JPH06196787A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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- JPH06196787A JPH06196787A JP34612892A JP34612892A JPH06196787A JP H06196787 A JPH06196787 A JP H06196787A JP 34612892 A JP34612892 A JP 34612892A JP 34612892 A JP34612892 A JP 34612892A JP H06196787 A JPH06196787 A JP H06196787A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Erドープファイバとファイバ型光合分波器と
の接続損をなくし、増幅器全体の性能を向上させる。 【構成】Erドープファイバ11の端末部に、これを融
着・延伸することにより光合分波器12を一体形成し
て、Erドープファイバ11と光合分波器12との融着
接続をなくす。この光合分波器12から励起用光源13
の励起光をErドープファイバ11に逆方向から入射さ
せる。入力ポート16から偏波無依存型の光アイソレー
タ17を介してErドープファイバ11に入射された信
号光は、逆方向から入射される励起光とともにErドー
プファイバ11を伝搬して増幅され、光合分波器12で
分波され、光アイソレータ14を介して出力ポート15
より取り出される。
の接続損をなくし、増幅器全体の性能を向上させる。 【構成】Erドープファイバ11の端末部に、これを融
着・延伸することにより光合分波器12を一体形成し
て、Erドープファイバ11と光合分波器12との融着
接続をなくす。この光合分波器12から励起用光源13
の励起光をErドープファイバ11に逆方向から入射さ
せる。入力ポート16から偏波無依存型の光アイソレー
タ17を介してErドープファイバ11に入射された信
号光は、逆方向から入射される励起光とともにErドー
プファイバ11を伝搬して増幅され、光合分波器12で
分波され、光アイソレータ14を介して出力ポート15
より取り出される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は希土類元素添加光ファイ
バを用いた光ファイバ増幅器に係り、特に光部品の構成
を簡素化したものに関する。
バを用いた光ファイバ増幅器に係り、特に光部品の構成
を簡素化したものに関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、励起型で分類した従来の光ファ
イバ増幅器の基本構成を示す。
イバ増幅器の基本構成を示す。
【0003】図6(a)は前方励起型と呼ばれるもの
で、Erドープファイバ61の入射端側で信号光を同方
向に励起する。Erドープファイバ61の入射端側に光
ファイバ型の光合分波器62を設け、励起用光源63の
励起光と、これと同方向の入力ポート64からの信号光
とを合波して、光アイソレータ65を介してErドープ
ファイバ61へ励起光とともに信号光を伝搬させ、これ
により増幅された信号を出力ポート66より取り出され
る。
で、Erドープファイバ61の入射端側で信号光を同方
向に励起する。Erドープファイバ61の入射端側に光
ファイバ型の光合分波器62を設け、励起用光源63の
励起光と、これと同方向の入力ポート64からの信号光
とを合波して、光アイソレータ65を介してErドープ
ファイバ61へ励起光とともに信号光を伝搬させ、これ
により増幅された信号を出力ポート66より取り出され
る。
【0004】図6(b)は、後方励起型と呼ばれるもの
で、Erドープファイバ61の出射端側で信号光と逆方
向に励起する。Erドープファイバ61の出射端側に光
ファイバ型の光合分波器67を設け、励起用光源68の
励起光をErドープファイバ61に逆方向から入射させ
る。入力ポート64から光アイソレータ65を介して入
射された信号光は、逆方向から入射された励起光ととも
にErドープファイバ61を伝搬して増幅され、光合分
波器67で分波され、光アイソレータ69を介して出力
ポート66より取り出される。
で、Erドープファイバ61の出射端側で信号光と逆方
向に励起する。Erドープファイバ61の出射端側に光
ファイバ型の光合分波器67を設け、励起用光源68の
励起光をErドープファイバ61に逆方向から入射させ
る。入力ポート64から光アイソレータ65を介して入
射された信号光は、逆方向から入射された励起光ととも
にErドープファイバ61を伝搬して増幅され、光合分
波器67で分波され、光アイソレータ69を介して出力
ポート66より取り出される。
【0005】図6(c)は、双方向励起型と呼ばれるも
ので、Erドープファイバ61の入射端側及び出射端側
の双方から励起する。Erドープファイバ61の入射端
側と出射端側との双方に光合分波器62、67を設け、
2台の励起用光源63、68を用意する。1台目の励起
用光源63の励起光と、これと同方向の入力ポート64
からの信号光とを合波して、Erドープファイバ61に
入射する。2台目の励起用光源68の励起光は光アイソ
レータ70を介してErドープファイバ61に逆方向か
ら入射させる。光アイソレータ65を介してErドープ
ファイバ61へ入射した信号光は光合分波器62、67
により合波された両方向からの励起光とともにErドー
プファイバ6を伝搬して増幅され、光合分波器67で分
波され、光アイソレータ69を介して出力ポート66よ
り取り出される。
ので、Erドープファイバ61の入射端側及び出射端側
の双方から励起する。Erドープファイバ61の入射端
側と出射端側との双方に光合分波器62、67を設け、
2台の励起用光源63、68を用意する。1台目の励起
用光源63の励起光と、これと同方向の入力ポート64
からの信号光とを合波して、Erドープファイバ61に
入射する。2台目の励起用光源68の励起光は光アイソ
レータ70を介してErドープファイバ61に逆方向か
ら入射させる。光アイソレータ65を介してErドープ
ファイバ61へ入射した信号光は光合分波器62、67
により合波された両方向からの励起光とともにErドー
プファイバ6を伝搬して増幅され、光合分波器67で分
波され、光アイソレータ69を介して出力ポート66よ
り取り出される。
【0006】上記したいずれの励起型も光ファイバを主
体とした数個の光部品から構成され、図で示すように各
光部品間は×印で示す箇所で融着接続される。融着接続
を必要とするのは、通常、Erドープファイバ61と光
合分波器62、67とは各々別個のファイバで製造され
るからである。なお、ファイバのコアとクラッドの比屈
折率差はErドープファイバで約2%、光合分波器を構
成するファイバで約1%である。また、このとき使われ
る光合分波器は通常の光合分波器であり、励起光に対し
て100%結合(あるいは透過)、信号光に対して10
0%透過(または結合)として機能する。
体とした数個の光部品から構成され、図で示すように各
光部品間は×印で示す箇所で融着接続される。融着接続
を必要とするのは、通常、Erドープファイバ61と光
合分波器62、67とは各々別個のファイバで製造され
るからである。なお、ファイバのコアとクラッドの比屈
折率差はErドープファイバで約2%、光合分波器を構
成するファイバで約1%である。また、このとき使われ
る光合分波器は通常の光合分波器であり、励起光に対し
て100%結合(あるいは透過)、信号光に対して10
0%透過(または結合)として機能する。
【0007】上記3つの励起型のうち、最も増幅器全体
の性能が良いのは、Erドープファイバの両端末から励
起する図6(c)の双方向励起型である。双方向励起型
とするには、通常、2台の励起用光源を必要とするが、
構成簡素化のために1台で済ますことが要請されてい
る。この要請に応えるためには、例えば3dBカプラを
使って1台の励起用光源から出力される励起光を2つに
分ける必要がある。また、双方向型とするには、2台の
励起用光源の他に、発振を防ぐために2台の光アイソレ
ータを必要としている。
の性能が良いのは、Erドープファイバの両端末から励
起する図6(c)の双方向励起型である。双方向励起型
とするには、通常、2台の励起用光源を必要とするが、
構成簡素化のために1台で済ますことが要請されてい
る。この要請に応えるためには、例えば3dBカプラを
使って1台の励起用光源から出力される励起光を2つに
分ける必要がある。また、双方向型とするには、2台の
励起用光源の他に、発振を防ぐために2台の光アイソレ
ータを必要としている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の光ファイバ増幅器には次のような欠点があった。
の光ファイバ増幅器には次のような欠点があった。
【0009】(1)Erドープファイバと光合分波器用
ファイバは、それぞれ比屈折率差や屈折率分布が異な
り、しかもモードフィールド径もそれぞれ約4μmと約
8μmと異なっている。そのため、これらを融着接続す
る場合、接続損を低減することが難しく、接続点での反
射による発振現象が生じたり、増幅器全体の雑音指数や
増幅特性が低下するという問題があった。
ファイバは、それぞれ比屈折率差や屈折率分布が異な
り、しかもモードフィールド径もそれぞれ約4μmと約
8μmと異なっている。そのため、これらを融着接続す
る場合、接続損を低減することが難しく、接続点での反
射による発振現象が生じたり、増幅器全体の雑音指数や
増幅特性が低下するという問題があった。
【0010】(2)上記励起型のうち、最も増幅器全体
の性能が良いのは双方向励起型であるが、励起用光源を
2台必要とする等、この型の構成が最も複雑となる。そ
こで、1台の励起用光源で双方向励起型を実現すること
が要請されるが、従来の構成で、その要請に応えるため
には、あらたに3dBカプラが必要となる。そのため、
励起用光源を1台省略しても、依然として構成が簡素化
されず、コストも高いといった問題が生じる。
の性能が良いのは双方向励起型であるが、励起用光源を
2台必要とする等、この型の構成が最も複雑となる。そ
こで、1台の励起用光源で双方向励起型を実現すること
が要請されるが、従来の構成で、その要請に応えるため
には、あらたに3dBカプラが必要となる。そのため、
励起用光源を1台省略しても、依然として構成が簡素化
されず、コストも高いといった問題が生じる。
【0011】(3)また、双方向励起型は、2台の励起
用光源の他に、光アイソレータを2台必要とし部品点数
が多いため、信頼性にも問題が生じる。
用光源の他に、光アイソレータを2台必要とし部品点数
が多いため、信頼性にも問題が生じる。
【0012】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消して、希土類元素添加光ファイバとファイバ型の
光合分波器との接続損をなくし、増幅器全体の性能を向
上させることを可能とする光ファイバ増幅器を提供する
ことにある。
を解消して、希土類元素添加光ファイバとファイバ型の
光合分波器との接続損をなくし、増幅器全体の性能を向
上させることを可能とする光ファイバ増幅器を提供する
ことにある。
【0013】本発明の目的は、構成部品を増やすことな
く、1台の励起用光源で双方向励起を可能とする光ファ
イバ増幅器を提供することにある。
く、1台の励起用光源で双方向励起を可能とする光ファ
イバ増幅器を提供することにある。
【0014】本発明の目的は、光アイソレータを用い
ず、しかも1台の励起用光源で双方向励起を可能とする
光ファイバ増幅器を提供することにある。
ず、しかも1台の励起用光源で双方向励起を可能とする
光ファイバ増幅器を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、励起光と
信号光とを光合分波器で合分波することにより、希土類
元素添加光ファイバを伝搬する信号光を増幅して取り出
す光ファイバ増幅器において、上記光合分波器を、希土
類元素添加光ファイバの端末部にこれを融着・延伸して
一体形成したものである。
信号光とを光合分波器で合分波することにより、希土類
元素添加光ファイバを伝搬する信号光を増幅して取り出
す光ファイバ増幅器において、上記光合分波器を、希土
類元素添加光ファイバの端末部にこれを融着・延伸して
一体形成したものである。
【0016】この場合において、光合分波器を、希土類
元素添加光ファイバと同一のファイバではなく、希土類
元素添加光ファイバと分散特性の等しいファイバで形成
しても良い。また、希土類元素としてEr(エルビウ
ム)をはじめとして、Nd(ネオジム)、Pr(プラセ
オジム)などがある。
元素添加光ファイバと同一のファイバではなく、希土類
元素添加光ファイバと分散特性の等しいファイバで形成
しても良い。また、希土類元素としてEr(エルビウ
ム)をはじめとして、Nd(ネオジム)、Pr(プラセ
オジム)などがある。
【0017】第2の発明は、希土類元素添加光ファイバ
の両端末部からの励起により該光ファイバを伝搬する信
号を増幅する双方向励起型の光ファイバ増幅器におい
て、励起光を出力する1台の励起用光源と、両端末部が
第2の光合分波器の出力に接続されて閉回路を構成し、
伝搬する信号光を増幅する希土類元素添加光ファイバ
と、上記励起用光源からの励起光を分波して第2の光合
分波器に加えるとともに、第2の光合分波器から来る増
幅された信号光を分波して、出力取出用の第1のアイソ
レータに導く第1の光合分波器と、励起光に対しては光
分岐結合器(光カプラ)として機能し、信号光に対して
は光合分波器として機能するように構成され、上記希土
類元素添加光ファイバに入力用の第2のアイソレータを
介して入射される信号光を分波し、その分波信号光を上
記希土類元素添加光ファイバに伝搬させて増幅した後第
1の光合分波器へ加えるとともに、第1の光合分波器か
ら加えられる励起光を分岐して、その分岐励起光を上記
希土類元素添加光ファイバを伝搬する信号光に両方向か
ら加える第2の光合分波器とを備えたものである。
の両端末部からの励起により該光ファイバを伝搬する信
号を増幅する双方向励起型の光ファイバ増幅器におい
て、励起光を出力する1台の励起用光源と、両端末部が
第2の光合分波器の出力に接続されて閉回路を構成し、
伝搬する信号光を増幅する希土類元素添加光ファイバ
と、上記励起用光源からの励起光を分波して第2の光合
分波器に加えるとともに、第2の光合分波器から来る増
幅された信号光を分波して、出力取出用の第1のアイソ
レータに導く第1の光合分波器と、励起光に対しては光
分岐結合器(光カプラ)として機能し、信号光に対して
は光合分波器として機能するように構成され、上記希土
類元素添加光ファイバに入力用の第2のアイソレータを
介して入射される信号光を分波し、その分波信号光を上
記希土類元素添加光ファイバに伝搬させて増幅した後第
1の光合分波器へ加えるとともに、第1の光合分波器か
ら加えられる励起光を分岐して、その分岐励起光を上記
希土類元素添加光ファイバを伝搬する信号光に両方向か
ら加える第2の光合分波器とを備えたものである。
【0018】この場合において、上記第1の光合分波器
は励起光に対しても信号光に対しても共に略100%透
過あるいは略100%結合するように機能する光合分波
器で構成し、第2の光合分波器は励起光に対しては3d
Bカプラ、信号光に対しては100%結合あるいは10
0%透過となるように機能する光合分波器で構成されて
いることが好ましい。
は励起光に対しても信号光に対しても共に略100%透
過あるいは略100%結合するように機能する光合分波
器で構成し、第2の光合分波器は励起光に対しては3d
Bカプラ、信号光に対しては100%結合あるいは10
0%透過となるように機能する光合分波器で構成されて
いることが好ましい。
【0019】第3の発明は、希土類元素添加光ファイバ
の両端末部からの励起により該光ファイバを伝搬する信
号を増幅する双方向励起型の光ファイバ増幅器におい
て、励起光を出力する1個の励起用光源と、両端末部が
光合分波器の出力に接続されて閉回路を構成し、伝搬す
る信号光を増幅する希土類元素添加光ファイバと、入力
される信号光を光合分波器に加えるとともに、該光合分
波器から来る増幅された信号光を取り出すサーキュレー
タと、励起光に対しては光合分波器として機能し、信号
光に対しては光分岐結合器(光カプラ)として機能する
ように構成され、サーキュレータから加えられる信号光
を分岐し、その分岐信号光を上記希土類元素添加光ファ
イバに左右両回り光として伝搬させて増幅した後上記サ
ーキュレータに加えるとともに、上記励起用光源からの
励起光を分波し、その分波励起光を上記希土類元素添加
光ファイバを伝搬する左右両回り光に両方向から加える
光合分波器とを備えたものである。
の両端末部からの励起により該光ファイバを伝搬する信
号を増幅する双方向励起型の光ファイバ増幅器におい
て、励起光を出力する1個の励起用光源と、両端末部が
光合分波器の出力に接続されて閉回路を構成し、伝搬す
る信号光を増幅する希土類元素添加光ファイバと、入力
される信号光を光合分波器に加えるとともに、該光合分
波器から来る増幅された信号光を取り出すサーキュレー
タと、励起光に対しては光合分波器として機能し、信号
光に対しては光分岐結合器(光カプラ)として機能する
ように構成され、サーキュレータから加えられる信号光
を分岐し、その分岐信号光を上記希土類元素添加光ファ
イバに左右両回り光として伝搬させて増幅した後上記サ
ーキュレータに加えるとともに、上記励起用光源からの
励起光を分波し、その分波励起光を上記希土類元素添加
光ファイバを伝搬する左右両回り光に両方向から加える
光合分波器とを備えたものである。
【0020】この場合において、上記光合分波器は、信
号光に対しては3dBカプラ、励起光に対しては100
%結合あるいは100%透過となるように構成されてい
ることが好ましい。
号光に対しては3dBカプラ、励起光に対しては100
%結合あるいは100%透過となるように構成されてい
ることが好ましい。
【0021】
【作用】第1の発明において、希土類元素添加光ファイ
バの端末部を利用して融着・延伸型の光合分波器を一体
形成してあるので、接続損がなくなる。なお、光合分波
器を、希土類元素添加光ファイバと分散特性の等しいフ
ァイバを使って形成した場合にも、接続損を低減できる
ので、良好な分波特性を実現できる。
バの端末部を利用して融着・延伸型の光合分波器を一体
形成してあるので、接続損がなくなる。なお、光合分波
器を、希土類元素添加光ファイバと分散特性の等しいフ
ァイバを使って形成した場合にも、接続損を低減できる
ので、良好な分波特性を実現できる。
【0022】第2の発明において、第2の光合分波器
は、その両出力端が希土類元素添加光ファイバループで
閉じており、信号光に対して光合分波器として機能する
ので、分波した信号光が希土類元素添加光ファイバを伝
搬する。第2の光合分波器は、また励起光に対してカプ
ラとして機能するので、分岐した励起光が希土類元素添
加光ファイバを伝搬する信号光に対して両方向から加わ
り、1台の励起用光源で双方向励起が可能となる。
は、その両出力端が希土類元素添加光ファイバループで
閉じており、信号光に対して光合分波器として機能する
ので、分波した信号光が希土類元素添加光ファイバを伝
搬する。第2の光合分波器は、また励起光に対してカプ
ラとして機能するので、分岐した励起光が希土類元素添
加光ファイバを伝搬する信号光に対して両方向から加わ
り、1台の励起用光源で双方向励起が可能となる。
【0023】第3の発明において、光合分波器は、その
両出力端が希土類元素添加光ファイバループで閉じてお
り、信号光に対して光カプラとして機能するので、信号
光は入ってきた入射端にまた戻ってくるループミラー動
作をする。光合分波器は、また励起光に対して光合分波
器として機能するので、ミラー動作をする信号光に対し
て励起光が分波して加わり、1台の励起用光源で双方向
励起が可能となる。また、サーキュレータは出力信号光
を取り出す際に反射戻り光による発振を防ぐ。
両出力端が希土類元素添加光ファイバループで閉じてお
り、信号光に対して光カプラとして機能するので、信号
光は入ってきた入射端にまた戻ってくるループミラー動
作をする。光合分波器は、また励起光に対して光合分波
器として機能するので、ミラー動作をする信号光に対し
て励起光が分波して加わり、1台の励起用光源で双方向
励起が可能となる。また、サーキュレータは出力信号光
を取り出す際に反射戻り光による発振を防ぐ。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0025】[第1実施例]Erドープファイバの端末
部を利用して、融着・延伸型の光合分波器を一体形成し
たものである。なお、図示例では後方励起型について説
明しているが、前方励起型、あるいは双方向励起型につ
いても適用できる。
部を利用して、融着・延伸型の光合分波器を一体形成し
たものである。なお、図示例では後方励起型について説
明しているが、前方励起型、あるいは双方向励起型につ
いても適用できる。
【0026】図1は、Erドープファイバ11の出射端
側で逆方向から励起する後方励起型の光ファイバ増幅器
を示す。Erドープファイバ11の出射端側に光合分波
器(WDMファイバカプラ)12を設け、励起用光源1
3の励起光をErドープファイバ11に逆方向から入射
させる。入力ポート16から偏波無依存型の光アイソレ
ータ17を介してErドープファイバ11に入射された
信号光は、逆方向から入射される励起光とともにErド
ープファイバ11を伝搬して増幅され、光合分波器12
で分波され、光アイソレータ14を介して出力ポート1
5より取り出される。
側で逆方向から励起する後方励起型の光ファイバ増幅器
を示す。Erドープファイバ11の出射端側に光合分波
器(WDMファイバカプラ)12を設け、励起用光源1
3の励起光をErドープファイバ11に逆方向から入射
させる。入力ポート16から偏波無依存型の光アイソレ
ータ17を介してErドープファイバ11に入射された
信号光は、逆方向から入射される励起光とともにErド
ープファイバ11を伝搬して増幅され、光合分波器12
で分波され、光アイソレータ14を介して出力ポート1
5より取り出される。
【0027】ところで、Erドープファイバ11の出射
端側に設けられた上記光合分波器12は、Erドープフ
ァイバ11の端末部に、これを融着・延伸して一体形成
されて構成してある。すなわち、Erドープファイバ1
1の端から約1mの所を利用して、通常の融着延伸装置
を用いて形成してある。ただし、Erドープファイバ1
1はフッ素系クラッドであるため、バーナの火力、ステ
ージの送り速度等は、シリカクラッドの場合とは異な
る。
端側に設けられた上記光合分波器12は、Erドープフ
ァイバ11の端末部に、これを融着・延伸して一体形成
されて構成してある。すなわち、Erドープファイバ1
1の端から約1mの所を利用して、通常の融着延伸装置
を用いて形成してある。ただし、Erドープファイバ1
1はフッ素系クラッドであるため、バーナの火力、ステ
ージの送り速度等は、シリカクラッドの場合とは異な
る。
【0028】形成した光合分波器の性能は、過剰損0.
3dB(λ=1.52μm)、分岐比(%)は98:2
(λ=1.52μm)であった。
3dB(λ=1.52μm)、分岐比(%)は98:2
(λ=1.52μm)であった。
【0029】このように本実施例によれば、光合分波器
12をErドープファイバ11と一体成形してあるの
で、光合分波器12とErドープファイバ11との融着
接続部がなくなる。ここで使用したErドープファイバ
の諸元を表1に示す。
12をErドープファイバ11と一体成形してあるの
で、光合分波器12とErドープファイバ11との融着
接続部がなくなる。ここで使用したErドープファイバ
の諸元を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】また、図2に本実施例の光ファイバ増幅器
の出力パワーと利得との関係を、図3に雑音指数の信号
光入力パワー依存性をそれぞれ実線で示す。なお、点線
は従来例の特性である。これらの図から、Erドープフ
ァイバと光合分波器との接続損失をなくすことで、増幅
特性、雑音特性が大幅に改善されたことが分かる。
の出力パワーと利得との関係を、図3に雑音指数の信号
光入力パワー依存性をそれぞれ実線で示す。なお、点線
は従来例の特性である。これらの図から、Erドープフ
ァイバと光合分波器との接続損失をなくすことで、増幅
特性、雑音特性が大幅に改善されたことが分かる。
【0032】なお、上記実施例を双方向型に適用するに
は、図6(c)を参考にして、Erドープファイバ61
の両端部に光合分波器62、67を一体形成すればよ
い。ただし、この場合入射側の光アイソレータ65の挿
入位置を変更してやる必要がある。
は、図6(c)を参考にして、Erドープファイバ61
の両端部に光合分波器62、67を一体形成すればよ
い。ただし、この場合入射側の光アイソレータ65の挿
入位置を変更してやる必要がある。
【0033】[第2実施例]通常の光合分波器特性とは
異なる特性をもつ光合分波器で励起光を2つに分岐し、
1台の励起用光源で双方向励起を可能にしたものであ
る。図4を用いて説明する。
異なる特性をもつ光合分波器で励起光を2つに分岐し、
1台の励起用光源で双方向励起を可能にしたものであ
る。図4を用いて説明する。
【0034】励起光を出力する励起用光源41は1台で
ある。また、伝搬する信号光を増幅するErドープファ
イバ42の両端末部は、後述する第2の光合分波器44
の出力に接続されて閉回路を構成している。
ある。また、伝搬する信号光を増幅するErドープファ
イバ42の両端末部は、後述する第2の光合分波器44
の出力に接続されて閉回路を構成している。
【0035】前段に設けられた第1の光合分波器43は
通常の光合分波器として機能する。具体的には、励起光
は100%透過(スルー)、信号光は100%結合する
ように構成される。この光合分波器43は励起用光源4
1からの励起光を分波し、後述する第2の光合分波器4
4に加えるとともに、第2の光合分波器44から来る増
幅された信号光S2を分波して第1のアイソレータ45
を介して出力ポート46から取り出す。
通常の光合分波器として機能する。具体的には、励起光
は100%透過(スルー)、信号光は100%結合する
ように構成される。この光合分波器43は励起用光源4
1からの励起光を分波し、後述する第2の光合分波器4
4に加えるとともに、第2の光合分波器44から来る増
幅された信号光S2を分波して第1のアイソレータ45
を介して出力ポート46から取り出す。
【0036】後段に設けられた第2の光合分波器44
は、励起光に対しては光分岐結合器(光カプラ)として
機能し、信号光に対しては通常の光合分波器として機能
するように構成される。具体的には、光合分波器44
は、励起光に対しては3dBカプラ、信号光に対しては
100%透過または結合するように機能する。
は、励起光に対しては光分岐結合器(光カプラ)として
機能し、信号光に対しては通常の光合分波器として機能
するように構成される。具体的には、光合分波器44
は、励起光に対しては3dBカプラ、信号光に対しては
100%透過または結合するように機能する。
【0037】信号光に対して100%透過または結合す
るように機能すると、この光合分波器44に接続されて
いるErドープファイバ42は閉回路を構成しているの
で、信号光はErドープファイバ42を左回りに回って
元に戻ってくる。励起光に対しては3dBカプラとして
機能するので、分岐した励起光の一方は、光合分波器4
4から入った信号光に対しては同方向から、他方は戻っ
てくる信号光に対しては逆方向から励起するため、双方
向励起となる。
るように機能すると、この光合分波器44に接続されて
いるErドープファイバ42は閉回路を構成しているの
で、信号光はErドープファイバ42を左回りに回って
元に戻ってくる。励起光に対しては3dBカプラとして
機能するので、分岐した励起光の一方は、光合分波器4
4から入った信号光に対しては同方向から、他方は戻っ
てくる信号光に対しては逆方向から励起するため、双方
向励起となる。
【0038】なお、本実施例で用いた励起用光源41は
1.48μmの励起光を出力し、入力ポート47から入
力される信号光は1.52μmである。実施例で用いた
光合分波器43、44はいずれも過剰損失0.2dB以
下のものである。また、Erドープファイバ42の諸元
は実施例1と同じであり、光アイソレータ45、48は
2台とも、挿入損失2dB以下、アイソレーション約6
0dBである。
1.48μmの励起光を出力し、入力ポート47から入
力される信号光は1.52μmである。実施例で用いた
光合分波器43、44はいずれも過剰損失0.2dB以
下のものである。また、Erドープファイバ42の諸元
は実施例1と同じであり、光アイソレータ45、48は
2台とも、挿入損失2dB以下、アイソレーション約6
0dBである。
【0039】このようにして得られた光ファイバ増幅器
の特性は、励起光電力33mW(光ファイバ出力)で小
信号利得は30dB、飽和光出力光は17dBm、ノイ
ズフィギュア(NF)は6.5dBであった。なお、励
起用光源を2台用い、励起光電力が33mWになるよう
にした従来の構成では小信号利得29dB、飽和光出力
光15.5dBm、ノイズフィギュア8dBであった。
の特性は、励起光電力33mW(光ファイバ出力)で小
信号利得は30dB、飽和光出力光は17dBm、ノイ
ズフィギュア(NF)は6.5dBであった。なお、励
起用光源を2台用い、励起光電力が33mWになるよう
にした従来の構成では小信号利得29dB、飽和光出力
光15.5dBm、ノイズフィギュア8dBであった。
【0040】従って、1台の励起用光源で光部品を増や
すことなく、双方向励を実現でき、特性の良い光ファイ
バ増幅器が最少の光部品で得られることになり、コスト
パフォーマンスが向上する。
すことなく、双方向励を実現でき、特性の良い光ファイ
バ増幅器が最少の光部品で得られることになり、コスト
パフォーマンスが向上する。
【0041】[第3実施例]サーキュレータを導入する
ことにより光アイソレータを排し、かつ通常の光合分波
器特性とは異なる特性をもつ光合分波器で信号光を2つ
に分岐してループミラー動作させ、この分岐信号光を分
波した励起光で励起することにより、1台の励起用光源
で双方向励起型を可能にしたものである。
ことにより光アイソレータを排し、かつ通常の光合分波
器特性とは異なる特性をもつ光合分波器で信号光を2つ
に分岐してループミラー動作させ、この分岐信号光を分
波した励起光で励起することにより、1台の励起用光源
で双方向励起型を可能にしたものである。
【0042】励起光を出力する励起用光源51は1台で
ある。また、Erドープファイバ52は、両端末部が光
合分波器53の出力に接続されて閉回路を構成し、伝搬
する信号光を増幅する。
ある。また、Erドープファイバ52は、両端末部が光
合分波器53の出力に接続されて閉回路を構成し、伝搬
する信号光を増幅する。
【0043】サーキュレータ54は、入力ポート55か
ら入力される信号光S1を後述する光合分波器53に伝
送するとともに、光合分波器53から来るErドープフ
ァイバ52で増幅された信号光S2を出力ポート56に
伝送して、これより取り出す。
ら入力される信号光S1を後述する光合分波器53に伝
送するとともに、光合分波器53から来るErドープフ
ァイバ52で増幅された信号光S2を出力ポート56に
伝送して、これより取り出す。
【0044】光合分波器53は、第2実施例とは逆に、
信号光に対しては光カプラとして機能し、励起光に対し
ては通常の光合分波器として機能する。具体的には、信
号光に対して3dBカプラ、励起光に対して100%透
過として機能する。信号光に対して3dBカプラとして
機能するので、サーキュレータ54を通過した信号光S
1は光合分波器53に入ると分岐され、閉じているEr
ドープファイバ52に対して左右両回りして、同じ光路
を戻っていく。つまりループミラー動作をする。また、
励起光に対しては100%透過または結合するように機
能するので、励起光は分波して左右両回りの信号光を両
方向から励起するため、双方向励起となる。
信号光に対しては光カプラとして機能し、励起光に対し
ては通常の光合分波器として機能する。具体的には、信
号光に対して3dBカプラ、励起光に対して100%透
過として機能する。信号光に対して3dBカプラとして
機能するので、サーキュレータ54を通過した信号光S
1は光合分波器53に入ると分岐され、閉じているEr
ドープファイバ52に対して左右両回りして、同じ光路
を戻っていく。つまりループミラー動作をする。また、
励起光に対しては100%透過または結合するように機
能するので、励起光は分波して左右両回りの信号光を両
方向から励起するため、双方向励起となる。
【0045】双方向励起により増幅された信号光S2
は、光アイソレータを使わずにサーキュレータ54から
取り出すようにしたので、信号光の反射戻り光が同じ光
路に戻るのを防止でき、発振を有効に防ぐことができ
る。
は、光アイソレータを使わずにサーキュレータ54から
取り出すようにしたので、信号光の反射戻り光が同じ光
路に戻るのを防止でき、発振を有効に防ぐことができ
る。
【0046】使用したErドープファイバの諸元は実施
例1と同じであり、励起用光源51の出力は33mW
(ファイバ出力で)である。光合分波器53の過剰損失
は0.3dB、サーキュレータ54の過剰損失は1.1
dBであった。
例1と同じであり、励起用光源51の出力は33mW
(ファイバ出力で)である。光合分波器53の過剰損失
は0.3dB、サーキュレータ54の過剰損失は1.1
dBであった。
【0047】これにより得られた光ファイバ増幅器の特
性は、励起光電力33mWで小信号利得は31dB、飽
和光出力光は16dBm、ノイズフィギュア(NF)は
7dBであった。励起用光源を2台用い、励起光電力が
33mWになるようにした従来の構成では小信号利得2
9dB、飽和光出力光15.5dBm、ノイズフィギュ
ア8dBであった。
性は、励起光電力33mWで小信号利得は31dB、飽
和光出力光は16dBm、ノイズフィギュア(NF)は
7dBであった。励起用光源を2台用い、励起光電力が
33mWになるようにした従来の構成では小信号利得2
9dB、飽和光出力光15.5dBm、ノイズフィギュ
ア8dBであった。
【0048】なお、上述した第2実施例、第3実施例で
用いる光合分波器44、53は、Erドープファイバと
は異なるファイバで構成しても、あるいは第1実施例の
ようにErドープファイバファイバと一体形成したもの
で構成してもよい。
用いる光合分波器44、53は、Erドープファイバと
は異なるファイバで構成しても、あるいは第1実施例の
ようにErドープファイバファイバと一体形成したもの
で構成してもよい。
【0049】
【発明の効果】(1)請求項1に記載の光ファイバ増幅
器によれば、希土類元素添加光ファイバと光合分波器と
の接続損がないので、反射による発振が防止でき、増幅
特性や雑音特性といった増幅器全体の性能が大幅に向上
する。また、構造を簡素化できるので増幅器全体を安価
に構成できる。
器によれば、希土類元素添加光ファイバと光合分波器と
の接続損がないので、反射による発振が防止でき、増幅
特性や雑音特性といった増幅器全体の性能が大幅に向上
する。また、構造を簡素化できるので増幅器全体を安価
に構成できる。
【0050】(2)請求項2ないし3に記載の光ファイ
バ増幅器によれば、光部品を増やすことなく、1台の励
起用光源で双方向励起を行なうことができるので、構造
を簡素化でき低コスト化が図れる。
バ増幅器によれば、光部品を増やすことなく、1台の励
起用光源で双方向励起を行なうことができるので、構造
を簡素化でき低コスト化が図れる。
【0051】(3)請求項4ないし5に記載の光ファイ
バ増幅器によれば、1台の励起用光源で双方向励起を行
なうことができるとともに、1台のサーキュレータを使
うことにより2台のアイソレータを排して更に光部品を
減らすようにしたので、一層構造を簡素化でき低コスト
化が図れ、信頼性も向上する。
バ増幅器によれば、1台の励起用光源で双方向励起を行
なうことができるとともに、1台のサーキュレータを使
うことにより2台のアイソレータを排して更に光部品を
減らすようにしたので、一層構造を簡素化でき低コスト
化が図れ、信頼性も向上する。
【図1】本発明の第1実施例による光ファイバ増幅器の
構成図。
構成図。
【図2】第1実施例による信号光出力パワー利得特性
図。
図。
【図3】第1実施例による信号光出力パワー雑音指数特
性図。
性図。
【図4】第2実施例による双方向励起型の光ファイバ増
幅器の構成図。
幅器の構成図。
【図5】第3実施例による双方向励起型の光ファイバ増
幅器の構成図
幅器の構成図
【図6】従来の3つの励起方式を説明する光ファイバ増
幅器の構成図。
幅器の構成図。
11 Erドープファイバ 12 光合分波器 13 励起用光源 14 第2の光アイソレータ 15 出力ポート 16 入力ポート 17 第1の光アイソレータ 41 励起用光源 42 Erドープファイバ 43 第1の光合分波器 44 第2の光合分波器 45 第1の光アイソレータ 46 出力ポート 47 入力ポート 48 第2の光アイソレータ 51 励起用光源 52 Erドープファイバ 53 光合分波器 54 サーキュレータ 55 入力ポート 56 出力ポート
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/094
Claims (5)
- 【請求項1】励起光と信号光とを光合分波器で合分波す
ることにより、希土類元素添加光ファイバを伝搬する信
号光を増幅して取り出す光ファイバ増幅器において、上
記光合分波器を、希土類元素添加光ファイバの端末部に
これを融着・延伸して一体形成したことを特徴とする光
ファイバ増幅器。 - 【請求項2】希土類元素添加光ファイバの両端末部から
の励起により該光ファイバを伝搬する信号を増幅する双
方向励起型の光ファイバ増幅器において、励起光を出力
する1台の励起用光源と、両端末部が第2の光合分波器
の出力に接続されて閉回路を構成し、伝搬する信号光を
増幅する希土類元素添加光ファイバと、上記励起用光源
からの励起光を分波して第2の光合分波器に加えるとと
もに、第2の光合分波器から来る増幅された信号光を分
波して、出力取出用の第1のアイソレータに導く第1の
光合分波器と、励起光に対しては光分岐結合器(光カプ
ラ)として機能し、信号光に対しては光合分波器として
機能するように構成され、上記希土類元素添加光ファイ
バに入力用の第2のアイソレータを介して入射される信
号光を分波し、その分波信号光を上記希土類元素添加光
ファイバに伝搬させて増幅した後第1の光合分波器へ加
えるとともに、第1の光合分波器から加えられる励起光
を分岐して、その分岐励起光を上記希土類元素添加光フ
ァイバを伝搬する信号光に両方向から加える第2の光合
分波器とを備えたことを特徴とする双方向励起型の光フ
ァイバ増幅器。 - 【請求項3】請求項2に記載の双方向励起型の光ファイ
バ増幅器において、上記第1の光合分波器は励起光に対
しても信号光に対しても共に略100%透過あるいは略
100%結合するように機能する光合分波器で構成し、
第2の光合分波器は励起光に対しては3dBカプラ、信
号光に対しては略100%結合あるいは略100%透過
となるように機能する光合分波器で構成してあることを
特徴とする双方向励起型の光ファイバ増幅器。 - 【請求項4】希土類元素添加光ファイバの両端末部から
の励起により該光ファイバを伝搬する信号を増幅する双
方向励起型の光ファイバ増幅器において、励起光を出力
する1個の励起用光源と、両端末部が光合分波器の出力
に接続されて閉回路を構成し、伝搬する信号光を増幅す
る希土類元素添加光ファイバと、入力される信号光を光
合分波器に加えるとともに、該光合分波器から来る増幅
された信号光を取り出すサーキュレータと、励起光に対
しては光合分波器として機能し、信号光に対しては光分
岐結合器(光カプラ)として機能するように構成され、
サーキュレータから加えられる信号光を分岐し、その分
岐信号光を上記希土類元素添加光ファイバに左右両回り
光として伝搬させて増幅した後上記サーキュレータに加
えるとともに、上記励起用光源からの励起光を分波し、
その分波励起光を上記希土類元素添加光ファイバを伝搬
する左右両回り光に両方向から加える光合分波器とを備
えたことを特徴とする双方向励起型の光ファイバ増幅
器。 - 【請求項5】請求項4に記載の双方向励起型の光ファイ
バ増幅器において、上記光合分波器は、信号光に対して
は3dBカプラ、励起光に対しては100%結合あるい
は100%透過となるように構成されていることを特徴
とする双方向励起型の光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34612892A JPH06196787A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34612892A JPH06196787A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06196787A true JPH06196787A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18381324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34612892A Pending JPH06196787A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06196787A (ja) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34612892A patent/JPH06196787A/ja active Pending
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