JP7214527B2 - multicore optical amplifying fiber, multicore optical fiber amplifier and optical communication system - Google Patents
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本発明は、マルチコア光増幅ファイバ、マルチコア光ファイバ増幅器および光通信システムに関するものである。 The present invention relates to a multi-core optical amplifying fiber, a multi-core optical fiber amplifier and an optical communication system.
例えば、海底光通信等の用途において、光増幅器としてマルチコアEDFA(Erbium-Doped optical Fiber Amplifier)を用いることによって、光増幅器の消費電力が削減されることが期待されている。 For example, in applications such as submarine optical communication, it is expected that power consumption of optical amplifiers will be reduced by using multi-core EDFAs (Erbium-Doped optical fiber amplifiers) as optical amplifiers.
マルチコアEDFAについては、マルチコア光増幅ファイバとしてダブルクラッド型のマルチコアEDFを用いて、クラッド励起方式によってコア部に含まれる希土類元素であるエルビウム(Er)を光励起する構成が知られている(非特許文献1、2参照)。
As for the multi-core EDFA, a configuration is known in which a double-clad multi-core EDF is used as a multi-core optical amplification fiber, and erbium (Er), which is a rare earth element contained in the core portion, is optically pumped by a clad pumping method (Non-Patent
しかしながら、通信トラフィックは常に増加しているので、通信容量の増量のためにも、マルチコア光増幅ファイバの特性にはさらに好適なものが求められている。 However, since communication traffic is constantly increasing, even more suitable characteristics of the multi-core optical amplifying fiber are required in order to increase the communication capacity.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、好適な特性を有するマルチコア光増幅ファイバ、ならびにこれを用いたマルチコア光ファイバ増幅器および光通信システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multi-core optical amplifying fiber having suitable characteristics, and a multi-core optical fiber amplifier and optical communication system using the same.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、希土類元素を添加した複数のコア部と、前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置し、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド部と、前記内側クラッド部の外周に位置し、前記内側クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側クラッド部と、を備え、カットオフ波長が前記希土類元素の光増幅波長帯以下の波長となるように前記コア部が設計されており、前記光増幅波長帯において、前記複数のコア部のうち前記内側クラッド部の外縁に最も近いコア部の漏れ損失が0.1dB/100m以下となるクラッド厚を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a multi-core optical amplifying fiber according to one aspect of the present invention provides a plurality of cores doped with a rare earth element, and , an inner cladding portion having a lower refractive index than the maximum refractive index of each core portion; and an outer cladding portion located on the outer periphery of the inner cladding portion and having a lower refractive index than the inner cladding portion The core portion is designed so that the cutoff wavelength is equal to or lower than the optical amplification wavelength band of the rare earth element, and the outer edge of the inner cladding portion among the plurality of core portions in the optical amplification wavelength band The clad thickness is such that the leakage loss of the core portion closest to the is 0.1 dB/100 m or less.
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記光増幅波長帯において、直径50mmで曲げた場合の曲げ損失が0.1dB/100mよりも小さいことを特徴とする。 A multi-core optical amplifying fiber according to an aspect of the present invention is characterized in that bending loss is less than 0.1 dB/100 m when bent at a diameter of 50 mm in the optical amplifying wavelength band.
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、長手方向に垂直な断面における前記複数のコア部のそれぞれの間の離間距離が、前記光増幅波長帯においてコア間クロストークが-30dB/100m以下となるように設定されていることを特徴とする。 In the multi-core optical amplifying fiber according to one aspect of the present invention, the separation distance between each of the plurality of core portions in the cross section perpendicular to the longitudinal direction is -30 dB/100 m or less in the optical amplification wavelength band. It is characterized in that it is set to be
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記複数のコア部のそれぞれの間の離間距離が、前記光増幅波長帯においてコア間クロストークが-40dB/100m以下となるように設定されていることを特徴とする。 In the multi-core optical amplifying fiber according to one aspect of the present invention, the separation distance between each of the plurality of core portions is set such that inter-core crosstalk is −40 dB/100 m or less in the optical amplification wavelength band. It is characterized by
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記複数のコア部のそれぞれの間の離間距離が、前記光増幅波長帯においてコア間クロストークが-50dB/100m以下となるように設定されていることを特徴とする。 In the multi-core optical amplifying fiber according to one aspect of the present invention, the separation distance between each of the plurality of core portions is set such that inter-core crosstalk is −50 dB/100 m or less in the optical amplification wavelength band. It is characterized by
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、長手方向に垂直な断面における、前記内側クラッド部の断面積に対する前記複数のコア部の合計断面積の比が1.460%よりも大きいことを特徴とする。 In the multi-core optical amplifying fiber according to one aspect of the present invention, the ratio of the total cross-sectional area of the plurality of core portions to the cross-sectional area of the inner cladding portion in a cross section perpendicular to the longitudinal direction is greater than 1.460%. Characterized by
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記カットオフ波長は、前記光増幅波長帯の最短波長から100nmの範囲内であることを特徴とする。 A multi-core optical amplifying fiber according to an aspect of the present invention is characterized in that the cutoff wavelength is within a range of 100 nm from the shortest wavelength of the optical amplification wavelength band.
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記希土類元素はエルビウムを含むことを特徴とする。 A multi-core optical amplifying fiber according to an aspect of the present invention is characterized in that the rare earth element contains erbium.
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記希土類元素はエルビウムのみを含むことを特徴とする。 A multi-core optical amplifying fiber according to an aspect of the present invention is characterized in that the rare earth element contains only erbium.
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記内側クラッド部の断面が非円であることを特徴とする。 A multi-core optical amplifying fiber according to an aspect of the present invention is characterized in that the cross section of the inner cladding portion is non-circular.
本発明の一態様に係るマルチコア光増幅ファイバは、前記内側クラッド部は、前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置するトレンチ部を有し、前記トレンチ部の屈折率は前記内側クラッド部の他の部分の屈折率よりも低い屈折率を有することを特徴とする。 In the multi-core optical amplifying fiber according to one aspect of the present invention, the inner clad portion has a trench portion located on the outer periphery of each of the plurality of core portions, and the trench portion has a refractive index different from that of the inner clad portion. is characterized by having a lower refractive index than the portion of .
本発明の一態様に係るマルチコア光ファイバ増幅器は、前記マルチコア光増幅ファイバと、前記マルチコア光増幅ファイバの前記希土類元素を光励起する励起光を出力する励起光源と、前記励起光を前記内側クラッド部に光学結合させる光結合器と、を備えることを特徴とする。 A multi-core optical fiber amplifier according to an aspect of the present invention includes: the multi-core optical amplifying fiber; a pumping light source that outputs pumping light for optically pumping the rare earth element of the multi-core optical amplifying fiber; and an optical coupler for optical coupling.
本発明の一態様に係る光通信システムは、前記マルチコア光ファイバ増幅器を備えることを特徴とする。 An optical communication system according to an aspect of the present invention is characterized by comprising the multi-core optical fiber amplifier.
本発明によれば、好適な特性を有するマルチコア光増幅ファイバを実現できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to realize a multi-core optical amplifying fiber having favorable characteristics.
以下に、図面を参照して実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、本明細書においては、カットオフ波長とは、ITU-T(国際電気通信連合)G.650.1で定義するケーブルカットオフ波長を意味する。また、その他、本明細書で特に定義しない用語についてはG.650.1およびG.650.2における定義、測定方法に従うものとする。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are given the same reference numerals as appropriate. Also, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship of dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Even between the drawings, there are cases where portions with different dimensional relationships and ratios are included. Further, in this specification, the cut-off wavelength refers to ITU-T (International Telecommunications Union) G.35. 650.1 means the cable cutoff wavelength. For other terms not specifically defined in this specification, see G.I. 650.1 and G.I. 650.2 shall comply with the definition and measurement method.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るマルチコア光増幅ファイバの模式的な断面図であり、マルチコア光増幅ファイバの長手方向に垂直な断面を示している。マルチコア光増幅ファイバ1は、7個のコア部1aa、1abと、各コア部1aa、1abの外周に位置する内側クラッド部1bと、内側クラッド部1bの外周に位置する外側クラッド部1cと、を備えているダブルクラッド型かつ7コア型のマルチコア光ファイバである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multicore optical amplifying fiber according to
コア部1aa、1abは、最密充填状態を実現する三角格子状に配置されている。コア部1aaは、内側クラッド部1bの中心近傍に配置されている。6個のコア部1abは、コア部1aaの周囲に正六角形の角の位置となるように配置されている。コア部1aa、1abは、屈折率を高める屈折率調整用ドーパントとして、たとえばゲルマニウム(Ge)やアルミニウム(Al)を含む。また、コア部1aa、1abは、増幅媒体である希土類元素として、Erを含む。Erは、たとえば波長1530nm付近の吸収係数のピークが2.5dB/m~11dB/mとなる濃度で添加されているが、吸収係数は特に限定されない。なお、AlはErの濃度消光を抑制する機能も有する。
The core portions 1aa and 1ab are arranged in a triangular lattice that achieves the closest packed state. The core portion 1aa is arranged near the center of the inner
内側クラッド部1bは、各コア部1aa、1abの最大屈折率よりも低い屈折率を有する。内側クラッド部1bは、たとえば屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。これにより各コア部1aa、1abと内側クラッド部1bとの屈折率プロファイルはステップインデックス型となる。なお、内側クラッド部1bが、各コア部1aa、1abのそれぞれの外周に位置するトレンチ部を有していてもよい。この場合、トレンチ部はフッ素(F)などの屈折率を低める屈折率調整用ドーパントが添加された石英ガラスからなり、トレンチ部の屈折率は、純石英ガラスからなる内側クラッド部1bの他の部分の屈折率よりも低い屈折率を有する。この場合、各コア部1aa、1abと内側クラッド部1bとの屈折率プロファイルはトレンチ型となる。
The
内側クラッド部1bに対する各コア部1aa、1abの比屈折率差をコアΔとする。本実施形態では各コア部1aa、1abのコアΔは略等しい。
A relative refractive index difference between the core portions 1aa and 1ab with respect to the inner
外側クラッド部1cは、内側クラッド部1bの屈折率よりも低い屈折率を有しており、たとえば樹脂からなる。なお、内側クラッド部1bがトレンチ部を有している場合、外側クラッド部1cの屈折率はトレンチ部の屈折率よりも高くてもよいが、内側クラッド部1bの他の部分の屈折率および内側クラッド部1bの平均屈折率よりも低い。
The outer clad
図1の断面におけるコア部1aa、1abのそれぞれの間の離間距離をピッチP1とする。ピッチP1は三角格子の1辺の長さに相当する。また、内側クラッド部1bの外径(クラッド径)をクラッド径Dc1とする。また、コア部1aa、1abのうち、内側クラッド部1bの外縁に最も近いコア部は、6個のコア部1abのいずれかであるが、本実施形態では、6個のコア部1abのいずれもが内側クラッド部1bの外縁から等距離にあるとする。6個のコア部1abのいずれかの中心から内側クラッド部1bの外縁までの最短距離をクラッド厚Tc1とする。
A pitch P1 is a distance between the core portions 1aa and 1ab in the cross section of FIG. The pitch P1 corresponds to the length of one side of the triangular lattice. The outer diameter (cladding diameter) of the
内側クラッド部1bに、Erを光励起できる波長の励起光、たとえば900nm波長帯の励起光が入力されると、励起光は内側クラッド部1bの内部を伝搬しながら、各コア部1aa、1abに添加されたErを光励起する。これにより、各コア部1aa、1abは、各コア部1aa、1abに入力された信号光を光増幅可能となる。光増幅可能な光増幅波長帯は、Erの場合、Cバンドと呼ばれるたとえば1530nm~1565nmや、Lバンドと呼ばれるたとえば1565nm~1625nmである。
When pumping light having a wavelength capable of optically exciting Er, for example, pumping light in a 900 nm wavelength band, is input to the inner clad
マルチコア光増幅ファイバ1では、カットオフ波長が、Erの光増幅波長帯以下の波長となるように各コア部1aa、1abが設計されている。すなわち、カットオフ波長は、光増幅帯域がCバンドを含む場合、たとえば1530nm以下の波長に設定されている。カットオフ波長は1530nmでもよい。また、マルチコア光増幅ファイバ1の製造誤差を考慮して、たとえば1500nm付近に設定してもよい。なお、マルチコア光増幅ファイバ1でLバンドの信号光のみを増幅させる場合は、カットオフ波長は、たとえば1565nm以下の波長に設定される。また、マルチコア光増幅ファイバ1の製造誤差を考慮して、たとえば1535nm付近に設定してもよい。これにより、マルチコア光増幅ファイバ1は、各コア部1aa、1abにてErの光増幅波長帯の信号光をシングルモードで伝搬することができる。このようなカットオフ波長に各コア部1aa、1abを設計するには、各コア部1aa、1abのコアΔとコア径2aとを適宜組み合わせて設定すればよい。
In the multi-core
たとえば、図2は、カットオフ波長が1500nmとなる場合のコアΔとコア径との関係の一例を示す図である。図2は、屈折率プロファイルがステップインデックス型の場合のコア径を示している。このように、所定のカットオフ波長を実現するためには、コアΔとコア径との組み合わせを適切にすればよい。なお、屈折率プロファイルがトレンチ型の場合についても、そのカットオフ波長に応じてコアΔとコア径との関係が求められるので、その関係応じてコアΔとコア径との組み合わせを適切にすればよい。 For example, FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the core Δ and the core diameter when the cutoff wavelength is 1500 nm. FIG. 2 shows the core diameter when the refractive index profile is of the step index type. In this way, in order to achieve a predetermined cutoff wavelength, it is sufficient to appropriately combine the core Δ and the core diameter. Even when the refractive index profile is a trench type, the relationship between the core Δ and the core diameter is required according to the cutoff wavelength. good.
また、マルチコア光増幅ファイバ1において、クラッド厚Tc1を適正にすることが、好適な特性を実現するために重要である。すなわち、クラッド厚Tc1が薄いと、内側クラッド部1bの外縁に最も近いコア部1abに対して光閉じ込めの作用が小さくなり、漏れ損失が生じ、増幅効率が低下するからである。一方、クラッド厚Tc1を厚くしすぎると、マルチコア光増幅ファイバ1の断面積が過剰に大きくなる。
Also, in the multi-core
マルチコア光増幅ファイバ1は、光増幅波長帯においてコア部1abの漏れ損失が0.1dB/100m以下となるクラッド厚Tc1を有する。これにより、漏れ損失による光エネルギーの損失が許容程度に抑制されるので、増幅効率の低下も抑制できる。
The multi-core
なお、マルチコア光増幅ファイバ1を用いてマルチコア光ファイバ増幅器を構成する場合、マルチコア光増幅ファイバ1は、その吸収係数に応じて、要求される利得や光出力に適した長さ、たとえば1~100mに調整されて、ボビンなどに巻回された状態で筐体に収容される場合が多い。そのため、巻回による曲げ損失が小さい方が好ましい。たとえば、マルチコア光増幅ファイバ1は、光増幅波長帯において直径50mmで曲げた場合の曲げ損失が0.1dB/100mよりも小さい方が好ましい。コアΔが低いと曲げ損失が増加する傾向があるため、マルチコア光増幅ファイバ1については、0.1dB/100mよりも小さい曲げ損失を実現するようにコアΔを設定することが好ましい。
When a multi-core optical fiber amplifier is configured using the multi-core
また、通信システムでは、光ファイバ伝送路が長く、また中継器の数もその伝送距離に応じて増加するので、光ファイバ伝送路の途中に挿入される光学要素のそれぞれにおけるクロストークが累積して通信品質に影響する。したがって、光通信システムに使用されるマルチコア光ファイバ増幅器用のマルチコア光増幅ファイバ1としても、光増幅波長帯においてコア間クロストークが小さいことが好ましい。
In addition, in a communication system, the optical fiber transmission line is long and the number of repeaters increases according to the transmission distance. Affects communication quality. Therefore, the multi-core
ここで、コア間クロストークとは、コア部1aa、1abのうちいずれかのコア部に所定のパワーの信号光を入力し、伝搬させたときに、信号光のパワーの一部が他のコア部に漏洩する場合、たとえば以下のように規定される。
(コア間クロストーク)
=(他のコア部に漏洩した信号光のパワー)/(入力された信号光のパワー)
Here, the crosstalk between cores means that when a signal light having a predetermined power is input to one of the cores 1aa and 1ab and propagated, part of the power of the signal light is In the case of leakage to a part, for example, it is specified as follows.
(crosstalk between cores)
= (power of signal light leaked to other cores)/(power of input signal light)
マルチコア光増幅ファイバ1は、好ましくは、コア間クロストークが-30dB/100m以下となるようにピッチP1が設定されている。コア間クロストークが-30dB/100m以下であれば、マルチコア光増幅ファイバ1は、たとえば伝送距離が数100kmの光通信システムに使用されるマルチコア光ファイバ増幅器に好適に用いることができる。
The pitch P1 of the multi-core
また、マルチコア光増幅ファイバ1は、コア間クロストークが-40dB/100m以下となるようにピッチP1が設定されていれば、たとえば伝送距離が数1000kmの光通信システムに使用されるマルチコア光ファイバ増幅器に好適に用いることができる。
Also, if the pitch P1 of the multi-core
また、マルチコア光増幅ファイバ1は、コア間クロストークが-50dB/100m以下となるようにピッチP1が設定されていれば、たとえば太平洋を横断するような伝送距離が10000kmの光通信システムに使用されるマルチコア光ファイバ増幅器に好適に用いることができる。
Also, if the pitch P1 is set so that the inter-core crosstalk is −50 dB/100 m or less, the multi-core
なお、上述したコア間クロストークの値は例示であり、限定されるものではない。 It should be noted that the inter-core crosstalk value described above is an example and is not limited.
さらに、本発明者らの鋭意検討によれば、マルチコア光増幅ファイバ1の長手方向に垂直な断面における、内側クラッド部1bの断面積に対する、コア部1aa、1abの合計断面積の比(以下、コア/クラッド面積比と記載する場合がある)が比較的大きい方が、励起光のパワーのうちコア部1aa、1abにおいて光増幅に寄与する割合が大きくなり、励起効率が高くなる。
Furthermore, according to the intensive studies of the present inventors, the ratio of the total cross-sectional area of the core portions 1aa and 1ab to the cross-sectional area of the
公知の7コア型のマルチコア光増幅ファイバでは、コア/クラッド面積比は1%程度であるが、本発明者らの鋭意検討によれば、コア/クラッド面積比は1.460%より大きいことが好ましく、2%以上がより好ましい。 In a known 7-core type multi-core optical amplification fiber, the core/clad area ratio is about 1%, but according to the inventors' intensive study, the core/clad area ratio is greater than 1.460%. Preferably, 2% or more is more preferable.
ただし、内側クラッド部1bのクラッド径Dc1の値を固定した状態でコア/クラッド面積比を大きくすると、クラッド厚Tc1が小さくなって漏れ損失が大きくなったり、ピッチP1が小さくなってコア間クロストークが大きくなったりするので、マルチコア光増幅ファイバ1に要求される諸特性を勘案した上でコア/クラッド面積比を設定することが好ましい。
However, if the core/clad area ratio is increased while the value of the clad diameter Dc1 of the inner clad
ここで、マルチコア光増幅ファイバ1の設計方法の一例を説明する。まず、ステップ1として、用途等に応じて、マルチコア光増幅ファイバにおけるコア部の数と配置を設定する。マルチコア光増幅ファイバ1ではコア部の数は7個であり、三角格子状に配置する。このとき、コア部の屈折率プロファイルも設定してもよい。
An example of a design method for the multi-core
つづいて、ステップ2として、光増幅波長帯に応じたカットオフ波長を設定する。上述したように、カットオフ波長は、光増幅波長帯の信号光をシングルモードで伝搬することができるように設定する。また、上述したように、コア/クラッド面積比が大きい方が、励起効率が高くなるので、コア径を大きくできるように、カットオフ波長を比較的長くしてもよい。たとえば、光増幅波長帯の最短波長から100nmの範囲内にしてもよい。たとえば、光増幅波長帯がCバンドを含む場合は、カットオフ波長を、1530nmから100nmの範囲内の1430nm以上としてもよい。
Subsequently, in
このようにカットオフ波長を設定すると、たとえば図2に示すようなコアΔとコア径との関係が定まる。 By setting the cutoff wavelength in this way, the relationship between the core Δ and the core diameter as shown in FIG. 2 is determined.
つづいて、ステップ3として、所望の曲げ損失を実現するように、コアΔとコア径とを設定する。これによりコアΔの下限およびコア径の上限が定まる。たとえば、曲げ損失は、光増幅波長帯において直径50mmで曲げた場合の曲げ損失が0.1dB/100mよりも小さい値に設定する。曲げ損失は波長が長い程大きいので、光増幅波長帯の最大波長での曲げ損失が所望値となるように設定すれば十分である。たとえば、光増幅波長帯がLバンドを含む場合、波長1625nmでの曲げ損失が0.1dB/100mよりも小さくなるコアΔとコア径とを設定すればよい。 Next, in step 3, the core Δ and the core diameter are set so as to achieve a desired bending loss. This determines the lower limit of the core Δ and the upper limit of the core diameter. For example, the bending loss is set to a value smaller than 0.1 dB/100 m when bent with a diameter of 50 mm in the optical amplification wavelength band. Since the longer the wavelength, the greater the bending loss, it is sufficient to set the bending loss at the maximum wavelength in the optical amplification wavelength band to a desired value. For example, when the optical amplification wavelength band includes the L band, the core Δ and the core diameter may be set such that the bending loss at the wavelength of 1625 nm is less than 0.1 dB/100 m.
つづいて、ステップ4として、所望のコア間クロストークを設定する。コア間クロストークはマルチコア光増幅ファイバ1の用途等に応じて設定される。コア間クロストークを設定することにより、これを実現するためのピッチP1が定まる。
Next, in step 4, a desired inter-core crosstalk is set. Inter-core crosstalk is set according to the use of the multi-core
つづいて、ステップ5として、コア部1aa、1abに対する漏れ損失をたとえば0.1dB/100m以下に設定する。漏れ損失は波長が長い程大きいので、光増幅波長帯の最大波長での漏れ損失が所望値となるように設定すれば十分である。これより、内側クラッド部1bの外縁に最も近いコア部1abの漏れ損失が設定した値となるクラッド厚Tc1が定まる。さらにピッチP1とクラッド厚Tc1とが定まることによってクラッド径Dc1が定まる。さらにはコア/クラッド面積比が定まる。
つづいて、ステップ6として、コア/クラッド面積比が所望の値、たとえば1.460%より大きいかを判定する。所望の値以上であればステップを終了し、所望の値より小さければ、たとえばカットオフ波長をより長波長に設定したり、曲げ損失やコア間クロストークや漏れ損失の条件を緩和したりなどした上で、上記ステップ2~5のいずれか一つに戻り、戻ったステップ以降の設定を繰り替えし行う。
Subsequently, as step 5, the leakage loss for the core portions 1aa and 1ab is set to 0.1 dB/100 m or less, for example. Since the longer the wavelength, the greater the leakage loss, it is sufficient to set the leakage loss at the maximum wavelength in the optical amplification wavelength band to a desired value. This determines the clad thickness Tc1 at which the leakage loss of the core portion 1ab closest to the outer edge of the inner clad
Subsequently, in
以上の設計方法のステップによれば、好適な特性を有するマルチコア光増幅ファイバ1を設計できる。ただし、設計方法は上記に限定されない。たとえば、曲げ損失やコア間クロストークやコア/クラッド面積比については、適宜検討を省略してもよい。
According to the steps of the design method described above, the multi-core
以上説明したように、実施形態1に係るマルチコア光増幅ファイバ1は、好適な特性を有する。
As described above, the multi-core
(実施形態2)
図3は、実施形態2に係るマルチコア光増幅ファイバの模式的な断面図であり、マルチコア光増幅ファイバの長手方向に垂直な断面を示している。マルチコア光増幅ファイバ2は、19個のコア部2aa、2ab、2acと、各コア部2aa、2ab、2acの外周に位置する内側クラッド部2bと、内側クラッド部2bの外周に位置する外側クラッド部2cと、を備えているダブルクラッド型かつ19コア型のマルチコア光ファイバである。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a multicore optical amplifying fiber according to
コア部2aa、2ab、2acは、最密充填状態を実現する三角格子状に配置されている。コア部2aaは、内側クラッド部2bの中心近傍に配置されている。6個のコア部2abは、コア部2aaの周囲に正六角形の角の位置となるように配置されている。12個のコア部2acは、コア部2abの周囲に正六角形の角または辺の中央の位置となるように配置されている。コア部2aa、2ab、2acの組成や屈折率はマルチコア光増幅ファイバ1のコア部1aa、1abと同様なので説明を省略する。
The core portions 2aa, 2ab, and 2ac are arranged in a triangular lattice that achieves the closest packed state. The core portion 2aa is arranged near the center of the inner clad
内側クラッド部2bの組成や屈折率は、内側クラッド部1bと同様なので説明を省略する。各コア部2aa、2ab、2acと内側クラッド部2bとの屈折率プロファイルはステップインデックス型であるが、トレンチ型でもよい。また、外側クラッド部2cの組成や屈折率も、外側クラッド部1cと同様なので説明を省略する。
The composition and refractive index of the
図3の断面におけるコア部2aa、2ab、2acのそれぞれの間の離間距離をピッチP2とする。また、内側クラッド部2bのクラッド径をクラッド径Dc2とする。また、コア部2aa、2ab、2acのうち、内側クラッド部2bの外縁に最も近いコア部は、12個のコア部2acのうち正六角形の角に位置する6個のコア部2acのいずれかであるが、本実施形態では、6個のコア部2acのいずれもが内側クラッド部2bの外縁から等距離にあるとする。6個のコア部2acのいずれかの中心から内側クラッド部2bの外縁までの最短距離をクラッド厚Tc2とする。
The pitch P2 is the distance between the core portions 2aa, 2ab, and 2ac in the cross section of FIG. Also, the clad diameter of the inner clad
内側クラッド部2bに、Erを光励起できる波長の励起光が入力されると、励起光は内側クラッド部1bの内部を伝搬しながら、各コア部2aa、2ab、2acに添加されたErを光励起する。これにより、各コア部コア部2aa、2ab、2acは、各コア部2aa、2ab、2acに入力された信号光を光増幅可能となる。
When excitation light having a wavelength capable of optically exciting Er is input to the inner clad
マルチコア光増幅ファイバ2では、カットオフ波長が、Erの光増幅波長帯以下の波長となるように各コア部2aa、2ab、2acが設計されている。これにより、マルチコア光増幅ファイバ2は、各コア部2aa、2ab、2acにてErの光増幅波長帯の信号光をシングルモードで伝搬することができる。このようなカットオフ波長に各コア部2aa、2ab、2acを設計するには、実施形態1と同様に、各コア部2aa、2ab、2acのコアΔとコア径2aとを適宜組み合わせて設定すればよい。
In the multi-core
また、マルチコア光増幅ファイバ2では、光増幅波長帯において6個のコア部2acの漏れ損失が0.1dB/100m以下となるクラッド厚Tc2を有する。これにより、漏れ損失による光エネルギーの損失が許容程度に抑制されるので、増幅効率の低下も抑制できる。
Moreover, the multi-core
また、たとえば、マルチコア光増幅ファイバ2は、光増幅波長帯において直径50mmで曲げた場合の曲げ損失が0.1dB/100mよりも小さい方が好ましい。
Also, for example, the multi-core
また、マルチコア光増幅ファイバ2は、好ましくは、コア間クロストークが-30dB/100m以下、-40dB/100m以下、または-50dB/100m以下となるようにピッチP2が設定されている。これにより、マルチコア光増幅ファイバ2は、光通信システムの伝送距離に応じて好適に用いることができる。ただし、コア間クロストークの値は例示であり、限定されるものではない。
The pitch P2 of the multi-core
また、マルチコア光増幅ファイバ2は、コア/クラッド面積比が1.460%より大きいことが好ましく、2%以上がより好ましい。ただし、マルチコア光増幅ファイバ2に要求される諸特性を勘案した上でコア/クラッド面積比を設定することが好ましい。
Also, the multi-core
マルチコア光増幅ファイバ2は、マルチコア光増幅ファイバ1と同様の設計方法にて設計し、クラッド径Dc2などを定めることができる。
The multi-core
以上説明したように、実施形態2に係るマルチコア光増幅ファイバ2は、好適な特性を有する。
As described above, the multi-core
(その他の実施形態)
図4(a)~(g)は、その他の実施形態に係るマルチコア光増幅ファイバの模式的な断面図である。図4(a)~(f)に示すマルチコア光増幅ファイバ3~8は、複数、たとえば4個、7個または19個のコア部、内側クラッド部3b~8b、および外側クラッド部3c~8cを備えているダブルクラッド型かつマルチコア光ファイバである。コア部については1つのコア部3a~8aのみを代表して図示してある。
(Other embodiments)
4A to 4G are schematic cross-sectional views of multi-core optical amplification fibers according to other embodiments. The multi-core optical amplifying fibers 3-8 shown in FIGS. 4(a)-(f) have a plurality of, for example, 4, 7 or 19 cores,
マルチコア光増幅ファイバ3は、複数のコア部の重心が内側クラッド部3bの中心に対して偏心している。マルチコア光増幅ファイバ4は、内側クラッド部4bがD型断面を有する。マルチコア光増幅ファイバ5は、内側クラッド部5bが六角形の断面を有する。マルチコア光増幅ファイバ6は、内側クラッド部6bが楕円形の断面を有する。マルチコア光増幅ファイバ7は、内側クラッド部7bが矩形の断面を有する。マルチコア光増幅ファイバ8は、内側クラッド部8bが花びら状の断面を有する。マルチコア光増幅ファイバ3~8は、複数のコア部の重心が偏心している、または、内側クラッド部の断面が非円であることによって、励起効率を向上させることができる。
In the multi-core optical amplifying fiber 3, the centers of gravity of the core portions are eccentric with respect to the center of the inner clad
図4(g)に示すマルチコア光増幅ファイバ9は、複数、たとえば4個、7個または19個のコア部、第1内側クラッド部9b、第2内側クラッド部9cおよび外側クラッド部9dを備えているトリプルクラッド型かつマルチコア光ファイバである。コア部については1つのコア部9aのみを代表して図示してある。コア部9a、第1内側クラッド部9bおよび第2内側クラッド部9cは石英系ガラスからなり、外側クラッド部9dは樹脂からなる。第1内側クラッド部9bおよび第2内側クラッド部9cは励起光を伝搬する。このように、実施形態に係るマルチコア光増幅ファイバはトリプルクラッド型のマルチコア光ファイバでもよい。
The multi-core
(計算例)
実施形態2に係るマルチコア光増幅ファイバの特性についてシミュレーション計算を行った。本計算では、カットオフ波長が約1550nmとなるようにコアΔと2aとを設定し、かつピッチP1を38.5μmに固定し、かつ漏れ損失が0.001dB/km、直径50mmで曲げた場合の曲げ損失が0.1dB/100mよりも小さい、という条件で計算を行った。
(calculation example)
A simulation calculation was performed on the characteristics of the multi-core optical amplifying fiber according to the second embodiment. In this calculation, the core Δ and 2a are set so that the cutoff wavelength is about 1550 nm, the pitch P1 is fixed at 38.5 μm, the leakage loss is 0.001 dB / km, and the bending is performed with a diameter of 50 mm The calculation was performed under the condition that the bending loss of is smaller than 0.1 dB/100m.
計算結果を表1、表2に示す。なお、表1、2において、「LP01カットオフ波長」とは、基底伝搬モードであるLP01モードのカットオフ波長を意味し、G.650.1で定義するケーブルカットオフ波長である。「ピッチ」はピッチP1である。「XT」はコア間クロストークである。「漏れ損失」および「XT」は、表1ではCバンド内の波長1550nmでの値であり、表2ではLバンド内の波長1625nmでの値である。 Tables 1 and 2 show the calculation results. In Tables 1 and 2, "LP01 cutoff wavelength" means the cutoff wavelength of the LP01 mode, which is the fundamental propagation mode. 650.1 is the cable cutoff wavelength. "Pitch" is pitch P1. "XT" is inter-core crosstalk. "Leakage Loss" and "XT" are values in Table 1 at a wavelength of 1550 nm in the C-band and in Table 2 at a wavelength of 1625 nm in the L-band.
表1に示すように、波長1550nmでは、コアΔが0.35%以上であれば、XTが-30dB/100m以下となり、Δが0.4%以上であれば、XTが-40dB/100m以下となり、Δが0.45%以上であれば、XTが-50dB/100m以下となることが確認された。また、コアΔが1.2%、2aが5.1μmであれば、クラッド厚が13.6μmでも-126dB/100mという低いXTが得られることが確認された。 As shown in Table 1, at a wavelength of 1550 nm, if the core Δ is 0.35% or more, XT is −30 dB/100 m or less, and if Δ is 0.4% or more, XT is −40 dB/100 m or less. Thus, it was confirmed that when Δ is 0.45% or more, XT is −50 dB/100 m or less. It was also confirmed that if the core Δ is 1.2% and 2a is 5.1 μm, a low XT of −126 dB/100 m can be obtained even with a clad thickness of 13.6 μm.
また、コアΔが1.2%、2aが5.1μmの場合はコア/クラッド面積比は1.505%となる。また、コアΔを0.80%以下とし、2aを6.3μm以上とすれば、コア/クラッド面積比は2.00%以上となる。たとえば、コアΔが0.85%、2aが6.1μmの場合はコア/クラッド面積比は2.098%となる。また、コアΔが0.5%、2aが7.9μmの場合はコア/クラッド面積比は2.941%となる。 When the core Δ is 1.2% and 2a is 5.1 μm, the core/cladding area ratio is 1.505%. If the core Δ is 0.80% or less and 2a is 6.3 μm or more, the core/cladding area ratio is 2.00% or more. For example, when the core Δ is 0.85% and 2a is 6.1 μm, the core/cladding area ratio is 2.098%. When the core Δ is 0.5% and 2a is 7.9 μm, the core/cladding area ratio is 2.941%.
したがって、波長1550nmにおいては、コアΔが0.35%以上、0.80%以下であり、コア径が6.3μm以上9.5μm以下であれば、XTを-30dB/100m以下、かつコア/クラッド面積比を2%以上とできる。 Therefore, at a wavelength of 1550 nm, if the core Δ is 0.35% or more and 0.80% or less and the core diameter is 6.3 μm or more and 9.5 μm or less, the XT is −30 dB/100 m or less, and the core/ The clad area ratio can be 2% or more.
また、表2に示すように、波長1625nmでは、コアΔが0.35%以上であれば、XTが-30dB/100m以下となり、Δが0.45%以上であれば、XTが-40dB/100m以下となり、Δが0.55%以上であれば、XTが-50dB/100m以下となることが確認された。また、コアΔが1.2%、2aが5.1μmであれば、クラッド厚が15μmでも-112.8dB/100mという低いXTが得られることが確認された。 Further, as shown in Table 2, at a wavelength of 1625 nm, if the core Δ is 0.35% or more, XT is −30 dB/100 m or less, and if Δ is 0.45% or more, XT is −40 dB/100 m or less. It was confirmed that if the distance becomes 100 m or less and Δ is 0.55% or more, XT becomes -50 dB/100 m or less. It was also confirmed that if the core Δ is 1.2% and 2a is 5.1 μm, a low XT of −112.8 dB/100 m can be obtained even with a clad thickness of 15 μm.
また、コアΔが1.2%、2aが5.1μmの場合はコア/クラッド面積比は1.460%となる。また、コアΔを0.80%以下とし、2aを6.3μm以上とすれば、コア/クラッド面積比は2.00%以上となり好ましい。たとえば、コアΔが0.85%、2aが6.1μmの場合はコア/クラッド面積比は2.037%となる。また、コアΔが0.5%、2aが7.9μmの場合はコア/クラッド面積比は2.844%となる。 When the core Δ is 1.2% and 2a is 5.1 μm, the core/cladding area ratio is 1.460%. If the core Δ is 0.80% or less and 2a is 6.3 μm or more, the core/cladding area ratio is preferably 2.00% or more. For example, when the core Δ is 0.85% and 2a is 6.1 μm, the core/cladding area ratio is 2.037%. When the core Δ is 0.5% and 2a is 7.9 μm, the core/cladding area ratio is 2.844%.
したがって、波長1650nmにおいては、コアΔが0.35%以上、0.80%以下であり、コア径が6.3μm以上9.5μm以下であれば、れば、XTを-30dB/100m以下、かつコア/クラッド面積比を2%以上とできる。 Therefore, at a wavelength of 1650 nm, if the core Δ is 0.35% or more and 0.80% or less and the core diameter is 6.3 μm or more and 9.5 μm or less, XT is -30 dB/100 m or less, Moreover, the core/cladding area ratio can be 2% or more.
(実施形態3)
図5は、実施形態3に係るマルチコア光ファイバ増幅器の構成を示す模式図である。以下、マルチコア光ファイバ増幅器を単に光増幅器と記載する場合がある。光増幅器100は、7個の光アイソレータ10、光ファイバファンイン(FAN IN)20、半導体レーザ30、光結合器40、実施形態1に係るマルチコア光増幅ファイバ1、ポンプストリッパ50、光ファイバファンアウト(FAN OUT)60、7個の光アイソレータ70、を備えている。なお、図中「×」の記号は光ファイバの融着接続点を示している。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a multi-core optical fiber amplifier according to Embodiment 3. FIG. Hereinafter, the multi-core optical fiber amplifier may be simply referred to as an optical amplifier. The
光ファイバファンイン20は、束ねられた7本のシングルモード光ファイバと、7個のコア部を有する1本のマルチコアファイバとを備えており、結合部において7本のシングルモード光ファイバの各コア部がマルチコアファイバの各コア部に光学結合するように構成されている。なお、7本のシングルモード光ファイバは、たとえばITU-TG.652に定義される標準のシングルモード光ファイバであり、それぞれ光アイソレータ10が設けられている。光アイソレータ10、70は矢印が示す方向に光を通過させ、逆方向への光の通過を遮断する。光ファイバファンイン20のマルチコアファイバは光結合器40に接続されている。なお、束ねられた7本のシングルモード光ファイバおよびマルチコアファイバの光学結合する端面は、反射抑制のため光軸に対して斜めに加工されているが、光軸に対して垂直であってもよい。なお、7個の光アイソレータ10、70に換えて、複数(本実施形態では7本)のシングルモード光ファイバが集積された構成の光アイソレータを用いてもよい。
The optical fiber fan-in 20 comprises seven bundled single-mode optical fibers and one multi-core fiber having seven cores, each core of the seven single-mode optical fibers at the joint. A section is configured to optically couple to each core section of the multicore fiber. It should be noted that the seven single-mode optical fibers are, for example, ITU-TG. 652 standard single mode optical fiber, each provided with an
光ファイバファンイン20のマルチコアファイバは、マルチコア光増幅ファイバ1と同様に、三角格子状に配置された7個のコア部と、各コア部の外周に位置し、各コア部の最大屈折率よりも屈折率が低いクラッド部とを備えている。光ファイバファンイン20の各シングルモード光ファイバに信号光を入力すると、各光アイソレータ10は各信号光を通過させ、マルチコアファイバの各コア部は各信号光を伝搬する。
The multi-core fiber of the optical fiber fan-in 20, like the multi-core
励起光源である半導体レーザ30は、横マルチモード半導体レーザであり、励起光を出力する。励起光の波長は、Erの900nm波長帯における吸収ピークの波長と略同一な975nmである。これにより、励起光はエルビウムイオンを光励起できる。半導体レーザ30は、マルチモード光ファイバから励起光を出力する。このマルチモード光ファイバは、コア径/クラッド径が例えば105μm/125μmのステップインデックス型であり、NAが例えば0.16や0.22である。
A
光結合器40は、主光ファイバと、励起光供給用光ファイバとを備えている。主光ファイバは、光ファイバファンイン20のマルチコアファイバのコア部と同様に三角格子状に配置された7個のコア部と、各コア部の外周に位置し、各コア部の最大屈折率よりも屈折率が低い内側クラッド部と、内側クラッド部の外周に位置し、内側クラッド部よりも屈折率が低い外側クラッド部とを備えるダブルクラッド型の光ファイバである。コア部と内側クラッド部とは石英系ガラスからなり、外側クラッド部は樹脂からなる。
The
励起光供給用光ファイバは、別の一端が半導体レーザ30のマルチモード光ファイバと接続された同種のマルチモード光ファイバであり、コア径/クラッド径が例えば105μm/125μmのステップインデックス型であり、NAが例えば0.16や0.22である。励起光供給用光ファイバは、励起光が半導体レーザ30から入力され、この励起光を主光ファイバに供給する。内側クラッド部は励起光を伝搬する。
The optical fiber for pumping light supply is a multimode optical fiber of the same type, one end of which is connected to the multimode optical fiber of the
光結合器40の主光ファイバは、一端が光ファイバファンイン20のマルチコアファイバに接続されている。マルチコアファイバの各コア部は主光ファイバの各コア部に接続されている。したがって、マルチコアファイバの各コア部を伝搬した各信号光は、主光ファイバに入力すると、各コア部に光学結合する。各コア部は各信号光を伝搬する。励起光と信号光とは、主光ファイバからマルチコア光増幅ファイバ1へと出力される。
One end of the main optical fiber of the
マルチコア光増幅ファイバ1は、一端が光結合器40の主光ファイバに接続されている。マルチコア光増幅ファイバ1の各コア部1aa、1abは主光ファイバの各コア部に接続されている。また、マルチコア光増幅ファイバ1の内側クラッド部1bは主光ファイバの内側クラッド部に接続されている。したがって、主光ファイバを伝搬した各信号光および励起光は、マルチコア光増幅ファイバ1に入力すると、それぞれ各コア部1aa、1abと内側クラッド部1bとを同一方向に伝搬する。励起光は内側クラッド部1bを伝搬しながら各コア部1aa、1ab内のErを光励起する。各コア部1aa、1abを伝搬する各信号光はErの誘導放出の作用により光増幅される。マルチコア光増幅ファイバ1は、光増幅された各信号光と、光増幅に寄与しなかった励起光とを出力する。
One end of the multi-core
ポンプストリッパ50は、光増幅に寄与しなかった励起光を排除する公知のデバイスである。ポンプストリッパ50は、例えば、7個のコアを有するダブルクラッド型マルチコアファイバの外側クラッドの一部が除去されており、除去された部分の内側クラッド部の表面から励起光を取り出して放熱板などに照射し、吸収させて励起光のエネルギーを熱エネルギーに変換して放熱する構成を有する。ポンプストリッパ50はマルチコアファイバによって各信号光を伝搬させるとともに、励起光を、光増幅器100から出力されても問題の無い程度のパワーまで低減させる。
光ファイバファンアウト60は、光ファイバファンイン20と同様に、束ねられた7本のシングルモード光ファイバと、7個のコア部を有する1本のマルチコアファイバとを備えており、結合部において7本のシングルモード光ファイバの各コア部がマルチコアファイバの各コア部に光学結合するように構成されている。各シングルモード光ファイバには、それぞれ光アイソレータ70が設けられている。マルチコアファイバはポンプストリッパ50に接続されている。なお、束ねられた7本のシングルモード光ファイバおよびマルチコアファイバの光学結合する端面は、反射抑制のため光軸に対して斜めに加工されているが、光軸に対して垂直であってもよい。
The fiber optic fan-
ポンプストリッパ50のマルチコアファイバの各コア部から光ファイバファンアウト60の各コア部に信号光が入力すると、各信号光は各シングルモード光ファイバの各コア部を伝搬し、光アイソレータ70を通って出力する。
When signal light is input from each core portion of the multi-core fiber of the
この光増幅器100は、好適な特性を有するマルチコア光増幅ファイバ1を用いて光増幅を行うので、好適な光増幅を実現できる。
Since this
(実施形態4)
図6は、実施形態4に係るマルチコア光ファイバ増幅器の構成を示す模式図である。光増幅器100Aは、光増幅器100の構成において、光結合器40を光結合器40Aに置き換え、光結合器80と励起光回収用光ファイバ90とを追加した構成を有する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a multi-core optical fiber amplifier according to Embodiment 4. FIG.
光結合器40Aは、光結合器40の構成を変更し、励起光回収用光ファイバ90が接続されるように変更された構成を有する。
40 A of optical couplers have the structure which changed the structure of the
光結合器80は、光結合器40と同様の構成を有しており、励起光回収用光ファイバ90が接続されるように変更された構成を有する。
The
励起光回収用光ファイバ90は、たとえば商用のステッインデックス型光ファイバやグレーデッドインデックス型の光ファイバからクラッドを除去し、コアのみで構成されたものである。励起光回収用光ファイバ90は、光結合器80と光結合器40とを光学的に接続している。
The pumping light recovery
この光増幅器100Aでは、半導体レーザ30から出力され、光結合器40を介してマルチコア光増幅ファイバ1に供給された励起光のうち、マルチコア光増幅ファイバ1において光励起に寄与しなかった励起光の少なくとも一部が、光結合器80によって回収される。回収された励起光は、励起光回収用光ファイバ90を通って光結合器40に入力されて励起光として回生され、再びマルチコア光増幅ファイバ1に供給される。これにより、光増幅器100Aにおける励起効率を向上することができる。
In this
(実施形態5)
図7は、実施形態5に係る光通信システムの構成を示す模式図である。光通信システム1000は、光送信装置1010と、光受信装置1020と、実施形態3に係る光増幅器100と、14本のシングルコア光ファイバである光伝送ファイバ1031~1037、1041~1047と、を備えている。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of an optical communication system according to the fifth embodiment. An
光送信装置1010は、7個の送信器1011~1017を備えている。送信器1011~1017は、それぞれ、信号光を送信する。7本の光伝送ファイバ1031~1037は、送信器1011~1017のそれぞれから出力された信号光を伝送し、光増幅器100に入力させる。光増幅器100は、光伝送ファイバ1031~1037から入力された7つの信号光を一括して光増幅し、7本の光伝送ファイバ1041~1047のそれぞれに出力する。光伝送ファイバ1041~1047は、増幅された信号光を伝送し、光受信装置1020に入力させる。光受信装置1020は、7個の受信器1021~1027を備えている。受信器1021~1027は、光伝送ファイバ1041~1047が伝送した、増幅された信号光を受信し、電気信号に変換する。
The
光通信システム1000は、好適な光増幅を実現できる光増幅器100を用いているので、好適な光通信を実現できる。なお、本実施形態では、光伝送ファイバは7本のシングルコア光ファイバであるが、1本の7コア型マルチコアファイバからなる光伝送ファイバを用いてもよい。
Since the
光通信システム1000が長距離通信システムなどであれば、光増幅器100をリピータアンプ、プリアンプ、またはブースターアンプとして利用できる。光通信システム1000がROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)を用いたネットワークシステムなどであれば、光増幅器100を損失補償に利用できる。
If the
なお、上記実施形態3では、実施形態1に係るマルチコア光増幅ファイバ1を用いて光増幅器を構成しているが、実施形態2に係るマルチコア光増幅ファイバ2やその他の実施形態に係るマルチコア光増幅ファイバを用いて光増幅器を構成してもよい。また、上記実施形態で1、2は、マルチコア光増幅ファイバは希土類元素としてErのみを含むが、Er以外の希土類元素、たとえばイッテルビウム(Yb)のみを含んでいてもよいし、Er、Ybの両方を含んでいてもよい。
In the third embodiment, the optical amplifier is configured using the multi-core
また、上記実施形態1、2では、マルチコア光増幅ファイバにおけるコア部は三角格子状に配置されているが、正方格子状に配置されていてもよい。マルチコア光増幅ファイバにおけるコア部の数も、複数であれば特に限定されない。 Moreover, in the first and second embodiments, the core portions in the multi-core optical amplifying fiber are arranged in a triangular lattice pattern, but they may be arranged in a square lattice pattern. The number of core portions in the multi-core optical amplifying fiber is also not particularly limited as long as it is plural.
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Moreover, the present invention is not limited by the above embodiments. The present invention also includes those configured by appropriately combining the respective constituent elements described above. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
1、2、3、4、5、6、7、8、9 マルチコア光増幅ファイバ
1aa、1ab、2aa、2ab、2ac、3a、4a、5a、6a、7a、8a、9a コア部
1b、2b、3b、4b、5b、6b、7b、8b 内側クラッド部
1c、2c、3c、4c、5c、6c、7c、8c、9d 外側クラッド部
9b 第1内側クラッド部
9c 第2内側クラッド部
10、70 光アイソレータ
20 光ファイバファンイン
30 半導体レーザ
40、40A、80 光結合器
50 ポンプストリッパ
60 光ファイバファンアウト
90 励起光回収用光ファイバ
100、100A 光増幅器
1000 光通信システム
1010 光送信装置
1020 光受信装置
1011~1017 送信器
1021~1027 受信器
1031~1037、1041~1047 光伝送ファイバ
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 multicore optical amplification fiber 1aa, 1ab, 2aa, 2ab, 2ac, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a,
Claims (14)
前記複数のコア部のそれぞれの外周に位置し、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド部と、
前記内側クラッド部の外周に位置し、前記内側クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側クラッド部と、
を備え、カットオフ波長が前記希土類元素の光増幅波長帯以下の波長となるように前記コア部が設計されており、前記光増幅波長帯において、前記複数のコア部のうち前記内側クラッド部の外縁に最も近いコア部の漏れ損失が0.1dB/100m以下となるクラッド厚を有し、長手方向に垂直な断面における、前記内側クラッド部の断面積に対する前記複数のコア部の合計断面積の比が2.0%よりも大きく、
前記クラッド厚が28.3μm以下であり、
前記カットオフ波長が1.493μm以下であり、
前記内側クラッド部の外径であるクラッド径が210.6μm以下である
ことを特徴とするマルチコア光増幅ファイバ。 a plurality of core portions to which a rare earth element is added;
an inner cladding portion located on the outer periphery of each of the plurality of core portions and having a lower refractive index than the maximum refractive index of each core portion;
an outer cladding portion located on the outer periphery of the inner cladding portion and having a lower refractive index than the inner cladding portion;
and the core portion is designed so that the cutoff wavelength is equal to or less than the optical amplification wavelength band of the rare earth element, and in the optical amplification wavelength band, the inner cladding portion of the plurality of core portions The cladding thickness is such that the core closest to the outer edge has a leakage loss of 0.1 dB/100 m or less, and the total cross-sectional area of the plurality of cores relative to the cross-sectional area of the inner cladding in a cross section perpendicular to the longitudinal direction ratio is greater than 2.0% ,
The cladding thickness is 28.3 μm or less,
The cutoff wavelength is 1.493 μm or less,
The clad diameter, which is the outer diameter of the inner clad portion, is 210.6 μm or less
A multi-core optical amplification fiber characterized by:
前記マルチコア光増幅ファイバの前記希土類元素を光励起する励起光を出力する励起光源と、
前記励起光を前記内側クラッド部に光学結合させる光結合器と、
を備えることを特徴とするマルチコア光ファイバ増幅器。 A multi-core optical amplifying fiber according to any one of claims 1 to 12;
a pumping light source that outputs pumping light for optically pumping the rare earth element of the multi-core optical amplifying fiber;
an optical coupler that optically couples the excitation light to the inner cladding;
A multi-core optical fiber amplifier comprising:
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Citations (8)
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---|---|---|---|---|
JP2012255936A (en) | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber and optical fiber cable using the same |
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---|---|---|---|---|
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JP2013033863A (en) | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Optical fiber, manufacturing method of optical fiber, and optical amplifier |
WO2013051655A1 (en) | 2011-10-04 | 2013-04-11 | 古河電気工業株式会社 | Multi-core amplified optical fiber and multi-core optical fiber amplifier |
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