JPH06334246A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH06334246A JPH06334246A JP11580293A JP11580293A JPH06334246A JP H06334246 A JPH06334246 A JP H06334246A JP 11580293 A JP11580293 A JP 11580293A JP 11580293 A JP11580293 A JP 11580293A JP H06334246 A JPH06334246 A JP H06334246A
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Abstract
帯および1.55μm帯以外の波長帯、特に1.3μm
帯と1.55μm帯との中間の波長帯で動作する光増幅
器を提供する。 【構成】 励起光源と、励起光と信号光とを結合する光
カップラと、少なくとも一種類の希土類元素が添加され
たコア部を有する光ファイバとを構成要素とする光増幅
器において、希土類元素をPrとし、さらに光源は、P
rの 1D2 準位を励起する励起光源と、 3Pi(i=0,1,2)
準位を励起する励起光源と、 1D2 および1G4 準位を
同時に励起する励起光源と、 3Pi(i=0,1,2)および 1G
4 準位を同時に励起する励起光源とからなる群から選択
されるものとした。
Description
1.55μm帯以外の波長帯、特に1.3μm帯と1.
55μm帯との中間の波長帯で動作する光増幅器に関す
る。
アに希土類元素を添加し、この希土類元素の4f殻内エ
ネルギー準位間の誘導放出で光信号の増幅を行う、いわ
ゆる光ファイバ増幅器の研究およびその実用化が進めら
れている。現在の光通信に利用されている波長帯は1.
3μm帯および1.5μm帯である。1.3μm帯に対
してはPrドープファイバ増幅器の研究が進められてお
り、一方1.5μmに対してはErドープファイバ増幅
器の研究が進められている。
故障修理およびイン・サービス試験のため、光線路試験
が必要となる。例えば、現在1.5μm帯の光通信シス
テムでは1.3μm帯の光を使って試験が行われ、一方
1.3μm帯の光通信システムでは1.5μm帯の光が
使われている。つまり、この光線路試験はそのシステム
が使用している信号波長以外の波長帯を利用して試験す
るように構成されている。将来的には、1.3μm帯お
よび1.5μm帯の両方の波長帯に使用可能な試験シス
テムの構築が望まれており、そのシステムの動作波長帯
として1.65μm帯の波長帯が考えられている。しか
し、1.65μm帯の光を用いると、試験光と1.5μ
mの信号光とがファイバ中で起こる誘導ラマン散乱を介
した相互作用を起こしてしまい、その結果信号光のデプ
レッションが生じて通信システムの擾乱を引き起こす。
ョンを抑えるには試験光として1.4m帯の光を用いれ
ば、1.4μmと、1.3μmおよび1.5μmとの波
類隔りが大きいため誘導ラマン散乱による1.3μmお
よび1.5μmとの光との相互作用を同時に下げること
ができ、1.3μmおよび1.5μm両光通信システム
に適用できる光線路試験監視システムを構成することが
できる。
試験監視システムの光源として使用できる高出力の半導
体レーザは開発されておらず、現存する半導体レーザの
出力光を増幅できる光増幅器の開発が望まれている。そ
こで、本発明の目的は、従来の光増幅器では困難であっ
た1.3μm帯および1.55μm帯以外の波長帯、特
に1.3μm帯と1.55μmとの中間の波長帯で動作
する光増幅器を提供することである。
題を解決するために、励起光源と、励起光と信号光とを
結合する光カップラと、少なくとも一種類の希土類元素
が添加されたコア部を有する光ファイバとを構成要素と
する光増幅器において、希土類元素をPrとし、さらに
光源は、Prの 1D2 準位を励起する励起光源と、 3P
i(i=0,1,2)準位を励起する励起光源と、 1D2 および 1
G4 準位を同時に励起する励起光源と、3Pi(i=0,1,2)
および 1G4 準位を同時に励起する励起光源とからなる
群から選択されるものとした。
成されることによって、光増幅用光ファイバに対して所
定の励起光を入射すると所定の増幅利得が得られる。す
なわち、励起光源から発せられたレーザ光は、集束され
て光カップラに入射される。さらに、この入射光は信号
源からのレーザ光と光カップラ内でカップリングされ
る。カップリングされた信号光は、励起光とともに光増
幅用光ファイバを通過して増幅される。
に説明する。
増幅用光ファイバを用いた光増幅器の概略的構成を説明
するための図である。図中、参照符号1は励起波長が4
88nmのアルゴンイオンレーザからなる励起光源、2
は光源からの光を集束するためのレンズ、3は光カップ
ラ、4は発振波長1.42μmの半導体レーザからなる
信号光源、5はコアにプラセオジウム(Pr3+)を50
0ppmドープしたフッ化物光ファイバ(光増幅用光フ
ァイバ)、6はピグテル、7は光スペクトラム分析器、
そして8は光アイソレータである。ピグテル6は、光ア
イソレータ8が介在する光増幅用光ファイバ5から出射
される信号光を光スペクトラム分析器7に導くものであ
る。また、光増幅用光ファイバ5のコア径は2μm、比
屈折率差は3.7%、そして長さは20mである。この
ファイバ5に用いられるコアガラスの組成は、54Zr
F4 −15BaF2 −15PbF2 −3.5LaF3 −
2.0YF3 −2.5AlF3 −8LiF(モル%)で
あり、一方クラッドガラスの組成は47.5ZrF4 −
23.5BaF2 −2.5LaF3 −2YF3 −4.5
AlF3−20NaF(モル%)である。
ンズ2によって集束されて光カップラ3に入射される。
さらに、この入射光は信号光源4からのレーザ光と光カ
ップラ3内でカップリングされる。カップリングされた
信号光は、励起光とともに光増幅用光ファイバ5を通過
して増幅される。励起光が光カップラ3へ入射した場合
と入射しない場合との、光増幅用光ファイバ5を通過し
た信号光強度の比より利得を求めた。その結果、励起光
強度100mWで励起した場合に、1.42μmで15
dBの利得が得られた。なお、図2は信号光源の波長を
変化させて測定した利得スペクトルである。この図から
明かなように、波長1.25μmから波長1.55μm
にかけての幅広い波長域で利得を確認できた。このよう
な利得スペクトル上において、波長1.25μmから波
長1.35μmにかけての利得は、図3に示すプラセオ
ジウム(Pr3+)のエネルギー準位から明らかなよう
に、1D2 準位から 1G4 準位への緩和により励起され
た 1G4 準位から 3H5 準位への誘導放出によって得ら
れたものである。したがって、図4に示すような構成か
らなる光増幅器において、2つの光カップラを用いて光
増幅用光ファイバに対して同時に 1D2 準位の励起光
(例えば波長485nmの光)および 1G4 準位の励起
光(例えば波長1017nmの光)を入射すれば、 1D
2 → 1G4 移による増幅利得と、 1G4 → 3H5 遷移に
よる増幅利得との比を任意に設定することが可能であ
る。この図において、参照符号1は 1D2 準位励起用の
光源、1′は1G4 準位励起用の光源、3は第1の光カ
ップラ、そして3′は第2の光カップラである。このよ
うな構成をとることによって、200nm以上の幅広い
波長帯域で動作する光増幅器として用いることが可能と
なり、また線路試験光の波長を1.3μmから1.5μ
mの間で変化させた場合でもその波長間の任意の波長で
光増幅器を動作させることが可能となる。
(図1参照)において、励起光源として発信波長590
nmの色素レーザを用いて 1D2 準位を直接励起した。
その結果、1.42μm帯で増幅利得を得ることができ
た。なお、励起手段として半導体レーザを用いてもよ
い。また、 1D2 準位を励起するために、 1D2 準位の
上位に位置するいずれの準位を励起してもよい。
増幅用光ファイバを用いた光増幅器の概略的構成を示す
ものである。図中、参照符号1は励起波長が488nm
のアルゴンイオンレーザからなる励起光源、5はコアに
Pr3+を500ppmドープしたフッ化物光ファイバ
(光増幅用光ファイバ)、8は光アイソレータ、9はチ
ョッパー、10は3dBカップラ、そして11は光カッ
プラである。このような構成からなる光増幅器における
Qスイッチリングレーザの動作を確認した。その結果、
1.4μm帯でパルス幅150n秒、ピークパワー10
Wの光パルスを得ることができ、本発明の光増幅器をパ
ルス光源用の増幅媒体として、1.4μm帯で動作する
光パルス試験器を構成することができた。
てZeF4 系のフッ化物ファイバを用いたが、この素材
に限定されるものではない。例えば、InF3 系のフッ
化物ファイバ、カルコゲナイドガラスファイバ、石英ガ
ラスファイバ、リン酸ガラスファイバに代表される酸化
物ガラスファイバ、フツリン酸ガラスファイバ等、ファ
イバ化可能なガラスであれば増幅用光ファイバとして利
用可能である。
は、励起光源と、励起光と信号光とを結合する光カップ
ラと、少なくとも一種類の希土類元素が添加されたコア
部を有する光ファイバとを構成要素とする光増幅器にお
いて、希土類元素をPrとし、さらに光源は、Prの 1
D2 準位を励起する励起光源と、 3Pi(i=0,1,2)準位を
励起する励起光源と、 1D2 および 1G4 準位を同時に
励起する励起光源と、 3Pi(i=0,1,2)および 1G4 準位
を同時に励起する励起光源とからなる群から選択される
ことを特徴とするものなので、励起光源から発せられた
レーザ光は集束されて光カップラに入射され、この入射
光は信号源からのレーザ光と光カップラ内でカップリン
グされ、さらにカップリングされた信号光は励起光とと
もに光増幅用光ファイバを通過して増幅されることによ
って、誘導ラマン散乱を介した1.3μm帯および1.
55μm帯との光との相互作用の小さい1.4μm帯の
光を増幅することができるため、1.3m帯通信システ
ムおよび1.55μm帯通信システムの両者に適用でき
る試験システム用光増幅器または光源として用いること
可能となる。また、動作波長が200nmという広い波
長帯であるため、単に試験システム用の光増幅器として
用いられるのみならず、1.3μmから1.5μmにか
けて動作する利得が波長依存性のない光信号用広帯域増
幅器への応用も可能である。
するための図である。
説明するための図である。
である。
構成を説明するための図である。
成を説明するための図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 励起光源と、励起光と信号光とを結合す
る光カップラと、少なくとも一種類の希土類元素が添加
されたコア部を有する光ファイバとを構成要素とする光
増幅器において、 前記希土類元素はプラセオジウム(Pr)であり、さら
に前記光源は、プラセオジウム(Pr)の 1D2 準位を
励起する励起光源と、 3Pi(i=0,1,2)準位を励起する励
起光源と、 1D2 および 1G4 準位を同時に励起する励
起光源と、 3Pi(i=0,1,2)および 1G4 準位を同時に励
起する励起光源とからなる群から選択されることを特徴
とする光増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11580293A JP3228371B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11580293A JP3228371B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 光増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06334246A true JPH06334246A (ja) | 1994-12-02 |
JP3228371B2 JP3228371B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=14671450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11580293A Expired - Lifetime JP3228371B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 光増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3228371B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP11580293A patent/JP3228371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3228371B2 (ja) | 2001-11-12 |
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