JPH0371116A - エルビウムにてドープされたファイバー増幅器結合デバイス - Google Patents
エルビウムにてドープされたファイバー増幅器結合デバイスInfo
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- JPH0371116A JPH0371116A JP2208330A JP20833090A JPH0371116A JP H0371116 A JPH0371116 A JP H0371116A JP 2208330 A JP2208330 A JP 2208330A JP 20833090 A JP20833090 A JP 20833090A JP H0371116 A JPH0371116 A JP H0371116A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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- H01S3/094011—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with bidirectional pumping, i.e. with injection of the pump light from both two ends of the fibre
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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】
畿枇公社
本発明は、−１ｉｌＱ的には、光学通信システム、より
詳細には、一つのモード寸法の光学ファイバ増幅器を第
二のモード寸法のファイバーを持つ光フアイバー通信シ
ステムへ結合することに関する。
詳細には、一つのモード寸法の光学ファイバ増幅器を第
二のモード寸法のファイバーを持つ光フアイバー通信シ
ステムへ結合することに関する。
光１回と色量
ローカル及びトランク光学電気通信網の両方に対して弱
い光学信号を増幅するために希土類元素にてドープされ
たファイバーを使用することは考慮ずべき関心事である
。希土類元素をドープした光学増幅ファイバーは低コス
トで、低ノイズ特性を持ち、偏波に依存しない比較的大
きなバンド幅を持ち、クロストークの問題を持たず、さ
らに、光学通信において使用される波長において比較的
低い挿入損失を持つ。使用においては、希土類にてドー
プされた光学ファイバー増幅器は、端と端とを光学通信
ファイバーへ結合され、そして通常、この希土類元素に
てドープされた光学ファイバー増幅器内においである波
長の弱い光学人力信号が利得を得るために、方向性カブ
ラな通して、横断方向に、レーザー・ダイオード・ポン
プと結合される。この方向性カブラは、ポンプ波長にお
いて高い結合比を持ち、信号波長において低い結合比を
持つように設計される。このポンプ光は、変換されない
ポンプ光がより好都合に送信機の所でろ波されるか、あ
るいは受信機の所でろ波されるかに応して、この信号に
対して同方向に、あるいは逆方向に伝播させられる。コ
ア直径及び屈折率プロフィルは、ドープされない伝送フ
ァイバー及びドープされた増幅ファイバーのモード・サ
イズを決定し、従って、これらファイバーは、必ずしも
同一である必要はない。伝送ファイバーの第一の制約は
構造分散の要件であり、一方、増幅ファイバーにおいて
は、ポンプ・モードと信号モードの重複を最大にする必
要性がある。増幅ファイバーは伝送ファイバーと異なる
モード・サイズを持つため、モードの不整合に起因する
接合点での損失は光密に大きくなる。二つのファイバー
の間でのコア間接合点におけるこの損失を低減するため
に、融合接合点をティパー化することが提案されている
。
い光学信号を増幅するために希土類元素にてドープされ
たファイバーを使用することは考慮ずべき関心事である
。希土類元素をドープした光学増幅ファイバーは低コス
トで、低ノイズ特性を持ち、偏波に依存しない比較的大
きなバンド幅を持ち、クロストークの問題を持たず、さ
らに、光学通信において使用される波長において比較的
低い挿入損失を持つ。使用においては、希土類にてドー
プされた光学ファイバー増幅器は、端と端とを光学通信
ファイバーへ結合され、そして通常、この希土類元素に
てドープされた光学ファイバー増幅器内においである波
長の弱い光学人力信号が利得を得るために、方向性カブ
ラな通して、横断方向に、レーザー・ダイオード・ポン
プと結合される。この方向性カブラは、ポンプ波長にお
いて高い結合比を持ち、信号波長において低い結合比を
持つように設計される。このポンプ光は、変換されない
ポンプ光がより好都合に送信機の所でろ波されるか、あ
るいは受信機の所でろ波されるかに応して、この信号に
対して同方向に、あるいは逆方向に伝播させられる。コ
ア直径及び屈折率プロフィルは、ドープされない伝送フ
ァイバー及びドープされた増幅ファイバーのモード・サ
イズを決定し、従って、これらファイバーは、必ずしも
同一である必要はない。伝送ファイバーの第一の制約は
構造分散の要件であり、一方、増幅ファイバーにおいて
は、ポンプ・モードと信号モードの重複を最大にする必
要性がある。増幅ファイバーは伝送ファイバーと異なる
モード・サイズを持つため、モードの不整合に起因する
接合点での損失は光密に大きくなる。二つのファイバー
の間でのコア間接合点におけるこの損失を低減するため
に、融合接合点をティパー化することが提案されている
。
発明の要旨
本発明は異なるモード直径の二つの光学ファイバーが互
いに結合されたとき発生する損失を大きく低減すること
を目的とする。本発明においては、異なるモード直径を
持つ一方のファイバーと他方のファイバーの結合が、コ
ア間接合点におけるティパー融合を有するのではなく、
エバネセント フィールド（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ、
ｆ’１ｅＪｄ）ファイバカツラによって行なわれる。簡
単に述べると、弱い光学信号の増幅を達成するために、
増幅ファイバーがこのシステム内の一つあるいは複数の
位置に挿入される。より具体的には、要求される位置に
おいて、伝送ファイバーが二つの区分を提供するために
切断され、切断された区分が増幅ファイバーに対し横断
方向に結合される。伝送ファイバーの第一区分からの弱
い信号は、第一のエバネセント フィールド タイプの
ファイバー カブラを介して増幅ファイバーに結合され
：こうして増幅された信号は、この増幅ファイバーから
第一のエバネセント フィールド タイプのファイバー
カプラを介して伝送ファイバーの第二区分に結合され
る。この第一のエバネセント フィルド タイプのファ
イバー カプラは伝送ファイバーの第一区分からの信号
エネルギーの実質的に全てを増幅ファイバーに結合し、
増幅ファイバーからのレーザー・ダイオード・ポンプ信
号あるいはエネルギーは、実質的に全く伝送ファイバに
結合しないように設計される。第二のエバネセント フ
ィールド タイプのファイバー カプラは、増幅ファイ
バー内の信号エネルギーの実質的に全てを伝送ファイバ
ーに結合するように設計され、また増幅ファイバーから
のレーザー・ダイオード・エネルギーが実質的に殆ど伝
送ファイバーに送られないように設計される。伝送ファ
イバーの切断された一方あるいは両端がモニタデバイス
に結合され、例えば、増幅ファイバーの利得を制御する
ために増幅器内へ結合される信号及び／あるいは増幅器
から出る信号の値か検出され、決定される。
いに結合されたとき発生する損失を大きく低減すること
を目的とする。本発明においては、異なるモード直径を
持つ一方のファイバーと他方のファイバーの結合が、コ
ア間接合点におけるティパー融合を有するのではなく、
エバネセント フィールド（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ、
ｆ’１ｅＪｄ）ファイバカツラによって行なわれる。簡
単に述べると、弱い光学信号の増幅を達成するために、
増幅ファイバーがこのシステム内の一つあるいは複数の
位置に挿入される。より具体的には、要求される位置に
おいて、伝送ファイバーが二つの区分を提供するために
切断され、切断された区分が増幅ファイバーに対し横断
方向に結合される。伝送ファイバーの第一区分からの弱
い信号は、第一のエバネセント フィールド タイプの
ファイバー カブラを介して増幅ファイバーに結合され
：こうして増幅された信号は、この増幅ファイバーから
第一のエバネセント フィールド タイプのファイバー
カプラを介して伝送ファイバーの第二区分に結合され
る。この第一のエバネセント フィルド タイプのファ
イバー カプラは伝送ファイバーの第一区分からの信号
エネルギーの実質的に全てを増幅ファイバーに結合し、
増幅ファイバーからのレーザー・ダイオード・ポンプ信
号あるいはエネルギーは、実質的に全く伝送ファイバに
結合しないように設計される。第二のエバネセント フ
ィールド タイプのファイバー カプラは、増幅ファイ
バー内の信号エネルギーの実質的に全てを伝送ファイバ
ーに結合するように設計され、また増幅ファイバーから
のレーザー・ダイオード・エネルギーが実質的に殆ど伝
送ファイバーに送られないように設計される。伝送ファ
イバーの切断された一方あるいは両端がモニタデバイス
に結合され、例えば、増幅ファイバーの利得を制御する
ために増幅器内へ結合される信号及び／あるいは増幅器
から出る信号の値か検出され、決定される。
色紋皇鳳」
第１図から第３図には光ファイバー伝送シスデムと結合
された三つの増幅ファイバーの従来技術の構成の略図が
示される。システムの要件に応して、これら増幅ファイ
バーは、送信端、□伝送ファイバーの中央、あるいは受
信端の所に位置することかできる。
された三つの増幅ファイバーの従来技術の構成の略図が
示される。システムの要件に応して、これら増幅ファイ
バーは、送信端、□伝送ファイバーの中央、あるいは受
信端の所に位置することかできる。
第１図は弱いソースからの出力を大きなシステム ファ
イバー内へ伝送の前に増幅させるために使用する希土類
元素にてトープされた増幅ファイバーを図解する。
イバー内へ伝送の前に増幅させるために使用する希土類
元素にてトープされた増幅ファイバーを図解する。
第１図から第３図において、結合器はＣ、ポンプはＰ、
接合点はＳ、伝送ファイバはＴ、増幅ファイバはＡ、そ
して検出器はＤの符号て示されている。
接合点はＳ、伝送ファイバはＴ、増幅ファイバはＡ、そ
して検出器はＤの符号て示されている。
第２図は増幅器か、システムの中央の一つあるいはそれ
以上の位置に挿入される場合のような最も重要な用途と
考えられるものを図解する。第３図は、弱い信号を受信
機によって検出てきるような値に増幅するために使用さ
れる、ドープされた増幅ファイバーを図解する。図示さ
れてないが、ある応用においては小さな挿入損失を持つ
光学アイソレータか、ファイバー システムの片側ある
いは両側、つまり、信号レーザー側、検出器側、あるい
は伝送ファイバーの側に必要となることに注意する。個
々のケースにおいて、トープされた増幅ファイバーは、
コア間融合接合点（ｃｏｒｅｔ、ｏ−ｃｏｒｅ ｆｕｓ
ｉｏｎ’ ５ｐｌｉｃｅ）によって伝送ファイバーと結
合される。レーザー・ダイオード・ポンプが光ファイバ
ーに要求されるポンプ・エネルギーをダイクロイックカ
ブラを介して増幅ファイバーに供給するために結合され
る。明らかに、この従来技術におけるデバイスにおいて
は、増幅ファイバーが融合接合点を介して伝送ファイバ
ーに結合され、ポンプ・エネルギーが光学ファイバー及
びダイクロイックカプラを介して増幅ファイバーに供給
される。
以上の位置に挿入される場合のような最も重要な用途と
考えられるものを図解する。第３図は、弱い信号を受信
機によって検出てきるような値に増幅するために使用さ
れる、ドープされた増幅ファイバーを図解する。図示さ
れてないが、ある応用においては小さな挿入損失を持つ
光学アイソレータか、ファイバー システムの片側ある
いは両側、つまり、信号レーザー側、検出器側、あるい
は伝送ファイバーの側に必要となることに注意する。個
々のケースにおいて、トープされた増幅ファイバーは、
コア間融合接合点（ｃｏｒｅｔ、ｏ−ｃｏｒｅ ｆｕｓ
ｉｏｎ’ ５ｐｌｉｃｅ）によって伝送ファイバーと結
合される。レーザー・ダイオード・ポンプが光ファイバ
ーに要求されるポンプ・エネルギーをダイクロイックカ
ブラを介して増幅ファイバーに供給するために結合され
る。明らかに、この従来技術におけるデバイスにおいて
は、増幅ファイバーが融合接合点を介して伝送ファイバ
ーに結合され、ポンプ・エネルギーが光学ファイバー及
びダイクロイックカプラを介して増幅ファイバーに供給
される。
第４図には、本発明の原理に従う構造が示される。光学
信号を受信及び運ぶために結合された光学伝送光ファイ
バーの第一区分４０は、終端４２の所てエバネセント
フィールド（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ ｆｉｅｌｄ）タイ
プのカプラ、例えば、ダイクロイックカブラ４８を介し
てトープされた増幅ファイバー４４の終端４６と結合さ
れる。トープされた増幅ファイバー４４の他終端５０は
、光伝送ファイバーの第二区分５２の終端５４、あるい
はその伺近において、エバネセント フィールド タイ
プのカプラ、例えば、タイクロイックカプラ５６を介し
て第二区分５２に結合される。
信号を受信及び運ぶために結合された光学伝送光ファイ
バーの第一区分４０は、終端４２の所てエバネセント
フィールド（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ ｆｉｅｌｄ）タイ
プのカプラ、例えば、ダイクロイックカブラ４８を介し
てトープされた増幅ファイバー４４の終端４６と結合さ
れる。トープされた増幅ファイバー４４の他終端５０は
、光伝送ファイバーの第二区分５２の終端５４、あるい
はその伺近において、エバネセント フィールド タイ
プのカプラ、例えば、タイクロイックカプラ５６を介し
て第二区分５２に結合される。
このダイクロイックカプラは二つの異なるファイバーか
ら戊るが、−・方のファイバーは伝送ファイバー４０て
あり、もう一方のファイバーは、トープされた増幅ファ
イバー４４である。増幅ファイバーの屈折率及びコア
サイズは、ポンプとレーザー モードとの間の重複を最
適化し、また、増幅ファイバーと伝送ファイバーとの間
の結合を信号波長においてのみ詐ずように設計される。
ら戊るが、−・方のファイバーは伝送ファイバー４０て
あり、もう一方のファイバーは、トープされた増幅ファ
イバー４４である。増幅ファイバーの屈折率及びコア
サイズは、ポンプとレーザー モードとの間の重複を最
適化し、また、増幅ファイバーと伝送ファイバーとの間
の結合を信号波長においてのみ詐ずように設計される。
タイクロイックカプラに関しては、ＩＥＥＥシャーナル
オ り オンタム エレクトロニクス（ＩＥＥＥＪｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ ＱｕａｎＬｕｍ Ｅｌｅｃｔ、ｒｏ
ｎｉｃｓ） 、 Ｖｏｌ、ＱＥ−１８゜Ｎｏ、４．１９
８２年４月号にマイケル、Ｊ、Ｆ、ジゴネット（Ｍｉｃ
ｈｅｌ Ｊ、Ｆ、Ｄｉｇｏｎｎｅｔ）らによって発表の
論文「チェーナフル シングル モート光ファイバー
カプラの分析（＾ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ Ｔｕｎａ
ｂｌｅＳｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ ０ｐｔｉｃａｌ Ｆｉ
ｂｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ）Ｊｌ、し截ジャーズ ゼンシ
ェレ（Ｒｅ＋＊１ｇ１ｅｒｓ Ｚｅｎｇｅｒｌｅ）らに
よってジャーナル オ ライトウェーブ テクノロジ
ー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｒ Ｌｉｇｌ＋Ｌｗａｖｅ ’
ｒｃｃｈｎｏｌｏｇｙ）、Ｖｏｌ、”ＬＴ−４，Ｎｏ−
７，１９８６年７月号に掲載の論文「同一てないシング
ル モート ファイバーの波長選択性双方向結合器モー
ト（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−３ｅｌｅｃｔｉｖｅＤｉｒ
ｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｍｏｄｅ ｏｆ
Ｎｏｎ−ｉｄｅｎＮｏｎ−１ｄｅｎｔｉｃａｌＳｉｎ
Ｆｉｂｅｒｓ） Ｊ、及びＲ，Ａ、ハーク（Ｒ，Ａ、Ｂ
ｅｒｇｈ）らによってエレクトロニック レターズ（
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、Ｖｏｌ、１
６．ベージ２６０−２６１ 、１９８０年３月２７日発
行に掲載の論文ｒシングル モード ファイバー オプ
ティック方向性結合器（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｆｉ
ｂｅｒ ０ｐＬｉｒ。
オ り オンタム エレクトロニクス（ＩＥＥＥＪｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ ＱｕａｎＬｕｍ Ｅｌｅｃｔ、ｒｏ
ｎｉｃｓ） 、 Ｖｏｌ、ＱＥ−１８゜Ｎｏ、４．１９
８２年４月号にマイケル、Ｊ、Ｆ、ジゴネット（Ｍｉｃ
ｈｅｌ Ｊ、Ｆ、Ｄｉｇｏｎｎｅｔ）らによって発表の
論文「チェーナフル シングル モート光ファイバー
カプラの分析（＾ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ Ｔｕｎａ
ｂｌｅＳｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ ０ｐｔｉｃａｌ Ｆｉ
ｂｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ）Ｊｌ、し截ジャーズ ゼンシ
ェレ（Ｒｅ＋＊１ｇ１ｅｒｓ Ｚｅｎｇｅｒｌｅ）らに
よってジャーナル オ ライトウェーブ テクノロジ
ー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｒ Ｌｉｇｌ＋Ｌｗａｖｅ ’
ｒｃｃｈｎｏｌｏｇｙ）、Ｖｏｌ、”ＬＴ−４，Ｎｏ−
７，１９８６年７月号に掲載の論文「同一てないシング
ル モート ファイバーの波長選択性双方向結合器モー
ト（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−３ｅｌｅｃｔｉｖｅＤｉｒ
ｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｍｏｄｅ ｏｆ
Ｎｏｎ−ｉｄｅｎＮｏｎ−１ｄｅｎｔｉｃａｌＳｉｎ
Ｆｉｂｅｒｓ） Ｊ、及びＲ，Ａ、ハーク（Ｒ，Ａ、Ｂ
ｅｒｇｈ）らによってエレクトロニック レターズ（
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、Ｖｏｌ、１
６．ベージ２６０−２６１ 、１９８０年３月２７日発
行に掲載の論文ｒシングル モード ファイバー オプ
ティック方向性結合器（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｆｉ
ｂｅｒ ０ｐＬｉｒ。
ＤｉｒｅｃＬｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ） Ｊにおい
て説明されている。
て説明されている。
簡単に述べると、上に参照の第一の文献において説明さ
れている如く、光ファイバーの全長か並行のポリッシュ
された面を持つ水晶ツロック内に切り込まれた溝内にし
っかりと固定される。基板の表面がファイバー コアに
対して要求される接近か得られるまで研磨及びポリッシ
ュされる。材料か十分に除去されたら、二つの基板が互
いに結合され、カプラな形成するために、これらの基板
間にファイバー被覆の屈折率に近い屈折率を持つ液体か
挿入される。
れている如く、光ファイバーの全長か並行のポリッシュ
された面を持つ水晶ツロック内に切り込まれた溝内にし
っかりと固定される。基板の表面がファイバー コアに
対して要求される接近か得られるまで研磨及びポリッシ
ュされる。材料か十分に除去されたら、二つの基板が互
いに結合され、カプラな形成するために、これらの基板
間にファイバー被覆の屈折率に近い屈折率を持つ液体か
挿入される。
レーザー・タイオート・ポンプ５８からの光は、トープ
された増幅ファイバー４４の末端６２の所に位置するレ
ンズ６０に向けられる。要求される後放散散を提供する
ことによってレーザー・タイオード・ポンプからの不要
なモートを破棄するためにホロクラフィック格子６４か
増幅ファイバー内の末端６２とカプラ４８との間に位置
される。増幅ファイバー４４の終端４６内のポンプ・エ
ネルギーの吸収な１ 最少に保つために終端４６の長さは短く保たれ、また、
終端４６内のドーパント濃度は低く保たれる。
された増幅ファイバー４４の末端６２の所に位置するレ
ンズ６０に向けられる。要求される後放散散を提供する
ことによってレーザー・タイオード・ポンプからの不要
なモートを破棄するためにホロクラフィック格子６４か
増幅ファイバー内の末端６２とカプラ４８との間に位置
される。増幅ファイバー４４の終端４６内のポンプ・エ
ネルギーの吸収な１ 最少に保つために終端４６の長さは短く保たれ、また、
終端４６内のドーパント濃度は低く保たれる。
ダイクロイックカプラ４８は伝送ファイバー４０内の信
号の実質的に全部を増幅ファイバー４４に結合するよう
に設計される。ダイクロイックカプラ４８は、ポンプか
らのポンプ信号を伝送ファイバー４０に実質的に全く結
合しないように設計される。
号の実質的に全部を増幅ファイバー４４に結合するよう
に設計される。ダイクロイックカプラ４８は、ポンプか
らのポンプ信号を伝送ファイバー４０に実質的に全く結
合しないように設計される。
従って、伝送ファイバー４０内の信号は増幅ファイバー
４４内に結合され；またファイバーの終端４６に入るポ
ンプ５８からのエネルギーは、ダイクロイックカプラ４
８を通ってファイバー４４へと通過する。
４４内に結合され；またファイバーの終端４６に入るポ
ンプ５８からのエネルギーは、ダイクロイックカプラ４
８を通ってファイバー４４へと通過する。
ポンプ５８からのエネルギーのほんの少しのみかダイク
ロイックカプラ４８を通ってファイバー４０へと通過す
る。
ロイックカプラ４８を通ってファイバー４０へと通過す
る。
増幅ファイバー４４の他端５０の所で、ダイクロイック
カプラ５６は増幅ファイバー４４からの増幅ファイバー
信号エネルギーの実質的に全てか、坏送ファイバーの第
二区分５２内に結合するように設計される。
カプラ５６は増幅ファイバー４４からの増幅ファイバー
信号エネルギーの実質的に全てか、坏送ファイバーの第
二区分５２内に結合するように設計される。
ダイクロイックカプラ４８を説明すると、タイク ２
０イツクカプラを通って終端４２へ直接通過する伝送フ
ァイバー内の少量の信号エネルギーは、システムの動作
を監視するために使用することがてきる。類似の方法で
、増幅ファイバー４４からカプラ５６を介して受信され
る伝送ファイバーの第二区分５２の終端５４ての信号を
、監視の目的で使用することかできる。
ァイバー内の少量の信号エネルギーは、システムの動作
を監視するために使用することがてきる。類似の方法で
、増幅ファイバー４４からカプラ５６を介して受信され
る伝送ファイバーの第二区分５２の終端５４ての信号を
、監視の目的で使用することかできる。
通常、伝送ファイバーは、エルビウムをトープされた増
幅ファイバーのコア直径とは異なるモード直径を持つ。
幅ファイバーのコア直径とは異なるモード直径を持つ。
このエルビウムにてトープされた増幅ファイバーを直接
ライン中のコア間接合点てはなく、エバネセント−フィ
ールド タイプのカプラを通して伝送ファイバーに結合
することによって結合損失が大きく減少する。これに加
えて、市販の高パワー ポンプ レーザーは数個の縦モ
ートを持ち、生成されるポンプ・モードは１．４８ｕｎ
＋のポンプ波長の所、及び１．５０から１．５５ｕｍの
間の信号波長の所で生じる。本発明ては、エバネセント
フィールド カプラか、エルビウムにてドープされた
増幅ファイバーと伝送ファイバーとの間の効率的なカプ
ラとして動作するのに加えて、１．５０−１．５Ｓｕｎ
の信号ハント内の波長を持つポンプ信号のモードか増幅
ファイバーに到達することを排除する帯域フィルタとし
ても機能する。動作においては、１．５０から１．５５
ｕｍの間の波長を持つレーザー・ダイオード・ポンプに
よって生成されるこれら信号は、ダイクロイックカプラ
４８によって増幅ファイバー４４から伝送ファイバーの
第一区分４０に分路される。ポンプ・レーザー・ダイオ
ードによって生成される１、５０から１，５５間の波長
を持つ縦モードは、タイクロイックカプラ４８によって
ファイバー４４から４０に分路されないときは、望まし
くないノイズの原因となる。
ライン中のコア間接合点てはなく、エバネセント−フィ
ールド タイプのカプラを通して伝送ファイバーに結合
することによって結合損失が大きく減少する。これに加
えて、市販の高パワー ポンプ レーザーは数個の縦モ
ートを持ち、生成されるポンプ・モードは１．４８ｕｎ
＋のポンプ波長の所、及び１．５０から１．５５ｕｍの
間の信号波長の所で生じる。本発明ては、エバネセント
フィールド カプラか、エルビウムにてドープされた
増幅ファイバーと伝送ファイバーとの間の効率的なカプ
ラとして動作するのに加えて、１．５０−１．５Ｓｕｎ
の信号ハント内の波長を持つポンプ信号のモードか増幅
ファイバーに到達することを排除する帯域フィルタとし
ても機能する。動作においては、１．５０から１．５５
ｕｍの間の波長を持つレーザー・ダイオード・ポンプに
よって生成されるこれら信号は、ダイクロイックカプラ
４８によって増幅ファイバー４４から伝送ファイバーの
第一区分４０に分路される。ポンプ・レーザー・ダイオ
ードによって生成される１、５０から１，５５間の波長
を持つ縦モードは、タイクロイックカプラ４８によって
ファイバー４４から４０に分路されないときは、望まし
くないノイズの原因となる。
これに加えて、一つのモニターをファイバー４０の終端
４２に結合し、もう−っのモニターをファイバー５２の
終端５４に結合することによって、ファイバー４０−Ｌ
の信号を増幅の前後の両方において監視することかでき
る。
４２に結合し、もう−っのモニターをファイバー５２の
終端５４に結合することによって、ファイバー４０−Ｌ
の信号を増幅の前後の両方において監視することかでき
る。
幾つかの状況においては、入力信号に追加の増幅が必要
とされる。これは、バックアップ・レーザー・タイオー
ト・ポンプ６６を増幅ファイバー４４の終端５０に結合
することによって遠戚することかてきる。バックアップ
・レーザー・タイオード・ポンプ６６とレーザー・ダイ
オード・ポンプ５８は同時に動作し、増幅を増加させ、
個々のポンプ タイオードに対するパワー要求を減少さ
せることかでき、あるいは、逐次的に動作したときには
、バックアップ・レーザー・タイオート・ポンプ６６か
レーザー・ダイオード・ポンプ５８の出力パワーか低下
したときあるいは動作不能になったときのみ動作するよ
うにされる。
とされる。これは、バックアップ・レーザー・タイオー
ト・ポンプ６６を増幅ファイバー４４の終端５０に結合
することによって遠戚することかてきる。バックアップ
・レーザー・タイオード・ポンプ６６とレーザー・ダイ
オード・ポンプ５８は同時に動作し、増幅を増加させ、
個々のポンプ タイオードに対するパワー要求を減少さ
せることかでき、あるいは、逐次的に動作したときには
、バックアップ・レーザー・タイオート・ポンプ６６か
レーザー・ダイオード・ポンプ５８の出力パワーか低下
したときあるいは動作不能になったときのみ動作するよ
うにされる。
さらに第４図には、レーザー・ダイオード・ポンプ５８
に自動利得制御を提示するための構造か示される。より
詳細には、伝送ファイバー６８がタイクロイックカプラ
を介してファイバー４４の終端５０に結合される。タイ
クロイックカプラ７０はファイバー５０からの増幅され
たエネルギーをファイバー６８に結合するように設計さ
れる。光学信号を電気信号に変換する光学検出器７２か
ファイバー６８内に存在する信号を検出するために位置
される。光学 ５ 検出器７１）によって生成される電気信号は、増幅器７
４の入力端子に結合され、増幅器７４の出力は、レーザ
ー・タイオート・ポンプ５８の動作を制御するために結
合される。類似の方法にて、ポンプ６６の動作か、自動
利得制御を提供するために制御されることができる。
に自動利得制御を提示するための構造か示される。より
詳細には、伝送ファイバー６８がタイクロイックカプラ
を介してファイバー４４の終端５０に結合される。タイ
クロイックカプラ７０はファイバー５０からの増幅され
たエネルギーをファイバー６８に結合するように設計さ
れる。光学信号を電気信号に変換する光学検出器７２か
ファイバー６８内に存在する信号を検出するために位置
される。光学 ５ 検出器７１）によって生成される電気信号は、増幅器７
４の入力端子に結合され、増幅器７４の出力は、レーザ
ー・タイオート・ポンプ５８の動作を制御するために結
合される。類似の方法にて、ポンプ６６の動作か、自動
利得制御を提供するために制御されることができる。
上に開示の実施態様においては、レーザー・ダイオード
・ポンプ５８あるいは６６は、１．４８ｕｍの波長を持
つ主信号な生成する。但し、このダイオードポンプは０
．９８ｕｍの波長を持つ信号を生成することかできるこ
とにも注意する。０．９８ｕ■の波長を持つ信号な生成
するレーザー・ダイオード・ポンプが使用された場合は
、１．５０から１．５５ｕ＋ｉの波長における望ましく
ないモードと関連する問題は通常存在しない。０．９８
ｕｍにて動作するレーザー・ダイオード・ポンプの使用
は、異なるモード直径を持つエルビウムにてドープされ
た増幅ファイバーを要求する。但し、タイクロイックカ
ブラを使用することによって、伝送ファイバーと増幅フ
ァイバーとの間の結合損失は、伝送ファイバーのモート
直径 ６ と増幅ファイバーのモートとに無関係に最少となる。
・ポンプ５８あるいは６６は、１．４８ｕｍの波長を持
つ主信号な生成する。但し、このダイオードポンプは０
．９８ｕｍの波長を持つ信号を生成することかできるこ
とにも注意する。０．９８ｕ■の波長を持つ信号な生成
するレーザー・ダイオード・ポンプが使用された場合は
、１．５０から１．５５ｕ＋ｉの波長における望ましく
ないモードと関連する問題は通常存在しない。０．９８
ｕｍにて動作するレーザー・ダイオード・ポンプの使用
は、異なるモード直径を持つエルビウムにてドープされ
た増幅ファイバーを要求する。但し、タイクロイックカ
ブラを使用することによって、伝送ファイバーと増幅フ
ァイバーとの間の結合損失は、伝送ファイバーのモート
直径 ６ と増幅ファイバーのモートとに無関係に最少となる。
第１図−第３図は三つのレーザー増幅器の応用の従来技
術による構成の略図を示し；そして第４図は本発明の原
理に従う光学伝送システムの略図を示す。 〈主要部分の符号の説明〉 ４０．５２．６８ ：伝送ファイバー４２．４６，５
０，５４ ：終端 ４４：ドープされた増幅ファイバー ４８．５６．７０ ：ダイクロイツクカプラ５８：レ
ーザー・ダイオード・ポンプ ６０：レンズ ６２：末端 ６４：ホログラフィック格子 ６６二バツクアツプ・レーザ・タイオート・ポンプ ７２：光学検出器 ７４：増幅器
術による構成の略図を示し；そして第４図は本発明の原
理に従う光学伝送システムの略図を示す。 〈主要部分の符号の説明〉 ４０．５２．６８ ：伝送ファイバー４２．４６，５
０，５４ ：終端 ４４：ドープされた増幅ファイバー ４８．５６．７０ ：ダイクロイツクカプラ５８：レ
ーザー・ダイオード・ポンプ ６０：レンズ ６２：末端 ６４：ホログラフィック格子 ６６二バツクアツプ・レーザ・タイオート・ポンプ ７２：光学検出器 ７４：増幅器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光学通信システムにおいて、該システムが光学信号
を伝送するための伝送ファイバーを含み、該伝送ファイ
バーが、第一のモード直径と、該第一の直径と該第二の
直径とが等しくない、第二のモード直径を持つ、希土類
元素にてドープされた光学増幅ファイバーと、該希土類
元素にてドープされた増幅ファイバーを励起するための
ポンプ・エネルギーのソースと、片方のファイバーが伝
送ファイバーであり他方のファイバーが希土類元素にて
ドープされた光学増幅ファイバーである二つのファイバ
ーとを有するダイクロイックカプラを含み、該カプラの
ファイバーが伝送ファイバー内の信号を増幅ファイバー
に結合するため及び増幅ファイバー内のポンプ・エネル
ギーが伝送ファイバーに結合するのを阻止するために並
列に置かれることを含むことを特徴とする光学通信シス
テム。 ２、請求項１に記載された光学通信システムにおいて、
一方のファイバーが伝送ファイバーであり、他方のファ
イバーが希土類にてドープされた光学増幅ファイバーで
ある二つのファイバーから成る第二のダイクロイックカ
プラを含み、該ファイバーが増幅ファイバー内の信号を
伝送ファイバーに結合するため、及び増幅ファイバー内
のポンプ・エネルギーが伝送ファイバーへの結合を阻止
するために並列に位置され、該第一のダイクロイックカ
プラが該増幅ファイバーの一終端に隣接して結合され、
該第二のダイクロイックカプラが該増幅ファイバーの他
端に隣接して結合されることを含むことを特徴とする光
学通信システム。 ３、請求項２に記載された光学通信システムにおいて、
該希土類元素にてドープされた増幅ファイバーがエルビ
ウムを含むことを特徴とする光学通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US390,864 | 1989-08-08 | ||
| US07/390,864 US4963832A (en) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Erbium-doped fiber amplifier coupling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371116A true JPH0371116A (ja) | 1991-03-26 |
| JP2933998B2 JP2933998B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=23544252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208330A Expired - Lifetime JP2933998B2 (ja) | 1989-08-08 | 1990-08-08 | エルビウムにてドープされたファイバー増幅器結合デバイス |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4963832A (ja) |
| EP (1) | EP0412727B1 (ja) |
| JP (1) | JP2933998B2 (ja) |
| CA (1) | CA2020759C (ja) |
| DE (1) | DE69027378T2 (ja) |
| ES (1) | ES2087893T3 (ja) |
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