプソースを設ける
よりも単一のポンプソースからファイバ増幅器へ導波体
に沿ってポンプパワーを分配するほうが便利である。し
かしながら、少量のポンプパワーが各タップ点で除去さ
れるので無駄になる。
々の増幅器の使用は、1.55μｍの窓における信号の増幅
を許容する。増幅は、検出器パワーの制限より高いバス
上のタップ点からの出力を維持するように構成される。
信号パワーはタップ点間の増幅によって再生され、した
がって多数の利用者のポートが動作されることを可能に
する。各増幅器に対して分離したポンプソースを設ける
よりも単一のポンプソースからファイバ増幅器へ導波体
に沿ってポンプパワーを分配するほうが便利である。し
かしながら、少量のポンプパワーが各タップ点で除去さ
れるので無駄になる。
本発明によれば、光ネットワークは非誘導領域によっ
て囲まれ、所定の屈折率プロフィルを有する導波体コア
を有する光導波体を含み、この光導波体に第１の波長の
光情報信号ソース、光増幅器および光増幅器を光学的に
ポンピングする第１の波長よりも短い第２の波長の光ポ
ンプパワーのソースが結合され、光導波体のコアが第２
の波長で信号のスポットの寸法を実質上最小にするよう
に選択され、クラディングが第１の波長で信号に消失的
な結合を可能にするように十分に薄い領域が存在するこ
とを特徴とする。
て囲まれ、所定の屈折率プロフィルを有する導波体コア
を有する光導波体を含み、この光導波体に第１の波長の
光情報信号ソース、光増幅器および光増幅器を光学的に
ポンピングする第１の波長よりも短い第２の波長の光ポ
ンプパワーのソースが結合され、光導波体のコアが第２
の波長で信号のスポットの寸法を実質上最小にするよう
に選択され、クラディングが第１の波長で信号に消失的
な結合を可能にするように十分に薄い領域が存在するこ
とを特徴とする。
本発明は、導波体のコアが２つの波長の短いもののス
ポットの寸法を実質上最小にするような場合、長い波長
の信号のスポットの寸法が最小値を越え、短い波長のス
ポットの寸法から発散するという実現に基づく。これ
は、このような導波体から形成された消失的なカプラが
長い波長よりも短い波長で効率的でなく消失的に結合
し、それによって選択的に結合を解除し、または光学的
にポンピングされた光増幅器を有する光ネットワークに
おける短い波長のポンプ信号に対して優先的に情報信号
を分岐する選択的な光タップを供給することを意味す
る。
ポットの寸法を実質上最小にするような場合、長い波長
の信号のスポットの寸法が最小値を越え、短い波長のス
ポットの寸法から発散するという実現に基づく。これ
は、このような導波体から形成された消失的なカプラが
長い波長よりも短い波長で効率的でなく消失的に結合
し、それによって選択的に結合を解除し、または光学的
にポンピングされた光増幅器を有する光ネットワークに
おける短い波長のポンプ信号に対して優先的に情報信号
を分岐する選択的な光タップを供給することを意味す
る。
本発明の観点は、添付された請求の範囲に開示されて
いる通りである。
いる通りである。
本発明の実施例は、添付図面を参照して例示としての
み説明する。
み説明する。
図１は、本発明による光ネットワークの１実施例の概
略図であり、 図２は、図１の実施例による使用に適当なＤファイバ
光導波体の断面図であり、 図３は、コア半径、屈折率プロフィルおよび信号波長
の関数としてスポットの寸法を示しているグラフであ
り、 図４は、図１の実施例の導波体からの交差結合したパ
ワーの理論的な波長の依存性を示しているグラフであ
り、 図５は、図１の導波体の実際の交差結合パワーのスペ
クトル分析器プロットのグラフであり、 図６は、本発明による光ネットワークの別の実施例の
概略図であり、 図７は、ポンプパワーの関数である図６の実施例のカ
プラの出力の変調を示しているグラフであり、 図８は、波長の関数としての理論的な交差結合したパ
ワーのグラフであり、 図９は、波長の関数としての試験的に得られた交差結
合したパワーのグラフである。
略図であり、 図２は、図１の実施例による使用に適当なＤファイバ
光導波体の断面図であり、 図３は、コア半径、屈折率プロフィルおよび信号波長
の関数としてスポットの寸法を示しているグラフであ
り、 図４は、図１の実施例の導波体からの交差結合したパ
ワーの理論的な波長の依存性を示しているグラフであ
り、 図５は、図１の導波体の実際の交差結合パワーのスペ
クトル分析器プロットのグラフであり、 図６は、本発明による光ネットワークの別の実施例の
概略図であり、 図７は、ポンプパワーの関数である図６の実施例のカ
プラの出力の変調を示しているグラフであり、 図８は、波長の関数としての理論的な交差結合したパ
ワーのグラフであり、 図９は、波長の関数としての試験的に得られた交差結
合したパワーのグラフである。
図１を参照すると、本発明の１実施例の例示的な光ネ
ットワークは、光バス５を集合的に形成する挿入された
エルビウム光ファイバ増幅器４に“X"と印された位置で
スプライス接続された一連の二酸化珪素をベースとした
光Ｄファイバ２を具備する。レーザ６は、既知の方法で
レーザ駆動装置８による情報によって変調される1.55μ
ｍの出力を有する。
ットワークは、光バス５を集合的に形成する挿入された
エルビウム光ファイバ増幅器４に“X"と印された位置で
スプライス接続された一連の二酸化珪素をベースとした
光Ｄファイバ２を具備する。レーザ６は、既知の方法で
レーザ駆動装置８による情報によって変調される1.55μ
ｍの出力を有する。
光増幅器４は、出力が光バス５にスプライス接続され
た市販の980/1530の２色性光ファイバカプラ12によって
レーザ６からの情報信号と結合されるポンプレーザ10に
よって0.98μｍでポンピングされる。
た市販の980/1530の２色性光ファイバカプラ12によって
レーザ６からの情報信号と結合されるポンプレーザ10に
よって0.98μｍでポンピングされる。
Ｄファイバ２は、プレフォームに沿って縦の平面を形
成するために光ファイバプレフォームを鋸引きのような
通常の方法で要求された寸法に形成され所望の寸法の光
ファイバを通常の方法で引き出す方法によって形成され
た。これは、コア22からｄμｍの平坦な表面26を有する
非導波体クラディング24によって囲まれた導波体コア22
を有するＤ型の断面（図２参照）を有する光ファイバ２
を形成する。
成するために光ファイバプレフォームを鋸引きのような
通常の方法で要求された寸法に形成され所望の寸法の光
ファイバを通常の方法で引き出す方法によって形成され
た。これは、コア22からｄμｍの平坦な表面26を有する
非導波体クラディング24によって囲まれた導波体コア22
を有するＤ型の断面（図２参照）を有する光ファイバ２
を形成する。
図１に示されたような光ファイバの平坦な表面に隣接
して平坦な表面が位置された場合の同様に形成された光
Ｄファイバ28は、光信号のスポットの寸法がコア22から
充分に離れて延在する場合にファイバ２のコア22に沿っ
て伝播する光信号を結合して取出すことができる。ファ
イバ２のコア22から外部に取出された信号量は、特にフ
ァイバ２と28の間の相互作用の長さであるｄの値に依存
する。
して平坦な表面が位置された場合の同様に形成された光
Ｄファイバ28は、光信号のスポットの寸法がコア22から
充分に離れて延在する場合にファイバ２のコア22に沿っ
て伝播する光信号を結合して取出すことができる。ファ
イバ２のコア22から外部に取出された信号量は、特にフ
ァイバ２と28の間の相互作用の長さであるｄの値に依存
する。
図３は、1.55μｍおよび0.98μｍの２つの信号波長、
および0.004および0.008の実効ステップインデックス値
δｎによって特徴づけられた２つの屈折率プロフィルに
おけるコアの半径に依存するスポットの寸法を示す。δ
ｎの値が大きければ大きいほど得られる差動分岐が大き
くなる。
および0.004および0.008の実効ステップインデックス値
δｎによって特徴づけられた２つの屈折率プロフィルに
おけるコアの半径に依存するスポットの寸法を示す。δ
ｎの値が大きければ大きいほど得られる差動分岐が大き
くなる。
図１に示された最適な光ネットワークの設計基準は、
信号によるポンピングの最大の阻止率が存在し、達成可
能な結合公差を有する感知可能な相互作用の長さおよび
信号波長におけるシステム−装置間の低いスプライス接
続損失を維持ための必要性を維持するという要求を含
む。これを達成するため、導波体のスポットの寸法は、
ポンピング波長のスポットの寸法が実質的に最小とされ
る時に信号波長のスポットの寸法がシステム導波体のス
ポットの寸法に実質的に整合されるように、実効的なス
テップインデックス値δｎを有するべきである。この達
成は、導波体の屈曲感度が増加されないことも保証す
る。
信号によるポンピングの最大の阻止率が存在し、達成可
能な結合公差を有する感知可能な相互作用の長さおよび
信号波長におけるシステム−装置間の低いスプライス接
続損失を維持ための必要性を維持するという要求を含
む。これを達成するため、導波体のスポットの寸法は、
ポンピング波長のスポットの寸法が実質的に最小とされ
る時に信号波長のスポットの寸法がシステム導波体のス
ポットの寸法に実質的に整合されるように、実効的なス
テップインデックス値δｎを有するべきである。この達
成は、導波体の屈曲感度が増加されないことも保証す
る。
図３から、δｎ＝0.004に関してファイバが0.98μｍ
のポンプ波長でスポットの寸法を最小にするために３μ
ｍの範囲のコア半径で形成されるべきであることが分か
る。しかしながら、このコアの寸法は、ファイバとこの
実施例において導波体がスプライス接続される5,8μｍ
のスポット寸法の標準的な通信ファイバとの間の信号波
長でスポットの寸法のずれを生じる。
のポンプ波長でスポットの寸法を最小にするために３μ
ｍの範囲のコア半径で形成されるべきであることが分か
る。しかしながら、このコアの寸法は、ファイバとこの
実施例において導波体がスプライス接続される5,8μｍ
のスポット寸法の標準的な通信ファイバとの間の信号波
長でスポットの寸法のずれを生じる。
しかしながら、0.008を越えるδｎを有するファイバ
は約1.8μｍのコア半径に対してポンプ波長で最小のス
ポットの寸法を有し、また標準的な通信ファイバのスポ
ットの寸法に信号波長のスポットの寸法の整合を与え
る。
は約1.8μｍのコア半径に対してポンプ波長で最小のス
ポットの寸法を有し、また標準的な通信ファイバのスポ
ットの寸法に信号波長のスポットの寸法の整合を与え
る。
プレフォームは、線引きされたファイバが標準的なシ
ステムファイバへ容易にスプライス接続するために要求
されたコア半径および125μｍのクラディング直径を有
することを保証するために必要ならば変えられることが
できる。
ステムファイバへ容易にスプライス接続するために要求
されたコア半径および125μｍのクラディング直径を有
することを保証するために必要ならば変えられることが
できる。
図３のグラフは、標準的な5,8μｍの通信ファイバに
最小のスプライス接続損失を与えるのに必要なμｍでス
ポットの寸法を示す。図３のグラフは、1.55μｍにおけ
るスポットの寸法が最小値を通過し、波長の減少と共に
急速に発散し、一方0.98μｍのスポットの寸法が最小値
に接近する方式で動作する可能性があることを示す。消
失的な結合は、波長選択（２色性）タップを生成する長
い波長でさらに強力に生じる。２色性タップに対する交
差結合パワーにおける変化が1.55μの窓で0.5dB以下で
あることは注目する価値がある。増幅が要求されない場
合には、タップは1.3μｍで1.55μｍの窓で広帯域に設
計される。
最小のスプライス接続損失を与えるのに必要なμｍでス
ポットの寸法を示す。図３のグラフは、1.55μｍにおけ
るスポットの寸法が最小値を通過し、波長の減少と共に
急速に発散し、一方0.98μｍのスポットの寸法が最小値
に接近する方式で動作する可能性があることを示す。消
失的な結合は、波長選択（２色性）タップを生成する長
い波長でさらに強力に生じる。２色性タップに対する交
差結合パワーにおける変化が1.55μの窓で0.5dB以下で
あることは注目する価値がある。増幅が要求されない場
合には、タップは1.3μｍで1.55μｍの窓で広帯域に設
計される。
選択的な度合いは屈折率の差に依存し、高い屈折率の
差は高い選択的なタップを与え、低いδｎは広帯域タッ
プを与える。
差は高い選択的なタップを与え、低いδｎは広帯域タッ
プを与える。
特定のＤファイバ形状に関して、交差結合パワーの波
長依存性は、結合の与えられたレベルのために要求され
た相互作用長で行う時に、コアの分離によって増加す
る。それ故、適当なｄの値（コアとコアの分離に有効で
ある）を選択することによって増加した相互作用長に対
して短い波長の増加した阻止率と交換する可能性があ
る。長い相互作用長を与えることは、小さい角度で交差
する２つのＤファイバを必要とする。これは、整合およ
び製造における小さなエラーにさらに影響されやすいタ
ップを形成し、小さな公差が結合の同じレベルを達成す
るために要求される。
長依存性は、結合の与えられたレベルのために要求され
た相互作用長で行う時に、コアの分離によって増加す
る。それ故、適当なｄの値（コアとコアの分離に有効で
ある）を選択することによって増加した相互作用長に対
して短い波長の増加した阻止率と交換する可能性があ
る。長い相互作用長を与えることは、小さい角度で交差
する２つのＤファイバを必要とする。これは、整合およ
び製造における小さなエラーにさらに影響されやすいタ
ップを形成し、小さな公差が結合の同じレベルを達成す
るために要求される。
様々なｄの値の交差したＤファイバ間の結合のコンピ
ュータシミュレーションは、予想されたタップの波長依
存性を許容する。図４は、１μｍ、２μｍおよび３μｍ
のｄの値に対して10％のタップの理論的な波長依存性を
示す。結合のこのレベルに関して要求された相互作用長
は、それぞれ150μｍ、250μｍおよび420μｍである。
これは従来の取外し可能なタップに関して報告された長
さに比較でき、要求された製造公差は同じ程度である。
1.55μｍの信号による0.98μｍのポンプの予想された阻
止率は、ｄ＝２μｍに関して13dBである。タップは、δ
ｎ＝0.0067、2.2μｍのコア半径のＤファイバから形成
された。ｄの値は2.1μｍであった。10％の結合率は容
易に達成され、要求された製造公差が満たされたことを
示している。
ュータシミュレーションは、予想されたタップの波長依
存性を許容する。図４は、１μｍ、２μｍおよび３μｍ
のｄの値に対して10％のタップの理論的な波長依存性を
示す。結合のこのレベルに関して要求された相互作用長
は、それぞれ150μｍ、250μｍおよび420μｍである。
これは従来の取外し可能なタップに関して報告された長
さに比較でき、要求された製造公差は同じ程度である。
1.55μｍの信号による0.98μｍのポンプの予想された阻
止率は、ｄ＝２μｍに関して13dBである。タップは、δ
ｎ＝0.0067、2.2μｍのコア半径のＤファイバから形成
された。ｄの値は2.1μｍであった。10％の結合率は容
易に達成され、要求された製造公差が満たされたことを
示している。
図５は、タップの交差結合レッグのスペクトル分析器
プロットを示す。システムファイバの尾部を有するバス
ファイバの通過損失は、波長依存性のないことが示され
る。交差結合パワーの波長依存性は、長い波長に対して
は理論的なカーブにしたがう。理論からのはずれは、1.
1μｍ以下の波長で生じる。さらに研究は、受信機の感
度における鋭い低下が−80dBm以下のパワーに対してこ
れらの波長で生じることが示されている。10.7dBの阻止
率を示した0.98μｍおよび1.54μｍのソース波長に対し
て結合された相対パワーの直接的な測定は、理論的な値
に良好に一致している。10％の信号タップ係数を有する
ここに記載された交差Ｄファイバのタップを使用する80
個のポートは、ポンプパワーの−3dBを失う前のバスの
後面に接続される。この阻止率は、長い装置の相互作用
長を使用する区域でさらに増加される。
プロットを示す。システムファイバの尾部を有するバス
ファイバの通過損失は、波長依存性のないことが示され
る。交差結合パワーの波長依存性は、長い波長に対して
は理論的なカーブにしたがう。理論からのはずれは、1.
1μｍ以下の波長で生じる。さらに研究は、受信機の感
度における鋭い低下が−80dBm以下のパワーに対してこ
れらの波長で生じることが示されている。10.7dBの阻止
率を示した0.98μｍおよび1.54μｍのソース波長に対し
て結合された相対パワーの直接的な測定は、理論的な値
に良好に一致している。10％の信号タップ係数を有する
ここに記載された交差Ｄファイバのタップを使用する80
個のポートは、ポンプパワーの−3dBを失う前のバスの
後面に接続される。この阻止率は、長い装置の相互作用
長を使用する区域でさらに増加される。
図６を参照すると、本発明によるネットワークの特性
を決定するために使用される実験的な配置は、Ｄファイ
バ２およびエルビウムファイバ増幅器４が増幅しないＤ
ファイバの部分間にスプライス接続されたエルビウムフ
ァイバ増幅器を分離するのではなく、単一のエルビウム
でドープされたＤファイバから全て形成されることを除
いた図１の実施例と同じである。この実施例において、
導波体30上に２つのタップ32および34が存在する。
を決定するために使用される実験的な配置は、Ｄファイ
バ２およびエルビウムファイバ増幅器４が増幅しないＤ
ファイバの部分間にスプライス接続されたエルビウムフ
ァイバ増幅器を分離するのではなく、単一のエルビウム
でドープされたＤファイバから全て形成されることを除
いた図１の実施例と同じである。この実施例において、
導波体30上に２つのタップ32および34が存在する。
図６の配置のエルビウムドープされたＤファイバ30の
ドーパントの濃度は、5.5×1018イオン/ccのドーパント
濃度を有した。各タップ32,34および導波体30からの出
力はパワーを監視された。２つのタップ点32,34の間の
距離は約10cmであった。半導体ダイオードレーザ36は、
増幅導波体30にポンプパワーが供給された1.3mWの導波
体30あるいは背部上の入力パワーレベルを与える994nm
の波長で動作するブリティッシュテレコムラボラトリー
ズによって製造された。
ドーパントの濃度は、5.5×1018イオン/ccのドーパント
濃度を有した。各タップ32,34および導波体30からの出
力はパワーを監視された。２つのタップ点32,34の間の
距離は約10cmであった。半導体ダイオードレーザ36は、
増幅導波体30にポンプパワーが供給された1.3mWの導波
体30あるいは背部上の入力パワーレベルを与える994nm
の波長で動作するブリティッシュテレコムラボラトリー
ズによって製造された。
信号波長は1.53μｍの波長で動作するDFBレーザ38に
よって供給され、約1.53μＷの出力パワーレベルを与え
ていた。ポンピングされない状態において、各カプラ32
および34のタップ比率は７％（−11.5dB）に設定され
た。ポンプレーザオフによって、第２のタップ34の出力
のパワーレベルは第１のタップ32よりも0.65dB低かっ
た。これは、第１のタップ32（0.3dB）で除去されたパ
ワーおよびタップ32と34の間の0.35dBのドープされたフ
ァイバ吸収によるものであった。ポンプレーザ36が続い
てオンおよびオフに切換えられるとき、第２のタップ34
からのパワー出力上に重畳された変調は0.65dBであるこ
とが認められた。すなわちパワーレベルは２つのタップ
出力において等しく、ポンプレーザ36はオン状態であっ
た。
よって供給され、約1.53μＷの出力パワーレベルを与え
ていた。ポンピングされない状態において、各カプラ32
および34のタップ比率は７％（−11.5dB）に設定され
た。ポンプレーザオフによって、第２のタップ34の出力
のパワーレベルは第１のタップ32よりも0.65dB低かっ
た。これは、第１のタップ32（0.3dB）で除去されたパ
ワーおよびタップ32と34の間の0.35dBのドープされたフ
ァイバ吸収によるものであった。ポンプレーザ36が続い
てオンおよびオフに切換えられるとき、第２のタップ34
からのパワー出力上に重畳された変調は0.65dBであるこ
とが認められた。すなわちパワーレベルは２つのタップ
出力において等しく、ポンプレーザ36はオン状態であっ
た。
図７を参照すると、時間の関数として図６の第２のタ
ップ34における信号パワーレベルが示されている。オン
およびオフされたポンプレーザ36による信号変調は明ら
かに認められる。第１のタップ32における対応する変調
は、約0.03dBのピーク間変化を有してかろうじて認識で
きた。
ップ34における信号パワーレベルが示されている。オン
およびオフされたポンプレーザ36による信号変調は明ら
かに認められる。第１のタップ32における対応する変調
は、約0.03dBのピーク間変化を有してかろうじて認識で
きた。
0.994μｍおよび1.53μｍにおける交差結合パワーレ
ベルの測定は、34.5dBの信号上のポンプの阻止値を与え
た。それ故、この方法によるポンプパワーの損失は無視
できる程度である。
ベルの測定は、34.5dBの信号上のポンプの阻止値を与え
た。それ故、この方法によるポンプパワーの損失は無視
できる程度である。
様々な増幅計画および方式が考慮される。簡易化され
たドープされたファイバ解析は、有効な選択の理解を助
長するために開発された。１つの魅力的な選択は、ドー
パントレベルを最適にすることによって有効なポンプパ
ワーを最も効果的に使用し、ネットワークの最初および
最後のタップの背部のパワーが等しくなければならない
という簡単な制約を満たすことである。タップの最大数
は、バスのほぼ最初の半分を越える小さなネット利得を
生成するようなドーパントレベルによって動作され、ポ
ンプパワーが吸収されるような背部に沿ったネット損失
となる。
たドープされたファイバ解析は、有効な選択の理解を助
長するために開発された。１つの魅力的な選択は、ドー
パントレベルを最適にすることによって有効なポンプパ
ワーを最も効果的に使用し、ネットワークの最初および
最後のタップの背部のパワーが等しくなければならない
という簡単な制約を満たすことである。タップの最大数
は、バスのほぼ最初の半分を越える小さなネット利得を
生成するようなドーパントレベルによって動作され、ポ
ンプパワーが吸収されるような背部に沿ったネット損失
となる。
信号およびポンプ光信号の差動スポットの寸法は２つ
の波長における差動タップ値を提供するが、本発明を利
用する光ネットワークのシステム設計における柔軟性は
特定の適用に適合するようにタップの波長特性を調整す
ることによって得られる。増加した波長選択は、等しく
ないＤファイバを使用することによって得られる。この
ようなカプラによって、結合された波長に対する伝播定
数の差がゼロであり、カプラの相互作用長が１つの導波
体から別の導波体への完全なパワー転送のために要求さ
れた長さに等しい時のみ結合された導波体間の100％の
結合が可能であることが知られている。
の波長における差動タップ値を提供するが、本発明を利
用する光ネットワークのシステム設計における柔軟性は
特定の適用に適合するようにタップの波長特性を調整す
ることによって得られる。増加した波長選択は、等しく
ないＤファイバを使用することによって得られる。この
ようなカプラによって、結合された波長に対する伝播定
数の差がゼロであり、カプラの相互作用長が１つの導波
体から別の導波体への完全なパワー転送のために要求さ
れた長さに等しい時のみ結合された導波体間の100％の
結合が可能であることが知られている。
光タップ応答をモデル化するコンピュータから、Ｄフ
ァイバは選択された波長タップ性を与えるように設計さ
れる。図８は、1.3μｍに対して最適とされた相互作用
長に対してδｎ＝0.004およびδｎ＝0.0105のＤファイ
バ間で結合する予想された交差結合されたパワースペク
トルを示す。
ァイバは選択された波長タップ性を与えるように設計さ
れる。図８は、1.3μｍに対して最適とされた相互作用
長に対してδｎ＝0.004およびδｎ＝0.0105のＤファイ
バ間で結合する予想された交差結合されたパワースペク
トルを示す。
このファイバ対に関して、伝播定数における差は1.23
μｍでゼロに等しく、1.3μｍにおける100％の結合は達
成されない。ファイバの同じ対に対する試験的なプロッ
トは図９に示されており、図８に示された理論的な予測
に接近して対応する。伝播定数における差のような導波
体の変化は、約1.53μｍの値でゼロに等しい（例えば、
ファイバの１つのδｎを変化することによって1.55μｍ
の窓に同様の狭い帯域タップを生成する）。これは、タ
ップが選択された波長帯域を越えて形成される接続によ
って導波体に取り付けられるような２重波長の適用に理
想的である。
μｍでゼロに等しく、1.3μｍにおける100％の結合は達
成されない。ファイバの同じ対に対する試験的なプロッ
トは図９に示されており、図８に示された理論的な予測
に接近して対応する。伝播定数における差のような導波
体の変化は、約1.53μｍの値でゼロに等しい（例えば、
ファイバの１つのδｎを変化することによって1.55μｍ
の窓に同様の狭い帯域タップを生成する）。これは、タ
ップが選択された波長帯域を越えて形成される接続によ
って導波体に取り付けられるような２重波長の適用に理
想的である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マッケンジー、フィオナ イギリス国、アイピー３・９エルダブリ ュ、サフォーク、イプスウイッチ、ベナ クル・ロード、ハルバー・コート ７ (72)発明者 ホワイト、トレバー・ケイス イギリス国、アイピー11・９ジェイキュ ー、サフォーク、フェリック ススト ウ、フェアーフィールド・アビニュー 29 (56)参考文献 特開 昭59−86023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−114883（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開382430（ＥＰ，Ａ １) 電子情報通信学会技術研究報告，Ｖｏ ｌ．89 Ｎｏ．303（1989），ＯＱＥ89 −86 ｐ．41−46 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 G02F 1/35 H04B 10/20 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (13)
- 【請求項１】光増幅手段を含んでいる光システムにおい
て、 第１の波長の光情報信号を受信し、第１の波長よりも短
い第２の波長の光ポンプパワーを受信する入力部と、こ
の入力部に接続されている第１の光導波体とを具備し、
光増幅手段が光情報信号を増幅することができるように
第１の光導波体は光情報信号と共に光ポンプパワーの少
なくとも一部を伝送するように構成されており、 前記第１の光導波体は光導波体コアと外側領域とを備
え、この外側領域は第２の光導波体が第１の光導波体に
近接して配置されたときに第１の光導波体から第２の光
導波体に第１の波長の光情報信号がエバネセント結合す
ることができるように十分に薄く構成され、 第１の光導波体のコアによって伝送される光の占有空間
はコアの断面の寸法によって少なくとも部分的に決定さ
れるスポットの寸法を有し、第１および第２の光導波体
がエバネセント結合されるときに第２の波長の光の結合
される量が減少されるように第２の波長における光のス
ポットの寸法を実質上最小にするようにコアの断面の寸
法が選択されている光システム。 - 【請求項２】光増幅手段が光ファイバ増幅器を含む請求
項１記載の光システム。 - 【請求項３】第１の波長の光情報信号のスポットの寸法
が光ファイバ増幅器と第１の光導波体において実質上同
じである請求項２記載の光システム。 - 【請求項４】前記光増幅手段は第１の光導波体が活性の
媒体によってドープされて形成された光ファイバ増幅器
によって構成されている請求項１記載の光システム。 - 【請求項５】第１の光導波体が別の光ファイバにスプラ
イス接続され、情報信号のスポットの寸法が第１の光導
波体およびこのスプライス接続された別の光ファイバに
おいて実質上同じである請求項１乃至４のいずれか１項
記載の光システム。 - 【請求項６】第１の光導波体がＤ型の断面を有する光フ
ァイバである請求項１乃至５のいずれか１項記載の光シ
ステム。 - 【請求項７】光増幅手段が希土類でドープされたシリカ
をベースとした光ファイバを含む請求項１乃至６のいず
れか１項記載の光システム。 - 【請求項８】希土類がエルビウムを含む請求項７記載の
光システム。 - 【請求項９】第１の波長が約1.55μｍであり、第２の波
長が約0.98μｍである請求項１乃至８のいずれか１項記
載の光システム。 - 【請求項１０】第１の光導波体と第２の光導波体とを結
合する部分は少なくとも１つのエバネセント結合カプラ
を構成している請求項１乃至９のいずれか１項記載の光
システム。 - 【請求項１１】第１の光導波体と第２の光導波体とがそ
れぞれＤ型の断面を有する光ファイバであり、それらの
Ｄ型の断面を有する交差した光ファイバによって前記エ
バネセント結合カプラが構成されている請求項10記載の
光システム。 - 【請求項１２】カプラが波長選択性である請求項10また
は11項記載の光システム。 - 【請求項１３】光カプラを含んでいる第１の光導波体と
第２の光導波体とが異なる伝播定数を有している請求項
12記載の光システム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| GB9025207.3 | 1990-11-20 | ||
| GB909025207A GB9025207D0 (en) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | An optical network |
| PCT/GB1991/002052 WO1992009150A1 (en) | 1990-11-20 | 1991-11-20 | An optical network |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06502750A JPH06502750A (ja) | 1994-03-24 |
| JP3351522B2 true JP3351522B2 (ja) | 2002-11-25 |
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| EP (1) | EP0558558B1 (ja) |
| JP (1) | JP3351522B2 (ja) |
| CA (1) | CA2095113C (ja) |
| DE (1) | DE69122766T2 (ja) |
| GB (1) | GB9025207D0 (ja) |
| HK (1) | HK109897A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2281463B (en) * | 1993-08-23 | 1998-01-28 | Northern Telecom Ltd | Optical transmission system |
| CN1037735C (zh) * | 1993-11-11 | 1998-03-11 | 深圳大学新技术研究中心 | 带有双光栅的光纤放大器 |
| DE4411063A1 (de) * | 1994-03-30 | 1995-10-05 | Sel Alcatel Ag | Verfahren zur Bestimmung der Dispersionsnullstelle eines Lichtwellenleiters |
| US5563733A (en) * | 1994-08-25 | 1996-10-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical fiber amplifier and optical fiber transmission system |
| US5539850A (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-23 | At&T Corp. | Polarization and wavelength independent optical waveguide tap |
| SE504278C2 (sv) * | 1995-02-22 | 1996-12-23 | Telia Ab | Dämpningsfri optisk förbindelse |
| US5694500A (en) * | 1995-10-23 | 1997-12-02 | The Regents Of The University Of California | Optical amplifier operating at 1.3 microns useful for telecommunications and based on dysprosium-doped metal chloride host materials |
| JP3860278B2 (ja) * | 1997-03-13 | 2006-12-20 | 富士通株式会社 | 遠隔励起方式の波長多重光伝送システム |
| US6239888B1 (en) | 1998-04-24 | 2001-05-29 | Lightpointe Communications, Inc. | Terrestrial optical communication network of integrated fiber and free-space links which requires no electro-optical conversion between links |
| US6868237B2 (en) | 1998-04-24 | 2005-03-15 | Lightpointe Communications, Inc. | Terrestrial optical communication network of integrated fiber and free-space links which requires no electro-optical conversion between links |
| US6763195B1 (en) | 2000-01-13 | 2004-07-13 | Lightpointe Communications, Inc. | Hybrid wireless optical and radio frequency communication link |
| US6889009B2 (en) * | 2001-04-16 | 2005-05-03 | Lightpointe Communications, Inc. | Integrated environmental control and management system for free-space optical communication systems |
| US20020171896A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-21 | Lightpointe Communications, Inc. | Free-space optical communication system employing wavelength conversion |
| CA2454631A1 (en) | 2001-07-20 | 2003-01-30 | Essex Corporation | Method and apparatus for optical signal processing using an optical tapped delay line |
| US20030090765A1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-15 | Neff Brian W. | Free-space optical communication system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4515431A (en) * | 1982-08-11 | 1985-05-07 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| US4546476A (en) * | 1982-12-10 | 1985-10-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| IT1215681B (it) * | 1988-01-12 | 1990-02-22 | Pirelli General Plc | Amplificazione di segnali ottici. |
| US5224116A (en) * | 1989-03-08 | 1993-06-29 | Bt&D Technologies Ltd. | Laser amplifier |
| JPH04506593A (ja) * | 1989-07-13 | 1992-11-12 | ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | 光通信ネットワーク |
| US4963832A (en) * | 1989-08-08 | 1990-10-16 | At&T Bell Laboratories | Erbium-doped fiber amplifier coupling device |
| GB8928237D0 (en) * | 1989-12-14 | 1990-02-21 | British Telecomm | Lossless optical component |
| DE4014034A1 (de) * | 1990-05-02 | 1991-11-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optischer verstaerker |
| US5115338A (en) * | 1990-05-30 | 1992-05-19 | At&T Bell Laboratories | Multi-stage optical amplifier |
| JP3190036B2 (ja) * | 1990-10-24 | 2001-07-16 | 住友電気工業株式会社 | ファイバ増幅器及びファイバレーザ |
| DE4214766A1 (de) * | 1992-05-04 | 1993-11-11 | Sel Alcatel Ag | Faseroptischer Verstärker mit rückwirkungsunempfindlichem Pumplaser |
| JPH05310440A (ja) * | 1992-05-08 | 1993-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバ、光増幅器、光伝送システム及び固体レーザ |
-
1990
- 1990-11-20 GB GB909025207A patent/GB9025207D0/en active Pending
-
1991
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- 1991-11-20 EP EP91920133A patent/EP0558558B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-20 WO PCT/GB1991/002052 patent/WO1992009150A1/en active IP Right Grant
- 1991-11-20 DE DE69122766T patent/DE69122766T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-20 US US08/050,163 patent/US5416864A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-20 CA CA002095113A patent/CA2095113C/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-26 HK HK109897A patent/HK109897A/xx not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会技術研究報告，Ｖｏｌ．８９ Ｎｏ．３０３（１９８９），ＯＱＥ８９−８６ ｐ．４１−４６ |
Also Published As
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