JPH0492484A - 光増幅装置及び光発振装置 - Google Patents
光増幅装置及び光発振装置Info
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- JPH0492484A JPH0492484A JP2209666A JP20966690A JPH0492484A JP H0492484 A JPH0492484 A JP H0492484A JP 2209666 A JP2209666 A JP 2209666A JP 20966690 A JP20966690 A JP 20966690A JP H0492484 A JPH0492484 A JP H0492484A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は波長1.65μm帯で使用される光増幅装置に
関する。
関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕波長1
.3μm帯、波長1.55μm帯等の光通信分野への応
用のため、希土類元素を添加した光ファイバを用いて、
ファイバ増幅器を作製する努力がなされている。一方、
波長1.55μm帯等の光通信システムの保守等のため
の障害検出システムに使用するという目的で、波長1,
55μm帯より長波長側でありかつ半導体レーザの使用
帯域である等の理由から、例えば波長1.65帯域のフ
ァイバ増幅器の存在が望まれる。しかし、従来この1.
65μm帯域に増幅利得を有するファイバ増幅器につい
ての報告はなかった。
.3μm帯、波長1.55μm帯等の光通信分野への応
用のため、希土類元素を添加した光ファイバを用いて、
ファイバ増幅器を作製する努力がなされている。一方、
波長1.55μm帯等の光通信システムの保守等のため
の障害検出システムに使用するという目的で、波長1,
55μm帯より長波長側でありかつ半導体レーザの使用
帯域である等の理由から、例えば波長1.65帯域のフ
ァイバ増幅器の存在が望まれる。しかし、従来この1.
65μm帯域に増幅利得を有するファイバ増幅器につい
ての報告はなかった。
そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、波長1.65μ
m帯で光増幅利得を有する光増幅装置及び光発振装置を
提供することを目的としている。
m帯で光増幅利得を有する光増幅装置及び光発振装置を
提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段及び作用〕上述の目的を達
成するため、本発明に係る光増幅装置は、光伝送路と、
励起光源と、光学手段とを備えることを特徴とする。こ
こに、光伝送路は、活性物質としてプラセオジムイオン
(P r 3+)を添加した光機能性ガラスを有して構
成され、波長1.65μm帯の信号光を伝搬する。また
、励起光源は、波長1.4μm帯の励起光を発生する。
成するため、本発明に係る光増幅装置は、光伝送路と、
励起光源と、光学手段とを備えることを特徴とする。こ
こに、光伝送路は、活性物質としてプラセオジムイオン
(P r 3+)を添加した光機能性ガラスを有して構
成され、波長1.65μm帯の信号光を伝搬する。また
、励起光源は、波長1.4μm帯の励起光を発生する。
更に、光学手段は、励起光源からの励起光を光伝送路内
に入射させる。
に入射させる。
上記光増幅装置にあっては、光伝送路中に導入された波
長1.4μm帯の励起光により、活性物3+ 質であるPr を励起し、Pr3+の発光を可能にす
る。つまり、この励起光により基底準位3Hにある電子
がエネルギー準位3F に−旦励起され、その後輻射
を伴わずに準位3F に遷移する。
長1.4μm帯の励起光により、活性物3+ 質であるPr を励起し、Pr3+の発光を可能にす
る。つまり、この励起光により基底準位3Hにある電子
がエネルギー準位3F に−旦励起され、その後輻射
を伴わずに準位3F に遷移する。
この様な励起及び非輻射遷移により、準位3F3と準位
H4との間に反転分布か形成されると、波長1.65
μm帯での発光か可能になる。このとき、励起されたP
r3+に波長1,65μm帯の信号光が入射すると、P
r”+は、この信号光に誘導され、波長1,65μm帯
の光を発生する。この結果、波長1.65μm帯での光
増幅か可能になる。
H4との間に反転分布か形成されると、波長1.65
μm帯での発光か可能になる。このとき、励起されたP
r3+に波長1,65μm帯の信号光が入射すると、P
r”+は、この信号光に誘導され、波長1,65μm帯
の光を発生する。この結果、波長1.65μm帯での光
増幅か可能になる。
また、本発明の光発振装置にあっては、上記の光伝送路
と、励起光源と、光学手段と、光共振器とを備えること
としている。ここに、励起光源は、波長1.4μm帯の
励起光を発生し、光学手段は、励起光を励起光源から光
伝送路内に入射させ、光共振器は、伝送路内からの波長
1.65μm帯の光を光伝送路にフィードバックする。
と、励起光源と、光学手段と、光共振器とを備えること
としている。ここに、励起光源は、波長1.4μm帯の
励起光を発生し、光学手段は、励起光を励起光源から光
伝送路内に入射させ、光共振器は、伝送路内からの波長
1.65μm帯の光を光伝送路にフィードバックする。
上記の光発振装置によれば、光学手段により光伝送路内
に導入された波長1.4μm帯の励起光によってPr”
+が励起される。この励起されたP r ””c7)一
部は、光伝送路内からの波長1.65μm帯の放出光と
、光伝送路内にフィードバックされた波長1,65μm
帯の光とによって誘導され、波長1.65μm帯の放出
光を発生する。これを繰り返すことにより、波長1,6
5μm帯での光発振が可能になる。
に導入された波長1.4μm帯の励起光によってPr”
+が励起される。この励起されたP r ””c7)一
部は、光伝送路内からの波長1.65μm帯の放出光と
、光伝送路内にフィードバックされた波長1,65μm
帯の光とによって誘導され、波長1.65μm帯の放出
光を発生する。これを繰り返すことにより、波長1,6
5μm帯での光発振が可能になる。
以下、本発明の光増幅装置の実施例について説明する。
第1図に、波長1.65μm帯の光増幅装置であるファ
イバ増幅器を示す。
イバ増幅器を示す。
信号光源11としては、出力波長1.65μmの半導体
レーザが使用されている。この信号光源11の出力側に
は、光ファイバ18gの一端が光学的に接続されており
、この光ファイバ18aの他端はカブラ13の入力端に
接続されている。
レーザが使用されている。この信号光源11の出力側に
は、光ファイバ18gの一端が光学的に接続されており
、この光ファイバ18aの他端はカブラ13の入力端に
接続されている。
励起光源であるレーザ光源12としては、出力波長]、
4μmの半導体レーザが使用されている。
4μmの半導体レーザが使用されている。
このレーザ光源12の出力側には、光ファイバ19aの
一端が光学的に接続されており、この光ファイバ19a
の他端はカブラ13の入力側に接続されている。
一端が光学的に接続されており、この光ファイバ19a
の他端はカブラ13の入力側に接続されている。
カブラ13の出力側からは2本の光ファイバ18b、1
9bが延びている。カブラ13は2本の光ファイバ18
.19の融着延伸によって作製されたもので、このカブ
ラ13と光ファイバ18a、18b、19a、19bと
は、信号光及び励起光を光結合させる光学手段を構成す
る。
9bが延びている。カブラ13は2本の光ファイバ18
.19の融着延伸によって作製されたもので、このカブ
ラ13と光ファイバ18a、18b、19a、19bと
は、信号光及び励起光を光結合させる光学手段を構成す
る。
光ファイバ19bの終端は戻り光を防止するためのマツ
チングオイル17に浸漬されており、他方の光ファイバ
18bの終端は光伝送路である光ファイバ10の一端に
コネクタ等を介して接続されている。この光ファイバ1
0は長さ50mの8Mファイバであり、Pr”+を添加
した石英ガラス製のコアを備えている。光ファイバ10
の他端の出力側には先スペクトラムアナライザ15か設
けられており、これらの間にはフィルタ16が介在され
ている。
チングオイル17に浸漬されており、他方の光ファイバ
18bの終端は光伝送路である光ファイバ10の一端に
コネクタ等を介して接続されている。この光ファイバ1
0は長さ50mの8Mファイバであり、Pr”+を添加
した石英ガラス製のコアを備えている。光ファイバ10
の他端の出力側には先スペクトラムアナライザ15か設
けられており、これらの間にはフィルタ16が介在され
ている。
以下、第1図のファイバ増幅器の動作について簡単な説
明を行う。
明を行う。
レーザ光源12から出力された波長1.4μm帯の励起
光は、光ファイバ19aを介してカブラ13に入射し、
更に光ファイバ18bを介して光フアイバ10内に入射
する。励起光が入射する光ファイバ]0のコアには活性
物質としてPr3+が添加されているため、この励起光
によって所定の状態に励起されたPr3+は、波長1.
65μm帯の発光が可能な状態になる。
光は、光ファイバ19aを介してカブラ13に入射し、
更に光ファイバ18bを介して光フアイバ10内に入射
する。励起光が入射する光ファイバ]0のコアには活性
物質としてPr3+が添加されているため、この励起光
によって所定の状態に励起されたPr3+は、波長1.
65μm帯の発光が可能な状態になる。
第2図は、発光可能に励起されたP r ””(D状態
を説明するための図であり、石英ガラス等のガラス試料
に添加されたPr3+I71工ネルギー準位を示したも
のである。光ファイバに導入された1、4μm帯の励起
光によってPr3+が励起され、その基底準位3Hにあ
る電子か準位3F に−旦励起され、フォノン等のエ
ネルギーを放出した後半の間に反転分布が形成されると
、波長1.65μm帯をピークとした3準位系の発光が
可能になる。
を説明するための図であり、石英ガラス等のガラス試料
に添加されたPr3+I71工ネルギー準位を示したも
のである。光ファイバに導入された1、4μm帯の励起
光によってPr3+が励起され、その基底準位3Hにあ
る電子か準位3F に−旦励起され、フォノン等のエ
ネルギーを放出した後半の間に反転分布が形成されると
、波長1.65μm帯をピークとした3準位系の発光が
可能になる。
一方、信号光源11から出力された波長1.65μm帯
の信号光は、光ファイバ18gを介してカブラ13に入
射する。カブラ13に入射した信号光は、レーザ光源1
2からの励起光と結合されて光フアイバ10内に入射す
る。光ファイバ10に入射した信号光は、発光可能に励
起されたPr”+を誘導して波長1.65μm帯の誘導
放出光を生じさせる。
の信号光は、光ファイバ18gを介してカブラ13に入
射する。カブラ13に入射した信号光は、レーザ光源1
2からの励起光と結合されて光フアイバ10内に入射す
る。光ファイバ10に入射した信号光は、発光可能に励
起されたPr”+を誘導して波長1.65μm帯の誘導
放出光を生じさせる。
このような過程を経て、光ファイバ10の出力側からは
、励起光と増幅された信号光とが出力されるが、これら
のうち励起光については、フィルタ16にカットされる
こととなる。このため、光スペクトラムアナライザ15
には増幅された信号光のみが入射することとなり、Pr
3+を添加した光ファイバによる光増幅の利得が測定で
きる。
、励起光と増幅された信号光とが出力されるが、これら
のうち励起光については、フィルタ16にカットされる
こととなる。このため、光スペクトラムアナライザ15
には増幅された信号光のみが入射することとなり、Pr
3+を添加した光ファイバによる光増幅の利得が測定で
きる。
第1図のファイバ増幅器で得られた光増幅利得の測定結
果について説明する。
果について説明する。
レーザ光源12から光ファイバに入射する励起光の波長
を1.43μmとし、その入力光量を20mWとした。
を1.43μmとし、その入力光量を20mWとした。
また、信号光源11からの光ファイバに入射する信号光
の波長を1.65μmとし、その入力光量を一30dB
mとした。光スペクトラムアナライザ15による測定結
果から、実施例のファイバ増幅器の光増幅の利得は約1
0dBであることがわかった。
の波長を1.65μmとし、その入力光量を一30dB
mとした。光スペクトラムアナライザ15による測定結
果から、実施例のファイバ増幅器の光増幅の利得は約1
0dBであることがわかった。
第3図及び第4図に、参考のため、第1図のファイバ増
幅器に使用した光ファイバ10の構造及びその諸元を示
した。
幅器に使用した光ファイバ10の構造及びその諸元を示
した。
光ファイバ10は、石英ガラスにプラセオジムの酸化物
を添加したコアと、石英ガラスに弗素(F)を添加した
クラッドとを備える。そのコア径は5.1μmで、その
外径は125μmである。
を添加したコアと、石英ガラスに弗素(F)を添加した
クラッドとを備える。そのコア径は5.1μmで、その
外径は125μmである。
また、これらのコア及びクラッドの比屈折率差△は約0
.64%である。
.64%である。
以下に、第3図の光ファイバの作製について簡単な説明
を行う。
を行う。
まず、光伝送路である光ファイバのコア材として、Pr
3+を酸化物として添加した石英ガラスを溶融し棒状に
成形し、コア用のガラスロッドとする。この石英ガラス
に添加した活性物質であるプラセオジムイオンの濃度は
重量で310ppmとする。次に、弗素を所定量添加し
た石英ガラスを溶融・形成し、クラッドパイプとする。
3+を酸化物として添加した石英ガラスを溶融し棒状に
成形し、コア用のガラスロッドとする。この石英ガラス
に添加した活性物質であるプラセオジムイオンの濃度は
重量で310ppmとする。次に、弗素を所定量添加し
た石英ガラスを溶融・形成し、クラッドパイプとする。
クラッドパイプにはプラセオジムイオンを添加していな
い。
い。
これらのコアロッド及びクラッドパイプをロッドインチ
ューブ法によりプリフォームに形成する。
ューブ法によりプリフォームに形成する。
このプリフォームを公知の線引き装置にセットし、光フ
ァイバに線引きする。この結果、コア径5.1μmで外
径125μmの3Mファイバが得られる。この3Mファ
イバを測定のため長さ50mの試料に切り出し、第1図
のファイバ増幅器に使用する光ファイバ10とする。
ァイバに線引きする。この結果、コア径5.1μmで外
径125μmの3Mファイバが得られる。この3Mファ
イバを測定のため長さ50mの試料に切り出し、第1図
のファイバ増幅器に使用する光ファイバ10とする。
本発明は、上記の実施例に限らず、種々の変形が可能で
ある。
ある。
例えば、コアに使用するマトリックスガラスとしては、
珪酸塩ガラス、燐酸塩ガラス及び弗化物系ガラス等を使
用しても良い。この様にマトリックスガラスの組成を変
更することで、波長1.65μmの近傍でで発光若しく
は誘導放出の波長を調節することもできる。
珪酸塩ガラス、燐酸塩ガラス及び弗化物系ガラス等を使
用しても良い。この様にマトリックスガラスの組成を変
更することで、波長1.65μmの近傍でで発光若しく
は誘導放出の波長を調節することもできる。
また、光伝送路としては、例えば、上記Pr”添加ガラ
スを平面導波路等に形成しても良い。ただし、光ファイ
バに形成することが、長尺の光伝送路を得る点ては望ま
しい。光損失が少ないこと等を利用すれば、低閾値てP
r3+に反転分布を生じさせることができるからである
。
スを平面導波路等に形成しても良い。ただし、光ファイ
バに形成することが、長尺の光伝送路を得る点ては望ま
しい。光損失が少ないこと等を利用すれば、低閾値てP
r3+に反転分布を生じさせることができるからである
。
以下に、光発振装置であるファイバレーザの実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
具体的な構成は、Erをドープした公知のファイバレー
ザと同様であるCrErドープファイバーJ、Oplu
s E、1990年1月、pp。
ザと同様であるCrErドープファイバーJ、Oplu
s E、1990年1月、pp。
112〜118等参照。)。ただし本実施例の場合、光
伝送路としてPrドープファイバを使用し、励起光源と
して波長1,4μm帯の励起光を発生するレーザダイオ
ードを使用する。
伝送路としてPrドープファイバを使用し、励起光源と
して波長1,4μm帯の励起光を発生するレーザダイオ
ードを使用する。
レーザダイオードからの波長1.4μm帯の励起光は、
レンズ等の適当な光学手段によって上記実施例に示した
光フアイバ内に導入される。光フアイバ内のPr3+は
所定の状態に励起され、波長1.65μm帯の発光が可
能になる。ここで、ファイバの出力端を鏡面に仕上げて
いるため、この出力端とレーザダイオードの端面とは共
振器を構成する。この結果、励起光の出力が所定値を超
えると波長1,65μm帯てレーザ発振か生しる。
レンズ等の適当な光学手段によって上記実施例に示した
光フアイバ内に導入される。光フアイバ内のPr3+は
所定の状態に励起され、波長1.65μm帯の発光が可
能になる。ここで、ファイバの出力端を鏡面に仕上げて
いるため、この出力端とレーザダイオードの端面とは共
振器を構成する。この結果、励起光の出力が所定値を超
えると波長1,65μm帯てレーザ発振か生しる。
なお、共振器は、誘電体ミラー等を使用するタイプのも
のであってもよい。
のであってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る光増幅装置によれば
、波長1,65μm帯でのPr3+の発光を可能にする
波長1゜4μm帯の励起光の存在により、波長1.65
μm帯での発光・光増幅か可能になる。
、波長1,65μm帯でのPr3+の発光を可能にする
波長1゜4μm帯の励起光の存在により、波長1.65
μm帯での発光・光増幅か可能になる。
更に、本発明に係る光発振装置によれば、波長1.65
μm帯でのP r 3”0)発光を可能にする波長1.
4μm帯の励起光の存在と波長1.65帯の光に対する
光共振器の存在とにより、波長1.65μm帯での発光
・光発振が可能になる。
μm帯でのP r 3”0)発光を可能にする波長1.
4μm帯の励起光の存在と波長1.65帯の光に対する
光共振器の存在とにより、波長1.65μm帯での発光
・光発振が可能になる。
第1図は実施例のファイバ増幅器を示した図、第2図は
波長1.4μm帯の励起光によるPr3+励起を説明す
るための図、第3図は第1図のファイバ増幅器に用いる
光ファイバの構造を示した図、第4図は第3図の光ファ
イバの諸元を示した図である。 10・・・光伝送路である光ファイバ、12・・・励起
光源、13.18a、18b、19a、19b−・・光
学手段。
波長1.4μm帯の励起光によるPr3+励起を説明す
るための図、第3図は第1図のファイバ増幅器に用いる
光ファイバの構造を示した図、第4図は第3図の光ファ
イバの諸元を示した図である。 10・・・光伝送路である光ファイバ、12・・・励起
光源、13.18a、18b、19a、19b−・・光
学手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Pr^3^+を活性物質として添加した光機能性ガ
ラスを有して構成され、波長1.65μm帯の信号光を
伝搬する光伝送路と、 波長1.4μm帯の励起光を発生する励起光源と、 前記励起光源からの前記励起光を前記光伝送路内に入射
させる光学手段と、 を備える光増幅装置。 2、Pr^3^+を活性物質として添加した光機能性ガ
ラスを有して構成され、波長1.65μm帯の光を伝搬
する光伝送路と、 波長1.4μm帯の励起光を発生する励起光源と、 前記励起光源からの前記励起光を前記光伝送路内に入射
させる光学手段と、 前記光伝送路内からの波長1.65μm帯の光を該光伝
送路にフィードバックする光共振器と、を備える光発振
装置。
Priority Applications (8)
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---|---|---|---|
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CA002048590A CA2048590A1 (en) | 1990-08-08 | 1991-08-07 | Optical fiber or waveguide amplifiers and optically active devices therefor |
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DE4409444A1 (de) * | 1994-03-19 | 1995-09-21 | Sel Alcatel Ag | Optisch gepumpter bistabiler Laser |
WO1997007068A1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-02-27 | British Technology Group Ltd. | Infrared transmitting optical fibre materials |
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GB8622745D0 (en) * | 1986-09-22 | 1986-10-29 | Plessey Co Plc | Bistable optical device |
GB8724736D0 (en) * | 1987-10-22 | 1987-11-25 | British Telecomm | Optical fibre |
US4848998A (en) * | 1988-01-21 | 1989-07-18 | Polaroid Corporation | Selective volitization method for preparing fiber optics |
-
1990
- 1990-08-08 JP JP2209666A patent/JP2888616B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-06 AU AU81602/91A patent/AU653539B2/en not_active Ceased
- 1991-08-07 CA CA002048590A patent/CA2048590A1/en not_active Abandoned
- 1991-08-08 DE DE69120877T patent/DE69120877T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-08 ES ES91113321T patent/ES2091841T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-08 KR KR1019910013695A patent/KR950007933B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-08-08 EP EP91113321A patent/EP0470612B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-08-11 US US08/104,607 patent/US5430824A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002057396A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-22 | Korea Electronics Telecommun | 光増幅器および光利得媒質 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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KR950007933B1 (ko) | 1995-07-21 |
AU653539B2 (en) | 1994-10-06 |
AU8160291A (en) | 1992-02-13 |
US5430824A (en) | 1995-07-04 |
ES2091841T3 (es) | 1996-11-16 |
CA2048590A1 (en) | 1992-02-09 |
EP0470612B1 (en) | 1996-07-17 |
KR920004860A (ko) | 1992-03-28 |
JP2888616B2 (ja) | 1999-05-10 |
DE69120877D1 (de) | 1996-08-22 |
DE69120877T2 (de) | 1997-01-23 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |