JPH06310783A - 偏波合成波長合成カプラ及び光直接増幅器 - Google Patents

偏波合成波長合成カプラ及び光直接増幅器

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JPH06310783A
JPH06310783A JP5121992A JP12199293A JPH06310783A JP H06310783 A JPH06310783 A JP H06310783A JP 5121992 A JP5121992 A JP 5121992A JP 12199293 A JP12199293 A JP 12199293A JP H06310783 A JPH06310783 A JP H06310783A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2段構成の双方向励起方式の光直接増幅器を
構成する際に用いられる偏波合成波長合成カプラの数を
低減して小型化を可能にした偏波合成波長合成カプラ
と、このカプラを用いた2段構成の双方向励起方式光直
接増幅器を得る。 【構成】 第1及び第2の励起光L1,L2を偏波合成
する第1の偏波合成手段21と、第3及び第4の励起光
L3,L4を偏波合成する第2の偏波合成手段22と、
第1の偏波合成手段21からの励起光と信号光LSとを
波長合成可能な第1の波長合成手段41と、第2の偏波
合成手段22からの励起光と信号光とを波長合成可能な
第2の波長合成手段42と、第1の波長合成手段41と
第2の波長合成手段42の各励起光をそれぞれ出力可能
な第1及び第2の光ポート51,52を備える。信号光
LSは第1の光ポート51から入力され、第1の波長合
成手段41で反射された後に第2の波長合成手段42に
おいて励起光と合成され、かつ第2の光ポート52から
出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は励起光を偏波合成し、か
つこれに信号光を波長合成する偏波合成波長合成カプラ
(以下、単にカプラと略称する)に関し、かつこのカプ
ラを用いた光直接増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、励起光を利用して信号光を増幅す
る光直接増幅器が提案されている。例えば、特開平3−
134632号公報に示されるように、エルビウム等の
希土類元素を添加した光ファイバに対して励起光と信号
光とを合成して入力させることにより、励起光パワーに
よって信号光を増幅させている。カプラはこの励起光と
信号光とを合成するためのものであり、本願発明者が先
に検討しているものとして、図3に示すものがある。こ
のカプラ1Aは光直接増幅器の小型化及び損失低減に伴
ってモジュール化されたものであり、容器10Aに設け
た一対の励起光ポート15,16を通して入力された励
起光L15,L16は偏波合成器23で合成され、励起
光フィルタ33で特定の波長の光L13みが通過されて
波長合成器43に入力される。また、容器10Aに設け
た信号光ポート53を通して入力された信号光LSは前
記波長合成器43に入力され、ここで励起光L13と信
号光LSが合成される。合成された光L23は合成ポー
ト54からアイソレータ62を通してカプラ1A外に出
力される。
【0003】このようなカプラを用いた光直接増幅器の
一例を図4に示す。ここでは2段構成された双方向励起
方式直接増幅器の例を示しており、エルビウムを添加し
た第1及び第2の光ファイバ100,200を縦続に接
続している。そして、第1の光ファイバ100の前方に
カプラ(第1カプラ)1A1の合成ポート54を接続
し、かつ励起光ポート15,16にはそれぞれレーザダ
イオードで構成される励起光源S11,S12を接続
し、更に信号ポート53に信号光LL1を入力させるよ
うに構成する。また、第2の光ファイバ200の後方に
カプラ(第2カプラ)1A2の合成ポート54を接続
し、かつ励起光ポート15,16にそれぞれ励起光源S
11,S12を接続し、更に信号ポート53から信号光
LS3を出力させるように構成する。この構成では、第
1の光ファイバ100では、第1カプラ1A1によって
合成された励起光L23と信号光LS1が入力され、信
号光LS1の増幅が行われる。また、第2の光ファイバ
200では第2カプラ1A2によって合成された励起光
L23が後方から供給され、励起された状態の第2の光
ファイバ200に第1の光ファイバ100からの信号光
LS2が入力されることで増幅される。増幅された信号
光LS3は第2カプラ1A2の合成ポート54から信号
ポート53へと出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、先に本願
発明者が検討しているカプラは、1つの励起光と信号光
を合成するものであるため、図4に示したような2段構
成の双方向励起方式の直接増幅器を構成する場合には、
同一のカプラが第1カプラ及び第2カプラとして2個必
要とされ、光直接増幅器の小型化及び損失低減の目的を
達成する上での障害となっている。また、この場合、光
ファイバと両カプラとの接続ポートが4箇所となるた
め、各ポートに配置する光コネクタが4個必要になり、
部品点数の削減の障害になるとともに、光コネクタによ
る接続工数が多いという問題が生じる。また、カプラが
光ファイバの両側に接続されるため、各カプラをまとめ
て配置することが難しく、これらを配置するための設計
が複雑化するとともに、配置スペースが大きくなって小
型化を進める上で不利となる。本発明の目的は、2段構
成の双方向励起方式の光直接増幅器を構成する際のカプ
ラ数を低減でき、かつ光コネクタによる接続箇所の数を
低減することが可能なカプラを提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、このようなカプラを用いるこ
とにより設計を容易にしかつ小型化を図った2段構成の
双方向励起方式の光直接増幅器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のカプラは、第1
及び第2の励起光を偏波合成する第1の偏波合成手段
と、第3及び第4の励起光を偏波合成する第2の偏波合
成手段と、第1の偏波合成手段からの励起光と信号光と
を波長合成可能な第1の波長合成手段と、第2の偏波合
成手段からの励起光と信号光とを波長合成可能な第2の
波長合成手段と、第1の波長合成手段と第2の波長合成
手段の各励起光をそれぞれ出力可能な第1及び第2の光
ポートを備えており、信号光は第1又は第2の光ポート
の一方から入力され、第1又は第2の波長合成手段の一
方で反射された後に他方の波長合成手段において励起光
と合成され、かつ第1又は第2の光ポートの他方から出
力されるように構成する。ここで、第1の偏波合成手段
と第2の偏波合成手段の各出力部に所定の波長のみを通
過させる第1及び第2のフィルタをそれぞれ配置する。
【0006】また、本発明の光直接増幅器は、エルビウ
ム等を添加した第1及び第2の光ファイバを縦続接続す
るとともに、第1の光ファイバの出力端と第2の光ファ
イバの入力端との接続点にカプラ(偏波合成波長合成カ
プラ)を介挿し、第1の光ファイバでは入力端から信号
光を入力するとともに出力端にはカプラからの励起光を
入力し、第2の光ファイバではその入力端には第1の光
ファイバからの信号光をカプラで励起光と合成して入力
し、その出力端から増幅された信号光を出力するように
構成する。例えば、第1及び第2の励起光を偏波合成す
る第1の偏波合成手段と、第3及び第4の励起光を偏波
合成する第2の偏波合成手段と、第1の偏波合成手段か
らの励起光と信号光とを波長合成可能な第1の波長合成
手段と、第2の偏波合成手段からの励起光と信号光とを
波長合成可能な第2の波長合成手段と、第1の波長合成
手段と第2の波長合成手段の各励起光をそれぞれ出力可
能な第1及び第2の光ポートを備えるカプラを有し、信
号光は第1の光ポートから入力され、第1の波長合成手
段で反射された後に第2の波長合成手段において励起光
と合成され、かつ第2の光ポートの他方から出力される
ように構成し、第1の光ポートを第1の光ファイバの出
力端に接続し、第2の光ポートを第2の光ファイバの入
力端に接続する。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の断面構成図である。カプ
ラ1を構成する容器10には第1から第4の4個の励起
光ポート11〜14が並設され、そのうち第1及び第2
の励起光ポート11,12間には平行プリズム等で構成
される第1の偏波合成器21が配置され、第3及び第4
の励起光ポート13,14間には同じく第2の偏波合成
器22が配置される。また、第1及び第2の各偏波合成
器21,22の出力部にはそれぞれ所定の波長の光のみ
を通過させる第1及び第2のフィルタ31,32が設け
られる。更に、各フィルタ31,32の出力側には、ダ
イクロイックミラー等で構成される第1及び第2の波長
合成器41,42が配置され、これらの各波長合成器4
1,42に対応する位置の容器10にはそれぞれ第1及
び第2の光ポートとして信号光ポート51と合成ポート
52が設けられる。なお、合成ポート52にはアイソレ
ータ61が設けられる。
【0008】この構成のカプラでは、第1及び第2の励
起光ポート11,12に入力された異なる偏波の励起光
L1,L2は第1の偏波合成器21によって所要の偏波
となるように合成され、かつ第1のフィルタ31で所定
の波長光L11に制限された上で第1の波長合成器41
に入力される。同様に、第3及び第4の励起光ポート1
3,14に入力された異なる偏波の励起光L3,L4は
第2の偏波合成器22によって所要の偏波となるように
合成され、かつ第2のフィルタ32で所定の波長光L1
2に制限された上で第2の波長合成器42に入力され
る。更に、第1の波長合成器41を通った励起光L21
は信号光ポート51から出力される。また、第2の波長
合成器42を通った励起光L22は合成ポート52から
アイソレータ61を通って出力される。一方、信号光ポ
ート51からは信号光LSが入力されるが、この信号光
LSは第1の波長合成器41では単に反射されるのみで
あり、反射された後に第2の波長合成器42に入力さ
れ、ここで第2のフィルタ32を通ってきた励起光L1
2と合成され、励起光L22として合成ポート52から
出力されることになる。なお、信号光ポート及び合成ポ
ートとしての第1の光ポート51及び第2の光ポート5
2とは可逆的なものとして構成できる。例えば、アイソ
レータ61を第1のポート51側に設けることにより、
第2のポート(合成ポート)52から信号光を入力させ
れば、信号光は前述と全く逆の光路を経て第1波長合成
器41において第1フィルタ31を通ってきた励起光L
11と合成され、第1の光ポート(信号ポート)51か
ら出力されることになる。
【0009】このようなカプラを用いて2段構成の双方
向励起方式の光直接増幅器を構成した例を図2に示す。
同図において、エルビウム等の希土類元素を添加した第
1及び第2の光ファイバ100,200を縦続に接続す
る。そして、これらの光ファイバ100,200の接続
点に前記カプラ1を接続する。即ち、第1の光ファイバ
100の出力端に信号光ポート51を接続し、第2の光
ファイバ200の入力端に合成ポート52を接続する。
また、カプラ1の各励起光ポート11〜14には、それ
ぞれレーザダイオードで構成される第1乃至第4の励起
光源S1〜S4を接続する。
【0010】このように光直接増幅器を構成した上で、
第1の光ファイバ100の入力端に信号光LS1を入力
する。第1の光ファイバ100にはカプラ1内の第1の
偏波合成器21によって偏波合成された第1及び第2の
励起光源S1,S2からの励起光L1,L2が信号光ポ
ート51を通して後方から入力されるため、第1の光フ
ァイバ100は励起状態とされており、ここに入力端か
ら信号光LS1が入力されることで信号光の増幅が行わ
れる。増幅された信号光LS2は、信号光ポート51か
らカプラ1内に入力され、第1の波長合成器41で反射
されて第2の波長合成器42に入力される。そして、こ
こで第2の偏波合成器22によって合成された第3及び
第4の励起光源S3,S4からの励起光L3,L4と合
成され、しかる上で合成ポート52から出力される。こ
れにより、第2の光ファイバ200は入力端から励起光
L22と信号光LS2が合成されて入力されることにな
り、励起光で励起された状態で信号光LS2を増幅し、
信号光LS3として出力端から出力させることになる。
【0011】したがって、このカプラ1を用いて2段構
成の双方向励起方式の光直接増幅器を構成した場合に
は、1個のカプラを用いるだけでよく増幅器の小型化及
び損失低減を図ることが可能となる。また、カプラ1と
第1及び第2の光ファイバ100,200との接続に際
しては、各ファイバをそれぞれ信号光ポート51と合成
ポート52に接続するのみでよく、2個の光コネクタで
の接続が可能となり、部品点数の低減及び工数の削減が
可能となる。更に、カプラ等の光デバイスを集中配置す
ることが可能となり、増幅器の配置設計等の設計をシン
プル化し、かつ増幅器の小型化に有利となる。なお、カ
プラは可逆的に構成されているため、この光直接増幅器
では第2光ファイバの出力端から信号光を入力させ、第
1光ファイバの入力端から出力させることができること
は言うまでもない。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明のカプラは、
第1及び第2の励起光を第1の偏波合成器で合成し、第
3及び第4の励起光を第2の偏波合成器で合成し、かつ
各合成された励起光をそれぞれ第1及び第2の光ポート
から出力させるようにし、更に第1及び第2の光ポート
の一方から信号光を入力させ、これを他方側の励起光と
合成した上で他方の光ポートから出力させるように構成
しているので、1個のカプラで直列接続した2個の光フ
ァイバに対して後方又は前方から励起を行ない、かつ信
号光との合成を行うことができ、1個のカプラで2段構
成の双方向励起方式の光直接増幅器を構成することがで
き、増幅器の小型化及び損失低減を図ることができる。
また、カプラと光ファイバとの接続箇所数を低減し、部
品点数の低減及び工数の低減を図ることもできる。ま
た、本発明の光直接増幅器は、縦続接続した第1の光フ
ァイバと第2の光ファイバの接続点にカプラを介挿し、
第1の光ファイバでは入力端から信号光を入力するとと
もに出力端にはカプラからの励起光を入力し、第2の光
ファイバではその入力端には第1の光ファイバからの信
号光をカプラで励起光と合成して入力し、その出力端か
ら増幅された信号光を出力するように構成しているの
で、2段に構成した光ファイバの中間の接続点に1個の
カプラを接続することで、2段構成の双方向励起方式の
光直接増幅器が構成でき、カプラ等の光デバイスを集中
配置して増幅器の設計をシンプル化し、かつ構成の簡略
化及び小型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏波合成波長合成カプラの一実施例の
断面構成図である。
【図2】図1のカプラを用いた2段構成の双方向励起方
式光直接増幅器の構成図である。
【図3】これまでに検討されている偏波合成波長合成カ
プラの一例の断面構成図である。
【図4】図3のカプラを2段構成の双方向励起方式光直
接増幅に適用した例の構成図である。
【符号の説明】
1 カプラ 11〜14 励起光ポート 21,22 偏波合成器 41,42 波長合成器 51,52 信号光ポート 100,200 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/10 Z 8934−4M

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の励起光を偏波合成する第
    1の偏波合成手段と、第3及び第4の励起光を偏波合成
    する第2の偏波合成手段と、前記第1の偏波合成手段か
    らの励起光と信号光とを波長合成可能な第1の波長合成
    手段と、前記第2の偏波合成手段からの励起光と信号光
    とを波長合成可能な第2の波長合成手段と、前記第1の
    波長合成手段と第2の波長合成手段の各励起光をそれぞ
    れ出力可能な第1及び第2の光ポートを備え、信号光は
    前記第1又は第2の光ポートの一方から入力され、第1
    又は第2の波長合成手段の一方で反射された後に他方の
    波長合成手段において励起光と合成され、かつ第1又は
    第2の光ポートの他方から出力されるように構成したこ
    とを特徴とする偏波合成波長合成カプラ。
  2. 【請求項2】 第1の偏波合成手段と第2の偏波合成手
    段の各出力部に所定の波長のみを通過させる第1及び第
    2のフィルタをそれぞれ配置してなる請求項1の偏波合
    成波長合成カプラ。
  3. 【請求項3】 エルビウム等を添加した第1及び第2の
    光ファイバを縦続接続し、これらの光ファイバに励起光
    と信号光とを入射して信号光を増幅するようにした2段
    構成の光直接増幅器において、前記第1の光ファイバの
    出力端と第2の光ファイバの入力端との接続点に偏波合
    成波長合成カプラを介挿し、第1の光ファイバでは入力
    端から信号光を入力するとともに出力端には前記偏波合
    成波長合成カプラからの励起光を入力し、第2の光ファ
    イバではその入力端には第1の光ファイバからの信号光
    を前記偏波合成波長合成カプラで励起光と合成して入力
    し、その出力端から増幅された信号光を出力するように
    構成したことを特徴とする光直接増幅器。
  4. 【請求項4】 偏波合成波長合成カプラは、第1及び第
    2の励起光を偏波合成する第1の偏波合成手段と、第3
    及び第4の励起光を偏波合成する第2の偏波合成手段
    と、前記第1の偏波合成手段からの励起光と信号光とを
    波長合成可能な第1の波長合成手段と、前記第2の偏波
    合成手段からの励起光と信号光とを波長合成可能な第2
    の波長合成手段と、前記第1の波長合成手段と第2の波
    長合成手段の各励起光をそれぞれ出力可能な第1及び第
    2の光ポートを備え、信号光は前記第1の光ポートから
    入力され、第1の波長合成手段で反射された後に第2の
    波長合成手段において励起光と合成され、かつ第2の光
    ポートの他方から出力されるように構成し、第1の光ポ
    ートを第1の光ファイバの出力端に接続し、第2の光ポ
    ートを第2の光ファイバの入力端に接続してなる請求項
    3の光直接増幅器。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250897A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Kyocera Corp 光デバイス
US6546165B2 (en) 2000-07-26 2003-04-08 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical multiplexing/demultiplexing module
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JPH05343785A (ja) * 1992-06-10 1993-12-24 Fujitsu Ltd 光増幅器用光モジュール

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