JPH03123323A - ファイバカップラー - 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） 本発明は一般にヒューズド力ツプラーと呼ばれるファイ
バカップラーに関するものである。

（従来の技術） 第３図に示すように、二本以上の光ファイバＡを平行に
並べ、その一部Ｂを融着してその先Ｃを分岐させたヒュ
ーズドテーバカップラーと呼ばれるファイバ形光分岐器
が実用化され、広く利用されている。この形の光分岐器
（光カツプラ−）は作製が容易で性能も安定していると
いう特徴を有し、光通信や光センサシステムには重要な
デバイスである。光の分岐比は種々調整して作製するこ
とができるが、一般に最も広く用いられているのはｌ：
１に分岐する等分岐光カップラーである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前記等分枝先カップラーは融着されている分岐
部りで分岐される度に、光強度が少なくとも１／２　（
−３ｄＢ）ずつ減小するという本質的な問題がある。こ
のため分岐の階層が２段、３段・・・Ｎ段と増加する毎
に一３ｘＮｄＢだけ光強度が減小するので、分岐可能な
階層数が制約されるという問題があった。

（発明の目的） 本発明の目的は分岐の度に生じる光強度の減少を防止し
、分岐できる階層数を大幅に増大させるようにしたファ
イバカップラーを実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明のファイバカップラーは第１図のように、二本以
上の光ファイバ１の一部が融着され、これらの光ファイ
バｌのうち融着された分岐部２の前の入力側３と後の出
力側４は融着されず、この二以上の入力側３のいずれか
から入射される信号光Ｓ０が、前記分岐部２において二
以上の出力側４の夫々に分岐されるようにしたファイバ
カップラーにおいて　同出力側４の各々＆７光増幅機能
を有する増幅用ファイバ５が接続され、前記二以上の入
力側３のうち少な（とも−本に励起光供給部６が光結合
されるようにしたものである。

Ｃ作用） 本発明のファイバカップラーでは、入力側３から入射さ
れる信号光Ｓ０及び励起光Ｐの各々が。

分岐部２で１／２　（−３ｄＢ）ずつ出力側４に分配さ
れ、同出力側４から増幅用ファイバ５へ送り出される。

この場合、増幅用ファイバ５において、入力側３から人
力される信号光Ｓ０が、励起光供給部６から人力される
励起光Ｐにより励起され、光増幅される。

（実施例） 第１図は本発明のファイバカップラーの一例を示す基本
形態図である。

この図において１は光ファイバ、２は両光ファイバｌの
一部が融着された分岐部である。３は前記光ファイバ１
のうち分岐部２より前の入力側、４は同分岐部より後の
出力側である。５は光増幅機能を有する増幅用光ファイ
バであり、前記出力１ｌＩ４に接続されている。

６は励起光供給部であり、こねは励起光源７と光結合器
８とから構成されており、二以上の入力側３のうち少な
くとも一本に設けられている。この励起光２Ｗ！７から
出力される励起光は光結合器８を介してファイバｌに導
入され、分岐部２において出力側４に分配され、更に増
幅用ファイバ５に供給される。

前記入力側３から入射される信号光Ｓ０及び励起光Ｐの
各々は１分岐部２において１／２　（−３ｄＢ）ずつ出
力＠４に分配され、同ファイバ４から増幅用ファイバ５
へ送り出されるが、この場合、実際は、分岐部２自体に
固有の損失があるので、出力側４に分配される信号光Ｓ
０の強度は１／２よりもやや少ない強度（−３ｄＢ−〇
ニーαは分岐部固有のロス）になる。

前記増幅用ファイバ５は励起光供給部６から入力される
励起光Ｐの作用により、入力ｌｌＩ！３から入力される
信号光Ｓ０の波長に対して増幅機能を発現させるもので
ある。

前記ファイバｌには高純度石英系ガラスよりなる単一モ
ードファイバを用い、その各々の一部を撚り合わせ、融
着接合して分岐部２を作製する。

前記増幅用ファイバ５には例えば、Ｅｒ”＋添加の石英
系単一モードファイバを使用する。このＥ　ｒ”添加の
石英系単一モードファイバは波長１．４６〜！、５０ｕ
ｍの励起光すにより励起され、波長１．５２〜１．５６
４ｚｍの信号光Ｓ０に対して増幅機能を示す、また、同
ファイバ５の増幅特性は励起光Ｐの強度、ファイバ長、
Ｅｒ”添加濃度などにより変化する。従ってこれらのパ
ラメータ（励起光強度、Ｅｒ添加ファイバの長さ等）を
制御することにより、分岐部２で生じた分配による減衰
（−３ｄＢ）と１分岐部２自体の固有の損失とが補われ
るか、それ以上の増幅利得が得られる。この結果、出力
側４より出力される信号光は分岐部２に入力された時点
の光強度と等しいかそれより強い強度となる。

第２図は第１図のファイバカップラーを組合わせて１分
岐の階層を３段とした場合の例である。

このファイバカップラーでは、入力部３に入力された信
号光Ｓ０は分岐部２へ、他の入力部３に入力された励起
光Ｐも分岐部２へ導入され、同分岐部２において光ファ
イバｌの出力側４に分配され、それから増幅用ファイバ
５に伝送される。

増幅用ファイバ５で増幅された信号光は、その徒弟２の
分岐部１２により第２の光ファイバ１３に分配され、￥
に第３の分岐部１４により第３の光ファイバ１５に分配
されて信号光Ｓ、〜Ｓ、として出力される。

この場合、各分岐部２．１２．１４に固有の損失に基づ
く減衰分と、３段分岐することにより生じるｌ／２３の
減衰分が補償されるように、励起光Ｐの強度や増幅用フ
ァイバ５のパラメータを選択すれば、信号光Ｓ　ｌ−Ｓ
　ａの強度をその入力時の強度と同程度にすることがで
き、はぼ損失の無い分岐系が実現できる。

実際に第２図のような構成のファイバカップラーを作製
し実験を行なった０分岐比はｌ：Ｉで分岐部の損失（イ
クセスロス）は−０，５ｄＢであった。信号光として波
長１．５５μｍ、出力的−３０ｄＢｍの光を人力し、も
う一方の人力部３より励起光（波長１．４９μｍ）を入
射した。

Ｅｒ添加の増幅用ファイバ５の長さは各々２ｍとし、Ｅ
ｒ添加の増幅用ファイバ５と出力側４との接触損失はＩ
ｄＢであった。励起光の入力結合パワーが０のときは、
信号光は主にＥｒ添加の増幅用ファイバ５の吸収損失の
ために出力強度はほとんど観測されなかったが、入力結
合パワーが２３ｍＷを越した時点より−３３から一３４
ｄＢｍの信号光出力が各出力ボート−（Ｅｒ添加の増幅
用ファイバ５の径）より後ろに励起光の入力結合パワー
が３５ｍＷのとき、信号光出力は入射時の一３０ｄＢｍ
を上回り１分岐損の無い状態が得られた。

増幅用ファイバ５は第２図のように、１段目の光ファイ
バｌの出力（Ｉｌ！１４に接続するのではなく。

同図の２段目或は３段目といったように、所望とする段
の光ファイバ１３．１５の出方鋼に接続するようにして
もよい。

増幅用ファイバ５の接続は融着とか、コネクタ接続等の
適宜の手段により行うことができる。

励起光Ｐも１段目の光ファイバｌの入力（１１３から入
力するのではなく、２段目或は３段目といったように、
所望とする段の入力側から入力するようにしてもよい。

Ｅｒ”添加の増幅用ファイバ５の励起光源７としては、
１．４７〜！、５０μｍの波長の光源以外にも０．９７
〜０．９９ｕｍの波長を持つ光源も有用である。また１
分岐させたい信号光Ｓ０の波長が１．５３〜１．５６μ
ｍ以外のときは他の増幅作用を発現させる添加物質を用
いることもできる０例えば波長が１．３重ｍ帯では添加
物質としてＮｄが有用である。

前記説明は光ファイバｌ、増幅用ファイバ５に単一モー
ドファイバを使用する場合であるが、同ファイバ５には
多モードファイバを使用することもできる。

また、第１図には２本の光ファイバｌによるファイバカ
ップラーを示したが、本発明のファイバカップラーはフ
ァイバｌが３本以上であってもよい、この場合、励起光
Ｐはそれらの光ファイバｌのうち少な（とも１本以上か
ら導入されることになる。

（発明の効果） 本発明のファイバカップラーは次のような効果がある。

■６分岐部２で分配するときに生じる光強度の減衰が、
増幅用ファイバ５及び励起光供給部６からの励起光によ
り補償されるので、何段に分岐してもＳ／Ｎが殆ど劣化
しない分岐系を実現することができる。

■１通常の融着工程で融着された光ファイバｌの出力側
４の各々に、別途作製された増幅用ファイバ５を接続し
１重に、２以上の光ファイバｌの入力側３の少なくとも
１本以上に励起光供給部６を結合させるだけで、極めて
簡便に実現できるので、実用化が容易であり、また、格
別コスト高になることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明のファイバカップラーの異なる
例の説明図、第３図は従来のヒエーズドテーバカップラ
ーの説明図である。 ｌは光ファイバ ２は分岐部 ３は入力側 ４は出力側 ５は増幅用ファイバ ６は励起光供給部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二本以上の光ファイバ１の一部が融着され、これら光フ
   ァイバ１のうち融着された分岐部２の前の入力側３と後
   の出力側４は融着されず、この二以上の入力側３のいず
   れかから入射される信号光Ｓ＿０が、前記分岐部２にお
   いて二以上の出力側４の夫々に分岐されるようにしたフ
   アイバカップラーにおいて、同出力側４の各々に光増幅
   機能を有する増幅用ファイバ５が接続され、前記二以上
   の入力側３のうち少なくとも一本に励起光供給部６が光
   結合されるようにしたことを特徴とするファイバカップ
   ラー。