JPH06232490A - 1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier - Google Patents

1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier

Info

Publication number
JPH06232490A
JPH06232490A JP5020350A JP2035093A JPH06232490A JP H06232490 A JPH06232490 A JP H06232490A JP 5020350 A JP5020350 A JP 5020350A JP 2035093 A JP2035093 A JP 2035093A JP H06232490 A JPH06232490 A JP H06232490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
band
optical fiber
light
thulium
neodymium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5020350A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Miyajima
義昭 宮島
Tetsuo Komukai
哲郎 小向
Tomonori Sugawa
智規 須川
Yoshito Fukasaku
嘉人 深作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP5020350A priority Critical patent/JPH06232490A/en
Publication of JPH06232490A publication Critical patent/JPH06232490A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an optical fiber for optical direct amplification in a specific mum band and an optical fiber amplifier using it. CONSTITUTION:Amplifying optical fiber 7 composed of a core formed of optical glass that contains neodymium (Nd<3+>) and thulium (Tm<3+>) and a clad which surrounds the core and has lower diffraction factor than the core is used. When thulium is added, since all 1.05mu beams are absorbed by thulium ion, induced emission is not allowed and a 1.3mum band transition probability is kept in the initial condition. Thus, saturating phenomenon is prevented and amplification gain is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、1.3 μm帯増幅用光フ
ァイバ及びこれを用いた光ファイバ増幅器に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 1.3 .mu.m band amplifying optical fiber and an optical fiber amplifier using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】1.3 μm帯光通信分野への応用のため、
希土類元素であるネオジミウムを添加した光ファイバを
用いてファイバ増幅器、ファイバレーザ等の機能性ファ
イバの研究がなされている。例えば、文献(Y.Miyajima,
T.Komukai, and T.Sugawa, "1.31-1.36μm optical a
mplification in Nd3+-doped fluorozirconate fibr
e,", Electronics Letters, 1990, vol.26,pp.194-195)
には、ネオジミウムを添加したフッ化物光ファイバを
用いて、波長1.33μmにおいて微小シグナルに対し10dB
の増幅利得が得られたことが報告されている。この報告
では、はじめ励起レーザの出力に比例して増幅利得は増
加し続けるが、励起パワー100mW 以上になると、増幅利
得は飽和して、それ以上励起パワーを増加しても利得の
増加は見られないことが報告されている。
2. Description of the Related Art For application to the optical communication field of 1.3 μm band,
Research has been conducted on functional fibers such as fiber amplifiers and fiber lasers using optical fibers doped with neodymium, which is a rare earth element. For example, in the literature (Y. Miyajima,
T.Komukai, and T.Sugawa, "1.31-1.36μm optical a
mplification in Nd 3+ -doped fluorozirconate fibr
e, ", Electronics Letters, 1990, vol.26, pp.194-195)
Is a fluoride optical fiber doped with neodymium.
It is reported that the amplification gain of was obtained. In this report, the amplification gain continues to increase in proportion to the output of the pump laser, but when the pump power exceeds 100 mW, the amplification gain saturates, and even if the pump power is further increased, the gain increases. Not reported.

【0003】さらにその後、文献 (Y.Miyajima, T.Suga
wa, and T.Komukai, "Efficient 1.3 μm band amplif
ication in Nd 3+-doped single-mode fluoride fibr
e,"Electronics Letters, 1990, vol.26, pp.1397-139
8) には、微小シグナルのみならず、1mW 程度の比較的
強いシグナルに対しても5.5dB の利得が得られるという
報告がなされているが、この場合についても励起パワー
50mW以上では利得は飽和する傾向が指摘されている。こ
の理由について、この文献では波長1.3 μmの蛍光と同
時に発生する波長1.05μmの蛍光は、励起パワー40mW程
度まで徐々に増加するが、励起パワー50mW付近では発光
メカニズムは自然放出プロセスから誘導放出プロセスへ
と移行するので、1.05μmの発光強度は急激に増加し、
これにともない1.3 μmの蛍光強度はそれ以上増加しな
くなるとの説明がなされている。
After that, the literature (Y. Miyajima, T. Suga
wa, and T. Komukai, "Efficient 1.3 μm band amplif
ication in Nd 3+ -doped single-mode fluoride fibr
e, "Electronics Letters, 1990, vol.26, pp.1397-139
In (8), it was reported that a gain of 5.5 dB could be obtained not only for a small signal but also for a relatively strong signal of about 1 mW.
It has been pointed out that the gain tends to saturate above 50 mW. For this reason, in this document, the fluorescence with a wavelength of 1.05 μm generated at the same time as the fluorescence with a wavelength of 1.3 μm gradually increases up to an excitation power of about 40 mW, but the emission mechanism changes from the spontaneous emission process to the stimulated emission process near the excitation power of 50 mW. , The emission intensity of 1.05 μm increases rapidly,
With this, it is explained that the fluorescence intensity of 1.3 μm does not increase any more.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点について
さらに詳細な説明を行う。
The above problems will be described in more detail.

【0005】図2は、ネオジミウムの励起状態を示すエ
ネルギーレベル図である。1.3 μm帯の増幅器として用
いる場合には、図2に示すように、0.8 μm帯の励起レ
ーザにより、エネルギー状態は基底準位 49/2 から 4
5/2 へと励起される。 45/2 のエネルギー状態は、
非放射遷移過程を経て 43/2 状態へと移る。 43/ 2
から 413/2への遷移により1.32μm帯の蛍光が得られ
る。この時、 43/2からは前述の他に 415/2 4
11/2、及び 49/2 への遷移が同時に生じる。それぞ
れ、1.85μm帯、1.05μm帯、及び0.85μm帯の発光に
対応する。各遷移の割合は、0.85μm:1.05μm:1.32
μm:1.85μm=10:55:10:25(%)と言われている。すな
わち、所望の1.32μm帯の蛍光よりも他の蛍光強度の方
が大きく、特に1.05μm帯の蛍光は1.32μm帯に比較す
ると十分に大きいのが分かる。このような特性のネオジ
ミウム添加ファイバにおいて励起用レーザの強度を上げ
て行くと、1.05μm帯の増幅係数が最も大きいので、最
初に1.05μm帯に於て誘導放出現象が発生する。誘導放
出プロセスでは遷移確率はさらに増加するので、上記の
遷移割合は1.05μmでさらに高くなる。このため、1.32
μmでの蛍光強度を高めるために、励起光の強度を上げ
ても、1.05μmの遷移が強まるだけで、1.05μmの蛍光
を弱める工夫を行なわなければ、1.32μm帯の遷移確率
は減少する。
FIG. 2 is an energy level diagram showing the excited state of neodymium. When used as an amplifier in the 1.3 μm band, as shown in FIG. 2, the energy state is changed from the ground level 4 I 9/2 to 4 by an excitation laser in the 0.8 μm band.
Excited to F 5/2 . The energy state of 4 F 5/2 is
It transits to 4 F 3/2 state through non-radiative transition process. 4 F 3/2
The transition from 1 to 4 I 13/2 gives fluorescence in the 1.32 μm band. At this time, from 4 F 3/2 , in addition to the above, 4 I 15/2 , 4 I
11/2, and transition to 4 I 9/2 occurs simultaneously. They correspond to light emission in the 1.85 μm band, 1.05 μm band, and 0.85 μm band, respectively. The ratio of each transition is 0.85 μm: 1.05 μm: 1.32
It is said that μm: 1.85 μm = 10: 55: 10: 25 (%). That is, it can be seen that the other fluorescence intensities are larger than the desired fluorescence in the 1.32 μm band, and particularly, the fluorescence in the 1.05 μm band is sufficiently larger than that in the 1.32 μm band. When the intensity of the pumping laser is increased in the neodymium-doped fiber having such characteristics, the stimulated emission phenomenon first occurs in the 1.05 μm band because the amplification coefficient in the 1.05 μm band is the largest. Since the transition probability is further increased in the stimulated emission process, the above transition ratio is even higher at 1.05 μm. Therefore, 1.32
In order to increase the fluorescence intensity at μm, even if the intensity of the excitation light is increased, the 1.05 μm transition is intensified, and the transition probability in the 1.32 μm band is reduced unless the device for weakening the 1.05 μm fluorescence is taken.

【0006】本発明の目的は、1.3 μm帯において光直
接増幅を行なうための光ファイバ及びこれを用いた光フ
ァイバ増幅器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical fiber for performing direct optical amplification in the 1.3 μm band and an optical fiber amplifier using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1では、活性物質として、ネオジミウム(Nd
3+)及びツリウム(Tm3+)イオンを含む光機能性ガラス
からなるコアと、該コアを取り囲み該コアより低い屈折
率を有するクラッドとを備えた。また請求項2では、波
長1.3 μm帯の信号光を伝搬する請求項1に記載の増幅
用光ファイバと、波長0.8 μm帯の励起光源と、該励起
光源からの励起光を前記光ファイバに内に入射させる光
学手段とを備えた。また、請求項3では、波長1.3 μm
帯の信号光を伝搬する請求項1に記載の増幅用光ファイ
バと、波長0.8 μm帯及び波長1.58μm帯の2つの励起
光源と、該励起光源からの励起光を前記光ファイバ内に
入射させる光学手段とを備えた。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, in claim 1, neodymium (Nd
3+ ) and thulium (Tm 3+ ) ions are included in the core, and the cladding surrounds the core and has a lower refractive index than the core. Further, in claim 2, the amplification optical fiber according to claim 1, which propagates the signal light in the wavelength band of 1.3 μm, the pumping light source in the wavelength band of 0.8 μm, and the pumping light from the pumping light source in the optical fiber. And optical means for making the light incident on. Further, in claim 3, the wavelength is 1.3 μm.
The amplification optical fiber according to claim 1, which propagates a band signal light, two pumping light sources of wavelength 0.8 μm band and wavelength 1.58 μm band, and pumping light from the pumping light source is made incident on the optical fiber. And optical means.

【0008】[0008]

【作用】本発明者らは、上記問題解決のため鋭意研究を
重ねた結果、1.3 μm帯増幅用ネオジミウム添加ファイ
バのなかにツリウムを共添加し、ツリウムイオンの 3
4 32 の遷移にともなう吸収により、ネオジミウム
内で発生した1.05μm光を吸収させることが可能であ
り、このことが1.3 μm増幅器の増幅利得向上に極めて
有効であることを見いだした。
SUMMARY OF] The present inventors, as a result of intensive studies for solving the above problems, codoped thulium Some 1.3 [mu] m band amplifying neodymium doped fiber, 3 of thulium ions H
It was found that 1.05 μm light generated in neodymium can be absorbed by absorption accompanying the transition of 43 F 2 , and this is extremely effective for improving the amplification gain of a 1.3 μm amplifier.

【0009】すなわち、ツリウムを共添加しない場合に
は、励起光を入射した側で、偶発的に生じた1.05μmの
光がファイバ中を伝搬し、次のネオジミウムイオンに作
用すると励起状態のイオンから1.05μmの光が放出され
る。このような現象が次々に発生して1.05μm光はファ
イバ内で増幅され続ける。最終的には、1.05μmでレー
ザ発振に至る。これに対し、ツリウムを共添加すると1.
05μm光はツリウムイオンにすべて吸収されるため誘導
放出に至らず、1.3 μm帯遷移確率は初期状態を保つこ
とになり飽和現象を防止でき増幅利得の向上が図れる。
That is, in the case where thulium is not co-doped, an incidentally generated 1.05 μm light propagates in the fiber on the side where the excitation light is incident, and acts on the next neodymium ion to produce an ion in the excited state. Emits 1.05 μm of light. Such phenomena occur one after another, and 1.05 μm light continues to be amplified in the fiber. Finally, laser oscillation is reached at 1.05 μm. On the other hand, when thulium is added together, 1.
Since all of the 05 μm light is absorbed by thulium ions, it does not lead to stimulated emission, and the 1.3 μm band transition probability keeps the initial state, which can prevent the saturation phenomenon and improve the amplification gain.

【0010】このことを、エネルギー準位図を用いて詳
しく説明する。図3には、ネオジミウム及びツリウムイ
オンのエネルギー準位図を示す。ネオジミウムについて
は図2の説明で述べたように、0.8 μm帯の励起により
1.32μm及び1.05μmの発光が生じる(ここの説明で
は、0.85μm帯及び1.85μmの発光については無視する
ことにする。)。他方、ツリウムについては0.8 μm帯
の励起により、 34 レベルが励起される。この状態
は、2.3 μmあるいは1.47μmの発光をへて 34レベ
ルに遷移する。この 34 レベルのツリウムイオンは、
1.05μm帯の光を吸収して 32 あるいは 33 レベル
へ遷移する。この吸収遷移は非常に強く、当然のことな
がらネオジミウムイオンで発生した1.05μm光を吸収し
てくれる。ネオジミウム及びツリウムイオンをある所定
の濃度でファイバ内に添加することにより、1.05μm光
は発生と同時に吸収することが可能で、1.05μm光によ
る誘導放出作用は無くなるので1.3 μm帯の増幅利得の
低下を防止できる。
This will be described in detail with reference to the energy level diagram. FIG. 3 shows an energy level diagram of neodymium and thulium ions. Regarding neodymium, as described in the explanation of Fig. 2, by excitation in the 0.8 µm band.
Emissions of 1.32 μm and 1.05 μm occur (in the present description, the 0.85 μm band and the emission of 1.85 μm are ignored). On the other hand, with respect to thulium, the 3 F 4 level is excited by the excitation in the 0.8 μm band. In this state, the light emission of 2.3 μm or 1.47 μm is caused to transit to the 3 H 4 level. This 3 H 4 level thulium ion is
It absorbs light in the 1.05 μm band and transitions to the 3 F 2 or 3 F 3 level. This absorption transition is very strong and naturally absorbs 1.05 μm light generated by neodymium ions. By adding neodymium and thulium ions to the fiber at a certain predetermined concentration, 1.05 μm light can be absorbed at the same time as it is generated, and the stimulated emission effect of 1.05 μm light disappears, so the amplification gain in the 1.3 μm band decreases. Can be prevented.

【0011】さらに、1.05μm光を吸収して 32 ある
いは 33 レベルに遷移したツリウムイオンは 34
ベルにフォノン緩和により遷移した後、再び2.3 μmあ
るいは1.47μmの発光をへて 34 レベルに遷移する。
このとき、一部は 34 レベルから直接 36 へ0.82μ
m帯の発光を伴い遷移するが、この0.82μm光はネオジ
ミウムイオンの基底準位から 45/2 準位への吸収に寄
与することとなる。
Further, the thulium ion which has absorbed 1.05 μm light and transited to the 3 F 2 or 3 F 3 level transits to the 3 F 4 level by phonon relaxation, and then again emits 2.3 μm or 1.47 μm to emit 3 μm. Transition to H 4 level.
At this time, part of it is 0.82μ from 3 F 4 level directly to 3 H 6 .
The 0.82 μm light contributes to the absorption of the neodymium ion from the ground level to the 4 F 5/2 level, though the transition occurs with the emission of the m band.

【0012】[0012]

【実施例】図1に、本発明の第1の実施例を示す。図
中、1は信号入力用コネクタ、2は励起用半導体レーザ
モジュール、3は0.82μm帯半導体レーザ、4は偏波ビ
ームスプリッター、5はレンズ、6,8はダイクロイッ
クミラー、7は増幅用ファイバ、9は斜め研磨ファイバ
端、10は狭帯域フィルタ、11は信号出力用コネクタ
端子である。
1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a signal input connector, 2 is a pumping semiconductor laser module, 3 is a 0.82 μm band semiconductor laser, 4 is a polarization beam splitter, 5 is a lens, 6 and 8 are dichroic mirrors, 7 is an amplification fiber, 9 is an end of the obliquely polished fiber, 10 is a narrow band filter, and 11 is a signal output connector terminal.

【0013】信号入力用コネクタ端子1から信号光を入
射させ、その光と励起用半導体レーザモジュール2から
の光をレンズ5を介してダイクロイックミラー6で合波
しファイバ端9からネオジミウム/ツリウム共添加ファ
イバ7に入射させるとともに、ファイバ7の後方端9か
らも励起用半導体レーザモジュール2からの光をレンズ
5,ミラー8を介して入射させた。励起用半導体レーザ
モジュール2の内部は2台の0.82μm帯半導体レーザ3
からの光が偏波ビームスプリッタ4で合波される構成に
なっており、合波後最大で100mW の出力が得られる。増
幅媒体としてのネオジミウム/ツリウム共添加ファイバ
7はガラス材料がZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF のフッ化物
ガラスであり、ネオジミウム添加量500ppm、ツリウム添
加量2000ppm であり、コア径6.5 μm、クラッド径125
μm、比屈折率差0.5%であり長さ4mである。ファイバ7
の両端9は反射防止のために斜め研磨している。増幅後
の信号光は1.3 μm帯狭帯域フィルタ10により、1.3
μm帯自然放出光をカットして出力コネクタ端子11よ
り増幅後の信号光は出力される。
Signal light is made incident from the signal input connector terminal 1, and the light and the light from the pumping semiconductor laser module 2 are combined by the dichroic mirror 6 via the lens 5 and neodymium / thulium co-doped from the fiber end 9. In addition to being incident on the fiber 7, the light from the pumping semiconductor laser module 2 was also incident from the rear end 9 of the fiber 7 via the lens 5 and the mirror 8. The inside of the pumping semiconductor laser module 2 is two 0.82 μm band semiconductor lasers 3.
The light from the above is multiplexed by the polarization beam splitter 4, and an output of maximum 100 mW can be obtained after the multiplexing. The neodymium / thulium co-doped fiber 7 as an amplification medium is a fluoride glass whose glass material is ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF, and has a neodymium addition amount of 500 ppm and thulium addition amount of 2000 ppm, a core diameter of 6.5 μm, and a cladding diameter. 125
μm, relative refractive index difference is 0.5%, and length is 4 m. Fiber 7
Both ends 9 are obliquely polished to prevent reflection. The signal light after amplification is 1.3 μm narrow band filter 10
The μm band spontaneous emission light is cut and the amplified signal light is output from the output connector terminal 11.

【0014】図4は、得られた増幅特性を示す。増幅用
ファイバとして、3種類のネオジミウム添加ファイバを
用いた。すなわち、(A) ネオジミウム500ppmのみ添加し
たファイバ、(B) ネオジミウム2000ppm およびツリウム
2000ppm を添加したファイバ、および(C) ネオジミウム
500ppmおよびツリウム2000ppm を添加したファイバの3
種類である。試験条件としては、前方、後方よりそれぞ
れ、50mW出力の励起光をファイバ内に導いた。シグナル
波長は1.33μm、シグナルのファイバ内入力強度は-20d
Bmである。図より分かるようにツリウムを共添加するこ
とにより、増幅特性は、飛躍的に向上するのが理解でき
る。なお、ファイバ(B) よりもファイバ(C) の方が増幅
利得が高い理由は、0.8 μm光の吸収係数はツリウムよ
りもネオジミウムの方が大きく両イオンを同量添加する
とほとんどの0.8 μm励起光がネオジミウムのみに吸収
されツリウムを共添加した効果が無くなるためと思われ
る。
FIG. 4 shows the obtained amplification characteristic. Three types of neodymium-doped fibers were used as amplification fibers. That is, (A) fiber doped with only 500ppm neodymium, (B) 2000ppm neodymium and thulium.
Fiber doped with 2000ppm, and (C) neodymium
3 for fiber doped with 500ppm and 2000ppm thulium
It is a kind. As the test conditions, 50 mW of pumping light was guided into the fiber from the front and the back, respectively. Signal wavelength is 1.33μm, signal input intensity in fiber is -20d
Bm. As can be seen from the figure, amplification characteristics are dramatically improved by co-adding thulium. The reason why the amplification gain of fiber (C) is higher than that of fiber (B) is that the absorption coefficient of 0.8 μm light is larger for neodymium than thulium, and when 0.8 μm excitation light is used for most of the 0.8 μm excitation light. Is considered to be absorbed only by neodymium and the effect of co-adding thulium disappears.

【0015】図5には、本発明の第2の実施例を示す。
基本的構成は図1と同様であるが、後方からの励起光と
して波長1.58μmの励起光源を用いている。すなわち、
後方側の励起用半導体レーザモジュール2´は、2台の
1.58μm帯半導体レーザ3´とこれら半導体レーザ3´
からの光を合波する偏波ビームスプリッタ4´とで構成
している。ここでは、励起光源として高出力半導体レー
ザを用いたが、1.48μm帯高出力半導体レーザを励起光
源としたEr ドープファイバレーザ、あるいは、1.58μ
m光を1.55μm帯光増幅器で増幅した光を用いてもよ
い。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
The basic configuration is the same as in FIG. 1, but an excitation light source with a wavelength of 1.58 μm is used as the excitation light from the rear. That is,
The pumping semiconductor laser module 2'on the rear side has two units.
1.58 μm band semiconductor laser 3'and these semiconductor lasers 3 '
And a polarization beam splitter 4'which multiplexes the light from the. Although a high-power semiconductor laser was used as the pumping light source here, an Er-doped fiber laser using a 1.48 μm band high-power semiconductor laser as the pumping light source, or 1.58 μm
Light obtained by amplifying m light with a 1.55 μm band optical amplifier may be used.

【0016】1.58μm帯の光源としては、1.55μm帯か
ら1.63μm帯の範囲の光であれば、効果があるが1.58μ
mが最も効率が良い。
As a light source in the 1.58 μm band, light in the range from 1.55 μm band to 1.63 μm band is effective, but 1.58 μm
m is the most efficient.

【0017】増幅の確認を行う前の予備検討として、前
方から0.82μm,後方から1.6 μmの光で励起し、蛍光
を測定した。図6に結果を示す。
As a preliminary examination before confirming amplification, fluorescence was measured by exciting with 0.82 μm from the front and 1.6 μm from the rear. The results are shown in FIG.

【0018】図6(a) は、ネオジミウム/ツリウム共添
加ファイバに50mWの0.82μm励起光のみを用いた場合で
あり、このとき、1.05μmの出力レベルは-29.18dBm で
あった。次に、50mWの0.82μm励起光と同時に後方から
5mW の1.6 μm光を入射させたときの蛍光を(b) に示
す。この時、1.05μmの光の出力レベルは、-45.67dBm
である。1.6 μm光を入射することにより、1.05μm光
の出力レベルは、約16.5dB低下している。
FIG. 6 (a) shows the case where only 50 mW 0.82 μm pumping light was used for the neodymium / thulium co-doped fiber, and at this time, the output level of 1.05 μm was -29.18 dBm. Next, from the rear at the same time as 50mW 0.82μm excitation light
Fluorescence when 5 mW of 1.6 μm light is incident is shown in (b). At this time, the output level of 1.05 μm light is -45.67 dBm
Is. By injecting 1.6 μm light, the output level of 1.05 μm light is reduced by about 16.5 dB.

【0019】図7は、そのメカニズムを説明する図であ
る。1.58μm( ここでは、1.6 μm)の光により、Tm3+
イオンを3 4 レベルに励起する。3 4 レベルのTm3+
イオンはNd 3+から発生した1.05μm光を吸収して、3
2 レベルへさらに励起される。この過程において、Nd
3+で発生した1.05μm光をTm3+イオンが吸収するので、
1.3 μm増幅が影響を受けないことになる。さらに、図
6(a) 、(b) と比較すると1.32μm光の出力レベルは
(b) の方が高くなっており、1.05μm光をTm3+イオン中
で減衰させることにより、1.3 μm光が強くなることを
裏付けている。
FIG. 7 is a diagram for explaining the mechanism. Light of 1.58 μm (here, 1.6 μm) causes Tm 3+
Excite the ions to the 3 H 4 level. 3 H 4 level Tm 3+
Ions absorb 1.05μm light generated from Nd 3+, 3
Further excitation to the F 2 level. In this process, Nd
Since Tm 3+ ions absorb 1.05 μm light generated by 3+ ,
1.3 μm amplification will be unaffected. Furthermore, comparing with Fig. 6 (a) and (b), the output level of 1.32μm light is
It is higher in (b), which confirms that 1.3 μm light becomes stronger by attenuating 1.05 μm light in Tm 3+ ions.

【0020】本実験構成で、1.33μm光を信号として用
い増幅実験を行ったところ約20dB以上の利得が得られる
ことが明らかになった。
With this experimental configuration, an amplification experiment using 1.33 μm light as a signal revealed that a gain of about 20 dB or more could be obtained.

【0021】以上の結果から、適切な濃度でネオジミウ
ム及びツリウムを共添加することにより、100mW 程度の
励起入力でで最大18dBが得られることが分かった。
From the above results, it was found that a maximum of 18 dB can be obtained with an excitation input of about 100 mW by co-adding neodymium and thulium at an appropriate concentration.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力100mW 程度の0.8 μm帯レーザダイオードにより、
最大で約18dBの利得が得られることが明かとなった。従
来の論文等での報告例では、最大利得は10dB程度であ
り、本発明を用いることにより、従来以上の増幅利得が
可能となった。
As described above, according to the present invention,
With a 0.8 μm band laser diode with an output of about 100 mW,
It was revealed that a maximum gain of about 18 dB can be obtained. In the examples reported in conventional papers and the like, the maximum gain is about 10 dB, and by using the present invention, an amplification gain higher than the conventional one can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る光ファイバ増幅器
の構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ネオジミウム添加ファイバのエネルギーレベル
を示す図
FIG. 2 is a diagram showing the energy level of a neodymium-doped fiber.

【図3】ネオジミウムで発生した1.05μm光がツリウム
に吸収される様子を説明した図
FIG. 3 is a diagram for explaining how 1.05 μm light generated by neodymium is absorbed by thulium.

【図4】励起パワーに対する利得を示す図FIG. 4 is a diagram showing gain with respect to pump power.

【図5】本発明の第2の実施例に係る光ファイバ増幅器
の構成を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図6】蛍光を測定した結果を示す図FIG. 6 is a diagram showing a result of measuring fluorescence.

【図7】ネオジミウムで発生した1.05μm光がツリウム
に吸収される様子を説明した図
FIG. 7 is a diagram explaining how 1.05 μm light generated by neodymium is absorbed by thulium.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 …信号入力用コネクタ、2…励起用半導体レーザモジ
ュール、3…0.82μm帯半導体レーザ、4…偏波ビーム
スプリッタ、5…レンズ、6…ダイクロイックミラー、
7…増幅用ファイバ、9…斜め研磨ファイバ端、10…
狭帯域フィルタ、11…信号出力用コネクタ端子。
1 ... Signal input connector, 2 ... Excitation semiconductor laser module, 3 ... 0.82 μm band semiconductor laser, 4 ... Polarization beam splitter, 5 ... Lens, 6 ... Dichroic mirror,
7 ... Amplifying fiber, 9 ... Obliquely polished fiber end, 10 ...
Narrow band filter, 11 ... Connector terminal for signal output.

───────────────────────────────────────────────────── 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 8934−4M 3/094 3/10 Z 8934−4M (72)発明者 深作 嘉人 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01S 3/07 8934-4M 3/094 3/10 Z 8934-4M (72) Inventor Fukasaku Yoshito 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性物質として、ネオジミウム(Nd3+
及びツリウム(Tm3+)イオンを含む光機能性ガラスから
なるコアと、 該コアを取り囲み該コアより低い屈折率を有するクラッ
ドとを備えたことを特徴とする1.3 μm帯増幅用光ファ
イバ。
1. An active substance, neodymium (Nd 3+ ).
An optical fiber for 1.3 μm band amplification, comprising: a core made of optical functional glass containing thulium (Tm 3+ ) ions; and a clad surrounding the core and having a refractive index lower than that of the core.
【請求項2】 波長1.3 μm帯の信号光を伝搬する請求
項1に記載の増幅用光ファイバと、 波長0.8 μm帯の励起光源と、 該励起光源からの励起光を前記光ファイバに内に入射さ
せる光学手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ増
幅器。
2. The amplification optical fiber according to claim 1, which propagates a signal light in the wavelength band of 1.3 μm, a pumping light source in the wavelength band of 0.8 μm, and pumping light from the pumping light source in the optical fiber. An optical fiber amplifier, comprising: an optical means for making the light incident.
【請求項3】 波長1.3 μm帯の信号光を伝搬する請求
項1に記載の増幅用光ファイバと、波長0.8 μm帯及び
波長1.58μm帯の2つの励起光源と、該励起光源からの
励起光を前記光ファイバ内に入射させる光学手段とを備
えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
3. The amplification optical fiber according to claim 1, which propagates a signal light having a wavelength of 1.3 μm band, two pumping light sources of wavelength 0.8 μm band and wavelength 1.58 μm band, and pumping light from the pumping light source. And an optical unit for making the light incident on the optical fiber.
JP5020350A 1992-12-08 1993-02-08 1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier Pending JPH06232490A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5020350A JPH06232490A (en) 1992-12-08 1993-02-08 1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4-327967 1992-12-08
JP32796792 1992-12-08
JP5020350A JPH06232490A (en) 1992-12-08 1993-02-08 1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06232490A true JPH06232490A (en) 1994-08-19

Family

ID=26357283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5020350A Pending JPH06232490A (en) 1992-12-08 1993-02-08 1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06232490A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100311220B1 (en) * 1999-10-19 2001-10-18 오길록 Driving method for fiber amplifier using multi photon pumping and fiber amplifier using the same
JP2013541201A (en) * 2010-09-13 2013-11-07 カルマー オプトコム、インコーポレイティッド ディービーエー カルマー レーザー Laser pulse generation based on chirped pulse amplification
US9368932B2 (en) 2009-07-01 2016-06-14 Calmar Optcom, Inc. Optical pulse compressing based on chirped fiber bragg gratings for pulse amplification and fiber lasers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100311220B1 (en) * 1999-10-19 2001-10-18 오길록 Driving method for fiber amplifier using multi photon pumping and fiber amplifier using the same
US9368932B2 (en) 2009-07-01 2016-06-14 Calmar Optcom, Inc. Optical pulse compressing based on chirped fiber bragg gratings for pulse amplification and fiber lasers
JP2013541201A (en) * 2010-09-13 2013-11-07 カルマー オプトコム、インコーポレイティッド ディービーエー カルマー レーザー Laser pulse generation based on chirped pulse amplification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Minelly et al. Diode-array pumping of Er/sup 3+//Yb/sup 3+/Co-doped fiber lasers and amplifiers
JP2971561B2 (en) Erbium-doped fiber amplifier
US6370180B2 (en) Semiconductor-solid state laser optical waveguide pump
US11509109B2 (en) Broadband Tm-doped optical fiber amplifier
JP2792744B2 (en) Optical functional glass, fiber, amplifier and laser
KR19980079262A (en) Laser, optical amplifier and amplification method
EP1276185B1 (en) Polarization maintaining optical fiber amplifier
US5157683A (en) Laser systems
EP0427320A2 (en) Active-fiber optical amplifier having a wide pumping band and related active fiber
JPH06232490A (en) 1.3mum band amplifying optical fiber and optical fiber amplifier
JP2937285B2 (en) Optical amplifier
JP2596620B2 (en) Optical fiber amplifier
JP3259105B2 (en) Optical fiber amplifier
JP3029303B2 (en) Multi-fiber optical amplifier and connection structure of multi-core optical fiber using the same
JP2998247B2 (en) Erbium fiber for optical amplifier
JP2786012B2 (en) Lasers and amplifiers
JPH0818137A (en) High output optical amplifier
JP2675687B2 (en) Optical amplification medium and optical amplifier
JP2732931B2 (en) Optical fiber amplifier
JP3209226B2 (en) Optical amplifier
JP3228374B2 (en) Optical amplifier
JP2888623B2 (en) Optical amplifier and optical oscillator
JP2829101B2 (en) Optical amplifier
JP2842674B2 (en) Optical amplifier
JP3296195B2 (en) Laser, optical amplifier, and optical amplification method