JP3599543B2

JP3599543B2 - 光ファイバアンプ

Info

Publication number: JP3599543B2
Application number: JP33338797A
Authority: JP
Inventors: 篤史関村
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: JPH11168255A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システム等に使用されて光信号を直接増幅する光ファイバアンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
希土類元素がドープされた光ファイバを用いた光ファイバアンプは、光−電気変換を伴わずに光信号を増幅できるので利便性がよく、将来の光通信に必要不可欠なデバイスとして開発が進められている。
光ファイバアンプに用いられる希土類元素がドープされた光ファイバとしては、１．０６μｍまたは１．３２μｍ帯の光信号を増幅するネオジム（Ｎｄ）ドープ光ファイバ、１．３μｍ帯の光信号を増幅するプラセオジム（Ｐｒ）ドープ光ファイバなどが挙げられるが、中でも光通信に用いられる１．５５μｍ帯に利得を有するエルビウム（Ｅｒ）ドープ光ファイバを用いた光ファイバアンプの研究が盛んである。
【０００３】
従来の光ファイバアンプについて図２を参照して説明する。
従来の光ファイバアンプ１０において、２は受信した光信号が入力される光信号入力光ファイバ、３、９は矢印の方向にのみ光信号を伝搬させ、反対方向は阻止するアイソレータ、４は、エルビウム等の希土類元素をドープした希土類元素ドープ光ファイバ、５は励起光を供給するレーザダイオードなどの励起光源、６は光合分波器である。
【０００４】
光信号入力光ファイバ２からの入力光信号は、第１のアイソレータ３を経てエルビウムなどの希土類元素がドープされた光ファイバ４を通り、光合分波器６に供給される。一方、励起光源５は、入力光信号の波長に対応する所定の波長の励起光を生じ、この励起光を光合分波器６に供給する。光合分波器６は互いに波長の異なる入力光信号と励起光とを合波し、増幅された増幅光信号は第２のアイソレータ９を経て光信号出力光ファイバ８に出力される。
【０００５】
従来より光ファイバアンプ１０の利得制御は、上記励起光を発生する励起光の強度を増減することによって行われるのが一般的である。例えば励起光源としてレーザダイオードを用いた場合には、レーザダイオードの起動電流を制御すればよい。レーザダイオードの駆動電流を増加させると、上記励起光の強度が増加し、光信号の増幅利得が増すことになる。逆に、この光ファイバアンプの光出射端に大きなレベルの光信号を必要としないときには、レーザダイオードの駆動電流を減少させて上記励起光の強度を弱くする。
【０００６】
しかし、従来の光ファイバアンプでは、上記レーザダイオードの起動電流をしきい値近傍にまで低くすると励起光波長が不安定となり、その結果、光合分波器から出射される励起光出力が安定しなくなる。また、通常励起光源の温度調整は冷却のみによって行われているが、低電流駆動時には励起光源の発熱量が小さいために、温度調整が有効に機能しないということもあり、光ファイバアンプの出力が安定しないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、低いレベルの光信号でも安定して出力することができる光ファイバアンプを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明においては、希土類元素がドープされた光ファイバと、この光ファイバに励起光を供給する励起光源を備え、前記光ファイバに入力された光信号を光増幅する光ファイバアンプにおいて、前記励起光源の出力端に固定型の光減衰器が接続され、励起光源の駆動電力を大きくして励起光を安定させて出力させ、この出力された励起光の強度を前記固定型の光減衰器によって、前記励起光源をしきい値近傍で駆動したときに得られる光強度に減衰させて前記光ファイバに供給することを特徴とする光ファイバアンプを提供する。また、増幅された光信号の出力安定度が±０．１ｄＢ／ｈである光ファイバアンプを提供する。また、励起光源は励起光波長が１．４８μｍであり、駆動電流が160ｍＡ以上で駆動されることを特徴とする光ファイバアンプを提供する。更に、前記光減衰器が軸ずれ融着により励起光を減衰させる構成である光ファイバアンプを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明について図１を参照して説明する。
図１の光ファイバアンプ１は、図２に示す従来の光ファイバアンプの構成と同様に、光信号入力光ファイバ２と光信号出力光ファイバ８、第１のアイソレータ３と第２のアイソレータ９、および希土類元素ドープ光ファイバ４と光合分波器６と励起光源５とを備え、これに加えて励起光源５の出力端に接続した光減衰器７を備えている。
【００１０】
本発明の光ファイバアンプ１においては、励起光源５から出力される励起光の強度を必要に応じて光減衰器７により減衰させてから光合分波器６に供給することによって、光信号出力光ファイバに出射する光信号のレベルを変化させることができる。したがって、従来ならば励起光源をしきい値近傍で起動しなければ得られなかった小さなレベルの光信号も安定して出力することができる。
【００１１】
光減衰器７としては、例えば軸ずれ融着により励起光を減衰させる構成のものや耐熱性に優れた減衰膜を埋め込んだ構成のものなど、一般に用いられる各種の光学素子によって構成することができる。また、複数の光減衰器を組み合わせてもよい。
【００１２】
図１の光ファイバアンプ１は、希土類元素ドープ光ファイバ４に後方から励起光を入射する後方励起方式の場合であるが、前方励起または双方励起のいずれを採用してもよい。
【００１３】
【実施例】
（従来例）
図２に示す構成の従来の光ファイバアンプ１０において、４はエルビウムドープの光ファイバ、５は励起光波長１．４８μｍ、駆動電流５００ｍＡにて励起光出力が９０ｍＷのレーザダイオードで構成された励起光源、６は１．４８μｍの波長の励起光を反射して１．５５μｍの波長の信号光を透過する誘電体多層膜フィルタを備えた光合分波器である。この光ファイバアンプ１０では、出力光＋３ｄＢｍの出力を得るための励起光源５の駆動電流は８５ｍＡ、励起光源のしきい値は５２ｍＡである。この光ファイバアンプの出力安定度は±０．３ｄＢ／ｈであった。また、レーザダイオードの発熱量が小さいため、温度調整のための冷却機能がうまく作動しなかった。
【００１４】
（実施例）
図１は、励起光源５の出力端に減衰量３ｄＢとなるように調整した軸ずれ融着構成の光減衰器７を接続した以外は上記した従来例と同様の構成の本発明の光ファイバアンプ１である。この光ファイバアンプ１では、従来例の光ファイバアンプ１０と同じ出力光＋３ｄＢｍの出力を得るための励起光源５の駆動電力は１６０ｍＡであり、出力安定度は±０．１ｄＢ／ｈであった。また、温度調整の冷却機能は適正に作動した。
【００１５】
実施例の光ファイバアンプでは、従来の光ファイバアンプでは安定しない出力光＋３ｄＢｍを得るのに、励起光源５のしきい値５２ｍＡにくらべて大きな１６０ｍＡという駆動電力で動作させることができるため励起光が安定し、安定した出力光を得ることができた。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の光ファイバアンプにおいては、励起光源の駆動電力を大きくして励起光を安定させて出力させ、この出力された励起光を前記固定型の光減衰器によって減衰させて前記光ファイバに供給するために低いレベルの光信号も安定して出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバアンプの構成を説明する説明図である。
【図２】従来の光ファイバアンプの構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
１本発明の光ファイバアンプ
２光信号入力光ファイバ
３第１のアイソレータ
４希土類元素ドープ光ファイバ
５励起光源
６光合分波器
７光減衰器
８光信号出力光ファイバ
９第１のアイソレータ
１０従来の光ファイバアンプ

Claims

希土類元素がドープされた光ファイバと、この光ファイバに励起光を供給する励起光源を備え、前記光ファイバに入力された光信号を光増幅する光ファイバアンプにおいて、前記励起光源の出力端に固定型の光減衰器が接続され、励起光源の駆動電力を大きくして励起光を安定させて出力させ、この出力された励起光の強度を前記固定型の光減衰器によって、前記励起光源をしきい値近傍で駆動したときに得られる光強度に減衰させて前記光ファイバに供給することを特徴とする光ファイバアンプ。
増幅された光信号の出力安定度が±０．１ｄＢ／ｈであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバアンプ。
励起光源は励起光波長が１．４８μｍであり、駆動電流が160ｍＡ以上で駆動されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアンプ。
固定型の光減衰器が、軸ずれ融着により構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の光ファイバアンプ。