JPH03296025A - 光ファイバアンプ部品 - 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） 本発明は光ファイバアンプ部品に関し、更に詳しくは、
モノリシックタイプの小型な光ファイバアンプ部品に関
する。

（従来の技術） 光ファイバを用いた光通信システムや光計測システム等
においては、伝送される光信号の伝送損失を補償する光
ファイバアンプが用いられている。

この光ファイバアンプは、例えば、光通信システムの中
継点に設けられ、第４図に示すように、励起光源１、光
合波分波器（以下、単に［光合分波器」という）２、ア
ンプファイバ３、このアンプファイバ３から放出された
不要な自然放出光を除去し、信号光のみを選択的に透過
させる光フイルタ４友び光アイソレータ５を光ファイバ
により各接続点６で光学的に接続したものである。

前記光ファイバアンプは、光合分波器２の入射ポー）２
ａに入射される信号光（波長１．５５μｍ）と励起光源
ｌから発振された励起光（波長１．４７〜１．４９μｍ
）とを光合分波器２で合波し、アンプファイバ３を通過
する際に励起光を光増幅する。次いで、光増幅された増
幅光は、光フィルタ４で自然放出光が除去され、光アイ
ソレータ５により反射に伴うノイズを除去して出射され
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、光ファイバアンプを上記のように構成すると
、アンプファイバ３は長尺のもの（数ｌＯｍ程度）を必
要とするうえ、各光部品と光ファイバとの接続に伴う作
業用の接続桟として光ファイバの余長を必要とし、これ
に伴う余長収納のための場所が必要となることから、全
体として大型となり、量産性に劣る等の問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型で、量
産性に優れた光ファイバアンプ部品を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の光ファイバアンプ部品
によれば、基板上に形成される光路に、信号光と励起光
とを互いに逆方向に進行させる光合波分波器、光フィル
タ及び光アイソレータを配置したものである。

本発明の光ファイバアンプ部品を、第１図に示す基本構
成図に基づいて説明する。

光ファイバアンプ部品は、基板１０に配線された光路１
１に、光合分波器１２、光フィルタ１３及び光アイソレ
ータ１４が当該順に接続配置され、励起光源１５は光フ
ァイバ１６を介して光合分波器１２に外付けにより接続
されている。また、この光ファイバアンプ部品は、光合
分波器１２の入力側に、アンプファイバ１７が外付けに
より光接続される。

本発明においては、光合分波器】２、光フィルタ１３及
び光アイソレータ１４を一体化するため、励起光源１５
は、励起光の進行方向が通信光の進行方向と逆行するよ
うに光合分波器１２に接続するが、外付けではなく基板
１０上に配置してもよい。また、これらの光部品の配置
は、必ずしも固定したものではなく、例えば、光フィル
タ１３及び光アイソレータ１４は逆に配置してもよい。

ここで、基板１０は、例えば、Ｓｉ基板等か使用される
。また、光路１１は、光導波路や光ファイバが用いられ
、更には、光の導波が可能であれば、単なる空間であっ
てもよい。

光合分波器１２としては、例えば、光方向性結合器タイ
プのものを使用する。但し、励起光源として０．９８μ
ｍ帯で発光する半導体レーザを使用すると、発振される
複数のスペクトルか近接したマルチモードとなることか
ら、光合分波器１２は光方向性結合器タイプのものを使
用することはできない。この場合には、第２図に示すよ
うに、光導波路からなる光路１１に光合分波フィルタチ
ップ１２ａを埋設し、このフィルタチップ１２ａに励起
光源１５を光接続したフィルタ埋込型の光合分波器を用
いる。

光フィルタ１３としては、自然放出光を除去し、信号光
のみを選択的に透過する波長選択性を有するものであれ
ば、どのようなタイプのものであってもよく、例えば、
プリズムや回折格子を使用できる。しかし、本発明の目
的とする小型化と、量産性及び長期安定性の見地から誘
電体多層膜薄板が使用される。

光アイソレータ１４としては、例えば、ファラデー素子
と偏光子とを用いた偏波無依存性のものを使用する。

励起光源１５は、コヒーレントな増幅特性を有し、波長
１．４７〜１．４９μｍの励起光を発振する半導体レー
ザ等を使用する。

尚、アンプファイバ１７としては、例えば、エルビウム
（Ｅｒ）等の希土類をドープした非線形光ファイバを用
いる。

（作用） 第１図に示す光ファイバアンプ部品に則して、アンプフ
ァイバ１７として、波長１．４７〜１．４９μｍの光を
１．５５μｍに光増幅するエルビウムドープ光ファイバ
を用い、励起光源１５として、波長１．４９μｍの光を
発振する半導体レーザを使用した場合について、以下に
その作動を説明する。

光ファイバアンプ部品は、アンプファイバ１７を伝送さ
れてくる信号光が、光路１１から光合分波器１２に入射
される。かかる信号光の入射と並行して、光合分波器１
２には励起光源１５で発振された励起光が入射される。

光合分波器１２に入射された信号光は、光フィルタ１３
で不要な自然放出光が除去された後、光アイソレータ１
４で反射によるノイズか除去され、光信号の受信側に光
接続された光通信システムへと出射される。

一方、光合分波器１２に入射された励起光は、信号光の
進行方向とは逆方向に進行して光路ＩＩを通って光ファ
イバアンプ部品からアンプファイバ１７に８射される。

アンプファイバ１７に出射された励起光は、このファイ
バ１７内を伝播する間に、エルビウムドープファイバの
非線形効果により波長１．５５μｍに光増幅され、光信
号の送信側に光接続された光通信システムへ出射される
。

（実施例） 以下、本発明の光ファイバアンプ部品にかかる一実施例
を第３図に基づいて詳細に説明する。

先ず、Ｓｉ基板２０の上に火炎堆積法により石英薄膜を
形成し、この石英薄膜内にコアを埋込んで、比屈折率差
（Δ）：０．３％、断面＝８μｍ口の石英導波路２１を
長手方向に形成した。尚、この光ファイバアンプ部品は
、石英導波路２１の入射側（図中左側）に、光ファイバ
アンプ部品に信号光を伝送すると共に、励起光を光増幅
するアンプファイバ１８が光接続される。

このＳｉ基板２〇一端側の石英導波路２１上に、光合分
波器２２をハイブリッドに集積化してモノリシックに形
成した。この光合分波器２２は、光方向性結合器２３、
半導体レーザチップ２４及び光吸収チップ２５を備えて
いる。光方向性結合器２３は、第１ポート２３ａと第３
ポート２３ｃとが石英導波路２１に接続され、第４ポー
ト２３ｄには、波長１．４９μｍの光を発振する半導体
レーザチップ２４を設置した。また、未使用ポートとな
る第２ポート２３ｂには金属薄膜を表面に蒸着した光吸
収チップ２５を設けた。この光吸収チップ２５は、第２
ポー）２３ｂ側へ伝播してくる余分な励起光を吸収する
。この光合分波器２２の長さは、リード部分を含めて約
１０ｍｍであった。

更に、石英導波路２１上の光合分波器２２に隣接する略
中央位置に、アンプファイバ１８が放出する不要な自然
放出光を除去する光フィルタ２６を配置した。この光フ
ィルタ２６は、石英導波路２１上にスリットを形成し、
このスリット内に誘電体多層膜薄板（２ｍｎ口）を光学
接着剤で固定したものである。

また、Ｓｉ基板２０他端側の石英導波路２１上に、光ア
イソレータ２７を配置した。この光アイソレータ２７は
、方解石薄板からなる偏波分離合成器２８．２９及び偏
波依存アイソレータ３０がらなり、図示のようにバイパ
ス導波路３１によって光接続された偏波無依存アイソレ
ータである。

偏波分離合成器２８は、光フィルタ２６を透過してくる
信号光を、直交する２つの偏光成分に分離し、一方を石
英導波路２１に、他方をバイパス導波路３１に出射する
。一方、偏波分離合成器２９は、偏波依存アイソレータ
３０を通過し、反射ノイズが除去された上記２つの偏光
成分を、再度偏波合成する。

このようにして製造した光ファイバアンプ部品は、全長
が最長でも４０ＩＩＩ１１であった。また、この光ファ
イバアンプ部品を用いて、半導体レーザチップ２４によ
り波長１．４９μｍの光を発振させ、アンプファイバ１
８を通過させたときの出射光の波長を測定したところ、
１．５５μｍに光増幅されていた。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の光ファイバアン
プ部品は、小型でありながら励起光の増幅性を備えてお
り、しかも構造が簡単なことから安価に量産できるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は光ファイバアンプ部品の基本構成図、第２図は同
上部品に用いる光合分波器の変形例を示す要部構成図、
第３図は光ファイバアンプ部品の構成図、第４図は従来
の光ファイバアンプを示す基本構成図である。 １１・・・光路、１２．２２・・・光合分波器、１３゜
２６・・・光フィルタ、１４．２７・・・光アイソレー
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に形成される光路に、信号光と励起光とを互いに
   逆方向に進行させる光合波分波器、光フィルタ及び光ア
   イソレータを配置したことを特徴とする光ファイバアン
   プ部品。