JPH0344206A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、光フアイバ中を伝搬する光信号を増幅する光
増幅器に関するものである。
増幅器に関するものである。
石英系の光ファイバにＥｒ（エルビウム〉やＮｄ（ネオ
ジウム）の希土類元素をドープしたものは増幅素子とし
て使えることが知られている。
ジウム）の希土類元素をドープしたものは増幅素子とし
て使えることが知られている。
Ｅｒドープの光フアイバ増幅器については、文献： （
１） Ｋ、Ｈａｇｉｍｏｔｏ ｅｔ、ａｌ＋ ”Ａ
２１２１ａａＮｏｎ−ｒｅｐｅａｔｅｄ Ｔｒａｎｓ
ｓｉｓｓｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔ １．
８Ｇｂ／ｓ ｕｓｉｎｇ ＬＤ Ｐｕｏ＋ｐｅｄ
Ｅｒ”Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆ
ｉｅｒｓ ｉｎ ａｎ ＩＭ／Ｄｉｒｅｃｔ−Ｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｐｅａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅ
ｍＯＦ Ｃ’ ８９ 、 Ｐｏ５ｔ Ｄｅａｄｌｉ
ｎｅ Ｐａｐｅｒ。
１） Ｋ、Ｈａｇｉｍｏｔｏ ｅｔ、ａｌ＋ ”Ａ
２１２１ａａＮｏｎ−ｒｅｐｅａｔｅｄ Ｔｒａｎｓ
ｓｉｓｓｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔ １．
８Ｇｂ／ｓ ｕｓｉｎｇ ＬＤ Ｐｕｏ＋ｐｅｄ
Ｅｒ”Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆ
ｉｅｒｓ ｉｎ ａｎ ＩＭ／Ｄｉｒｅｃｔ−Ｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｐｅａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅ
ｍＯＦ Ｃ’ ８９ 、 Ｐｏ５ｔ Ｄｅａｄｌｉ
ｎｅ Ｐａｐｅｒ。
Ｈｏｕｓｔｏｎ、 Ｆｅｂ、 １９８９． 、又は
（２）萩本他、“ファイバ増幅器を用いた長スパンギガ
ビット／秒光伝送システムの検討パ、信学技報、ｏｓｃ
ａ９−３、に述べられている。
（２）萩本他、“ファイバ増幅器を用いた長スパンギガ
ビット／秒光伝送システムの検討パ、信学技報、ｏｓｃ
ａ９−３、に述べられている。
第７図に従来の希土類ドープ光フアイバ型増幅器の基本
構成を示す。同図において、２１は増幅器の入力側の光
ファイバ、２２は希土類（文献（１）、（２）ではＥｒ
） ドープの光ファイバ、２３は増幅器の出力側の光フ
ァイバ、２４は励起用光源、２５は励起光を伝搬させる
ための光ファイバ、２６は光結合器で信号光と励起光を
希土類ドープの光ファイバ２２に導くためのもの、２７
は励起光除去のための光フィルタである。
構成を示す。同図において、２１は増幅器の入力側の光
ファイバ、２２は希土類（文献（１）、（２）ではＥｒ
） ドープの光ファイバ、２３は増幅器の出力側の光フ
ァイバ、２４は励起用光源、２５は励起光を伝搬させる
ための光ファイバ、２６は光結合器で信号光と励起光を
希土類ドープの光ファイバ２２に導くためのもの、２７
は励起光除去のための光フィルタである。
第７図に従って増幅器の原理を説明する。信号の流れは
図中に矢印Ｙで示した。信号光は光ファイバ２１により
、励起光は光ファイバ２５により光結合器２６に導かれ
る。光結合器２６により信号光と励起光は希土類ドープ
の光ファイバ２２に導かれ、光フアイバ２２中で励起光
により、励起されたエネルギーの一部が信号光に変換さ
れ、信号光の増幅が行われる。
図中に矢印Ｙで示した。信号光は光ファイバ２１により
、励起光は光ファイバ２５により光結合器２６に導かれ
る。光結合器２６により信号光と励起光は希土類ドープ
の光ファイバ２２に導かれ、光フアイバ２２中で励起光
により、励起されたエネルギーの一部が信号光に変換さ
れ、信号光の増幅が行われる。
上記の文献（１）、 （２）では、励起用光源２４とし
て波長１．４８μｍの半導体レーザを用いている。Ｅｒ
ドープの光ファイバ２２の長さは１００ｍ以下である。
て波長１．４８μｍの半導体レーザを用いている。Ｅｒ
ドープの光ファイバ２２の長さは１００ｍ以下である。
光フィルタ２７は励起光を除去し、信号光のみを通過す
るように設計されている。また、必要に応じて入出力側
に光アイソレータを挿入し、光フアイバ端面からの反射
によって生じる増幅器の不安定動作を抑圧する。
るように設計されている。また、必要に応じて入出力側
に光アイソレータを挿入し、光フアイバ端面からの反射
によって生じる増幅器の不安定動作を抑圧する。
第８図は文献（２）によるＥｒドープの光フアイバ型増
幅器の利得波長特性を示した特性図である。１．５３５
μｍと１．５５１μｍに遷移のピークが見られる。利得
はＥｒドープの光ファイバの長さ、励起光の強度に依存
する。文献（２）の実験ではＥｒドープ光ファイバ長と
して９０ｍ、励起光強度９４ｍＷの時に最大利得として
、波長１．５３５μｍで約３５ｄＢが得られている。
幅器の利得波長特性を示した特性図である。１．５３５
μｍと１．５５１μｍに遷移のピークが見られる。利得
はＥｒドープの光ファイバの長さ、励起光の強度に依存
する。文献（２）の実験ではＥｒドープ光ファイバ長と
して９０ｍ、励起光強度９４ｍＷの時に最大利得として
、波長１．５３５μｍで約３５ｄＢが得られている。
希土類ドープの光フアイバ型増幅器は、半導体レーザを
用いた増幅器と比較して、■増幅特性が入射光の偏波状
態に依存しない、■伝送路の光ファイバとの接続損失が
小さく大きな利得が得られる、という特長を有している
。
用いた増幅器と比較して、■増幅特性が入射光の偏波状
態に依存しない、■伝送路の光ファイバとの接続損失が
小さく大きな利得が得られる、という特長を有している
。
しかし、Ｅｒドープの光フアイバ型増幅器の場合、３ｄ
Ｂ波長域が１．５３５μｍ付近で２ｎｍ、１゜５５１μ
ｍ付近で４ｎｍであり、半導体レーザ増幅器の３ｄＢ波
長域が５０ｎｍ以上であることに比べて狭い、このため
、信号光の波長が温度等により変動すると、増幅器の利
得が変動し安定な増幅特性を得ることが困難となる。
Ｂ波長域が１．５３５μｍ付近で２ｎｍ、１゜５５１μ
ｍ付近で４ｎｍであり、半導体レーザ増幅器の３ｄＢ波
長域が５０ｎｍ以上であることに比べて狭い、このため
、信号光の波長が温度等により変動すると、増幅器の利
得が変動し安定な増幅特性を得ることが困難となる。
本発明の目的は、使用可能な波長域の拡大された希土類
ドープの光フアイバ型の増幅器を提供することにある。
ドープの光フアイバ型の増幅器を提供することにある。
上記目的達成のため本発明では、希土類ドープの光フア
イバ型増幅器を構成する希土類ドープ光ファイバの信号
入力側もしくは信号出力側もしくはその双方の側に、あ
る波長範囲において増幅器の利得波長特性の平坦化をは
かる等化光フィルタを挿入した。
イバ型増幅器を構成する希土類ドープ光ファイバの信号
入力側もしくは信号出力側もしくはその双方の側に、あ
る波長範囲において増幅器の利得波長特性の平坦化をは
かる等化光フィルタを挿入した。
それにより使用可能な波長域を拡大することができる。
〔実施例］
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、３５は第７図で示した希土類ドープの光フ
アイバ型増幅器である。３４はある波長範囲において増
幅器の利得波長特性を平坦化するための等化光フィルタ
である。３１，３２゜３３はそれぞれ信号伝送用光ファ
イバであり、信号は矢印Ｙの方向に流れる。
図において、３５は第７図で示した希土類ドープの光フ
アイバ型増幅器である。３４はある波長範囲において増
幅器の利得波長特性を平坦化するための等化光フィルタ
である。３１，３２゜３３はそれぞれ信号伝送用光ファ
イバであり、信号は矢印Ｙの方向に流れる。
等化光フィルタ３４としては、例えばＥｒドープの光フ
アイバ型増幅器の波長１．５３５μｍ付近での利得波長
特性の平坦化のためには、第２図に示すような波長特性
のものを用いればよい。この場合、ピーク利得は減少す
るが１．５３５μｍ付近で利得波長特性の平坦化が実現
できる。このような波長特性のフィルタは、種々の方法
により実現可能であるが、その−例を第３図に示す。５
１は１、５３５μｍを透過中心波長とする誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタであり、５２は金属蒸着膜であ
る。
アイバ型増幅器の波長１．５３５μｍ付近での利得波長
特性の平坦化のためには、第２図に示すような波長特性
のものを用いればよい。この場合、ピーク利得は減少す
るが１．５３５μｍ付近で利得波長特性の平坦化が実現
できる。このような波長特性のフィルタは、種々の方法
により実現可能であるが、その−例を第３図に示す。５
１は１、５３５μｍを透過中心波長とする誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタであり、５２は金属蒸着膜であ
る。
この反射特性を利用することにより第２図の特性の等化
フィルタが実現できることを以下に述べる。いま、帯域
通過型フィルタ５１の透過特性をＴｌ（λ）とすると、
その反射特性は（１−Ｔｌ（λ）〕となる。その特性の
一例を第４図に示す。
フィルタが実現できることを以下に述べる。いま、帯域
通過型フィルタ５１の透過特性をＴｌ（λ）とすると、
その反射特性は（１−Ｔｌ（λ）〕となる。その特性の
一例を第４図に示す。
透過率の最大値、反射率の最大値ともほぼ１００％（損
失零）となる。金属蒸着膜５２は第８図に示した程度の
波長範囲ではその透過特性Ｔ２（λ）の波長依存性は無
視できる。したがって、第３図のフィルタの透過特性Ｔ
（λ）、反射特性Ｒ（λ）は、５１および５２での吸収
損失が無視できると仮定すると、 Ｔ（λ）＝Ｔ１（λ）・Ｔ２ ・・・・・・
（１）Ｒ（λ）＝１−ＴＩ（λ）・Ｔ２ ・
・・・・・（２）で表わされる。
失零）となる。金属蒸着膜５２は第８図に示した程度の
波長範囲ではその透過特性Ｔ２（λ）の波長依存性は無
視できる。したがって、第３図のフィルタの透過特性Ｔ
（λ）、反射特性Ｒ（λ）は、５１および５２での吸収
損失が無視できると仮定すると、 Ｔ（λ）＝Ｔ１（λ）・Ｔ２ ・・・・・・
（１）Ｒ（λ）＝１−ＴＩ（λ）・Ｔ２ ・
・・・・・（２）で表わされる。
１、５３５μｍより離れた波長では、はぼＴｌ（λ）＝
Ｏ（反射率が１００％）のためにＲ（λ）＝１となり、
１．５３５μｍではほぼ、Ｔｌ（λ）＝１のためにＲ（
λ）＝ （１−７２）で金属蒸着膜の反射率で決まる反
射特性が得られる。上記式（１）と式（２）を示したも
のが第５図であり、第２図の波長損失特性を持つ等化光
フィルタが実現できることがわかる。Ｔ２の値は金属蒸
着膜の厚みを変えて制御可能である。
Ｏ（反射率が１００％）のためにＲ（λ）＝１となり、
１．５３５μｍではほぼ、Ｔｌ（λ）＝１のためにＲ（
λ）＝ （１−７２）で金属蒸着膜の反射率で決まる反
射特性が得られる。上記式（１）と式（２）を示したも
のが第５図であり、第２図の波長損失特性を持つ等化光
フィルタが実現できることがわかる。Ｔ２の値は金属蒸
着膜の厚みを変えて制御可能である。
第５図の損失のピーク値は、等化する波長範囲により決
定される。例えば第５図で損失ピーク値が２０ｄＢ（反
射率で１％）の場合には、第８図で利得ピークから２０
ｄＢ下がった波長範囲の１．５３２〜１．５４０μｍの
波長域で利得波長特性の平坦化が実現できる。この場合
の特性を第６図に示す。
定される。例えば第５図で損失ピーク値が２０ｄＢ（反
射率で１％）の場合には、第８図で利得ピークから２０
ｄＢ下がった波長範囲の１．５３２〜１．５４０μｍの
波長域で利得波長特性の平坦化が実現できる。この場合
の特性を第６図に示す。
以上の説明では、Ｅｒドープの光フアイバ型増幅器の１
．５３５μｍ付近の利得波長特性の平坦化の方法につい
て説明したが、同様の原理でもう１つの利得のピークで
ある１、５５１μｍ付近でも利得波長特性の平坦化が実
現可能である。さらに、これらの光フィルタを縦続接続
すれば、１．５３〜１．５６μｍの広い範囲で利得波長
特性の平坦化も実現できる。
．５３５μｍ付近の利得波長特性の平坦化の方法につい
て説明したが、同様の原理でもう１つの利得のピークで
ある１、５５１μｍ付近でも利得波長特性の平坦化が実
現可能である。さらに、これらの光フィルタを縦続接続
すれば、１．５３〜１．５６μｍの広い範囲で利得波長
特性の平坦化も実現できる。
第１図の実施例では希土類ドープ光フアイバ型増幅器の
信号入力側に等化光フィルタを挿入しているが、出力側
に挿入しても所要の特性を得ることができる。また、入
出力側双方に光フィルタを挿入し、総合特性として利得
波長特性の平坦化を実現してもよい。
信号入力側に等化光フィルタを挿入しているが、出力側
に挿入しても所要の特性を得ることができる。また、入
出力側双方に光フィルタを挿入し、総合特性として利得
波長特性の平坦化を実現してもよい。
以上述べたように、本発明の光増幅器によれば、希土類
ドープ光ファイバの信号入力側もしくは信号出力側もし
くはその双方の側に、ある波長範囲において希土類ドー
プ光ファイバの利得波長特性を平坦化するための等化光
フィルタを挿入したことにより平坦な利得波長特性が得
られ、使用可能な波長域が拡大できるという利点がある
。
ドープ光ファイバの信号入力側もしくは信号出力側もし
くはその双方の側に、ある波長範囲において希土類ドー
プ光ファイバの利得波長特性を平坦化するための等化光
フィルタを挿入したことにより平坦な利得波長特性が得
られ、使用可能な波長域が拡大できるという利点がある
。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
等化光フィルタの特性例を示す特性図、第３図は等化光
フィルタの構成例を示す断面図、第４図は誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタの特性例を示す特性図、第５図
は第３図で示す等化光フィルタの特性例を示す特性図、
第６図はＥｒドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を平坦化した一例を示す特性図、第７図は希土類ドー
プの光フアイバ型増幅器の基本構成を示すブロック図、
第８図はＥｒドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を示す特性図、である。 符号の説明 ２１．２３，３１，３２．３３・・・信号伝送用の光フ
ァイバ、２２・・・希土類ドープの光ファイバ、２４・
・・励起用光源、２５・・・励起光を光結合器まで導く
ための光ファイバ、２６・・・光結合器（光フアイバ増
幅器で信号光と励起光を結合するためのもの）、２７・
・・励起光除去用光フィルタ、３４・・・等化光フィル
タ、３５・・・希土類ドープの光フアイバ型増幅器、５
１・・・誘電体多層膜型の帯域通過型フィルタ、 ５２・・・金属蒸着膜
等化光フィルタの特性例を示す特性図、第３図は等化光
フィルタの構成例を示す断面図、第４図は誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタの特性例を示す特性図、第５図
は第３図で示す等化光フィルタの特性例を示す特性図、
第６図はＥｒドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を平坦化した一例を示す特性図、第７図は希土類ドー
プの光フアイバ型増幅器の基本構成を示すブロック図、
第８図はＥｒドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を示す特性図、である。 符号の説明 ２１．２３，３１，３２．３３・・・信号伝送用の光フ
ァイバ、２２・・・希土類ドープの光ファイバ、２４・
・・励起用光源、２５・・・励起光を光結合器まで導く
ための光ファイバ、２６・・・光結合器（光フアイバ増
幅器で信号光と励起光を結合するためのもの）、２７・
・・励起光除去用光フィルタ、３４・・・等化光フィル
タ、３５・・・希土類ドープの光フアイバ型増幅器、５
１・・・誘電体多層膜型の帯域通過型フィルタ、 ５２・・・金属蒸着膜
Claims (1)
- １）希土類をドープした光ファイバを増幅素子として用
いる光増幅器において、前記希土類ドープ光ファイバの
信号入力側もしくは信号出力側もしくはその双方の側に
、ある波長範囲において増幅器の利得波長特性を平坦化
する光フィルタを挿入して成ることを特徴とする光増幅
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17798589A JPH0344206A (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17798589A JPH0344206A (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344206A true JPH0344206A (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=16040518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17798589A Pending JPH0344206A (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0344206A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-07-12 JP JP17798589A patent/JPH0344206A/ja active Pending
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