JPH022533A - 光信号増幅方法および装置 - Google Patents
光信号増幅方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光信号の増幅に関する。
［従来技術］
光信号を増幅するために２−コア光ファイバを使用する
ことが雑誌（“Ｔ ｈｅ ＯｐｔｌｃａｌＳｏｅｌｃ
ｔｙ ｏｆ Ａｍｃｒｌｃａ 、 Ａ／Ｖｏ１．２
．Ｎｏ、ｌ／１９８５年１月、８４頁および９０頁）に
提案された。その方法は、ファイバの一方のコアに光信
号を投射し、他方のコアに光ポンプエネルギを投射する
ことを含んでいた。２つのコアは、半径および／または
屈折率において異なるため、それらが限定する各導波路
は異なる伝播定数を有するものである。特に、２つのコ
アの伝播定数は１つの波長でのみ同一となるように波長
と共に別々に変化する。この構造は波長が光信号の波長
と対応するように、したがって既知の光結合の原理によ
り２つのコア間を反復的に移動するように構成された。
ことが雑誌（“Ｔ ｈｅ ＯｐｔｌｃａｌＳｏｅｌｃ
ｔｙ ｏｆ Ａｍｃｒｌｃａ 、 Ａ／Ｖｏ１．２
．Ｎｏ、ｌ／１９８５年１月、８４頁および９０頁）に
提案された。その方法は、ファイバの一方のコアに光信
号を投射し、他方のコアに光ポンプエネルギを投射する
ことを含んでいた。２つのコアは、半径および／または
屈折率において異なるため、それらが限定する各導波路
は異なる伝播定数を有するものである。特に、２つのコ
アの伝播定数は１つの波長でのみ同一となるように波長
と共に別々に変化する。この構造は波長が光信号の波長
と対応するように、したがって既知の光結合の原理によ
り２つのコア間を反復的に移動するように構成された。
［発明の解決すべき課＠］
光信号の増幅は、３波合成のような非直線効果または励
起されたラマン（Ｒａａａｎ）散乱により達成され、信
号およびポンプエネルギの両方が同一コアに存在する領
域に発生する。光ポンプエネルギはｌｏｏＯｎｍ以上の
波長であり、所望の非直線効果を作用させるために非常
に高いパワーレベルで供給される必要がある。
起されたラマン（Ｒａａａｎ）散乱により達成され、信
号およびポンプエネルギの両方が同一コアに存在する領
域に発生する。光ポンプエネルギはｌｏｏＯｎｍ以上の
波長であり、所望の非直線効果を作用させるために非常
に高いパワーレベルで供給される必要がある。
［課題解決のための手段］
本発明の目的は、より低いポンプエネルギの使用を可能
にすることであり、またより安価で信頼でき経済的で簡
単に利用できる半導体供給源がポンプエネルギを供給す
るために使用されることができるように、より低い波長
ポンプエネルギの使用を可能にすることである。したが
って、本発明は例えば希土類のドーパントコアのような
蛍光材料を含むコアにおいて励起放出を使用する。
にすることであり、またより安価で信頼でき経済的で簡
単に利用できる半導体供給源がポンプエネルギを供給す
るために使用されることができるように、より低い波長
ポンプエネルギの使用を可能にすることである。したが
って、本発明は例えば希土類のドーパントコアのような
蛍光材料を含むコアにおいて励起放出を使用する。
ある観点から、本発明は光信号を増幅する際に使用可能
であり、２つの光導波路を提供するように共通のクラッ
ド内に設けられた２つの均一に間隔を付けられたモノモ
ードの光コアを含むある長さの光ファイバを含み、少な
くともコアの光特性が異なっているために予め定められ
た結合波長に一致する値である異なる伝播定数を２つの
先導波路に与え、一方のコアが励起放出を生じる蛍光材
料を含む光ファイバ構造を提供するものである。
であり、２つの光導波路を提供するように共通のクラッ
ド内に設けられた２つの均一に間隔を付けられたモノモ
ードの光コアを含むある長さの光ファイバを含み、少な
くともコアの光特性が異なっているために予め定められ
た結合波長に一致する値である異なる伝播定数を２つの
先導波路に与え、一方のコアが励起放出を生じる蛍光材
料を含む光ファイバ構造を提供するものである。
別の観点からは、本発明は定義されたような光ファイバ
構造を使用し、光信号の波長λＳと、前記一方のコアに
おける前記材料の蛍光波長と、実質的に同一である前記
予め定められた結合波長の全てとを決定することを含み
、蛍光材料を除去するために異なる波長λＰを有する光
ポンプエネルギを前記一方のコア中に投射し、光信号が
光結合のために２つのコア間を反復的に移動するように
他方のコア中に光信号を投射し、前記一方のコアの場合
に蛍光材料から実質的にそれ自体の波長で励起放出を引
起こし、それによって増幅され、前記他方のコアにある
場合にファイバ構造から増幅された光信号を抽出する光
信号を増幅する方法を提供するものである。
構造を使用し、光信号の波長λＳと、前記一方のコアに
おける前記材料の蛍光波長と、実質的に同一である前記
予め定められた結合波長の全てとを決定することを含み
、蛍光材料を除去するために異なる波長λＰを有する光
ポンプエネルギを前記一方のコア中に投射し、光信号が
光結合のために２つのコア間を反復的に移動するように
他方のコア中に光信号を投射し、前記一方のコアの場合
に蛍光材料から実質的にそれ自体の波長で励起放出を引
起こし、それによって増幅され、前記他方のコアにある
場合にファイバ構造から増幅された光信号を抽出する光
信号を増幅する方法を提供するものである。
実際に、２−コアファイバの２つのコア中に光を別々に
投射することは容易ではないが、レンズおよび／または
特別に調整した結合ファイバを使用することによって実
現されることができる。別の観点から本発明の目的は、
入出力手段が簡単化される光信号を増幅する装置を提供
することである。
投射することは容易ではないが、レンズおよび／または
特別に調整した結合ファイバを使用することによって実
現されることができる。別の観点から本発明の目的は、
入出力手段が簡単化される光信号を増幅する装置を提供
することである。
この観点から、光信号を増幅し上記のように本発明によ
る先ファイバ構造を含み、１つ以上の端部においてファ
イバコアの各端部と一致する光学的に整合する２つの光
路を含む平面光素子を有し、ファイバコアに達する比較
的広く間隔を付けられた光入力を形成するために平面光
素子の２つの光路がファイバから離れる方向に発散して
いる装置が提供されている。
る先ファイバ構造を含み、１つ以上の端部においてファ
イバコアの各端部と一致する光学的に整合する２つの光
路を含む平面光素子を有し、ファイバコアに達する比較
的広く間隔を付けられた光入力を形成するために平面光
素子の２つの光路がファイバから離れる方向に発散して
いる装置が提供されている。
本発明は、ファイバの製造中に厳密に達成されない場合
に結合波長を信号波長に一致させることができるコア間
の結合波長を電気的に調整する装置を含む。
に結合波長を信号波長に一致させることができるコア間
の結合波長を電気的に調整する装置を含む。
本発明をさらに明確に理解するために、いくつかの実施
例が例示および添付図面を参照することによって説明さ
れている。
例が例示および添付図面を参照することによって説明さ
れている。
［実施例］
第２図に示された光ファイバ１は、共通のクラッド６の
内部に設けられた２つの光コア２および４を有する。コ
ア２および４はある長さのファイバを通して均一に間隔
を付けられている。各コアはコアの両側に横方向に延在
する各光導波路を提供し、コア間の間隔はそれらの光導
波路がオーバーラツプするように十分に小さく構成され
ている。
内部に設けられた２つの光コア２および４を有する。コ
ア２および４はある長さのファイバを通して均一に間隔
を付けられている。各コアはコアの両側に横方向に延在
する各光導波路を提供し、コア間の間隔はそれらの光導
波路がオーバーラツプするように十分に小さく構成され
ている。
コア２および４は増幅される光信号の波長でのモノモー
ド動作用に構成されている。
ド動作用に構成されている。
各コアの材料、直径および屈折率プロフィールは、２つ
のコアが異なる伝播定数を有するようなそれ自体知られ
ている方法で選択される。第１図は、曲線８によりコア
２の（波長と共に変化する）伝播定数を示し、曲線ＩＯ
によってコア４の伝播定数を示す。
のコアが異なる伝播定数を有するようなそれ自体知られ
ている方法で選択される。第１図は、曲線８によりコア
２の（波長と共に変化する）伝播定数を示し、曲線ＩＯ
によってコア４の伝播定数を示す。
第１図から、２つの伝播定数は波長λＳに対して一致す
ることが理解されることができる。その波長λ５におけ
る光がコアの一方に導かれた場合には、元のコアから別
のコアへ次第に移動した後に反復的に戻ることがコアの
伝播定数が等しいときに発生する光結合の既知のプロセ
スとして知られている。事実、このような状態が発生す
るλ８を中心とする波長のバスバンドが存在し、バスバ
ンドの幅は上記で参照されたコアの特性を調節すること
によって制御されることができる曲線８と曲線１０間の
相対的な発散角度によって決定される。
ることが理解されることができる。その波長λ５におけ
る光がコアの一方に導かれた場合には、元のコアから別
のコアへ次第に移動した後に反復的に戻ることがコアの
伝播定数が等しいときに発生する光結合の既知のプロセ
スとして知られている。事実、このような状態が発生す
るλ８を中心とする波長のバスバンドが存在し、バスバ
ンドの幅は上記で参照されたコアの特性を調節すること
によって制御されることができる曲線８と曲線１０間の
相対的な発散角度によって決定される。
第２図に示された光ファイバ構造において、光結合中心
波長に等しい波長λＳを有する光信号がコア２の中に導
かれる。光結合効果により光信号は第２図において破線
１２で示されるようにコア２からコア４へ移動し、それ
から元へ戻る動作を反復する。実際に、ファイバの波長
はほぼ１または２メータなので、光信号がある長さのフ
ァイバを通過するときに数百のこれらの移動が発生すで
。
波長に等しい波長λＳを有する光信号がコア２の中に導
かれる。光結合効果により光信号は第２図において破線
１２で示されるようにコア２からコア４へ移動し、それ
から元へ戻る動作を反復する。実際に、ファイバの波長
はほぼ１または２メータなので、光信号がある長さのフ
ァイバを通過するときに数百のこれらの移動が発生すで
。
他方のコア４は、λＳに等しいまたは非常に近似の波長
で励起放出を引起こすことができる蛍光材料を有してい
る。好ましい材料は蛍光希土類ドーパント、特に１５３
０ｎｍと１５５０ｎＩ１間の波長で蛍光を発し励起放出
を引起こすエルビウムであり、これは１５５０ｎｍの標
準遠隔通信光情報伝送波長に十分に近い。すなわち、そ
れによってファイバはその標準遠隔通信波長での増幅に
使用されることができる。８５０ｎ１１および１３００
ｎｍのような別の標準遠隔光通信情報伝送波長で、の動
作に対１．て、コアは適切な異なる結合波長を生成する
ように構成されなければならず、また異なるドーパント
が使用されなければならない。
で励起放出を引起こすことができる蛍光材料を有してい
る。好ましい材料は蛍光希土類ドーパント、特に１５３
０ｎｍと１５５０ｎＩ１間の波長で蛍光を発し励起放出
を引起こすエルビウムであり、これは１５５０ｎｍの標
準遠隔通信光情報伝送波長に十分に近い。すなわち、そ
れによってファイバはその標準遠隔通信波長での増幅に
使用されることができる。８５０ｎ１１および１３００
ｎｍのような別の標準遠隔光通信情報伝送波長で、の動
作に対１．て、コアは適切な異なる結合波長を生成する
ように構成されなければならず、また異なるドーパント
が使用されなければならない。
別の希土類成分、例えば１ｏ００ｒｖでのネオジミウム
が種々の異なる波長で励起放出を引起こすことができ、
対応した異なる波長で光信号を増幅するために使用され
てもよい。
が種々の異なる波長で励起放出を引起こすことができ、
対応した異なる波長で光信号を増幅するために使用され
てもよい。
第２図を参照すると、波長λＳよりも小さい波長λＰで
光ポンプエネルギがコア４中に一方または両方の端部で
投射され、これはどの程度の増幅が必要とされるかによ
り定められる。ポンプエネルギはコア４においてモノモ
ードであっても、そうでなくてもよい。光ポンプエネル
ギは、コア４中の希土類材料の電子を高いエネルギレベ
ルまで高め、またそこから低いレベルまで降下させるこ
とができ、したがって蛍光スペクトルを発生する。
光ポンプエネルギがコア４中に一方または両方の端部で
投射され、これはどの程度の増幅が必要とされるかによ
り定められる。ポンプエネルギはコア４においてモノモ
ードであっても、そうでなくてもよい。光ポンプエネル
ギは、コア４中の希土類材料の電子を高いエネルギレベ
ルまで高め、またそこから低いレベルまで降下させるこ
とができ、したがって蛍光スペクトルを発生する。
ポンプエネルギをコア４に加入することによって発生さ
れる自然発生的な蛍光放射は第３図において破線１４で
示されているような比較的広いスペクトルを有し、光結
合バスバンド１６内で降下する限定された量だけが光結
合効果のためにコア２中に移動することができる。この
フィルタ作用は、ファイバを増幅する希土類ドーパント
の既知の単一コアからの出力における雑音量に比べると
、増幅・コア４における雑音の自然発生的な放出のため
に信号コア２における雑音を著しく減少する。
れる自然発生的な蛍光放射は第３図において破線１４で
示されているような比較的広いスペクトルを有し、光結
合バスバンド１６内で降下する限定された量だけが光結
合効果のためにコア２中に移動することができる。この
フィルタ作用は、ファイバを増幅する希土類ドーパント
の既知の単一コアからの出力における雑音量に比べると
、増幅・コア４における雑音の自然発生的な放出のため
に信号コア２における雑音を著しく減少する。
さらに、λＳでの光信号がコア４中を伝播している位置
の全てにおいて、ボンピングされた希土類原子から励起
放出が生成され、参照された蛍光放出のように励起放出
は同一の波長λＳに集中し、それを励起する光信号に一
致する。結果的に、光信号はファイバ長に沿って移動す
るときに漸次的にさらに増幅される。ファイバの端部に
おいて増幅された光信号がコア２中で全体的に移動し、
したがってパスバンド１６内に存在する限定された量を
除いて自然発生的な全ての蛍光放射を含まないでファイ
バから光信号が取出されることができるように、ファイ
バの長さが定められる。少し小さい波長λＰにある光ポ
ンプエネルギは、コア２中に結合されずに曲線１４と曲
線１６間に存在する自然発生的な蛍光放出のその部分の
ようにコア４に限定されたままである。
の全てにおいて、ボンピングされた希土類原子から励起
放出が生成され、参照された蛍光放出のように励起放出
は同一の波長λＳに集中し、それを励起する光信号に一
致する。結果的に、光信号はファイバ長に沿って移動す
るときに漸次的にさらに増幅される。ファイバの端部に
おいて増幅された光信号がコア２中で全体的に移動し、
したがってパスバンド１６内に存在する限定された量を
除いて自然発生的な全ての蛍光放射を含まないでファイ
バから光信号が取出されることができるように、ファイ
バの長さが定められる。少し小さい波長λＰにある光ポ
ンプエネルギは、コア２中に結合されずに曲線１４と曲
線１６間に存在する自然発生的な蛍光放出のその部分の
ようにコア４に限定されたままである。
例示すると、ファイバの外径は１２５ｇｍの範囲内でよ
く、各コアの直径は３乃至２０μｌの範囲内でよい。
く、各コアの直径は３乃至２０μｌの範囲内でよい。
第４図は上述されたようなある長さの光ファイバ１を含
む装置を示し、その端部に各平面光素子１８、２０が取
付けられている。各光素子１８．２０は２つの光路１８
ａ、１８ｂ 、 ２０ａ、２０ｂを含む。光路１８ａお
よび２０ａはファイバの光コア４と一致しており、寸法
および屈折率分布に関してできるだけ近くなるようにそ
れと光学的に整合されており、したがって望ましくない
レーザー作用を引起こし得る境界面での反射を最少にす
る。平面光素子の別の光路１８ｂおよび２０ｂも同様に
コア２と一致しており、光学的にそれと整合されている
。
む装置を示し、その端部に各平面光素子１８、２０が取
付けられている。各光素子１８．２０は２つの光路１８
ａ、１８ｂ 、 ２０ａ、２０ｂを含む。光路１８ａお
よび２０ａはファイバの光コア４と一致しており、寸法
および屈折率分布に関してできるだけ近くなるようにそ
れと光学的に整合されており、したがって望ましくない
レーザー作用を引起こし得る境界面での反射を最少にす
る。平面光素子の別の光路１８ｂおよび２０ｂも同様に
コア２と一致しており、光学的にそれと整合されている
。
光路１８ａおよび１８ｂは、例えばポンプエネルギが平
面光素子１８を介してファイバ２２からファイバ１中に
投射されることができ、増幅される光信号が平面光素子
１６を介してファイバ２４からファイバ１中に投射され
ることができるように各単一コアファイバ２２および２
４が都合よく既知の方法で結合されることができる光入
力を供給するように比較的広く間隔を付けられたファイ
バに向かって間隔が広がっている。さらに単一コアファ
イバ２６および２８は、別のポンプエネルギをファイバ
１のコア４中に投射し、増幅光信号をファイバ１のコア
２から取出すために平面光素子２０にそれぞれ結合され
ることができる。必要とされるボンブエネルギ入力が１
つだけの場合には、平面光素子２０が取除かれてファイ
バ２８がコア２と一致して直接接続されることができる
。その代わりに平面光素子１８が取除かれ、ファイバ２
４はコア２と一致して直接接続されてよく、ポンプエネ
ルギはファイバ２６を通じてのみ導入される。
面光素子１８を介してファイバ２２からファイバ１中に
投射されることができ、増幅される光信号が平面光素子
１６を介してファイバ２４からファイバ１中に投射され
ることができるように各単一コアファイバ２２および２
４が都合よく既知の方法で結合されることができる光入
力を供給するように比較的広く間隔を付けられたファイ
バに向かって間隔が広がっている。さらに単一コアファ
イバ２６および２８は、別のポンプエネルギをファイバ
１のコア４中に投射し、増幅光信号をファイバ１のコア
２から取出すために平面光素子２０にそれぞれ結合され
ることができる。必要とされるボンブエネルギ入力が１
つだけの場合には、平面光素子２０が取除かれてファイ
バ２８がコア２と一致して直接接続されることができる
。その代わりに平面光素子１８が取除かれ、ファイバ２
４はコア２と一致して直接接続されてよく、ポンプエネ
ルギはファイバ２６を通じてのみ導入される。
第５図は、前の図面に示されたものよりも簡単であるが
光結合バスバンドの中心波長の電気的調整の手段が設け
られている２−コアファイバの断面図である。これは、
このような調節が増幅される光信号の波長に中心波長を
整合するために必要な場合、製造後に中心波長が調節さ
れることを可能にする。
光結合バスバンドの中心波長の電気的調整の手段が設け
られている２−コアファイバの断面図である。これは、
このような調節が増幅される光信号の波長に中心波長を
整合するために必要な場合、製造後に中心波長が調節さ
れることを可能にする。
第５図において、２つの金属電極３０および３２がファ
イバ自体の構造中に埋設されている。電極は共にコア２
および４の両方がそれらの間に存在するように設けられ
る。コア２または４に対して使用されるケイ酸材料は電
界の付与に応答して比較的小さいカー（Ｋｅｒｒ）効果
を呈するが、しかしながら電界強度はファイバ自体の内
部に電極を導入することによって電極を介して供給され
る電圧に関して比較的高くされることができる。電圧が
電極間に供給されるとき、カー効果は各コアの屈折率に
おける変化となり、結果的にはそれら両コ゛アの伝播定
数のシフトとなる。結果として、結合バスバンドの中央
周波数において対応したシフトが存在する。
イバ自体の構造中に埋設されている。電極は共にコア２
および４の両方がそれらの間に存在するように設けられ
る。コア２または４に対して使用されるケイ酸材料は電
界の付与に応答して比較的小さいカー（Ｋｅｒｒ）効果
を呈するが、しかしながら電界強度はファイバ自体の内
部に電極を導入することによって電極を介して供給され
る電圧に関して比較的高くされることができる。電圧が
電極間に供給されるとき、カー効果は各コアの屈折率に
おける変化となり、結果的にはそれら両コ゛アの伝播定
数のシフトとなる。結果として、結合バスバンドの中央
周波数において対応したシフトが存在する。
事実、カー効果は電極に垂直な偏光と電極に水平な偏光
との間で（すなわち、第４図に示されたファイバに関し
て垂直および水平に）屈折率において差動変化を引起こ
す。
との間で（すなわち、第４図に示されたファイバに関し
て垂直および水平に）屈折率において差動変化を引起こ
す。
屈折率のシフトは電極に垂直な偏光面を有する光に対し
てさらに大きく、この偏光を利用できるより大きいシフ
トを利用するために、ファイバは最初にこの偏光を有す
る光を供給されてよい。その代わりに電極に平行の偏光
は、アナライザを使用してファイバの出力端部でフィル
タされて、電極に垂直の偏光だけを残すようにしてもよ
い。
てさらに大きく、この偏光を利用できるより大きいシフ
トを利用するために、ファイバは最初にこの偏光を有す
る光を供給されてよい。その代わりに電極に平行の偏光
は、アナライザを使用してファイバの出力端部でフィル
タされて、電極に垂直の偏光だけを残すようにしてもよ
い。
利用できる最大の周波数シフトをさらに高めるために、
軟質ガラス（例えば鉛、クラウンまたはフリントガラス
）がコアおよびクラッドに使用されてよく、これらは通
常光ファイバコアおよびクラッドに使用されている硬質
ガラスよりも大きいカー効果を有する。
軟質ガラス（例えば鉛、クラウンまたはフリントガラス
）がコアおよびクラッドに使用されてよく、これらは通
常光ファイバコアおよびクラッドに使用されている硬質
ガラスよりも大きいカー効果を有する。
第６図は第５図に示されたファイバ構造の製造を説明す
る際に利用できる。２つのコアロッドは、例えば修正さ
れた化学蒸着（ＭＣＶＤ）プロセスを使用して各シリカ
支持チューブの内側の特定のコアに対して適切な特性を
有するガラス材料を付着させることによって製造される
。光コアは互いに比較的接近している必要があるため、
支持チューブ材料の大部分は比較的少ないクラッド材料
を中央コア材料上に残すようにエツチングで除去される
。２つのコアロッドは電気炉で加熱されなから伸されて
数ミリメータの直径まで引伸ばされる。
る際に利用できる。２つのコアロッドは、例えば修正さ
れた化学蒸着（ＭＣＶＤ）プロセスを使用して各シリカ
支持チューブの内側の特定のコアに対して適切な特性を
有するガラス材料を付着させることによって製造される
。光コアは互いに比較的接近している必要があるため、
支持チューブ材料の大部分は比較的少ないクラッド材料
を中央コア材料上に残すようにエツチングで除去される
。２つのコアロッドは電気炉で加熱されなから伸されて
数ミリメータの直径まで引伸ばされる。
最初は円形の断面である高い純度のシリカロッド３４は
、その対向する面を加工されて平面３Ｇを形成され、ま
た軸方向にロッドに沿って超音波加工されて孔３８およ
び４０を形成される。
、その対向する面を加工されて平面３Ｇを形成され、ま
た軸方向にロッドに沿って超音波加工されて孔３８およ
び４０を形成される。
２つの引伸ばされたコアロッドは、孔３８および４０に
それぞれ一致する直径まで引伸ばされており、これらの
孔に挿入され、コアロッドの挿入された複合装置はシリ
カチューブ４２の中に挿入される。
それぞれ一致する直径まで引伸ばされており、これらの
孔に挿入され、コアロッドの挿入された複合装置はシリ
カチューブ４２の中に挿入される。
装置全体は、光信号波長での単一モード動作を保証する
のに十分に小さい直径まで引伸ばされる。
のに十分に小さい直径まで引伸ばされる。
その結果ファイバは第５図に示されたようになるが、電
極３０および３２が示されている空間を有する。これら
の空間はウッド合金またはインジウム／ガリウム合金の
ような低融点の金属で満たされる。例えば一方の端部を
液体金属中に位置させた壁でファイバの全長を密閉室に
おいて加熱し、同時にその端部に圧力を加え、またファ
イバの反対の端部を真空状態とする。したがって、液体
金属は空間中にポンプ作用で導入されファイバが冷却さ
れたときに固体化して電極３０および３２を形成する。
極３０および３２が示されている空間を有する。これら
の空間はウッド合金またはインジウム／ガリウム合金の
ような低融点の金属で満たされる。例えば一方の端部を
液体金属中に位置させた壁でファイバの全長を密閉室に
おいて加熱し、同時にその端部に圧力を加え、またファ
イバの反対の端部を真空状態とする。したがって、液体
金属は空間中にポンプ作用で導入されファイバが冷却さ
れたときに固体化して電極３０および３２を形成する。
第７図は、コア４だけが参照番号４４で示されている電
極の間に位置された本発明による電気的に調整可能なフ
ァイバの別の形状を示す。この構造は第６図のものと類
似した方法で製造されてよいが、ロッド３４上で加工さ
れている平１１ｉｉ３０の代わりに、２つの付加的な穴
が孔４０の両側に超音波加工で形成される。これらは、
ファイバが引伸ばされた後に電極４４を形成するように
金属で満たされる。
極の間に位置された本発明による電気的に調整可能なフ
ァイバの別の形状を示す。この構造は第６図のものと類
似した方法で製造されてよいが、ロッド３４上で加工さ
れている平１１ｉｉ３０の代わりに、２つの付加的な穴
が孔４０の両側に超音波加工で形成される。これらは、
ファイバが引伸ばされた後に電極４４を形成するように
金属で満たされる。
第５図の構造と比較すると、この構造により電極４４間
の電圧の供給は、異なる電位的に大きい中心波長シフト
量が所定の供給電圧に対して得られることができるよう
に１つの伝播定数だけをシフトする。
の電圧の供給は、異なる電位的に大きい中心波長シフト
量が所定の供給電圧に対して得られることができるよう
に１つの伝播定数だけをシフトする。
第５図における電極３０および３２または第７図におけ
る電極４４を介して電圧を供給するために、ファイバの
クラッドの一部は電極の表面領域が露出するまでフッ化
水素を使用して局部的にエツチングされ除去されてよく
、微細な電極リード４６が電極に対して超音波溶接され
てよく、これは第７図にエツチングによって除去された
クラッドの一部分が破線によって示されている。
る電極４４を介して電圧を供給するために、ファイバの
クラッドの一部は電極の表面領域が露出するまでフッ化
水素を使用して局部的にエツチングされ除去されてよく
、微細な電極リード４６が電極に対して超音波溶接され
てよく、これは第７図にエツチングによって除去された
クラッドの一部分が破線によって示されている。
第７図はまた、２つのコアの伝播定数が所望ならばそれ
ぞれ別々に制御されてもよいようにコア２の反対側に設
けられてよい第２の対の電極４８を破線で示している。
ぞれ別々に制御されてもよいようにコア２の反対側に設
けられてよい第２の対の電極４８を破線で示している。
第１図は第２図に示されたファイバの光導波路の伝播定
数の波長による異なる変化を示したグラフである。 第２図は、第１図に示された異なる伝播定数を有するよ
うに各々異なった２つのコアを有する（非常に短くされ
た）光ファイバを示す。 第３図は、第２図のファイバ中のコア間の蛍光スペクト
ル内部における光結合のためのバスバンドを示す。 第４図は第２図に示されたようなファイバを含んだ本発
明による装置を示す。 第５図は、バスバンドの中心波長が調節されることを可
能にする修正されたファイバ構造の断面を示す。 第６図は第５図に示されたような光ファイバ構造の製造
におけるある段階を示す。 第７図は電気的に調節可能な光ファイバ構造の別のタイ
プを示す。 １・・・光ファイバ、２．４・・・コア、１６・・・バ
スバンド、１８．２０ ・・・光素子、１８ａ、ｔ８ｂ
、２０ａ、２０ｂ −・・光路、２２．２４．２８．２
８・・・コアファイバ、３０．３２，４４．４８・・・
電極、３１１．４０・・・孔、４２・・・シリカチュー
ブ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 Ｆ１５５ Ｆ／６７
数の波長による異なる変化を示したグラフである。 第２図は、第１図に示された異なる伝播定数を有するよ
うに各々異なった２つのコアを有する（非常に短くされ
た）光ファイバを示す。 第３図は、第２図のファイバ中のコア間の蛍光スペクト
ル内部における光結合のためのバスバンドを示す。 第４図は第２図に示されたようなファイバを含んだ本発
明による装置を示す。 第５図は、バスバンドの中心波長が調節されることを可
能にする修正されたファイバ構造の断面を示す。 第６図は第５図に示されたような光ファイバ構造の製造
におけるある段階を示す。 第７図は電気的に調節可能な光ファイバ構造の別のタイ
プを示す。 １・・・光ファイバ、２．４・・・コア、１６・・・バ
スバンド、１８．２０ ・・・光素子、１８ａ、ｔ８ｂ
、２０ａ、２０ｂ −・・光路、２２．２４．２８．２
８・・・コアファイバ、３０．３２，４４．４８・・・
電極、３１１．４０・・・孔、４２・・・シリカチュー
ブ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 Ｆ１５５ Ｆ／６７
Claims (18)
- （１）２つの光導波路を設けるように共通のクラッド内
に設けられた２つの均一な間隔のモノモードコアを含む
光ファイバを有し、少なくともコアの光特性が予め定め
られた結合波長に対して一致する値の異なる伝播定数を
２つの光導波路に与えるように異なっている光信号の増
幅に使用可能な光ファイバ構造において、 コアの１つが励起放出を生じさせることができる蛍光材
料を含むことを特徴とする光ファイバ構造。 - （２）蛍光材料は、実質的に光遠隔通信伝送において使
用される波長で励起放出を引起こすことを特徴とする請
求項１記載の光ファイバ構造。 - （３）光ファイバの長は、光遠隔通信伝送で使用される
波長を持つ光エネルギの２つのコア間の結合ビートの長
さの整数倍に等しい長さを有することを特徴とする請求
項２記載の光ファイバ構造。 - （４）蛍光材料はエルビウムであることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか１項記載の光ファイバ構造。 - （５）蛍光材料は希土類ドーパントであることを特徴と
する請求項１記載の光ファイバ構造。 - （６）希土類ドーパントはネオジミウムであることを特
徴とする請求項５記載の光ファイバ構造。 - （７）２つの電極がクラッド内部に設けられ、電界をそ
のコアに与えるためにそれらの間に１つ以上のコアが配
置され、電子・光効果によってその伝播定数を変化させ
、したがって前記結合波長を変化させ、それによって構
造が調整可能であることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれか１項記載の光ファイバ構造。 - （８）２つの電極間に両方のコアが位置していることを
特徴とする請求項７記載の光ファイバ構造。 - （９）２つの電極間に一方のコアだけが位置しているこ
とを特徴とする請求項７記載の光ファイバ構造。 - （１０）別の２つの電極間に他方のコアが配置されてい
ることを特徴とする請求項９記載の光ファイバ構造。 - （１１）少なくとも前記一方のコアは、比較的大きい電
子・光効果を示す軟質ガラスであることを特徴とする請
求項７乃至１０のいずれか１項記載の光ファイバ構造。 - （１２）共通クラッドは、比較的大きい電子・光効果を
示す軟質ガラスであることを特徴とする請求項１１記載
の光ファイバ構造。 - （１３）請求項１乃至１２のいずれか１項記載の光ファ
イバ構造を使用し、光信号の波長と、前記一方のコア中
の前記材料の蛍光波長と、前記予め定められた結合波長
とを全て実質的に同一にし、蛍光材料をポンプするため
に異なる波長を有する光ポンプエネルギを前記一方のコ
ア中に投射し、光結合によって光信号が反復的に２つの
コア間を移動するように他方のコア中に光信号を入力し
、前記一方のコアにおいて励起放出が実質的にそれ自体
の波長で蛍光材料から生じたときにそれによって増幅を
行い、それが前記他方のコアにおいて発生したときにフ
ァイバ構造から増幅された光信号を抽出することを含む
光信号を増幅する方法。 - （１４）光ポンプエネルギは前記一方のコアの両端部中
に投射されることを特徴とする請求項１３記載の光信号
を増幅する方法。 - （１５）電界をコアの少なくとも１つに与え、それによ
って電子、光効果によりその伝播定数を変化させ、前記
結合波長を変化させることを含む請求項１３または１４
記載の光信号を増幅する方法。 - （１６）光学的に整合し、一方の端部においてファイバ
コアのそれぞれと一致して配置された２つの光路を含む
平面光素子および前記請求の範囲各項に記載されている
光ファイバ構造を含み、平面光素子の２つの光路はファ
イバから離れるに従って発散し、それによってファイバ
コアに入出力する光入力または出力手段に比較的広い間
隔を与えている光信号増幅装置。 - （１７）光ファイバ構造は各端部にこのような平面光素
子を有する請求項１６記載の装置。 - （１８）ファイバにおいて２つの電極がクラッド内に設
けられ、電界をコアに与えるためにそれらの間に１つ以
上のコアが設けられ、それによってその伝播定数を変化
し、したがって電子・光効果によって前記結合波長を変
化し、装置が調整可能になる請求項１６または１７記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT8819037A IT1215681B (it) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Amplificazione di segnali ottici. |
| IT19037A/88 | 1988-01-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022533A true JPH022533A (ja) | 1990-01-08 |
| JP2685265B2 JP2685265B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=11154013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1003871A Expired - Fee Related JP2685265B2 (ja) | 1988-01-12 | 1989-01-12 | 光信号増幅方法および装置 |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4938561A (ja) |
| EP (1) | EP0324541B1 (ja) |
| JP (1) | JP2685265B2 (ja) |
| KR (1) | KR960004145B1 (ja) |
| CN (1) | CN1021929C (ja) |
| AR (1) | AR245544A1 (ja) |
| AU (1) | AU616462B2 (ja) |
| BR (1) | BR8900185A (ja) |
| CA (1) | CA1303193C (ja) |
| DE (1) | DE68906032T2 (ja) |
| DK (1) | DK168343B1 (ja) |
| ES (1) | ES2040455T3 (ja) |
| FI (1) | FI93153C (ja) |
| HK (1) | HK9794A (ja) |
| IT (1) | IT1215681B (ja) |
| MX (1) | MX171448B (ja) |
| NO (1) | NO172913C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8773755B2 (en) | 2011-09-09 | 2014-07-08 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and multicore fiber |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0373934A (ja) * | 1989-08-15 | 1991-03-28 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
| JPH03239231A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光スイッチ |
| DE4014034A1 (de) * | 1990-05-02 | 1991-11-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optischer verstaerker |
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