JPH03253823A - 光アンプ - Google Patents
光アンプInfo
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- JPH03253823A JPH03253823A JP5301990A JP5301990A JPH03253823A JP H03253823 A JPH03253823 A JP H03253823A JP 5301990 A JP5301990 A JP 5301990A JP 5301990 A JP5301990 A JP 5301990A JP H03253823 A JPH03253823 A JP H03253823A
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Landscapes
- Lasers (AREA)
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
この発明は、導波型光デバイスにより構成される光アン
プに関する。
プに関する。
従来より、光信号を直接増幅することができる光アンプ
として光フアイバアンプが知られている。 これは、希土類をドープした光ファイバに他の通常の光
ファイバを結合させてその通常の光フアイバ中に伝播す
る光でボンピング作用を起こし、光の誘導放出を利用し
て、上記希土類ドープ光フアイバ中の信号光を増幅する
というものである。
として光フアイバアンプが知られている。 これは、希土類をドープした光ファイバに他の通常の光
ファイバを結合させてその通常の光フアイバ中に伝播す
る光でボンピング作用を起こし、光の誘導放出を利用し
て、上記希土類ドープ光フアイバ中の信号光を増幅する
というものである。
しかしながら、従来の光フアイバアンプは、第２図のカ
ーブＢに示すように比較的低い入力光レベルでゲインが
飽和するという問題を持つ。また、希土類ドープ光ファ
イバにおいて光の誘導放出を起こし光の増幅作用に実質
的に寄与する部分の長さが、ポンプ光との結合部から通
常１２０ｍ程度の長さに限られるため、増幅度をある程
度以上に上げることが困難であるという欠点もあるにの
発明は、より大きな入力光レベルまでゲインが飽和せず
、増幅度を上げることもできるよう改善した光アンプを
提供することを目的とする。
ーブＢに示すように比較的低い入力光レベルでゲインが
飽和するという問題を持つ。また、希土類ドープ光ファ
イバにおいて光の誘導放出を起こし光の増幅作用に実質
的に寄与する部分の長さが、ポンプ光との結合部から通
常１２０ｍ程度の長さに限られるため、増幅度をある程
度以上に上げることが困難であるという欠点もあるにの
発明は、より大きな入力光レベルまでゲインが飽和せず
、増幅度を上げることもできるよう改善した光アンプを
提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明による光アンプでは
、信号光を伝播させるための、希土類がドープされた信
号用光導波路と、この信号用光導波路の長さ方向に異な
る位置で該導波路に結合する複数のポンプ用光導波路と
、これら複数のボンプ用光導波路にポンプ光を入射する
光源とが備えられている。
、信号光を伝播させるための、希土類がドープされた信
号用光導波路と、この信号用光導波路の長さ方向に異な
る位置で該導波路に結合する複数のポンプ用光導波路と
、これら複数のボンプ用光導波路にポンプ光を入射する
光源とが備えられている。
この光アンプでは、希土類がドープされた信号用光導波
路に対し、その長さ方向に異なる位置に、複数のポンプ
用光導波路がそれぞれ結合されており、その複数のポン
プ用先導波路の各々にポンプ光が入射させられる。 そのため、信号用光導波路中を伝播する信号光は、結合
されたポンプ光により増幅されるが、その結合が信号用
光導波路の長さ方向の複数箇所において行われるため、
光増幅部として有効な部分が信号用光導波路の長さ方向
に複数箇所設けられることになり、トータルでは光増幅
部の長さが実質的に長くされて増幅度が向上するととも
に、増幅ゲインの飽和はより大きな入力光レベルまで起
こらなくなる。
路に対し、その長さ方向に異なる位置に、複数のポンプ
用光導波路がそれぞれ結合されており、その複数のポン
プ用先導波路の各々にポンプ光が入射させられる。 そのため、信号用光導波路中を伝播する信号光は、結合
されたポンプ光により増幅されるが、その結合が信号用
光導波路の長さ方向の複数箇所において行われるため、
光増幅部として有効な部分が信号用光導波路の長さ方向
に複数箇所設けられることになり、トータルでは光増幅
部の長さが実質的に長くされて増幅度が向上するととも
に、増幅ゲインの飽和はより大きな入力光レベルまで起
こらなくなる。
【実 施 例】
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第１図の実施例において、光ファイバ１は、
増幅すべき信号光を伝播させるためのもので、希土類が
ドープされた光ファイバからなる。ドープすべき希土類
元素としてはエルビニラム、ホルミウム、ネオジウムな
どを使用することができる。この信号用光ファイバ１に
対して、その長さ方向の異なる位置において、何本かの
ポンプ用の光ファイバ２．２、・・・が順次結合部３に
おいて結合されている。結合部３はたとえば光フアイバ
カプラにより構成することができる。すなわち、たとえ
ばＷ Ｄ Ｍ （Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎＭｕｌｔｉρＩｅｘ）カブラと同様に、光ファイバ
１．２を加熱して側面において相互に融着し、加熱しな
がら融着部を延伸してテーパ部を形成することによって
作ることができる。そして、これらポンプ用光ファイバ
２．２、・・・の端部は１個の光源４に接続される。 実際には、増幅すべき信号光（たとえば波長１５５μｍ
の光）はフィルタ５を通して信号用光ファイバ１に入射
させられ、増幅された後、フィルタ５を通して出射され
るようになっている。光源４と＝４− してたとえば波長１．４８μｍのレーザ光を発生するレ
ーザ光源が用いられ、この光がポンプ用光ファイバ２．
２、・・・の各々に入射させられる。 このような構成の光フアイバアンプにおいて、ポンプ用
光ファイバ２．２、・・・の本数を増やし、それらと信
号用光ファイバ１との結合部３を増やすと、実質的にア
ンプ部として機能する部分の長さが長くなり高い増幅ゲ
インを得ることができる。 すなわち、光フアイバ１中を伝播する信号光は、最初の
結合部３において結合されたポンプ光によってまず増幅
され、その増幅作用が弱ってきた部分付近でつぎの結合
部３で結合されたポンプ光によって増幅されるというよ
うに、光ファイバ１の長さ方向に順次増幅されるため、
トータルでは増幅部として実質的に有効に機能する部分
の長さが長くされたことになり、増幅度がより高められ
たことになる。その結果、たとえば第２図のカーブＡの
ような、ゲインの飽和がより大きな入力光レベルまで生
じない、ゲイン特性を得ることができた。なお、このカ
ーブＡは、信号用光ファイバ１として長さ９０ｍのエル
ビウムをドープした光ファイバを用い、これにポンプ光
として波長１．４８μＬ９０ｍＷのレーザ光を３箇所の
結合部３で結合させて得たものである。 第３図は第２の実施例を示すものである。この実施例で
は、第１図のように単一の光源４を用いてその光を複数
のポンプ用光ファイバ２に供給するのでなく、複数のポ
ンプ用光ファイバ２のそれぞれに個別に光源４を設置し
、その各出力光をポンプ用光ファイバ２の各々に導くよ
うにしている。 この場合、各光源４の出力を大きくして高い増幅度とす
ることもでき、また、光ファイバ２及び光源４の数を増
やせば各光源４に高出力のレーザ光源を用いなくてもよ
い利点もある。たとえば、共振器長１＋ｍｙ程度の特殊
な半導体レーザをポンプ用の光源４として使用すること
もできる。通常の３００Ｌ１ｍ程度の共振器長を持つ２
０ｍＷ程度の半導体レーザを５個使用し、それぞれから
の波長１．４８μｍの光をポンプ用光ファイバ２に導き
、５箇所の結合部３で信号用光ファイバ１に結合させた
とき、希土類がドープされた信号用光ファイバ１の３０
０ｍで増幅作用を行わせることができる。このとき、ゲ
インは３２ｄＢとなり、ｌ個の結合部３のみでどのよう
に大きな出力のポンプ光を用いた場合よりも、数ｄＢ大
きなゲインが得られた。また、ポンプ用光源４のトータ
ルな出力に対する増幅効率も優れたものとなる。 なお、上記では、光導波路として光ファイバを用いた実
施例について説明したが、平面型の光導波路を用いても
よい。この平面型光導波路の場合、たとえば、基板材料
としてＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ｐｔ、ｚＴ。 ＳＢＮ、 ＴｉＢａＯ３，ＺｎＯなどの酸化物誘電体材
料あるいは石英ガラス、光学ガラス等のガラス材料を用
い、この基板に導波路材料をドープして形成する。導波
路材料の高屈折率材料としてはＴｉ、Ｔａ、Ｆｅ、 Ａ
ｇ。 Ｌａ、Ｙなど、低屈折率材料としてはＭｇＯ，Ｎａ２Ｏ
，Ｌｉ２Ｏ。 Ｂｅｄ、 Ｆ、 Ｂ２Ｏ３などが使用できる。信号用の
導波路部分には希土類元素をドープするが、平面型光導
波路の場合、光ファイバに比べて長くできないので、希
土類元素の濃度は高くする必要がある。このような平面
型光導波路の場合も効率的な増幅を行うことができ増幅
ゲイン及び飽和特性とも改善できる。また、光スィッチ
や光分岐器などの光回路素子と集積化することも容易で
ある。この種の平面型光導波路の基板材料としては、上
記のようにＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＳＢＮなどの
Ｐｈｏｔｏｒｅｆ １ａｃｔｉ ｖｅ効果（光有機屈折
率変化）を起こしやすい材料が含まれているので、大出
力のレーザパワーを基板に入力することを避けなけばな
らないという要請があるが、上記第３図の実施例のよう
にポンプ用の光源４を個別に設けることによりこの要請
を満たすことができるということも銘記されるべきであ
る。
説明する。第１図の実施例において、光ファイバ１は、
増幅すべき信号光を伝播させるためのもので、希土類が
ドープされた光ファイバからなる。ドープすべき希土類
元素としてはエルビニラム、ホルミウム、ネオジウムな
どを使用することができる。この信号用光ファイバ１に
対して、その長さ方向の異なる位置において、何本かの
ポンプ用の光ファイバ２．２、・・・が順次結合部３に
おいて結合されている。結合部３はたとえば光フアイバ
カプラにより構成することができる。すなわち、たとえ
ばＷ Ｄ Ｍ （Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎＭｕｌｔｉρＩｅｘ）カブラと同様に、光ファイバ
１．２を加熱して側面において相互に融着し、加熱しな
がら融着部を延伸してテーパ部を形成することによって
作ることができる。そして、これらポンプ用光ファイバ
２．２、・・・の端部は１個の光源４に接続される。 実際には、増幅すべき信号光（たとえば波長１５５μｍ
の光）はフィルタ５を通して信号用光ファイバ１に入射
させられ、増幅された後、フィルタ５を通して出射され
るようになっている。光源４と＝４− してたとえば波長１．４８μｍのレーザ光を発生するレ
ーザ光源が用いられ、この光がポンプ用光ファイバ２．
２、・・・の各々に入射させられる。 このような構成の光フアイバアンプにおいて、ポンプ用
光ファイバ２．２、・・・の本数を増やし、それらと信
号用光ファイバ１との結合部３を増やすと、実質的にア
ンプ部として機能する部分の長さが長くなり高い増幅ゲ
インを得ることができる。 すなわち、光フアイバ１中を伝播する信号光は、最初の
結合部３において結合されたポンプ光によってまず増幅
され、その増幅作用が弱ってきた部分付近でつぎの結合
部３で結合されたポンプ光によって増幅されるというよ
うに、光ファイバ１の長さ方向に順次増幅されるため、
トータルでは増幅部として実質的に有効に機能する部分
の長さが長くされたことになり、増幅度がより高められ
たことになる。その結果、たとえば第２図のカーブＡの
ような、ゲインの飽和がより大きな入力光レベルまで生
じない、ゲイン特性を得ることができた。なお、このカ
ーブＡは、信号用光ファイバ１として長さ９０ｍのエル
ビウムをドープした光ファイバを用い、これにポンプ光
として波長１．４８μＬ９０ｍＷのレーザ光を３箇所の
結合部３で結合させて得たものである。 第３図は第２の実施例を示すものである。この実施例で
は、第１図のように単一の光源４を用いてその光を複数
のポンプ用光ファイバ２に供給するのでなく、複数のポ
ンプ用光ファイバ２のそれぞれに個別に光源４を設置し
、その各出力光をポンプ用光ファイバ２の各々に導くよ
うにしている。 この場合、各光源４の出力を大きくして高い増幅度とす
ることもでき、また、光ファイバ２及び光源４の数を増
やせば各光源４に高出力のレーザ光源を用いなくてもよ
い利点もある。たとえば、共振器長１＋ｍｙ程度の特殊
な半導体レーザをポンプ用の光源４として使用すること
もできる。通常の３００Ｌ１ｍ程度の共振器長を持つ２
０ｍＷ程度の半導体レーザを５個使用し、それぞれから
の波長１．４８μｍの光をポンプ用光ファイバ２に導き
、５箇所の結合部３で信号用光ファイバ１に結合させた
とき、希土類がドープされた信号用光ファイバ１の３０
０ｍで増幅作用を行わせることができる。このとき、ゲ
インは３２ｄＢとなり、ｌ個の結合部３のみでどのよう
に大きな出力のポンプ光を用いた場合よりも、数ｄＢ大
きなゲインが得られた。また、ポンプ用光源４のトータ
ルな出力に対する増幅効率も優れたものとなる。 なお、上記では、光導波路として光ファイバを用いた実
施例について説明したが、平面型の光導波路を用いても
よい。この平面型光導波路の場合、たとえば、基板材料
としてＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ｐｔ、ｚＴ。 ＳＢＮ、 ＴｉＢａＯ３，ＺｎＯなどの酸化物誘電体材
料あるいは石英ガラス、光学ガラス等のガラス材料を用
い、この基板に導波路材料をドープして形成する。導波
路材料の高屈折率材料としてはＴｉ、Ｔａ、Ｆｅ、 Ａ
ｇ。 Ｌａ、Ｙなど、低屈折率材料としてはＭｇＯ，Ｎａ２Ｏ
，Ｌｉ２Ｏ。 Ｂｅｄ、 Ｆ、 Ｂ２Ｏ３などが使用できる。信号用の
導波路部分には希土類元素をドープするが、平面型光導
波路の場合、光ファイバに比べて長くできないので、希
土類元素の濃度は高くする必要がある。このような平面
型光導波路の場合も効率的な増幅を行うことができ増幅
ゲイン及び飽和特性とも改善できる。また、光スィッチ
や光分岐器などの光回路素子と集積化することも容易で
ある。この種の平面型光導波路の基板材料としては、上
記のようにＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＳＢＮなどの
Ｐｈｏｔｏｒｅｆ １ａｃｔｉ ｖｅ効果（光有機屈折
率変化）を起こしやすい材料が含まれているので、大出
力のレーザパワーを基板に入力することを避けなけばな
らないという要請があるが、上記第３図の実施例のよう
にポンプ用の光源４を個別に設けることによりこの要請
を満たすことができるということも銘記されるべきであ
る。
この発明の光アンプによれば、増幅効率が高く、高出力
の増幅光を得ることができるとともに、飽和特性も改善
することができる。
の増幅光を得ることができるとともに、飽和特性も改善
することができる。
第１図はこの発明の第１の実施例を示す模式図、第２図
はゲイン特性を示すグラフ、第３図は第２の実施例を示
す模式図である。 − １・・・信号用光ファイバ、２・・・ポンプ用光ファイ
バ３・・・結合部、４・・・光源、５・・・フィルタ。 １
はゲイン特性を示すグラフ、第３図は第２の実施例を示
す模式図である。 − １・・・信号用光ファイバ、２・・・ポンプ用光ファイ
バ３・・・結合部、４・・・光源、５・・・フィルタ。 １
Claims (1)
- （１）信号光を伝播させるための、希土類がドープされ
た信号用光導波路と、この信号用光導波路の長さ方向に
異なる位置で該導波路に結合する複数のポンプ用光導波
路と、これら複数のポンプ用光導波路にポンプ光を入射
する光源とを備えることを特徴とする光アンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301990A JPH03253823A (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光アンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301990A JPH03253823A (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光アンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253823A true JPH03253823A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12931191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301990A Pending JPH03253823A (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光アンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03253823A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000200931A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-07-18 | Imra America Inc | モ―ドロック多モ―ドファイバレ―ザパルス光源 |
| WO2008096733A1 (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-14 | Epiphotonics Inc. | 光増幅器及びその製造方法 |
| US7656578B2 (en) | 1997-03-21 | 2010-02-02 | Imra America, Inc. | Microchip-Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
| US7995270B2 (en) | 1997-03-21 | 2011-08-09 | Imra America, Inc. | Microchip—Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP5301990A patent/JPH03253823A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656578B2 (en) | 1997-03-21 | 2010-02-02 | Imra America, Inc. | Microchip-Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
| US7995270B2 (en) | 1997-03-21 | 2011-08-09 | Imra America, Inc. | Microchip—Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
| JP2000200931A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-07-18 | Imra America Inc | モ―ドロック多モ―ドファイバレ―ザパルス光源 |
| JP4668378B2 (ja) * | 1998-11-25 | 2011-04-13 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | モードロック多モードファイバレーザパルス光源 |
| US8761211B2 (en) | 1998-11-25 | 2014-06-24 | Imra America, Inc. | Multi-mode fiber amplifier |
| US8873593B2 (en) | 1998-11-25 | 2014-10-28 | Imra America, Inc. | Mode-locked multi-mode fiber laser pulse source |
| US9153929B2 (en) | 1998-11-25 | 2015-10-06 | Imra America, Inc. | Mode-locked multi-mode fiber laser pulse source |
| US9450371B2 (en) | 1998-11-25 | 2016-09-20 | Imra America, Inc. | Mode-locked multi-mode fiber laser pulse source |
| US9570880B2 (en) | 1998-11-25 | 2017-02-14 | Imra America, Inc. | Multi-mode fiber amplifier |
| US9595802B2 (en) | 1998-11-25 | 2017-03-14 | Imra America, Inc. | Multi-mode fiber amplifier |
| WO2008096733A1 (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-14 | Epiphotonics Inc. | 光増幅器及びその製造方法 |
| JP2008192829A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Univ Waseda | 光増幅器及びその製造方法。 |
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