JPH0832162A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH0832162A JPH0832162A JP6186269A JP18626994A JPH0832162A JP H0832162 A JPH0832162 A JP H0832162A JP 6186269 A JP6186269 A JP 6186269A JP 18626994 A JP18626994 A JP 18626994A JP H0832162 A JPH0832162 A JP H0832162A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
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- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
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- H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】希土類元素添加光ファイバ増幅器において、励
起用半導体レーザの戻り光による不安定を、光アイソレ
ータを使わないで除去する。 【構成】希土類添加光ファイバ１の励起用半導体レーザ
２１の駆動電源を直流電源２３と高周波重畳回路２４と
で構成する。この高周波回路の周波数は、添加された希
土類元素の励起状態のライフタイムに対応する周波数よ
りも高く、また高周波を重畳された駆動電流の振幅はレ
ーザのしきい値よりも常に高くし、さらに駆動電流の高
周波成分の周波数及びその整数倍の周波数とが入力光信
号のパワースペクトルと重ならぬようにする。 【効果】半導体レーザの駆動電流に交流成分を重畳する
と発光スペクトルがマルチモード化して、戻り光に対す
る不安定性が改善される。また、動作点の変化に伴う途
中の不連続な変化を抑圧できる。
起用半導体レーザの戻り光による不安定を、光アイソレ
ータを使わないで除去する。 【構成】希土類添加光ファイバ１の励起用半導体レーザ
２１の駆動電源を直流電源２３と高周波重畳回路２４と
で構成する。この高周波回路の周波数は、添加された希
土類元素の励起状態のライフタイムに対応する周波数よ
りも高く、また高周波を重畳された駆動電流の振幅はレ
ーザのしきい値よりも常に高くし、さらに駆動電流の高
周波成分の周波数及びその整数倍の周波数とが入力光信
号のパワースペクトルと重ならぬようにする。 【効果】半導体レーザの駆動電流に交流成分を重畳する
と発光スペクトルがマルチモード化して、戻り光に対す
る不安定性が改善される。また、動作点の変化に伴う途
中の不連続な変化を抑圧できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザにより励
起される希土類元素添加光ファイバを用いた光増幅器に
関する。尚、本願発明は、Er添加光ファイバを波長0.98
μｍの半導体レーザで励起して波長 1.5μｍの光を増幅
するような仕様の光増幅器に特に有利に適用することが
できるが、それに限定されるわけではない。
起される希土類元素添加光ファイバを用いた光増幅器に
関する。尚、本願発明は、Er添加光ファイバを波長0.98
μｍの半導体レーザで励起して波長 1.5μｍの光を増幅
するような仕様の光増幅器に特に有利に適用することが
できるが、それに限定されるわけではない。
【０００２】
【従来の技術】Er（エルビウム）等の希土類元素を添加
した石英系光ファイバを用いた 1.5μｍ用の光増幅器が
実用化されつつある。
した石英系光ファイバを用いた 1.5μｍ用の光増幅器が
実用化されつつある。
【０００３】図４は、上述のような光増幅器の基本的な
構成を模式的に示す図である。
構成を模式的に示す図である。
【０００４】同図に示すように、光増幅器は、実際に光
を増幅する機能を果たす希土類元素添加光ファイバ１
と、この希土類元素添加光ファイバ１に対して励起光を
注入する励起光光源２と、希土類元素添加光ファイバ１
に対して被増幅光を導く光ファイバ３とから主に構成さ
れている。励起光光源２は、文字通り光源である半導体
レーザ素子21の他に、この素子に対して駆動電力を供給
する直流電源、出力自動制御回路等を含む駆動回路22
と、半導体レーザ素子21の出力光を希土類元素添加光フ
ァイバ１に結合するための光ファイバ20とを備えてい
る。また、希土類元素添加光ファイバ１の出力側には、
出力光から励起光成分を除去するためのフィルタ４が挿
入されている。
を増幅する機能を果たす希土類元素添加光ファイバ１
と、この希土類元素添加光ファイバ１に対して励起光を
注入する励起光光源２と、希土類元素添加光ファイバ１
に対して被増幅光を導く光ファイバ３とから主に構成さ
れている。励起光光源２は、文字通り光源である半導体
レーザ素子21の他に、この素子に対して駆動電力を供給
する直流電源、出力自動制御回路等を含む駆動回路22
と、半導体レーザ素子21の出力光を希土類元素添加光フ
ァイバ１に結合するための光ファイバ20とを備えてい
る。また、希土類元素添加光ファイバ１の出力側には、
出力光から励起光成分を除去するためのフィルタ４が挿
入されている。
【０００５】上記のような構成の光増幅器において、励
起光の光源としては波長1.48μｍ、または0.98μｍの半
導体レーザを用いることができる。また、Er添加光ファ
イバの代わりにEr添加平面導波路やPr（プラセオジウ
ム）添加弗化物光ファイバを用いた 1.3μｍ光増幅器も
研究されている。
起光の光源としては波長1.48μｍ、または0.98μｍの半
導体レーザを用いることができる。また、Er添加光ファ
イバの代わりにEr添加平面導波路やPr（プラセオジウ
ム）添加弗化物光ファイバを用いた 1.3μｍ光増幅器も
研究されている。
【０００６】ところで、上記のような光増幅器で励起光
光源として使用される半導体レーザには一般に、戻り光
により動作が不安定になるという問題点がある。即ち、
図４に示したような構成の光増幅器において、希土類元
素添加光ファイバ１側から光源に戻る光が半導体レーザ
21に再注入されると、いわゆる戻り光雑音が増加して動
作が不安定になる。
光源として使用される半導体レーザには一般に、戻り光
により動作が不安定になるという問題点がある。即ち、
図４に示したような構成の光増幅器において、希土類元
素添加光ファイバ１側から光源に戻る光が半導体レーザ
21に再注入されると、いわゆる戻り光雑音が増加して動
作が不安定になる。
【０００７】このような問題点を解決するために、波長
1.48μｍの半導体レーザを用いた光増幅器では、光ファ
イバと半導体レーザとの間に光アイソレータを挿入して
戻り光を遮断することが提案され、また実施されてい
る。
1.48μｍの半導体レーザを用いた光増幅器では、光ファ
イバと半導体レーザとの間に光アイソレータを挿入して
戻り光を遮断することが提案され、また実施されてい
る。
【０００８】図５は、上述のような光アイソレータを用
いた光増幅器の一般的な構成を示す図である。尚、図５
において、図４と同じ構成要素には同じ参照番号を付し
ている。
いた光増幅器の一般的な構成を示す図である。尚、図５
において、図４と同じ構成要素には同じ参照番号を付し
ている。
【０００９】同図に示すように、この光増幅器は、図４
に示した光増幅器において、半導体レーザ21と光ファイ
バ20との間に光アイソレータ５を挿入して構成されてい
る。このような構成によれば、半導体レーザ21から放射
されて一旦光アイソレータ５を通過した励起光は、光ア
イソレータ５に遮断されるので半導体レーザ21に戻るこ
とがない。
に示した光増幅器において、半導体レーザ21と光ファイ
バ20との間に光アイソレータ５を挿入して構成されてい
る。このような構成によれば、半導体レーザ21から放射
されて一旦光アイソレータ５を通過した励起光は、光ア
イソレータ５に遮断されるので半導体レーザ21に戻るこ
とがない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、光アイ
ソレータを用いて半導体レーザへの戻り光を遮断するこ
とにより光増幅器の動作が安定することは判っている。
しかしながら、このような用途で用いることができる光
アイソレータとしては波長1.48μｍに対応したものしか
開発されておらず、波長0.98μｍの半導体レーザを用い
た光増幅器では図５に示したような構成を実現すること
ができない。
ソレータを用いて半導体レーザへの戻り光を遮断するこ
とにより光増幅器の動作が安定することは判っている。
しかしながら、このような用途で用いることができる光
アイソレータとしては波長1.48μｍに対応したものしか
開発されておらず、波長0.98μｍの半導体レーザを用い
た光増幅器では図５に示したような構成を実現すること
ができない。
【００１１】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、励起光の波長を問わず光増幅器の動作を安定
させることができる新規な方法を提供することをその目
的としている。
を解決し、励起光の波長を問わず光増幅器の動作を安定
させることができる新規な方法を提供することをその目
的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
半導体レーザから発生した励起光により光伝送媒体に添
加された希土類元素を励起して、該光伝送媒体を伝播す
る光を増幅する光増幅器において、該半導体レーザを駆
動するために供給される駆動電力が、『該希土類元素イ
オンの励起状態のライフタイムに対応する周波数よりも
高い周波数の』交流成分により変調されており、該駆動
電力による駆動電流が、該半導体レーザの閾値よりも常
に高くなるような振幅を有することを特徴とする光増幅
器が提供される。
半導体レーザから発生した励起光により光伝送媒体に添
加された希土類元素を励起して、該光伝送媒体を伝播す
る光を増幅する光増幅器において、該半導体レーザを駆
動するために供給される駆動電力が、『該希土類元素イ
オンの励起状態のライフタイムに対応する周波数よりも
高い周波数の』交流成分により変調されており、該駆動
電力による駆動電流が、該半導体レーザの閾値よりも常
に高くなるような振幅を有することを特徴とする光増幅
器が提供される。
【００１３】
【作用】本発明に係る光増幅器は、半導体レーザの駆動
電流に交流成分を重畳すると発光スペクトルがマルチモ
ード化して戻り光に対する特性が向上されるという技術
を基礎にしている。実際、光情報記録媒体等の技術分野
では、 500ＭHzから４ＧHz程度の、信号周波数よりも相
当に高い周波数の高周波成分を半導体レーザの駆動電流
に重畳することが実施されている。
電流に交流成分を重畳すると発光スペクトルがマルチモ
ード化して戻り光に対する特性が向上されるという技術
を基礎にしている。実際、光情報記録媒体等の技術分野
では、 500ＭHzから４ＧHz程度の、信号周波数よりも相
当に高い周波数の高周波成分を半導体レーザの駆動電流
に重畳することが実施されている。
【００１４】即ち、半導体レーザでは、供給される駆動
電流が増加してくると活性層の温度が上昇して発振波長
が長波長側に変化するという現象が知られている。この
ような変化は、実際には、除々に変化するのではなく、
特に縦モードが単一モードになるような半導体レーザで
は、ある臨界値を越えたときに大きく、例えば３nm程度
も波長が変化する場合がある。このため、臨界付近では
発光波長が不安定で、わずかな外乱等により動作電流が
変化すると共に波長も大きく変動する。この瞬間的な変
動幅が２nmを越えるような場合、光増幅器には大きなノ
イズとなる恐れがある。
電流が増加してくると活性層の温度が上昇して発振波長
が長波長側に変化するという現象が知られている。この
ような変化は、実際には、除々に変化するのではなく、
特に縦モードが単一モードになるような半導体レーザで
は、ある臨界値を越えたときに大きく、例えば３nm程度
も波長が変化する場合がある。このため、臨界付近では
発光波長が不安定で、わずかな外乱等により動作電流が
変化すると共に波長も大きく変動する。この瞬間的な変
動幅が２nmを越えるような場合、光増幅器には大きなノ
イズとなる恐れがある。
【００１５】このような場合に、本発明に従って、駆動
電流として許容される範囲の電流で波長が２nm以上変化
するような交流が重畳された電流で駆動することによ
り、臨界付近の電流が流れる時間を極めて短くして、光
増幅器の動作を安定させることができる。また、その２
nm以上の範囲に上記臨界電流が含まれないような場合で
も光増幅器を安定化させる効果が得られる。その理由
は、波長が駆動電流に応じて緩やかに変化する場合で
も、発振波長は完全に一様に変化するわけではなく、必
ず揺らぎを伴うからである。この揺らぎがシステムを不
安定にさせる程度は、前述のような本発明に係る光増幅
器の独特の構成により軽減される。
電流として許容される範囲の電流で波長が２nm以上変化
するような交流が重畳された電流で駆動することによ
り、臨界付近の電流が流れる時間を極めて短くして、光
増幅器の動作を安定させることができる。また、その２
nm以上の範囲に上記臨界電流が含まれないような場合で
も光増幅器を安定化させる効果が得られる。その理由
は、波長が駆動電流に応じて緩やかに変化する場合で
も、発振波長は完全に一様に変化するわけではなく、必
ず揺らぎを伴うからである。この揺らぎがシステムを不
安定にさせる程度は、前述のような本発明に係る光増幅
器の独特の構成により軽減される。
【００１６】ただし、上記のように交流成分を重畳され
た駆動電力により発生する半導体レーザの駆動電流に半
導体レーザの閾値よりも低くなる期間が含まれている
と、半導体レーザが消光する期間が発生するために励起
光の平均出力が低下する。従って、半導体レーザの駆動
電力に重畳する高周波成分の振幅は、駆動電流が常に閾
値よりも高くなるように設定する。
た駆動電力により発生する半導体レーザの駆動電流に半
導体レーザの閾値よりも低くなる期間が含まれている
と、半導体レーザが消光する期間が発生するために励起
光の平均出力が低下する。従って、半導体レーザの駆動
電力に重畳する高周波成分の振幅は、駆動電流が常に閾
値よりも高くなるように設定する。
【００１７】更に、光増幅器の場合は一般に、取り扱う
信号の周波数がより高いので、励起光が高周波成分によ
り変調されると信号がその影響を受ける恐れがある。実
際には、励起されたErイオンの寿命は数μ秒オーダであ
り、それより遙かに周期の短い励起強度の変動による光
増幅器の特性の変動は無視することができる場合もある
が、このような駆動電流の変動の影響は明らかに存在
し、実際に雑音となって顕れる以上これを取り除くこと
が求められる。そこで、本願発明の好ましい態様に従う
と、本発明に係る光増幅器では以下に説明するような独
自の構成によりこの問題を解決することができる。
信号の周波数がより高いので、励起光が高周波成分によ
り変調されると信号がその影響を受ける恐れがある。実
際には、励起されたErイオンの寿命は数μ秒オーダであ
り、それより遙かに周期の短い励起強度の変動による光
増幅器の特性の変動は無視することができる場合もある
が、このような駆動電流の変動の影響は明らかに存在
し、実際に雑音となって顕れる以上これを取り除くこと
が求められる。そこで、本願発明の好ましい態様に従う
と、本発明に係る光増幅器では以下に説明するような独
自の構成によりこの問題を解決することができる。
【００１８】即ち、駆動電流に重畳する高周波成分に起
因する雑音は、その高周波成分の周波数の整数倍の帯域
に発生する。これに対して、本発明の特徴によれば、駆
動電流に重畳される交流成分のパワースペクトル分布が
特定の帯域で高くならないようにすることによりノイズ
は平均化されて特定の影響が発生し難くなる。より厳密
には、その光増幅器で取り扱う光信号のパワースペクト
ルと、駆動電流に重畳する高周波成分の周波数およびそ
の整数倍の周波数とが重ならないように、重畳する高周
波成分のスペクトル分布を設定すればよい。このような
構成により、戻り光による半導体レーザの安定性劣化が
防止されると同時に、駆動電流に高周波成分を重畳する
ことにより発生する雑音が極めて効果的に抑圧される。
因する雑音は、その高周波成分の周波数の整数倍の帯域
に発生する。これに対して、本発明の特徴によれば、駆
動電流に重畳される交流成分のパワースペクトル分布が
特定の帯域で高くならないようにすることによりノイズ
は平均化されて特定の影響が発生し難くなる。より厳密
には、その光増幅器で取り扱う光信号のパワースペクト
ルと、駆動電流に重畳する高周波成分の周波数およびそ
の整数倍の周波数とが重ならないように、重畳する高周
波成分のスペクトル分布を設定すればよい。このような
構成により、戻り光による半導体レーザの安定性劣化が
防止されると同時に、駆動電流に高周波成分を重畳する
ことにより発生する雑音が極めて効果的に抑圧される。
【００１９】尚、駆動電流に重畳する交流成分の周波数
は10ＭHz程度まで低くしてもよい。但し、周波数が低く
なるに従いノイズの影響が増える傾向があるので、好ま
しくは 500ＭHz以上とする。
は10ＭHz程度まで低くしてもよい。但し、周波数が低く
なるに従いノイズの影響が増える傾向があるので、好ま
しくは 500ＭHz以上とする。
【００２０】また、本発明に係る光増幅器で用いる半導
体レーザとしては、例えば、特開平４-30278号に記載さ
れているような、高周波における漏れ電流が少なくなる
構造のものを用いることが好ましい。この種の半導体レ
ーザを用いることにより、無駄な高周波電流が抑制され
る。尚、駆動電流に重畳する高周波としては、 500ＭHz
から４ＧHz程度が適当である。
体レーザとしては、例えば、特開平４-30278号に記載さ
れているような、高周波における漏れ電流が少なくなる
構造のものを用いることが好ましい。この種の半導体レ
ーザを用いることにより、無駄な高周波電流が抑制され
る。尚、駆動電流に重畳する高周波としては、 500ＭHz
から４ＧHz程度が適当である。
【００２１】更に、半導体レーザの駆動を電流駆動では
なく電圧駆動にすれば、駆動電流は交流成分のみでもよ
い。即ち、逆方向の耐圧が充分に高ければ、順方向にの
み電流が流れることになるので、スペクトルがマルチモ
ードで発振する。
なく電圧駆動にすれば、駆動電流は交流成分のみでもよ
い。即ち、逆方向の耐圧が充分に高ければ、順方向にの
み電流が流れることになるので、スペクトルがマルチモ
ードで発振する。
【００２２】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【００２３】
〔実施例１〕図１は、本発明に係る光増幅器の具体的な
構成を模式的に示す図である。
構成を模式的に示す図である。
【００２４】同図に示すように、希土類元素添加光ファ
イバ１、励起光光源２ａおよび光導波路３からなる光増
幅器の基本的な構成は図４に示した従来の光増幅器と同
様である。但し、この光増幅器では、半導体レーザ21を
含む励起光光源２ａが独自の構成を有している。
イバ１、励起光光源２ａおよび光導波路３からなる光増
幅器の基本的な構成は図４に示した従来の光増幅器と同
様である。但し、この光増幅器では、半導体レーザ21を
含む励起光光源２ａが独自の構成を有している。
【００２５】即ち、この励起光光源２ａは、半導体レー
ザ21、直流電源23に加えて、高周波成分重畳回路24を備
えている。高周波成分重畳回路24は、各種の発振回路
や、発振回路とフィルタ回路との組合せにより適宜構成
することができる。以上のような構成の励起光光源２ａ
では、高周波成分の重畳された駆動電流により半導体レ
ーザ21を駆動することができる。
ザ21、直流電源23に加えて、高周波成分重畳回路24を備
えている。高周波成分重畳回路24は、各種の発振回路
や、発振回路とフィルタ回路との組合せにより適宜構成
することができる。以上のような構成の励起光光源２ａ
では、高周波成分の重畳された駆動電流により半導体レ
ーザ21を駆動することができる。
【００２６】上述のような構成で波長0.98μｍの半導体
レーザで励起されて動作する光増幅器を作製することが
できる。図２は、本実施例で使用できる半導体レーザモ
ジュールの駆動電流−波長特性を示す図である。このモ
ジュールに 200ｍＡの駆動電流を供給したとき、光ファ
イバに結合する光出力は37ｍＷであった。また、閾値は
約30ｍＡであった。このようなモジュールは、例えば、
185ｍＡのバイアス電流に±55ｍＡの振幅と 600ＭHzの
周波数とを有する交流成分を重畳した駆動電流で駆動す
ることができる。このときのレーザの平均出力は、図３
に示すように、電流値が低い期間と高い期間との割合を
変化させることによって制御する。尚、図１で説明した
自動出力制御はここでは使用しない。
レーザで励起されて動作する光増幅器を作製することが
できる。図２は、本実施例で使用できる半導体レーザモ
ジュールの駆動電流−波長特性を示す図である。このモ
ジュールに 200ｍＡの駆動電流を供給したとき、光ファ
イバに結合する光出力は37ｍＷであった。また、閾値は
約30ｍＡであった。このようなモジュールは、例えば、
185ｍＡのバイアス電流に±55ｍＡの振幅と 600ＭHzの
周波数とを有する交流成分を重畳した駆動電流で駆動す
ることができる。このときのレーザの平均出力は、図３
に示すように、電流値が低い期間と高い期間との割合を
変化させることによって制御する。尚、図１で説明した
自動出力制御はここでは使用しない。
【００２７】このようなモジュールを使用した光増幅器
を通常の直流成分のみを含む駆動電流により駆動した場
合、波長が急激に変化するような点を動作点が横切ると
光増幅器の動作が不安定になったり大きなノイズが発生
する恐れがある。
を通常の直流成分のみを含む駆動電流により駆動した場
合、波長が急激に変化するような点を動作点が横切ると
光増幅器の動作が不安定になったり大きなノイズが発生
する恐れがある。
【００２８】これに対して、本発明に係る光増幅器で
は、上記のような境界値よりも高い値と低い値との間で
周期的に変化する駆動電流により駆動される。従って、
電流値の多少の揺らぎでは、２つの周波数の発生する割
合が変化するだけで、出力レーザ光の品質は実質的に変
化しない。このように、本発明に係る光増幅器では、戻
り光の影響が低減されるだけではなく、半導体レーザの
動作点を変動させるような外乱に対するシステムの耐性
を向上される。
は、上記のような境界値よりも高い値と低い値との間で
周期的に変化する駆動電流により駆動される。従って、
電流値の多少の揺らぎでは、２つの周波数の発生する割
合が変化するだけで、出力レーザ光の品質は実質的に変
化しない。このように、本発明に係る光増幅器では、戻
り光の影響が低減されるだけではなく、半導体レーザの
動作点を変動させるような外乱に対するシステムの耐性
を向上される。
【００２９】尚、図２に示すような発振波長が離散的に
変化する電流値は、実際に半導体レーザに印加する電流
値を変化させて簡単に調べることができる。
変化する電流値は、実際に半導体レーザに印加する電流
値を変化させて簡単に調べることができる。
【００３０】また、半導体レーザの平均出力を安定させ
るためには、駆動電源出力の直流成分のみを変化させて
もよいが、本発明の好ましい態様によれば、非対称的な
波形を有する交流成分を含む駆動電流において、図３
(a) および(b) に示すように、駆動電流の大電流期間と
小電流期間との割合を変化させる方法でも制御すること
ができる。この方法では駆動電力のピーク値が変化しな
いので、半導体レーザ端面のＣＯＤ破壊は生じ難くな
る。
るためには、駆動電源出力の直流成分のみを変化させて
もよいが、本発明の好ましい態様によれば、非対称的な
波形を有する交流成分を含む駆動電流において、図３
(a) および(b) に示すように、駆動電流の大電流期間と
小電流期間との割合を変化させる方法でも制御すること
ができる。この方法では駆動電力のピーク値が変化しな
いので、半導体レーザ端面のＣＯＤ破壊は生じ難くな
る。
【００３１】以上のような本発明に従って構成された光
増幅器の動作の安定性は、例えば空調が不十分で室温が
変化するような環境で連続動作させながらそのノイズレ
ベルを測定することにより評価することができる。換言
すれば、周囲温度が変化するような環境で光増幅器を連
続動作させるような場合に、本発明を有利に適用するこ
とができる。
増幅器の動作の安定性は、例えば空調が不十分で室温が
変化するような環境で連続動作させながらそのノイズレ
ベルを測定することにより評価することができる。換言
すれば、周囲温度が変化するような環境で光増幅器を連
続動作させるような場合に、本発明を有利に適用するこ
とができる。
【００３２】〔実施例２〕他の点では実施例１と同じ条
件で、駆動電流に重畳する高周波の周波数を３ＭHzにす
る。
件で、駆動電流に重畳する高周波の周波数を３ＭHzにす
る。
【００３３】ここでも、普通に直流成分のみを含む駆動
電流により半導体レーザを駆動した場合、波長が急激に
変化するような点を動作点が横切ると光増幅器の動作が
不安定になったり大きなノイズが発生する恐れがある。
電流により半導体レーザを駆動した場合、波長が急激に
変化するような点を動作点が横切ると光増幅器の動作が
不安定になったり大きなノイズが発生する恐れがある。
【００３４】これに対して、本発明に係る光増幅器で
は、境界値よりも高い値と低い値との間で周期的に変化
する駆動電流により駆動される。従って、電流値の多少
の揺らぎでは、２つの周波数の発生する割合が変化する
だけで、出力レーザ光の品質は実質的に変化しない。こ
のように、本発明に係る光増幅器では、戻り光の影響の
低減だけではなく、半導体レーザの動作点を変動させる
ような外乱に対するシステムの耐性を向上されている。
は、境界値よりも高い値と低い値との間で周期的に変化
する駆動電流により駆動される。従って、電流値の多少
の揺らぎでは、２つの周波数の発生する割合が変化する
だけで、出力レーザ光の品質は実質的に変化しない。こ
のように、本発明に係る光増幅器では、戻り光の影響の
低減だけではなく、半導体レーザの動作点を変動させる
ような外乱に対するシステムの耐性を向上されている。
【００３５】〔実施例３〕実施例１で使用したモジュー
ルに、 240ｍＡの駆動電流を流すと光ファイバの出力端
において約46ｍＷの出力が得られる。また、 130ｍＡの
駆動電流を流すと約21ｍＷの出力が得られる。このよう
なモジュールを用いると、図３(a)に示すように大電流
期間と小電流期間とが略等しい駆動電流により半導体レ
ーザを駆動して動作させた場合33ｍＷの平均光出力が得
られる。また、図３(b)に示すように、大電流期間と小
電流期間との比が約６：４となるような駆動電流で駆動
した場合約36ｍＷの平均出力が得られる。
ルに、 240ｍＡの駆動電流を流すと光ファイバの出力端
において約46ｍＷの出力が得られる。また、 130ｍＡの
駆動電流を流すと約21ｍＷの出力が得られる。このよう
なモジュールを用いると、図３(a)に示すように大電流
期間と小電流期間とが略等しい駆動電流により半導体レ
ーザを駆動して動作させた場合33ｍＷの平均光出力が得
られる。また、図３(b)に示すように、大電流期間と小
電流期間との比が約６：４となるような駆動電流で駆動
した場合約36ｍＷの平均出力が得られる。
【００３６】尚、本実施例では、半導体レーザの発振波
長が 984〜990 nmと、比較的長くなっているが、例えば
Erを添加した光ファイバを使用する場合は、Erイオンの
吸収係数が大きい 980nmとすることが好ましい。
長が 984〜990 nmと、比較的長くなっているが、例えば
Erを添加した光ファイバを使用する場合は、Erイオンの
吸収係数が大きい 980nmとすることが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従って構
成される光増幅器では、戻り光が半導体レーザに与える
影響を軽減することができる。また、動作点の変化に伴
う都庁の不連続な変化を抑圧することができる。従っ
て、全体として光増幅器の動作をより一層安定化でき
る。
成される光増幅器では、戻り光が半導体レーザに与える
影響を軽減することができる。また、動作点の変化に伴
う都庁の不連続な変化を抑圧することができる。従っ
て、全体として光増幅器の動作をより一層安定化でき
る。
【００３８】尚、本願発明は、適切なアイソレータが無
いが故に実用化が阻まれていた0.98μｍあるいは1.24μ
ｍの半導体レーザで励起する光増幅器のために創案され
たものであるが、従来光アイソレータを用いて構成され
ていた光増幅器にも適用できることはいうまでもない。
また、光アイソレータを用いた1.48μｍ励起光増幅器に
おいても、その安定性をより向上させるために使用する
ことができる。
いが故に実用化が阻まれていた0.98μｍあるいは1.24μ
ｍの半導体レーザで励起する光増幅器のために創案され
たものであるが、従来光アイソレータを用いて構成され
ていた光増幅器にも適用できることはいうまでもない。
また、光アイソレータを用いた1.48μｍ励起光増幅器に
おいても、その安定性をより向上させるために使用する
ことができる。
【００３９】更に、この光増幅器は、希土類元素添加光
ファイバの他に、希土類元素を添加した平面導波路で光
増幅器を構成することも可能にする。更に他の用途とし
て、Erドープファイバレーザを、0.98μｍのレーザで励
起させるために使用することもできるし、ＹＡＧレーザ
を半導体励起することにも応用できる。
ファイバの他に、希土類元素を添加した平面導波路で光
増幅器を構成することも可能にする。更に他の用途とし
て、Erドープファイバレーザを、0.98μｍのレーザで励
起させるために使用することもできるし、ＹＡＧレーザ
を半導体励起することにも応用できる。
【図１】本発明に係る光増幅器の具体的な構成を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図２】一般的な半導体レーザの動作特性を説明するた
めのグラフである。
めのグラフである。
【図３】本発明に係る光増幅器における半導体レーザの
駆動電流について説明するための図である。
駆動電流について説明するための図である。
【図４】半導体レーザにより励起されて動作する光増幅
器の基本的な構成を示す図である。
器の基本的な構成を示す図である。
【図５】光アイソレータを備えた従来の光増幅器の構成
を示す図である。
を示す図である。
１・・・希土類添加光ファイバ、 ２・・・光源、 21・・・半導体レーザ、 22・・・駆動電源、 23・・・出力自動制御回路、 ３・・・光ファイバ、 ４・・・フィルタ、 ５・・・アイソレータ
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 3/17 Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16
Claims (5)
- 【請求項１】半導体レーザから発生した励起光により光
伝送媒体に添加された希土類元素を励起して、該光伝送
媒体を伝播する光を増幅する光増幅器において、 該半導体レーザを駆動するために供給される駆動電力
が、該希土類元素イオンの励起状態のライフタイムに対
応する周波数よりも高い周波数の交流成分により変調さ
れており、且つ、 該駆動電力による駆動電流が、該半導体レーザの閾値よ
りも常に高くなるような振幅を有することを特徴とする
光増幅器。 - 【請求項２】請求項１に記載された光増幅器において、
前記半導体レーザの発振ピーク波長が２nm以上の幅で変
化するような駆動電流が前記駆動電力により発生されて
いることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】請求項１に記載された光増幅器において、
前記半導体レーザの発振ピーク波長が離散的に変化する
電流値を含んで変動するような駆動電流が前記駆動電力
により発生されていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項４】請求項１から請求項３までの何れか１項に
記載された光増幅器において、前記駆動電流が、その最
大値と最小値とを一定に保ちつつ、大電流期間と小電流
期間との割合を変化させることができるように構成され
ていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項５】請求項１から請求項４までの何れか１項に
記載された光増幅器において、前記交流成分の周波数帯
域およびその整数倍の周波数帯域が、該光増幅器におい
て取り扱われる信号のパワースペクトルが高い帯域と重
ならないように該交流成分の周波数が選択されているこ
とを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186269A JPH0832162A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 光増幅器 |
| US08/502,618 US5572356A (en) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186269A JPH0832162A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832162A true JPH0832162A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16185341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6186269A Pending JPH0832162A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 光増幅器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5572356A (ja) |
| JP (1) | JPH0832162A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012195415A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置および光増幅方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08204636A (ja) * | 1995-01-25 | 1996-08-09 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光通信システム |
| JPH09129950A (ja) * | 1995-11-02 | 1997-05-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光受信装置 |
| KR100194421B1 (ko) * | 1996-01-29 | 1999-06-15 | 윤종용 | 광섬유증폭기 |
| US6724972B2 (en) * | 2001-12-31 | 2004-04-20 | 3M Innovative Properties Company | Silicate waveguide compositions for extended L-band and S-band amplification |
| US8245468B2 (en) * | 2005-07-05 | 2012-08-21 | Johnsonite Inc. | Hollow wall base |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3137632B2 (ja) * | 1989-08-31 | 2001-02-26 | 富士通株式会社 | 光ファイバ増幅器を備えた光通信方式 |
| US5268786A (en) * | 1991-03-15 | 1993-12-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical fiber amplifier and its amplification method |
| JP2648643B2 (ja) * | 1991-06-03 | 1997-09-03 | 日本電信電話株式会社 | 光増幅器 |
| US5155779A (en) * | 1991-11-05 | 1992-10-13 | At&T Bell Laboratories | Optical circulating shift register |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6186269A patent/JPH0832162A/ja active Pending
-
1995
- 1995-07-14 US US08/502,618 patent/US5572356A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012195415A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置および光増幅方法 |
| US8922879B2 (en) | 2011-03-16 | 2014-12-30 | Fujitsu Limited | Optical amplifying device and optical amplifying method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5572356A (en) | 1996-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021008 |