JP5103908B2

JP5103908B2 - 光学モジュール

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Publication number: JP5103908B2
Application number: JP2007000181A
Authority: JP
Inventors: 忍玉置
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-01-04
Filing date: 2007-01-04
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-01-04
Also published as: US20080165413A1; US7561325B2; JP2008166643A

Description

本発明は、励起光が供給され被増幅光を光増幅する増幅用光ファイバを備える光学モジュールに関するものである。

現在、レーザ光を用いた加工技術が注目されており、加工用や医療用等の分野において高出力なレーザ光源の需要が高まっている。各種レーザ光源の中で特に注目されているレーザ光源としてファイバレーザ光源が挙げられる。ファイバレーザ光源は、Ｙｂ，Ｅｒ，Ｔｍ等の希土類元素がコアに添加された増幅用光ファイバを光増幅媒体として用いて、励起光で被増幅光を増幅して高パワーの光を出力し、或いは、レーザ発振してレーザ光を出力することができる。ファイバレーザ光源の利点として、レーザ光が増幅用光ファイバ内で閉じ込められていることから扱いが容易である点や、熱放射性が良いことから大規模な冷却設備を必要としない点などが挙げられる。

しかし、ファイバレーザ光源では、高パワーの光が増幅用光ファイバ内で発生することにより、増幅用光ファイバ中でのレイリ散乱、光学部品での反射、出射光からの反射光など、通常の光の伝搬方向と逆の方向に伝搬する光も大きなパワーを有する場合がある。そのような逆方向伝搬光が存在する際に最も注意しなければならない点の１つは、励起光源への戻り光を抑制して、励起光源を保護することである。

被増幅光の光源と増幅用光ファイバとの間の光ファイバとしてシングルモード光ファイバが用いられるので、通信帯でも多く用いられている光アイソレータなどを使用することで、被増幅光源への戻り光を抑圧することが可能である。これに対して、励起光源と増幅用光ファイバとの間の光ファイバとして高パワーの励起光を伝搬させるためにマルチモード光ファイバが用いられることが多いが、マルチモード型の光アイソレータは稀少であり非常に高価である。また、励起光源と増幅用光ファイバとの間に誘電体多層膜フィルタなどを挿入するにしても、高パワーの励起光が光結合部でロスとなってしまい、放熱面および励起効率の面で短所を持つ。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、安価に励起光源を保護することができる光学モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る光学モジュールは、(1) 励起光が供給され被増幅光を光増幅し得る増幅用光ファイバと、(2) この増幅用光ファイバに供給すべき励起光を出力する励起光源と、(3) 第１ポート、第２ポート及び被増幅光を入力する被増幅光入力ポートを含む複数のポートそれぞれに入力した光を合波して共通ポートから出力することが可能であり、逆に共通ポートから入力した光を複数のポートに出力することが可能であり、第１ポートに入力された励起光を共通ポートから増幅用光ファイバへ出力する光結合器と、(4) 励起光源から出力された励起光に遅延時間を与えて第１ポートへ出力する遅延用光ファイバと、(5) 第２ポートから出力された光を検知する光検知器と、(6) 光検知器による検知結果に基づいて、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、被増幅光入力ポートへ入力される被増幅光または遅延用光ファイバに入力される励起光を停止またはその強度を低減するように制御する制御部とを備え、遅延用光ファイバによる遅延時間は、光検知器の検知から被増幅光または励起光の出力変動までに要する時間より長いことを特徴とする。

この光学モジュールでは、励起光源から出力された励起光は、遅延用光ファイバにより所定の遅延が付えられた後、光結合器の第１ポートに入力され、この光結合器の共通ポートから出力されて、増幅用光ファイバへ供給される。一方、戻り光は、光結合器の第１ポートから出力されて遅延用光ファイバを経て励起光源へ向かうとともに、光結合器の第２ポートからも出力されて光検知器により検知される。そして、制御部により、光検知器による検知結果に基づいて、増幅用光ファイバへの励起光または被増幅光の入射が制御されて、励起光源への戻り光の入射が抑制され得る。

本発明に係る光学モジュールでは、制御部は、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源からの励起光の出力を停止または強度を低減させるのが好適である。

この場合には、励起光源から出力された励起光に対して遅延用光ファイバにより与えられる遅延は、光検知器の検知から励起光源の出力変動までに要する時間より長い。したがって、制御部により、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源からの励起光の出力が停止または強度が低減されることで、励起光源への戻り光の入射が抑制され得る。

本発明に係る光学モジュールは、励起光源と遅延用光ファイバとの間に設けられ光の伝搬をオンまたはオフする光学部品を備え、制御部は、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、光学部品における光の伝搬をオフさせるのが好適である。

この場合には、励起光源と遅延用光ファイバとの間に光伝搬をオンまたはオフする光学部品が設けられていて、励起光源から出力された励起光に対して遅延用光ファイバにより与えられる遅延は、光検知器の検知から光学部品の光伝搬オフまでに要する時間より長い。したがって、制御部により、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、光学部品における光伝搬がオフされることで、励起光源への戻り光の入射が抑制され得る。

本発明に係る光学モジュールは、被増幅光を出力する被増幅光源を備え、制御部は、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、被増幅光源からの被増幅光の出力を停止または強度を低減させるのが好適である。

この場合には、励起光源から出力された励起光に対して遅延用光ファイバにより与えられる遅延は、光検知器の検知から被増幅光源の出力変動までに要する時間より長い。したがって、制御部により、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、被増幅光源からの被増幅光の出力が停止または強度が低減されることで、励起光源への戻り光の入射が抑制され得る。

本発明に係る光学モジュールは、被増幅光を出力する被増幅光源と、被増幅光源の被増幅光を直接変調または被増幅光原からの被増幅光を外部変調する変調器とを備え、制御部は、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、変調器の変調をオフさせるのが好適である。

この場合には、励起光源から出力された励起光に対して遅延用光ファイバにより与えられる遅延は、光検知器の検知から被増幅光源の印加電圧変調オフまでに要する時間より長い。したがって、制御部により、光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、被増幅光源に印加される電圧変調がオフされることで、励起光源への戻り光の入射が抑制され得る。

本発明によれば、安価に励起光源を保護することができる光学モジュールを提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、実施形態と対比されるべき比較例について説明した後に、比較例と対比しつつ実施形態について説明する。

（比較例）

初めに、比較例の光学モジュール９について説明する。図１は、比較例の光学モジュール９の構成図である。この図に示される光学モジュール９は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、光ファイバ３２、被増幅光源４１、光ファイバ４２、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６１および光アイソレータ６２を備える。

この光学モジュール９では、励起光源３１から出力されて光ファイバ３２を経た励起光と、被増幅光源４１から出力されて光ファイバ４２および光アイソレータ６１を経た被増幅光とは、光結合器２０により合波されて、増幅用光ファイバ１０の一端に入射される。励起光および被増幅光が一端に入射されて導波される増幅用光ファイバ１０では、その増幅用光ファイバ１０に添加されている希土類元素（Ｙｂ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｔｂなど）が励起光により励起されて、被増幅光が光増幅される。そして、増幅用光ファイバ１０において光増幅された被増幅光は、増幅用光ファイバ１０の他端から出射され、光アイソレータ６２を経て光出射端７０から外部へ出力される。

例えば、増幅用光ファイバ１０は、図２に示されるような径方向の屈折率プロファイルを有していて、コア１０ａ，第１クラッド１０ｂおよび第２クラッド１０ｃを有する所謂ダブルクラッド構造となっている。コアは被増幅光をシングルモードで伝搬し、第１クラッドは励起光をマルチモードで伝搬する。コアに濃度１５０００wt.ppmのＹｂが添加されており、被増幅光はコア内で光増幅される。この増幅用光ファイバ１０は、図３に示されるような吸収断面積および放出断面積それぞれの波長依存性を有する。ファイバ長は９ｍである。

励起光源３１は例えばレーザダイオードを含み、励起光源３１から出力される励起光の波長は９１５ｎｍまたは９７４ｎｍである。被増幅光源４１は例えばレーザダイオードを含み、被増幅光源４１から出力される被増幅光の波長は、１０３０〜１１３０ｎｍの波長範囲内にあり、例えば１０６０ｎｍである。

励起光源３１と光結合器２０との間の光ファイバ３２は、図４に示されるような径方向の屈折率プロファイルを有していて、コア３２ａおよびクラッド３２ｂを有する。コア３２ａは、励起光源３１から出力された励起光をマルチモードで伝搬する。

光結合器２０は、図５に示されるような構成のもので、一方の側に複数（図では７個）のポートＰ_１〜Ｐ_７を有し、他方の側に共通ポートＰ_０を有する。この光結合器２０は、ポートＰ_１〜Ｐ_７に入力した光を合波してポートＰ_０から出力することができ、また、ポートＰ_０に入力した光を分岐してポートＰ_１〜Ｐ_７それぞれから出力することができる。

光結合器２０の共通ポートＰ_０側の光ファイバは、増幅用光ファイバ１０と同様のダブルクラッド構造のもので、増幅用光ファイバ１０に接続される。ポートＰ_１は、光ファイバ４２を介して被増幅光源４１に接続される。ポートＰ_２は、光ファイバ３２を介して励起光源３１に接続される。また、ポートＰ_３は、光ファイバ５２を介して光検知器５１に接続される。なお、他のポートＰ_４〜Ｐ_７も、他の光ファイバを介して他の励起光源に接続されてもよい。

この光学モジュール９において、光出射端７０から外部へ出力されるべき光のうちの一部が光出射端７０で反射されると、その反射光は光アイソレータ６２により遮断され、該反射光が励起光源３１に入射することはない。しかし、光アイソレータ６２の入射端より前段においてレイリ散乱や接続点での反射などがあった場合には、その反射光は励起光源３１に戻ることがあり、励起光源３１がダメージを受ける恐れがある。

励起光源３１へ向かう戻り光は、光結合器２０により分岐されて、励起光源３１だけでなく光検知器５１にも入射される。そこで、光検知器５１により戻り光が検知されたことを受けて、励起光源３１における励起光出力を停止または低減する等の対策をとることで、励起光源３１への戻り光の入射を抑制し、励起光源３１を保護することが考えられる。

しかし、このような対策をとったとしても、励起光源３１および光検知器５１それぞれと光結合器２０とを結ぶ光ファイバ３２，５２の長さの差は一般的に１ｍ未満であることから、光検知器５１により戻り光を検知した後に励起光源３１の出力を制御するタイミングは、励起光源３１に戻り光が入射するタイミングより遅くなってしまう。それ故、励起光源３１に戻り光が入射する時間が長くなってしまい、励起光源３１のダメージ積算時間は多くなってしまう。

このような戻り光により励起光源がダメージを被る問題は、上記の前方向励起の場合だけでなく、後方向励起や双方向励起の場合にも存在する。以下に説明する本発明に係る光学モジュールの実施形態は、上記で説明した戻り光により励起光源がダメージを被る問題を抑制し得るものである。

（第１実施形態）

次に、本発明に係る光学モジュールの第１実施形態について説明する。図６は、第１実施形態に係る光学モジュール１の構成図である。この図に示される光学モジュール１は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、遅延用光ファイバ３２、被増幅光源４１、光ファイバ４２、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６１、光アイソレータ６２および制御部９１を備える。

図１に示された比較例の光学モジュール９の構成と比較すると、この図６に示される第１実施形態に係る光学モジュール１は、励起光源３１と光結合器２０との間に所要長の遅延用光ファイバ３２を備える点で相違し、また、制御部９１を備える点で相違する。

遅延用光ファイバ３２は、励起光源３１から伸びているピグテイル光ファイバとの接続損失を小さく抑圧するため、そのピグテイル光ファイバと同じ構造であることが望ましい。光検知器５１と光結合器２０との間に設けられる光ファイバ５２も、励起光源３１から伸びているピグテイル光ファイバと同じ構造であることが望ましい。また、一般的に光結合器２０から伸びている光ファイバのバラツキは１ｍ未満であるので、励起光源３１から光結合器２０までの光路長と光結合器２０から光検知器５１までの光路長との差が１ｍ以上である場合は、遅延用光ファイバ３２が挿入されていると言える。

この光学モジュール１では、励起光源３１と光結合器２０との間に所要長の遅延用光ファイバ３２が挿入されていることにより、光検知器５１により戻り光を検知した後に励起光源３１の出力を制御するタイミングは、励起光源３１に戻り光が入射するタイミングより早くなって、それ故、励起光源３１に戻り光が入射する時間が短縮され、励起光源３１のダメージ積算時間は少なくなる。このようにして、安価な構成で励起光源３１は保護され得る。

励起光源３１と光結合器２０との間に所要長の遅延用光ファイバ３２が挿入されていることにより、増幅用光ファイバ１０への励起光の供給タイミングが遅れる。しかし、被増幅光の応答に同期して励起光を高速に変動させるような制御を必要としているわけではないので、増幅用光ファイバ１０に入射する被増幅光と励起光のタイミングは同期しなくても構わない。

次に、第１実施形態に係る光学モジュール１の動作について、比較例の光学モジュール９の動作と対比して説明する。図７は、比較例の光学モジュール９の動作を説明する図である。また、図８は、第１実施形態に係る光学モジュール１の動作を説明する図である。各図（ａ）は、励起光源３１への戻り光のパワーの時間的変化を示し、各図（ｂ）は、光検知器５１への戻り光のパワーの時間的変化を示す。

図７に示されるように、比較例の光学モジュール９では、励起光源３１および光検知器５１それぞれへの戻り光の到達タイミングは殆ど同時である。光結合器２０から伸びている光ファイバのバラツキが１ｍであるとしても、励起光源３１および光検知器５１それぞれへの戻り光の到達タイミングは約５ｎｓ程度の差でしかない。光検知器５１が戻り光を検知してから制御を始めて励起光源３１の出力を制御しようとする際の制御時間は、アナログ回路で約０.１μｓであり、高速デジタル回路では約１μｓの程度である。この制御時間から考えると、光結合器２０から伸びている光ファイバのバラツキは実質的に無いに等しい。

一方、図８に示されるように、第１実施形態に係る光学モジュール１では、例えば遅延用光ファイバ３２の長さを２００ｍとすると、励起光源３１および光検知器５１それぞれへの戻り光の到達タイミングは約１μｓの差がある。したがって、戻り光が励起光源３１に達するタイミングより１μｓ前に戻り光を光検知器５１により検知することができるので、制御部９１は、戻り光が励起光源３１に達する前に何かしらの制御アクションを起こすことが可能である。

そこで、第１実施形態では、制御部９１は、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１からの励起光の出力を停止または強度を低減させる。また、遅延用光ファイバ３２は、励起光源３１から出力された励起光に対して、光検知器５１の戻り光検知から励起光源３１の出力変動までに要する時間より長い遅延時間を与える。このようにすることにより、安価な構成で励起光源３１は保護され得る。

（第２実施形態）

次に、本発明に係る光学モジュールの第２実施形態について説明する。図９は、第２実施形態に係る光学モジュール２の構成図である。この図に示される光学モジュール２は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、遅延用光ファイバ３２、光学部品３３、被増幅光源４１、光ファイバ４２、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６１、光アイソレータ６２および制御部９２を備える。

図６に示された第１実施形態に係る光学モジュール１の構成と比較すると、この図９に示される第２実施形態に係る光学モジュール２は、励起光源３１と遅延用光ファイバ３２との間に光学部品３３を備える点で相違し、また、制御部９１に替えて制御部９２を備える点で相違する。

光学部品３３は、励起光源３１と遅延用光ファイバ３２との間に設けられており、励起光および戻り光の伝搬をオンまたはオフすることができる。このような光学部品３３として、例えば光スイッチや高速可変光減衰器が用いられる。制御部９２は、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、光学部品３３における光の伝搬をオフさせる。また、遅延用光ファイバ３２は、励起光源３１から出力された励起光に対して、光検知器５１の戻り光検知から光学部品３３の光伝搬オフまでに要する時間より長い遅延時間を与える。このようにすることによっても、励起光源３１への戻り光の入射が抑制され、安価な構成で励起光源３１は保護され得る。

なお、本実施形態では、光学部品３３により伝搬光を全てオフにすることで、励起光源３１からの順伝搬光も遮断してしまい、光学部品３３が蓄熱する恐れがある。しかし、光学部品３３により戻り光を遮断した後に励起光源３１の出力を下げる制御を組込むことで、光学部品３３の蓄熱の恐れも回避できる。

（第３実施形態）

次に、本発明に係る光学モジュールの第３実施形態について説明する。図１０は、第３実施形態に係る光学モジュール３の構成図である。この図に示される光学モジュール３は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、遅延用光ファイバ３２、被増幅光源４１、光ファイバ４２、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６１、光アイソレータ６２および制御部９３を備える。

図６に示された第１実施形態に係る光学モジュール１の構成と比較すると、この図１０に示される第３実施形態に係る光学モジュール３は、制御部９１に替えて制御部９３を備える点で相違する。

本実施形態では、制御部９３は、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、被増幅光を出力する被増幅光源４１の出力を停止または強度を低減させる。また、遅延用光ファイバ３２は、励起光源３１から出力された励起光に対して、光検知器５１の戻り検知から被増幅光源４１の出力変動までに要する時間より長い遅延時間を与える。このようにすることによっても、励起光源３１への戻り光の入射が抑制され、安価な構成で励起光源３１は保護され得る。

（第４実施形態）

次に、本発明に係る光学モジュールの第４実施形態について説明する。図１１は、第４実施形態に係る光学モジュール４の構成図である。この図に示される光学モジュール４は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、遅延用光ファイバ３２、被増幅光源４１、光ファイバ４２、変調器４３、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６１、光アイソレータ６２および制御部９４を備える。

図１０に示された第３実施形態に係る光学モジュール３の構成と比較すると、この図１１に示される第４実施形態に係る光学モジュール４は、変調器４３を備える点で相違し、また、制御部９３に替えて制御部９４を備える点で相違する。

変調器４３は、被増幅光を出力する被増幅光源４１に対して直接変調を加えるものである。制御部９４は、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、変調器４３を制御することで、被増幅光源４１に印加する電圧変調をオフさせて、被増幅光源４１から出力される被増幅光を連続光とする。また、遅延用光ファイバ３２は、励起光源３１から出力された励起光に対して、光検知器５１の戻り検知から被増幅光源４１の印加電圧変調オフまでに要する時間より長い遅延時間を与える。このようにすることによっても、励起光源３１への戻り光の入射が抑制され、安価な構成で励起光源３１は保護され得る。

（第５実施形態）

次に、本発明に係る光学モジュールの第５実施形態について説明する。図１２は、第５実施形態に係る光学モジュール５の構成図である。この図に示される光学モジュール５は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、遅延用光ファイバ３２、被増幅光源４１、光ファイバ４２、変調器４４、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６１、光アイソレータ６２および制御部９５を備える。

図１１に示された第４実施形態に係る光学モジュール４の構成と比較すると、この図１２に示される第５実施形態に係る光学モジュール５は、変調器４３に替えて変調器４４を備える点で相違し、また、制御部９４に替えて制御部９５を備える点で相違する。

変調器４４は、被増幅光源４１から出力される被増幅光に対して外部変調を加えるものである。制御部９５は、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、変調器４４を制御することで、変調器４４の変調をオフさせて、変調器４４から出力される被増幅光を連続光とする。また、遅延用光ファイバ３２は、励起光源３１から出力された励起光に対して、光検知器５１の戻り検知から変調器４４の変調オフまでに要する時間より長い遅延時間を与える。このようにすることによっても、励起光源３１への戻り光の入射が抑制され、安価な構成で励起光源３１は保護され得る。

（第１，第２の変形例）

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記の第１〜第４の実施形態の光学モジュール１〜４は、増幅用光ファイバ１０において被増幅光の伝搬方向と同一の方向に励起光を伝搬させる前方向励起のものであったが、本発明に係る光学モジュールは、図１３に示されるように増幅用光ファイバ１０において被増幅光の伝搬方向と反対の方向に励起光を伝搬させる後方向励起のものであってもよいし、また、図１４に示されるように増幅用光ファイバ１０において双方向に励起光を伝搬させる双方向励起のものであってもよい。

図１３は、第１変形例の光学モジュール６の構成図である。図６に示された第１実施形態に係る光学モジュール１の構成と比較すると、この図１３に示される光学モジュール６は、前方向励起方式から後方向励起方式に変更した点で相違する。すなわち、後方向励起とするため、増幅用光ファイバ１０と光アイソレータ６２との間に光結合器２０が挿入されている。また、制御部９６は、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１からの励起光の出力を停止または強度を低減させる。

図１４は、第２変形例の光学モジュール７の構成図である。図６に示された第１実施形態に係る光学モジュール１の構成と比較すると、この図１４に示される光学モジュール７は、前方向励起方式から双方向励起方式に変更した点で相違する。すなわち、前方向励起の為に、光アイソレータ６１と増幅用光ファイバ１０との間に光結合器２０Ａが挿入されていて、この光結合器２０Ａに遅延用光ファイバ３２Ａを介して励起光源３１Ａが接続され、この光結合器２０Ａに光ファイバ５２Ａを介して光検知器５１Ａが接続されている。後方向励起の為に、増幅用光ファイバ１０と光アイソレータ６２との間に光結合器２０Ｂが挿入されていて、この光結合器２０Ｂに遅延用光ファイバ３２Ｂを介して励起光源３１Ｂが接続され、この光結合器２０Ｂに光ファイバ５２Ｂを介して光検知器５１Ｂが接続されている。また、制御部９７は、光検知器５１Ａにより検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１Ａからの励起光の出力を停止または強度を低減させるとともに、光検知器５１Ｂにより検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１Ｂからの励起光の出力を停止または強度を低減させる。

以上の図１３および図１４に示された変形例の光学モジュール６，６は、第１実施形態の場合と同様に、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１からの励起光の出力を停止または強度を低減させるものである。第２〜第４の各実施形態の場合と同様に、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１と遅延用光ファイバ３２との間に設けられた光学部品３３における光の伝搬をオフさせてもよいし、被増幅光源４１の出力を停止または強度を低減させてもよいし、また、変調器４３を制御することで被増幅光源４１に印加する電圧変調をオフさせてもよい。

（第３変形例）

上記の第１〜第４の実施形態に係る光学モジュール１〜４は、被増幅光源４１から出力された被増幅光を増幅用光ファイバ１０において光増幅するものであったが、本発明に係る光学モジュールは、図１５に示されるように共振器構造を有していてレーザ発振するものであってもよい。

図１５は、第３変形例の光学モジュール８の構成図である。この図に示される光学モジュール８は、増幅用光ファイバ１０、光結合器２０、励起光源３１、遅延用光ファイバ３２、光検知器５１、光ファイバ５２、光アイソレータ６２、光ファイバブラッググレーティング８１、光ファイバブラッググレーティング８２および制御部９８を備える。しかし、この光学モジュール８は被増幅光源を備えていない。

光ファイバブラッググレーティング８１は増幅用光ファイバ１０の一端側に設けられ、光ファイバブラッググレーティング８２は増幅用光ファイバ１０の他端側に設けられている。光ファイバブラッググレーティング８１，８２はファブリペロ型の共振器を構成していて、その共振光路上に増幅用光ファイバ１０が配置されている。

励起光源３１から出力された励起光は、遅延用光ファイバ３２および光結合器２０を経て、光ファイバブラッググレーティング８１を透過し、増幅用光ファイバ１０に供給されて、増幅用光ファイバ１０に添加されている希土類元素を励起する。そして、この励起に応じて増幅用光ファイバ１０から放出された光が共振器によりレーザ発振し、光ファイバブラッググレーティング８２を透過したレーザ発振光は光アイソレータ６２を経て光出射端７０から外部へ出力される。

光アイソレータ６２の入射端より前段において発生した反射光（戻り光）は、光結合器２０により分岐されて、励起光源３１だけでなく光検知器５１にも入射される。そして、制御部９８により、光検知器５１により戻り光が検知されたことを受けて、励起光源３１における励起光出力を停止または低減する等の対策をとることで、励起光源３１への戻り光の入射を抑制し、励起光源３１を保護することができる。

以上の図１５に示された第３変形例の光学モジュール８は、第１実施形態の場合と同様に、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１からの励起光の出力を停止または強度を低減させるものである。第２の実施形態の場合と同様に、光検知器５１により検知された戻り光のパワーが所定値より大きいときに、励起光源３１と遅延用光ファイバ３２との間に設けられた光学部品３３における光の伝搬をオフさせてもよい。

比較例の光学モジュール９の構成図である。増幅用光ファイバ１０の屈折率プロファイルを示す図である。増幅用光ファイバ１０の吸収断面積および放出断面積それぞれの波長依存性を示すグラフである。励起光源３１と光結合器２０との間の光ファイバ３２の屈折率プロファイルを示す図である。光結合器２０の構成を説明する図である。第１実施形態に係る光学モジュール１の構成図である。比較例の光学モジュール９の動作を説明する図である。第１実施形態に係る光学モジュール１の動作を説明する図である。第２実施形態に係る光学モジュール２の構成図である。第３実施形態に係る光学モジュール３の構成図である。第４実施形態に係る光学モジュール４の構成図である。第５実施形態に係る光学モジュール５の構成図である。第１変形例の光学モジュール６の構成図である。第２変形例の光学モジュール７の構成図である。第３変形例の光学モジュール８の構成図である。

符号の説明

１〜８…光学モジュール、１０…増幅用光ファイバ、２０…光結合器、３１…励起光源、３２…遅延用光ファイバ、３３…光学部品、４１…被増幅光源、４２…光ファイバ、４３，４４…変調器、５１…光検知器、５２…光ファイバ、６１，６２…光アイソレータ、７０…光出射端、８１，８２…光ファイバブラッググレーティング、９１〜９８…制御部。

Claims

励起光が供給され被増幅光を光増幅し得る増幅用光ファイバと、
この増幅用光ファイバに供給すべき励起光を出力する励起光源と、
第１ポート、第２ポート及び前記被増幅光を入力する被増幅光入力ポートを含む複数のポートそれぞれに入力した光を合波して共通ポートから出力することが可能であり、逆に前記共通ポートから入力した光を前記複数のポートに出力することが可能であり、前記第１ポートに入力された励起光を前記共通ポートから前記増幅用光ファイバへ出力する光結合器と、
前記励起光源から出力された励起光に遅延時間を与えて前記第１ポートへ出力する遅延用光ファイバと、
前記第２ポートから出力された光を検知する光検知器と、
前記光検知器による検知結果に基づいて、前記光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、前記被増幅光入力ポートへ入力される前記被増幅光または前記遅延用光ファイバに入力される励起光を停止またはその強度を低減するように制御する制御部と
を備え、
前記遅延用光ファイバによる遅延時間は、前記光検知器の検知から前記被増幅光または前記励起光の出力変動までに要する時間より長いことを特徴とする光学モジュール。
前記制御部は、前記光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、前記励起光源からの励起光の出力を停止または強度を低減させる
ことを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
前記励起光源と前記遅延用光ファイバとの間に設けられ光の伝搬をオンまたはオフする光学部品を備え、
前記制御部は、前記光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、前記光学部品における光の伝搬をオフさせる
ことを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
前記被増幅光を出力する被増幅光源を備え、
前記制御部は、前記光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、被増幅光源からの前記被増幅光の出力を停止または強度を低減させる
ことを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
前記被増幅光を出力する被増幅光源と、前記被増幅光源の被増幅光を直接変調または前記被増幅光原からの被増幅光を外部変調する変調器とを備え、
前記制御部は、前記光検知器により検知された光のパワーが所定値より大きいときに、前記変調器の変調をオフさせる
ことを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
前記遅延用光ファイバは、長さが１ｍを越えることを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
前記遅延用光ファイバによる遅延時間は、前記光検知器の検知から前記被増幅光または前記励起光の出力変動までに要する時間が０.１μｓ以上であることを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。