JPH06224497A - 光増幅器 - Google Patents

光増幅器

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JPH06224497A
JPH06224497A JP5011941A JP1194193A JPH06224497A JP H06224497 A JPH06224497 A JP H06224497A JP 5011941 A JP5011941 A JP 5011941A JP 1194193 A JP1194193 A JP 1194193A JP H06224497 A JPH06224497 A JP H06224497A
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optical
optical fiber
fiber
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amplification
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JP5011941A
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Tsuneo Mori
常雄 森
Kazuo Kamiya
和雄 神屋
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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    • H01S3/06Construction or shape of active medium
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光通信システム中の一部を構成するものとして
組み込まれたときに、損失を十分に減ずることができる
光増幅器を提供する。 【構成】光増幅器は、励起レーザ光に励起されて誘導放
射し、伝送レーザ光を増幅するのに十分な長さを有する
増幅用光ファイバ8の入射端近辺に、伝送用光ファイバ
17が延伸融着されて光合波器6が形成されている。増
幅用光ファイバ8の一部で光合波器6が形成されている
ので、光通信システム中に組み込まれたときに接続のた
めの融着部分を大幅に減らすことができる。そのため接
続損失を減らすことができ、実質上の増幅効果が高くな
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中の一部
を構成する光増幅器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバーを利用した光通信システム
は、金属性の伝送路を用いたシステムに比べて誘導雑音
がないこと、および長距離伝送が可能であることから近
年めざましい進歩をとげている。さらなる長距離伝送を
可能にするため、伝送経路の途中に増幅器を設けてい
る。従来、信号レーザー光を一旦電気信号に変えて電気
的増幅をしてから、その信号でレーザーを発振させて再
度信号レーザー光を得ている。このように一旦電気信号
に変えるという効率の悪さを避けるため、最近では光増
幅器を利用している。
【0003】光増幅器のなかでも、特に増幅用光ファイ
バーが光通信の伝送経路の途中では有効である。増幅用
光ファイバーは光ファイバーのコア部にエルビウムなど
の希土類元素を添加したもので、そこを透過する信号レ
ーザー光は励起レーザー光によりエネルギを与えられた
希土類元素の誘導放射により直接増幅される。
【0004】この増幅用光ファイバーを光通信システム
の伝送経路中に導入するには、図7に示すような増幅系
にしなければならない。図7に示すように、伝送用光フ
ァイバー1は光アイソレータ2を経て合波器6の入射側
に連結される。さらに合波器6の別な入射側には光アイ
ソレータ4を経て励起用レーザー3が繋がれている。合
波器6の出射側には、増幅用光ファイバー8が接続され
ている。なお合波器6の別な出射側の末端面は反射防止
処理7がなされる。増幅用光ファイバー8の出射側は光
アイソレータ9に繋がれ、さらに光アイソレータ9の出
射側は帯域フィルタ10を経て伝送用光ファイバー11
に連結されている。
【0005】伝送用光ファイバー1および11は、波長
λ=1.55μm帯の信号レーザー光を長距離送路する
シングルモードのファイバーで、図4ではその長さのご
く一部を表わしている。光アイソレータ2は偏光子、フ
ァラデー回転子、検光子からなり、伝送用光ファイバー
1からの光が合波器6の入射面で表面反射して伝送用光
ファイバー1に戻るのを防止する。光アイソレータ4お
よび9も同一の構成である。励起用レーザー3は波長λ
=1.48μmの励起レーザー光を発振するものであ
る。増幅用光ファイバー8は、光ファイバーのコア部に
エルビウムを添加したものである。合波器(Wavelength
Division Multiplexer) 6は、図8に示すように、2本
のファイバー61と62を重ね合わせて加熱融着しなが
ら延伸させたものである。ファイバー61は伝送用光フ
ァイバー1や11と同じような通常のシングルモードの
伝送用光ファイバーである。ファイバー62は増幅用光
ファイバー8と同じようにコア62aの材質にエルビウ
ムを添加してある。帯域フィルタ10は選択透過型の光
フィルタで、波長λ=1.55μm帯のピークだけを透
過させる。
【0006】図7に示す増幅系で、伝送用光ファイバー
1で伝送されてきた信号レーザー光(波長λ=1.55
μm)は、光アイソレータ2を通って合波器6に入射す
る。さらに合波器6には励起用レーザー3から励起レー
ザー光(波長λ=1.48μm)が入射してきて信号レ
ーザー光と合波してから、増幅用光ファイバー8に入射
する。信号レーザー光と励起レーザー光は増幅用光ファ
イバー8を通過する間、励起レーザー光に励起されたエ
ルビウムの誘導放射により信号レーザー光が増幅され
る。その信号レーザー光は光アイソレータ9を通って帯
域フィルタ10に入射し、帯域フィルタ10では不要な
波長(主に波長λ=1.48μm)をカットして信号レ
ーザー光(波長λ=1.55μm)のみが透過して、増
幅されている信号レーザー光は伝送用光ファイバー11
でさらに伝送される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記した増幅用光ファ
イバーを用いた増幅系では、従来の信号レーザー光を光
電変換して電気的増幅をしてから信号レーザー光に戻す
ものに比し、画期的に効率の良いものであるが、隣接す
る各光学素子の接続点の損失を防止するために、光ファ
イバーの端面どうしを融着する必要がある。図7に各素
子間の融着した接続点をa〜gで示してある。接続点を
融着したとしても、接続点では必ず光の損失が生じ、総
合的な増幅度の観点からこの損失を限りなく小さくする
ことが重要な技術課題となっている。特開平4−671
30号公報には融着部分を加熱することによりコアのド
ーパントを拡散し、接続するファイバー同士のモードフ
ィールドをほぼ一致させる技術が開示されている。しか
しこのようにしても完全ではなく、融着部分では有限な
損失は依然存在する。
【0008】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、光通信システム中の一部を構成するものとし
て組み込まれたときに、損失を十分に減ずることができ
る光増幅器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明を適用する光増幅器を、実施例に対
応する図面により説明する。本発明の光増幅器は光通信
システム中の一部を構成する光増幅器であって、図1に
示すように、励起レーザー光に励起されて誘導放射し、
伝送レーザー光を増幅するのに十分な長さを有する増幅
用光ファイバー8の入射端近辺に、伝送用光ファイバー
17が延伸融着されて光合波器6が形成されている。さ
らに本発明の光増幅器は、前記図1に示した光増幅器の
増幅用光ファイバー8の出射端近辺に、図2に示すよう
に、その増幅用光ファイバー8と同一波長で同一伝搬定
数の光ファイバー18が延伸融着されて光フィルタ10
が形成されていることが好ましい。
【0010】前記本発明の光増幅器が光通信システム中
に組み込まれたときには、図3および図4に示すよう
に、増幅用光ファイバー8の出射端が光アイソレータ9
の入射側にインライン接続されていることが好ましい。
同じく図3および図4に示すように、伝送用光ファイバ
ー17の入射端が光アイソレータ2の出射側にインライ
ン接続されていることが好ましい。また増幅用光ファイ
バー8の出射端が光アイソレータ9の入射側にインライ
ン接続され、かつ伝送用光ファイバー17の入射端が光
アイソレータ2の出射側にインライン接続されているこ
とがさらに好ましい。さらに本発明の光増幅器では、図
5および図6に示すように、伝送用光ファイバー17が
光通信システム中の長距離の伝送路を構成していてもよ
い。
【0011】
【作用】本発明の光増幅器は、増幅用光ファイバー8の
一部で光合波器6が形成されているので、光通信システ
ム中に組み込まれたときに接続のための融着部分を大幅
に減らすことができる。さらに増幅用光ファイバー8の
一部で光フィルタ10が形成されている構成では、接続
のための融着部分を一層減らすことができる。そのため
接続損失を減らすことができ、実質上の増幅効果が高く
なる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の光増幅器の実施例を図面によ
り詳細に説明する。図1は本発明を適用する光増幅器の
実施例を示している。この実施例の光増幅器は、以下の
ようにして得られる。光伝送用光ファイバー17として
波長λ=1.55μm帯のシングルモードのファイバー
外径125μm、コア径9μmのもの全長2mと、光増
幅用ファイバー8として伝送用光ファイバーと同一形状
ではあるがコアにエルビウムを添加したファイバー全長
50mを用意する。この伝送用光ファイバー17と光増
幅用ファイバー8の端から約1mの部分の被覆を一部除
去し、重ね合わせて酸水素炎で加熱しながら延伸融着さ
せる。この延伸融着により合波器6が構成される。延伸
融着の条件は、合波器6における伝送用光ファイバー1
7と光増幅用ファイバー8との合波率(分波率)を波長
1.48μmで5:95で、かつ波長1.55μmで9
5:5にする。これにより図1に示すような、伝送用光
ファイバー17と光増幅用ファイバー8の入射端から約
1mの部分に合波器6が構成され、合波器6から光増幅
用ファイバー8の49m(誘導放射のゾーン)を経て出
射端のある光増幅器が完成する。なお伝送用光ファイバ
ー17の出射側の末端面は反射防止処理7がなされる。
【0013】この光増幅器を以下のように接続し、図3
の光通信システムが完成する。光増幅器の伝送用光ファ
イバー17の入射端を光アイソレータ2の出射側にイン
ライン接続し、光アイソレータ2の入射側の光ファイバ
ーと伝送用光ファイバー1とを融着する。光増幅用ファ
イバー8の出射端を光アイソレータ9の入射側にインラ
イン接続し、光アイソレータ9の出射側の光ファイバー
に帯域光学フィルタ10が接続され、さらに伝送用光フ
ァイバー11が接続される。そして光増幅用ファイバー
8の入射端を光アイソレータ4の出射側にインライン接
続し、光アイソレータ4の入射側に励起用レーザー3の
光ファイバーのピグテールをインライン接続する。励起
用レーザー3は波長1.48μmで発振するレーザーダ
イオードである。
【0014】図2は本発明を適用する光増幅器の別な実
施例を示している。この実施例の光増幅器は、この伝送
用光ファイバー17と光増幅用ファイバー8の端から合
波器6を経て光増幅用ファイバー8の誘導放射のゾーン
まで、および伝送用光ファイバー17の出射側は、図1
に示した例と同一であるが、光増幅用ファイバー8の出
射端近辺に、光フィルタ10がファイバー分波器で形成
されている。光フィルタ10は、選択透過型の帯域フィ
ルタであり、増幅用光ファイバー8と同一波長で同一伝
搬定数の光ファイバー18が延伸融着され合波器6と同
じような製造方法で製造される。すなわち光増幅用ファ
イバー8の出射端から約1mの部分の外部被覆を除去
し、光増幅用ファイバー8の伝搬定数β1と波長1.5
5μmにおいて伝搬定数が等しい光ファイバー18(た
だしコアにエルビウムを含まない)の部分の外部被覆を
除去し、これらの部分を重ね合わせて酸水素炎で加熱し
ながら延伸融着させる。この延伸融着によりファイバー
分波器(光フィルタ10)が構成される。融着延伸する
条件は、透過率が3dB減衰する(半減する)ときの透
過波長域幅が8nmにする。このようにして光フィルタ
10の透過帯域幅は波長1.55μm帯の伝送光の透過
に適したものとなる。なお光ファイバー18の末端19
は反射防止処理がなされている。
【0015】この図2に示す光増幅器は、以下のように
接続されて、図4の光通信システムが完成する。光増幅
器の伝送用光ファイバー17の入射端を光アイソレータ
2の出射側にインライン接続し、光アイソレータ2の入
射側の光ファイバーと伝送用光ファイバー1とを融着す
る。光増幅用ファイバー8の出射端を光アイソレータ9
の入射側にインライン接続し、光アイソレータ9の出射
側に伝送用光ファイバー11がインライン接続される。
そして光増幅用ファイバー8の入射端を、励起用レーザ
ー3と光アイソレータ4とが一体に構成されたモヂュー
ル部品5の出射側にインライン接続する。
【0016】図5は本発明を適用する光増幅器の別の実
施例を示す図である。この実施例の光増幅器では、伝送
用光ファイバー17が光通信システム中の長距離の伝送
路の光ファイバー1を構成している。
【0017】図6は本発明を適用する光増幅器の別の実
施例を示す図である。この実施例の光増幅器では、伝送
用光ファイバー17が光通信システム中の長距離の伝送
路の光ファイバー1を構成し、さらに光増幅用ファイバ
ー8の出射端近辺に、光フィルタ10がファイバー分波
器で形成されている。
【0018】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明を適
用した光増幅器は、増幅用光ファイバーの一部で光合波
器が形成されているので、光通信システム中に組み込ま
れたときに接続のための融着部分を大幅に減らすことが
できる。さらに増幅用光ファイバーの一部で光フィルタ
が形成されるので、接続のための融着部分を一層減らす
ことができる。そのため接続の光損失を減らすことがで
き、実質上の増幅効果が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する光増幅器の実施例を示す図で
ある。
【図2】本発明を適用する光増幅器の別の実施例を示す
図である。
【図3】本発明を適用する光増幅器を組み込んだ光通信
システムの実施例を示す図である。
【図4】本発明を適用する光増幅器を組み込んだ光通信
システムの別の実施例を示す図である。
【図5】本発明を適用する光増幅器の別の実施例を示す
図である。
【図6】本発明を適用する光増幅器の別の実施例を示す
図である。
【図7】従来の光増幅器を組み込んだ光通信システムを
示す図である。
【図8】合波器の構成を示す図である。
【符号の説明】
1・11は長距離伝送路を構成する光ファイバー、2・
4・9は光アイソレータ、3は励起用レーザー、6は光
合波器、7は反射防止処理、8は増幅用光ファイバー、
10はフィルタ、17は伝送用光ファイバー、18は光
ファイバーである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光通信システム中の一部を構成する光増
    幅器であって、励起レーザー光に励起されて誘導放射
    し、伝送レーザー光を増幅するのに十分な長さを有する
    増幅用光ファイバーの入射端近辺に、伝送用光ファイバ
    ーが延伸融着されて光合波器が形成されていることを特
    徴とする光増幅器。
  2. 【請求項2】 前記増幅用光ファイバーの出射端近辺に
    その増幅用光ファイバーと同一波長で同一伝搬定数の光
    ファイバーが延伸融着されて光フィルタが形成されてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の光増幅器。
  3. 【請求項3】 前記増幅用光ファイバーの出射端が光ア
    イソレータの入射側にインライン接続されていることを
    特徴とする請求項1又は2に記載の光増幅器。
  4. 【請求項4】 前記伝送用光ファイバーの入射端が前記
    と別な光アイソレータの出射側にインライン接続されて
    いることを特徴とする請求項1又は2に記載の光増幅
    器。
  5. 【請求項5】 前記増幅用光ファイバーの出射端が光ア
    イソレータの入射側にインライン接続され、前記伝送用
    光ファイバーの入射端が前記と別な光アイソレータの出
    射側にインライン接続されていることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の光増幅器。
  6. 【請求項6】 前記伝送用光ファイバーが光通信システ
    ム中の長距離の伝送路を構成していることを特徴とする
    請求項1、2または3に記載の光増幅器。
JP5011941A 1993-01-27 1993-01-27 光増幅器 Pending JPH06224497A (ja)

Priority Applications (2)

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JP5011941A JPH06224497A (ja) 1993-01-27 1993-01-27 光増幅器
US08/186,294 US5440420A (en) 1993-01-27 1994-01-25 Optical amplifier

Applications Claiming Priority (1)

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US5440420A (en) 1995-08-08

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