JP3353755B2 - Optical fiber amplifier - Google Patents

Optical fiber amplifier

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JP3353755B2
JP3353755B2 JP23859699A JP23859699A JP3353755B2 JP 3353755 B2 JP3353755 B2 JP 3353755B2 JP 23859699 A JP23859699 A JP 23859699A JP 23859699 A JP23859699 A JP 23859699A JP 3353755 B2 JP3353755 B2 JP 3353755B2
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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、光ファイバ増幅装
置に関し、特に、増幅媒体としてダブルクラッド型増幅
用光ファイバを用いた光ファイバ増幅装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber amplifier, and more particularly to an optical fiber amplifier using a double clad type amplification optical fiber as an amplification medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムにおける伝送距離の長距
離化等に伴って、光信号を直接増幅することができる光
ファイバ増幅装置が広く用いられるようになっている。
通常光ファイバ増幅装置は、入射された光信号を増幅す
る増幅用光ファイバと、励起光を出力する励起光源と、
励起光を光信号に合波して上記増幅用光ファイバに入射
する光合波器によって構成されている。なお、上記増幅
用光ファイバには、希土類元素がドープされた希土類元
素ドープファイバが用いられ、例えば1.55μm帯の
波長の光信号の増幅であれば、エルビウム添加光ファイ
バが用いられている。そして、励起光には、波長1.4
8μm帯や0.98μm帯の波長の光が用いられる。
2. Description of the Related Art With an increase in transmission distance in an optical communication system, an optical fiber amplifier capable of directly amplifying an optical signal has been widely used.
Normally, an optical fiber amplifier includes an amplification optical fiber that amplifies an incident optical signal, an excitation light source that outputs excitation light,
It is constituted by an optical multiplexer that multiplexes the pump light with the optical signal and enters the optical fiber for amplification. Note that a rare earth element doped fiber doped with a rare earth element is used for the amplification optical fiber. For example, an erbium-doped optical fiber is used for amplifying an optical signal having a wavelength in the 1.55 μm band. The excitation light has a wavelength of 1.4.
Light having a wavelength in the 8 μm band or 0.98 μm band is used.

【0003】ところで、従来は、例えば1.55μm帯
の波長の信号光を光増幅する場合、1.48μm帯の励
起光をこれに合波して両光を増幅用光ファイバに入射す
るために、1.55μmの波長の光と1.48μmの波
長の光を合波する光合波器が用いられている。この光合
波器は、光ファイバを溶融した融着型光合波器や誘電体
多層膜によって構成された光合波器が用いられる。
Conventionally, for example, when optically amplifying signal light having a wavelength in the 1.55 μm band, pumping light in the 1.48 μm band is multiplexed with the pump light, and both lights are incident on an amplification optical fiber. , 1.55 μm wavelength light and 1.48 μm wavelength light. As this optical multiplexer, a fusion type optical multiplexer in which an optical fiber is melted or an optical multiplexer composed of a dielectric multilayer film is used.

【0004】上述した構成はいずれも増幅用光ファイバ
が、コアとその周りに当該コアよりも低い屈折率の材質
によって構成された単一のクラッドからなることを前提
としたものである。これに対して、近年、ダブルクラッ
ド型と呼ばれる増幅用光ファイバが導入されつつある。
ダブルクラッド型増幅用光ファイバについて記載した文
献としては、例えば、特開平09−205239号公報
に記載されるものがある。上記文献に記載のものは、シ
ングルモードのコアの外周に、第1、第2のクラッドが
2層にわたって形成され、コアには4準位系の希土類元
素がドープされ、また、第1クラッドよりも第2クラッ
ドの屈折率が所定の条件を満たすよう小さく設定されて
いるというものである。
[0004] All of the above-mentioned configurations are based on the premise that the amplification optical fiber comprises a core and a single clad surrounding the core with a material having a lower refractive index than the core. On the other hand, in recent years, an amplification optical fiber called a double clad type has been introduced.
As a document describing a double clad type amplification optical fiber, for example, there is a document described in JP-A-09-205239. In the above document, the first and second claddings are formed over two layers on the outer periphery of a single mode core, and the core is doped with a four-level rare earth element. This also means that the refractive index of the second cladding is set small so as to satisfy a predetermined condition.

【0005】このようなダブルクラッド型増幅用光ファ
イバを用いて光ファイバ増幅装置を構成するためには、
コアに信号光を入射し、同時にその周りにある第1クラ
ッドに励起光を入射させればよい。
In order to construct an optical fiber amplifier using such a double clad type amplification optical fiber,
The signal light may be incident on the core, and the excitation light may be incident on the first clad around the core at the same time.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ増幅装置を
用いた光伝送装置では、伝送距離の長距離化や光交換機
能を有する伝送システムに対応するために、例えば光送
信装置にはワットクラスの高出力が求められており、こ
れを果たす高い利得を備えた光ファイバ増幅装置を実現
するものとして上述したダブルクラッド型増幅用光ファ
イバの適用が期待されている。
In an optical transmission apparatus using an optical fiber amplifying apparatus, in order to cope with a transmission system having a longer transmission distance and an optical switching function, for example, an optical transmission apparatus has a watt-class A high output is demanded, and the application of the above-mentioned double clad type amplification optical fiber is expected to realize an optical fiber amplifier having a high gain to fulfill the demand.

【0007】光ファイバ増幅装置は、増幅媒体となる光
ファイバに増幅される信号光と増幅媒体に増幅作用を与
える励起光を同時に注入することで信号光の光増幅が行
われる。ダブルクラッド型ファイバを用いる場合には、
信号光はファイバ中心部のコア部分を伝搬させるように
し、励起光はコアの外側にコアを含むように形成された
クラッド部分を主に伝搬されればよい。
The optical fiber amplifier amplifies the signal light by simultaneously injecting the signal light to be amplified into the optical fiber serving as the amplification medium and the pump light which gives the amplification medium an amplifying action. When using a double clad fiber,
It is sufficient that the signal light propagates through the core portion at the center of the fiber, and the pumping light mainly propagates through the clad portion formed to include the core outside the core.

【0008】ところが、第1クラッドに励起光を高効率
で結合させることは困難であるという問題がある。上記
結合をさせるための信号光と励起光との合波手段として
は、例えば、ダブルクラッド型増幅用光ファイバと励起
光のファイバを近接させ方向性結合器を形成しエバネセ
ント結合を利用して合波させる構成、マイクロオプティ
クス技術を用いて励起光源からのファイバ出力とダブル
クラッド型増幅用光ファイバのクラッド部分の像変換を
行って結合する構成がある。
However, there is a problem that it is difficult to couple the pumping light with high efficiency to the first cladding. As means for multiplexing the signal light and the pumping light for coupling, for example, a double-clad amplification optical fiber and a pumping light fiber are brought close to each other to form a directional coupler, and the light is coupled using evanescent coupling. There is a configuration in which the fiber output from the pumping light source is converted into an image by converting the clad portion of the double clad type amplification optical fiber using micro optics technology and coupled.

【0009】しかしながら、いずれの構成によっても構
造が複雑になったり、高出力化のため複数の励起光源か
らの励起光を高効率で結合させることが困難であったり
して実用化に窮するものである。さらに、付随する問題
として、第1クラッドの形状が円形であったり矩形であ
ったりし、またそのサイズも様々な要因でばらついてい
るため、容易に励起光と信号光を結合する適当な手段が
ない。
However, any of the configurations makes the structure complicated, and it is difficult to combine the excitation lights from a plurality of excitation light sources with high efficiency due to the high output, which makes it difficult to put to practical use. It is. Further, as an incidental problem, since the shape of the first clad is circular or rectangular and its size varies due to various factors, an appropriate means for easily coupling the pump light and the signal light is provided. Absent.

【0010】本発明の光ファイバ増幅装置は、増幅用光
ファイバにダブルクラッド型のものを用いる構成を前提
とし、信号光と励起光とを簡易な構成でしかも高効率に
増幅用光ファイバに結合させることを目的としている。
The optical fiber amplifier of the present invention is based on the premise that a double clad type optical fiber is used for the amplification optical fiber, and the signal light and the pump light are coupled to the amplification optical fiber with a simple configuration and with high efficiency. The purpose is to let them.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の光ファイバ増幅装置は、信号光が伝搬する
信号光用光ファイバと、信号光用光ファイバの近傍にほ
ぼ平行に配置され励起光が伝搬する少なくとも一つの励
起光用光ファイバとを含むバンドルファイバが用いられ
ている。一方、増幅用光ファイバには、コアと、このコ
アの屈折率よりも低い屈折率を有する第1のクラッド
と、第1のクラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する
第2のクラッドとを有し、入力された信号光を光増幅す
る増幅用光ファイバが用いられている。さらに、励起光
を出力しこの励起光を励起光用光ファイバに入射する励
起光源とを備え、バンドルファイバの信号光用光ファイ
バと増幅用光ファイバのコアとが光学的に結合されてい
ることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical fiber amplifier according to the present invention comprises a signal light optical fiber through which signal light propagates and a signal light optical fiber disposed substantially parallel to the vicinity of the signal light optical fiber. A bundle fiber including at least one pumping light optical fiber through which the pumping light propagates is used. On the other hand, the amplification optical fiber includes a core, a first cladding having a lower refractive index than the core, and a second cladding having a lower refractive index than the first cladding. An amplifying optical fiber having an optical signal for optically amplifying input signal light is used. Further, an excitation light source for outputting excitation light and inputting the excitation light to the optical fiber for excitation light is provided, and the optical fiber for signal light of the bundle fiber and the core of the amplification optical fiber are optically coupled. It is characterized by.

【0012】また、バンドルファイバと増幅用光ファイ
バは、端面どうしが突き合わされて、バンドルファイバ
の信号光用光ファイバと増幅用光ファイバのコアとが光
学的に結合されている。あるいは、バンドルファイバと
増幅用光ファイバの間には、屈折率分布型レンズが配置
されて、バンドルファイバの信号光用光ファイバと増幅
用光ファイバのコアとが光学的に結合されている。ここ
で、励起光用光ファイバのコアは、増幅用光ファイバの
第1のクラッドに相対する位置に配置されている。
The end faces of the bundle fiber and the amplification optical fiber abut each other, and the signal light optical fiber of the bundle fiber and the core of the amplification optical fiber are optically coupled. Alternatively, a gradient index lens is disposed between the bundle fiber and the amplification optical fiber, and the signal light optical fiber of the bundle fiber and the core of the amplification optical fiber are optically coupled. Here, the core of the optical fiber for excitation light is arranged at a position facing the first clad of the optical fiber for amplification.

【0013】なお、屈折率分布型レンズに代えて、屈折
率分布型の光ファイバ(グレーデッド・インデックス光
ファイバ)を用いてもよい。
In addition, a gradient index optical fiber (graded index optical fiber) may be used instead of the gradient index lens.

【0014】本発明の光ファイバ装置に用いられるバン
ドルファイバは、さらにファイバフェルールを有し、信
号光用光ファイバと励起光用光ファイバがともにファイ
バフェルールに収容されているようにしてもよい。この
ような構成において、信号光用光ファイバは、ファイバ
フェルールのほぼ中心に配置され、信号光用光ファイバ
の外周とファイバフェルールの内周の間に励起光用光フ
ァイバが配置されている。そして、ファイバフェルール
の内周の信号光用光ファイバと励起光用光ファイバの隙
間には充填材が充填されている。
[0014] The bundle fiber used in the optical fiber device of the present invention may further include a fiber ferrule, and the optical fiber for signal light and the optical fiber for pump light may both be accommodated in the fiber ferrule. In such a configuration, the optical fiber for signal light is disposed substantially at the center of the fiber ferrule, and the optical fiber for excitation light is disposed between the outer periphery of the optical fiber for signal light and the inner periphery of the fiber ferrule. The gap between the optical fiber for signal light and the optical fiber for excitation light on the inner circumference of the fiber ferrule is filled with a filler.

【0015】本発明の光ファイバ装置は、増幅用光ファ
イバにダブルクラッド型のものを用いることとし、この
増幅用光ファイバへの信号光の入射及び励起光の入射
は、バンドルファイバを用いる。より具体的には、バン
ドルファイバは、信号光用光ファイバの周囲にこれに近
接し平行して励起光用光ファイバが配置されたものであ
る。なお、バンドルファイバは、ファイバフェルールを
用いてこの内側に上記信号光用光ファイバと励起光用光
ファイバを収容するようにし、さらに充填材を充填する
と構造上安定化する。
In the optical fiber device of the present invention, a double-clad type optical fiber is used as an amplification optical fiber, and a bundle fiber is used for inputting signal light and excitation light to the amplification optical fiber. More specifically, the bundle fiber is one in which an optical fiber for excitation light is arranged around and parallel to an optical fiber for signal light. The bundle fiber uses a fiber ferrule to house the signal light optical fiber and the excitation light optical fiber inside thereof, and is further structurally stabilized when filled with a filler.

【0016】そして、バンドルファイバと増幅用光ファ
イバとは、その端面どうしが突き合わされて、いわゆる
バッドジョイント接続されるか、あるいはまた、屈折率
分布型レンズなどの集光作用を有する媒体を介して光学
的に結合される構成を採用している。上述したように、
増幅用光ファイバにはダブルクラッド型のものが用いら
れ、一方、バンドルファイバは信号光用光ファイバに近
接して外周に励起光用光ファイバが配置されているの
で、増幅用光ファイバのコアに信号光用光ファイバのコ
アが結合されると、ちょうど増幅用光ファイバの第1の
クラッドに効率的に励起光が入射されこの光が第1のク
ラッドからコアに浸入するので、光増幅作用を生じさせ
ることができる。
The end faces of the bundle fiber and the amplifying optical fiber are abutted and connected in a so-called bad joint, or via a medium having a light condensing function such as a gradient index lens. An optically coupled configuration is employed. As mentioned above,
A double clad type optical fiber is used for the amplification optical fiber.On the other hand, the bundle fiber has an excitation light optical fiber arranged on the outer periphery in close proximity to the signal light optical fiber. When the core of the optical fiber for signal light is coupled, the pumping light is efficiently incident on the first cladding of the optical fiber for amplification, and this light enters the core from the first cladding. Can be caused.

【0017】なお、上記構成において、バンドルファイ
バと増幅用光ファイバとの間に屈折率分布型レンズが配
置される構成である場合には、励起光用光ファイバのコ
アは屈折率分布型レンズを挟んで増幅用光ファイバの第
1のクラッドに相対する位置に配置されるようにすれ
ば、屈折率分布型レンズを介して集光した場合にも励起
光を増幅用光ファイバの第1のクラッドに効率よく結合
させることができる。特に、屈折率分布型レンズは、第
1の端面で出射された光が第1の端面に相対する第2の
端面近傍で集光される長さ、すなわちピッチが自然数
(通常は1)になるようなものを選定すればよい。
In the above-mentioned configuration, when the refractive index distribution type lens is disposed between the bundle fiber and the amplification optical fiber, the core of the excitation light optical fiber is formed of the refractive index distribution type lens. If it is arranged at a position opposite to the first cladding of the amplification optical fiber, the pumping light can be excited by the first cladding of the amplification optical fiber even when condensed through the gradient index lens. Can be efficiently combined. In particular, in the gradient index lens, the length of the light emitted from the first end face near the second end face facing the first end face, that is, the pitch becomes a natural number (usually 1). What is necessary is just to select such a thing.

【0018】ここで、本発明の光ファイバ増幅装置に用
いられるバンドルファイバと増幅用光ファイバは、とも
に端面の法線が光軸に対して斜めになるように端面が形
成されていることを特徴としている。このようにするこ
とにより、接続部における反射戻り光による影響を回避
するとともに、バンドルファイバから増幅用光ファイバ
に励起光が入射される際に、両者のわずかな屈折率差に
より伝搬方向に角度がつき、励起光は増幅用光ファイバ
内で第1のクラッドからコアを横切るようになり、効率
よく光増幅を行わせることができるようになる。
Here, both the bundle fiber and the amplification optical fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention are characterized in that their end faces are formed such that the normal to the end face is oblique to the optical axis. And By doing so, it is possible to avoid the influence of the reflected return light at the connection part, and when the pump light is incident on the amplification optical fiber from the bundle fiber, the angle in the propagation direction is increased due to a slight difference in refractive index between the two. In addition, the pumping light crosses the core from the first cladding in the amplification optical fiber, so that the light can be efficiently amplified.

【0019】屈折率分布型レンズを介してバンドルファ
イバと増幅用光ファイバを結合させる場合にも、バッド
ジョイントと同様、バンドルファイバの端面と増幅用光
ファイバの端面、及び屈折率分布型レンズの第1及び第
1の端面はそれぞれ、端面の法線が光軸に対して斜めに
なるように端面が形成されているようにすることによ
り、増幅用光ファイバ内で励起光が効率よくコアを横切
るようにすることができる。
In the case where the bundle fiber and the amplification optical fiber are coupled via the gradient index lens, similarly to the case of the bad joint, the end face of the bundle fiber, the end face of the amplification optical fiber, and the first index of the gradient index lens are used. The first and first end faces are each formed so that the normal to the end face is oblique to the optical axis, so that the pump light efficiently crosses the core in the amplification optical fiber. You can do so.

【0020】上述した本発明の光ファイバ増幅装置の構
成において、バンドルファイバは増幅用光ファイバに対
して入力側に配置し、信号光と励起光が同じ方向に向け
て伝搬するようにして増幅用光ファイバに入射されるよ
うにしてもよい(いわゆる前方励起型)。また逆に、出
力側に配置し、信号光と励起光が反対方向に、すなわち
増幅用光ファイバから増幅されて出力された信号光がバ
ンドルファイバの信号光用光ファイバに結合し、バンド
ルファイバの励起光用光ファイバから励起光が出力され
て増幅用光ファイバに入射されるようにしてもよい(い
わゆる後方励起型)。さらに、増幅用光ファイバに対し
て入出力側の双方にバンドルファイバを配置することも
できる(いわゆる双方向励起型)。
In the above-described configuration of the optical fiber amplifier of the present invention, the bundle fiber is arranged on the input side with respect to the amplification optical fiber, and the signal light and the pump light propagate in the same direction. The light may be incident on an optical fiber (so-called forward excitation type). Conversely, on the output side, the signal light and the pump light are amplified in the opposite directions, that is, the signal light amplified and output from the amplification optical fiber is coupled to the signal light optical fiber of the bundle fiber, and The pumping light may be output from the pumping light optical fiber and incident on the amplification optical fiber (so-called backward pumping type). Furthermore, a bundle fiber can be arranged on both the input and output sides of the amplification optical fiber (so-called bidirectional pumping type).

【0021】本発明の光ファイバ増幅装置は上記構成に
おいて、例えば前方励起型であればさらに、バンドルフ
ァイバの信号光用光ファイバの入力側及び増幅用光ファ
イバの出力側にそれぞれ光アイソレータを配置して、反
射戻り光による影響を回避することができる。
In the above configuration, the optical fiber amplifier of the present invention is, for example, a forward pump type, and further comprises an optical isolator on the input side of the signal light optical fiber and the output side of the amplification optical fiber of the bundle fiber. Thus, the influence of the reflected return light can be avoided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光ファイバ増幅
装置について、図面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical fiber amplifier according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0023】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられて
いるバンドルファイバの構成、及びそれを用いた全体の
構成を説明する前に、本発明に用いられるダブルクラッ
ド型増幅用光ファイバについて説明する。図1乃至図3
は、本発明の光ファイバ増幅装置に用いられているダブ
ルクラッド型増幅用光ファイバの構造の一例をそれぞれ
示す断面図である。なお、各図において、コア部にはハ
ッチングが施されている(図4、5も同様)。コアの周
囲の部分(ハッチングが施されていない部分)がクラッ
ドである。
Before describing the configuration of the bundle fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention and the entire configuration using the same, the double clad type amplification optical fiber used in the present invention will be described. 1 to 3
1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a double clad type amplification optical fiber used in an optical fiber amplifier of the present invention. In each drawing, the core portion is hatched (the same applies to FIGS. 4 and 5). The part around the core (the part without hatching) is the cladding.

【0024】信号光が伝搬するコア7a(屈折率n7
a)には微量の希土類が添加されており、その周囲を第
1のクラッド7b(屈折率n7b)と第2のクラッド7
c(屈折率n7c)で覆われた構造となっている。コア
7aに伝搬する光を閉じ込めておくために、屈折率は、
n7a>n7b>n7cの関係を有する。一般的には、
図1に示されるようなコア7aを中心に同心状に円形の
第1のクラッド7bが形成され、さらにその周囲に第2
のクラッド7cが形成されたものが用いられる。図2
は、矩形状の断面の第1のクラッド7bを有する増幅用
光ファイバであり、図3は、第1のクラッド7bは円形
であるが、同心状でなくコア7aが偏心した構成をもつ
ものである。
The core 7a (refractive index n7) through which the signal light propagates
In a), a small amount of rare earth is added, and the periphery thereof is surrounded by a first clad 7b (refractive index n7b) and a second clad 7b.
c (refractive index n7c). In order to confine the light propagating to the core 7a, the refractive index is
It has a relationship of n7a>n7b> n7c. In general,
A circular first clad 7b is formed concentrically around a core 7a as shown in FIG. 1, and a second clad 7b is formed therearound.
Of which the clad 7c is formed is used. FIG.
Is an amplification optical fiber having a first cladding 7b having a rectangular cross section. FIG. 3 shows a configuration in which the first cladding 7b is circular but not concentric but the core 7a is eccentric. is there.

【0025】コア7aを伝搬する信号光を光増幅するた
めに、第1のクラッド7bに励起光が入射される。励起
光はコア7a内の希土類元素を励起して、信号光を増幅
させる作用をもつ。第2のクラッド7cは第1のクラッ
ド7bに励起光を閉じこめるために形成されたものであ
る。
In order to optically amplify the signal light propagating through the core 7a, pump light is incident on the first cladding 7b. The pumping light has a function of exciting the rare earth element in the core 7a and amplifying the signal light. The second clad 7c is formed to confine the excitation light in the first clad 7b.

【0026】次に、本発明の光ファイバ増幅装置に用い
られるバンドルファイバの構成について説明する。
Next, the configuration of the bundle fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention will be described.

【0027】図4及び図5は、バンドルファイバの一例
の断面図を示したもので、図4に示されるものは、中心
部に信号光用光ファイバ2が配置され、その両側に2本
の励起光用光ファイバ3−1、3−2が信号光用光ファ
イバに平行に配置されている、これら3本の光ファイバ
2、3−1、3−2は円筒形状のファイバフェルール1
に収容され、さらに隙間には充填材4が充填され、固着
されている。
FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of an example of a bundle fiber. The optical fiber 2 shown in FIG. 4 has a signal light optical fiber 2 arranged at the center and two optical fibers 2 on both sides thereof. The excitation light optical fibers 3-1 and 3-2 are arranged in parallel with the signal light optical fiber. These three optical fibers 2, 3-1 and 3-2 are cylindrical fiber ferrules 1.
, And the gap is filled with a filler 4 and fixed.

【0028】図5に示されるバンドルファイバは、中心
に配置された信号光用光ファイバ2の周囲に6本の励起
光用光ファイバ3−1〜3−6が配置されたものであ
る。隙間には図4に示されるバンドルファイバと同様、
充填材4が充填されている。
The bundle fiber shown in FIG. 5 has six excitation light optical fibers 3-1 to 3-6 arranged around a signal light optical fiber 2 arranged at the center. In the gap, like the bundle fiber shown in FIG.
The filler 4 is filled.

【0029】図6は、上述したバンドルファイバを側面
から見た図である。ファイバフェルール1には図の左方
から信号光用光ファイバ2と励起光用光ファイバ3−1
〜が平行に挿入・配置されている。フェルール1の図中
の右端は、先端が揃えられて研磨加工されている。
FIG. 6 is a side view of the above-described bundle fiber. The fiber ferrule 1 includes an optical fiber 2 for signal light and an optical fiber 3-1 for excitation light from the left side of the figure.
Are inserted and arranged in parallel. The right end of the ferrule 1 in the drawing is polished with its tips aligned.

【0030】次に、バンドルファイバと増幅用光ファイ
バの接続、すなわち光学的な結合について説明する。
Next, connection between the bundle fiber and the amplification optical fiber, that is, optical coupling will be described.

【0031】図7は、本発明の光ファイバ増幅装置に用
いられるバンドルファイバと増幅用光ファイバの接続の
状態を示す図である。図6に示されるバンドルファイバ
10が図中左側に示され、右側には増幅用光ファイバ7
が示されている。両者は、バンドルファイバ10の信号
光用光ファイバ2のコアと増幅用光ファイバ7のコア7
aが一致するように、すなわち光学的に最適結合するよ
うに配置されている。なお、図7に示される構成では、
バンドルファイバ10及び増幅用光ファイバ7はともに
突き合わせされる端面が斜めに形成されている。これは
接続点におけるフレネル反射光が光ファイバに戻るのを
防ぐと同時に、励起光が増幅用光ファイバ7の第1のク
ラッドに入射したときに、端面における屈折によりクラ
ッド中を斜めに伝搬するようにし、効率的にコア7aを
横切るするためである。
FIG. 7 is a diagram showing a state of connection between a bundle fiber and an amplification optical fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention. The bundle fiber 10 shown in FIG. 6 is shown on the left side in the figure, and the amplification optical fiber 7 is shown on the right side.
It is shown. Both are the core of the optical fiber 2 for signal light of the bundle fiber 10 and the core 7 of the optical fiber 7 for amplification.
They are arranged so that a coincides with each other, that is, optically optimally couple. In the configuration shown in FIG. 7,
End faces of the bundle fiber 10 and the amplification optical fiber 7 that are abutted with each other are formed obliquely. This prevents the Fresnel reflected light at the connection point from returning to the optical fiber, and at the same time, when the pumping light enters the first clad of the amplification optical fiber 7, the light propagates obliquely through the clad due to refraction at the end face. In order to efficiently cross the core 7a.

【0032】図8は両者の位置関係を示す図で、バンド
ルファイバの側から増幅用光ファイバを見たもの(図7
におけるA−A’断面から増幅用光ファイバ7の側を見
たもの)である。実線で示される部分はバンドルファイ
バの構成部品を示しており、すでに説明したように、信
号光用光ファイバ2の周囲に6本の励起光用光ファイバ
が配置され、これらがフェルール1の内部に収容されて
いる。一方、波線はダブルクラッド型の増幅用光ファイ
バの構成を示しており、コア7aの周りに第1のクラッ
ドが形成されており、さらにその周りに第2のクラッド
が形成されている。
FIG. 8 is a diagram showing the positional relationship between the two, in which the amplification optical fiber is viewed from the bundle fiber side (FIG. 7).
(A view of the side of the amplification optical fiber 7 from the AA ′ section in FIG. 3). The parts indicated by solid lines indicate the constituent parts of the bundle fiber. As described above, six excitation light optical fibers are arranged around the signal light optical fiber 2, and these are disposed inside the ferrule 1. Is housed. On the other hand, the dashed line indicates the configuration of a double clad type amplification optical fiber, in which a first clad is formed around a core 7a, and a second clad is further formed around the first clad.

【0033】ここで、バンドルファイバ10の信号光用
光ファイバ2と増幅用光ファイバ7はコアの中心が一致
するように接続されている。また、増幅用光ファイバの
第1のクラッドには、バンドルファイバ10の励起光用
光ファイバ3−1〜3−6のコア部が包含されるように
配置されている。従って、バンドルファイバ10から出
力された信号光は、増幅用光ファイバに高効率で増幅用
光ファイバ7のコア7aに結合される。そして、励起光
用光ファイバから出力される励起光は、増幅用光ファイ
バの第1のクラッドに入射されることとなる。第1のク
ラッドに入射された励起光は、第1のクラッド内にとど
まり光ファイバを伝搬する過程でコア7aにも浸透して
増幅用光ファイバを励起状態にし、これによりコア7a
を伝搬する信号光を光増幅することができる。
Here, the optical fiber 2 for signal light and the optical fiber 7 for amplification of the bundle fiber 10 are connected such that the centers of the cores coincide. The first cladding of the amplification optical fiber is arranged so as to include the cores of the excitation light optical fibers 3-1 to 3-6 of the bundle fiber 10. Therefore, the signal light output from the bundle fiber 10 is coupled to the core 7a of the amplification optical fiber 7 with high efficiency. Then, the pump light output from the pump light optical fiber is incident on the first clad of the amplification optical fiber. The pumping light incident on the first cladding stays in the first cladding and permeates the core 7a in the process of propagating through the optical fiber, so that the amplifying optical fiber is excited.
Can be optically amplified.

【0034】これまでバンドルファイバ10と増幅用光
ファイバ7がいわゆるバッドジョイント方式により接続
される構成について説明してきたが、本発明の光ファイ
バ増幅装置では、バンドルファイバ10と増幅用光ファ
イバ7の光学的な結合は、図9に示されるような構成と
することもできる。すなわち、バンドルファイバ10と
増幅用光ファイバ7との間に屈折率分布型レンズ9を配
置することにより両者を光学的に結合させることもでき
る。屈折率分布型レンズは、通常円筒状の形状を有して
おり、中心軸で最も屈折率が高く、周囲にいくに従って
屈折率が低くなるように屈折率が分布したレンズをい
う。このようなレンズを用いることにより一端面から入
射された光は、一旦レンズを伝播する過程で拡がるが、
屈折率分布による集光作用により再び集光させることが
できる。
The configuration in which the bundle fiber 10 and the amplification optical fiber 7 are connected by a so-called bad joint method has been described above. However, in the optical fiber amplifier of the present invention, the optical system of the bundle fiber 10 and the amplification optical fiber 7 is used. The typical connection may be configured as shown in FIG. That is, by arranging the gradient index lens 9 between the bundle fiber 10 and the amplification optical fiber 7, the two can be optically coupled to each other. The refractive index distribution type lens generally has a cylindrical shape, and is a lens in which the refractive index is distributed such that the refractive index is highest at the central axis and becomes lower toward the periphery. By using such a lens, the light incident from one end surface spreads once in the process of propagating through the lens,
Light can be condensed again by the light condensing action by the refractive index distribution.

【0035】なお、高効率で両者を結合させるには、屈
折率分布型レンズの長さは、一端面において出射された
光が他端面でちょうど集光される長さ、すなわち自然数
のピッチ(通常は1ピッチ)の長さに選定すればよい。
このピッチは通常波長によって異なるが、信号光の波長
に合わせればよい。励起光の波長ではわずかにピッチは
ずれるが、この場合でも増幅用光ファイバ7の第1のク
ラッドは受光できる領域が広いので高効率で結合をさせ
ることができる。図9に示される実施の形態において
も、端面における反射が戻るのを防ぐと同時に励起光が
増幅用光ファイバ7のコア7a内をより効率的に横切る
ようにするために、バンドルファイバ10、増幅用光フ
ァイバ7、及び屈折率分布型レンズ9の各端面は斜めに
形成されている。
In order to combine the two with high efficiency, the length of the gradient index lens should be such that the light emitted from one end face is just condensed on the other end face, that is, a natural number of pitches (normally Is 1 pitch).
This pitch usually varies depending on the wavelength, but may be adjusted to the wavelength of the signal light. Although the pitch slightly deviates at the wavelength of the pumping light, even in this case, the first cladding of the amplifying optical fiber 7 can couple with high efficiency because the light receiving region is wide. In the embodiment shown in FIG. 9 as well, the bundle fiber 10 is used to prevent the reflection at the end face from returning and to allow the excitation light to more efficiently traverse the core 7 a of the amplification optical fiber 7. Each end face of the optical fiber for use 7 and the gradient index lens 9 is formed obliquely.

【0036】上記実施の形態では、屈折率分布型レンズ
を用いた構成について説明したが、屈折率分布型レンズ
に代えて、短尺の屈折率分布型光ファイバ、例えばGI
50などのマルチモードファイバを用いることもでき
る。この場合にも、屈折率分布型レンズを用いた構成と
同様、短尺光ファイバの両端面を斜めに形成することに
より、反射戻り光の影響を回避しつつ、効率良く励起光
が増幅用光ファイバのコアを横切るようにすることがで
きる。
In the above embodiment, the configuration using the gradient index lens has been described. Instead of the gradient index lens, a short gradient index optical fiber, for example, GI
A multimode fiber such as 50 can also be used. In this case as well, similarly to the configuration using the gradient index lens, by forming both end surfaces of the short optical fiber at an angle, the excitation light can be efficiently transmitted to the amplification optical fiber while avoiding the influence of the reflected return light. Across the core.

【0037】次に、このバンドルファイバを用いた光フ
ァイバ増幅装置の構成について説明する。図10乃至図
12は、本発明の光ファイバ増幅装置の第1乃至第3の
実施の形態の構成をそれぞれ示す図で、図10に示され
るものが前方励起、図11が後方励起、図12が双方向
励起と呼ばれる励起光の入力形態に応じた光ファイバ増
幅装置の構成をしましたものである。
Next, the configuration of an optical fiber amplifier using this bundle fiber will be described. 10 to 12 are diagrams respectively showing the configurations of the first to third embodiments of the optical fiber amplifier of the present invention. FIG. 10 shows forward pumping, FIG. 11 shows backward pumping, and FIG. Has a configuration of an optical fiber amplifier corresponding to an input form of pump light called bidirectional pump.

【0038】図10に示される構成では、増幅用光ファ
イバ7の入力側にバンドルファイバ10が配置され、励
起光は信号光と同じ方向から増幅用光ファイバ7に入力
される。図11に示される構成では、増幅用光ファイバ
7の出力側にバンドルファイバ10が配置され、増幅さ
れ出力される信号光とは逆向きに励起光が入力される。
In the configuration shown in FIG. 10, the bundle fiber 10 is arranged on the input side of the amplification optical fiber 7, and the pump light is input to the amplification optical fiber 7 from the same direction as the signal light. In the configuration shown in FIG. 11, the bundle fiber 10 is arranged on the output side of the amplification optical fiber 7, and the pump light is input in the opposite direction to the amplified and output signal light.

【0039】なお、第1の実施の形態では、反射光が戻
るのを防止するために、バンドルファイバ10の入力側
及び増幅用光ファイバ7の出力側には、それぞれ光アイ
ソレータ6、8が配置されている。第2の実施の形態で
は、反射光が戻るのを防止するために、増幅用光ファイ
バ7の入力側及びバンドルファイバ10の出力側には、
それぞれ光アイソレータ6、8が配置されている。同様
に第3の実施の形態でも、バンドルファイバ10の入力
側及びバンドルファイバ11の出力側にそれぞれ光アイ
ソレータ6、8が配置されている、
In the first embodiment, the optical isolators 6 and 8 are disposed on the input side of the bundle fiber 10 and the output side of the amplification optical fiber 7, respectively, in order to prevent the reflected light from returning. Have been. In the second embodiment, the input side of the amplification optical fiber 7 and the output side of the bundle fiber 10 are provided in order to prevent the reflected light from returning.
Optical isolators 6 and 8 are arranged respectively. Similarly, also in the third embodiment, optical isolators 6 and 8 are arranged on the input side of the bundle fiber 10 and the output side of the bundle fiber 11, respectively.

【0040】[0040]

【実施例】次に、本発明の光ファイバ増幅装置の実施の
形態について、実施例を示してもう少し具体的に説明す
る。
Next, an embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention will be described in more detail with reference to an example.

【0041】再び図10を参照して、本発明の光ファイ
バ増幅装置について説明する。信号光源5には1550
nm帯の波長を発光するレーザが用いられており、信号
光源から出力されたレーザ出力は、すでに説明したバン
ドルファイバ10の光ファイバ2に光アイソレータ6を
介して光学的に結合されている。なお、バンドルファイ
バ10は図6に示される構成のものが使用され、信号光
用光ファイバ2及び励起光用光ファイバ3−1〜3−6
には、コア径9μm、クラッド径40μmのシングルモ
ードファイバが用いられている。
Referring again to FIG. 10, the optical fiber amplifier of the present invention will be described. 1550 for signal light source 5
A laser emitting a wavelength in the nm band is used, and the laser output from the signal light source is optically coupled to the optical fiber 2 of the bundle fiber 10 via the optical isolator 6 already described. The bundle fiber 10 having the configuration shown in FIG. 6 is used, and the optical fiber 2 for signal light and the optical fibers 3-1 to 3-6 for excitation light are used.
Is a single mode fiber having a core diameter of 9 μm and a cladding diameter of 40 μm.

【0042】励起光源4−1〜4−6には1.48μm
(1480nm)帯の波長を発光する励起レーザが用い
られており、信号光源と同様、シングルモードファイバ
からなる光ファイバ3−1〜6に光学的に接続されてい
る。バンドルファイバ10は、ダブルクラッド型増幅用
光ファイバ7と端面どうしを直接突き合わせた、いわゆ
るバットジョイント方式により光学的に結合されてい
る。
1.48 μm for the excitation light sources 4-1 to 4-6
An excitation laser that emits light of a wavelength in the (1480 nm) band is used, and is optically connected to optical fibers 3-1 to 6 composed of single mode fibers, similarly to a signal light source. The bundle fiber 10 is optically coupled by a so-called butt joint method in which the end faces of the double-clad amplification optical fiber 7 are directly butted together.

【0043】本実施例で用いられているダブルクラッド
型増幅用光ファイバ7の断面構造は、図1においてコア
7a,第2のクラッド7cがそれぞれ同心円のものが用
いられており、それぞれ形状はφ8μm,φ185μm
である。また、第1のクラッド7bは一辺が約125μ
mのほぼ正方形の形状を有している。
The cross-sectional structure of the double-clad amplification optical fiber 7 used in the present embodiment is such that the core 7a and the second clad 7c are concentric circles in FIG. , Φ185μm
It is. The first cladding 7b has a side of about 125 μm.
m has a substantially square shape.

【0044】一方、バンドルファイバ10の励起光用シ
ングルモードファイバ3−1〜3−6は、信号光用シン
グルモードファイバ2を中心に半径約40〜50μmの
ほぼ同心円状に配置されている。なお、この配置は、ダ
ブルクラッド型増幅用光ファイバ7の第1のクラッド7
bの範囲内にあればどのようは配置でも構わない。
On the other hand, the single mode fibers 3-1 to 3-6 for the pumping light of the bundle fiber 10 are arranged substantially concentrically with a radius of about 40 to 50 μm around the single mode fiber 2 for the signal light. This arrangement corresponds to the first clad 7 of the double clad type amplification optical fiber 7.
Any arrangement is possible as long as it is within the range of b.

【0045】ダブルクラッド型増幅用光ファイバ7のコ
ア7a(屈折率n7a)には微量の希土類元素が添加さ
れている。本実施例では、励起光用光ファイバ3−1〜
3−6に入力される励起光の波長は1480nm帯であ
り、上記希土類元素としてEr(エルビウム)が添加さ
れたものが用いられている。なお、ダブルクラッド型増
幅用光ファイバに添加される希土類元素としてはErの
他にNd(ネオジウム)も使用可能であるが、この場
合、信号光波長は0.8μm帯、励起LD6の波長は
1.1μm帯を選択する必要がある。Er添加の場合に
は、励起光の波長として1.48μm(1480nm)
帯以外に0.98μm(980nm)帯も使用可能であ
る。
A small amount of rare earth element is added to the core 7a (refractive index n7a) of the double clad type amplification optical fiber 7. In this embodiment, the optical fibers for excitation light 3-1 to 3-1
The wavelength of the excitation light input to 3-6 is in the 1480 nm band, and the one to which Er (erbium) is added as the rare earth element is used. As a rare earth element added to the double clad type amplification optical fiber, Nd (neodymium) can be used in addition to Er. In this case, the signal light wavelength is 0.8 μm band, and the wavelength of the pump LD 6 is 1. It is necessary to select the 1 μm band. In the case of Er addition, the wavelength of the excitation light is 1.48 μm (1480 nm).
In addition to the band, a 0.98 μm (980 nm) band can also be used.

【0046】1.55μm帯の波長の信号光(例えば波
長=1545nm)が信号光源5から光アイソレータ6
を介してダブルクラッド型増幅用光ファイバ7のコア7
aに光学的に入射される。励起光源4−1〜6の励起光
はバンドルファイバ10を介して信号光と同じ側からダ
ブルクラッド型増幅用光ファイバ7の第1のクラッド7
bに入射される。このとき励起光の一部はコア7aにも
一部入射する。ダブルクラッド型増幅用光ファイバ7の
内部では励起光が第1のクラッド7bの内部をジグザグ
に伝搬する過程でコア7aを横切り、横切る場合にエル
ビウムを介して信号光にエネルギーを変換するため、信
号光は光増幅される。
A signal light (for example, wavelength = 1545 nm) having a wavelength in the 1.55 μm band is transmitted from the signal light source 5 to the optical isolator 6.
Through the core 7 of the double clad amplification optical fiber 7
a is optically incident. The pump light from the pump light sources 4-1 to 6 is supplied from the same side as the signal light via the bundle fiber 10 to the first clad 7 of the double clad amplifying optical fiber 7 from the same side.
b. At this time, a part of the excitation light also partially enters the core 7a. In the double clad type amplification optical fiber 7, the pumping light crosses the core 7a in the process of zigzag propagating inside the first cladding 7b. When the pumping light crosses the core, it converts energy into signal light via erbium. Light is amplified.

【0047】なお、バンドルファイバ10とダブルクラ
ッド型増幅用光ファイバ7のバットジョイント部分は反
射戻り光を低減するため約8度の斜め研磨が施されてい
る。この斜め研磨により、反射戻り光を防止するととも
に、上述した第1のクラッド7bに入射された励起光が
ジグザグに伝搬されることを助け、コア7aを横切るよ
うにする役目も果たすことになる。
The butt joint of the bundle fiber 10 and the double clad type amplification optical fiber 7 is polished at an angle of about 8 degrees in order to reduce reflected return light. This oblique polishing prevents the return light from being reflected and helps the above-described excitation light incident on the first cladding 7b to be propagated in a zigzag manner, and also serves to cross the core 7a.

【0048】上記構成による光ファイバ増幅装置におい
て、励起光源4−1〜4−6にそれぞれ波長1.48μ
m(1480nm)で発光する100mW出力の励起光
源を接続され(総励起パワー600mW)、信号光源と
して1.55μm(1550nm)で0.1mW(−1
0dBm)の信号光を入力したところ、10mW(+1
0dBm)の出力が確認され、その効果が確認されてい
る。また、図11及び図12に示される本発明の他の実
施の形態においても、同様の効果を得ることが確認され
ている。
In the optical fiber amplifier having the above configuration, the pump light sources 4-1 to 4-6 each have a wavelength of 1.48 μm.
m (1480 nm) and a pump light source of 100 mW output (total pump power: 600 mW), and a signal light source of 0.15 mW (-1550 nm) at 1.55 μm (1550 nm).
0 dBm), 10 mW (+1
0 dBm), and the effect is confirmed. Also, it has been confirmed that similar effects can be obtained in the other embodiments of the present invention shown in FIGS.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ増幅装置では、信号光用光ファイバの周囲に励起光用
光ファイバを平行に配置したバンドルファイバを用い、
これとダブルクラッド型増幅用光ファイバを接続させた
構成を採用することにより、より簡易にダブルクラッド
型増幅用光ファイバへの信号光及び励起光の入力が可能
となる。
As described above, the optical fiber amplifier of the present invention uses a bundle fiber in which an excitation light optical fiber is arranged in parallel around a signal light optical fiber.
By adopting a configuration in which this is connected to a double clad amplification optical fiber, signal light and pump light can be more easily input to the double clad amplification optical fiber.

【0050】そして、上記構成を用いることにより、ダ
ブルクラッド型増幅用光ファイバの第1のクラッドの形
状が変わった場合でもバンドルファイバ10のシングル
モードファイバ3−1〜nの配置を変えるだけで対応で
き、光学設計を必要とせずに励起光と信号光を合波でき
るという効果も奏する。
By using the above configuration, even when the shape of the first clad of the double clad type amplification optical fiber is changed, it is possible to cope only by changing the arrangement of the single mode fibers 3-1 to n of the bundle fiber 10. Also, there is an effect that the pump light and the signal light can be combined without requiring an optical design.

【0051】さらに、バンドルファイバと増幅用光ファ
イバの接続部において、斜め端面加工した構成を用いる
ことにより、増幅用光ファイバの第1のクラッドに入射
された励起光がコアを横切るようにすることもでき、こ
れにより確実な増幅効果を得ることもできるようにな
る。
Further, by using a configuration in which the connection between the bundle fiber and the amplifying optical fiber is processed with an oblique end face, the pumping light incident on the first cladding of the amplifying optical fiber can cross the core. It is also possible to obtain a certain amplification effect.

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

【図1】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
ダブルクラッド型増幅用光ファイバの構造の一例を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a double-clad amplification optical fiber used in an optical fiber amplifier of the present invention.

【図2】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
ダブルクラッド型増幅用光ファイバの構造の他の例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the double clad type amplification optical fiber used in the optical fiber amplification device of the present invention.

【図3】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
ダブルクラッド型増幅用光ファイバの構造の他の例を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the double clad type amplification optical fiber used in the optical fiber amplification device of the present invention.

【図4】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
バンドルファイバの一例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a bundle fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention.

【図5】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
バンドルファイバの他の例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the bundle fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention.

【図6】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
バンドルファイバの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a bundle fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention.

【図7】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられるバン
ドルファイバと増幅用光ファイバの接続の状態を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a connection state between a bundle fiber and an amplification optical fiber used in the optical fiber amplification device of the present invention.

【図8】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられている
バンドルファイバと増幅用光ファイバの結合状態を説明
するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a coupling state between a bundle fiber and an amplification optical fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention.

【図9】本発明の光ファイバ増幅装置に用いられるバン
ドルファイバと増幅用光ファイバの接続の状態を示す図
であって、屈折率分布型レンズを介して結合されている
状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a connection state between the bundle fiber and the amplification optical fiber used in the optical fiber amplifier of the present invention, showing a state where the bundle fiber and the amplification optical fiber are connected via a gradient index lens. .

【図10】本発明の光ファイバ増幅装置の第1の実施の
形態を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a first embodiment of the optical fiber amplifier of the present invention.

【図11】本発明の光ファイバ増幅装置の第2の実施の
形態を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a second embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.

【図12】本発明の光ファイバ増幅装置の第3の実施の
形態を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a third embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フェルール 2 信号光用光ファイバ 3−1〜n 励起光用光ファイバ 4−1〜n 励起光源 5 信号光源 6,8 光アイソレータ 7 ダブルクラッド型増幅用光ファイバ 7a コア 7b 第1のクラッド 7c 第2のクラッド 9 屈折率分布型レンズ 10 バンドルファイバ 11 バンドルファイバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ferrule 2 Optical fiber for signal light 3-1 to n Optical fiber for excitation light 4-1 to n Excitation light source 5 Signal light source 6, 8 Optical isolator 7 Double clad type amplification optical fiber 7a Core 7b First clad 7c 2 clad 9 gradient index lens 10 bundle fiber 11 bundle fiber

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 信号光が伝搬する信号光用光ファイバ
と、前記信号光用光ファイバの近傍に平行に配置され、
励起光が伝搬する少なくとも一つの励起光用光ファイバ
とを含むバンドルファイバと、 コアと、該コアの屈折率よりも低い屈折率を有する第1
のクラッドと、該第1のクラッドの屈折率よりも低い屈
折率を有する第2のクラッドとを有し、入力された信号
光を光増幅する増幅用光ファイバと、 励起光を出力し、該励起光を前記励起光用光ファイバに
入射する励起光源と、前記バンドルファイバと前記増幅用光ファイバの間に配
置され、前記バンドルファイバの前記信号光用光ファイ
バと前記増幅用光ファイバの前記コアとを光学的に結合
させる屈折率分布型レンズと を備えていることを特徴と
する光ファイバ増幅装置。
1. An optical fiber for signal light through which signal light propagates, and an optical fiber for signal light, which is disposed in parallel near the optical fiber for signal light,
A bundle fiber including at least one optical fiber for excitation light through which the excitation light propagates, a core, and a first fiber having a lower refractive index than the refractive index of the core.
And a second cladding having a lower refractive index than the first cladding, an amplification optical fiber for optically amplifying the input signal light, and an excitation light, An excitation light source for injecting excitation light into the optical fiber for excitation light, and an excitation light source disposed between the bundle fiber and the optical fiber for amplification.
Optical fiber for the signal light of the bundle fiber
Optically coupled to the core of the optical fiber for amplification
An optical fiber amplifying device, comprising: a gradient index lens .
【請求項2】 前記励起光用光ファイバのコアは、前記
屈折率分布型レンズを挟んで前記増幅用光ファイバの前
記第1のクラッドに相対する位置に配置されることを特
徴とする請求項1記載の光ファイバ増幅装置。
Core wherein said excitation Hikari Mitsumochi fiber claims, characterized in that disposed in a position opposite to said first cladding of the amplification optical fiber across the gradient index lens 2. The optical fiber amplifier according to 1 .
【請求項3】 前記屈折率分布型レンズは、第1の端面
で出射された光が前記第1の端面に相対する第2の端面
近傍で集光される長さを有することを特徴とする請求項
1又は請求項2記載の光ファイバ増幅装置。
3. The gradient index lens has a length such that light emitted from a first end face is collected near a second end face facing the first end face. Claim
The optical fiber amplifier according to claim 1 .
【請求項4】 前記バンドルファイバと前記増幅用光フ
ァイバは、ともに端面の法線が光軸に対して斜めになる
ように前記端面が形成されていることを特徴とする請求
項1乃至請求項3のいずれかの請求項に記載の光ファイ
バ増幅装置。
4. The optical fiber the amplified and the fiber bundle are both claims normal end faces, wherein the end face is formed so as to be oblique to the optical axis
The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 3 .
【請求項5】 前記バンドルファイバと前記増幅用光フ
ァイバ端面、及び前記屈折率分布型レンズの前記第1の
端面と第2の端面はそれぞれ、端面の法線が光軸に対し
て斜めになるように前記端面が形成されていることを特
徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかの請求項に記
の光ファイバ増幅装置。
5. A normal line of each of the end faces of the bundle fiber and the amplification optical fiber, and the first end face and the second end face of the gradient index lens are oblique to the optical axis. The said end surface is formed in this way, The description in any one of the Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
Placing the optical fiber amplifier.
【請求項6】 信号光が伝搬する信号光用光ファイバ
と、前記信号光用光ファイバの近傍に平行に配置され、
励起光が伝搬する少なくとも一つの励起光用光ファイバ
とを含むバンドルファイバと、 コアと、該コアの屈折率よりも低い屈折率を有する第1
のクラッドと、該第1のクラッドの屈折率よりも低い屈
折率を有する第2のクラッドとを有し、入力された信号
光を光増幅する増幅用光ファイバと、 励起光を出力し、該励起光を前記励起光用光ファイバに
入射する励起光源と、前記バンドルファイバと前記増幅用光ファイバの間に配
置され、前記バンドルファイバの前記信号光用光ファイ
バと前記増幅用光ファイバの前記コアとを光学的に結合
させる屈折率分布型光ファイバと を備えていることを特
徴とする光ファイバ増幅装置。
6. An optical fiber for signal light through which signal light propagates, and disposed in parallel near the optical fiber for signal light,
A bundle fiber including at least one optical fiber for excitation light through which the excitation light propagates, a core, and a first fiber having a lower refractive index than the refractive index of the core.
And a second cladding having a lower refractive index than the first cladding, an amplification optical fiber for optically amplifying the input signal light, and an excitation light, An excitation light source for injecting excitation light into the optical fiber for excitation light, and an excitation light source disposed between the bundle fiber and the optical fiber for amplification.
Optical fiber for the signal light of the bundle fiber
Optically coupled to the core of the optical fiber for amplification
An optical fiber amplifying device comprising: a gradient index optical fiber.
【請求項7】 前記励起光用光ファイバのコアは、前記
屈折率分布型レンズを挟んで前記増幅用光ファイバの前
記第1のクラッドに相対する位置に配置されることを特
徴とする請求項6記載の光ファイバ増幅装置。
The core of claim 7 wherein said excitation Hikari Mitsumochi fiber claims, characterized in that disposed in a position opposite to said first cladding of the amplification optical fiber across the gradient index lens 7. The optical fiber amplifier according to 6 .
【請求項8】 前記屈折率分布型レンズは、第1の端面
で出射された光が前記第1の端面に相対する第2の端面
近傍で集光される長さを有することを特徴とする請求項
6又は請求項7記載の光ファイバ増幅装置。
8. The gradient index lens has a length such that light emitted from a first end face is collected near a second end face opposite to the first end face. Claim
An optical fiber amplifier according to claim 6 or claim 7 .
【請求項9】 前記バンドルファイバと前記増幅用光フ
ァイバは、ともに端面の法線が光軸に対して斜めになる
ように前記端面が形成されていることを特徴とする請求
項6乃至請求項8のいずれかの請求項に記載の光ファイ
バ増幅装置。
9. optical fiber the amplified and the fiber bundle are both claims normal end faces, wherein the end face is formed so as to be oblique to the optical axis
An optical fiber amplifier according to any one of claims 6 to 8 .
【請求項10】 前記バンドルファイバと前記増幅用光
ファイバ端面、及び前記屈折率分布型レンズの前記第1
の端面と第2の端面はそれぞれ、端面の法線が光軸に対
して斜めになるように前記端面が形成されていることを
特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかの請求項に
記載の光ファイバ増幅装置。
10. The bundle fiber, the end face of the amplification optical fiber, and the first of the gradient index lenses.
9. The end face of claim 6 , wherein the end face is formed such that the normal to the end face is oblique to the optical axis. To
Optical fiber amplifier according.
【請求項11】 前記信号光用光ファイバは、ファイバ
フェルールの中心に配置され、前記信号光用光ファイバ
の周囲にあって前記ファイバフェルールの内周の間に前
記励起光用光ファイバが配置されていることを特徴とす
る請求項1から請求項10のいずれかの請求項に記載の
光ファイバ増幅装置。
11. The optical fiber for signal light is arranged at the center of a fiber ferrule, and the optical fiber for excitation light is arranged around the optical fiber for signal light and between the inner circumferences of the fiber ferrule. The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 10 , wherein:
【請求項12】 前記ファイバフェルールの内周の前記
信号光用光ファイバと前記励起光用光ファイバの隙間に
は充填材が充填されていることを特徴とする請求項11
記載の光ファイバ増幅装置。
12. The gap between the optical fiber for signal light and the optical fiber for excitation light on the inner periphery of the fiber ferrule is filled with a filler.
An optical fiber amplifying device as described in the above.
【請求項13】 前記バンドルファイバは、前記増幅用
光ファイバに対して前記信号光が入力される側に配置さ
れ、 前記励起光が前記信号光と同じ方向に伝搬して前記増幅
用光ファイバに入力されることを特徴とする請求項1か
ら請求項12までのいずれかの請求項に記載の光ファイ
バ増幅装置。
13. The amplifying optical fiber, wherein the bundle fiber is disposed on a side where the signal light is input to the amplifying optical fiber, and the pumping light propagates in the same direction as the signal light to the amplifying optical fiber. The optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the optical fiber amplifier is inputted.
【請求項14】 前記バンドルファイバは、前記増幅用
光ファイバに対して前記信号光が出力される側に配置さ
れ、 前記励起光は前記信号光と反対の方向に伝搬して前記増
幅用光ファイバに入力されることを特徴とする請求項1
から請求項12までのいずれかの請求項に記載の光ファ
イバ増幅装置。
14. The amplifying optical fiber, wherein the bundle fiber is disposed on a side where the signal light is output from the amplifying optical fiber, and the pumping light propagates in a direction opposite to the signal light. 2. The data is input to the
The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 12.
【請求項15】 前記バンドルファイバは、前記増幅用
光ファイバに対して前記信号光が入力される側と出力さ
れる側の双方に配置され、 前記励起光は前記信号光と同じ伝搬方向と反対の伝搬方
向の双方向から前記増幅用光ファイバに入力されること
を特徴とする請求項1から請求項12までのいずれかの
請求項に記載の光ファイバ増幅装置。
15. The bundle fiber is disposed on both the side on which the signal light is input and the side on which the signal light is output with respect to the amplification optical fiber, and the pump light has the same propagation direction as the signal light. The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 12, wherein the light is input to the amplification optical fiber from both directions of the propagation direction.
【請求項16】 請求項13記載の光ファイバ増幅装置
であって、さらに、 前記バンドルファイバの前記信号光用光ファイバの入力
側に配置される第1の光アイソレータと、 前記増幅用光ファイバの出力側に配置される第2の光ア
イソレータとを備えていることを特徴とする光ファイバ
増幅装置。
16. The optical fiber amplifying device according to claim 13, further comprising: a first optical isolator disposed on an input side of the signal light optical fiber of the bundle fiber; An optical fiber amplifier comprising: a second optical isolator disposed on an output side.
【請求項17】 請求項14記載の光ファイバ増幅装置
であって、さらに、 前記増幅用光ファイバの入力側に配置される第1の光ア
イソレータと、 前記バンドルファイバの前記信号光用光ファイバの出力
側に配置される第2の光アイソレータとを備えているこ
とを特徴とする光ファイバ増幅装置。
17. The optical fiber amplifier according to claim 14, further comprising: a first optical isolator disposed on an input side of the amplification optical fiber; and a signal optical fiber of the bundle fiber. An optical fiber amplifier comprising: a second optical isolator disposed on an output side.
【請求項18】 請求項15記載の光ファイバ増幅装置
であって、さらに、 前記バンドルファイバの前記信号光用光ファイバの入力
側に配置される第1の光アイソレータと、 前記バンドルファイバの前記信号光用光ファイバの出力
側に配置される第2の光アイソレータとを備えているこ
とを特徴とする光ファイバ増幅装置。
18. The optical fiber amplifying device according to claim 15, further comprising: a first optical isolator disposed on an input side of the signal fiber optical fiber of the bundle fiber; and the signal of the bundle fiber. An optical fiber amplifier comprising: a second optical isolator disposed on an output side of an optical fiber.
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