JPH05292041A - 双方向光ファイバ増幅器 - Google Patents

双方向光ファイバ増幅器

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JPH05292041A
JPH05292041A JP4084041A JP8404192A JPH05292041A JP H05292041 A JPH05292041 A JP H05292041A JP 4084041 A JP4084041 A JP 4084041A JP 8404192 A JP8404192 A JP 8404192A JP H05292041 A JPH05292041 A JP H05292041A
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JP
Japan
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optical
wavelength
light
terminal
demultiplexer
Prior art date
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Application number
JP4084041A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Aomi
恵之 青海
Sadao Kuchimura
貞夫 口村
Atsushi Kusunoki
淳 楠
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Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 双方向光通信線路の途中において信号光を増
幅する場合、1台の光増幅器で双方向の光信号を安定よ
く増幅できるようにする。 【構成】 双方向に伝搬する2つの信号光の波長は、光
合分波器によって合分波が可能で、かつそれらが、エル
ビュウムドープ光ファイバ増幅器の増幅波長域内にある
異なる波長とする。安定な光増幅には光アイソレータが
不可欠であるので、光合分波器208、209、21
0、211を組み合わせて、2つの信号光が別々に伝搬
される光伝搬路を光増幅器の一部に構成し、その伝搬路
内に光アイソレータ212、213を挿入する構成をと
る。これによって、光増幅器の入出力端子216、21
7間では、一方の波長の信号光と他方の波長の信号光そ
れぞれにとっては一方向性であるが、信号光と励起光が
相互作用するエルビュウムドープ光ファイバ201では
各々の光が双方向に伝搬される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムの中継
器間距離を大きくするための光ファイバ増幅器にあっ
て、双方向に伝搬する異なる波長の2つの光、たとえ
ば、波長が1.55μmの信号光と波長が1.535μ
mの信号光を、一台のエルビュウム光ファイバ増幅機に
よって増幅する光直接増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】希土類元素を添加した光ファイバはレー
ザ活性媒質としての特性を有しており、これを用いた光
ファイバ増幅器が実現している。波長が1.55μm帯
の光の増幅には、希土類元素としてはエルビュウムが適
していることが公知であり、これを用いた光ファイバ増
幅器が多数報告されている。エルビュウムドープ光ファ
イバを用いる光ファイバ増幅器は一般にEDFAと略称
される。
【0003】図1は公知のEDFAの基本構成を示した
もので、101は信号光の入射端となる光コネクタ、1
02は信号光と励起光を合波するための光合分波器、1
03はエルビュウムドープ光ファイバ(以下、EDFと
略称する)、104は光を一方向にのみ透過させる光ア
イソレータ、105は雑音除去のための光フィルタ、1
06は信号光を出力する光コネクタ、107は励起光源
である。
【0004】一般に、励起光源107には発信波長1.
48μmの半導体レーザが用いられる。信号光に適した
波長の範囲は1.53μm〜1.59μmである。光合
分波器102は波長が1.48μmの光と波長が1.5
3μm〜1.59μmの光の合波を行う。光フィルタ1
05は中心波長が信号光波長に一致した光学フィルタで
構成される。
【0005】光コネクタ101から入射した波長1.5
5μmの信号光は光合分波器102を通過し、励起光と
ともにEDF103中を伝搬する。EDF103中では
励起光によって誘導放射がおこり、波長1.55μmの
信号光が増幅される。増幅された信号光の数%でも反射
してEDF103に戻ると増幅が不安定になったり、発
振状態になる。これを防ぐために光アイソレータ104
が挿入されている。光アイソレータ104は矢印の方向
へは非常に低損失であるが、その逆方向へは非常に大き
な減衰を与える作用がある。また、増幅された光には、
EDF103中での自然放出光による雑音の原因が含ま
れているので、光フィルタ105を挿入して雑音の低減
を図っている。増幅された光は光コネクタ109から出
力される。
【0006】図1の構成により、たとえば、1マイクロ
ワットの信号光と100ミリワットの励起光を、10メ
ートル程度のEDF103を伝搬させると、信号光は容
易に10ミリワット程度に増幅される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図1の構成では、光ア
イソレータ104が挿入されているので、光アイソレー
タ104の純方向の信号光を増幅するが、逆方向の信号
光は遮断され、双方向に信号光を増幅することはできな
い。この光アイソレータ104を取り外すと、信号光の
伝搬方向に対する制約がなくなり、双方向の光増幅が可
能となるが、双方向増幅の目的で光線路の途中にこのよ
うな光増幅器を挿入した場合には、信号光とは逆方向に
伝搬するレーリ散乱光が増幅されるという問題点があ
る。
【0008】すなわち、光ファイバ増幅器を通過して増
幅された信号光が、さらに光線路を伝搬するときにレー
リ散乱光が発生し、このレーリ散乱光のうち光ファイバ
増幅器に向かって伝搬するレーリ散乱光が光ファイバ増
幅器を通過して増幅される。レーリ散乱光は雑音であ
り、光通信システムの信号対雑音比(S/N)を劣化さ
せることになる。さらに、光ファイバ増幅器をはさむ2
地点で、光線路に光の反射があると容易に発振状態とな
るため、光ファイバの接続等に反射を減少させるための
特別の注意を払う必要が生じる。
【0009】このように、双方向に伝搬する2つの信号
光を従来の光ファイバ増幅器1台で増幅することは容易
なことではなかった。
【0010】そこで、本発明は双方向増幅が容易となる
光回路含む光ファイバ増幅器を提供することを課題とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、まず双方向に伝搬する2つの信号光の波長は光合
分波器によって合分波が可能で、かつそれらが、EDF
Aの増幅波長域内にある異なる波長とする。安定な光増
幅には光アイソレータが不可欠であるので、光合分波器
を組み合わせて、2つの信号光が別々に伝搬する光伝搬
路を光増幅器の一部に設け、その伝搬路内に光アイソレ
ータを挿入する構成をとる。
【0012】即ち、本発明はエルビュウムをドープした
光ファイバの第1の端子に、波長が1.5μm以上であ
る光と波長が1.5μm以下である光を合波する第1の
光合分波器を接続し、該合分波器の1.5μm以下の波
長の光が伝搬する端子には増幅のための励起用光源を接
続し、1.5μm以上の波長の光が伝搬する端子には、
波長が1.53μm〜1.59μmにある2つの波長λ
1及びλ2の光を合波あるいは分波する第2の光合分波
器の、波長λ1および波長λ2の光が伝搬する端子を接
続し、該合分波器のλ1の波長の端子には、光が前記エ
ルビュウムドープ光ファイバから離れる方向にのみ伝搬
する光アイソレータと、中心波長がλ1である光フィル
タを直列に接続し、該光フィルタのもう一方の端子と、
第2の光合分波器のλ2の波長の端子には、第2の光合
分波器と同様の機能を有する第3の合分波器のλ1の波
長の端子とλ2の波長の端子をそれぞれ接続し、前記エ
ルビュウムドープ光ファイバのもう一方の端子である第
2の端子には、第1の端子に接続された全光回路構成の
うち、光アイソレータと光フィルタが合分波器のλ2波
長の端子間に挿入されている点が異なる光回路が接続さ
れた構成とした。
【0013】
【作用】これによって、光増幅機の入出力端子間では、
一方の波長の信号光と他方の波長の信号光それぞれにと
っては1方向性であるが、信号光と励起光が相互作用す
るEDFでは各々の光が双方向に伝搬しているので、双
方向の信号光を増幅可能であって、かつ図1のEDFA
の光アイソレータの機能も、同様に備えていることにな
る。
【0014】
【実施例】図2は本発明の双方向光増幅器の基本構成で
ある。信号光の2つの波長は、それぞれ1.535μm
と1.55μmである。201はEDF、202及び2
03は波長が1.48μmの励起用の半導体レーザ光
源、204及び205は信号光と励起光を合波するため
の光合分波器、206及び207は励起光に対する光ア
イソレータ、208、209、210および211は波
長1.55μmと波長1.535μmの光合分波器、2
12および213は信号光に対する光アイソレータ、2
14は中心波長1.535μmの光フィルタ、215は
中心波長1.55μmの光フィルタ、216および21
7は増幅器の光入出力端である。
【0015】光合分波器は、別々の光ファイバを伝搬す
る波長の異なる2つの光を、1本の光ファイバを伝搬す
るように合成する機能と、逆に1本の光ファイバを伝搬
している異なる波長の光を、2本の別々の光ファイバを
伝搬するように分離する機能を合わせ持っている。前記
の光合分波器208、209、210および211は同
一機能のもので、波長が1.55μmの光と波長が1.
535μmの光を合波あるいは分波する機能を有する。
【0016】図2のア〜シの記号は回路の部分を示す記
号であって、光合分波器、光アイソレータ、光フィルタ
ーの各部品の接続点に対応している。ア、カ、キおよび
シの部分は波長が1.55μmの光と波長が1.535
μmの光が伝搬する。イ、エ、クおよびコの部分は波長
が1.55μmの光が伝搬する。ウ、オ、ケおよびサの
部分は波長1.535μmの光が伝搬する。イとエやケ
とサの各部分は無視しうる接続損失で接続されている。
また、光フィルタ214、光アイソレータ212、21
3及び光フィルタ215と、ウ、オ、ク及びコの各部分
もそれぞれ無視しうる接続損失で接続されている。
【0017】光分波器210と208によって、波長
1.55μmの光はア、イ、エ、カの部分を通る光回路
を伝搬し、波長1.535μmの光はカ、オ、ウ、アの
部分を通る光回路を伝搬する。カ、オ、ウ、アの部分を
通る光回路には光アイソレータ212が挿入されている
ので、ア、ウの部分を通る光回路を伝搬してきた波長
1.535μmの光はオの部分には到達しない。したが
って、波長1.535μmの信号光がEDF201で増
幅され、入出力端子216から出力し、入出力端子21
6に接続された光線路中でレーリ散乱を発生し、その散
乱光がア、ウの部分を通る光回路に逆に伝搬してきて
も、EDF201には到達しない。
【0018】光合分波器209と211によって、波長
1.55μmの光はキ、ク、コ、シの部分を通る光回路
を伝搬し、波長1.535μmの光はシ、サ、ケ、キの
部分を通る光回路を伝搬する。キ、ク、コ、シの部分を
通る光回路には光アイソレータ213が挿入されている
ので、シ、コの部分を通る光回路を伝搬してきた波長
1.55μmの光はキの部分には到達しない。したがっ
て、波長1.55μmの信号光がEDF201で増幅さ
れ、入出力端子217から出力し、入出力端子217に
接続された光線路中でレーリ散乱を発生し、その散乱光
がシ、コの部分を通る光回路に逆に伝搬してきても、E
DF201には到達しない。
【0019】図2の実施例は、信号光の入出力端子21
6と217の間では、波長が1.55μmの光と波長が
1.535μmの光のそれぞれにとっては1方向性であ
るが、信号光と励起光が相互作用するEDF201では
各々の光が双方向に伝搬しているので、双方向の信号光
を増幅可能であって、かつ図1のEDFAの光アイソレ
ータの機能も、同様に備えていることになる。すなわ
ち、反射光によって増幅器が不安定な状態となることが
防止される。
【0020】図2の実施例で、イとエの部分の間やサと
ケの部分の間にさらに光アイソレータを挿入することは
効果的である。
【0021】また、半導体レーザ光源202、203の
いずれか一方を省くことが可能である。更に、光アイソ
レータ206、207のいずれか一方、あるいは両方を
省くことが可能である。
【0022】図2の実施例では信号光の波長を1.53
5μmと1.55μmとしたが、合分波可能な他の波長
であってもよいし、各方向に伝搬する光が波長多重され
たものであってもよい。
【0023】図2の実施例はEDFAについてのもので
あるが、他の希土類類元素を含む光増幅器や半導体光増
幅器にも同様に適用可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の双方向光
増幅器によれば、1台の光増幅器によって双方向に伝搬
している2つの信号光を安定に幅器でき、双方向光通信
用の中継器として大いなる経済的ならびに高信頼化の効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のEDFAの基本構成図
【図2】本発明の双方向光増幅器の基本構成図
【符号の説明】
101 光コネクタ 102 光結合器 103 エルビュウムドープ光ファイバ(EDF) 104 光アイソレータ 105 光フィルタ 106 光コネクタ 107 励起光源 201 エルビュウムドープ光ファイバ(EDF) 202 励起用半導体レーザ光源 203 励起用半導体レーザ光源 204 光合分波器 205 光合分波器 206 光アイソレータ 207 光アイソレータ 208 光合分波器 209 光合分波器 210 光合分波器 211 光合分波器 212 光アイソレータ 213 光アイソレータ 214 光フィルタ 215 光フィルタ 216 信号光入出力端 217 信号光入出力端

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エルビュウムをドープした光ファイバの
    第1の端子に、波長が1.5μm以上である光と波長が
    1.5μm以下である光を合波する第1の光合分波器を
    接続し、該合分波器の1.5μm以下の波長の光が伝搬
    する端子には増幅のための励起用光源を接続し、1.5
    μm以上の波長の光が伝搬する端子には、波長が1.5
    3μm〜1.59μmにある2つの波長λ1及びλ2の
    光を合波あるいは分波する第2の光合分波器の、波長λ
    1および波長λ2の光が伝搬する端子を接続し、該合分
    波器のλ1の波長の端子には、光が前記エルビュウムド
    ープ光ファイバから離れる方向にのみ伝搬する光アイソ
    レータと、中心波長がλ1である光フィルタを直列に接
    続し、該光フィルタのもう一方の端子と、第2の光合分
    波器のλ2の波長の端子には、第2の光合分波器と同様
    の機能を有する第3の合分波器のλ1の波長の端子とλ
    2の波長の端子をそれぞれ接続し、前記エルビュウムド
    ープ光ファイバのもう一方の端子である第2の端子に
    は、第1の端子に接続された全光回路構成のうち、光ア
    イソレータと光フィルタが合分波器のλ2波長の端子間
    に挿入されている点が異なる光回路が接続されたことを
    特徴とする双方向光ファイバ増幅器。
JP4084041A 1992-04-06 1992-04-06 双方向光ファイバ増幅器 Pending JPH05292041A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100603595B1 (ko) * 2000-01-17 2006-07-24 한국전자통신연구원 양방향 2단 광증폭기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02281774A (ja) * 1989-04-24 1990-11-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光増幅装置

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