JPH07177096A - 光直接増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ひとつの励起光源が故障した場合において
も、２系統の光信号を増幅できる光直接増幅器を実現す
る。 【構成】 光信号入力端１８から入力された光は光サー
キュレータ３１の端子Ｔ ₁からＴ₂を通過し２つのエルビ
ウムドープファイバ３２、３３で増幅される。入力端１
９から入力された光は端子Ｔ₃からＴ₄を通過しエルビウ
ムドープファイバ３４、３５で増幅される。励起光源１
４から供給される励起光は光サーキュレータ３１の端子
Ｔ₂からＴ₃を通過しエルビウムドープファイバ３３、３
４を励起する。励起光源１５が供給する励起光も端子Ｔ
₄からＴ₁を通過しエルビウムドープファイバ３５、３２
を励起する。したがって一方の励起光源が故障した場合
においても、他方の励起光源により２系統の光信号を増
幅することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光直接増幅器に係わり、
特に２系統の光信号を増幅する光直接増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムでは、長距離の伝送によ
って生じる光信号の減衰を補うために所定の距離ごとに
中継局が設けられ、この中継局で光信号の増幅が行われ
ている。ところで、通常の通信は上り回線と下り回線を
使用した双方向の通信が行われており、このため中継局
では、上り回線と下り回線の双方の光信号を増幅する必
要がある。

【０００３】このような双方向の光信号を光直接増幅す
る場合に、一つの希土類添加ファイバによって双方向の
光信号を増幅することが原理的に可能である。しかし、
増幅後の光が伝送経路の途中にある接続点で反射して希
土類添加ファイバに戻ると、光直接増幅器の増幅利得が
不安定となったり、発振を起こすことがある。この反射
光を希土類添加ファイバに戻さないために、一方向にの
み光を通過し逆方向には光を通過させない光アイソレー
タを、希土類添加ファイバの光信号出力端につなぐこと
が行われる。この光アイソレータを双方からの反射光を
防ぐために希土類添加ファイバの両端に接続すると、反
射光のみならず信号光も希土類添加ファイバに入射でき
なくなり、双方向増幅器として使用できなくなる。そこ
で、これらの反射光が希土類添加ファイバへ戻ることを
防止するとともに、双方向の光信号を一つの希土類添加
ファイバにて増幅するための改良が種々行われている。

【０００４】図５はこのような改良が施された双方向光
直接増幅器の構成を表わしている。希土類添加ファイバ
１１の両端に接続された第１および第２の光サーキュレ
ータ１２、１３はそれぞれ第１の端子Ｔ₁₁、Ｔ₂₁から入
力される光を第２の端子Ｔ₁₂、Ｔ₂₂から出力し、第２の
端子Ｔ₁₂、Ｔ₂₂から入力される光を第３の端子Ｔ₁₃、Ｔ
₂₃から出力するとともに、これらの逆方向には光を通過
させない。第１の励起光源１４および第２の励起光源１
５はそれぞれ第１および第２の光合波器１６、１７に励
起光を供給する。光信号は光信号入力端１８、１９から
入力されこれらの光合波器１６、１７を介して光サーキ
ュレータ１２、１３の第１の端子Ｔ₁₁、Ｔ₂₁に導かれて
いる。これらの光信号は光サーキュレータ１２、１３の
第１の端子Ｔ₁₁、Ｔ₂₁から第２の端子Ｔ₁₂、Ｔ₂₂を経て
それぞれ希土類添加ファイバ１１で増幅され、増幅後の
光信号は光サーキュレータの第２の端子Ｔ₁₂、Ｔ₂₂から
第３の端子Ｔ₁₃、Ｔ₂₃を経て光信号出力端２１、２２か
ら出力される。

【０００５】一方、反射光は光信号出力端２１、２２か
ら光サーキュレータ１２、１３の第３の端子Ｔ₁₃、Ｔ₂₃
に到達するが、光サーキュレータは第３の端子Ｔ₁₃、Ｔ
₂₃から第２の端子Ｔ₁₂、Ｔ₂₂へは光を通過させない。し
たがって反射光は希土類添加ファイバ１１へ入射されな
い。このような双方向光直接増幅器は、特開平２─２８
１７７４号公報に開示されている。このほかにも、光サ
ーキュレータを用いて、反射光を無反射終端に導き、希
土類添加ファイバに戻さないようにした光直接増幅器
が、特開平３─１９４５１８号公報に開示されている。
また、通常は一方向の光信号の増幅に光直接増幅器を使
用し、光ファイバの障害点等の伝送経路の状況を試験す
る場合にのみ、試験パルスを双方向に増幅する光直接増
幅器が、特開平４─６２５２７号公報および特開平４─
６２５２８号公報に開示されている。

【０００６】ところで、このように一つの希土類添加フ
ァイバで双方向の光信号を増幅する場合、双方の光信号
が同一または近接した波長であると光信号同士で干渉を
起こし、正常に光信号の増幅ができない。また、一方の
光信号が伝送する情報に“０”が多く含まれる場合は、
供給されている励起光は他方の信号の増幅に多く費やさ
れ、この他方の信号の増幅利得が不必要に大きくなって
しまう。そこで、光信号同士が干渉する場合や、光信号
の増幅利得を適正化するためには、上り回線の光信号と
下り回線の光信号をそれぞれ異なる希土類添加ファイバ
で増幅する必要がある。

【０００７】図６は、このような双方向光直接増幅器の
構成を表わしている。上り回線の光信号入力端１８は第
１の希土類添加ファイバ２３の一端に接続され、この第
１の希土類添加ファイバの他端部は第１の波長分割多重
カプラ２４を介して光信号出力端２２に導かれている。
第１の励起光源１４から出力される励起光は第１の波長
分割多重カプラ２４に入力され、ここから第１の希土類
添加ファイバ２３の他端部に導かれている。また、下り
回線の光信号についても同様の構成の光直接増幅器が別
途設けられており、第１および第２の光信号はそれぞれ
異なる希土類添加ファイバで増幅される。このような構
成の双方向光直接増幅器では、第１および第２の励起光
源１４、１５から出力された励起光によって希土類添加
ファイバ２３、２５がそれぞれ反転分布状態に励起さ
れ、この状態の希土類添加ファイバに光信号が入射され
ると、誘導放出現象が起こり光信号が増幅される。

【０００８】このように、上り回線と下り回線の光信号
をそれぞれ異なる希土類添加ファイバで増幅することに
より、上り回線と下り回線の光信号同士が干渉すること
なく増幅できる。また上り回線と下り回線の増幅利得を
それぞれ単独に制御することができるため、これらの利
得制御は容易となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような双方向光直
接増幅器では、上り回線と下り回線にそれぞれ独立した
励起光源を使用している。このため、一方の励起光源が
故障するとその回線の光信号は増幅されず、通信不可能
になることも考えられる。高度に発達した情報化社会で
は光通信システムの異常が与える影響は非常に大きいの
で、このような事態を避けなければならない。

【００１０】そこで、従来は励起光源のバイアス電流や
通信状態をモニターする監視装置を設けるとともに、予
備の励起光源を配置し、この監視装置によって励起光源
の異常が検知されると予備の励起光源に切り替えてい
た。このため光直接増幅器の複雑化を招いていた。ま
た、図５のように一つの希土類添加ファイバに２つの励
起光源から励起光を供給すれば、片方の励起光源が故障
してもある程度は光信号を増幅できる。しかし、先にも
説明したように光信号同士が干渉を起こす場合があると
ともに、増幅利得の制御が容易でないという欠点を有し
ている。

【００１１】そこで本発明の目的は、２系統の光信号を
干渉を起こすことなく増幅できるとともに、光直接増幅
器の励起光源が故障や劣化した場合においても、双方の
光信号を増幅できる光直接増幅器を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、第１の光信号を入力してこれを光直接増幅する第１
の希土類添加ファイバと、第２の光信号を入力してこれ
を光直接増幅する第２の希土類添加ファイバと、第１の
希土類添加ファイバにその一端部から励起光を供給する
第１の励起光源と、第２の希土類添加ファイバにその一
端部から励起光を供給する第２の励起光源と、第１の希
土類添加ファイバの他端部に接続されこの他端部から出
射した励起光を抽出する第１の励起光抽出手段と、この
第１の励起光抽出手段によって抽出された励起光を第２
の希土類添加ファイバへ供給する第１の励起光供給手段
と、第２の希土類添加ファイバの他端部に接続されこの
他端部から出射した励起光を抽出する第２の励起光抽出
手段と、この第２の励起光抽出手段によって抽出された
励起光を第１の希土類添加ファイバへ供給する第２の励
起光供給手段とを光直接増幅器に具備させる。

【００１３】すなわち請求項１記載の発明では、第１の
励起光源から第１の希土類添加ファイバの一端部に励起
光を供給するとともに、第１の希土類添加ファイバの他
端部に到達した励起光を第１の励起光抽出手段によって
抽出し、この抽出した励起光を第２の希土類添加ファイ
バに供給する。これと同様に第２の励起光源から第２の
希土類添加ファイバの一端部に励起光を供給するととも
に、第２の希土類添加ファイバの他端部に到達した励起
光を第２の励起光抽出手段によって抽出し、この抽出し
た励起光を第１の希土類添加ファイバに供給する。すな
わち、第１および第２の励起光源から供給される励起光
は第１および第２の希土類添加ファイバの双方に供給さ
れる。したがって一方の励起光源が故障や劣化した場合
においても、第１および第２の光信号はそれぞれ第１お
よび第２の希土類添加ファイバで増幅される。

【００１４】請求項２記載の発明では、第１から第４の
端子を備え、第１の端子から入力される光を第２の端子
から出力し、第２の端子から入力される光を第３の端子
から出力し、第３の端子から入力される光を第４の端子
から出力し、第４の端子から入力される光を第１の端子
から出力する光サーキュレータと、この光サーキュレー
タの第１の端子にその一端部が接続され他端部から第１
の光信号を入力して光直接増幅する第１の希土類添加フ
ァイバと、光サーキュレータの第２の端子にその一端部
が接続され第１の希土類添加ファイバを介してこの光サ
ーキュレータの第１の端子から入力され第２の端子から
出力された第１の光信号を入力して光直接増幅する第２
の希土類添加ファイバと、光サーキュレータの第３の端
子にその一端部が接続され他端部から第２の光信号を入
力して光直接増幅する第３の希土類添加ファイバと、光
サーキュレータの第４の端子にその一端部が接続され第
３の希土類添加ファイバを介してこの光サーキュレータ
の第３の端子から入力され第４の端子から出力された第
２の光信号を入力して光直接増幅する第４の希土類添加
ファイバと、第２の希土類添加ファイバの他端部から励
起光を供給し第２および第３の希土類添加ファイバを励
起する第１の励起光源と、第４の希土類添加ファイバの
他端部から励起光を供給し第４および第１の希土類添加
ファイバを励起する第２の励起光源とを光直接増幅器に
具備させる。

【００１５】すなわち請求項２記載の発明では、第１の
光信号を第１および第２の希土類添加ファイバで増幅
し、第２の光信号を第３および第４の希土類添加ファイ
バで増幅する。一方、第１の励起光源から供給される励
起光は第２の希土類添加ファイバを励起したのち、光サ
ーキュレータの第２の端子から第３の端子へ到達し第３
の希土類添加ファイバに入力されこれを励起する。すな
わち、第１の励起光源は第２および第３の希土類添加フ
ァイバを励起することとなる。これと同様に第２の励起
光源も第１および第４の希土類添加ファイバを励起す
る。したがって一方の励起光源が故障または劣化した場
合においても、他方の励起光源によって励起されている
希土類添加ファイバによって第１および第２の光信号が
増幅される。

【００１６】請求項３記載の発明では、励起光と信号光
を合波する第１および第２の光合波器と、励起光と信号
光を分波する第１および第２の光分波器と、第１の光合
波器とこの第１の光分波器の間に接続され第１の光合波
器を介して第１の光信号を入力しこれを光直接増幅する
第１の希土類添加ファイバと、第２の光合波器と第２の
光分波器の間に接続され第２の光合波器を介して第２の
光信号を入力しこれを光直接増幅する第２の希土類添加
ファイバと、第１および第２の希土類添加ファイバを励
起する励起光を出力する第１および第２の励起光源と、
この第１の励起光源が出力する励起光と第２の光分波器
によって分波された励起光を入力しその出力が第１の光
合波器に入力された第１の光結合器と、第２の励起光源
が出力する励起光と第１の光分波器によって分波された
励起光を入力しその出力が第２の光合波器に入力された
第２の光結合器とを光直接増幅器に具備させる。

【００１７】すなわち請求項３記載の発明では、第１お
よび第２の光合波器と第１および第２の光分波器を備
え、この第１の光合波器と第１の光分波器の間に第１の
希土類添加ファイバを接続し、第２の光合波器と第２の
光分波器の間に第２の希土類添加ファイバを接続し、第
１の光合波器と第２の光分波器の間と、第２の光合波器
と第１の光分波器の間にそれぞれ第１および第２の光結
合器を接続する。これによって、励起光が周回するルー
プ状の光路を形成する。この第１および第２の光結合器
に第１および第２の励起光源から励起光が供給される
と、これらの励起光はループ状の光路を周回する途中で
第１および第２の希土類添加ファイバを励起する。第１
の光信号はこの第１の希土類添加ファイバで増幅され、
第２の光信号は第２の希土類添加ファイバで増幅され
る。したがって、一方の励起光源が故障や劣化を起こし
ても、他方の励起光源から出力される励起光がこのルー
プ状の光路を周回することにより双方の希土類添加ファ
イバを励起し、第１および第２の光信号の双方が増幅さ
れる。

【００１８】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１９】第１の実施例

【００２０】図１は本発明における第１の実施例におけ
る光直接増幅器の構成を表わしたものである。光サーキ
ュレータ３１は第１から第４の端子を備え、第１の端子
Ｔ₁から入力される光を第２の端子Ｔ₂ から出力し、第
２の端子Ｔ₂ から入力される光を第３の端子Ｔ₃ から出
力し、第３の端子Ｔ₃ から入力される光を第４の端子Ｔ
₄ から出力し、第４の端子Ｔ₄ から入力される光を第１
の端子Ｔ₁ から出力するようになっている。 この光サ
ーキュレータ３１の第１から第４の端子には第１から第
４のエルビウムドープファイバ３２、３３、３４、３５
の一端部が接続されている。第１の光信号入力端１８お
よび第２の光信号入力端１９はそれぞれ第１および第３
のエルビウムドープファイバ３２、３４の他端部に接続
されている。第２および第４のエルビウムドープファイ
バ３３、３５の他端部はそれぞれ第１および第２の波長
分割多重カプラ２４、２６に接続され、この第１および
第２の波長分割多重カプラ２４、２６には第１および第
２の励起光源１４、１５と第１および第２の光信号出力
端２２、２１が接続されている。

【００２１】図２は光サーキュレータ３１の概略構成を
表わしている。２つの正六角柱の偏光プリズム４１、４
２はそれらの中心軸がそれぞれ紙面と垂直に配置され、
かつ対応する各面の配置が互いに同一角度となるように
して所定の距離だけ離れて配置されている。２つの台形
プリズム４３、４４は、同一紙面上で、これら偏光プリ
ズム４１、４２を結ぶ直線の中点からそれぞれ一定距離
だけ離れて台形の上面が向かい合うように配置されてい
る。一方台形プリズム４３と偏向プリズム４２の図で上
方向に向いた面との間にはファラデー素子４５と補償板
４７がこの順に配置されている。他方の台形プリズム４
４と偏向プリズム４２の図で下方向に向いた面との間に
はファラデー素子４６と補償板４８がこの順に配置され
ている。このファラデー素子４５、４６の両端には磁石
４９、５０が設けられている。

【００２２】ファラデー素子４５、４６は光が入射され
る方向に係わらず偏光面を同一方向に４５度回転させる
ようになっている。また補償板４７、４８は偏向回転角
が４５度になっている。したがって、光サーキュレータ
の第１の端子Ｔ₁ から入射された光は偏向プリズム４１
の一つの面に垂直に入射して、これと対向する他の面か
ら出射し、台形プリズム４４に入射してその台形の下面
で反射されて出射する。そしてファラデー素子４６で４
５度偏向面が回転した状態で補償板４８に入射される。
このため補償板４８で逆方向に偏向面が４５度回転し、
偏光プリズム４２を真っ直ぐに通過する。光サーキュレ
ータ３１の第２の端子Ｔ₂ から入力された光は補償板４
８およびファラデー素子４６を第１の端子Ｔ₁ から入力
された光と逆方向に通過し偏光面が回転する。このため
偏向プリズム４１で屈折し、光サーキュレータの第３の
端子Ｔ₃ から出力される。このほかの端子から入力され
る光についても同様に作用する。

【００２３】このような構成の光サーキュレータ３１を
備えた第一の実施例における光直接増幅器の動作を説明
する。第１の励起光源１４から出力される励起光は第１
の波長分割多重カプラ２４に入力され、この波長分割多
重カプラから第２のエルビウムドープファイバ３３に導
かれてこれを励起する。この第２のエルビウムドープフ
ァイバ３３の他端に到達した励起光は光サーキュレータ
３１の第２の端子Ｔ₂から入力され第３の端子Ｔ₃ から
出力される。この第３の端子Ｔ₃ から出力される励起光
によって第３のエルビウムドープファイバ３４が励起さ
れる。また、第２の励起光源１５も同様に第４のエルビ
ウムドープファイバ３５を励起するとともに、光サーキ
ュレータの第４の端子Ｔ₄ から第１の端子Ｔ₁ を経て第
１のエルビウムドープファイバ３２を励起する。このよ
うに第１および第２の励起光源は光サーキュレータ３１
を介してそれぞれ２つのエルビウムドープファイバを励
起する。

【００２４】第１の光信号入力端１８から入力された第
１の光信号は第１のエルビウムドープファイバ３２で増
幅されたのち、光サーキュレータ３１の第１の端子Ｔ₁
に入力され第２の端子Ｔ₂ から第２のエルビウムドープ
ファイバ３３に導かれ、ここで増幅される。増幅された
第１の光信号は第１の波長分割多重カプラ２４を通過し
て光信号出力端２２から出力される。また第２の光信号
入力端１９から入力された第２の光信号も第３のエルビ
ウムドープファイバ３４および第４のエルビウムドープ
ファイバ３５で増幅され第２の光信号出力端２１から出
力される。このように、各光信号は第１の励起光源によ
って励起されるエルビウムドープファイバと第２の励起
光源によって励起されるエルビウムドープファイバの双
方で増幅が行われる。

【００２５】このような光直接増幅器で、第１の励起光
源１４が故障を起こしたものとする。このような場合で
も、第１および第４のエルビウムドープファイバ３２、
３５は第２の励起光源１５から供給される励起光によっ
て励起されているので第１の光信号と第２の光信号の双
方が増幅される。逆に第２の励起光源１５が故障を起こ
した場合は、第１の励起光源１４によって励起されてい
る第２および第３のエルビウムドープファイバ３３、３
４で第１および第２の光信号がそれぞれ増幅される。し
たがって励起光源の一方が故障を起こした場合でも、第
１および第２の光信号の双方が増幅されており双方向の
通信を継続することができる。なお、一方の励起光源が
故障すると、励起光が供給されないエルビウムドープフ
ァイバは減衰器として働くがこの減衰は小さく抑えるこ
とができる。また一方の励起光源が故障すると各光信号
は一つのエルビウムドープファイバのみで増幅されるの
で光直接増幅器としての増幅利得は低下する。しかし、
通信を継続するには十分な増幅利得を得ることできる。

【００２６】また、増幅後の光信号が反射してエルビウ
ムドープファイバに戻ると、増幅が不安定になったり増
幅器の雑音指数が大きくなるが、第１および第２のエル
ビウムドープファイバ３２、３３の間には光サーキュレ
ータ３１が挿入されているため、反射光は第１のエルビ
ウムドープファイバ３２に戻らない。これと同様に第３
のエルビウムドープファイバ３４へ反射光は戻らない。
したがって増幅器の雑音指数を低下させる効果がある。
なお、光アイソレータを増幅後の光信号出力端に接続す
ることによって、伝送路上にある接続点からの反射光が
この光直接増幅器に戻ることを容易に防ぐことができ
る。

【００２７】第２の実施例

【００２８】図３は本発明の第２の実施例における光直
接増幅器の構成を表わしている。第１の光合波器１６と
第１の光分波器５１の間に第１のエルビウムドープファ
イバ３２が接続され、第２の光合波器１７と第２の光分
波器５２の間に第２のエルビウムドープファイバ３３が
接続されている。第１の光合波器１６と第２の光分波器
５２との間には第１の光結合器５３が接続され、この光
結合器には第１の励起光源１４から供給される励起光が
導かれている。第１の光分波器５１と第２の光合波器１
７の間には第２の光結合器５４が接続され、この光結合
器には第２の励起光源１５から供給される励起光が導か
れている。第１および第２の光信号入力端１８、１９は
それぞれ第１および第２の光合波器１６、１７と光学的
に結ばれており、第１および第２の光信号出力端２２、
２１はそれぞれ第１および第２の光分波器５１、５２と
光学的に結ばれている。

【００２９】第１の励起光源１４から第１の光結合器５
３に入力された励起光は、第１の光結合器５３の出力端
から第１の光合波器１６に入力される。励起光は光信号
入力端１８から第１の光合波器１６に入力された第１の
光信号と合波されたのち、第１のエルビウムドープファ
イバ３２の一端部に導かれる。このエルビウムドープフ
ァイバ３２の他端部に到達した光は第１の光分波器５１
に入力され、ここで励起光と第１の光信号とは分波され
る。分波された励起光は第２の光結合器５４へ入力され
る。この励起光と第２の励起光源１５から供給される励
起光の双方が第２の光結合器から出力され第２の光合波
器１７に入力される。ここで光信号入力端１９から入力
された第２の光信号と励起光が合波されたのち、第２の
エルビウムドープファイバ３３の一端部へ入力される。
この第２のエルビウムドープファイバ３３の他端部に到
達した光は第２の光分波器５２で第２の光信号と励起光
に分波され、分波された励起光は第１の光結合器５３へ
入力される。このように、第１の励起光源から供給され
る励起光は、第１および第２の光合波器と第１および第
２の光分波器で構成されるループ状の光路を周回する。
第２の励起光源から供給される励起光も同様にこのルー
プ状の光路を周回する。したがって、これら第１および
第２の励起光源から供給される励起光はこのループ状の
光路の途中に接続された第１および第２のエルビウムド
ープファイバ３２、３３の双方をそれぞれ励起すること
となる。

【００３０】励起されている状態の光直接増幅器に、第
１の光信号入力端１８から第１の光信号が入力される
と、この第１の光信号は第１の光合波器１６を介して第
１のエルビウムドープファイバ３２に導かれここで光直
接増幅されたのち、第１の光分波器５１を介して第１の
光信号出力端２２から出力される。また第２の光信号入
力端１９から入力された第２の光信号は第２の光合波器
１７を介して第２のエルビウムドープファイバ３３に導
かれ、ここで光直接増幅されたのち第２の光分波器５２
介して第２の光信号出力端２１から出力される。

【００３１】いま、第１の励起光源１４が故障を起こし
たものとする。このような場合でも、第２の励起光源１
５によって励起光はループ状の光路に供給されており、
この光路を周回する間に第１および第２のエルビウムド
ープファイバ３２、３３が励起されるので、第１および
第２の光信号は双方とも増幅されることとなる。第２の
励起光源１５が故障した場合も同様に、第１の励起光源
１４から供給される励起光によって第１および第２の光
信号の双方が光直接増幅される。

【００３２】第３の実施例

【００３３】図４は本発明の第３の実施例の光直接増幅
器の構成を表わしている。第１の光サーキュレータ１２
の第２の端子Ｔ₁₂と第１の波長分割多重カプラ２４の間
には第１のエルビウムドープファイバ３２が接続されて
いる。第１の励起光源１４は第１の波長分割多重カプラ
２４に接続されており、第１の波長分割多重カプラ２４
は光信号出力端２２に接続されている。第１の光合波器
１６には光信号入力端１８から入力した第１の光信号
と、第２の光サーキュレータ１３の第３の端子Ｔ ₂₃から
出力される光とが入力されている。この第１の光合波器
１６の出力は第１の光サーキュレータ１２の第１の端子
Ｔ₁₁に導かれている。第２の光サーキュレータ１３の第
２の端子Ｔ₂₂と第２の波長分割多重カプラ２６の間には
第２のエルビウムドープファイバ３３が接続されてい
る。第２の励起光源１５は第２の波長分割多重カプラ２
６に接続されており、第２の波長分割多重カプラ２６は
光信号出力端２１に接続されている。第２の光合波器１
７には光信号入力端１９から入力される第２の光信号
と、第１の光サーキュレータ１２の第３の端子Ｔ₁₃から
出力される光とが入力されている。この第２の光合波器
１７の出力は第２の光サーキュレータ１３の第１の端子
Ｔ₂₁に導かれている。

【００３４】このように構成された第３の実施例の光直
接増幅器の動作を説明する。第１および第２の光サーキ
ュレータ１２、１３は、は従来技術で説明したものと同
じでありここではその説明を省略する。第１の励起光源
１４から出力された励起光は第１の波長分割多重カプラ
２４を介して第１のエルビウムドープファイバ３２の一
端部に入力される。この励起光は第１のエルビウムドー
プファイバ３２を励起したのち他端部に到達する。この
他端部に到達した励起光は第１の光サーキュレータ１２
の第２の端子Ｔ₁₂に入力され第３の端子Ｔ₁₃から出力さ
れ第２の光合波器１７に導かれ、ここで第２の光信号と
合波される。第２の光合波器の出力は第２の光サーキュ
レータ１３の第１の端子Ｔ₂₁に入力され第２の端子Ｔ₂₂
から出力され第２のエルビウムドープファイバ３３に導
かれる。これと同様に第２の励起光源１５から供給され
る励起光も第２のエルビウムドープファイバ３３を励起
した後、第２の光サーキュレータ１３と第１の光合波器
１６と第１の光サーキュレータ１２を介して第１のエル
ビウムドープファイバ３２を励起する。このように、第
１および第２の励起光源１４、１５から出力される励起
光は第１および第２のエルビウムドープファイバ３２、
３３の双方をそれぞれ励起する。

【００３５】光信号入力端１８から入力された第１の光
信号は、第１の光合波器１６と第１の光サーキュレータ
１２を介して第１のエルビウムドープファイバ３２に導
かれる。ここで、第１および第２の励起光源から供給さ
れている励起光によって光直接増幅される。増幅された
第１の光信号は第１の波長分割多重カプラ２４を介して
光信号出力端２２から出力される。また光信号入力端１
９から入力した第２の光信号は第２の光合波器１７およ
び第２の光サーキュレータ１３を介して第２のエルビウ
ムドープファイバ３３に導かれ、ここで光直接増幅され
たのち光信号出力端２１から出力される。

【００３６】第３の実施例においても、第１および第２
の励起光源から供給される励起光は第１および第２のエ
ルビウムドープファイバ３２、３３の双方をそれぞれ励
起している。したがって、一方の励起光源が故障した場
合においても第１および第２の光信号の双方を増幅する
ことができる。

【００３７】なお以上説明した各実施例では、希土類添
加ファイバとして、エルビウムドープファイバを使用し
たが、これに限られるものではなく信号光を増幅できる
ような他の希土類元素を添加したファイバを使用できる
ことは当然である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、第１の光信号を増幅する希土類添加ファイバの一
端部から励起光を第１の励起光源によって供給し、他端
部に到達した励起光を第２の光信号を増幅する希土類添
加ファイバに供給するとともに、第２の光信号を増幅す
る希土類添加ファイバの一端部から励起光を第２の励起
光源によって供給し、他端部に到達した励起光を第１の
光信号を増幅する希土類添加ファイバに供給したので、
第１また第２の励起光源の一方が故障または劣化した場
合においても、第１および第２の光信号を増幅すること
ができ、双方の通信を継続することができる。また、励
起光源から希土類添加ファイバの一端部に供給される励
起光はこの希土類添加ファイバを励起するためにある程
度減衰するものの、その大半は他端部に到達する。従来
の光直接増幅器ではこの他端部に到達した励起光は利用
されていなかったが、これを他方の希土類添加ファイバ
に供給したので励起光を有効に活用することができる。

【００３９】また請求項２記載の発明によれば、一方の
励起光源が故障しても２系統の光信号を増幅できる光直
接増幅器を、光サーキュレータを用いることにより簡単
な構成で実現している。また、同一の光信号を増幅する
２つの希土類添加ファイバの間に光サーキュレータが挿
入されることによって、希土類添加ファイバへ反射光の
入射を防ぐことができ、増幅器の雑音指数を改善すると
いう効果がある。

【００４０】また請求項３記載の発明によれば、第１お
よび第２の光結合器と第１および第２の光分波器によっ
てループ状の光路を形成し、このループ状の光路に第１
および第２の励起光源から励起光を供給したので、この
励起光が十分減衰するまで希土類添加ファイバの励起を
行うことができる効果がある。また光合波器や光分波器
および光結合器は構成が簡単な光素子で安価であるとも
に信頼性が高いので、低コストでかつ信頼性の高い光直
接増幅器を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光直接増幅器の
構成を表わした概略構成図である。

【図２】光サーキュレータの構成を表わした概略構成図
である。

【図３】本発明の第２の実施例における光直接増幅器の
構成を表わした概略構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例における光直接増幅器の
構成を表わした概略構成図である。

【図５】従来使用された一つの希土類添加ファイバで双
方向の光信号を増幅する双方向光直接増幅器の構成を表
わした概略構成図である。

【図６】従来の双方向光直接増幅器の構成を表わした概
略構成図である。

【符号の説明】

１１、２３、２５ 希土類添加ファイバ １２、１３、３１ 光サーキュレータ １４、１５ 励起光源 １６、１７ 光合波器 １８、１９ 光信号入力端 ２１、２２ 光信号出力端 ２４、２６ 波長分割多重カプラ ２７ 双方向光直接増幅器 ３２、３３、３４、３５ エルビウムドープファイバ ４１、４２ 偏光プリズム ４３、４４ 台形プリズム ４５、４６ ファラデー素子 ４７、４８ 補償板 ４９、５０ 磁石 ５１、５２ 光分波器 ５３、５４ 光結合器 Ｔ₁ 、Ｔ₁₁、Ｔ₂₁ 光サーキュレータの第１の端子 Ｔ₂ 、Ｔ₁₂、Ｔ₂₂ 光サーキュレータの第２の端子 Ｔ₃ 、Ｔ₁₃、Ｔ₂₃ 光サーキュレータの第３の端子 Ｔ₄ 光サーキュレータの第４の端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光信号を入力してこれを光直接増
   幅する第１の希土類添加ファイバと、 第２の光信号を入力してこれを光直接増幅する第２の希
   土類添加ファイバと、 前記第１の希土類添加ファイバにその一端部から励起光
   を供給する第１の励起光源と、 前記第２の希土類添加ファイバにその一端部から励起光
   を供給する第２の励起光源と、 前記第１の希土類添加ファイバの他端部に接続されこの
   他端部から出射した励起光を抽出する第１の励起光抽出
   手段と、 この第１の励起光抽出手段によって抽出された励起光を
   前記第２の希土類添加ファイバへ供給する第１の励起光
   供給手段と、 前記第２の希土類添加ファイバの他端部に接続されこの
   他端部から出射した励起光を抽出する第２の励起光抽出
   手段と、 この第２の励起光抽出手段によって抽出された励起光を
   前記第１の希土類添加ファイバへ供給する第２の励起光
   供給手段とを具備することを特徴とする光直接増幅器。
2. 【請求項２】 第１から第４の端子を備え、第１の端子
   から入力される光を第２の端子から出力し、第２の端子
   から入力される光を第３の端子から出力し、第３の端子
   から入力される光を第４の端子から出力し、第４の端子
   から入力される光を第１の端子から出力する光サーキュ
   レータと、 この光サーキュレータの第１の端子にその一端部が接続
   され他端部から第１の光信号を入力して光直接増幅する
   第１の希土類添加ファイバと、 前記光サーキュレータの第２の端子にその一端部が接続
   され前記第１の希土類添加ファイバを介してこの光サー
   キュレータの第１の端子から入力され第２の端子から出
   力された前記第１の光信号を入力して光直接増幅する第
   ２の希土類添加ファイバと、 前記光サーキュレータの第３の端子にその一端部が接続
   され他端部から第２の光信号を入力して光直接増幅する
   第３の希土類添加ファイバと、 前記光サーキュレータの第４の端子にその一端部が接続
   され前記第３の希土類添加ファイバを介してこの光サー
   キュレータの第３の端子から入力され第４の端子から出
   力された前記第２の光信号を入力して光直接増幅する第
   ４の希土類添加ファイバと、 前記第２の希土類添加ファイバの他端部から励起光を供
   給し前記第２および第３の希土類添加ファイバを励起す
   る第１の励起光源と、 前記第４の希土類添加ファイバの他端部から励起光を供
   給し前記第４および第１の希土類添加ファイバを励起す
   る第２の励起光源とを具備することを特徴とする光直接
   増幅器。
3. 【請求項３】 励起光と信号光を合波する第１および第
   ２の光合波器と、 励起光と信号光を分波する第１および第２の光分波器
   と、 前記第１の光合波器とこの第１の光分波器の間に接続さ
   れ前記第１の光合波器を介して第１の光信号を入力しこ
   れを光直接増幅する第１の希土類添加ファイバと、 前記第２の光合波器と前記第２の光分波器の間に接続さ
   れ前記第２の光合波器を介して第２の光信号を入力しこ
   れを光直接増幅する第２の希土類添加ファイバと、 前記第１および第２の希土類添加ファイバを励起する励
   起光を出力する第１および第２の励起光源と、 この第１の励起光源が出力する励起光と前記第２の光分
   波器によって分波された励起光を入力しその出力が前記
   第１の光合波器に入力された第１の光結合器と、 前記第２の励起光源が出力する励起光と前記第１の光分
   波器によって分波された励起光を入力しその出力が前記
   第２の光合波器に入力された第２の光結合器とを具備す
   ることを特徴とする光直接増幅器。