JPH0342637A - 光信号増幅方式 - Google Patents
光信号増幅方式Info
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Abstract
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Description
式に関する。
中1は送信部、2は受信部、3は光増幅器、4.5は通
信用光ファイバである。送信部1と受信部2は通信用光
ファイバ4、光増幅器3及び通信用光ファイバ5を介し
て接続されている。
13とから成る。受信部2は光検出器21、電源22及
びフィルター23から威る。光増幅器3は光信号増幅用
光ファイバ31、合波器32、励起光源33及び電源3
4から成る。光信号増幅用光ファイバ31は石英系ガラ
スのコア部とクラッド部からなり、前記コア部には希土
類元素イオンであるE r 3+がドーピングされてい
る。光ファイバ4.5は石英系ガラスのコア部とクラッ
ド部からなる。送信部1の信号光源11で発生した光信
号は通信用光ファイバ4を経て光増幅器3で増幅され、
通信用光ファイバ5を経て受信部2の光検出器21で検
出される。光信号の波長としては石英系ガラスからなる
通信用光ファイバ内での損失が最も小さい1.535μ
mが採用される。この時光増幅器3の励起光源33で発
生した波長0゜98μmの励起光が合波器32で前記光
信号と合波され光信号増幅用光ファイバ31内に入射さ
れると前記光信号は増幅される。次に光増幅器3で光信
号が増幅される理由をさらにE r”のエネルギー準位
を示す第6図を加えて説明する。光信号増幅用光ファイ
バ31のコア部に前記励起光が入射されると該コア部に
ドーピングされたEr3+が基底準位’II5/□から
励起光の波長0.98μmに相当する励起準位’II+
/□に励起され最終的に準安定状態の励起準位’rl:
l/□に遷移する。そうすると励起準位’II:l/□
と基底準位4II5/□との間に反転分布が生して誘導
放出が起こる。これにより励起準位’l1ff/□と基
底準位’+15/□間の電子遷移エネルギーに相当する
波長1.535μmの光信号が増幅されるのである。因
みに送信部1内の光アイソレータ13は光増幅器3内の
励起光源33からの励起光が信号光源11内に侵入して
共振を起こさせないようにするためのものである。
33からの励起光が光検出器21に侵入しないようにす
るためのものである。また送信部1には信号光源11用
の電#12が、受信部2には光検出器21用の電#22
が、光増幅器3には励起光源用の電源34がそれぞれ設
置されている。
は、送信部1及び受信部2は電源供給が容易な屋内に設
置することが可能であるが、光増幅器3は伝送路の途中
に設置されることになるので、電源供給が困難な屋外に
設置されることが多い。その場合には遠方の送信部1ま
たは受信部2の電源装置から電源を供給しなければなら
ず電源ケーブルが長くなるとともにその敷設工事が面倒
になる。また光増幅器3内の各機器は一応筐体に収納さ
れているが屋内ではないので周囲の環境例えば温度変化
、湿度変化あるいは振動等によって影響を受ける。その
ためそれら各機器の信頼性が低下する。
増幅器の信頼性を向上させることのできる光信号増幅方
式を提供することにある。
、通信用光ファイバを介して送信部から受信部へ光信号
を伝送する伝送システムにおける前記通信用光ファイバ
の長手方向の任意の箇所に、稀土類元素が少なくともコ
ア部にドーピングされてなる光信号増幅用光ファイバを
介在させ、送信部からの光信号を前記光信号増幅用光フ
ァイバを通過させ受信部に伝送させる時に送信部側また
は受信部側から前記通信用光ファイバを経由して前記光
信号増幅用光ファイバ内に励起光を入射させることを特
徴とするものである。
励起光を光増幅器の光信号増幅用光ファイバに入射させ
る方式であるため従来光増幅器内に設置されていた励起
光源、合波器等の機器を送信部または受信部等が設置さ
れている屋内に設置することが可能となる。そこでは当
然電源の供給が容易である。従って屋外での信頼性が問
題となる前記機器等を光増幅器内に必要としないため光
増幅器全体として信頼性が向上する。なお、前記励起光
源、合波器等の機器は送信部または受信部内に限らず、
電源供給が容易で機器の信頼性を損なう事のない環境を
維持できる所であればどこでも設置可能である。因みに
、光信号増幅用光ファイバ自体は信頼性が高いのでこれ
だけは屋外に設置しても問題はない。
に説明する。第1図は光増幅器を光信号増幅用光ファイ
バだけで構威し、励起光を送信部側から通信用光ファイ
バを経由して前記光増幅器に入射させる光信号増幅方式
を示すブロック図である。図中lは送信部、2は受信部
、3は光増幅器、4.5は通信用光ファイバであり、送
信部1と受信部2は通信用光ファイバ4、光増幅器3及
び通信用光ファイバ5を介して接続されている。
タ13の他に励起光源33及び合波器32が設置されて
おり、信号光源11から光アイソレータ13を経た信号
光と励起光源33からの励起光が合波器32で合波され
通信用光ファイバ4に送出される。なお電源12は信号
光源11及び励起光源33に共用される。光増幅器3は
稀土類元素が少なくともコア部にドーピングされた光信
号増幅用光ファイバ31だけから威る。受信部2は光検
出器21、電源22及びフィルター23から威る。前記
通信用光ファイバ4に送出された光信号と励起光との合
波が前記光信号増幅用光ファイバ31に入射されると前
記稀土類元素が前記励起光によって準安定状態以上の励
起準位に励起され、そこから最終的に前記準安定状態に
遷移した後、基底単位との間に反転分布を生して誘導放
出が起こり、その誘導放出により前記光信号が増幅され
る。増幅された光信号は残存する励起光とともに受信部
2に入射する。フィルター23で前記残存する励起光が
吸収されて前記増幅された光信号だけが光検出器21に
到達する。前記通信用光ファイバ4としてコア径10μ
m、クラツド径125μm、長さ10kmの石英系光フ
ァイバ、通信用光ファイバ5としてコア径10μm、ク
ラツド径125μm、長さ15kmの石英系光ファイバ
を用い、光信号増幅用光ファイバ31としてコア部にE
r3+を10′9個/ cAドーピングしたコア径8μ
m、クラツド径125μm、長さ2mの石英系光ファイ
バを用いた。信号光の波長は1.535μm、励起光の
波長は1.49μmとした。また光信号増幅用光ファイ
バ31と通信用光ファイバ4.5との接続は融着接続し
た。以上の条件で励起光の人力強度を変化させて信号光
の増幅度を測定したところ、第2図に示すようなグラフ
が得られた。
力強度が約13dBm (20mW)以上の時に正の
利得を示した。比較例として前記の条件のうち通信用光
ファイバ4の長さをOmとした場合に同様の測定をした
ところ第3図に示すようなグラフが得られた。実線は理
論値を示す。この実験結果によれば励起光の入力強度が
約10dBm(10i)以上の時に正の利得を示した。
イバを経由して光信号増幅用光ファイバに入射させても
光信号の利得にあまり大きな相違はみられない。従って
励起光源33からの励起光を通信用光ファイバ4を経由
させて光信号増幅用光ファイバ31に入射させても従来
とほとんど変わらない利得を得ることができた。これは
励起光の波長1.49μmが通信用光ファイバ4の低損
失帯に入っているためであり、励起光の波長として0.
98μmを用いた場合は波長1.49μmを用いた場合
に比べて通信用光ファイバ4内での損失が増加するので
利得も低下することになる。一般に、Er”がドーピン
グされた光信号増幅用光ファイバの利得特性は励起光の
入力強度に対してEr :l +のドーピング量や光信
号増幅用光ファイバの長さに応した一定の関係を持ち、
利得が±0になる励起光強度1thを持つ。従って、■
。・exp(−αp×L)〉Iいを満足するようなIo
とLを決めることができる。但し、1.は励起光源から
出射したばかりの励起光強度、Lは通信用光ファイバの
長さ、αpは通信用光ファイバの単位長さ当たりの損失
である。なお、光信号増幅用光ファイバと通信用光ファ
イバとの接続は融着接続以外にコネクタ接続も可能であ
る。
バだけで構威し、励起光を受信部側から通信用光ファイ
バを経由して前記光増幅器に入射させる光信号増幅方式
を示すブロック図である。
通信用光ファイバであり、送信部1と受信部2は通信用
光ファイバ4、光増幅器3及び通信用光ファイバ5を介
して接続されている。送信部1は信号光源11、電源1
2及び光アイソレーク13から成る。信号光源11から
の信号光は光アイソレータ13を経て通信用光ファイバ
4に送出される。光増幅器3は前記と同様に稀土類元素
が少なくともコア部にドーピングされた光信号増幅用光
ファイバ31だけから成る。受信部2には光検出器21
、電#22及びフィルター23の他に励起光源33及び
結合器35が設置されており、励起光源33からの励起
光は結合器35により光ファイバ5に入射され光検出器
21側には行かないようになっている。また通信用光フ
ァイバ5から入射された光信号は光検出器21側に透過
し励起光源33側には行かないようになっている。なお
電a22は光検出器21及び励起光源33に共用される
。前記通信用光ファイバ4に送出された光信号は受信部
2側から光信号増幅用光ファイバ31に入射された励起
光によって前記と同様にして増幅され受信部2内の光検
出器21に到達する。
ファイバを介して送信部から受信部へ光信号を伝送する
伝送システムにおける前記通信用光ファイバの長手方向
の任意の箇所に、稀土類元素が少なくともコア部にドー
ピングされてなる光信号増幅用光ファイバを介在させ、
送信部からの光信号を前記光信号増幅用光ファイバを通
過させ受信部に伝送させる時に送信部側または受信部側
から通信用光ファイバを経由して前記光信号増幅用光フ
ァイバ内に励起光を入射させることにより光信号を増幅
する方式である。このため励起光源を電源の供給が容易
な屋内の場所に設置することが可能なことから電源ケー
ブルの敷設工事が極めて簡単になる。また従来屋外の光
増幅器内に光信号増幅用光ファイバと一緒に設置されて
いた励起光源や合波器等の機器を屋内に設置することが
可能になるため、これらの信頼性を向上させることがで
きるとともにその保守点検が容易になる。また光増幅器
自体が光信号増幅用光ファイバのみで構成されることに
なるので、該光増幅器を小型化することができ、該光増
幅器を電柱等に設置するための設置工事が簡単になると
ともに美観上非常第1図は本発明の一実施例を示す光信
号増幅方式のブロック図、第2図及び第3図は本発明に
係る利得特性図、第4図は本発明の他の実施例を示す光
信号増幅方式のブロック図、第5図は従来の光信号増幅
方式のブロック図、第6図はEr”の2 エネルギー準位を示すグラフである。
用光ファイバ、11〜信号光源、12〜電源、13〜光
アイソレーク、21〜光検出器、22〜電源、23〜フ
イルター、31〜光信ぢ増幅用光ファイバ、32〜合波
器、33〜励起光源、35〜結合器。
Claims (1)
- 通信用光ファイバを介して送信部から受信部へ光信号を
伝送する伝送システムにおける前記通信用光ファイバの
長手方向の任意の箇所に、稀土類元素が少なくともコア
部にドーピングされてなる光信号増幅用光ファイバを介
在させ、送信部からの光信号を前記光信号増幅用光ファ
イバを通過させ受信部に伝送させる時に送信部側または
受信部側から前記通信用光ファイバを経由して前記光信
号増幅用光ファイバ内に励起光を入射させることを特徴
とする光信号増幅方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1177466A JP2749645B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 光信号増幅方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1177466A JP2749645B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 光信号増幅方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0342637A true JPH0342637A (ja) | 1991-02-22 |
JP2749645B2 JP2749645B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=16031421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1177466A Expired - Lifetime JP2749645B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 光信号増幅方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2749645B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4743495B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 流体加熱装置 |
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1989
- 1989-07-10 JP JP1177466A patent/JP2749645B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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JP2749645B2 (ja) | 1998-05-13 |
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