JPH07183597A - 光増幅器の励起用光ファイバループ - Google Patents

光増幅器の励起用光ファイバループ

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JPH07183597A
JPH07183597A JP32387093A JP32387093A JPH07183597A JP H07183597 A JPH07183597 A JP H07183597A JP 32387093 A JP32387093 A JP 32387093A JP 32387093 A JP32387093 A JP 32387093A JP H07183597 A JPH07183597 A JP H07183597A
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JP
Japan
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optical fiber
excitation
optical
loop
pumping
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JP32387093A
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English (en)
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Kazuo Kamiya
和雄 神屋
Shinichi Takano
伸一 高野
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06704Housings; Packages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers

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Abstract

(57)【要約】 【目的】マイクロベンディングロスや偏光依存ロスの極
めて小さな光増幅器の励起用光ファイバループを提供す
る。 【構成】励起用光ファイバループは、希土類元素をドー
プした励起用光ファイバ1に信号光101 と励起光を入
射させて得られる誘導放出光で信号光101 を増幅する
光増幅器において、励起用光ファイバ1が自由空間でル
ープ状に巻かれて束を形成し、ループの一部または全部
が接着剤2で接着されて束が固定されている。励起用光
ファイバループの中心にボビン等の支持体を含むことな
く自由空間であるから、光ファイバループ1に対して側
圧が加わることがない。そのためこの励起用光ファイバ
ループを使用すると、偏光状態の変動もなく偏光に依存
するロスが極めて小さな安定した増幅率の光増幅器を構
成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信の分野において
利用される光増幅器の励起用光ファイバループに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】光通信システムにおいて、長距離伝送に
よって減衰した光信号の増幅は、従来、光信号を一旦電
気信号に変換して電気的増幅をしたのち、再度光信号に
変換する方法が実施されている。しかしながらこのよう
な方法では、高速性が求められる大容量通信の中継には
制限があるうえ、システムが複雑になるといった問題が
ある。最近では光通信を電気信号に変換することなく直
接光信号を増幅することができる光増幅器が利用されつ
つある。光増幅器は、コア部にエルビウムなどの希土類
元素をドープした励起用光ファイバに入射された励起光
で活性元素が励起され、その誘導放出によりそこを通過
する信号光を直接増幅するものである。
【0003】活性元素としてエルビウムをドープした励
起用光ファイバを使用した光増幅器は1.55μm帯光
通信用の光増幅に適しており、すでに実用化されつつあ
る。また1.30μm帯光通信用の光増幅についてはネ
オジウムやプラセオジウムをドープした励起用光ファイ
バが注目されている。
【0004】光増幅器の主要構成部品としては、励起用
光ファイバの他に、活性元素を励起するための励起光
源、励起光源を駆動するための電源回路、励起光源から
の励起光と信号光を励起用光ファイバに入射させるため
の光合波器、励起光あるいは信号光の反射光を除去する
ための光アイソレータなどがある。励起用光ファイバへ
の励起光の入射方向としては、信号光の希土類元素ドー
プ光ファイバへの入射側から励起する前方向励起、出射
側から励起する後方向励起、入射側と出射側から励起す
る双方向励起があり、それぞれ光増幅器の使用目的に応
じて使い分けることができる。
【0005】光増幅器に使用される希土類元素をドープ
した励起用光ファイバは、コア中の活性元素の濃度やフ
ァイバ構造によって長さが異なり、10cm未満のもの
から200cm以上のものまで種々採用されている。光
増幅器全体をコンパクトなものにするために、リールに
励起用光ファイバを巻きつけている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】シングルモードの光フ
ァイバは、一般に小さな径に曲げた場合にはマクロベン
ディングロスといわれる伝送損失が発生する。曲率の大
きいほど、すなわち曲げ直径が小さいほど伝送損失が大
きくなる。光増幅器の励起用光ファイバとして使用され
る希土類元素ドープ光ファイバは、シングルモードの光
ファイバであるため、曲げ径を一定値以下にはできない
といった制限がある。さらに、最近では光通信システム
を伝送する信号光の偏光状態によって信号光の強度が変
動することが知られ、伝送特性の劣化の原因になること
から、光デバイス、伝送路の偏光依存性に起因する損失
を極力小さくすることが要求されてきた。
【0007】励起用光ファイバは、一般に、直径数cm
のボビンあるいはリールに巻きつけられている。巻きつ
けの径は、励起用光ファイバのモードフィルド径とカッ
トオフ波長といった光ファイバ特性によってマイクロベ
ンディングロスの発生する限界値が異なる。それらの要
素を加味して通常は、直径約45mm以上のポリプロピ
レン、ポリエチレンなどのプラスチック製リールに巻き
つけられている。このようにリールあるいはボビンに巻
つけられた励起用光ファイバのループについて偏光に依
存するロスを詳細に検討した。その結果、リール等の外
周面から励起用光ファイバのループに対して側圧が加わ
って光ファイバが歪み、これが偏光状態を生じる原因の
一つであることが見出された。この側圧は温度変動によ
り変化することから、リールに巻きつけられ光ファイバ
は偏光に依存するロスも変動することになる。
【0008】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、マイクロベンディングロスや偏光依
存ロスの極めて小さな光増幅器の励起用光ファイバルー
プを提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明を適用する光増幅器の励起用光ファイバループ
は、実施例に対応する図1に示すように、希土類元素を
ドープした励起用光ファイバ1に信号光と励起光を入射
させて得られる誘導放出光で前記信号光を増幅する光増
幅器において、前記励起用光ファイバ1が自由空間でル
ープ状に巻かれて束を形成し、ループの一部または全部
が接着剤2で接着されて束が固定されている。
【0010】
【作用】光増幅器の励起用光ファイバループ1は、中心
にボビン等の支持体を含むことなく、ループ状に巻かれ
た状態で接着剤2で束が固着されているので、中心から
光ファイバループ1に対して側圧が加わることがない。
そのため偏光状態の変動もなく偏光に依存するロスが極
めて小さな光増幅器を構成することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を適用する光増幅器の励起用光
ファイバループの実施例を図面により詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の実施例である励起用光ファ
イバループを使用し光増幅器とした全体の側面図であ
る。この実施例では波長1.55μmの通信光を光増幅
するための増幅器として構成されている。
【0013】この実施例の励起用光ファイバループ1は
以下のようにして製造される。取り外し可能なつばを取
り付けた外径60mm、幅8mmテフロン製のリールを
予め用意しておく。励起用光ファイバとして長さ80m
のエルビユウムをコアの石英ガラスにドープしたファイ
バを、そのリールにほとんど張力のない状態で約400
回巻きつけた後、外周に紫外線硬化型シリコーン変性エ
ポキシ接着剤2を塗布し、紫外線を照射して硬化させ
た。硬化後、リールのつばを外してファイバを束の状態
で取り出した。得られた光ファイバループ1は接着剤2
で接着されて束が固定されている。光ファイバループ1
の一端を光合波器3に融着接続し、もう一端を光アイソ
レータ4に接続する。光合波器3の入力側には通信用光
ファイバ9aと励起光源5に繋る光ファイバが接続され
る。光アイソレータ4の出力には出射側の通信用光ファ
イバ9bが接続される。このようにして励起用光ファイ
バループ1により光増幅器が構成される。
【0014】図1に示した上記実施例の光増幅器で波長
1.55μmの通信光101 を通信用光ファイバ9aに
入射させ、励起光源5から波長1.48μmの光を入射
させて出射通信光102 の強度を測定することで増幅利
得を求めた。この際、信号光を変波コントローラ6(図
2参照)によって偏波状態による出力光の変動を光量計
7で測定した。増幅利得の変動は0.1dB以下であっ
た。
【0015】さらに上記実施例の光増幅器で接着剤2で
束が固定されている光ファイバループ1を、図2に示す
ように温度可変恒温槽8に収納し、−40℃〜85℃で
のヒートサイクル試験をおこなった。増幅利得の変動は
0.5dB以下であった。
【0016】比較のため、以下のようにして本発明を適
用外の励起用光ファイバループを使って比較例の光増幅
器を試作し、その性能を評価した。
【0017】上記実施例と同じ特性の長さ80mのエル
ビユウムドープ石英ガラスファイバを外径60mm、幅
8mmのポリプロピレン製リールにほとんど張力のない
状態で約400回巻きつけた後、末端ファイバのみをリ
ールに固定して実施例で使用した励起用光ファイバルー
プ1の代りとした。励起用光ファイバループをこのよう
に変更する以外は実施例と同じようにして、比較例の光
増幅器を構成した。
【0018】比較例の光増幅器を前記実施例の場合と同
様の条件で増幅利得を求めた。その結果、増幅利得の変
動は0.1dB以下で実施例の場合と同じであった。さ
らに比較例の光増幅器の光ファイバループを温度可変恒
温槽8に収納し、前記実施例の場合と同様の条件でヒー
トサイクル試験をおこなった。この比較例の増幅利得の
変動は3.2dBで、前記実施例の増幅利得の変動
(0.5dB以下)に比し大幅に悪いものであった。
【0019】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の光
増幅器の励起用光ファイバループは、自由空間でループ
状を保っているため、側圧が加わることがなく、偏光依
存性に起因する損失を生じことがない。したがって、こ
の励起用光ファイバループを使用した光増幅器は極めて
安定した増幅特性が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する励起用光ファイバループを使
用し光増幅器とした実施例の全体の側面図である。
【図2】上記光増幅器の特性を測定するための構成図で
ある。
【符号の説明】
1は励起用光ファイバループ、2は接着剤、3は光合波
器、4は光アイソレータ、5は励起光源、6は変波コン
トローラ、7は光量計、8は温度可変恒温槽、9a・9
bは通信用光ファイバである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/07 3/10 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類元素をドープした励起用光ファイ
    バに信号光と励起光を入射させて得られる誘導放出光で
    前記信号光を増幅する光増幅器において、前記励起用光
    ファイバが自由空間でループ状に巻かれて束を形成し、
    ループの一部または全部が接着剤で接着されて束が固定
    されていることを特徴とする光増幅器の励起用光ファイ
    バループ。
JP32387093A 1993-12-22 1993-12-22 光増幅器の励起用光ファイバループ Pending JPH07183597A (ja)

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