JPH02278232A - 光増幅器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信などに用いられる光増幅器に関し、特に
２系統の光信号を少ない構成素子で偏光に関係なく増幅
する光増幅器に関する。

（従来の技術） 従来、２系統の光信号を増幅する場合、２つの光増幅器
が用いられている。また、光増幅器に用いられる光増幅
素子の増幅度の偏光依存性を回避するため、信号光を一
旦偏光ビームスプリツタで直交する２つの偏光に分離し
てそれぞれの偏光を２つの光増幅素子で増幅している。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかし、上記の方法では、２系統の光信号を増幅するの
に２つの光増幅素子を用いたうえ、光増幅素子の増幅度
の偏光依存性を回避するためさらにそれぞ−２つの光増
幅素子を必要とするため、光増幅素子に偏光依存性がな
い場合の倍の光増幅素子を必要とすると言う課題があっ
た。

本発明の目的は、少ない光増幅素子で２系統の光信号を
偏光に関係なく増幅する光増幅器を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の課題を解決するため、第１の端子から入
射された光がＳ偏光とＰ偏光の２つの直交する直線偏光
に分離されて第２および第３の２つの端子から各々出射
されるとともに、第４の端子から入射された光がＰ偏光
とＳ偏光の２つの直交する直線偏光に分離されて各々第
２および第３の２つの端子から出射され、また、逆に、
第２および第３の２つの端子から各々入射されたＳ偏光
とＰ偏光が合波されて第１の端子から出射され、第２お
よび第３の２つの端子から各々入射されたＰ偏光とＳ偏
光が合波されて第４の端子から出射される第１および第
２の偏光分離合波素子と、２つの端子を有する第１及び
第２の半導体レーザ光増幅端子と、前記第１の偏光分離
合波素子の第２の端子と前記第１の半導体レーザ光増幅
素子の一方の端子とを接続し、かつ、複屈折主軸の何れ
か一方に前記Ｓ偏光方向と前記第１の半導体レーザ光増
幅素子のＴＥモードの偏光方向とが一致するよう配置さ
れた第１の偏光保存ファイバと、前記第２の偏光分離合
波素子の第２の端子と前記第１の半導体レーザ光増幅素
子の他方の端子とを接続し、かつ、複屈折主軸の何れか
一方に前記Ｓ偏光の偏光方向と前記第１の半導体レーザ
光増幅素子のＴＥモードの偏光方向とが一致するよう配
置された第２の偏光保存ファイバと、前記第１の偏光分
離合波素子の第３の端子と前記第２の半導体レーザ光増
幅素子の一方の端子とを接続し、かつ、複屈折主軸の何
れか一方に前記Ｐ偏光の偏光方向と前記第１の半導体レ
ーザ光増幅素子のＴＥモードの偏光方向とが一致するよ
う配置された第３の偏光保存ファイバと、前記第２の偏
光分離合波素子の第３の端子と前記第２の半導体レーザ
光増幅素子の他方の端子とを接続し、かつ、複屈折主軸
の何れか一方に前記Ｐ偏光の偏光方向と前記第２の半導
体レーザ光増幅素子のＴＥモードの偏光方向とが一致す
るよう配置された第４の偏光保存ファイバとを含んで構
成される。

（作用） 本発明によれば、第１の偏光分離合波素子の第１の端子
から入射された第１の光信号はＳ偏光とＰ偏光の２つの
直交する直線偏光に分離されて第２および第３の２つの
端子から各々出射され、各々第１および第２の光増幅素
子によって増幅されて第２の偏光分離合波素子の第２お
よび第３の端子に入射され、そこで合波された第１の光
信号はその第１の端子から出射される。一方、第１の偏
光分離合波素子の第４の端子から入射された第２の光信
号はＳ偏光とＰ偏光の２つの直交する直線偏光に分離さ
れて第３および第２の２つの端子から各々出射され、各
々第２および第１の光増幅素子によて増幅されて第２の
偏光分離合波素子の第３および第２の端子に入射され、
そこで合波された第２の光信号はその第４の端子から出
射される。つまり、２系統の光信号の光増幅に対して用
いている光増幅素子は２個である。また、第１の光信号
から分離されたＳ偏光とＰ偏光は第１および第２の光増
幅素子において何れもＴＥモードで増幅され、第２の光
信号から分離されたＳ偏光とＰ偏光は第１および第２の
光増幅素子において何れもＴＭモードで増幅されるため
、何れの光信号も偏光状態による増幅度の変動を生じな
い偏光依存性のない光増幅が行われる。したがって、２
系統の光信号（第１及び第２の光信号）はいずれも第１
および第２の光増幅素子で増幅されるため、２系統の光
信号の増幅に対して、偏光依存性のない光増幅素子を用
いた場合と同じ個数（２個ンで光増幅ができ、しかも偏
光依存性のない光増幅を行うことが出来る。

（実施例） 以下、図面により本実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。

第１図において、任意の偏光状態で伝搬してきた第１の
光信号は第１の光ファイバ１１を通って第１の偏光分離
合波素子２１の第１の端子２１１に入射し、第１の偏光
分離合波素子２１によってＳ偏光（第１図の紙面に垂直
な偏光）とＰ偏光（第１図の紙面に並行な偏光）に分離
され、それぞれの第２、第３の端子２１２．２１３から
出射される。これらの出射光はそれぞれ第１及び第２の
偏光保存ファイバ３１．３２にその偏光の方向が該偏光
保存ファイバ２つの主軸にいずれかに一致するように結
合される。ここで、第１の偏光分離合波素子２１の第１
から第４の端子２１１〜２１４はいずれもレンズで構成
されている。第１及び第２の偏光保存ファイバ３１．３
２を伝搬してきたＳ偏光とＰ偏光はそれぞれ結合用レン
ズ４１．４２で第１及び第２の半導体レーザ光増幅素子
５１．５２に各々の偏光の方向がＴＥモードと一致する
ように結合される。これらの半導体レーザ光増幅素子５
１．５２で光増幅された第１の光信号１の各々の偏光は
第３、第４の結合用レンズ４３．４４によりそれぞれ第
３、第４の偏光保存ファイバ３３．３４に結合される。

ここで、ＴＥモードの偏光方向は第３及び第４の偏光保
存ファイバ３３．３４にその偏光方向が該偏光保存ファ
イバの２つの主軸のいずれかに一致するように結合され
る。このように結合された後、第３、第４の偏光保存フ
ァイバ３３．３４を伝搬した第１の光信号１の各々の偏
光は、第３の偏光保存光ファイバ３３の伝搬光の方向が
Ｓ偏光の方向と成り、第４の偏光保存光ファイバ３４の
伝搬光の偏光の方向がＰ偏光の方向と成るようにそれぞ
れ第２の偏光分離合波素子２２の第２及び第３の端子２
２２．２２３に入射される。第２の偏光分離合波素子２
２の第２の端子２２２にＳ偏光で入射した信号光は第２
の偏光分離フィルタ２２０で反射されて第１の端子２２
１から出射されるし、また、第４の偏光保存ファイバ３
４を伝搬して第２の偏光分離合波素子２２の第３の端子
２２３にＰ偏光で入射した信号光も、第２の偏光分離フ
ィルタ２２０を透過して同じく第１の端子２２１から出
射され、第３の光ファイバ１３に結合される。

一方、第２の光信号２は第２の光ファイバ１２を通って
第１の偏光分離合波素子２１の第４の端子２１４に入射
し、第１の偏光分離合波素子２１によってＳ偏光（第１
図の紙面に垂直な偏光）とＰ偏光（第１図の紙面に並行
な偏光）に分離され、それぞれ第３、第２の端子２１３
゜２１２から出射される。これらの出射光はそれぞれ、
第２及び第１の偏光保存ファイバ３２．３１にその偏光
方向が該偏光保存ファイバの２つの主軸のいずれかに一
致するように結合される。第１及び第２の偏光保存ファ
イバ３１．３２を伝搬してきたＰ偏光とＳ偏光はそれぞ
れ結合用レンズ４１．４２で第１及、び第２の半導体レ
ーザ光増幅素子５１．５２に各々の偏光の方向がそのＴ
Ｍモードと一致するように結合される。これらの半導体
レーザ光増幅素子５１．５２で光増幅された第２の光信
号２の各々の偏光は第３、第４の結合用レンズ４３．４
４によりそれぞれ第３、第４の偏光保存ファイバ３３．
３４に結合される。ここで、ＴＭモードの偏光方向は第
３及び第４の偏光保存ファイバ３３．３４にその偏光の
方向が該偏光保存ファイバの２つの主軸のいずれかに一
致するように結合される。このように結合された後、第
３、第４の偏光保存ファイバ３３．３４を伝搬した第２
の光信号２の各々の偏光は、第３の偏光保存光ファイバ
３３の伝搬光の偏光の方向がＰ偏光の方向と成り、第４
の偏光保存光ファイバ３４の伝搬光の偏光の方向が５（
ｆｆｉ光の方向と成るようにそれぞれ第２の偏光分離合
波素子２２の第２及び第３の端子２２２．２２３に入射
される。第２の偏光分離合波素子２２の第２の端子２２
２にＰ偏光で入射した信号光は第２の偏光分離フィルタ
２２０を透過して第４の端子２２４から出射されるし、
また第４の偏光保存ファイバ３４を伝搬して第２の偏光
分離合波素子２２の第３の端子２２３にＳ偏光で入射し
た信号光も、第２の偏光分離フィルタ２２０で反射され
て同じく第４の端子２２４から出射され、第４の光ファ
イバ１４に結合される。

ここで、これらの半導体レーザ光増幅素子５１．５２は
発振波長１．６０ｐｍのファブリ・ベロー型半導体レー
ザ両端面にＳｉＯｘから成る残留反射率３×１０　の無
反射コーティングを施して作られた進行波型半導体レー
ザ光増幅素子である。また、ＴＥモードおよびＴＭモー
ドに対する内部増幅率はそれぞれ２４ｄＢ、２０ｄＢで
あり、半導体レーザ光増幅素子と偏光保存光ファイバと
の両端で結合損失８ｄＢを差し引いた実質増幅率はそれ
ぞれ１６ｄＢ、１２ｄＢである。ここで、各光信号の光
パワーは何れも５ｐＷ（−２３ｄＢｍ）であり、それぞ
れ利得を得て、−７ｄＢｍ、−３ｄＢｍの光信号となっ
て出力される。

以上、本発明の一実施例について説明した。本実施例に
おいては第１の、光信号１と第２の光信号２の伝搬力・
向が同じとしたが、例えば、第１の光信号１を第１の偏
光分離合波素子２１の第１の端子から入射させて第２の
偏光分離合波素子の第１の端子から出射させ、第２の光
信号２を第２偏光分離合波素子２２の第４の端子から入
射させて第１の偏光分離合波素子の第４の端子から出射
させるなど、第１の光信号と第２の光信号２の伝搬方向
が異なる方向であっても良い。

（発明の効果） 本発明による光増幅器によれば、偏光依存性の光増幅素
子を用いても２系統の光信号を偏光依存性を生ずること
なく、偏光依存性のない光増幅素子を用いたときと同じ
２個の光増幅素子で光増幅できること、２系統の光信号
の進行方向の如何に関わらず同一方向でも、対向方向で
も光増幅が可能なことなどである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。 図において、１，２・・・光信号、１１〜１４・・・光
ファイバ、２１、２２・・・偏光分離合波素子、３１〜
３４・・・偏光保存ファイバ、４１〜４４・・ルンズ、
５１．５２・・・半導体レーザ光増幅素子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の端子から入射された光がＳ偏光とＰ偏光の２つの
   直交する直線偏光に分離されて第２および第３の２つの
   端子から各々出射されるとともに、第４の端子から入射
   された光がＰ偏光とＳ偏光の２つの直交する直線偏光に
   分離された各々第２および第３の２つの端子から出射さ
   れ、また、逆に、第２および第３の２つの端子から各々
   入射されたＳ偏光とＰ偏光が合波されて第１の端子から
   出射され、第２および第３の２つの端子から各々入射さ
   れたＰ偏光とＳ偏光が合波されて第４の端子から出射さ
   れる第１および第２の偏光分離合波素子と、２つの端子
   を有する第１及び第２の半導体レーザ光増幅素子と、前
   記第１の偏光分離合波素子の第２の端子と前記第１の半
   導体レーザ光偏光素子の一方の端子とを接続し、かつ、
   複屈折主軸の何れか一方に前記Ｓ偏光の偏光方向と前記
   第１の半導体レーザ光増幅素子のＴＥモードの偏光方向
   とが一致するよう配置された第１の偏光保存ファイバと
   、前記第２の偏光分離合波素子の第２の端子と前記第１
   の半導体レーザ光増幅素子の他方の端子とを接続し、か
   つ、複屈折主軸の何れか一方に前記Ｓ偏光の偏光方向と
   前記第１の半導体レーザ光増幅素子のＴＥモードの偏光
   方向とが一致するよう配置された第２の偏光保存ファイ
   バと、前記第１の偏光分離合波素子の第３の端子と前記
   第２の半導体レーザ光増幅素子の一方の端子とを接続し
   、かつ、複屈折主軸の何れか一方に前記Ｐ偏光の偏光方
   向と前記第１の半導体レーザ光増幅素子のＴＥモードの
   偏光方向とが一致するように配置された第３の偏光保存
   ファイバと、前記第２の偏光分離合波素子の第３の端子
   と前記第２の半導体レーザ光増幅素子の他方の端子とを
   接続し、かつ、複屈折主軸の何れか一方に前記Ｐ偏光の
   偏光方向と前記第２の半導体レーザ光増幅素子のＴＥモ
   ードの偏光方向とが一致するよう配置された第４の偏光
   保存ファイバとを含んで構成される光増幅器。