JPH07151936A - 光ファイバアンプ用光部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源光を光ファイバアンプで増幅して伝播さ
せる際に、伝播光の強度が光源光の波長に依存してばら
つくことのないようにする光ファイバアンプ用光部品を
提供する。 【構成】 第１のレンズ１と第２のレンズ２を間隔を介
して対向配置し、第１のレンズ１側に光ファイバアンプ
を接続し、光ファイバアンプ側からの光を第１のレンズ
１側から第２のレンズ２側に伝播する。第１のレンズ１
と第２のレンズ２との光結合領域20には、前記光ファイ
バアンプの波長に対する利得変動特性を低減する方向の
光結合損失波長依存特性を持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いられる
光ファイバアンプに接続する光ファイバアンプ用光部品
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信を行う際に、図８に示すように、
半導体レーザ等の光源17からの光を伝播する光ファイバ
６ａ，６ｂの間に光ファイバアンプ５を介設し、光源17
から光ファイバ６ａに入射した光を光ファイバアンプ５
により中継して光ファイバ６ｂ側に入射させることが行
われている。

【０００３】光ファイバアンプ５には、例えば、エルビ
ウムイオン（Ｅｒ³⁺）等の光増幅媒質を光ファイバアン
プ５内の光ファイバのコアにドープすることにより作製
されるＥｒドープ光ファイバ等があり、光源17からの光
が光ファイバ６ａを介して光ファイバアンプ５に入射す
ると、光ファイバアンプ５は、エルビウム等の増幅媒質
の増幅作用によってその光を増幅し、増幅した光を光フ
ァイバ６ｂ側に入射させるのである。

【０００４】光ファイバアンプ５の利得は、増幅媒質に
固有のパラメータである光の吸収・放出断面積に依存す
るので、吸収・放出断面積の波長依存性に従って光ファ
イバアンプの利得も、図７に示すように波長依存性を有
することが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザ等の光通信用の光源17から光を出射させるときには、
レーザ駆動電流に直接変調をかけて、光を出射させる方
式があるが、例えば、波長1.550 μｍの１本の光をレー
ザから出射する場合でも、必ずチャーピングが生じ、波
長1.550 μｍの光の他に、波長が1.550 μｍ前後の、波
長1.550 μｍよりも低波長の光や1.550 μｍよりも高波
長の光を有する光となって出射される。

【０００６】一方、前記のように、光ファイバアンプ５
の利得は、光ファイバアンプ５に入射する光に対して波
長依存性を有するものであり、したがって、前記のよう
に波長のばらつき等のある光が光ファイバアンプ５に入
射すると、その光は光ファイバアンプ５の利得の波長依
存性に伴い、波長によって増幅率の異なる光となり、光
強度にばらつきのある光となって光ファイバ６ｂ側に入
射し、光ファイバ６ｂを伝播することとなる。

【０００７】特に、光ファイバアンプ５に入力される光
のパワーが小さいときには、その光を光ファイバアンプ
５により増幅させる割合が大きいために、増幅された光
の波長依存性は顕著であり、光ファイバ６ｂ側に入射す
る光は、波長による強度のばらつきが大きい。

【０００８】しかしながら、アナログ通信においては、
上記のように、光ファイバ６ｂを伝播していく光が波長
によって強度の異なるばらつきのある光となってしまう
と、伝播する光信号が歪んでしまうといった問題があ
り、そうなると、光通信の信頼性が低下してしまい、問
題であった。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、光源からの光を光フ
ァイバアンプで増幅して伝播させる際に、伝播する光の
強度が光源光の波長に依存してばらつくことのないよう
にする光ファイバアンプ用光部品を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、第１のレンズと第２のレンズを間隔を介して対
向配置し、第１のレンズ側に光ファイバアンプを接続
し、光ファイバアンプ側からの光を第１のレンズ側から
第２のレンズ側に伝播する光ファイバアンプ用光部品で
あって、前記光ファイバアンプの波長に対する利得変動
特性を低減する方向の光結合損失波長依存特性を第１の
レンズと第２のレンズとの光結合領域に持たせたことを
特徴として構成されている。

【００１１】また、前記第１のレンズと第２のレンズの
少なくとも一方側はロッドレンズとしたことも本発明の
特徴的な構成とされている。

【００１２】さらに、前記光ファイバアンプ用光部品は
光ファイバアンプと一体化していることも本発明の特徴
的な構成とされている。

【００１３】

【作用】上記構成の本発明において、光ファイバアンプ
用光部品の第１のレンズと第２のレンズとの光結合領域
には、接続相手側の光ファイバアンプの波長に対する利
得変動特性を低減する方向の光結合損失依存特性を持た
せてあるために、光ファイバアンプ側で増幅した光が光
ファイバアンプの波長に対する利得変動特性により光強
度のばらつきを生じても、その光が第１のレンズ側から
第２のレンズ側に伝播するときに、第１のレンズと第２
のレンズとの光結合領域の光結合損失依存特性により前
記光強度のばらつきは低減され、第２のレンズ側に伝播
する光の強度は、波長に依存することの殆どないほぼ一
定の強度の光となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一部
分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。図１
には、本発明に係る光ファイバアンプ用光部品の一実施
例が示されている。同図において、光ファイバアンプ用
光部品９はコリメータとして機能するものであり、基板
３上に第１のレンズ１と第２のレンズ２が間隔を介して
対向配設されており、第１、第２のレンズ１，２の接続
端面11，12は斜めに切削研磨され、端面11，12同士はほ
ぼ平行に対向している。また、第１のレンズ１の後端側
14には接続用光ファイバ７ａが接続され、第２のレンズ
２の後端側15には接続用光ファイバ７ｂが接続されてい
る。

【００１５】第１、第２のレンズ１，２は、図２に示す
ように、共にほぼ円柱形状のロッドレンズにより構成さ
れており、その円柱形状の中心に光軸を有し、光軸近傍
の屈折率が高く、光軸からレンズ１，２の側面側にかけ
て、屈折率が徐々に低くなるようになっている。

【００１６】図１に示す光ファイバアンプ用光部品９
は、図４に示すように、第１のレンズ１側が光ファイバ
アンプ５に接続されるものであり、接続用光ファイバ７
ａと光ファイバアンプ５側の光ファイバ６ｂを融着等に
より接続することにより、光ファイバアンプ５側からの
光を第１のレンズ１側から第２のレンズ２側に伝播する
ことができるようになっている。

【００１７】図３には、光ファイバアンプ用光部品９の
第１のレンズ１と第２のレンズ２との光結合の損失特性
を示す曲線Ａが、図４に示した接続相手側の光ファイバ
アンプ５の波長に対する利得変動特性を示す曲線Ｂと共
に示されており、曲線Ａに示すように、第１のレンズ１
と第２のレンズ２との光結合損失は波長λ_R のときに最
大となり、波長がλ_R よりも高波長のときには、光結合
損失が徐々に小さくなるようになっている。

【００１８】また、図の波長λ₁ からλ₂ までの範囲Ｓ
においては、曲線Ａの傾きは、曲線Ｂの傾きと等しくな
っており、例えば、波長λ₁ からλ₂ までの範囲Ｓの光
を光ファイバアンプ５側に入射させて光ファイバアンプ
５で増幅させた後に、増幅した光を光ファイバアンプ用
光部品９に入射させると、波長λ₁ のように、比較的光
ファイバアンプ５の利得が大きい場合、すなわち、光が
光ファイバアンプ５で大きく増幅される場合は、光ファ
イバアンプ用光部品９の第１のレンズ１と第２のレンズ
２との光結合損失も大きく、光が第１のレンズ１から第
２のレンズ２に伝播するときに光が大きく損失し、波長
λ₂ のように、比較的光ファイバアンプ５の利得が大き
くない場合、すなわち、光が光ファイバアンプ５であま
り増幅されない場合は、第１のレンズ１と第２のレンズ
２との光結合損失もあまり大きくなく、光が第１のレン
ズ１から第２のレンズ２に伝播されるときに、あまり損
失しないようになっている。

【００１９】このように、図１に示される本実施例の光
ファイバアンプ用光部品９の第１のレンズ１と第２のレ
ンズ２の光結合領域20には、接続相手側の光ファイバア
ンプ５の波長に対する利得変動特性を低減する方向の光
結合損失波長依存特性が持たせてあり、光結合領域20に
上記光結合損失波長依存特性を持たせたことが本実施例
の特徴的な構成となっている。

【００２０】なお、上記光結合領域20の光結合損失波長
依存特性は、第１、第２のレンズ１，２の屈折率分布や
モードフィールド径、および接続端面11，12の角度との
兼ね合いによって適宜設定されるものである。

【００２１】以上のように、本実施例は構成されてお
り、次に、その動作について説明する。まず、図４に示
すように、光源17に光ファイバアンプ５を接続し、光フ
ァイバアンプ５側の光ファイバ６ｂと光ファイバアンプ
用光部品９の接続用光ファイバ７ａを接続し、接続用光
ファイバ７ｂと光ファイバ６ｃを接続し、光源17から波
長λ_SGの光を出射する。そうすると、実際には、例え
ば、波長λ_SGを含む、図３に示した波長λ₁ からλ₂ の
波長の光が光源17から出射されて光ファイバ６ａに入射
し、光ファイバ６ａを介して光ファイバアンプ５に入射
し、光は、光ファイバアンプ５により、図３の曲線Ｂに
示すような利得の波長依存性に従って増幅される。

【００２２】そして、増幅された光が光ファイバアンプ
用光部品９の第１のレンズ１側から第２のレンズ２側に
伝播するが、光ファイバアンプ用光部品９の第１のレン
ズ１と第２のレンズ２との光結合領域20には、光ファイ
バアンプ５の利得の波長依存性を低減する方向の光結合
損失波長依存特性を持たせてあり、図３の曲線Ａに示す
ように、第１のレンズ１と第２のレンズ２との光結合損
失の大きさが波長に依存するため、光ファイバアンプ５
の利得が大きいとき、すなわち、光信号が大きく増幅さ
れたときには、その光が第１、第２の光ファイバ１，２
間で多く損失し、光ファイバアンプ５の利得が小さいと
き、すなわち、光信号があまり増幅されなかったときに
は、その光は第１、第２の光ファイバ１，２間であまり
損失しないで光ファイバアンプ用光部品９の第２の光フ
ァイバ２側に伝播するために、光の強度がほぼ一定とな
って光ファイバ６ｃ側に入射し、伝播する。

【００２３】本実施例によれば、光ファイバアンプ用光
部品９が上記のように動作するため、たとえ、光源17か
らの光に波長のばらつきがあり、光ファイバアンプ５で
増幅される光の強度が波長に依存してばらついたとして
も、光ファイバアンプ用光部品９を介して光ファイバ６
ｃ側に入射する光の強度はほぼ一定となり、従来のよう
に、波長により光強度のばらつきのある状態のままで光
ファイバを伝播することがない。そのため、光ファイバ
等を伝播する光信号が歪んでしまうことは殆どなく、光
通信の信頼性を向上させることが可能となる。

【００２４】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ことはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記実施例では、第１のレンズ１と第２のレンズ２を基板
３上に配設したが、第１、第２のレンズ１，２は必ずし
も基板３上に配設するとは限らず、図５に示すように、
第１、第２のレンズ１，２をハウジング16に固定して、
対向配置しても構わない。

【００２５】また、上記実施例では、第１、第２のレン
ズ１，２の後端側14，15に接続用光ファイバ７ａ，７ｂ
を接続したが、必ずしも第１、第２のレンズ１，２の後
端側14, 15に接続用光ファイバ７ａ，７ｂを接続すると
は限らず、例えば、図５で示したようなハウジング等を
光ファイバアンプ用光部品に設け、ハウジングに光ファ
イバ挿入孔を設けて、その光ファイバ挿入孔に光ファイ
バアンプ５側の光ファイバ６ｂを挿入固定できるような
構成としてもよい。

【００２６】さらに、光ファイバアンプ用光部品９は必
ずしも光ファイバアンプ５とは独立に形成した後、光フ
ァイバアンプ５に接続するとは限らず、光ファイバアン
プ用光部品と光ファイバアンプとを一体化したものとし
ても構わない。

【００２７】さらに、上記実施例では、第１、第２のレ
ンズ１，２は、共にその接続端面11，12を斜めに切削研
磨したロッドレンズとしたが、第１、第２のレンズ１，
２は必ずしも共に接続端面11, 12が斜めに切削されたロ
ッドレンズとするとは限らず、どちらか一方側が別のレ
ンズでもよく、例えば、図６に示すように、第１、第２
の両方のレンズ１，２が球レンズ等の別のレンズでも構
わない。すなわち、本発明では、光ファイバアンプ用光
部品９の第１のレンズ１と第２のレンズ２との光結合領
域20に接続相手側の光ファイバアンプ５の波長に対する
利得変動特性を低減する光結合損失波長依存特性が持た
せてあれば、第１、第２のレンズ１，２の寸法、形状等
は特に限定されるものではない。

【００２８】さらに、上記実施例では、光ファイバアン
プ５の波長に対する利得変動特性が図３の曲線Ｂに示さ
れ、その特性に対応させて、光ファイバアンプ用光部品
９の第１のレンズ１と第２のレンズ２との光結合領域20
の光結合損失波長依存特性が図３の曲線Ａに示されるよ
うに設定したが、光ファイバアンプ５の波長に対する利
得変動特性は、使用する光ファイバアンプ５により異な
るものであり、光結合領域20の光結合損失依存特性は、
使用する光ファイバアンプ５の波長に対する利得変動特
性や、光源光の波長のばらつきに対応させて適宜設定さ
れ、その特性を光結合領域20に持たせることにより、光
ファイバアンプ５の波長に対する利得変動特性によらな
いほぼ一定の強度の光を伝播し、効果的に光通信の信頼
性を向上させることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、第１のレンズと第２の
レンズとの光結合領域には、光ファイバアンプ用光部品
と接続する光ファイバアンプの波長に対する利得変動特
性を低減する方向の光結合損失波長依存特性を持たせて
あり、光ファイバアンプ側で増幅した光が、波長に対し
て光強度のばらつきを有していても、その光が第１のレ
ンズ側から第２のレンズ側に伝播するときに、光強度の
ばらつきが低減されるために、従来のように光ファイバ
アンプ側から、波長に対して光強度のばらつきのある光
がそのまま伝播されることはなく、強度がほぼ一定とな
った光を第２のレンズ側に伝播することが可能となる。
そのため、第２のレンズ側に光ファイバ等の光部品を接
続すれば、光ファイバアンプ側からの光信号を殆ど歪な
く光部品に伝播することができ、光通信の信頼性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバアンプ用光部品の一実
施例を示す構成図である。

【図２】図１の第１、第２のレンズ１，２を示す説明図
である。

【図３】図１の光ファイバアンプ用光部品９の第１のレ
ンズ１と第２のレンズ２との光結合損失波長依存特性を
接続相手側の光ファイバアンプの波長に対する利得変動
特性と共に示すグラフである。

【図４】図１の光ファイバアンプ用光部品９の光ファイ
バアンプ５との接続状態例を示す説明図である。

【図５】本発明の光ファイバアンプ用光部品の他の実施
例を示す説明図である。

【図６】本発明の光ファイバアンプ用光部品のさらに他
の実施例を示す説明図である。

【図７】光ファイバアンプの利得の波長依存性の一例を
示すグラフである。

【図８】従来の光ファイバアンプ５の光源17との接続状
態例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 第１のレンズ ２ 第２のレンズ ５ 光ファイバアンプ ９ 光ファイバアンプ用光部品 20 光結合領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のレンズと第２のレンズを間隔を介
   して対向配置し、第１のレンズ側に光ファイバアンプを
   接続し、光ファイバアンプ側からの光を第１のレンズ側
   から第２のレンズ側に伝播する光ファイバアンプ用光部
   品であって、前記光ファイバアンプの波長に対する利得
   変動特性を低減する方向の光結合損失波長依存特性を第
   １のレンズと第２のレンズとの光結合領域に持たせたこ
   とを特徴とする光ファイバアンプ用光部品。
2. 【請求項２】 第１のレンズと第２のレンズの少なくと
   も一方側はロッドレンズとしたことを特徴とする請求項
   １記載の光ファイバアンプ用光部品。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の光ファイバ
   アンプ用光部品は光ファイバアンプと一体化しているこ
   とを特徴とする光ファイバアンプ用光部品。