JP3657772B2

JP3657772B2 - Gain flattener

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Publication number: JP3657772B2
Application number: JP11341698A
Authority: JP
Inventors: 玲彦西木; 健介佐々木; 恭子小谷
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: JPH11307852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は利得平坦化器にかかり，特に，波長多重通信に用いられる光増幅器の利得特性を平坦化する利得平坦化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
異なる波長を持つ多数の光信号を同時に扱い，大容量の光伝送や波長ルーティングを実現しようとする波長多重（以下「ＷＤＭ（Ｗａｖｅ−ｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）」と称する。）光通信においては，増幅波長特性が平坦で広帯域な光増幅器が求められる。この光増幅器で最も有望視されているのが光ファイバ増幅器である。光ファイバ増幅器は，希土類イオン，例えば，エルビウム（Ｅｒ）を添加した光ファイバを光増幅媒体として使用し，信号光と励起光とを入射し，光励起された希土類イオンに信号光を作用させて，誘導放出を起こし，信号光を増幅するものである。
【０００３】
波長多重用の光ファイバ増幅器として，エルビウム添加ファイバ増幅器（以下「ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）」と称する。）が多用されているが，希土類イオンの発光スペクトルがエネルギー順位の微細構造を反映して平坦でないために，増幅波長特性は大きくうねり，その平坦化には技術的改良が必要である。
【０００４】
そこで，ＥＤＦＡの利得を平坦化するために，ＥＤＦＡの利得波長特性と逆特性を持つ光フィルタ（利得透過器）を用いて利得を平坦化する方法が検討されている。光フィルタを用いた利得平坦化器では，利得平坦化器に要求される平坦化特性や製造コスト等の関係から，光フィルタとして３つのガウス分布光フィルタ（ＧａｕｓｓｉａｎＦｉｌｔｅｒ）を直線状に接続した光フィルタの集合体を用いることが行われており，そのガウス分布光フィルタとして，長周期ファイバグレーティング（以下，「ＬＰＧ（ＬｏｎｇＰｅｒｉｏｄＧｒａｔｉｎｇ）」と称する。）を用いる手法が，特開平９−１４５９４１に開示されている。ＬＰＧは，光感受性を有する光ファイバ中に紫外線を選択的に照射することにより数１０〜数１００μｍのピッチで屈折率変化を起こさせるものであり，クラッディングモードによる損失を誘起するデバイスである。
【０００５】
上記文献に示されたＬＰＧを用いた利得平坦化器４００について，図７を参照しながら説明する。利得平坦化器４００は，直方体形状のパッケージ２０の相対向する側面にそれぞれ光ファイバ２１，２２が接続されている。パッケージ２０内部において，光ファイバ２１は後述するＬＰＧの集合体３０の一端に接続され，光ファイバ２２はＬＰＧの集合体３０の他端に接続されている。また，光ファイバ２１，２２は，パッケージ２０の両端において，固定スリーブ１２により固定されており，ＬＰＧの集合体３０は空中に保持された状態で固定されている。
【０００６】
ＬＰＧの集合体３０は，パッケージ２０の長手方向と平行に配されており，光波長に対する透過率の異なる３種類のＬＰＧを直線状に接続した構成となっている。３種類のＬＰＧを直線状に接続するのは，光損失等の理由により，ＬＰＧ自体の形状を変化させることができないからである。
【０００７】
利得平坦化器４００の外部から光ファイバ２１を介してパッケージ２０の内部に伝搬された光は，ＬＰＧの集合体３０により，利得平坦化器４００の前または後に接続される不図示の光増幅器による利得特性が平坦化された後，光ファイバ２２を介してパッケージ２０の外部に伝搬される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，上述したように，利得平坦化器には，光波長に対する透過率特性の異なる３種類のガウス分布光フィルタを直線状に接続する構造が一般的に用いられているが，この場合，パッケージ寸法が問題となる。特に，ガウス分布光フィルタとしてＬＰＧを用いた場合には，個々のＬＰＧの長さが数１０ｍｍ程度必要であり，図７に示した従来の平坦化利得器４００のように，３種類のＬＰＧを直線状に接続したパッケージ構造とした場合，最終的なパッケージ寸法Ｌが大きくなるという問題点があった。
【０００９】
パッケージ寸法Ｌが大きくなると以下の問題が生じる。すなわち，光ファイバ２１，２２がパッケージ２０の両側の固定スリーブ１２で固定されることにより，ＬＰＧの集合３０が保持される構成となっており，ＬＰＧの集合体３０自体は空中に保持される形となるので，ＬＰＧの集合体３０の長さが長く，パッケージ寸法Ｌが大きいほど，外部からの振動による光学特性及び機械的信頼性に対する影響を無視できなくなるという問題点があった。
【００１０】
さらに，ＬＰＧはＦＢＧに比べ反射波長の温度依存性が大きい。特開平５−５０３１７０には，光ファイバに歪みを与え，ＬＰＧの形状を調節することにより温度補償を図る方法が開示されている。しかし，ＬＰＧ製造時に紫外放射を行う必要があるが，この紫外線によるダメージのためＬＰＧを形成した部分の光ファイバがもろくなり，光ファイバに対して十分な歪みを与えることができず，補償温度範囲が狭くなるという問題点があった。
【００１１】
本発明は，従来の利得平坦化器が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，最終的なパッケージ寸法を小さくし，振動による光学特性及び機械的信頼性に対する影響を少なくすることが可能な，新規かつ改良された利得平坦化器を提供することである。
【００１２】
さらに，本発明の別の目的は，補償温度範囲を広くすることが可能な，新規かつ改良された利得平坦化器を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明によれば，光増幅器の利得を平坦化する利得平坦化器であって，利得平坦化器の前段および／または後段に接続された光増幅器の利得波長特性に応じた波長特性を有するｎ（ｎは２以上の整数）の光フィルタと，少なくとも２の光フィルタが実質的に並列をなすようにｎの光フィルタを収容するパッケージと，並列をなす光フィルタ同士を直列に接続するべく光の進行方向を折り返す光学系とを備えたことを特徴とする利得平坦化器が提供される。なお，光フィルタは，長周期構造のファイバグレーティング（ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄｇｒａｔｉｎｇ）であってもよく，また，光学系の少なくとも１は光反射部材であってもよい。
【００１４】
また，光反射部材は，基板上に形成された２の溝からなり，光フィルタと接続される光ファイバを埋設するためのガイド部と，基板上で所定の形状に形成された光導波路と，光導波路面に形成された光反射部とを備えていてもよい。
【００１５】
かかる構成によれば，導波構造による曲げではなく，反射を利用した導波構造としたので，光反射部材を面積的に小さくすることが可能になり，最終的なパッケージの幅を小さくすることが可能である。また，光反射部材を用いた光フィルタの折り返し構造としたため，光フィルタを直線的に配列してパッケージする場合に比べてパッケージ長さを短くすることが可能である。
【００１６】
さらに，光学系の少なくとも１は光ファイバであり，該光ファイバを略半円上に湾曲させるようにしてもよく，さらに好ましくは，光ファイバは，高ＮＡファイバであるように構成される。かかる構成によれば，光フィルタ同士がすべて光ファイバで接続されているため他の光学系に比較して低損失である。
【００１７】
さらに，パッケージ内に固定部材が設けられ，光フィルタは，該固定部材によりパッケージに固定されていてもよい。かかる構成によれば，すべての光フィルタが固定部材により固定されるため，耐振動性を向上させることが可能である。
【００１８】
さらに好ましくは，固定部材とパッケージとの間に光フィルタの温度を制御する温度補償装置を備え，温度補償装置は，少なくとも光フィルタ近傍の温度を検出する温度検出器と，ペルチェ素子とを含むように構成される。かかる構成によれば，光フィルタの温度を制御するペルチェ素子を配置したので，補償温度範囲を広くすることが可能である。また，光フィルタの折り返し構造としているので直線構造に比べて固定部材を介した熱の均一化が図り易い。さらに，パッケージが放熱器として作用することによりパッケージサイズの増加を抑制することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる利得平坦化器の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下では，第１の実施の形態にかかる利得平坦化器１００の構成を，図１〜図３を参照しながら説明する。本実施の形態において特徴的なのは以下の点である。すなわち，ＬＰＧを直列に接続した場合におけるパッケージサイズの問題を解決するために，光導波路構造による反射機能を有する反射部材と組み合わせて，ＬＰＧ毎の折り返し構造とした点に特徴がある。
【００２１】
利得平坦化器１００は，図１に示すように，金属あるいはセラミック等からなる略直方体形状のパッケージ１０の相対向する側面のそれぞれに光伝搬経路としての光ファイバ２１，２２が接続されている。なお，光伝搬経路としての光ファイバ２１，２２は，簡単な設計変更により，パッケージ１０の任意の場所に接続することが可能であるが，本実施の形態では，パッケージ１０の相対向する側面に接続するものとする。さらにパッケージ１０の形状についても略直方体形状に限定されるものではない。
【００２２】
パッケージ１０の内部において，光ファイバ２１は，光フィルタとして用いる後述のＬＰＧ３１の一端に接続され，光ファイバ２２はＬＰＧ３３の他端に接続されている。また，光ファイバ２１，２２は，パッケージ１０との接続部分に設けられた補強部材１１により固定されている。
【００２３】
光波長に対する透過率特性の異なる３種類のＬＰＧ３１，３２，３３は，図２に示したように，パッケージ１０の長手方向と略平行に配されており，後述する光反射部材４０−１，４０−２を介して直列に接続した構成となっている。ＬＰＧ３１，３２，３３については，利得平坦化器に要求される平坦化特性等を考慮して所定の組み合わせを用いる。従って，本実施の形態においては，図４に示したように，光波長に対する透過率特性の異なる３種類のＬＰＧ３１，３２，３３を用いた利得平坦化器１００の一例について説明するが，本発明はこれに限定されない。
【００２４】
光ファイバ２１と接続されたＬＰＧ３１の他端には，光反射部材４０−１が接続されており，光反射部材４０−１の他端には，ＬＰＧ３２が接続されている。ＬＰＧ３２の他端には光反射部材４０−２が接続されており，光反射部材４０−２の他端には，光ファイバ２２と接続されたＬＰＧ３３が接続されている。すなわち，パッケージ１０の内部では，ＬＰＧ３１，光反射部材４０−１，ＬＰＧ３２，光反射部材４０−２，ＬＰＧ３３が直列に接続されており，さらに，パッケージ１０は，光ファイバ２１，２２と直列に接続されている。
【００２５】
金属あるいはセラミック等からなるベース板５０は，パッケージ１０内部に固定されている。上述のＬＰＧ３１，３２，３３及び光反射部材４０−１，４０−２は，ベース板５０に形成された不図示の溝にはめ込まれることでパッケージ１０に固定されている。
【００２６】
以下では，利得平坦化器１００に特徴的な光反射部材４０−１，４０−２について説明する。
【００２７】
光反射部材４０−１（４０−２）は，図３（Ａ）に示したように，光導波路４６及び反射ミラー４７からなる光反射部４２と，ＬＰＧの端部を固定するためのＶ溝４４，４５が形成され，ＬＰＧの端部から出射される光を光導波路４６に導くためのガイド部４１とから構成されている。ガイド部４１は，例えばシリコン等からなる基板４３上に２つのＶ溝４４，４５が形成されている。光反射部４２には，Ｖ字型の光導波路４６と，光導波路４７の端面に金属薄膜を形成した反射ミラー４７が形成されている。
【００２８】
ガイド部４１のＶ溝４４，４５と光導波路４６との位置関係は，図３（Ｂ）に示したように，Ｖ溝４４に被覆を除去したＬＰＧ３１の端部３１ａを配置したときに，ＬＰＧ３１のコアと光導波路４６の一端とが光結合し，さらに，Ｖ溝４５に被覆を除去したＬＰＧ３２の端部３２ａを配置したときに，ＬＰＧ３２のコアと光導波路４６の他端とが光結合するよう位置合わせされている。
【００２９】
従って，光反射部材４０−１において，Ｖ溝４４内に配置されたＬＰＧ３１の端部３１ａから出射した光は光導波路４６へ入射し，端面の反射ミラー４７で反射されて光導波路４６の他端へ導かれ，Ｖ溝４５内に配置されたＬＰＧ３２の端部３２ａに導かれる。なお，上記作用は双方向的であり，ＬＰＧ３２の端部３２ａから出射した光は，ＬＰＧ３１の端部３１ａに導かれる。
【００３０】
同様に，光反射部材４０−２において，Ｖ溝４４内に配置されたＬＰＧ３２の端部３２ａから出射した光は光導波路４６へ入射し，端面の反射ミラー４７で反射されて光導波路４６の他端へ導かれ，Ｖ溝４５内に配置されたＬＰＧ３３の端部３３ａに導かれる。なお，上記作用は双方向的であり，ＬＰＧ３３の端部３３ａから出射した光は，ＬＰＧ３２の端部３２ａに導かれる。
【００３１】
上述のように，パッケージ１０の内部は，ＬＰＧ３１，３２，３３が折り返し構造を形成し，光反射部材４０−１，４０−２により光信号がＬＰＧ３１，３２，３３を直列に伝搬するように構成されている。すなわち，光ファイバ２１により伝搬された光信号は，パッケージ１０の内部において，まずＬＰＧ３１を介し，光反射部材４０−１により反射され，ＬＰＧ３２に伝搬される。次いで，ＬＰＧ３２を介した光信号は，光反射部材４０−２により反射され，ＬＰＧ３３に伝搬され，さらに，光ファイバ２２を介して，パッケージ１０の外部に伝搬される。
【００３２】
以下では，上述のように構成される利得平坦化器１００の製造方法を説明する。まず，３種類のＬＰＧのうち，ＬＰＧ３１と３３の一端に光ファイバ２１，２２を融着接続する。なお，すべてのＬＰＧ３１，３２，３３において光反射部材４０−１，４０−２のＶ溝４４，４５に配置される端部の被覆は除去してある。
【００３３】
次いで，ベース板５０上に光反射部材４０−１，４０−２を所定の位置，すなわち，ＬＰＧ３２が配置されるＶ溝が一直線上に並ぶような位置に配置，固定する。このように配置された光反射部材４０−１，４０−２のＶ溝４４，４５にＬＰＧ３１，３２，３３の被覆を除去した端部を光導波路４６に突き合わせるように配置し，紫外線（ＵＶ）接着剤を塗布，その上からガラス板で押さえた状態で紫外線を照射してＵＶ接着剤を硬化させる。このとき，端部と光導波路４６を突き合わせた部分に屈折率調節材を塗布すれば，より結合損失を低下させることが可能である。以上の工程により利得平坦化器としてのＬＰＧの折り返し構造が達成される。
【００３４】
ＬＰＧ３１，３２，３３，光反射部材４０−１，４０−２が取り付けられたベース板５０をパッケージ１０内に固定した後，ＬＰＧ３１，３３に接続した光ファイバ２１，２２を，パッケージ１０の補強部材１１を通してパッケージ外に引き出し接着剤により固定する。最後に，ハーメチツクシールによりパッケージに蓋をして利得平坦化器１００が完成する。
【００３５】
以上のように本実施の形態においては導波構造による曲げではなく，反射を利用した導波構造したので，光反射部材４０−１，４０−２を面積的に小さくすることが可能になり，最終的なパッケージ１０の幅を小さくすることが可能である。また，光反射部材４０−１，４０−２を用いてＬＰＧ３１，３２，３３の折り返し構造を採ることが可能になったため，ＬＰＧを直線的に配列してパッケージする場合に比べてパッケージ１０の長さを短くすることが可能である。さらに，すべてのＬＰＧ３１，３２，３３がベース板５０により固定されるため耐振動性を向上させることが可能である。
【００３６】
（第２の実施の形態）
以下では，第２の実施の形態にかかる利得平坦化器２００について，図５を参照しながら説明する。本実施の形態において特徴的なのは以下の点である。すなわち，上述したパッケージサイズの問題を解決するために，第１の実施の形態においては，光反射部材を用いて折り返し構造を実現したが，本実施の形態においては，ＬＰＧ間の接続を高ＮＡ型の光ファイバで行い，曲げ損失を抑制することによりＬＰＧ毎の折り返し構造を達成した点に特徴がある。
【００３７】
利得平坦化器２００は，図５に示したように，金属あるいはセラミック等からなる略直方体形状のパッケージ１０の相対向する側面のそれぞれに光伝搬経路としての光ファイバ２１，２２が接続されている。パッケージ１０の内部において，光ファイバ２１は，光フィルタとして用いる後述のＬＰＧ３１の一端に接続され，光ファイバ２２はＬＰＧ３３の他端に接続されている。また，光ファイバ２１，２２は，パッケージ１０との接続部分に設けられた補強部材１１により固定されている。
【００３８】
光波長に対する透過率特性の異なる３種類のＬＰＧ３１，３２，３３は，図５に示したように，パッケージ１０の長手方向と略平行に配されており，後述する高ＮＡファイバ６０を介して直列に接続した構成となっている。ＬＰＧの構成については，利得平坦化器に要求される平坦化特性等を考慮して所定の組み合わせを用いる。従って，本実施の形態においては，３種類のＬＰＧ３１，３２，３３を用いた利得平坦化器２００の一例について説明するが，本発明はこれに限定されない。
【００３９】
光ファイバ２１と接続されているＬＰＧ３１の他端には，後述の高ＮＡファイバ６０−１が接続されており，高ＮＡファイバ６０−１は略半円形状を成し，その他端には，ＬＰＧ３２が接続されている。ＬＰＧ３２の他端には，高ＮＡファイバ６０−２が接続されており，高ＮＡファイバ６０−２は略半円形状を成し，その他端には，ＬＰＧ３３が接続されている。ＬＧＰ３３の他端には，上述のように，光ファイバ２２が接続されている。このように，高ＮＡファイバ６０−１，６０−２を介してＬＰＧの折り返し構造を実現したのは，光損失等の理由により，ＬＰＧ自体を変形させることができないためである。なお，高ＮＡファイバ６０−１，６０−２を略半円形状とすることによる光損失については後述する。
【００４０】
なお，両端にそれぞれ高ＮＡファイバ６０−１，６０−２が接続されているＬＰＧ３２は，図５に示したように，他のＬＰＧ３１，３３に対して対角線上に配置することが望ましい。高ＮＡファイバ６０−１，６０−２の曲げ直径Ｒを大きくとることができ，光損失をより低減化することが可能である。
【００４１】
金属あるいはセラミック等からなるベース板５０は，パッケージ１０内部に固定されている。上述のＬＰＧ３１，３２，３３及び高ＮＡファイバ６０−１，６０−２は，ベース板５０に形成された不図示の溝にはめ込まれることでパッケージ１０に固定されている。
【００４２】
以下では，本実施の形態に特徴的な高ＮＡファイバ６０−１，６０−２を説明する。
【００４３】
高ＮＡファイバ６０−１（６０−２）としては，コーニング社製ＰＡＹＯＵＴ（以下，「ＰＡＹＯＵＴ」と称する。）を使用した。ＰＡＹＯＵＴは本来ファイバセンサ用として多く用いられるファイバである。一般に用いられるシングルモードファイバであるコーニング社製ＳＭＦ−２８は，曲げ直径が３２ｍｍで１巻き当たりの曲げ損失が０．５ｄＢ以下であるのに対し，ＰＡＹＯＵＴは，曲げ直径が２５ｍｍで１００巻き当たりの曲げ損失が０．０５ｄＢ以下と小さいものである。また，ＰＡＹＯＵＴは，ファイバ表面に酸化チタンコーティングがなされ機械的な信頼性も高い。そこで，本実施の形態においては，ＰＡＹＯＵＴを用い，曲げ直径Ｒを１０ｍｍとし，曲げ損失が０．０２ｄＢ以下であることを確認した。
【００４４】
上述のように，パッケージ１０の内部は，ＬＰＧ３１，３２，３３が折り返し構造を形成し，高ＮＡファイバ６０−１，６０−２により光信号がＬＰＧ３１，３２，３３を直列に伝搬するように構成されている。すなわち，光ファイバ２１により伝搬された光信号は，パッケージ１０の内部において，まずＬＰＧ３１を介し，さらに，高ＮＡファイバ６０−１を介して，ＬＰＧ３２に伝搬される。次いで，ＬＰＧ３２を介した光信号は，高ＮＡファイバ６０−２を介して，ＬＰＧ３３に伝搬され，さらに，光ファイバ２２を介して，パッケージ１０の外部に伝搬される。
【００４５】
以下では，上述のように構成される利得平坦化器２００の製造方法を説明する。
【００４６】
まず，所定の長さの高ＮＡ光ファイバ６０−１，６０−２を略半円形状に湾曲させておく。次いで，３種類のＬＰＧ３１，３２，３３をＬＰＧ３１，高ＮＡファイバ６０−１，ＬＰＧ３２，高ＮＡファイバ６０−２，ＬＰＧ３３の配列でコア拡大法による融着接続を行う。さらにその両端に光ファイバ２１，２２を融着接続する。
【００４７】
次いで，図５に示すように，融着されたＬＰＧ３１，３２，３３を収める溝が形成された金属あるいはセラミックからなるベース板５０にＬＰＧ３１，３２，３３をはめ込み，ＵＶ接着剤を塗布，その上からガラス板で押さえた状態で紫外線を照射してＵＶ接着剤を硬化させる。以上の工程により利得平坦化器２００としてのＬＰＧの折り返し構造が達成される。
【００４８】
ＬＰＧ３１，３２，３３が取り付けられたベース板５０をパッケージ１０内に固定した後，ＬＰＧ３１，３３にそれぞれ接続した２つの光ファイバ２１，２２をパッケージ１０の補強部材１１を通してパッケージ１０の外に引き出し，接着剤により固定する。最後に，ハーメチックシールによりパッケージに蓋をして利得平坦化器２００が完成する。
【００４９】
以上のように利得平坦化器２００においては，ＬＰＧ同士がすべて高ＮＡファイバ６０−１，６０−２で接続されているため他の光接続手段に比較して低損失である。また，ＬＰＧを直線的に配列してパッケージする場合に比べてパッケージ１０の長さを短くすることが可能である。さらに，すべてのＬＰＧ３１，３２，３３がベース板５０により固定されるため，耐振動性を向上させることが可能である。
【００５０】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態における利得平坦化器３００は，第２の実施の形態にかかる利得平坦化器２００を改良したものであり，以下の点に特徴がある。すなわち，利得平坦化器３００は，利得平坦化器２００と構造を同様のものとし，さらに，ＬＰＧ３１，３２，３３とパッケージ１０との間にＬＰＧの温度を制御するぺルチェ素子７０をさらに備え，ペルチェ素子による温度補償機能を付加するものである。なお，本実施の形態においては，利得平坦化器２００に改良を加えた場合の一例につき説明するが，本発明はこれに限定されず，利得平坦化器１００に同様の改良を加えることによっても，本発明は適用可能である。
【００５１】
利得平坦化器３００は，上述のように温度補償機能部以外は，第２の実施の形態にかかる利得平坦化器２００と同様であり，図６に示したように，金属あるいはセラミック等からなるパッケージ１０に光ファイバ２１，２２が接続され，パッケージ１０の内部には，ＬＰＧ３１，３２，３３が高ＮＡファイバ６０−１，６０−２を介して接続され，ベース板５０に固定されている。
【００５２】
さらに，利得平坦化器３００においては，ベース板５０とパッケージ１０との間に後述のぺルチェ素子７０を備えており，ペルチェ素子７０からは電源線７１がパッケージ１０の外部に引き出されている。さらに，ベース板５０には，少なくともＬＰＧ３１，３２，３３近傍の温度を検出する温度センサ（図示せず）に接続されるリード線８１が接続されている。以下では，利得平坦化器２００と同様の構成部材については説明を省略し，利得平坦化器３００に特徴的なぺルチェ素子７０について説明する。
【００５３】
ぺルチェ素子７０としては，小松エレクトロニクス社製のＫＳＭＬ０１０１１Ｇが知られている。まず，ぺルチェ素子７０をパッケージ１０の底面に配置し，電源線７１をパッケージ１０の外へ引き出す。次いで，ＬＰＧ３１，３２，３３を固設したベース板５０をぺルチェ素子７０上に配置して，パッケージ１０に固定する。この時，ぺルチェ素子７０はベース板５０とパッケージ１０に挾み込まれることにより固定される。かかる構成によりパッケージ１０は，ぺルチェ素子７０の放熱器として機能する。最後にパッケージ１０内を窒素パージし，ハーメチックシールによりパッケージ１０に蓋をして利得平坦化器３００が完成する。
【００５４】
利得平坦化器３００によれば，利得平坦化器１００または利得平坦化器２００により奏される効果に加えて，ＬＰＧ３１，３２，３３の温度を制御するぺルチェ素子７０を配置したので，温度補償範囲を広くすることが可能である。また，ＬＰＧ３１，３２，３３の折り返し構造としているので直線構造に比べてベース板５０を介した熱の均一化が図り易い。さらに，パッケージ１０が放熱器として作用することによりパッケージサイズの増加を抑制することが可能である。
【００５５】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる利得平坦化器の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明にかかる利得平坦化器によれば，以下のような優れた効果を奏する。
【００５７】
請求項１，２，３または４に記載の利得平坦化器によれば，導波構造による曲げではなく，反射を利用した導波構造としたので，光反射部材を面積的に小さくすることが可能になり，最終的なパッケージの幅を小さくすることが可能になる。また，光反射部材を用いて光フィルタの折り返し構造を採ることが可能になったため，光フィルタを直線的に配列してパッケージする場合に比べてパッケージ長さを短くすることが可能である。
【００５８】
さらに，請求項５，６に記載の利得平坦化器によれば，曲げ損失が小さい高ＮＡファイバを用いて光フィルタの折り返し構造を採ることが可能になったため，光フィルタ同士がすべて光ファイバで接続されているため他の光学系に比較して低損失である。
【００５９】
本発明の利得平坦化器によれば，導波構造による曲げではなく，反射を利用した導波構造としたので，光反射部材を面積的に小さくすることが可能になり，最終的なパッケージの幅を小さくすることが可能になる。また，光反射部材を用いて光フィルタの折り返し構造を採ることが可能になったため，光フィルタを直線的に配列してパッケージする場合に比べてパッケージ長さを短くすることが可能である。
【００６０】
さらに，本発明の利得平坦化器によれば，曲げ損失が小さい高ＮＡファイバを用いて光フィルタの折り返し構造を採ることが可能になったため，光フィルタ同士がすべて光ファイバで接続されているため他の光学系に比較して低損失である。
【００６１】
さらに，本発明の利得平坦化器によれば，すべての光フィルタが固定部材で固定されるため耐振動性を向上させることが可能である。
【００６２】
さらに，本発明の利得平坦化器によれば，ぺルチェ素子による温度補償機能が付加される。また，光フィルタを折り返し構造としているので直線構造に比べて固定部材を介した熱の均一化が図り易い。さらにはパッケージが放熱器として作用することによりパッケージサイズの増加を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる利得平坦化器のパッケージ外観を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる利得平坦化器のパッケージ内部の各構成要素の配置を示す説明図である。
【図３】光反射部材を示す説明図であり，図３（Ａ）は斜視図であり，図３（Ｂ）は上面図である。
【図４】ＬＰＧの光波長に対する透過率特性を示す説明図である。
【図５】本発明の別の実施の形態にかかる利得平坦化器のパッケージ内部の各構成要素の配置を示す説明図である。
【図６】本発明の別の実施の形態にかかる利得平坦化器のパッケージ内部の各構成要素の配置を示す説明図である。
【図７】従来の利得平坦化器のパッケージ内部の各構成要素の配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１０パッケージ
１１補強スリーブ
２１，２２光ファイバ
３１，３２，３３ＬＰＧ
３１ａ，３２ａ，３２ｂ，３３ａＬＰＧの端部
４０−１，４０−２光反射部材
４１ガイド部
４２光反射部
４３基板
４４，４５Ｖ溝
４６光導波路
４７反射ミラー
５０ベース板
６０−１，６０−２高ＮＡファイバ
７０ペルチェ素子
７１電源線
８１リード線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gain flattening device, and more particularly to a gain flattening device that flattens gain characteristics of an optical amplifier used for wavelength division multiplexing communication.
[0002]
[Prior art]
In wavelength division multiplexing (hereinafter referred to as "WDM (Wave-length Division Multiplexing)") optical communication that handles a large number of optical signals having different wavelengths at the same time and realizes large-capacity optical transmission and wavelength routing. An optical amplifier having a flat characteristic and a wide bandwidth is required. One of the most promising optical amplifiers is an optical fiber amplifier. The optical fiber amplifier uses an optical fiber doped with rare earth ions, for example, erbium (Er), as an optical amplifying medium, makes signal light and excitation light incident, and causes signal light to act on the optically excited rare earth ions, It induces stimulated emission and amplifies signal light.
[0003]
As an optical fiber amplifier for wavelength multiplexing, an erbium-doped fiber amplifier (hereinafter referred to as “EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier)”) is widely used. Therefore, the amplification wavelength characteristics swell greatly, and technical improvement is necessary for the flattening.
[0004]
Therefore, in order to flatten the gain of the EDFA, a method of flattening the gain by using an optical filter (gain transmitter) having a characteristic opposite to the gain wavelength characteristic of the EDFA has been studied. In a gain flattening device using an optical filter, light obtained by connecting three Gaussian filters as optical filters in a straight line due to the flattening characteristics required for the gain flattening device and the manufacturing cost. A method using a long period fiber grating (hereinafter referred to as “LPG (Long Period Grating)”) as a Gaussian optical filter is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-145941. It is disclosed. The LPG is a device that induces a refractive index change at a pitch of several tens to several hundreds of μm by selectively irradiating ultraviolet light into an optical fiber having photosensitivity, and induces a loss due to a cladding mode.
[0005]
The gain flattener 400 using the LPG shown in the above document will be described with reference to FIG. In the gain flattening device 400, optical fibers 21 and 22 are connected to opposite side surfaces of the rectangular parallelepiped package 20, respectively. In the package 20, the optical fiber 21 is connected to one end of an LPG assembly 30 described later, and the optical fiber 22 is connected to the other end of the LPG assembly 30. The optical fibers 21 and 22 are fixed at both ends of the package 20 by the fixing sleeve 12, and the LPG aggregate 30 is fixed in a state of being held in the air.
[0006]
The LPG assembly 30 is arranged in parallel to the longitudinal direction of the package 20 and has a configuration in which three types of LPGs having different transmittances with respect to the light wavelength are connected in a straight line. The reason why the three types of LPG are connected in a straight line is that the shape of the LPG itself cannot be changed for reasons such as optical loss.
[0007]
The light propagating from the outside of the gain flattener 400 into the package 20 through the optical fiber 21 is sent by an optical amplifier (not shown) connected before or after the gain flattener 400 by the LPG assembly 30. After the gain characteristic is flattened, it is propagated outside the package 20 via the optical fiber 22.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the gain flattener generally uses a structure in which three types of Gaussian distribution optical filters having different transmittance characteristics with respect to the light wavelength are connected in a straight line. Size is a problem. In particular, when an LPG is used as a Gaussian distribution optical filter, the length of each LPG needs to be about several tens of millimeters, and three types of LPGs are required as in the conventional flattening gain device 400 shown in FIG. When the package structure is connected in a straight line, there is a problem that the final package dimension L becomes large.
[0009]
When the package dimension L becomes large, the following problems occur. That is, the optical fibers 21 and 22 are fixed by the fixing sleeves 12 on both sides of the package 20 so that the LPG aggregate 30 is held, and the LPG aggregate 30 itself is held in the air. Therefore, as the LPG assembly 30 is longer and the package dimension L is larger, there is a problem that influences on optical characteristics and mechanical reliability due to external vibration cannot be ignored.
[0010]
Furthermore, LPG has a greater temperature dependence of the reflection wavelength than FBG. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-503170 discloses a method for compensating temperature by giving distortion to an optical fiber and adjusting the shape of the LPG. However, it is necessary to radiate ultraviolet rays at the time of LPG production. However, due to damage caused by the ultraviolet rays, the portion of the optical fiber where the LPG is formed becomes brittle, and the optical fiber cannot be sufficiently distorted. There was a problem of narrowing.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional gain flattener. The object of the present invention is to reduce the final package size and to influence the optical characteristics and mechanical reliability due to vibration. It is a novel and improved gain flattener capable of reducing
[0012]
Furthermore, another object of the present invention is to provide a new and improved gain flattener capable of widening the compensation temperature range.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, The present invention Is a gain flattener for flattening the gain of the optical amplifier, and has a wavelength characteristic corresponding to the gain wavelength characteristic of the optical amplifier connected to the front stage and / or the rear stage of the gain flattener. Is an integer greater than or equal to 2), a package containing n optical filters so that at least two optical filters are substantially in parallel, and light traveling to connect the parallel optical filters in series. There is provided a gain flattening device including an optical system for turning back a direction. In addition ,light The filter may be a long-period fiber grating, and ,light At least one of the academic systems may be a light reflecting member.
[0014]
The light reflecting member , Group A guide section for embedding an optical fiber connected to an optical filter, an optical waveguide formed in a predetermined shape on the substrate, and formed on the surface of the optical waveguide, comprising two grooves formed on the plate You may provide the light reflection part.
[0015]
According to such a configuration, since the waveguide structure using the reflection is used instead of the bending by the waveguide structure, the light reflecting member can be reduced in area, and the width of the final package can be reduced. Is possible. Further, since the optical filter is folded back using the light reflecting member, the package length can be shortened compared to the case where the optical filters are linearly arranged and packaged.
[0016]
further ,light At least one of the academic systems is an optical fiber, and the optical fiber may be bent in a substantially semicircle. More preferably, the optical fiber is , High It is configured to be an NA fiber. According to such a configuration, since the optical filters are all connected by the optical fiber, the loss is low as compared with other optical systems.
[0017]
further , Pa A fixing member may be provided in the package, and the optical filter may be fixed to the package by the fixing member. According to such a configuration, since all the optical filters are fixed by the fixing member, it is possible to improve the vibration resistance.
[0018]
More preferably , Solid A temperature compensation device that controls the temperature of the optical filter is provided between the fixed member and the package. , Small At least, a temperature detector for detecting the temperature in the vicinity of the optical filter and a Peltier element are included. According to such a configuration, since the Peltier element for controlling the temperature of the optical filter is arranged, the compensation temperature range can be widened. In addition, since the optical filter has a folded structure, it is easier to equalize the heat through the fixing member than the linear structure. Furthermore, it is possible to suppress an increase in package size by the package acting as a heat sink.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a gain flattener according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0020]
(First embodiment)
Hereinafter, the configuration of the gain flattener 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The features of this embodiment are as follows. That is, in order to solve the problem of the package size when the LPGs are connected in series, there is a feature in that a folded structure for each LPG is formed in combination with a reflecting member having a reflecting function by the optical waveguide structure.
[0021]
As shown in FIG. 1, in the gain flattener 100, optical fibers 21 and 22 as light propagation paths are connected to opposite side surfaces of a substantially rectangular parallelepiped package 10 made of metal or ceramic. The optical fibers 21 and 22 as the light propagation paths can be connected to any location of the package 10 by a simple design change. In the present embodiment, the optical fibers 21 and 22 are arranged on opposite side surfaces of the package 10. Shall be connected. Further, the shape of the package 10 is not limited to a substantially rectangular parallelepiped shape.
[0022]
Inside the package 10, the optical fiber 21 is connected to one end of an LPG 31 (described later) used as an optical filter, and the optical fiber 22 is connected to the other end of the LPG 33. The optical fibers 21 and 22 are fixed by a reinforcing member 11 provided at a connection portion with the package 10.
[0023]
As shown in FIG. 2, the three types of LPGs 31, 32, 33 having different transmittance characteristics with respect to the light wavelength are arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the package 10, and light reflecting members 40-1, 40, which will be described later. -2 is connected in series. For the LPGs 31, 32, and 33, a predetermined combination is used in consideration of the flattening characteristics required for the gain flattener. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, an example of the gain flattener 100 using three types of LPGs 31, 32, and 33 having different transmittance characteristics with respect to the light wavelength will be described. Is not limited to this.
[0024]
A light reflecting member 40-1 is connected to the other end of the LPG 31 connected to the optical fiber 21, and an LPG 32 is connected to the other end of the light reflecting member 40-1. A light reflecting member 40-2 is connected to the other end of the LPG 32, and an LPG 33 connected to the optical fiber 22 is connected to the other end of the light reflecting member 40-2. That is, inside the package 10, the LPG 31, the light reflecting member 40-1, the LPG 32, the light reflecting member 40-2, and the LPG 33 are connected in series, and the package 10 is connected in series with the optical fibers 21 and 22. Has been.
[0025]
A base plate 50 made of metal or ceramic is fixed inside the package 10. The above-described LPGs 31, 32, and 33 and the light reflecting members 40-1 and 40-2 are fixed to the package 10 by being fitted into grooves (not shown) formed in the base plate 50.
[0026]
Hereinafter, the light reflecting members 40-1 and 40-2 characteristic of the gain flattener 100 will be described.
[0027]
As shown in FIG. 3A, the light reflecting member 40-1 (40-2) includes a light reflecting portion 42 including an optical waveguide 46 and a reflecting mirror 47, and a V-groove for fixing an end portion of the LPG. 44 and 45 are formed, and are constituted by a guide portion 41 for guiding the light emitted from the end portion of the LPG to the optical waveguide 46. In the guide portion 41, two V grooves 44 and 45 are formed on a substrate 43 made of, for example, silicon. In the light reflecting portion 42, a V-shaped optical waveguide 46 and a reflecting mirror 47 in which a metal thin film is formed on the end face of the optical waveguide 47 are formed.
[0028]
As shown in FIG. 3B, the positional relationship between the V grooves 44 and 45 of the guide portion 41 and the optical waveguide 46 is such that the end portion 31a of the LPG 31 from which the coating is removed is disposed in the V groove 44. The core of the LPG 32 and one end of the optical waveguide 46 are optically coupled, and when the end 32a of the LPG 32 with the coating removed is disposed in the V groove 45, the core of the LPG 32 and the other end of the optical waveguide 46 are optically coupled. So that they are aligned.
[0029]
Therefore, in the light reflecting member 40-1, the light emitted from the end portion 31a of the LPG 31 disposed in the V groove 44 enters the optical waveguide 46, is reflected by the reflecting mirror 47 on the end face, and is reflected at the other end of the optical waveguide 46. To the end 32 a of the LPG 32 disposed in the V-groove 45. The above operation is bidirectional, and the light emitted from the end portion 32a of the LPG 32 is guided to the end portion 31a of the LPG 31.
[0030]
Similarly, in the light reflecting member 40-2, the light emitted from the end portion 32 a of the LPG 32 disposed in the V groove 44 enters the optical waveguide 46, is reflected by the reflecting mirror 47 on the end face, and other than the optical waveguide 46. Guided to the end and guided to the end 33 a of the LPG 33 disposed in the V-groove 45. The above operation is bidirectional, and light emitted from the end portion 33a of the LPG 33 is guided to the end portion 32a of the LPG 32.
[0031]
As described above, the inside of the package 10 is configured such that the LPGs 31, 32, 33 form a folded structure, and the optical signals propagate through the LPGs 31, 32, 33 in series by the light reflecting members 40-1, 40-2. Has been. That is, the optical signal propagated by the optical fiber 21 is first reflected by the light reflecting member 40-1 through the LPG 31 and propagated to the LPG 32 inside the package 10. Next, the optical signal via the LPG 32 is reflected by the light reflecting member 40-2, propagated to the LPG 33, and further propagated outside the package 10 via the optical fiber 22.
[0032]
Below, the manufacturing method of the gain flattener 100 comprised as mentioned above is demonstrated. First, of the three types of LPGs, the optical fibers 21 and 22 are fused and connected to one ends of the LPGs 31 and 33. In all LPGs 31, 32, and 33, the covering of the end portions disposed in the V grooves 44 and 45 of the light reflecting members 40-1 and 40-2 is removed.
[0033]
Next, the light reflecting members 40-1 and 40-2 are arranged and fixed on the base plate 50 at predetermined positions, that is, positions where the V-grooves on which the LPGs 32 are arranged are aligned. The end portions of the light reflecting members 40-1 and 40-2 arranged in this manner are arranged so that the ends of the LPGs 31, 32, and 33 are removed so as to abut the optical waveguide 46, and ultraviolet rays (UV ) Apply the adhesive, and then cure the UV adhesive by irradiating it with ultraviolet rays while holding it with a glass plate. At this time, if a refractive index adjusting material is applied to a portion where the end portion and the optical waveguide 46 are abutted, the coupling loss can be further reduced. The LPG folding structure as a gain flattener is achieved by the above steps.
[0034]
After fixing the base plate 50 to which the LPGs 31, 33, 33 and the light reflecting members 40-1, 40-2 are fixed in the package 10, the optical fibers 21, 22 connected to the LPGs 31, 33 are connected to the reinforcing members of the package 10. 11 is pulled out of the package through 11 and fixed with an adhesive. Finally, the package is covered with a hermetic seal to complete the gain flattener 100.
[0035]
As described above, in this embodiment, since the waveguide structure using reflection is used instead of bending by the waveguide structure, the light reflecting members 40-1 and 40-2 can be reduced in area. It is possible to reduce the width of the final package 10. Further, since it is possible to adopt the folded structure of LPGs 31, 32, and 33 using the light reflecting members 40-1 and 40-2, the length of the package 10 is longer than the case where the LPG is linearly arranged and packaged. It is possible to shorten the length. Furthermore, since all the LPGs 31, 32, 33 are fixed by the base plate 50, vibration resistance can be improved.
[0036]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a gain flattener 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The features of this embodiment are as follows. That is, in order to solve the above-described problem of the package size, the folding structure is realized by using the light reflecting member in the first embodiment. However, in this embodiment, the connection between the LPGs has a high NA. It is characterized in that a folded structure for each LPG is achieved by using a type of optical fiber and suppressing bending loss.
[0037]
As shown in FIG. 5, in the gain flattener 200, optical fibers 21 and 22 as light propagation paths are connected to opposite sides of a substantially rectangular parallelepiped package 10 made of metal or ceramic. . Inside the package 10, the optical fiber 21 is connected to one end of an LPG 31 (described later) used as an optical filter, and the optical fiber 22 is connected to the other end of the LPG 33. The optical fibers 21 and 22 are fixed by a reinforcing member 11 provided at a connection portion with the package 10.
[0038]
As shown in FIG. 5, the three types of LPGs 31, 32, 33 having different transmittance characteristics with respect to the light wavelength are arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the package 10, and are connected in series via a high NA fiber 60 described later. It is the structure connected to. For the LPG configuration, a predetermined combination is used in consideration of the flattening characteristics required for the gain flattener. Therefore, in the present embodiment, an example of the gain flattener 200 using the three types of LPGs 31, 32, and 33 will be described, but the present invention is not limited to this.
[0039]
A high NA fiber 60-1 described later is connected to the other end of the LPG 31 connected to the optical fiber 21, and the high NA fiber 60-1 has a substantially semicircular shape, and the other end has an LPG 32. Is connected. A high NA fiber 60-2 is connected to the other end of the LPG 32. The high NA fiber 60-2 has a substantially semicircular shape, and an LPG 33 is connected to the other end. The optical fiber 22 is connected to the other end of the LGP 33 as described above. The reason why the LPG folding structure is realized through the high NA fibers 60-1 and 60-2 is that the LPG itself cannot be deformed due to optical loss or the like. The optical loss due to the high NA fibers 60-1 and 60-2 having a substantially semicircular shape will be described later.
[0040]
Note that the LPG 32 to which the high NA fibers 60-1 and 60-2 are respectively connected at both ends is desirably disposed diagonally with respect to the other LPGs 31 and 33 as shown in FIG. The bending diameter R of the high NA fibers 60-1 and 60-2 can be increased, and the optical loss can be further reduced.
[0041]
A base plate 50 made of metal or ceramic is fixed inside the package 10. The above-described LPGs 31, 32, and 33 and the high NA fibers 60-1 and 60-2 are fixed to the package 10 by being fitted into grooves (not shown) formed in the base plate 50.
[0042]
Hereinafter, the high NA fibers 60-1 and 60-2 characteristic of this embodiment will be described.
[0043]
As the high NA fiber 60-1 (60-2), PAYOUT manufactured by Corning (hereinafter referred to as “PAYOUT”) was used. PAYOUT is a fiber that is often used for fiber sensors. Corning SMF-28, which is a commonly used single mode fiber, has a bending diameter of 32 mm and a bending loss of less than 0.5 dB per winding, while PAYOUT has a bending diameter of 25 mm and a winding of 100 turns. The bending loss is as small as 0.05 dB or less. In addition, PAYOUT has high mechanical reliability because the fiber surface is coated with titanium oxide. Therefore, in the present embodiment, it was confirmed that PAYOUT was used, the bending diameter R was 10 mm, and the bending loss was 0.02 dB or less.
[0044]
As described above, the inside of the package 10 is configured such that the LPGs 31, 32, and 33 form a folded structure, and the optical signals propagate through the LPGs 31, 32, and 33 in series by the high NA fibers 60-1 and 60-2. Has been. That is, the optical signal propagated by the optical fiber 21 is first propagated to the LPG 32 through the LPG 31 and then through the high NA fiber 60-1 inside the package 10. Next, the optical signal via the LPG 32 is propagated to the LPG 33 via the high NA fiber 60-2 and further propagated outside the package 10 via the optical fiber 22.
[0045]
Below, the manufacturing method of the gain flattener 200 comprised as mentioned above is demonstrated.
[0046]
First, the high NA optical fibers 60-1 and 60-2 having a predetermined length are curved in a substantially semicircular shape. Next, the three types of LPGs 31, 32, and 33 are fusion-bonded by the core expansion method in the arrangement of LPG 31, high NA fiber 60-1, LPG 32, high NA fiber 60-2, and LPG 33. Further, the optical fibers 21 and 22 are fused and connected to both ends thereof.
[0047]
Next, as shown in FIG. 5, the LPG 31, 32, 33 is fitted on the base plate 50 made of metal or ceramic in which grooves for accommodating the fused LPGs 31, 32, 33 are formed, and a UV adhesive is applied thereon. The UV adhesive is cured by irradiating with ultraviolet rays while being pressed by a glass plate. The LPG folding structure as the gain flattener 200 is achieved by the above steps.
[0048]
After fixing the base plate 50 to which the LPGs 31, 32, and 33 are attached in the package 10, the two optical fibers 21 and 22 connected to the LPGs 31 and 33 are pulled out of the package 10 through the reinforcing member 11 of the package 10, Fix with adhesive. Finally, the gain flattener 200 is completed by covering the package with a hermetic seal.
[0049]
As described above, in the gain flattener 200, all LPGs are connected by the high NA fibers 60-1 and 60-2, so that the loss is lower than that of other optical connection means. Further, the length of the package 10 can be shortened as compared with the case where the LPG is linearly arranged and packaged. Furthermore, since all the LPGs 31, 32, and 33 are fixed by the base plate 50, it is possible to improve vibration resistance.
[0050]
(Third embodiment)
The gain flattening device 300 in the third embodiment is an improvement of the gain flattening device 200 according to the second embodiment, and is characterized in the following points. That is, the gain flattening device 300 has the same structure as that of the gain flattening device 200, and further includes a Peltier element 70 for controlling the temperature of the LPG between the LPGs 31, 32, 33 and the package 10. A temperature compensation function by a Peltier element is added. In the present embodiment, an example in which the gain flattener 200 is improved will be described. However, the present invention is not limited to this, and the gain flattener 100 may be improved in the same manner. The present invention is applicable.
[0051]
The gain flattener 300 is the same as the gain flattener 200 according to the second embodiment except for the temperature compensation function unit as described above, and is made of metal or ceramic as shown in FIG. Optical fibers 21 and 22 are connected to the package 10, and LPGs 31, 32, and 33 are connected to the inside of the package 10 via high NA fibers 60-1 and 60-2 and fixed to the base plate 50.
[0052]
Further, the gain flattener 300 includes a Peltier element 70 described later between the base plate 50 and the package 10, and a power line 71 is drawn from the Peltier element 70 to the outside of the package 10. Furthermore, a lead wire 81 connected to a temperature sensor (not shown) for detecting at least the temperature in the vicinity of the LPGs 31, 32, 33 is connected to the base plate 50. In the following, description of components similar to those of the gain flattener 200 will be omitted, and the Peltier element 70 characteristic of the gain flattener 300 will be described.
[0053]
As the Peltier element 70, KSML01011G manufactured by Komatsu Electronics Co., Ltd. is known. First, the Peltier element 70 is arranged on the bottom surface of the package 10, and the power supply line 71 is drawn out of the package 10. Next, the base plate 50 on which the LPGs 31, 32, and 33 are fixed is disposed on the Peltier element 70 and fixed to the package 10. At this time, the Peltier element 70 is fixed by being sandwiched between the base plate 50 and the package 10. With this configuration, the package 10 functions as a radiator of the Peltier element 70. Finally, the inside of the package 10 is purged with nitrogen, and the package 10 is covered with a hermetic seal to complete the gain flattener 300.
[0054]
According to the gain flattening device 300, in addition to the effect produced by the gain flattening device 100 or the gain flattening device 200, the Peltier element 70 for controlling the temperature of the LPGs 31, 32, 33 is arranged. It is possible to widen the range. Further, since the LPGs 31, 32, and 33 are folded back, it is easy to achieve uniform heat through the base plate 50 as compared to the linear structure. Furthermore, it is possible to suppress an increase in package size by the package 10 acting as a radiator.
[0055]
The preferred embodiment of the gain flattener according to the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such an example. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, the gain flattening device according to the present invention has the following excellent effects.
[0057]
According to the gain flattening device of the first, second, third, or fourth aspect, since the waveguide structure using reflection is used instead of bending by the waveguide structure, the light reflecting member can be reduced in area. This makes it possible to reduce the final package width. Further, since it is possible to adopt a folded structure of the optical filter using the light reflecting member, it is possible to shorten the package length as compared with the case where the optical filter is linearly arranged and packaged.
[0058]
Further, according to the gain flattening device of the fifth and sixth aspects, since it is possible to adopt a folded structure of the optical filter using a high NA fiber having a small bending loss, the optical filters are all optical fibers. Since it is connected, the loss is low compared to other optical systems.
[0059]
The present invention According to the gain flattening device, since the waveguide structure using reflection is used instead of bending by the waveguide structure, the light reflecting member can be reduced in area, and the final package width can be reduced. It becomes possible to make it smaller. Further, since it is possible to adopt a folded structure of the optical filter using the light reflecting member, it is possible to shorten the package length as compared with the case where the optical filter is linearly arranged and packaged.
[0060]
further, The present invention According to the gain flattening apparatus, since it is possible to adopt the folded structure of the optical filter using a high NA fiber with a small bending loss, the optical filters are all connected by the optical fiber, so that other optical systems are used. Compared with the low loss.
[0061]
further, The present invention According to the gain flattening device, since all the optical filters are fixed by the fixing member, it is possible to improve the vibration resistance.
[0062]
further, The present invention According to the gain flattening device, a temperature compensation function using a Peltier element is added. In addition, since the optical filter has a folded structure, it is easier to equalize the heat through the fixing member than the linear structure. Furthermore, an increase in package size can be suppressed by the package acting as a radiator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an appearance of a package of a gain flattening device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arrangement of components inside a package of the gain flattening device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a light reflecting member, FIG. 3 (A) is a perspective view, and FIG. 3 (B) is a top view.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing transmittance characteristics with respect to the light wavelength of LPG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement of components in a package of a gain flattening device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an arrangement of components in a package of a gain flattening device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an arrangement of components in a package of a conventional gain flattener.
[Explanation of symbols]
10 packages
11 Reinforcement sleeve
21, 22 Optical fiber
31, 32, 33 LPG
31a, 32a, 32b, 33a LPG ends
40-1, 40-2 Light reflecting member
41 Guide part
42 Light reflector
43 substrates
44, 45 V groove
46 Optical waveguide
47 Reflection mirror
50 base plate
60-1, 60-2 High NA fiber
70 Peltier element
71 Power line
81 Lead wire

Claims

A gain flattener that flattens the gain of an optical amplifier:
An optical filter of n (n is an integer of 2 or more) having a wavelength characteristic corresponding to the gain wavelength characteristic of the optical amplifier connected to the front stage and / or the rear stage of the gain flattening device;
A package of at least two optical filters to accommodate the optical filter of the n to form a substantially parallel,
An optical system that turns back the traveling direction of light so that the optical filters in parallel are connected in series;
Equipped with a,
The optical filter is a long-period fiber grating having a long period structure,
A fixing member is provided in the package, and the optical filter is fixed to the package by the fixing member,
A gain flattening device comprising a temperature compensation device for controlling the temperature of the optical filter between the fixing member and the package .

Characterized in that said at least one optical system is a light reflecting member, gain flattening of claim 1.

The light reflecting member is
A guide portion for embedding an optical fiber connected to the optical filter, comprising two grooves formed on the substrate;
An optical waveguide formed in a predetermined shape on the substrate;
A light reflecting portion formed on the surface of the optical waveguide;
The gain flattening device according to claim 2 , further comprising:

Wherein at least one of the optical system is an optical fiber, characterized in that bending the optical fiber in a substantially semicircle, gain flattening device according to any one of claims 1 to 3.

The gain flattening device according to claim 4 , wherein the optical fiber is a high NA fiber.

Wherein the temperature compensation device is characterized in that it comprises a temperature detector for detecting the temperature of at least the optical filters vicinity of a Peltier element, gain flattening device according to any one of claims 1 to 5.