JPH07114299B2 - 偏光に感受性ではない増幅装置 - Google Patents

偏光に感受性ではない増幅装置

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JPH07114299B2
JPH07114299B2 JP4218117A JP21811792A JPH07114299B2 JP H07114299 B2 JPH07114299 B2 JP H07114299B2 JP 4218117 A JP4218117 A JP 4218117A JP 21811792 A JP21811792 A JP 21811792A JP H07114299 B2 JPH07114299 B2 JP H07114299B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体の一端に増幅器
の入力信号が供給され、他の一端に反射器が設置されて
いて、反射器によって反射させられ、増幅器によって増
幅された増幅器の入力信号によって形成された増幅器の
出力信号は、増幅器の第１端に於いて取り出されるよう
な光半導体を含む偏光非依存増幅器に関する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】そのよう
な装置は“エレクトロニック レターズ（Ｅｌｅｃｔｏ
ｒｏｎｉｃＬｅｔｔｅｒｓ）”の１９８８年８月１８日
第２４巻Ｎｏ．１７ １０７５，１０７６頁に公表され
た「偏光非依存形状光増幅装置（Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉ
ｏｎ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔ
ｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）」とい
うタイトルの論文に開示されている。光通信装置では、
増幅器はしばしば用いられ、一般的に光半導体増幅装置
では装置に送られる光信号の偏光にしばしば強く依存す
る増幅をする。上述の論文によると、該欠点を克服する
ために、光信号が増幅装置を２度通るとの原理が用いら
れている、つまり１度は前方に、さらに１度は反対方向
に通し、光信号の偏光を２つの伝達方向の間で９０゜だ
け回転させるという原理が用いられている。この目的の
ために入力信号は既知の方法で増幅器の一方に供給さ
れ、一方反射器はその他方に設置され、該論文によれ
ば、その反射器は４５°の回転角をもち、後方に鏡を設
置しているノンレシプロカル（ｎｏｎｒｅｃｉｐｒｏｃ
ａｌ）ファラデー回転器より成るものである。増幅装置
入力信号が最初に増幅された後、増幅された信号はファ
ラデー回転器を通過し、次に鏡によって反射させられ
る。鏡によって反射された信号は、再びファラデー回転
器を通過し２度目の間に増幅装置によって増幅させられ
る。増幅装置の第１端では、そこに入力信号が供給さ
れ、該端にあらわれた増幅された反射信号は増幅装置の
出力信号として取りだされる。ファラデー回転器及び鏡
の組み合わせは、偏光に関してノンレシプロカルな反射
器としてみなされるべきである。該反射器は直角偏光反
射器とも言われるが、光を９０°回転させて反射し、前
進方向及び帰りの方向の中で全体としての増幅は、増幅
器に供給された光信号の偏光の方向に依存しないという
結果となる。信号が同じ装置を通って９０°の回転を２
回して通過するので、ノンレシプロカルな、偏光回転構
成部分が用いられることが必要であることがわかる。し
かしながら既知の直角偏光反射器は、ファラデー回転器
がかさばった構成要素であるという欠点をもち、その結
果、付加的なレンズが必要となり、配置及び反射の問題
を生ずる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の欠点を避けた上記において述べられたタイプの増幅装
置を供給することにある。この目的は、本発明により反
射器がレシプロカル（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）なもので
あり、それに供給される信号または信号成分は増幅装置
の主軸に垂直な偏光をもち、該信号又は、信号成分は、
該主軸に実質的に平行な偏光をもつ反射信号として反射
される又はその逆であることで本発明の目的は達成され
る。偏光非依存性はまた簡単なレシプロカルな装置をも
ちいて達成されることが見出された。この場合偏光反射
が偏光回転の代わりに行われる。
【０００４】本発明の１つの態様では、好ましく用いら
れたならばレシプロカルな反射器は遅延装置及び後方に
設置された鏡によって構成されている。好ましくは、遅
延装置はλ／４遅延装置であり、遅延装置の１つの主軸
と増幅装置の偏光との間の角度が４５°に等しいもので
ある。この場合、大きさの点で小さいところの小さなλ
／４板でまにあわせることが可能である。該板は非常に
薄くすることができて、その結果レンズを省くことがで
き、それによってコンパクトなユニットが得られる。本
発明の１つの態様では、該λ／４遅延装置が、複屈折ガ
ラスファイバー切片により形成され、そのガラスファイ
バーの長さが、該入力ビート（ｂｅａｔ）長のｎ／２＋
１／４倍に等しく、ｎは０又は整数に等しいものであ
る。入力ビート長とは２つの偏光モード間の位相差が３
６０°だけ増加した伝播距離として定義される。増幅装
置にλ／４遅延装置を組み込めば、非常にコンパクトな
ユニットが得られる。上述の態様では、鏡として高反射
率をもつ被覆層を用いることは、非常に有利であり、そ
の結果ユニットはさらにコンパクトになる。本発明の他
の態様ではレシプロカルな反射器は、中に遅延装置の組
み込まれたループ反射器より成っている。このことをよ
り詳しく述べれば、ループ反射器は、ガラスファイバー
ループ中に９０°円状遅延装置が組み込まれているガラ
スファイバーループの末端に結合装置の出力が接続され
ている結合装置より構成されている。この場合、円状遅
延装置は捩じれたガラスファイバー切片により簡単に形
成される。
【０００５】本発明は、図面を参照することによって、
以下により詳しく説明されるであろう。図面中、図１は
本発明の好ましく用いられたときの１つの態様が示され
ている。図２は、本発明の更に有用な１つの態様を示
す。
【０００６】前出の文献は、増幅装置たとえば１つの光
半導体増幅装置であり、より偏光依存の小さいもので、
信号が２度増幅される、すなわち１度は前進方向で、そ
して２度目の間は帰りの方向で増幅されるという原理を
利用しているものを作るための１つの解答を開示してい
る。反対方向で増幅する前に、１度増幅された信号の偏
光は回転せしめらる。入力信号は、異なった偏光方向で
２度増幅されるので、全体としての増幅は、入力信号の
偏光方向に依存する割合がより少ないであろう。該効果
を達成するために、直角偏光反射器が用いられ入力信号
の偏光は光増幅器によって増幅された後、直角に反射さ
れる。この態様はファラデー回転器及び鏡を含んでいる
ものである。
【０００７】本発明は全ての偏光方向が直角に反射され
る必要がない、という独創的な洞察に基づいている。そ
の様な反射は、増幅装置が偏光の水平主軸をもっている
と仮定すれば、水平及び垂直の偏光方向のみのために必
要であろう。このことから進めば、レシプロカルな反射
器が用いられ、それに供給された信号であって、垂直な
偏光を有する信号が実質的に水平な偏光を有する又はそ
の逆のものである反射信号として反射される。レシプロ
カル（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）及びノンレシプロカル
（ｎｏｎｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）の概念についてはジャ
ーナル オブ Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．の１９４１年３
１号４８８〜５０３頁、１９４２年３２号４８６〜４９
３頁、１９４７年３７号１０７〜１１２頁、１９４８年
３８号６７１〜６８５頁及び１９５６年４６号１２６〜
１３２頁に発表されたＲ．Ｃ．Ｊａｍｅｓ著の「光学シ
ステムＩ〜ＶＩＩＩの取扱のための新しい計算法」とい
う論文を参照されたい。
【０００８】図１は好ましく用いられたときの本発明の
１つの態様を示す。該態様は、少なくとも３つのポート
があり、入力信号ｉｓは１つのポートより供給され隣接
したポートより放出されるサーキュレーターを含むもの
である。該隣接したポートはたとえば光半導体のような
光増幅装置に接続されている。光増幅器の他端に設置さ
れているものは、遅延装置Ｒであり、特にλ／４遅延装
置でありその後ろには、鏡Ｓが設置されている。遅延装
置Ｒの主軸の１つと増幅装置の偏光方向の間の角度は好
ましくは４５°である。遅延装置はレシプロカルな装置
である。それに供給される信号は、二つの成分で表さ
れ、その成分の偏光の方向は互いに垂直である。遅延装
置は、そのうちの一つの成分を他より遅らせる。図１の
態様では増幅装置の入力信号ｉｓは、サーキュレーター
Ｃの１つのポートに供給され、その隣接したポートを通
じて光増幅装置ＯＡに達する。光増幅装置ＯＡにより増
幅された後、増幅された入力信号は増幅された入力信号
の上述の遅延された成分と共にλ／４遅延装置Ｒに達す
る。鏡Ｓによって反射された後、信号は再び反対方向に
遅延装置Ｒ及び、増幅装置ＯＡを通過する。増幅された
反射信号ｒｓは、光増幅器の入力部に現われ、サーキュ
レーターＣによって、入力信号ｉｓと分別される。増幅
された反射信号は、第３のポートにて、増幅された出力
信号ｏｓとして取り出すことができる。本態様ではλ／
４遅延装置Ｒ及び鏡Ｓから成る偏光レシプロカル反射器
を用いることによって、出力信号ＯＳがより偏光に依存
しないという結果を達成することができる。もしもλ／
４遅延装置の主軸の１つと増幅装置の偏光との角度が４
５°に等しいならば偏光非依存性の最適な増幅が得られ
る。最も簡単な遅延装置の形態は４５°λ／４板（プレ
ート）である。該板は非常に薄くすることができて、そ
の結果として、それと共に相互に作用する構成要素、即
ち増幅装置と鏡に直接に結合することができる。他の言
葉でいえばレンズは省略できるということである。本態
様においては、コンパクトなユニットが達成できること
は明白である。
【０００９】λ／４板は垂直直線偏光光を円偏光光に変
え、それは鏡によって他の方向への（右周り／左周り）
回転の円偏光光として反射される。次にλ／４板は、そ
れに供給された円偏光の光信号を水平偏光光に変える。
変換は水平偏光入力信号に対しても生じる。入力信号ｉ
ｓは、単にレシプロカルな構成要素から成るところの上
述の装置の簡単な配置によって、偏光に依存しない増幅
率でもって増幅されることが見出された。λ／４遅延装
置は複屈折ガラスファイバーの切片によって有利な効果
を伴っなて形成され、そのガラスファイバーの長さは該
入力ビート長のｎ／２＋１／４倍に等しく、ｎは０また
は整数に等しいものである。ビート長の概念は、異なっ
た伝搬定数を持っている２つの伝搬モードの場合に用い
られる。１ビート長の距離を２つのモードが伝搬すれば
２つのモードの位相差は３６０゜となる。波長の代わり
にカップリング長も用いられる。複屈折ガラスファイバ
ーにとって、２つの各々のモードは２つの垂直軸偏光で
ある。レシプロカルな反射器をよりコンパクトに作るた
めにλ／４遅延装置は、増幅装置に組み込まれる。もし
も鏡が高反射率をもった被覆層によって形成され、λ／
４遅延装置の出力面上に配置されるならば、１つのコン
パクトな装置の配置が得られる。
【００１０】図２は偏光レシプロカル反射器が、９０゜
のレシプロカル偏光回転をもったループ反射器として作
られているもう１つの態様を示す。サーキュレターＣを
通過した後入力信号ｉｓは結合装置、例えば３ｄＢの結
合装置に供給されその後１つのポートから現れた信号は
増幅装置ＯＡに供給される。増幅装置ＯＡから発する信
号は、結合装置Ｋを通じてガラスファイバーループＯＦ
の一端に与えられ、該ガラスファイバーの他端は結合装
置Ｋの他の出力ポートに連結されている。９０°円状遅
延装置ＣＲは、ガラスファイバーループＯＦ中に組み込
まれている。該円状遅延装置は捩じれたガラスファイバ
ー切片として与えられてもよい。
【００１１】この場合に用いられる円状遅延は、光学的
活性とも呼ばれる。３ｄＢ結合装置はそれ以上に取り出
し装置として用いることもでき、そのためにサーキュレ
ターＣが、図示された態様中で選択されている。図２に
示された配置中で、入力信号ｉｓは再び偏光に依存しな
い増幅率をもって増幅される。上述より、偏光非依存性
増幅は、簡単でコンパクトなレシプロカルな構成要素で
もって得ることができることが明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましく用いられたときの１つの態様
が示されている。
【図２】本発明の更に有用な１つの態様をしめす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭57−40671（ＪＰ，Ｂ２) ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲ Ｓ ＶＯＬ．27，ＮＯ．７，（1991−３− 28）（米）Ｐ．571−572

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光半導体増幅装置であって、その一端に
    増幅装置の入力信号が供給され、他の一端において反射
    器が配置されている光半導体増幅装置からなる偏光に依
    存しない増幅装置であり、その増幅装置出力信号は、反
    射器によって反射され且つ増幅装置によって増幅された
    増幅装置入力信号によって形成されたもので、その増幅
    装置出力信号は、該増幅装置の第一端より取り出される
    ものであるところの偏光に依存しない増幅装置におい
    て、該反射器はレシプロカルなものであり、それに供給
    される信号または信号成分は増幅装置の主軸に垂直な偏
    光をもち、該信号又は信号成分は該主軸に実質的に平行
    な偏光をもつ反射信号として反射される又はその逆であ
    ることを特徴とする偏光非依存増幅装置。
  2. 【請求項２】 該反射器が遅延装置及びその後ろに配置
    される鏡を含むものであることを特徴とする請求項１記
    載の増幅装置。
  3. 【請求項３】 遅延装置がλ／４遅延装置であり且つ、
    遅延装置の主軸の１つと増幅装置の偏光との間の角度が
    ４５°に等しいことを特徴とする請求項２記載の増幅装
    置。
  4. 【請求項４】 該λ／４遅延装置が、複屈折ガラスファ
    イバー切片により形成され、そのガラスファイバーの長
    さが該入力ビート長のｎ／２＋１／４倍に等しく、ｎは
    ０又は整数に等しいものであることを特徴とする請求項
    ２又は３記載の増幅装置。
  5. 【請求項５】 λ／４遅延装置が増幅装置に組み込まれ
    ていることを特徴とする請求項２、３又は４のいずれか
    １つに記載の増幅装置。
  6. 【請求項６】 該鏡が高反射率をもつ被覆層によって形
    成されていることを特徴とする請求項２、３、４又は５
    のいずれか一つに記載の増幅装置。
  7. 【請求項７】 レシプロカルな反射器が、遅延装置が中
    に組み込まれているループ反射器であることを特徴とす
    る請求項１記載の増幅装置。
  8. 【請求項８】 ループ反射器が結合装置からなり、その
    結合装置の出力部にガラスファイバーループの末端が結
    合せしめられ、そのループ中に９０°円状遅延装置が組
    み込まれているものであることを特徴とする請求項７記
    載の増幅装置。
  9. 【請求項９】 円状遅延装置はねじれたガラスファイバ
    ー切片によって形成されているものであることを特徴と
    する請求項８記載の増幅装置。
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NL9101244A NL9101244A (nl) 1991-07-15 1991-07-15 Polarisatie-ongevoelige versterkingsinrichting.
NL9101244 1991-07-15

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JPH05211368A JPH05211368A (ja) 1993-08-20
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