JP3416037B2 - 双方向利得分割型光増幅器 - Google Patents
双方向利得分割型光増幅器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光通信ネ
ットワークにおいて、双方向の広帯域な光信号を増幅す
る双方向利得分割型光増幅器に関する。
ットワークにおいて、双方向の広帯域な光信号を増幅す
る双方向利得分割型光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、従来の片方向の帯域分割型光
増幅器の構成を示す。従来の帯域分割型光増幅器は、光
分波器２−１で波長多重光信号を帯域Ａおよび帯域Ｂに
分波し、各帯域の波長多重光信号をそれぞれ帯域Ａ，Ｂ
で利得を有する光増幅器１−１，１−２で増幅し、各光
増幅器から出力される波長多重光信号を光合波器２−２
で合波して出力する構成である。
増幅器の構成を示す。従来の帯域分割型光増幅器は、光
分波器２−１で波長多重光信号を帯域Ａおよび帯域Ｂに
分波し、各帯域の波長多重光信号をそれぞれ帯域Ａ，Ｂ
で利得を有する光増幅器１−１，１−２で増幅し、各光
増幅器から出力される波長多重光信号を光合波器２−２
で合波して出力する構成である。
【０００３】通常、１つの光増幅器の利得帯域は限界が
あるので、波長多重光信号を複数の帯域に分波し、各帯
域ごとにそれぞれの帯域で利得を有する光増幅器で増幅
することにより、広帯域の波長多重光信号の増幅が可能
になっている。
あるので、波長多重光信号を複数の帯域に分波し、各帯
域ごとにそれぞれの帯域で利得を有する光増幅器で増幅
することにより、広帯域の波長多重光信号の増幅が可能
になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１１に示
す各光増幅器１−１，１−２の利得帯域Ａ，Ｂには、波
長に対して利得が平坦な領域と、その両側に波長に対し
て利得が変化する領域がある。ここで、図１２(a) に示
すように利得帯域Ａ，Ｂをオーバラップさせ、連続する
帯域で利得が平坦になるようにするのが、波長帯域の有
効利用の点から一般的である。このとき、波長多重光信
号を合分波する光分波器２−１，２−２の透過帯域Ａ，
Ｂもオーバラップし、そのオーバラップ部分の帯域の光
信号は光増幅器１−１，１−２の両方で増幅されて合波
されることになる。すなわち、オーバラップ部分の帯域
の光信号はマルチパスとなり、合波時に符号間干渉が生
じて伝送特性が劣化する原因となる。
す各光増幅器１−１，１−２の利得帯域Ａ，Ｂには、波
長に対して利得が平坦な領域と、その両側に波長に対し
て利得が変化する領域がある。ここで、図１２(a) に示
すように利得帯域Ａ，Ｂをオーバラップさせ、連続する
帯域で利得が平坦になるようにするのが、波長帯域の有
効利用の点から一般的である。このとき、波長多重光信
号を合分波する光分波器２−１，２−２の透過帯域Ａ，
Ｂもオーバラップし、そのオーバラップ部分の帯域の光
信号は光増幅器１−１，１−２の両方で増幅されて合波
されることになる。すなわち、オーバラップ部分の帯域
の光信号はマルチパスとなり、合波時に符号間干渉が生
じて伝送特性が劣化する原因となる。
【０００５】また、各光増幅器１−１，１−２では自然
放出光が発生するが、利得帯域がオーバラップしている
部分では双方の自然放出光が重畳されてノイズフィギュ
ア（ＮＦ）が大きく劣化する。
放出光が発生するが、利得帯域がオーバラップしている
部分では双方の自然放出光が重畳されてノイズフィギュ
ア（ＮＦ）が大きく劣化する。
【０００６】そこで、図１２(b) に示すように利得帯域
Ａ，Ｂがオーバラップしないようにすると、利得が得ら
れない帯域が中抜け状態で生じることになり、増幅可能
な波長多重光信号の波長に連続性がなくなる。これは、
光ファイバ伝送路において低損失で伝送できる帯域が限
られている中で、波長多重チャネル数のアップには不利
である。
Ａ，Ｂがオーバラップしないようにすると、利得が得ら
れない帯域が中抜け状態で生じることになり、増幅可能
な波長多重光信号の波長に連続性がなくなる。これは、
光ファイバ伝送路において低損失で伝送できる帯域が限
られている中で、波長多重チャネル数のアップには不利
である。
【０００７】本発明は、隣接する利得帯域を双方向の光
信号に割り当てることにより、伝送特性やノイズフィギ
ュア（ＮＦ）の劣化を改善しながら帯域の有効利用を図
ることができる双方向利得分割型光増幅器を提供するこ
とを目的とする。
信号に割り当てることにより、伝送特性やノイズフィギ
ュア（ＮＦ）の劣化を改善しながら帯域の有効利用を図
ることができる双方向利得分割型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】本発明の双方向利得分割
型光増幅器は、第１の光合分波器に入力される利得帯域
Ａの光信号を第１の光増幅器で増幅して第２の光合分波
器から出力し、第２の光合分波器に入力される利得帯域
Ｂの光信号を第２の光増幅器で増幅して第１の光合分波
器から出力する構成において、第１の光増幅器は、利得
帯域Ａが波長軸上で連続しない利得帯域Ａ１，Ａ３，Ａ
５，…に分割された複数の光増幅器から構成され、第２
の光増幅器は、利得帯域Ｂが波長軸上で連続しない利得
帯域Ａ２，Ａ４，Ａ６，…に分割された複数の光増幅器
から構成され、利得帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，…の
波長に対する利得の平坦部が波長軸上で連続して補完し
あう櫛形周期構造に設定する（請求項１）。
型光増幅器は、第１の光合分波器に入力される利得帯域
Ａの光信号を第１の光増幅器で増幅して第２の光合分波
器から出力し、第２の光合分波器に入力される利得帯域
Ｂの光信号を第２の光増幅器で増幅して第１の光合分波
器から出力する構成において、第１の光増幅器は、利得
帯域Ａが波長軸上で連続しない利得帯域Ａ１，Ａ３，Ａ
５，…に分割された複数の光増幅器から構成され、第２
の光増幅器は、利得帯域Ｂが波長軸上で連続しない利得
帯域Ａ２，Ａ４，Ａ６，…に分割された複数の光増幅器
から構成され、利得帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，…の
波長に対する利得の平坦部が波長軸上で連続して補完し
あう櫛形周期構造に設定する（請求項１）。
【０００９】本発明の双方向利得分割型光増幅器は、第
１の光サーキュレータに入力される利得帯域Ａの光信号
を第１の光増幅器で増幅して第２の光サーキュレータか
ら出力し、第２の光サーキュレータに入力される利得帯
域Ｂの光信号を第２の光増幅器で増幅して第１の光サー
キュレータから出力する構成において、第１の光増幅器
は、利得帯域Ａが波長軸上で連続しない利得帯域Ａ１，
Ａ３，Ａ５，…に分割された複数の光増幅器から構成さ
れ、第２の光増幅器は、利得帯域Ｂが波長軸上で連続し
ない利得帯域Ａ２，Ａ４，Ａ６，…に分割された複数の
光増幅器から構成され、利得帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ
４，…の波長に対する利得の平坦部が波長軸上で連続し
て補完しあう櫛形周期構造に設定する（請求項２）。
１の光サーキュレータに入力される利得帯域Ａの光信号
を第１の光増幅器で増幅して第２の光サーキュレータか
ら出力し、第２の光サーキュレータに入力される利得帯
域Ｂの光信号を第２の光増幅器で増幅して第１の光サー
キュレータから出力する構成において、第１の光増幅器
は、利得帯域Ａが波長軸上で連続しない利得帯域Ａ１，
Ａ３，Ａ５，…に分割された複数の光増幅器から構成さ
れ、第２の光増幅器は、利得帯域Ｂが波長軸上で連続し
ない利得帯域Ａ２，Ａ４，Ａ６，…に分割された複数の
光増幅器から構成され、利得帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ
４，…の波長に対する利得の平坦部が波長軸上で連続し
て補完しあう櫛形周期構造に設定する（請求項２）。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】（基本構成）
図１は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の基本構成
を示す。
を示す。
【００１６】図において、本発明の双方向利得分割型光
増幅器は、利得帯域がそれぞれＡ１〜Ａｎであるｎ個の
光増幅器１−１〜１−ｎから構成される。利得帯域が隣
接する光増幅器１−１と１−２、１−２と１−３、…
は、それぞれ入力する光信号の方向が互いに逆になるよ
うに配置される。ここで、１つおきに配置される第１群
の光増幅器１−１，１−３，…，１−ｎは、図中上から
下へ伝搬する光信号を増幅し、図２(a) に示すようにそ
れぞれの利得帯域Ａ１，Ａ３，…，Ａｎがオーバラップ
しない櫛形周期構造を有する。また、同様に第２群の光
増幅器１−２，１−４，…，１−(n-1) は、図中下から
上へ伝搬する光信号を増幅し、図２(b) に示すようにそ
れぞれの利得帯域Ａ２，Ａ４，…，Ａ(n-1) がオーバラ
ップしない櫛形周期構造を有する。各利得帯域Ａ１，Ａ
２，…，Ａｎは互いに補完するようになっており、全体
の利得帯域は図２(c) に示すように連続性を有するよう
になっている。なお、ここでは第１群の光増幅器が第２
群の光増幅器に比べて１つ多くなっているが同数であっ
てもよい。
増幅器は、利得帯域がそれぞれＡ１〜Ａｎであるｎ個の
光増幅器１−１〜１−ｎから構成される。利得帯域が隣
接する光増幅器１−１と１−２、１−２と１−３、…
は、それぞれ入力する光信号の方向が互いに逆になるよ
うに配置される。ここで、１つおきに配置される第１群
の光増幅器１−１，１−３，…，１−ｎは、図中上から
下へ伝搬する光信号を増幅し、図２(a) に示すようにそ
れぞれの利得帯域Ａ１，Ａ３，…，Ａｎがオーバラップ
しない櫛形周期構造を有する。また、同様に第２群の光
増幅器１−２，１−４，…，１−(n-1) は、図中下から
上へ伝搬する光信号を増幅し、図２(b) に示すようにそ
れぞれの利得帯域Ａ２，Ａ４，…，Ａ(n-1) がオーバラ
ップしない櫛形周期構造を有する。各利得帯域Ａ１，Ａ
２，…，Ａｎは互いに補完するようになっており、全体
の利得帯域は図２(c) に示すように連続性を有するよう
になっている。なお、ここでは第１群の光増幅器が第２
群の光増幅器に比べて１つ多くなっているが同数であっ
てもよい。
【００１７】このような構成では、図２(a) および図２
(b) に示す各帯域の光信号は、互いに逆方向に伝搬する
ことになり、隣接する光増幅器の利得帯域がオーバラッ
プしても光信号間の干渉は生じない。また、各光増幅器
の両端に光アイソレータを配置することにより、各光増
幅器から出力される自然放出光の干渉を完全に防ぐこと
ができ、利得帯域のオーバラップ部分での過剰なＮＦ劣
化がない。
(b) に示す各帯域の光信号は、互いに逆方向に伝搬する
ことになり、隣接する光増幅器の利得帯域がオーバラッ
プしても光信号間の干渉は生じない。また、各光増幅器
の両端に光アイソレータを配置することにより、各光増
幅器から出力される自然放出光の干渉を完全に防ぐこと
ができ、利得帯域のオーバラップ部分での過剰なＮＦ劣
化がない。
【００１８】（第１の実施形態：請求項１）
図３は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第１の実
施形態を示す。図において、第１の光合分波器２−１お
よび第２の光合分波器２−２は、端子２に入力された光
信号を分波して端子１および端子３に出力し、端子１お
よび端子３に入力された異なる帯域の光信号を合波して
端子２に出力する。第１の光増幅器１−１は利得帯域Ａ
を有し、入力端子が第１の光合分波器２−１の端子３に
接続され、出力端子が第２の光合分波器２−２の端子３
に接続される。第２の光増幅器１−２は利得帯域Ｂを有
し、入力端子が第２の光合分波器２−２の端子１に接続
され、出力端子が第１の光合分波器２−１の端子１に接
続される。
施形態を示す。図において、第１の光合分波器２−１お
よび第２の光合分波器２−２は、端子２に入力された光
信号を分波して端子１および端子３に出力し、端子１お
よび端子３に入力された異なる帯域の光信号を合波して
端子２に出力する。第１の光増幅器１−１は利得帯域Ａ
を有し、入力端子が第１の光合分波器２−１の端子３に
接続され、出力端子が第２の光合分波器２−２の端子３
に接続される。第２の光増幅器１−２は利得帯域Ｂを有
し、入力端子が第２の光合分波器２−２の端子１に接続
され、出力端子が第１の光合分波器２−１の端子１に接
続される。
【００１９】ここで、第１の光合分波器の端子２から端
子３に伝搬した波長多重光信号は、利得帯域Ａの第１の
光増幅器１−１で増幅されて第２の光合分波器２−２の
端子２から出力される。第２の光合分波器２−２の端子
２から端子１に伝搬した波長多重光信号は、利得帯域Ｂ
の第２の光増幅器１−２で増幅されて第１の光合分波器
２−１の端子２から出力される。
子３に伝搬した波長多重光信号は、利得帯域Ａの第１の
光増幅器１−１で増幅されて第２の光合分波器２−２の
端子２から出力される。第２の光合分波器２−２の端子
２から端子１に伝搬した波長多重光信号は、利得帯域Ｂ
の第２の光増幅器１−２で増幅されて第１の光合分波器
２−１の端子２から出力される。
【００２０】これにより、帯域Ａおよび帯域Ｂの光信号
は互いに逆方向に伝搬することになり、隣接する光増幅
器の利得帯域がオーバラップしても光信号間の干渉は生
じない。また、各光増幅器の両端に光アイソレータを配
置することにより、各光増幅器から出力される自然放出
光の干渉を完全に防ぐことができ、利得帯域のオーバラ
ップ部分での過剰なＮＦ劣化がない。
は互いに逆方向に伝搬することになり、隣接する光増幅
器の利得帯域がオーバラップしても光信号間の干渉は生
じない。また、各光増幅器の両端に光アイソレータを配
置することにより、各光増幅器から出力される自然放出
光の干渉を完全に防ぐことができ、利得帯域のオーバラ
ップ部分での過剰なＮＦ劣化がない。
【００２１】（第２の実施形態：請求項１）
図４は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第２の実
施形態を示す。本実施形態では、図３に示す第１の実施
形態と同様の構成において、光合分波器２−１，光合分
波器２−２として、図４(b) に示すように、端子２に入
力された光信号を帯域Ａおよび帯域Ｂに分波して端子３
および端子１に出力し、端子３および端子１に入力され
た帯域Ａおよび帯域Ｂの光信号を合波して端子２に出力
する透過特性を有するものを用いる。これにより、光合
分波器２−１，２−２における光信号の分配損失を減少
させることができる。
施形態を示す。本実施形態では、図３に示す第１の実施
形態と同様の構成において、光合分波器２−１，光合分
波器２−２として、図４(b) に示すように、端子２に入
力された光信号を帯域Ａおよび帯域Ｂに分波して端子３
および端子１に出力し、端子３および端子１に入力され
た帯域Ａおよび帯域Ｂの光信号を合波して端子２に出力
する透過特性を有するものを用いる。これにより、光合
分波器２−１，２−２における光信号の分配損失を減少
させることができる。
【００２２】（第３の実施形態：請求項２）
図５は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第３の実
施形態を示す。図において、第１の光サーキュレータ３
−１および第２の光サーキュレータ３−２は、端子１に
入力された光信号を端子２に出力し、端子２に入力され
た光信号を端子３に出力する。第１の光増幅器１−１は
利得帯域Ａを有し、入力端子が第１の光サーキュレータ
３−１の端子３に接続され、出力端子が第２の光サーキ
ュレータ３−２の端子１に接続される。第２の光増幅器
１−２は利得帯域Ｂを有し、入力端子が第２の光サーキ
ュレータ３−２の端子３に接続され、出力端子が第１の
光サーキュレータ３−１の端子１に接続される。
施形態を示す。図において、第１の光サーキュレータ３
−１および第２の光サーキュレータ３−２は、端子１に
入力された光信号を端子２に出力し、端子２に入力され
た光信号を端子３に出力する。第１の光増幅器１−１は
利得帯域Ａを有し、入力端子が第１の光サーキュレータ
３−１の端子３に接続され、出力端子が第２の光サーキ
ュレータ３−２の端子１に接続される。第２の光増幅器
１−２は利得帯域Ｂを有し、入力端子が第２の光サーキ
ュレータ３−２の端子３に接続され、出力端子が第１の
光サーキュレータ３−１の端子１に接続される。
【００２３】ここで、第１の光サーキュレータ３−１の
端子２に入力された光信号は端子３から出力され、利得
帯域Ａの第１の光増幅器１−１で増幅されて第２の光サ
ーキュレータ３−２の端子２から出力される。第２の光
サーキュレータ３−２の端子２に入力された光信号は端
子３から出力され、利得帯域Ｂの第２の光増幅器１−２
で増幅されて第１の光サーキュレータ３−１の端子２か
ら出力される。
端子２に入力された光信号は端子３から出力され、利得
帯域Ａの第１の光増幅器１−１で増幅されて第２の光サ
ーキュレータ３−２の端子２から出力される。第２の光
サーキュレータ３−２の端子２に入力された光信号は端
子３から出力され、利得帯域Ｂの第２の光増幅器１−２
で増幅されて第１の光サーキュレータ３−１の端子２か
ら出力される。
【００２４】これにより、帯域Ａおよび帯域Ｂの光信号
は互いに逆方向に伝搬することになり、隣接する光増幅
器の利得帯域がオーバラップしても光信号間の干渉は生
じない。さらに、光サーキュレータ３−１，３−２は光
アイソレータの機能を兼ねるので、光増幅器１−１，１
−２の両端に光アイソレータを配置する必要がなく、簡
単な構成で利得帯域のオーバラップ部分での過剰なＮＦ
劣化を防ぐことができる。
は互いに逆方向に伝搬することになり、隣接する光増幅
器の利得帯域がオーバラップしても光信号間の干渉は生
じない。さらに、光サーキュレータ３−１，３−２は光
アイソレータの機能を兼ねるので、光増幅器１−１，１
−２の両端に光アイソレータを配置する必要がなく、簡
単な構成で利得帯域のオーバラップ部分での過剰なＮＦ
劣化を防ぐことができる。
【００２５】（第４の実施形態：請求項２）
図６は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第４の実
施形態を示す。本実施形態では、図５に示す第３の実施
形態における光サーキュレータ３−１，３−２に代え
て、端子３から端子１へ光信号が循環しない非完全循環
型の光サーキュレータ４−１，４−２を用いる。これに
より、光増幅器１−１の反射光が光サーキュレータ４−
１の端子３から端子１を介して第２の光増幅器１−２に
入力されたり、光増幅器１−２の反射光が光サーキュレ
ータ４−２の端子３から端子１を介して第１の光増幅器
１−１に入力される事態を防ぐことができる。
施形態を示す。本実施形態では、図５に示す第３の実施
形態における光サーキュレータ３−１，３−２に代え
て、端子３から端子１へ光信号が循環しない非完全循環
型の光サーキュレータ４−１，４−２を用いる。これに
より、光増幅器１−１の反射光が光サーキュレータ４−
１の端子３から端子１を介して第２の光増幅器１−２に
入力されたり、光増幅器１−２の反射光が光サーキュレ
ータ４−２の端子３から端子１を介して第１の光増幅器
１−１に入力される事態を防ぐことができる。
【００２６】（第５の実施形態）
本実施形態では、図３〜図６に示す各実施形態におい
て、第１の光増幅器１−１としてエルビウム添加フッ化
物ファイバ増幅器を用い、第２の光増幅器１−２として
長尺のエルビウム添加シリカファイバ増幅器を用いる。
エルビウム添加フッ化物ファイバ増幅器は1.53〜1.57μ
ｍ帯の光信号を増幅し、長尺のエルビウム添加シリカフ
ァイバ増幅器は1.56〜1.61μｍ帯の光信号を増幅するの
で、1.53〜1.61μｍまで広い帯域の光信号の増幅が可能
となる。
て、第１の光増幅器１−１としてエルビウム添加フッ化
物ファイバ増幅器を用い、第２の光増幅器１−２として
長尺のエルビウム添加シリカファイバ増幅器を用いる。
エルビウム添加フッ化物ファイバ増幅器は1.53〜1.57μ
ｍ帯の光信号を増幅し、長尺のエルビウム添加シリカフ
ァイバ増幅器は1.56〜1.61μｍ帯の光信号を増幅するの
で、1.53〜1.61μｍまで広い帯域の光信号の増幅が可能
となる。
【００２７】（第６の実施形態：請求項１）
図７は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第６の実
施形態を示す。本実施形態では、図３，図５，図６に示
す各実施形態における光増幅器１−１，１−２に代え
て、図７(a) に示すようにそれぞれ利得帯域の異なる複
数の光増幅器から構成された帯域分割型光増幅器５−
１，５−２を用い、それぞれの利得帯域Ａ，Ｂを図７
(b),(c) に示すように互いに補完しあう櫛形周期構造に
設定する。
施形態を示す。本実施形態では、図３，図５，図６に示
す各実施形態における光増幅器１−１，１−２に代え
て、図７(a) に示すようにそれぞれ利得帯域の異なる複
数の光増幅器から構成された帯域分割型光増幅器５−
１，５−２を用い、それぞれの利得帯域Ａ，Ｂを図７
(b),(c) に示すように互いに補完しあう櫛形周期構造に
設定する。
【００２８】このように、各方向別にそれぞれ利得帯域
の異なる複数の光増幅器を組み合わせて構成することに
より、双方向利得分割型光増幅器全体のさらなる広帯域
化が可能となる。
の異なる複数の光増幅器を組み合わせて構成することに
より、双方向利得分割型光増幅器全体のさらなる広帯域
化が可能となる。
【００２９】（第７の実施形態：請求項１）
図８は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第７の実
施形態を示す。本実施形態では、図４に示す第２の実施
形態における光増幅器１−１，１−２に代えて、図８
(a) に示すようにそれぞれ利得帯域の異なる複数の光増
幅器から構成された帯域分割型光増幅器５−１，５−２
を用い、それぞれの利得帯域Ａ，Ｂを図８(c),(d) に示
すように互いに補完しあう櫛形周期構造に設定する。さ
らに、図４に示す第２の実施形態における光合分波器２
−１，２−２に代えて、図８(b),(e) に示すように櫛形
周期構造の利得帯域Ａ，Ｂに応じて合分波する櫛形周期
構造の透過波長特性を有する光合分波器６−１，６−２
を用いる。
施形態を示す。本実施形態では、図４に示す第２の実施
形態における光増幅器１−１，１−２に代えて、図８
(a) に示すようにそれぞれ利得帯域の異なる複数の光増
幅器から構成された帯域分割型光増幅器５−１，５−２
を用い、それぞれの利得帯域Ａ，Ｂを図８(c),(d) に示
すように互いに補完しあう櫛形周期構造に設定する。さ
らに、図４に示す第２の実施形態における光合分波器２
−１，２−２に代えて、図８(b),(e) に示すように櫛形
周期構造の利得帯域Ａ，Ｂに応じて合分波する櫛形周期
構造の透過波長特性を有する光合分波器６−１，６−２
を用いる。
【００３０】たとえば、光合分波器６−１，６−２とし
てアレイ導波路回折格子型光合分波器を用い、光合分波
器６−１で分波された波長λ1 ，λ3 ，…，λn の光信
号を帯域分割型光増幅器５−１のそれぞれ対応する利得
帯域を有する光増幅器で増幅し、光合分波器６−２で合
波して出力する。この波長λ1 ，λ3 ，…，λn の光信
号を合分波する端子は、光合分波器２−１，２−２の端
子３に対応する。一方、光合分波器６−２で分波された
波長λ2 ，λ4 ，…，λn-1 の光信号を帯域分割型光増
幅器５−２のそれぞれ対応する利得帯域を有する光増幅
器で増幅し、光合分波器６−１で合波して出力する。こ
の波長λ2 ，λ4 ，…，λn-1 の光信号を合分波する端
子は、光合分波器２−１，２−２の端子１に対応する。
てアレイ導波路回折格子型光合分波器を用い、光合分波
器６−１で分波された波長λ1 ，λ3 ，…，λn の光信
号を帯域分割型光増幅器５−１のそれぞれ対応する利得
帯域を有する光増幅器で増幅し、光合分波器６−２で合
波して出力する。この波長λ1 ，λ3 ，…，λn の光信
号を合分波する端子は、光合分波器２−１，２−２の端
子３に対応する。一方、光合分波器６−２で分波された
波長λ2 ，λ4 ，…，λn-1 の光信号を帯域分割型光増
幅器５−２のそれぞれ対応する利得帯域を有する光増幅
器で増幅し、光合分波器６−１で合波して出力する。こ
の波長λ2 ，λ4 ，…，λn-1 の光信号を合分波する端
子は、光合分波器２−１，２−２の端子１に対応する。
【００３１】このように、各方向別にそれぞれ利得帯域
の異なる複数の光増幅器を組み合わせて構成し、さらに
光合分波器で各帯域ごとに合分波することにより、双方
向利得分割型光増幅器全体のさらなる広帯域化と低損失
化が可能となる。
の異なる複数の光増幅器を組み合わせて構成し、さらに
光合分波器で各帯域ごとに合分波することにより、双方
向利得分割型光増幅器全体のさらなる広帯域化と低損失
化が可能となる。
【００３２】（第８の実施形態：請求項１）
本実施形態では、図７，８に示す各実施形態における帯
域分割型光増幅器５−１，５−２として、エルビウム
(Ｅr) 添加フッ化物ファイバ増幅器、エルビウム(Ｅr)
添加シリカファイバ増幅器、エルビウム(Ｅr) 添加テル
ライトファイバ増幅器、ネオジウム(Ｎd) 添加ファイバ
増幅器、プラセオジウム(Ｐr) 添加ファイバ増幅器，テ
ルビウム(Ｔb) 共添加ツリウム(Ｔm) 添加ファイバ増幅
器、ホルミウム(Ｈo) 共添加ツリウム(Ｔm) 添加ファイ
バ増幅器、および半導体光増幅器を所定の組み合わせで
用いる。それぞれの利得帯域は、 1.3 μｍ帯 Ｎd 添加ファイバ増幅器、Ｐr 添加ファイ
バ増幅器 1.4 μｍ帯 Ｈo 共添加Ｔm 添加ファイバ増幅器 1.5 μｍ帯 Ｅr 添加フッ化物ファイバ増幅器、Ｅr 添
加シリカファイバ増幅器、Ｅr添加テルライトファイバ
増幅器 1.6 μｍ帯 Ｔb 共添加Ｔm 添加ファイバ増幅器 であり、それらを組み合わせることにより 1.3〜1.6 μ
ｍ帯に渡る広帯域の光信号の増幅が可能になる。
域分割型光増幅器５−１，５−２として、エルビウム
(Ｅr) 添加フッ化物ファイバ増幅器、エルビウム(Ｅr)
添加シリカファイバ増幅器、エルビウム(Ｅr) 添加テル
ライトファイバ増幅器、ネオジウム(Ｎd) 添加ファイバ
増幅器、プラセオジウム(Ｐr) 添加ファイバ増幅器，テ
ルビウム(Ｔb) 共添加ツリウム(Ｔm) 添加ファイバ増幅
器、ホルミウム(Ｈo) 共添加ツリウム(Ｔm) 添加ファイ
バ増幅器、および半導体光増幅器を所定の組み合わせで
用いる。それぞれの利得帯域は、 1.3 μｍ帯 Ｎd 添加ファイバ増幅器、Ｐr 添加ファイ
バ増幅器 1.4 μｍ帯 Ｈo 共添加Ｔm 添加ファイバ増幅器 1.5 μｍ帯 Ｅr 添加フッ化物ファイバ増幅器、Ｅr 添
加シリカファイバ増幅器、Ｅr添加テルライトファイバ
増幅器 1.6 μｍ帯 Ｔb 共添加Ｔm 添加ファイバ増幅器 であり、それらを組み合わせることにより 1.3〜1.6 μ
ｍ帯に渡る広帯域の光信号の増幅が可能になる。
【００３３】（第９の実施形態：請求項２）
図９は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第９の実
施形態を示す。図において、第１の光サーキュレータ７
−１および第２の光サーキュレータ７−２は、端子１，
２，３，４と循環する構成である。第１の希土類添加フ
ァイバ８−１は利得帯域Ａを有し、入力端子が第１の光
サーキュレータ７−１の端子４に接続され、出力端子が
第２の光サーキュレータ７−２の端子２に接続される。
第２の希土類添加ファイバ８−２は利得帯域Ｂを有し、
入力端子が第２の光サーキュレータ７−２の端子４に接
続され、出力端子が第１の光サーキュレータ７−１の端
子２に接続される。さらに、第１の励起光源９−１の出
力端子が第１の光サーキュレータ７−１の端子１に接続
され、第２の励起光源９−２の出力端子が第２の光サー
キュレータ７−２の端子１に接続される。
施形態を示す。図において、第１の光サーキュレータ７
−１および第２の光サーキュレータ７−２は、端子１，
２，３，４と循環する構成である。第１の希土類添加フ
ァイバ８−１は利得帯域Ａを有し、入力端子が第１の光
サーキュレータ７−１の端子４に接続され、出力端子が
第２の光サーキュレータ７−２の端子２に接続される。
第２の希土類添加ファイバ８−２は利得帯域Ｂを有し、
入力端子が第２の光サーキュレータ７−２の端子４に接
続され、出力端子が第１の光サーキュレータ７−１の端
子２に接続される。さらに、第１の励起光源９−１の出
力端子が第１の光サーキュレータ７−１の端子１に接続
され、第２の励起光源９−２の出力端子が第２の光サー
キュレータ７−２の端子１に接続される。
【００３４】ここで、第１の励起光源９−１から出力さ
れる励起光は第２の希土類添加ファイバ８−２に入力さ
れ、第２の励起光源９−２から出力される励起光は第１
の希土類添加ファイバ８−１に入力される。第１の光サ
ーキュレータ７−１の端子３に入力された光信号は端子
４から出力され、利得帯域Ａの第１の希土類添加ファイ
バ８−１で増幅されて第２の光サーキュレータ７−２の
端子３から出力される。第２の光サーキュレータ７−２
の端子３に入力された光信号は端子４から出力され、利
得帯域Ｂの第２の希土類添加ファイバ８−２で増幅され
て第１の光サーキュレータ７−１の端子３から出力され
る。
れる励起光は第２の希土類添加ファイバ８−２に入力さ
れ、第２の励起光源９−２から出力される励起光は第１
の希土類添加ファイバ８−１に入力される。第１の光サ
ーキュレータ７−１の端子３に入力された光信号は端子
４から出力され、利得帯域Ａの第１の希土類添加ファイ
バ８−１で増幅されて第２の光サーキュレータ７−２の
端子３から出力される。第２の光サーキュレータ７−２
の端子３に入力された光信号は端子４から出力され、利
得帯域Ｂの第２の希土類添加ファイバ８−２で増幅され
て第１の光サーキュレータ７−１の端子３から出力され
る。
【００３５】これにより、帯域Ａおよび帯域Ｂの光信号
は互いに逆方向に伝搬することになり、隣接する希土類
添加ファイバの利得帯域がオーバラップしても光信号間
の干渉はなく、また光サーキュレータが光アイソレータ
の機能を果たすので過剰なＮＦ劣化もない。さらに、光
サーキュレータの１つのポートを利用することにより、
各希土類添加ファイバに励起光を入力するための合波器
が不要となり、構成を簡略化することができる。
は互いに逆方向に伝搬することになり、隣接する希土類
添加ファイバの利得帯域がオーバラップしても光信号間
の干渉はなく、また光サーキュレータが光アイソレータ
の機能を果たすので過剰なＮＦ劣化もない。さらに、光
サーキュレータの１つのポートを利用することにより、
各希土類添加ファイバに励起光を入力するための合波器
が不要となり、構成を簡略化することができる。
【００３６】（第１０の実施形態：請求項２）
図１０は、本発明の双方向利得分割型光増幅器の第１０
の実施形態を示す。本実施形態では、図９に示す第９の
実施形態における光サーキュレータ７−１，７−２に代
えて、端子４から端子１へ光信号が循環しない非完全循
環型の光サーキュレータ１０−１，１０−２を用いる。
の実施形態を示す。本実施形態では、図９に示す第９の
実施形態における光サーキュレータ７−１，７−２に代
えて、端子４から端子１へ光信号が循環しない非完全循
環型の光サーキュレータ１０−１，１０−２を用いる。
【００３７】これにより、第１の希土類添加ファイバ８
−１の反射光が光サーキュレータ１０−１の端子４から
端子１を介して第１の励起光源９−１に入力されたり、
第２の希土類添加ファイバ８−２の反射光が光サーキュ
レータ１０−２の端子４から端子１を介して第２の励起
光源９−２に入力される事態を防ぐことができ、光アイ
ソレータなしに反射光による励起光源の不安定動作を防
ぐことができる。
−１の反射光が光サーキュレータ１０−１の端子４から
端子１を介して第１の励起光源９−１に入力されたり、
第２の希土類添加ファイバ８−２の反射光が光サーキュ
レータ１０−２の端子４から端子１を介して第２の励起
光源９−２に入力される事態を防ぐことができ、光アイ
ソレータなしに反射光による励起光源の不安定動作を防
ぐことができる。
【００３８】（第１１の実施形態：請求項２）
本実施形態では、図９，１０に示す各実施形態におい
て、第１の希土類添加ファイバ８−１としてエルビウム
添加フッ化物ファイバを用い、第２の希土類添加ファイ
バ８−２として長尺のエルビウム添加シリカファイバを
用いる。エルビウム添加フッ化物ファイバを用いた光増
幅器は1.53〜1.57μｍ帯の光信号を増幅し、長尺のエル
ビウム添加シリカファイバを用いた光増幅器は1.56〜1.
61μｍ帯の光信号を増幅するので、1.53〜1.61μｍまで
広い帯域の光信号の増幅が可能となる。
て、第１の希土類添加ファイバ８−１としてエルビウム
添加フッ化物ファイバを用い、第２の希土類添加ファイ
バ８−２として長尺のエルビウム添加シリカファイバを
用いる。エルビウム添加フッ化物ファイバを用いた光増
幅器は1.53〜1.57μｍ帯の光信号を増幅し、長尺のエル
ビウム添加シリカファイバを用いた光増幅器は1.56〜1.
61μｍ帯の光信号を増幅するので、1.53〜1.61μｍまで
広い帯域の光信号の増幅が可能となる。
【００３９】（第１２の実施形態：請求項２）
本実施形態では、図９，１０に示す各実施形態における
希土類添加ファイバ８−１，８−２として、エルビウム
(Ｅr) 添加フッ化物ファイバ、エルビウム (Ｅr)添加シ
リカファイバ、エルビウム(Ｅr) 添加テルライトファイ
バ、ネオジウム(Ｎd) 添加ファイバ、プラセオジウム
(Ｐr) 添加ファイバ，テルビウム(Ｔb) 共添加ツリウム
(Ｔm) 添加ファイバ、ホルミウム(Ｈo) 共添加ツリウム
(Ｔm) 添加ファイバを所定の組み合わせで用いる。それ
ぞれの光ファイバを用いた光増幅器の利得帯域は上述し
た通りであり、それらを組み合わせることにより 1.3〜
1.6μｍ帯で任意の帯域の光信号の増幅が可能になる。
希土類添加ファイバ８−１，８−２として、エルビウム
(Ｅr) 添加フッ化物ファイバ、エルビウム (Ｅr)添加シ
リカファイバ、エルビウム(Ｅr) 添加テルライトファイ
バ、ネオジウム(Ｎd) 添加ファイバ、プラセオジウム
(Ｐr) 添加ファイバ，テルビウム(Ｔb) 共添加ツリウム
(Ｔm) 添加ファイバ、ホルミウム(Ｈo) 共添加ツリウム
(Ｔm) 添加ファイバを所定の組み合わせで用いる。それ
ぞれの光ファイバを用いた光増幅器の利得帯域は上述し
た通りであり、それらを組み合わせることにより 1.3〜
1.6μｍ帯で任意の帯域の光信号の増幅が可能になる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の双方向利
得分割型光増幅器は、隣接する各帯域の光信号を互いに
逆方向に伝搬して増幅することにより、隣接する光増幅
器の利得帯域がオーバラップしても光信号間の干渉によ
る伝送品質の劣化はない。また、各光増幅器から出力さ
れる自然放出光による利得帯域のオーバラップ部分での
過剰なＮＦ劣化を防ぐことができる。
得分割型光増幅器は、隣接する各帯域の光信号を互いに
逆方向に伝搬して増幅することにより、隣接する光増幅
器の利得帯域がオーバラップしても光信号間の干渉によ
る伝送品質の劣化はない。また、各光増幅器から出力さ
れる自然放出光による利得帯域のオーバラップ部分での
過剰なＮＦ劣化を防ぐことができる。
【図１】本発明の双方向利得分割型光増幅器の基本構成
を示す図。
を示す図。
【図２】光増幅器１−１〜１−ｎの利得帯域を示す図。
【図３】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第１の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図４】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第２の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図５】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第３の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図６】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第４の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図７】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第６の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図８】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第７の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図９】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第９の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図１０】本発明の双方向利得分割型光増幅器の第１０
の実施形態を示す図。
の実施形態を示す図。
【図１１】従来の片方向の帯域分割型光増幅器の構成を
示す図。
示す図。
【図１２】光増幅器１−１，１−２の利得帯域を示す
図。
図。
１ 光増幅器
２ 光合分波器
３ 光サーキュレータ（３端子）
４ 光サーキュレータ（３端子、非完全循環型）
５ 帯域分割型光増幅器
６ 光合分波器（アレイ導波路回折格子型光合分波器）
７ 光サーキュレータ（４端子）
８ 希土類添加ファイバ
９ 励起光源
１０ 光サーキュレータ（４端子、非完全循環型）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｊ 14/00
14/02
(72)発明者 相田 一夫
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−29685（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−269522（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−217233（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−244255（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−227102（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−137411（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−144801（ＪＰ，Ａ)
Ｋ．−Ｉ．Ｓｕｚｕｋｉ，Ｈ．Ｍａｓ
ｕｄａ，Ｓ．Ｋａｗａｉ，Ｋ．Ａｉｄａ
ａｎｄ Ｋ．Ｎａｋａｇａｗａ，“Ｂ
ｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ 10−ｃｈａ
ｎｎｅｌ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ ＷＤＭ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ
250ｋｍ ｕｓｉｎｇ 76ｎｍ（1531
−1607ｎｍ）ｇａｉｎ−ｂａｎｄ ｂｉ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｅｒｂｉｕｍ
−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉ
ｆｉｅｒｓ，”Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ．Ｖｏｌ．33，Ｎｏ.
23，（1997 Ｎｏｖ ６），ｐｐ．1967
−1968
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 10/00
H04J 14/00
ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ)
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 端子２に入力された光信号を分波して端
子１および端子３に出力し、端子１および端子３に入力
された異なる帯域の光信号を合波して端子２に出力する
第１および第２の光合分波器と、 利得帯域Ａを有し、入力端子が前記第１の光合分波器の
端子３に接続され、出力端子が前記第２の光合分波器の
端子３に接続される第１の光増幅器と、 利得帯域Ｂを有し、入力端子が前記第２の光合分波器の
端子１に接続され、出力端子が前記第１の光合分波器の
端子１に接続される第２の光増幅器とを備え、 前記第１の光合分波器の端子２から入力される前記利得
帯域Ａの光信号を端子３に分波し、前記第１の光増幅器
で増幅して前記第２の光合分波器の端子３から端子２に
出力し、前記第２の光合分波器の端子２から入力される
前記利得帯域Ｂの光信号を端子１に分波し、前記第２の
光増幅器で増幅して前記第１の光合分波器の端子１から
端子２に出力する構成である双方向利得分割型光増幅器
において、前記第１の光増幅器は、利得帯域Ａが波長軸上で連続し
ない利得帯域Ａ１，Ａ３，Ａ５，…に分割された複数の
光増幅器から構成され、前記第２の光増幅器は、利得帯
域Ｂが波長軸上で連続しない利得帯域Ａ２，Ａ４，Ａ
６，…に分割された複数の光増幅器から構成され、 前記利得帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，…の波長に対す
る利得の平坦部が波長軸上で連続して補完しあう櫛形周
期構造に設定された ことを特徴とする双方向利得分割型
光増幅器。 - 【請求項２】 端子１に入力された光信号を端子２に出
力し、端子２に入力された光信号を端子３に出力する第
１および第２の光サーキュレータと、 利得帯域Ａを有し、入力端子が前記第１の光サーキュレ
ータの端子３に接続され、出力端子が前記第２の光サー
キュレータの端子１に接続される第１の光増幅器と、 利得帯域Ｂを有し、入力端子が前記第２の光サーキュレ
ータの端子３に接続され、出力端子が前記第１の光サー
キュレータの端子１に接続される第２の光増幅器とを備
え、 前記第１の光サーキュレータの端子２から入力される前
記利得帯域Ａの光信号を端子３に出力し、前記第１の光
増幅器で増幅して前記第２の光サーキュレータの端子１
から端子２に出力し、前記第２の光サーキュレータの端
子２から入力される前記利得帯域Ｂの光信号を端子３に
出力し、前記第２の光増幅器で増幅して前記第１の光サ
ーキュレータの端子１から端子２に出力する構成である
双方向利得分割型光増幅器において、前記第１の光増幅器は、利得帯域Ａが波長軸上で連続し
ない利得帯域Ａ１，Ａ３，Ａ５，…に分割された複数の
光増幅器から構成され、前記第２の光増幅器は、利得帯
域Ｂが波長軸上で連続しない利得帯域Ａ２，Ａ４，Ａ
６，…に分割された複数の光増幅器から構成され、 前記利得帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，…の波長に対す
る利得の平坦部が波長軸上で連続して補完しあう櫛形周
期構造に設定された ことを特徴とする双方向利得分割型
光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26620597A JP3416037B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 双方向利得分割型光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26620597A JP3416037B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 双方向利得分割型光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11112436A JPH11112436A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3416037B2 true JP3416037B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17427729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26620597A Expired - Lifetime JP3416037B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 双方向利得分割型光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416037B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5978174B2 (ja) * | 2013-07-08 | 2016-08-24 | 日本電信電話株式会社 | 中継器 |
| JPWO2023105658A1 (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26620597A patent/JP3416037B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｋ．−Ｉ．Ｓｕｚｕｋｉ，Ｈ．Ｍａｓｕｄａ，Ｓ．Ｋａｗａｉ，Ｋ．Ａｉｄａ ａｎｄ Ｋ．Ｎａｋａｇａｗａ，"Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ １０−ｃｈａｎｎｅｌ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ ＷＤＭ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ ２５０ｋｍ ｕｓｉｎｇ ７６ｎｍ（１５３１−１６０７ｎｍ）ｇａｉｎ−ｂａｎｄ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ，"Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ．Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．２３，（１９９７ Ｎｏｖ ６），ｐｐ．１９６７−１９６８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11112436A (ja) | 1999-04-23 |
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