JP5249766B2 - Wdm信号を利得平坦化するための光学コンポーネント、及び同コンポーネントを備える光増幅器 - Google Patents
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Description
ある異なる波長帯における光ポンプ出力と結合されたある通過帯域波長帯における多重化通過帯域信号を受け取り、光ポンプ出力と結合された多重化通過帯域信号を増幅し、送るように作用する第1の利得段と;
光ポンプ出力と結合された増幅された多重化通過帯域信号を第1の利得段から受け取り、利得平坦化のために所望の減衰プロファイルを多重化通過帯域信号に提供するように作用する上記開示による光利得平坦化コンポーネントと;
光学コンポーネント及び光ポンプ出力から多重化通過帯域信号を受け取って多重化通過帯域信号を更に増幅するように作用する第2の利得段とを備え、光利得平坦化コンポーネントによって提供された減衰プロファイルが第1及び第2の利得段の非均一な増幅を補償する。
結合された多重化通過帯域信号及び光ポンプ出力を発射ポート光導波路から受け取るように配向され、かつ、多重化通過帯域信号を送り、光ポンプ出力を反射するように作用する薄膜デマルチプレクサフィルタと;
デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力を受け取り、搬送するように作用し、配向されたバイパスポート光導波路と;
利得平坦化のための所望の減衰プロファイルを有する通過帯域波長帯の多重化通過帯域信号を受け取るように位置決めされ、それを送るように作用する利得平坦化フィルタと;
少なくとも利得平坦化フィルタを通された多重化通過帯域信号を受け取るように配向され、該信号を第2の利得段に送るように作用する出力ポート光導波路とを備える。
薄膜デマルチプレクサフィルタ及び利得平坦化フィルタの両方を担持する光学基板がその中に設置されたハウジングと;
発射ポート光導波路と薄膜デマルチプレクサフィルタとの間に位置決めされており、発射ポート光導波路から発射された、結合された多重化通過帯域信号及び光ポンプ出力を薄膜デマルチプレクサフィルタに発射し、かつ、(ii)薄膜デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力を出力ポート光導波路へ集束させるように作用する、第1のレンズと;
利得平坦化フィルタと出力ポート光導波路との間に位置決めされ、利得平坦化フィルタを通された多重化通過帯域信号を出力ポート光導波路に集束させるように作用する、第2のレンズと、を更に備える。
第1のレンズ及び第2のレンズは各々、ボールレンズ、GRINレンズ、鏡筒レンズ及び非球面レンズから選択され、
発射ポート光導波路及びバイパスポート光導波路は各々、ハウジングに取り付けられたデュアルファイバフェルール内に一緒に保持された光ファイバであり、
薄膜デマルチプレクサフィルタを担持する光学基板の表面、発射ポート光導波路の光ファイバ端面、及びバイパスポート光導波路の光ファイバ端面は各々、光線、すなわち光路に対して直角ではなく、
出力ポート光導波路はハウジングに取り付けられたフェルール内に保持された光ファイバであり、
利得平坦化フィルタは出力ポート光導波路の光ファイバ端面に対して平行ではなく、
光ファイバ端面及びレンズは反射防止コーティングを有している。
第1の光学基板と第2の光学基板との間の光路に位置決めされ、高い反射減衰量をポンプ出力に提供するように作用するアイソレータであり、第2の光学基板の第2の表面が対向するアイソレータと;
光ポンプ出力を搬送するように作用し、光ポンプ出力を第2の光学基板の出力表面に向けて発射するように配向されたポンプ出力光導波路とを更に備えており、出力ポート光導波路、ポンプ出力光導波路、及び第2の光学基板の出力表面が、ポンプ出力光導波路からのポンプ出力を出力ポート光導波路へ反射するように配向されている。このような幾つかの実施形態では、第1の光学基板のリフレクタ表面は発射ポート光導波路に対向し、第1の光学基板の反対側を向いた第2の表面はアイソレータに対向する。場合によっては、第1の光学基板は、リフレクタ表面及び反対側を向いた第2の表面が最大で1°の角度で平行からずれて相互に対して平行にならないように、楔形とすることができる。この開示から当業者には、ここに開示したGFFコンポーネント及び光増幅器の上記実施形態及び他の実施形態のアイソレータ、そこに用いられる1つ又は複数のアイソレータは通過帯域を順方向にのみ送り、いずれかの方向に光ポンプ出力を殆ど送らないか又は全く送らないことが理解されよう。
利得平坦化フィルタは第2の光学基板の出力表面にあり、これにより、第2の光学基板の出力表面は、光ポンプ出力を反射するとともに、所望の減衰プロファイルを通過帯域波長帯の多重化通過帯域信号に提供するように作用し;
第2の光学基板の反対側を向いた第2の表面はアイソレータに対向する。
第1及び第2の光学基板並びにアイソレータがその中に設置されたハウジングと;
(i)発射ポート光導波路及びバイパスポート光導波路と(ii)第1の光学基板のリフレクタ表面との間に位置決めされており、発射ポート光導波路からの結合された多重化通過帯域信号及び光ポンプ出力をデマルチプレクサフィルタへ集束させ、かつ、デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力をバイパスポート光導波路へ集束させるように作用する、第1のレンズと;
(i)第2の光学基板と(ii)出力ポート光導波路及びポンプ出力光導波路との間に位置決めされており、利得平坦化フィルタを通された多重化通過帯域信号を出力ポート光導波路へ集束させるように、ポンプ出力光導波路からの光ポンプ出力を第2の光学基板の出力表面へ発射し、かつ第2の光学基板の出力表面によって反射された光ポンプ出力を出力ポート光導波路へ集束させるように作用する第2のレンズと、を更に備える。
第1のレンズ及び第2のレンズは各々、ボールレンズ、GRINレンズ、鏡筒レンズ及び非球面レンズから選択され、
発射ポート光導波路及びバイパスポート光導波路は各々、ハウジングに取り付けられたデュアルファイバフェルール内に一緒に保持され光ファイバであり、
薄膜デマルチプレクサフィルタは、発射ポート光導波路の光ファイバ端面及びバイパスポート光導波路の光ファイバ端面に対して平行ではなく、
出力ポート光導波路及びポンプ出力光導波路は各々、ハウジングに取り付けられたデュアルファイバフェルール内に一緒に保持され光ファイバであり、
第2の光学基板の出力表面、出力ポート光導波路の光ファイバ端面、及びポンプ出力光導波路の光ファイバ端面は各々、通過帯域信号の光路に対して直角ではない。ここに開示したGFFコンポーネント及び光増幅器のこのような実施形態及び他の実施形態では、光ファイバ端面、レンズ、別法のコーティングされていない光チップ表面等は、既知の設計技法によるARコーティングを有してもよく、この開示の恩恵により、ここではその適用性は当業者に明白となろう。
Claims (23)
- 光ポンプ出力を用いて増幅された多重化通過帯域信号を利得平坦化するための集積化光学コンポーネントであって、
発射ポート、バイパスポート及び出力ポートを有するハウジングと、
通過帯域波長帯の多重化通過帯域信号及び異なる波長帯の光ポンプ出力を伝達するように構成された、前記発射ポートに結合された発射ポート光導波路と;
結合された多重化通過帯域信号及び光ポンプ出力を前記発射ポート光導波路から受け取るように位置決めされ、かつ、前記多重化通過帯域信号を通過し、前記光ポンプ出力を反射するように構成された薄膜デマルチプレクサフィルタと;
前記薄膜デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力を受け取るように位置決めされ、前記反射された光ポンプ出力を搬送するように構成された、前記バイパスポートに結合されたバイパスポート光導波路と;
前記多重化通過帯域信号を前記薄膜デマルチプレクサフィルタから受け取るように位置決めされ、利得平坦化のための所望の減衰プロファイルを有する前記多重化通過帯域信号を通過するように構成された利得平坦化フィルタと;
少なくとも前記利得平坦化フィルタを通過して減衰された多重化通過帯域信号を受け取るように位置決めされ、前記多重化通過帯域信号を搬送するように構成された、前記出力ポートに結合された出力ポート光導波路とを備える、集積化光学コンポーネント。 - 前記発射ポート光導波路からの結合された多重化通過帯域信号及び光ポンプ出力を前記薄膜デマルチプレクサフィルタに集束させるように、かつ前記薄膜デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力を前記バイパスポート光導波路へ集束させるように構成された第1のレンズと、
前記利得平坦化フィルタを通過した多重化通過帯域信号を前記出力ポート光導波路に集束させるように構成された第2のレンズとを更に備える、
請求項1に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記第1のレンズは、前記発射ポート光学導波路と前記薄膜デマルチプレクサフィルタとの間に位置決めされ、
前記第2のレンズは、前記利得平坦化フィルタと前記出力ポート光導波路との間に位置決めされる、
請求項2に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの各々が、ボールレンズ、GRINレンズ及び非球面レンズから選択される、
請求項2又は3に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記発射ポート光導波路、前記バイパスポート光導波路及び前記出力ポート光導波路が各々光ファイバであり、
前記発射ポート光導波路及び前記バイパスポート光導波路が、前記薄膜デマルチプレクサフィルタ及び前記利得平坦化フィルタの両方がその中に設置されたハウジングに取り付けられたデュアルファイバフェルール内に一緒に保持される、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記バイパスポート光導波路が、前記通過帯域波長帯の信号を減衰するように構成された、
請求項5に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記薄膜デマルチプレクサフィルタが、Cバンド、Lバンド、Sバンド、他の通信バンド又は通信バンドの組合せの多重化通過帯域信号を通過するように、かつ980nm波長の光ポンプ出力を反射するように構成されている、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記薄膜デマルチプレクサフィルタ、前記発射ポート光導波路の端面、及び前記バイパスポート光導波路の端面が各々、前記通過帯域信号の光路の方向に対して直角ではなく、
前記利得平坦化フィルタ及び前記出力ポート光導波路の端面が各々、前記通過帯域信号の光路の方向に対して直角ではない、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記出力ポート光導波路が前記ハウジングに取り付けられたフェルール内に保持された光ファイバであり、
前記光ファイバ端面及びレンズは反射防止コーティングを有する、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記薄膜デマルチプレクサフィルタが光学基板の第1の表面上にあり、前記利得平坦化フィルタが前記光学基板の第2の表面上にあり、
前記第1の表面及び前記第2の表面が相互に対して最大でも1°の角度で平行から随意角だけずれており、
前記集積化光学コンポーネントが、
前記バイパスポート光導波路及び前記出力ポート光導波路を光学的に結合して、前記デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力を前記利得平坦化フィルタを通過した多重化通過帯域信号と再結合させるマルチプレクサを更に備える、
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記薄膜デマルチプレクサフィルタが第1の光学基板の第1の表面上にあり、前記利得平坦化フィルタが第2の光学基板の第2の表面上にある、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記薄膜デマルチプレクサフィルタが光学基板の第1の表面上にあり、前記発射ポート光導波路と対向し、前記利得平坦化フィルタが前記光学基板の第2の表面上にあり、前記出力ポート光導波路と対向しており、前記第1の表面及び前記第2の表面は、最大1°の角度で相互に対して平行ではなく、
前記出力ポート光導波路が前記ハウジングに取り付けられたフェルール内に保持された光ファイバであり、
前記利得平坦化フィルタは、前記出力ポート光導波路の前記光ファイバの端面に対して平行ではなく、
前記光ファイバ端面及びレンズは反射防止コーティングを有する、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記薄膜デマルチプレクサフィルタが前記第1の光学基板のリフレクタ表面上にあり、前記第2の光学基板が、前記出力ポート光導波路に対向し、前記光ポンプ出力を反射するように構成された出力表面を有しており、
前記集積化光学コンポーネントが更に、
前記第1の光学基板と前記第2の光学基板との間の光路に位置決めされ、高い反射減衰量をポンプ出力に提供するように構成されたアイソレータであり、前記第2の光学基板の第2の表面が対向するアイソレータと;
光ポンプ出力を搬送するように構成され、光ポンプ出力を前記第2の光学基板の前記出力表面に向けて発射するように位置決めされたポンプ出力光導波路とを備えており、
前記出力ポート光導波路、前記ポンプ出力光導波路、及び前記第2の光学基板の前記出力表面が、前記ポンプ出力光導波路からのポンプ出力を前記出力ポート光導波路へ反射するように位置決めされている、
請求項11に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記第1の光学基板のリフレクタ表面が前記発射ポート光導波路に対向しており、前記第1の光学基板の反対側を向いた第2の表面がアイソレータに対向しており、前記第1の光学基板が、前記リフレクタ表面及び前記反対側を向いた第2の表面が最大で1°の角度で平行からずれて相互に対して平行にならないように楔形になっている、
請求項11に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記利得平坦化フィルタが前記第2の光学基板の出力表面にあり、これにより、前記第2の光学基板の前記出力表面が、前記光ポンプ出力を反射するとともに、所望の減衰プロファイルを前記通過帯域波長帯の多重化通過帯域信号に提供するように構成され;
前記第2の光学基板の反対側を向いた第2の表面はアイソレータに対向しており、前記第2の光学基板が、前記第2の光学基板の前記出力表面及び前記反対側を向いた第2の表面が最大で1°の角度で平行からずれて相互に対して平行にならないように楔形である、
請求項11に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記利得平坦化フィルタが、前記第2の光学基板の反対側を向いた第2の表面にあり、アイソレータに対向しており、
前記第2の光学基板が、前記第2の光学基板の前記出力表面及び前記反対側を向いた第2の表面が最大で1°の角度で平行からずれて相互に対して平行にならないように楔形である、
請求項11に記載の集積化光学コンポーネント。 - (i)前記発射ポート光導波路及びバイパスポート光導波路と(ii)前記第1の光学基板のリフレクタ表面との間に位置決めされており、組み合わされた多重化通過帯域信号及び光ポンプ出力を前記発射ポート光導波路から前記薄膜デマルチプレクサフィルタへ集束させ、かつ、前記薄膜デマルチプレクサフィルタによって反射された光ポンプ出力を前記バイパスポート光導波路へ集束させるように構成された、第1のレンズと;
(i)前記第2の光学基板と(ii)前記出力ポート光導波路及びポンプ出力光導波路との間に位置決めされており、前記利得平坦化フィルタを通過した多重化通過帯域信号を前記出力ポート光導波路へ集束させるように、光ポンプ出力を前記ポンプ出力光導波路から前記第2の光学基板の出力表面へ発射し、かつ前記第2の光学基板の前記出力表面によって反射された光ポンプ出力を前記出力ポート光導波路へ集束させるように構成された第2のレンズと、を更に備えており、
前記出力ポート光導波路及び前記ポンプ出力光導波路が各々、前記ハウジングに取り付けられたデュアルファイバフェルール内に一緒に保持され光ファイバであり、
前記第2の光学基板の前記出力表面が、前記出力ポート光導波路の光ファイバ端面及び前記ポンプ出力光導波路の光ファイバ端面各々に対して平行ではなく、
少なくとも前記光ファイバ端面、及びレンズが反射防止コーティングを有する、
請求項11に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記バイパスポート光導波路及び前記ポンプ出力光導波路が同じ光ファイバ経路の一部であり、前記薄膜デマルチプレクサフィルタによって前記バイパスポート光導波路に反射された光ポンプ出力が前記ポンプ出力光導波路に伝達され、前記第2の光学基板の出力表面によって前記出力ポート光導波路へ反射される、
請求項11乃至17のいずれか1項に記載の集積化光学コンポーネント。 - 前記光ファイバ経路が一繋がりの光ファイバである、又は、前記光ファイバ経路が、前記光ファイバ経路によって搬送された前記光ポンプ出力から多重化通過帯域信号をさらに分離するように構成されたスプライスマルチプレクサ/デマルチプレクサである、
請求項18に記載の集積化光学コンポーネント。 - 光ポンプ出力を用いて多重化通過帯域信号を増幅する光増幅器であって、
光路に沿って以下の順序で光学的に結合された:
異なる波長帯の光ポンプ出力と結合された通過帯域波長帯の多重化通過帯域信号を受け取るように、かつ光ポンプ出力と結合された前記多重化通過帯域信号を増幅しかつ通過するように構成された第1の利得段と;
請求項1乃至19のいずれか1項に記載の光利得平坦化コンポーネントと;
前記光利得平坦化コンポーネント及び光ポンプ出力から前記多重化通過帯域信号を受け取って、前記多重化通過帯域信号を更に増幅するように構成された第2の利得段とを備えており、
前記光利得平坦化コンポーネントによって提供される減衰プロファイルが、前記第1及び第2の利得段の非均一な増幅を補償する、
光増幅器。 - 前記光増幅器が、前記光利得平坦化コンポーネントと前記第2の利得段との間のアイソレータと、前記第2の利得段に続くアイソレータとを更に備える、
請求項20に記載の光増幅器。 - 前記第1及び第2の利得段の各々が、ある長さのドープ光ファイバを含む、エルビウムドープファイバ増幅器であり、
前記多重化通過帯域信号がCバンドにあり、かつ、前記光ポンプ出力が980nm波長を有する、
請求項20又は21に記載の光増幅器。 - 前記光増幅器は光ポンプ出力源を更に備える、
請求項20乃至22のいずれか1項に記載の光増幅器。
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