JPH057047A - 光フアイバ増幅器 - Google Patents
光フアイバ増幅器Info
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- JPH057047A JPH057047A JP15668291A JP15668291A JPH057047A JP H057047 A JPH057047 A JP H057047A JP 15668291 A JP15668291 A JP 15668291A JP 15668291 A JP15668291 A JP 15668291A JP H057047 A JPH057047 A JP H057047A
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- optical fiber
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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- Lasers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の励起用半導体レーザ光源を用いた光フ
ァイバ増幅器において、前記励起用半導体レーザ光源の
劣化や破損に対して安定した信号利得を得ることができ
るようにすることである。 【構成】 複数の励起用半導体レーザ光源１１２、１１
７に電流を供給する制御電流供給装置１２０が、前記各
光源１１２、１１７の出力光強度を入力とし、各光源１
１２、１１７への供給電流を出力として、これらの入力
および出力の関係が信号光の利得が所定の一定値となる
プログラムに従って動作する構成とした。
ァイバ増幅器において、前記励起用半導体レーザ光源の
劣化や破損に対して安定した信号利得を得ることができ
るようにすることである。 【構成】 複数の励起用半導体レーザ光源１１２、１１
７に電流を供給する制御電流供給装置１２０が、前記各
光源１１２、１１７の出力光強度を入力とし、各光源１
１２、１１７への供給電流を出力として、これらの入力
および出力の関係が信号光の利得が所定の一定値となる
プログラムに従って動作する構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ通信や光計測
において、実効的に受信感度を向上させる光直接増幅器
にあって、安定した信号光利得が得られる光増幅器に関
するものである。
において、実効的に受信感度を向上させる光直接増幅器
にあって、安定した信号光利得が得られる光増幅器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素を添加した光ファイバ（以
下、希土類光ファイバという。）はレーザ活性媒質とし
ての特性を有しており、これを用いる光ファイバ増幅器
が実現している。たとえば、１マイクロワット（μＷ）
の信号光と１００ミリワット（ｍＷ）の励起光を同一の
希土類光ファイバに入射し、１０メートル（ｍ）程度伝
搬すると、信号光は容易に１ｍＷ程度に増幅される。
下、希土類光ファイバという。）はレーザ活性媒質とし
ての特性を有しており、これを用いる光ファイバ増幅器
が実現している。たとえば、１マイクロワット（μＷ）
の信号光と１００ミリワット（ｍＷ）の励起光を同一の
希土類光ファイバに入射し、１０メートル（ｍ）程度伝
搬すると、信号光は容易に１ｍＷ程度に増幅される。
【０００３】図３は公知である光ファイバ増幅器の基本
構成を示したもので、３０１は信号光の入射端となる光
コネクタ、３０２は光コード、３０３は信号光と励起光
を合波するための光結合器、３０４は希土類光ファイ
バ、３０５は雑音除去のための光フィルタ、３０６は信
号光を出力する光コネクタ、３０７、３０８は光コー
ド、３０９は戻り光を阻止するための光アイソレータ、
３１０は光コード、３１１は励起用半導体レーザ、３１
２は励起用半導体レーザ３１１の光強度をモニタするた
めの光コード、３１３は励起用半導体レーザ３１１に電
流を供給するための給電線、３１４は光強度モニタに応
じて励起光源の電流を制御する制御電流供給装置であ
る。
構成を示したもので、３０１は信号光の入射端となる光
コネクタ、３０２は光コード、３０３は信号光と励起光
を合波するための光結合器、３０４は希土類光ファイ
バ、３０５は雑音除去のための光フィルタ、３０６は信
号光を出力する光コネクタ、３０７、３０８は光コー
ド、３０９は戻り光を阻止するための光アイソレータ、
３１０は光コード、３１１は励起用半導体レーザ、３１
２は励起用半導体レーザ３１１の光強度をモニタするた
めの光コード、３１３は励起用半導体レーザ３１１に電
流を供給するための給電線、３１４は光強度モニタに応
じて励起光源の電流を制御する制御電流供給装置であ
る。
【０００４】稀土類光ファイバ３０４は、希土類元素と
してエルビュウムをドープしたエルビュウム光ファイバ
が一般的であり、その場合には、励起用半導体レーザ３
１１には発信波長1.４８ミクロンメートル（μｍ）の半
導体レーザが用いられる。また信号光の波長は1.５５μ
ｍが適している。光結合器３０３は1.４８μｍと1.５５
μｍの合波器が用いられ、また光フィルタ３０５の中心
波長は1.５５μｍである。
してエルビュウムをドープしたエルビュウム光ファイバ
が一般的であり、その場合には、励起用半導体レーザ３
１１には発信波長1.４８ミクロンメートル（μｍ）の半
導体レーザが用いられる。また信号光の波長は1.５５μ
ｍが適している。光結合器３０３は1.４８μｍと1.５５
μｍの合波器が用いられ、また光フィルタ３０５の中心
波長は1.５５μｍである。
【０００５】図３の例では励起用半導体レーザ３１１が
劣化や破損によって光出力が低下した場合は、信号光の
増幅利得が低下し、光通信や光計測に重大な障害をもた
らすことになる。
劣化や破損によって光出力が低下した場合は、信号光の
増幅利得が低下し、光通信や光計測に重大な障害をもた
らすことになる。
【０００６】従来より、海底光中継器のような高信頼性
が要求される光通信システムでは、あらかじめ１個の予
備用半導体レーザを組み込んでおいて、主半導体レーザ
が劣化した場合には予備に切り替える方法が実用化され
ている。しかし、この方法は信号光源に関するものであ
り、さらに、単なる切り替えであって、主および予備の
２系統の半導体レーザが同時に動作する方式ではない。
が要求される光通信システムでは、あらかじめ１個の予
備用半導体レーザを組み込んでおいて、主半導体レーザ
が劣化した場合には予備に切り替える方法が実用化され
ている。しかし、この方法は信号光源に関するものであ
り、さらに、単なる切り替えであって、主および予備の
２系統の半導体レーザが同時に動作する方式ではない。
【０００７】光ファイバ増幅器において、励起光源を２
系統用いる方法はこれまでに提案されているが、励起光
強度を相加的に強くすることを目的としており、信頼性
向上のための二重化光源として用いる方法もしくは装置
は提案されていない。
系統用いる方法はこれまでに提案されているが、励起光
強度を相加的に強くすることを目的としており、信頼性
向上のための二重化光源として用いる方法もしくは装置
は提案されていない。
【０００８】
【発明の課題】そこで、本発明は複数個の励起光源を用
い、これらの光出力を連携制御することにより、励起光
源の劣化や破損に対して安定した信号光利得を得ること
ができる光ファイバ増幅器を提供することを課題をす
る。
い、これらの光出力を連携制御することにより、励起光
源の劣化や破損に対して安定した信号光利得を得ること
ができる光ファイバ増幅器を提供することを課題をす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明は希土類元素が添加された光ファイバと、
該光ファイバを光学的に励起するための複数の励起用半
導体レーザ光源と、該励起用半導体レーザ光源の出力光
ならびに信号光を前記光ファイバに入射するための光結
合器と、前記励起用半導体レーザ光源に電流を供給する
制御電流供給装置からなる光ファイバ増幅器において、
制御電流供給装置が、複数の励起用半導体レーザ光源の
出力光強度を入力とし、複数の励起用半導体レーザ光源
への供給電流を出力とし、該入力および出力の関係が、
信号光の利得が所定の一定値となるプログラムに従って
動作するように構成したものである。
めに、本発明は希土類元素が添加された光ファイバと、
該光ファイバを光学的に励起するための複数の励起用半
導体レーザ光源と、該励起用半導体レーザ光源の出力光
ならびに信号光を前記光ファイバに入射するための光結
合器と、前記励起用半導体レーザ光源に電流を供給する
制御電流供給装置からなる光ファイバ増幅器において、
制御電流供給装置が、複数の励起用半導体レーザ光源の
出力光強度を入力とし、複数の励起用半導体レーザ光源
への供給電流を出力とし、該入力および出力の関係が、
信号光の利得が所定の一定値となるプログラムに従って
動作するように構成したものである。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例の構成概略図で
ある。１０１は信号光の入射端となる光コネクタ、１０
２は光コード、１０３は信号光と励起光を合波する光結
合器、１０４は希土類光ファイバ、１０５は光フィル
タ、１０６は信号光を出力する光コネクタ、１０７、１
０８ １０９はそれぞれ光コード、１１０は戻り光を阻
止するための光アイソレータ、１１１は光コード、１１
２は中心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、１１３
は励起用半導体レーザ１１２の光出力モニタ用光コー
ド、１１４は励起用半導体レーザ１１２への給電線、１
１５は光コード、１１６は光アイソレータ、１１７は中
心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、１１８は励起
用半導体レーザ１１７の光出力モニタ用光コード、１１
９は励起用半導体レーザ１１７への給電線、１２０は制
御電流供給装置、１２１は光コード、１２２は２系統の
励起光を合波する光結合器である。
ある。１０１は信号光の入射端となる光コネクタ、１０
２は光コード、１０３は信号光と励起光を合波する光結
合器、１０４は希土類光ファイバ、１０５は光フィル
タ、１０６は信号光を出力する光コネクタ、１０７、１
０８ １０９はそれぞれ光コード、１１０は戻り光を阻
止するための光アイソレータ、１１１は光コード、１１
２は中心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、１１３
は励起用半導体レーザ１１２の光出力モニタ用光コー
ド、１１４は励起用半導体レーザ１１２への給電線、１
１５は光コード、１１６は光アイソレータ、１１７は中
心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、１１８は励起
用半導体レーザ１１７の光出力モニタ用光コード、１１
９は励起用半導体レーザ１１７への給電線、１２０は制
御電流供給装置、１２１は光コード、１２２は２系統の
励起光を合波する光結合器である。
【００１１】励起用半導体レーザ１１２と１１７の中心
波長が同じであるので、２系統の励起用半導体レーザ１
１２、１１７の光出力の偏光面を直交させて光結合器１
２２で合波する。信号光と励起光は波長が異なるので、
光結合器１０３は偏波依存性のない波長多重合波器を用
いる。
波長が同じであるので、２系統の励起用半導体レーザ１
１２、１１７の光出力の偏光面を直交させて光結合器１
２２で合波する。信号光と励起光は波長が異なるので、
光結合器１０３は偏波依存性のない波長多重合波器を用
いる。
【００１２】半導体レーザは通常、前後両方向に光を出
力するので、光コード１１３、１１８にはそれぞれ励起
用半導体レーザ１１２、１１７の後方の出力光を伝搬さ
せればよい。１方向にのみ発光する半導体レーザでは、
前方向出力を分岐してモニタ光とすることができる。希
土類光ファイバ１０４の信号光利得は励起光の偏光状態
に依存しないので、２系統の励起光源の出力和が一定で
あれば、信号光利得は個々の励起光強度には依らない。
したがって、制御電流供給装置１２０の電流制御のプロ
グラムは、２系統の励起光源モニタ光出力の和が一定と
なるように設定すればよい。
力するので、光コード１１３、１１８にはそれぞれ励起
用半導体レーザ１１２、１１７の後方の出力光を伝搬さ
せればよい。１方向にのみ発光する半導体レーザでは、
前方向出力を分岐してモニタ光とすることができる。希
土類光ファイバ１０４の信号光利得は励起光の偏光状態
に依存しないので、２系統の励起光源の出力和が一定で
あれば、信号光利得は個々の励起光強度には依らない。
したがって、制御電流供給装置１２０の電流制御のプロ
グラムは、２系統の励起光源モニタ光出力の和が一定と
なるように設定すればよい。
【００１３】１系統の励起光源を予備光源として用いる
場合には、予備側の半導体レーザは平常状態では発光さ
せないで、主系統の半導体レーザの出力が低下したとき
に、低下光量を補うのに必要な電流を予備系統に供給す
るプログラムとする。主系統の半導体レーザの劣化が短
時間に生じた場合にも対処できるためには、予備の半導
体レーザに、常時閾値程度の電流を供給しておくことが
有効である。
場合には、予備側の半導体レーザは平常状態では発光さ
せないで、主系統の半導体レーザの出力が低下したとき
に、低下光量を補うのに必要な電流を予備系統に供給す
るプログラムとする。主系統の半導体レーザの劣化が短
時間に生じた場合にも対処できるためには、予備の半導
体レーザに、常時閾値程度の電流を供給しておくことが
有効である。
【００１４】図１の実施例において、２系統の励起用半
導体レーザの中心波長が異なる構成をとることも可能で
ある。すなわち、励起光源の波長としては、1.４８μｍ
の他に、0.９８μｍあるいは0.８２μｍが適当であるこ
とが公知である。一例としては、励起用半導体レーザ１
１２を中心波長0.９８μｍ、同１１７の中心波長を1.４
８μｍとする構成が考えられる。この場合には光結合器
１２２は波長多重用の合波器であってもよい。励起光の
波長が異なると励起光強度と信号光利得の関係が異なる
ため、先の例のようなモニタ光強度の単純な相加が一定
であるといったプログラムとはならない。
導体レーザの中心波長が異なる構成をとることも可能で
ある。すなわち、励起光源の波長としては、1.４８μｍ
の他に、0.９８μｍあるいは0.８２μｍが適当であるこ
とが公知である。一例としては、励起用半導体レーザ１
１２を中心波長0.９８μｍ、同１１７の中心波長を1.４
８μｍとする構成が考えられる。この場合には光結合器
１２２は波長多重用の合波器であってもよい。励起光の
波長が異なると励起光強度と信号光利得の関係が異なる
ため、先の例のようなモニタ光強度の単純な相加が一定
であるといったプログラムとはならない。
【００１５】しかし、同じ増幅利得を得る観点で、0.９
８μｍの光強度が1.４８μｍの光強度の何倍に相当する
かはあらかじめ測定可能であるので、その関係を制御電
流供給装置に記憶させておくことにより、各半導体レー
ザに供給する電流を容易に制御できるようになる。
８μｍの光強度が1.４８μｍの光強度の何倍に相当する
かはあらかじめ測定可能であるので、その関係を制御電
流供給装置に記憶させておくことにより、各半導体レー
ザに供給する電流を容易に制御できるようになる。
【００１６】図２は本発明の他の実施例である、励起光
源の一方が信号光と逆方向に伝搬する光ファイバ増幅器
の構成を示している。２０１は信号光の入射端となる光
コネクタ、２０２は光コード、２０３は信号光と励起光
を合波する光結合器、２０４は希土類光ファイバ、２０
５は光フィルタ、２０６は信号光を出力する光コネク
タ、２０７は励起光をエルビュウム光ファイバに入射さ
せるための光結合器、２０８、２０９はそれぞれ光コー
ド、２１０は光アイソレータ、２１１は光コード、２１
２は中心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、２１３
は励起用半導体レーザ２１２の光出力モニタ用光コー
ド、２１４は励起用半導体レーザ２１２への給電線、２
１５は光コード、２１６は光アイソレータ、２１７は中
心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、２１８は励起
用半導体レーザ２１７の光出力モニタ用光コード、２１
９は励起用半導体レーザ２１７への給電線、２２０は制
御電流供給装置、２２１、２２２はそれぞれ光コードで
ある。光結合器２０３、２０７には偏波依存性のない波
長多重用合波器を用いる。
源の一方が信号光と逆方向に伝搬する光ファイバ増幅器
の構成を示している。２０１は信号光の入射端となる光
コネクタ、２０２は光コード、２０３は信号光と励起光
を合波する光結合器、２０４は希土類光ファイバ、２０
５は光フィルタ、２０６は信号光を出力する光コネク
タ、２０７は励起光をエルビュウム光ファイバに入射さ
せるための光結合器、２０８、２０９はそれぞれ光コー
ド、２１０は光アイソレータ、２１１は光コード、２１
２は中心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、２１３
は励起用半導体レーザ２１２の光出力モニタ用光コー
ド、２１４は励起用半導体レーザ２１２への給電線、２
１５は光コード、２１６は光アイソレータ、２１７は中
心波長1.４８μｍの励起用半導体レーザ、２１８は励起
用半導体レーザ２１７の光出力モニタ用光コード、２１
９は励起用半導体レーザ２１７への給電線、２２０は制
御電流供給装置、２２１、２２２はそれぞれ光コードで
ある。光結合器２０３、２０７には偏波依存性のない波
長多重用合波器を用いる。
【００１７】図２の実施例を図１の実施例と比較する
と、１系統の励起光が信号光と逆方向に伝搬すること、
すなわち逆方向励起であることと、それに伴い光結合器
が異なる。
と、１系統の励起光が信号光と逆方向に伝搬すること、
すなわち逆方向励起であることと、それに伴い光結合器
が異なる。
【００１８】しかし、励起光強度と信号光利得の関係は
同方向励起と逆方向励起とでほとんど差のないことは公
知であるので、図１に示した実施例と全く同様の電流制
御のためのプログラムを適用できる。
同方向励起と逆方向励起とでほとんど差のないことは公
知であるので、図１に示した実施例と全く同様の電流制
御のためのプログラムを適用できる。
【００１９】図１と図２の実施例を組み合わせた光ファ
イバ増幅器や、さらに異なる波長の励起光源を組み合わ
せた光ファイバ増幅器を考えることができる。これらの
場合も、以上で述べた電流制御方法を基本とした制御電
流供給装置によって、信号光利得が一定である光ファイ
バ増幅器を構成できる。
イバ増幅器や、さらに異なる波長の励起光源を組み合わ
せた光ファイバ増幅器を考えることができる。これらの
場合も、以上で述べた電流制御方法を基本とした制御電
流供給装置によって、信号光利得が一定である光ファイ
バ増幅器を構成できる。
【００２０】図１及び図２の実施例は、微弱な信号光を
増幅することを意図したものであるが、光ファイバ増幅
で光パワー増幅を行う場合も、本発明は同様に有効であ
る。
増幅することを意図したものであるが、光ファイバ増幅
で光パワー増幅を行う場合も、本発明は同様に有効であ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は光ファイ
バ増幅器において、複数個の励起光源への供給電流を連
携をもたせて制御するため、どれかの励起光源が劣化し
て光出力が低下しても、全体としての信号光利得が一定
あり、高信頼性が要求される光通信システムに有用であ
る。
バ増幅器において、複数個の励起光源への供給電流を連
携をもたせて制御するため、どれかの励起光源が劣化し
て光出力が低下しても、全体としての信号光利得が一定
あり、高信頼性が要求される光通信システムに有用であ
る。
【図１】本発明の第１の実施例の構成概略図
【図２】本発明の他の実施例の構成概略図
【図３】従来例の光ファイバ増幅器の基本構成図
１０１ 光コネクタ １０２ 光コード １０３ 光結合器 １０４ 希土類光ファイバ １０５ 光フィルタ １０６ 光コネクタ １０７ 光コード １０８ 光コード １０９ 光コード １１０ 光アイソレータ １１１ 光コード １１２ 励起用半導体レーザ １１３ 光コード １１４ 給電線 １１５ 光コード １１６ 光アイソレータ １１７ 励起用半導体レーザ １１８ 光コード １１９ 給電線 １２０ 制御電流供給装置 １２１ 光コード １２２ 光結合器 ２０１ 光コネクタ ２０２ 光コード ２０３ 光結合器 ２０４ 希土類光ファイバ ２０５ 光フィルタ ２０６ 光コネクタ ２０７ 光結合器 ２０８ 光コード ２０９ 光コード ２１０ 光アイソレータ ２１１ 光コード ２１２ 励起用半導体レーザ ２１３ 光コード ２１４ 給電線 ２１５ 光コード ２１６ 光アイソレータ ２１７ 励起用半導体レーザ ２１８ 光コード ２１９ 給電線 ２２０ 制御電流供給装置 ２２１ 光コード ２２２ 光コード ３０１ 光コネクタ ３０２ 光コード ３０３ 光結合器 ３０４ 希土類光ファイバ ３０５ 光フィルタ ３０６ 光コネクタ ３０７ 光コード ３０８ 光コード ３０９ 光アイソレータ ３１０ 光コード ３１１ 励起用半導体レーザ ３１２ 光コード ３１３ 給電線 ３１４ 制御電流供給装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/07 7630−4Ｍ 3/094
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 希土類元素が添加された光ファイバと、
該光ファイバを光学的に励起するための複数の励起用半
導体レーザ光源と、該励起用半導体レーザ光源の出力光
ならびに信号光を前記光ファイバに入射するための光結
合器と、前記励起用半導体レーザ光源に電流を供給する
制御電流供給装置からなる光ファイバ増幅器において、
制御電流供給装置が、複数の励起用半導体レーザ光源の
出力光強度を入力とし、複数の励起用半導体レーザ光源
への供給電流を出力とし、該入力および出力の関係が、
信号光の利得が所定の一定値となるプログラムに従って
動作することを特徴とする光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156682A JPH07114300B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156682A JPH07114300B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057047A true JPH057047A (ja) | 1993-01-14 |
| JPH07114300B2 JPH07114300B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=15633024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156682A Expired - Lifetime JPH07114300B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114300B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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