JPH06317723A - Device for light distribution - Google Patents

Device for light distribution

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JPH06317723A
JPH06317723A JP5127786A JP12778693A JPH06317723A JP H06317723 A JPH06317723 A JP H06317723A JP 5127786 A JP5127786 A JP 5127786A JP 12778693 A JP12778693 A JP 12778693A JP H06317723 A JPH06317723 A JP H06317723A
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JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
index difference
optical fiber
rare earth
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP5127786A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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Publication of JPH06317723A publication Critical patent/JPH06317723A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a device for light distribution capable of distributing the signal light with a low deviation in distribution and at a high gain while lessening the generation of reflected light. CONSTITUTION:An optical fiber 8 of a high specific refractive index difference DELTA1 added with Er is connected to the output side of an optical fiber 7 having a high specific refractive index difference DELTA1. A 1Xn waveguide type star coupler 12 of the high specific refractive index difference DELTA1 is connected to the output side of the optical fiber 8. Optical fibers 9 of the high specific refractive index difference DELTA1 is connected to the respective output sides of the 1Xn waveguide type star coupler 12. The signal light 4 and exciting light 5 are propagated from the input side of the optical fiber 7.

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、光信号を増幅しながら
均等にn(n≧2)分配する光分配用デバイスに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical distribution device for evenly distributing (n ≧ 2) n signals while amplifying an optical signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、光ファイバ増幅器の出現により、
映像分配サービスの光化の実現性が高まってきた。これ
を実現するためには、光ファイバ増幅器の他に、光スタ
ーカプラが必要である。上記光ファイバデバイスの従来
例を図13に示す。これは19本のシングルモードファ
イバ1ー1〜1ー19と、導波路型19×19スターカ
プラ2とErを添加した光ファイバ3ー1〜3ー19と
からなる。シングルモードファイバ1ー1から1ー18
に波長1.55μmの信号光を入力させ、シングルモー
ドファイバ1ー19に波長0.98μmの励起光を入力
させてそれぞれのシングルモードファイバ内を伝播さ
せ、導波路型19×19スターカプラ2のそれぞれの入
力端へ入力させる。そして、この導波路型19×19ス
ターカプラ2内を伝播させることにより、それぞれの信
号光と励起光が混合され、導波路型19×19スターカ
プラのそれぞれの出力端に接続されたEr添加光ファイ
バ3ー1から3ー19内に入力される。上記それぞれの
Er添加光ファイバ3ー1から3ー19内を信号光と励
起光が伝播することにより、信号光は増幅される。その
結果、導波路型19×19スターカプラでの分配損失、
過剰損失、シングルモードファイバ及びEr添加光ファ
イバでの損失を増幅現象により補償することができる
(Herman M.Presby and C.Ra
ndy Giles,“Amplified Inte
grated Star Couplers with
Zero Loss”, IEEE Photonic
s Technology Letters,Vol.
3,No.8,August 1991,pp.724
〜726)。
2. Description of the Related Art Recently, with the advent of optical fiber amplifiers,
The feasibility of opticalizing video distribution services has increased. To achieve this, an optical star coupler is required in addition to the optical fiber amplifier. FIG. 13 shows a conventional example of the above optical fiber device. This is composed of 19 single mode fibers 1-1 to 1-19, a waveguide type 19 × 19 star coupler 2 and Er-doped optical fibers 3-1 to 3-19. Single mode fiber 1-1 to 1-18
To the single-mode fiber 1-19, and pumping light having a wavelength of 0.98 μm is input to the single-mode fibers 1 to 19 to propagate through the respective single-mode fibers. Input to each input terminal. Then, by propagating in the waveguide type 19 × 19 star coupler 2, the respective signal light and pumping light are mixed, and the Er-doped light connected to the respective output ends of the waveguide type 19 × 19 star coupler. It is input into the fibers 3-1 to 3-19. The signal light and the pumping light propagate through the respective Er-doped optical fibers 3-1 to 3-19, whereby the signal light is amplified. As a result, the distribution loss in the waveguide type 19 × 19 star coupler,
Excess loss, loss in single-mode fiber and Er-doped optical fiber can be compensated by amplification phenomenon (Herman M. Presby and C. Ra.
ndy Giles, “Amplified Inte
grated Star Couplers with
Zero Loss ”, IEEE Photonic
s Technology Letters, Vol.
3, No. 8, August 1991, pp. 724
~ 726).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の光分配用デバイ
スには次のような問題点がある。 (1)導波路型19×19スターカプラでは、光信号を
分配したときに光分配偏差がどうしても生ずる。通常、
この光分配偏差は入、出力ポート数が増える程、大きな
値となり、±0.2dbから±2db程度の範囲の偏差
である。この偏差はEr 添加光ファイバでそれぞれ増幅
されて拡大され、±2dbから±10dbの範囲とな
る。 (2)19本のシングルモードファイバを導波路型19
×19スターカプラの入力端にそれぞれ接続しなければ
ならず、これらの接続部分での接続損失の増大は勿論の
こと、接続損失の偏差を無視することはできない。また
低コスト化もむずかしい。 (3)Er 添加光ファイバは高利得化を図るために、通
常、コアとクラッドとの比屈折率差Δ1 は1%〜数%の
高い値に設定されるが、シングルモードファイバ及び導
波路型19×19スターカプラは、その比屈折率差Δ2
およびΔ3 は0.数%に設定される。なぜならば、通
常、Δ2 とΔ3 との間で整合がとられ、Δ1は特別に高
い値のため、整合をとることが難しい。したがって、導
波路型19×19スターカプラとEr添加光ファイバと
の間で比屈折率差のミスマッチングが生じ、この部分か
らの反射損失が生ずる。また、Er添加光ファイバのコ
ア径と導波路型19×19スターカプラのコア形状とに
大きな違いがあるため、これによる接続損失も大きい。 以上のように、低分配偏差で、反射光の発生の少ない損
失補償型の光分配用デバイスはまだ実現されていない。
The conventional light distribution device has the following problems. (1) In the waveguide type 19 × 19 star coupler, an optical distribution deviation inevitably occurs when an optical signal is distributed. Normal,
This light distribution deviation becomes larger as the number of input and output ports increases, and is a deviation in the range of about ± 0.2 db to ± 2 db. This deviation is amplified and expanded in each Er- doped optical fiber to be in the range of ± 2 db to ± 10 db. (2) 19 single mode fibers are waveguide type 19
They must be respectively connected to the input terminals of the × 19 star coupler, and the deviation of the connection loss cannot be ignored, not to mention the increase of the connection loss at these connection portions. It is also difficult to reduce costs. (3) In order to increase the gain of the Er- doped optical fiber, the relative refractive index difference Δ 1 between the core and the cladding is usually set to a high value of 1% to several%, but the single mode fiber The waveguide type 19 × 19 star coupler has a relative refractive index difference Δ 2
And Δ 3 is 0. Set to a few percent. This is because normally there is a match between Δ 2 and Δ 3, and it is difficult to match because Δ 1 is a particularly high value. Therefore, a mismatch in relative refractive index difference occurs between the waveguide type 19 × 19 star coupler and the Er-doped optical fiber, and reflection loss from this portion occurs. Further, since there is a large difference between the core diameter of the Er-doped optical fiber and the core shape of the waveguide type 19 × 19 star coupler, the connection loss due to this is large. As described above, a loss compensation type optical distribution device with a low distribution deviation and a small amount of reflected light has not yet been realized.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は従来技術の欠点
を解消し、低分配偏差で、反射光の発生も少なく、高利
得で信号光を分配することができる光分配用デバイスを
提供することを目的とし、第1の発明は、希土類元素を
添加しない高比屈折率差Δ1 を有する光ファイバAの出
力側に希土類元素を添加した高比屈折率差Δ1 の光ファ
イバBを接続し、その光ファイバBの出力側に1×n導
波路型スターカプラCを接続し、その1×n導波路型ス
ターカプラCのそれぞれの出力側に希土類元素を添加し
ない光ファイバDを接続するとともに、スターカプラC
及び光ファイバDの比屈折率差を光ファイバA、光ファ
イバBと同じ高比屈折率差Δ1 とし、光ファイバAの入
力側から信号光と励起光を伝播させる構成を備えてい
る。この構成によれば、接続される全ての光部品、光フ
ァイバA,光ファイバB,スターカプラC及び光ファイ
バDの比屈折率差が等しい値Δ1 を有するもので構成さ
れているので、それぞれの接続箇所での反射光の発生が
ない。そのため、信号光及び励起光を効率よく伝播させ
ることができ、高利得な増幅を行う光伝送系を実現する
ことができる。また、事前に信号光を増幅した後で、1
×n導波路型スターカプラCで信号光をn分配する方式
であるので、分配偏差を小さく抑えることができる。さ
らに、高利得な増幅を行う光伝送系では、わずかな反射
光の発生は信号光及び励起光の光源の不安定性(発信波
長変動、発信出力変動など)をまねくが、本発明の構成
では、このようなおそれはない。また比屈折率差が同じ
光部品であるので、設計及び製造が容易となり、低コス
ト化を図ることができる。さらに、従来は光部品接続部
からの反射光が入力側に戻ってこないように、高アイソ
レーション特性を有する光アイソレータを挿入しなけれ
ばならず、これが非常に高価であったが、本発明ではそ
れほどの高アイソレーション特性を有する光アイソレー
タを用いる必要がないため、この分だけ低コスト化も期
待できる。第2の発明は、第1の発明において、1×n
導波路型スターカプラCとその出力側に接続する光ファ
イバDの比屈折率差の値をΔ1 よりもはるかに低い値Δ
2に設定し、希土類元素を添加した高比屈折率差Δ1
光ファイバBの出力側を、熱拡散によってコアの拡大と
比屈折率差の値をΔ2 に低下させるようにした光分配用
デバイスである。この構成は第1の発明のような反射光
の防止効果は顕著ではない。しかし、入力側の希土類元
素を添加しない光ファイバAと希土類元素を添加した光
ファイバBとの間の反射光は発生しないので、光源の不
安定性を誘因しにくい構成であることは第1の発明と同
様である。この入力側光ファイバAの比屈折率差が高い
ことは信号光及び励起光用半導体レーザとの結合効率も
高くできるという利点がある。出力側の光ファイバDの
比屈折率差の値をΔ2 と低くした理由は、Δ2 は汎用的
に用いられている値であり、他の光部品との互換性を良
くするという観点からである。第3の発明は、第1の発
明において、希土類元素を添加した高比屈折率差Δ1
光ファイバBのコアはクラッド内に1つであっだが、そ
の代わりに、クラッド内に希土類元素を添加した複数の
コアを有するる高比屈折率差Δ1 の、いわゆる希土類元
素添加マルチコアファイバを用いた光分配用デバイスで
ある。すなわち光分配用デバイスは、通常、できるだけ
分配数nを増やすことにより、低コスト化をねらうもの
であるが、そのためには希土類元素添加光ファイバとし
ては大電力増幅をできるものでなければならない。そこ
で、この第3の発明では、クラッド内に希土類元素を添
加したコアを複数個有する、いわゆる希土類元素添加マ
ルチコアファイバを用いて大電力増幅を実現するように
したものである。第4の発明は、第2の発明において、
希土類元素を添加した高比屈折率差Δ1の光ファイバB
の代わりに、高比屈折率差Δ1 の希土類元素添加マルチ
コアファイバを用い、その希土類元素添加マルチコアフ
ァイバの出力側を、熱拡散によってそれぞれのコアの拡
大と比屈折率差の値をΔ2 に低下させ、1×n導波路型
スターカプラCとの接続部での反射光の低減を図るよう
にしたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the drawbacks of the prior art, and provides an optical distribution device capable of distributing a signal light with a low distribution deviation, a small amount of reflected light, and a high gain. it is the purpose of the first invention, connects the optical fiber B having a high specific refractive index difference delta 1 with the addition of rare earth elements on the output side of the optical fiber a having a high relative refractive index difference delta 1 without the addition of rare earth elements Then, a 1 × n waveguide type star coupler C is connected to the output side of the optical fiber B, and an optical fiber D to which a rare earth element is not added is connected to each output side of the 1 × n waveguide type star coupler C. With Star Coupler C
Also, the relative refractive index difference between the optical fiber D and the optical fiber A and the optical fiber B is set to the same high relative refractive index difference Δ 1, and the signal light and the excitation light are propagated from the input side of the optical fiber A. According to this configuration, all the optical components to be connected, the optical fiber A, the optical fiber B, the star coupler C, and the optical fiber D are configured so that the relative refractive index differences have the same value Δ 1. No reflected light is generated at the connection point. Therefore, the signal light and the pumping light can be efficiently propagated, and an optical transmission system that performs amplification with high gain can be realized. Also, after amplifying the signal light in advance, 1
Since the signal light is divided into n by the × n waveguide type star coupler C, the distribution deviation can be suppressed small. Furthermore, in an optical transmission system that performs amplification with high gain, the generation of a slight amount of reflected light causes instability of the light source of the signal light and the excitation light (oscillation wavelength variation, emission output variation, etc.), but with the configuration of the present invention, There is no such fear. Further, since the optical components have the same relative refractive index difference, designing and manufacturing are facilitated, and cost reduction can be achieved. Further, conventionally, an optical isolator having a high isolation characteristic had to be inserted so that the reflected light from the optical component connecting portion did not return to the input side, which was very expensive, but in the present invention, Since it is not necessary to use an optical isolator having such high isolation characteristics, cost reduction can be expected by this amount. 2nd invention is 1xn in 1st invention.
The value of the relative refractive index difference between the waveguide type star coupler C and the optical fiber D connected to its output side is much lower than Δ 1.
The optical distribution is set to 2 and the output side of the optical fiber B having a high relative refractive index difference Δ 1 to which a rare earth element is added is adapted to expand the core by thermal diffusion and reduce the value of the relative refractive index difference to Δ 2. Device. With this configuration, the effect of preventing reflected light as in the first invention is not remarkable. However, since reflected light is not generated between the optical fiber A on which the rare earth element is not added and the optical fiber B on which the rare earth element is added on the input side, it is difficult to induce instability of the light source. Is the same as. The fact that the relative refractive index difference of the input side optical fiber A is high has an advantage that the coupling efficiency with the signal light and the pump light semiconductor laser can be increased. Reason for the value of the relative refractive index difference of the optical fiber D of the output side is low as delta 2 is, delta 2 is a value which is used for general purposes, from the viewpoint of improving compatibility with other optical components Is. A third invention is the same as the first invention, wherein the optical fiber B having a high relative refractive index difference Δ 1 to which the rare earth element is added has only one core in the clad, but instead, the rare earth element is contained in the clad. It is a device for light distribution using a so-called rare earth element-doped multi-core fiber having a high relative refractive index difference Δ 1 having a plurality of doped cores. That is, the optical distribution device is usually aimed at cost reduction by increasing the distribution number n as much as possible, but for that purpose, the rare earth element-doped optical fiber must be capable of high power amplification. Therefore, in the third aspect of the invention, so-called rare earth element-added multi-core fiber having a plurality of cores to which rare earth elements are added is provided in the clad to realize high power amplification. A fourth invention is the same as the second invention,
Optical fiber B with high relative refractive index difference Δ 1 containing rare earth element
Instead of using, a rare-earth element-doped multi-core fiber with a high relative refractive index difference Δ 1 is used, and the output side of the rare-earth element-doped multi-core fiber is expanded by thermal diffusion and the value of the relative refractive index difference is set to Δ 2 . This is intended to reduce the reflected light at the connection portion with the 1 × n waveguide type star coupler C.

【0005】[0005]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1に本発明の光分配用デバイスの第1の
実施例を示す。これはは矢印で示す信号光4を増幅した
後、7分配するためのデバイス構成例を示したものであ
る。この構成は、Er添加シングルモードファイバ8の
比屈折率差を高い値Δ1 に定め、それ以外の光部品、シ
ングルモードファイバ7、導波路型1×7スターカプラ
12、シングルモードファイバ9ー1〜9ー7の比屈折
率差もΔ1 に設定したものである。これにより、それぞ
れの接続部からの反射光をなくすようにしたものであ
る。シングルモードファイバ7の入力側からは信号光4
が入力される。また、光分波器11を介して励起光源1
0からの励起光5もシングルモードファイバ7内に結合
されて信号光4と共にEr添加シングルモードファイバ
8内に伝送される。例えば、励起光5として波長0.9
8μmあるいは1.48μmを用いると、高凖位に電子
が励起され、この状態で入射した信号光は誘導放出によ
り増幅され、導波路型1×7スターカプラ12で7つの
増幅された信号光に分配され、それぞれのシングルモー
ドファイバ9ー1〜9ー7へ伝送される。上記増幅され
た信号光出力6ー1〜6ー7の分配偏差量は、導波路型
1×7スターカプラ12の分配偏差量に依存する。すな
わち、従来のように、上記分配偏差量がさらに増幅され
て大きくなることはない。導波路型1×7スターカプラ
12はこれに限ることなく、分配数nは2以上の値であ
ればよい。例えば100以上の値でもよく、複数の導波
路型1×nスターカプラをカスケードにつなぐことによ
って分配数を増やすことができる。なお、導波路型スタ
ーカプラ12の代わりに、ファイバ型スターカプラを用
いてもよい。 (実施例2)図2は本発明の光分配用デバイスの第2の
実施例を示したものである。これは、導波路型1×7ス
ターカプラ14とシングルモードファイバ15ー1〜1
5ー7の比屈折率差をΔ1 よりもはるかに低い値Δ2
し、Er添加シングルモードファイバ8と導波路型1×
7スターカプラ14との接続部での反射光を抑圧するた
めに、Er添加シングルモードファイバ8の出力側を熱
拡散によってコアの拡大と比屈折率差の値をΔ2 に低下
させるように工夫されている。(モードフィールド径の
制御領域13と呼称することにする。)Δ2 は例えば、
Δ1 が1〜数%の値に対して、0.数%の値が設定され
る。シングルモードファイバ15ー1〜15〜7の比屈
折率差を低い値Δ2 にする理由は、Δ2 は汎用的に用い
られている値であり、シングルモードファイバ15ー1
〜15〜7の後に接続する光部品(例えば光分波器、光
カプラなど)との互換性を考慮に入れたためである。 (実施例3)図3は本発明の光分配用デバイスの第3の
実施例を示したものである。これは、図1のEr添加シ
ングルモードファイバ8の代わりに、高比屈折率差Δ1
のEr添加マルチコアファイバ17を用いた場合であ
る。このEr添加マルチコアファイバ17は図5〜図1
1に示すように、クラッド内にErを添加したコアを複
数個用いることにより、高利得化と大電力増幅化を実現
するためのものである。Er添加マルチコアファイバ1
7の入力側はテーパ部16を設けることにより、信号光
及び励起光を、それぞれのコア内に一様に励振させるよ
うに工夫されている。 (実施例4)図4は本発明の光分配用デバイスの第4の
実施例を示したものである。この構成は、導波路型1×
7スターカプラ14とシングルモードファイバ15ー1
〜15〜7の比屈折率差をΔ2 とし、Er添加マルチコ
アファイバ17の出力側にモードフィールド径の制御領
域13を設けたものである。なお、図5〜図11におい
て、18はクラッド、19は稀土類元素を添加したコ
ア、20は複数のコアのグループ径、21は中間層、2
2は第1クラッド、23はバッファ層を示したものであ
る。すなわち、図5はクラッド18内にコアが21個含
まれる場合で、21個のコアのグループ径はシングルモ
ードファイバ7のコア径と略等しい寸法に選ぶことが好
ましい。図6はクラッド内にコアが9個含まれる場合で
ある。図7はクラッド18の中心に大口径のコア19ー
1を配置させ、その周辺に小口径のコア19ー2〜19
ー13を配置させた構成である。図8はそれぞれのコア
19ー1〜19ー13が一体化された場合である。図9
はそれぞれのコアの外周を中間層21で覆った構造であ
る。ここで、この中間層21の屈折率はコアの屈折率よ
りも低い値に選ばれる。図10はクラッド18(この場
合には第2のクラッドとなる)の内側の第1クラッド2
2内に21個のコアを配置させ、上記第1クラッド22
をバッファ層23で覆った構造である。このバッファ層
23の屈折率もコアのそれよりも低く選ばれる。図11
はコアグループ径20内へのコアの配置例を示したもの
であり、コアの数が7から361の場合の実施例を示し
たものである。 (実施例5)図12は本発明の光分配用デバイスの第5
の実施例を示したものである。これはシングルモードフ
ァイバ7とEr添加シングルモードファイバ8との間、
Er添加シングルモードファイバ8と導波路型1×7ス
ターカプラ12との間に光アイソレータ24ー1、24
ー2を挿入した場合の実施例である。この光アイソレー
タの挿入は反射光を十分に抑圧し、励起光及び信号光の
光源の不安定性をなくす効果をもつ。ただしこの光アイ
ソレータ24ー1、24ー2のアイソレーション特性は
従来のような高アイソレーション特性のものを使わなく
てもよい。本発明は上記実施例に限定されない。まず希
土類元素としてはEr以外にNd、Pr、Yb、Sm、
Tm、Ho、Ce、などの希土類元素を少なくとも1種
含んだものを用いることができる。また光ファイバはシ
ングルモードファイバ以外に、マルチモードファイバで
もよい。さらにEr添加シングルモードファイバ8(あ
るいはマルチコアファイバ17)の後には励起光を分離
するための光フィルタ(図示せず)を挿入してもよい。
また、Er添加シングルモードファイバ(あるいはマル
チコアファイバ)はカスケードに接続されていてもよ
い。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the light distribution device of the present invention. This shows a device configuration example for amplifying the signal light 4 indicated by an arrow and then distributing the signal light 7. In this configuration, the relative refractive index difference of the Er-doped single mode fiber 8 is set to a high value Δ 1 , and the other optical components, the single mode fiber 7, the waveguide type 1 × 7 star coupler 12, the single mode fiber 9-1. The relative refractive index difference of ~ 9-7 is also set to Δ 1 . This eliminates the reflected light from each connection. Signal light 4 from the input side of single mode fiber 7
Is entered. In addition, the pumping light source 1 is also transmitted via the optical demultiplexer 11.
The pumping light 5 from 0 is also coupled into the single mode fiber 7 and transmitted together with the signal light 4 into the Er-doped single mode fiber 8. For example, the wavelength of the excitation light 5 is 0.9
When 8 μm or 1.48 μm is used, electrons are excited to a high level, and the signal light incident in this state is amplified by stimulated emission, and is converted into seven amplified signal lights by the waveguide type 1 × 7 star coupler 12. It is distributed and transmitted to the respective single mode fibers 9-1 to 9-7. The distribution deviation amount of the amplified signal light outputs 6-1 to 6-7 depends on the distribution deviation amount of the waveguide type 1 × 7 star coupler 12. That is, unlike the conventional case, the distribution deviation amount is not further amplified and increased. The waveguide type 1 × 7 star coupler 12 is not limited to this, and the distribution number n may be a value of 2 or more. For example, the value may be 100 or more, and the number of distributions can be increased by connecting a plurality of waveguide type 1 × n star couplers in a cascade. A fiber type star coupler may be used instead of the waveguide type star coupler 12. (Embodiment 2) FIG. 2 shows a second embodiment of the light distributing device of the present invention. This is a waveguide type 1 × 7 star coupler 14 and single mode fibers 15-1 to 15-1.
The relative refractive index difference of 5-7 is set to a value Δ 2 much lower than Δ 1 , and the Er-doped single mode fiber 8 and the waveguide type 1 ×
In order to suppress the reflected light at the connection portion with the 7-star coupler 14, the output side of the Er-doped single mode fiber 8 is devised to expand the core and reduce the value of the relative refractive index difference to Δ 2 by thermal diffusion. Has been done. (It will be referred to as a mode field diameter control region 13.) Δ 2 is, for example,
For values of Δ 1 of 1 to several percent, 0. A value of several% is set. The reason why the relative refractive index difference between the single mode fibers 15-1 to 15-7 is set to a low value Δ 2 is that Δ 2 is a value that is generally used, and the single mode fiber 15-1
This is because the compatibility with optical components (for example, optical demultiplexer, optical coupler, etc.) connected after ˜15 to 7 is taken into consideration. (Embodiment 3) FIG. 3 shows a third embodiment of the light distribution device of the present invention. This is instead of the Er-doped single mode fiber 8 of FIG. 1, the difference high relative refractive index delta 1
This is the case of using the Er-doped multi-core fiber 17 of. This Er-doped multi-core fiber 17 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, by using a plurality of cores to which Er is added in the clad, a high gain and a high power amplification are realized. Er-doped multi-core fiber 1
The input side of 7 is provided with a tapered portion 16 so that the signal light and the pumping light are uniformly excited in the respective cores. (Embodiment 4) FIG. 4 shows a fourth embodiment of the light distribution device of the present invention. This configuration is a waveguide type 1x
7 Star coupler 14 and single mode fiber 15-1
The relative refractive index difference between ˜15 and 7 is Δ 2, and the mode field diameter control region 13 is provided on the output side of the Er-doped multicore fiber 17. 5 to 11, 18 is a clad, 19 is a core to which a rare earth element is added, 20 is a group diameter of a plurality of cores, 21 is an intermediate layer, 2
Reference numeral 2 is a first cladding, and 23 is a buffer layer. That is, FIG. 5 shows a case where 21 cores are included in the clad 18, and the group diameter of the 21 cores is preferably selected to be substantially equal to the core diameter of the single mode fiber 7. FIG. 6 shows a case where nine cores are included in the clad. In FIG. 7, a large-diameter core 19-1 is arranged at the center of the clad 18, and small-diameter cores 19-2 to 19-19 are arranged around it.
-13 is arranged. FIG. 8 shows a case where the cores 19-1 to 19-13 are integrated. Figure 9
Is a structure in which the outer periphery of each core is covered with the intermediate layer 21. Here, the refractive index of the intermediate layer 21 is selected to be lower than the refractive index of the core. FIG. 10 shows the first clad 2 inside the clad 18 (which becomes the second clad in this case).
21 cores are arranged in 2 and the first clad 22
Is covered with the buffer layer 23. The refractive index of this buffer layer 23 is also selected to be lower than that of the core. Figure 11
Shows an example of the arrangement of cores within the core group diameter 20, and shows an example in the case where the number of cores is 7 to 361. (Embodiment 5) FIG. 12 shows a fifth embodiment of the light distribution device of the present invention.
FIG. This is between the single mode fiber 7 and the Er-doped single mode fiber 8,
The optical isolators 24-1, 24 are provided between the Er-doped single mode fiber 8 and the waveguide type 1 × 7 star coupler 12.
This is an example in which the H.-2 is inserted. The insertion of this optical isolator has the effect of sufficiently suppressing the reflected light and eliminating the instability of the pump light and signal light sources. However, the isolation characteristics of the optical isolators 24-1 and 242 do not have to be those having the conventional high isolation characteristics. The present invention is not limited to the above embodiment. First, as the rare earth element, in addition to Er, Nd, Pr, Yb, Sm,
A material containing at least one rare earth element such as Tm, Ho and Ce can be used. Further, the optical fiber may be a multimode fiber other than the single mode fiber. Further, an optical filter (not shown) for separating the excitation light may be inserted after the Er-doped single mode fiber 8 (or the multi-core fiber 17).
Further, the Er-doped single mode fiber (or multi-core fiber) may be connected in a cascade.

【0006】[0006]

【発明の効果】本発明の光分配用デバイスは、信号光を
増幅した後に分配する方式であるので、分配偏差を小さ
く抑えることができる。また反射光の発生が少なく高利
得で信号光を分配することができる。特に、第1の発明
によれば、それぞれの光部品の比屈折率差をすべて等し
くすることにより、接続箇所からの反射光の発生をなく
すことができ、信号光および励起光を効率良く伝播させ
ることができ、高利得な増幅を行う光伝送系を実現する
ことができる。また、全ての光部品の比屈折率差が等し
いので、設計および製造が容易となり、大幅な低コスト
化が可能である。また、反射光が極めて少ないので、安
価な光アイソレータを挿入するだけで安定な光分配用デ
バイスを実現することができる。第2の発明は、出力側
の光ファイバの比屈折率差を低くすることにより、この
後に接続する光部品との互換性を良くすることができ、
また入力側の光ファイバの比屈折率差と、これに接続す
る希土類元素を添加した光ファイバとの比屈折率差は同
じ高比屈折率差であるので反射光が発生せず光源の不安
定性を誘引しにくい点では第1の発明と同様である。ま
た特に、第3、第4の発明によれば、希土類元素添加光
ファイバの代わりに希土類元素添加マルチコアファイバ
を用いることにより、高利得で大電力増幅ならびに多分
配を実現することができる。
Since the optical distribution device of the present invention is a system that amplifies the signal light and then distributes it, the distribution deviation can be suppressed to a small value. Further, the generation of reflected light is small and the signal light can be distributed with high gain. Particularly, according to the first aspect of the present invention, by making all the relative refractive index differences of the respective optical components equal, it is possible to eliminate the generation of reflected light from the connection point, and to propagate the signal light and the excitation light efficiently. Therefore, it is possible to realize an optical transmission system that performs high-gain amplification. Further, since all the optical components have the same relative refractive index difference, designing and manufacturing are facilitated, and a significant cost reduction is possible. Further, since the reflected light is extremely small, it is possible to realize a stable light distribution device simply by inserting an inexpensive optical isolator. In the second invention, by reducing the relative refractive index difference of the optical fiber on the output side, it is possible to improve the compatibility with the optical component to be connected later.
In addition, since the relative refractive index difference between the input side optical fiber and the rare earth element-doped optical fiber connected to it is the same high relative refractive index difference, no reflected light is generated and the light source becomes unstable. Is similar to the first invention in that it is difficult to attract. Further, in particular, according to the third and fourth aspects of the invention, by using a rare earth element-doped multi-core fiber instead of the rare earth element-doped optical fiber, it is possible to realize high power amplification and multi-distribution with high gain.

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

【図1】本発明の光分配用デバイスの実施例1の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a light distribution device of the present invention.

【図2】本発明の光分配用デバイスの実施例2の構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment of a light distribution device of the present invention.

【図3】本発明の光分配用デバイスの実施例3の構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a third embodiment of a light distribution device of the present invention.

【図4】本発明の光分配用デバイスの実施例4の構成
図。
FIG. 4 is a configuration diagram of a fourth embodiment of a light distribution device of the present invention.

【図5】(a)は、本発明の光分配用デバイスに使用さ
れるEr添加マルチコアファイバ。(b)は、その断面
図で、Er添加マルチコアファイバが、21個のコアを
有する例。
FIG. 5A is an Er-doped multicore fiber used in the light distribution device of the present invention. (B) is a cross-sectional view showing an example in which an Er-doped multicore fiber has 21 cores.

【図6】Er添加マルチコアファイバが、9個のコアを
有する例の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an example in which an Er-doped multicore fiber has 9 cores.

【図7】Er添加マルチコアファイバが、中心部に大口
径のコア、その周辺に小口径のコアを有する例の断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example in which an Er-doped multi-core fiber has a large-diameter core in the center and a small-diameter core around the core.

【図8】Er添加マルチコアファイバが、中心部のコア
とその周辺に配置されたコアとが一体化されたコアを有
する例の断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of an example in which an Er-doped multicore fiber has a core in which a core in a central portion and cores arranged around the core are integrated.

【図9】Er添加マルチコアファイバが、外周を中間層
で覆われたコアを有する例の断面図
FIG. 9 is a cross-sectional view of an example in which an Er-doped multicore fiber has a core whose outer periphery is covered with an intermediate layer.

【図10】Er添加マルチコアファイバが、バッフア層
で覆われた第1のクラッド内に21個のコアを有する例の
断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of an Er-doped multicore fiber having 21 cores in a first cladding covered with a buffer layer.

【図11】(a)から(j)は、Er添加マルチコアフ
ァイバの、複数のコアのグループ径20内へ、7個から
361個のコアが配置された例の断面図。
11A to 11J are cross-sectional views of an example of an Er-doped multicore fiber in which 7 to 361 cores are arranged within a group diameter 20 of a plurality of cores.

【図12】本発明の光分配用デバイスの実施例5の構成
図。
FIG. 12 is a configuration diagram of a fifth embodiment of a light distribution device of the present invention.

【図13】従来の光ファイバデバイスの構成図。FIG. 13 is a block diagram of a conventional optical fiber device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

17 Er添加マルチコアファイバ 18 クラッド 19 コア 20 複数のコアのグループ径 21 中間層 22 第1クラッド 23 バッファ層 17 Er-doped multi-core fiber 18 Clad 19 Core 20 Group diameter of a plurality of cores 21 Intermediate layer 22 First clad 23 Buffer layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希土類元素を添加しない高比屈折率差Δ
1 の光ファイバAの出力側に希土類元素を添加した高比
屈折率差Δ1 の光ファイバBを接続し、該光ファイバB
の出力側に1×n導波路型スターカプラCを接続し、該
スターカプラCのそれぞれの出力側に希土類元素を添加
しない光ファイバDを接続するとともに、スターカプラ
C及び光ファイバDの比屈折率差を前記光ファイバA、
光ファイバBと同じ高比屈折率差Δ1 とし、光ファイバ
Aの入力側から信号光と励起光を伝播させるようにした
光分配用デバイス。
1. A high relative refractive index difference Δ without adding a rare earth element.
The rare earth element high ratio connect the optical fiber B having a refractive index difference delta 1 added to the output side of the first optical fiber A, the optical fiber B
1 × n waveguide type star coupler C is connected to the output side of each of the star couplers C, optical fibers D to which no rare earth element is added are connected to each output side of the star coupler C, and the relative refraction of the star coupler C and the optical fiber D is connected. The optical fiber A,
An optical distribution device having the same high relative refractive index difference Δ 1 as the optical fiber B and propagating signal light and pumping light from the input side of the optical fiber A.
【請求項2】 請求項1記載の光分配用デバイスにおい
て、1×n導波路型スターカプラCとその出力側に接続
する光ファイバDの比屈折率差の値をΔ1 よりもはるか
に低い値Δ2 に設定し、希土類元素を添加した高比屈折
率差Δ1 の光ファイバBの出力側を、熱拡散によってコ
アの拡大と比屈折率差の値をΔ2 に低下させたことを特
徴とする光分配用デバイス。
2. The optical distribution device according to claim 1, wherein the relative refractive index difference between the 1 × n waveguide star coupler C and the optical fiber D connected to the output side thereof is much lower than Δ 1. By setting the value Δ 2 and expanding the core on the output side of the optical fiber B having a high relative refractive index difference Δ 1 to which a rare earth element is added, and reducing the relative refractive index difference value to Δ 2 , Characterized light distribution device.
【請求項3】 請求項1記載の光分配用デバイスにおい
て、希土類元素を添加した高比屈折率差Δ1 の光ファイ
バBの代わりに、クラッド内に希土類元素を添加した複
数のコアを有する高比屈折率差Δ1 の希土類元素添加マ
ルチコアファイバを用いたことを特徴とする光分配用デ
バイス。
3. The optical distribution device according to claim 1, wherein, instead of the optical fiber B having a high relative refractive index difference Δ 1 containing a rare earth element, a high core having a plurality of cores containing a rare earth element is provided in a cladding. An optical distribution device characterized by using a rare earth element-doped multicore fiber having a relative refractive index difference Δ 1 .
【請求項4】 請求項2記載の光分配用デバイスにおい
て、希土類元素を添加した高比屈折率差Δ1 の光ファイ
バBの代わりに、クラッド内に希土類元素を添加した複
数のコアを有する高比屈折率差Δ1 の希土類元素添加マ
ルチコアファイバを用い、該希土類元素添加マルチコア
ファイバの出力側を、熱拡散によってコアの拡大と比屈
折率差の値をΔ2 に低下させたことを特徴とする光分配
用デバイス。
4. The optical distribution device according to claim 2, wherein the optical fiber B having a high relative refractive index difference Δ 1 containing a rare earth element is replaced with a plurality of cores containing a rare earth element in the cladding. Using a rare earth element-doped multicore fiber having a relative refractive index difference Δ 1 , the output side of the rare earth element-doped multicore fiber is characterized in that the value of the core expansion and the relative refractive index difference is reduced to Δ 2 by thermal diffusion. Optical distribution device.
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WO2003036346A1 (en) * 2001-10-24 2003-05-01 Hitachi, Ltd. Optical waveguide member and optical module

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