JPH09129948A - 複数の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器 - Google Patents
複数の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器Info
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- H01S3/1312—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
Abstract
(57)【要約】
【課題】１ｄＢｍ以上のより大きい範囲での利得制御を
可能とする多波長信号を一括増幅する光増幅器を提供す
る。 【解決手段】エルビウムドープファイバを用いた複数波
長の光信号を一括して増幅する光増幅器であって、エル
ビウムドープファイバがその断面方向において、エルビ
ウムがドープされているガラス材料として複数種類で構
成し、且つ励起光波長帯も該複数種類のガラス材料に対
応して複数種類として構成される。
可能とする多波長信号を一括増幅する光増幅器を提供す
る。 【解決手段】エルビウムドープファイバを用いた複数波
長の光信号を一括して増幅する光増幅器であって、エル
ビウムドープファイバがその断面方向において、エルビ
ウムがドープされているガラス材料として複数種類で構
成し、且つ励起光波長帯も該複数種類のガラス材料に対
応して複数種類として構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エルビウム（Ｅ
ｒ）をドープした光ファイバによる光増幅器、特に複数
の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器に関
する。
ｒ）をドープした光ファイバによる光増幅器、特に複数
の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】エルビウム（Ｅｒ）をドープした光ファ
イバによる光増幅器が光通信に採用され、更に近年光通
信システムの大容量化に対応として、複数波長の信号を
一括して増幅することの開発が進められている。かかる
複数波長の信号を一括して増幅により、エルビウムドー
プファイバを用いた光増幅器を単一で済ませることが可
能であり、経済的利点が大きい。
イバによる光増幅器が光通信に採用され、更に近年光通
信システムの大容量化に対応として、複数波長の信号を
一括して増幅することの開発が進められている。かかる
複数波長の信号を一括して増幅により、エルビウムドー
プファイバを用いた光増幅器を単一で済ませることが可
能であり、経済的利点が大きい。
【０００３】しかし、このような多波長一括光増幅器に
対する課題として個々の信号光出力の利得制御性があ
る。利得制御の手法として先に本発明者等により０．９
８μｍと１．４８μｍの２波長励起の方法が提案されて
いる（例えば、電子通信学会予稿集論文「０．９８μｍ
と１．４８μｍ帯両波長励起によるＥＤＦＡの多波長一
括増幅特性」９５年３月１０日発行）。
対する課題として個々の信号光出力の利得制御性があ
る。利得制御の手法として先に本発明者等により０．９
８μｍと１．４８μｍの２波長励起の方法が提案されて
いる（例えば、電子通信学会予稿集論文「０．９８μｍ
と１．４８μｍ帯両波長励起によるＥＤＦＡの多波長一
括増幅特性」９５年３月１０日発行）。
【０００４】かかる論文の図３は、本発明者等により測
定した０．９８μｍと１．４８μｍの２波長励起におけ
るそれぞれの励起光パワと総出力の関係を示している。
これを図１０に拡大して示すと、図１０において、横軸
に０．９８μｍ帯励起光パワ、縦軸に１．４８μｍ帯励
起光パワを示し、２つの信号光出力の和としての総出力
がプロットされている。
定した０．９８μｍと１．４８μｍの２波長励起におけ
るそれぞれの励起光パワと総出力の関係を示している。
これを図１０に拡大して示すと、図１０において、横軸
に０．９８μｍ帯励起光パワ、縦軸に１．４８μｍ帯励
起光パワを示し、２つの信号光出力の和としての総出力
がプロットされている。
【０００５】図において、例として０．９８μｍ帯励起
光パワを１２．５ｍＷ、１．４８μｍ帯励起光パワを２
２．５ｍＷとする時、総出力１１ｄＢｍが得られる。図
１０は、この様な関係を測定してプロットしたものであ
る。
光パワを１２．５ｍＷ、１．４８μｍ帯励起光パワを２
２．５ｍＷとする時、総出力１１ｄＢｍが得られる。図
１０は、この様な関係を測定してプロットしたものであ
る。
【０００６】一方、多波長一括増幅器において、それぞ
れの波長に対し、利得が一定即ち、複数波長間で利得差
がないことが望ましい。図１０において、ΔＧ＝０は、
０．９８μｍと１．４８μｍの２波長間で利得差が無い
点をプロットして得られる特性線である。
れの波長に対し、利得が一定即ち、複数波長間で利得差
がないことが望ましい。図１０において、ΔＧ＝０は、
０．９８μｍと１．４８μｍの２波長間で利得差が無い
点をプロットして得られる特性線である。
【０００７】したがって、図１０において、利得差ΔＧ
＝０の線上で０．９８μｍ帯励起光パワを２２ｍＷから
５０ｍＷまで変化させることにより、光出力を１２．５
ｄＢｍから１３．７ｄＢｍまで約１ｄＢｍの範囲で制御
できることが読み取れる。
＝０の線上で０．９８μｍ帯励起光パワを２２ｍＷから
５０ｍＷまで変化させることにより、光出力を１２．５
ｄＢｍから１３．７ｄＢｍまで約１ｄＢｍの範囲で制御
できることが読み取れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年更に、利
得の制御範囲を拡大できる、例えば６ｄＢｍ程度の範囲
を利得制御できるシステムの提供が望まれている。
得の制御範囲を拡大できる、例えば６ｄＢｍ程度の範囲
を利得制御できるシステムの提供が望まれている。
【０００９】このような要求に対して、先に本発明者等
が提案した方式では、必ずしも未だ十分ではない。した
がって、本発明の目的は、１ｄＢｍ以上のより大きい範
囲での利得制御を可能とする多波長信号を一括増幅する
光増幅器を提供することにある。
が提案した方式では、必ずしも未だ十分ではない。した
がって、本発明の目的は、１ｄＢｍ以上のより大きい範
囲での利得制御を可能とする多波長信号を一括増幅する
光増幅器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の課題を解
決する光増幅器は、基本構成として第一にエルビウムド
ープファイバを用いた複数波長の光信号を一括して増幅
する光増幅器であって、エルビウムドープファイバがそ
の断面方向において、エルビウムがドープされているガ
ラス材料として複数種類で構成され、同時に励起波長帯
も複数種類である。
決する光増幅器は、基本構成として第一にエルビウムド
ープファイバを用いた複数波長の光信号を一括して増幅
する光増幅器であって、エルビウムドープファイバがそ
の断面方向において、エルビウムがドープされているガ
ラス材料として複数種類で構成され、同時に励起波長帯
も複数種類である。
【００１１】あるいは、エルビウムドープファイバがそ
の断面方向において、エルビウムの吸収及び放射の波長
特性が異なる複数のドープ領域を有し、同時に励起波長
帯も複数種類である。
の断面方向において、エルビウムの吸収及び放射の波長
特性が異なる複数のドープ領域を有し、同時に励起波長
帯も複数種類である。
【００１２】かかる構成は、従来例においては、エルビ
ウムがドープされているガラス材料が均一であることに
起因し、利得制御の範囲が大きくとれないという本発明
者の認識に基づき、エルビウムがドープされているガラ
ス材料を少なくとも２種類以上とし、あるいは、エルビ
ウムの異なる濃度のドープ領域を複数有するようにし、
且つ励起波長帯も複数種類とするものであり、これによ
り、制御範囲を大きくすることを可能としたものであ
る。
ウムがドープされているガラス材料が均一であることに
起因し、利得制御の範囲が大きくとれないという本発明
者の認識に基づき、エルビウムがドープされているガラ
ス材料を少なくとも２種類以上とし、あるいは、エルビ
ウムの異なる濃度のドープ領域を複数有するようにし、
且つ励起波長帯も複数種類とするものであり、これによ
り、制御範囲を大きくすることを可能としたものであ
る。
【００１３】即ち、エルビウムがドープされているガラ
ス材料として複数種類又は、複数のドープ領域を有し、
それらのドープ濃度を異ならしめることにより、ガラス
材料が均一であることを回避して利得制御の範囲を大き
くしている。
ス材料として複数種類又は、複数のドープ領域を有し、
それらのドープ濃度を異ならしめることにより、ガラス
材料が均一であることを回避して利得制御の範囲を大き
くしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図にし
たがって、説明する。尚、図において同一及び類似のも
のには、同一の参照番号及び記号を付して説明する。こ
こで本発明の実施の形態を説明するに当たって、先ず従
来の光増幅器の特性を検討しながら本発明の原理につい
て説明する。
たがって、説明する。尚、図において同一及び類似のも
のには、同一の参照番号及び記号を付して説明する。こ
こで本発明の実施の形態を説明するに当たって、先ず従
来の光増幅器の特性を検討しながら本発明の原理につい
て説明する。
【００１５】光増幅器の利得の波長特性は、マクロ的に
見ると図２に示されるように、エルビウムドープファイ
バの励起率で決まる。ここで励起率は、次のように定義
される。
見ると図２に示されるように、エルビウムドープファイ
バの励起率で決まる。ここで励起率は、次のように定義
される。
【００１６】即ち、ドープされているエルビウムが励起
光の注入に対し、エネルギ順位Ｎ1からそれより高いエ
ネルギ順位Ｎ2 移る場合は、励起光の吸収が行われる。
一方、エネルギ順位Ｎ2 にあるエルビウム電子が、励起
光によりエネルギ順位Ｎ1 に落ちる時は、光の放射が行
われる。したがって、エネルギ順位Ｎ2 にある量Ｎ2に
対するエネルギ順位Ｎ1 及びエネルギ順位Ｎ2 にある量
の和（Ｎ1 ＋Ｎ2 ）との比を励起率と呼んでいる。
光の注入に対し、エネルギ順位Ｎ1からそれより高いエ
ネルギ順位Ｎ2 移る場合は、励起光の吸収が行われる。
一方、エネルギ順位Ｎ2 にあるエルビウム電子が、励起
光によりエネルギ順位Ｎ1 に落ちる時は、光の放射が行
われる。したがって、エネルギ順位Ｎ2 にある量Ｎ2に
対するエネルギ順位Ｎ1 及びエネルギ順位Ｎ2 にある量
の和（Ｎ1 ＋Ｎ2 ）との比を励起率と呼んでいる。
【００１７】したがって、エルビウムドープファイバの
励起率が一定であれば、これに対応して図２に示すよう
に利得が決められてしますことが知られている。
励起率が一定であれば、これに対応して図２に示すよう
に利得が決められてしますことが知られている。
【００１８】これに対し、本発明者は、図３の（Ａ）〜
（Ｃ）に例示するように、エルビウムドープファイバの
ガラス材料により吸収及び放射の断面積特性（励起光の
吸収、放射の割合が、吸収及び放射の断面積に対応す
る）が異なる、これにより励起率が同じであっても利得
の波長依存性が異なることに注目した。
（Ｃ）に例示するように、エルビウムドープファイバの
ガラス材料により吸収及び放射の断面積特性（励起光の
吸収、放射の割合が、吸収及び放射の断面積に対応す
る）が異なる、これにより励起率が同じであっても利得
の波長依存性が異なることに注目した。
【００１９】図３（Ａ）〜Ｃ）は、それぞれＧｅ０2 −
ＳｉＯ2 ガラス、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｇｅ０2 −ＳｉＯ2 ガラ
ス、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ガラスの吸収及び放射の断面
積特性を示している。
ＳｉＯ2 ガラス、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｇｅ０2 −ＳｉＯ2 ガラ
ス、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ガラスの吸収及び放射の断面
積特性を示している。
【００２０】図１は、本発明者による上記の認識に基づ
く、本発明の複数波長光信号を一括して増幅する光増幅
器の原理構成図である。
く、本発明の複数波長光信号を一括して増幅する光増幅
器の原理構成図である。
【００２１】図１において、（１）はエルビウムドープ
ファイバ１の断面を示す図であり、コア３０を含む光導
波部１０とその周囲に形成されるクラッド部２０を有す
る。
ファイバ１の断面を示す図であり、コア３０を含む光導
波部１０とその周囲に形成されるクラッド部２０を有す
る。
【００２２】図１（２）は、光導波部１０の拡大図であ
り、その中心部にエルビウムがドープされたガラス材Ｉ
の層とその周囲のリング部のエルビウムがドープされた
ガラス材IIの層を有する。更に、ガラス材IIの層の外周
の層IIIは、エルビウムがドープされいない、例えばシ
リカガラスで形成される。
り、その中心部にエルビウムがドープされたガラス材Ｉ
の層とその周囲のリング部のエルビウムがドープされた
ガラス材IIの層を有する。更に、ガラス材IIの層の外周
の層IIIは、エルビウムがドープされいない、例えばシ
リカガラスで形成される。
【００２３】上記のガラス材Ｉとガラス材IIは異なる材
料で形成される。即ち、図３について説明したような、
それぞれ励起光の吸収／放射特性の異なるエルビウムが
ドープされたガラス材が選択される。
料で形成される。即ち、図３について説明したような、
それぞれ励起光の吸収／放射特性の異なるエルビウムが
ドープされたガラス材が選択される。
【００２４】更に、本発明にしたがう多波長一括光増幅
器は、図１に示す原理構成のエルビウムドープファイバ
を用い、図４の原理図に示されるように、エルビウムド
ープファイバに供給される複数種（図４では２種）の波
長帯の励起光の光パワーを独立して制御可能に構成され
る。
器は、図１に示す原理構成のエルビウムドープファイバ
を用い、図４の原理図に示されるように、エルビウムド
ープファイバに供給される複数種（図４では２種）の波
長帯の励起光の光パワーを独立して制御可能に構成され
る。
【００２５】即ち、図４において、１は図１に示すエル
ビウムドープファイバ、２１、２６はアイソレータ、２
２、２４は波長多重化部、２３は０．９８μｍまたは
０．５１μｍの励起光の発生部、２５は１．４８μｍの
励起光の発生部である。
ビウムドープファイバ、２１、２６はアイソレータ、２
２、２４は波長多重化部、２３は０．９８μｍまたは
０．５１μｍの励起光の発生部、２５は１．４８μｍの
励起光の発生部である。
【００２６】第一の波長多重化部２２で０．９８μｍあ
るいは０．５μｍの励起光を前方向にエルビウムドープ
ファイバ１に送り、第二の波長多重化部２４で１．４８
μｍの励起光を後方向にエルビウムドープファイバ１に
送りドープされたエルビウムを励起する。
るいは０．５μｍの励起光を前方向にエルビウムドープ
ファイバ１に送り、第二の波長多重化部２４で１．４８
μｍの励起光を後方向にエルビウムドープファイバ１に
送りドープされたエルビウムを励起する。
【００２７】更に後に実施例において説明するようにエ
ルビウムドープファイバ１において波長帯によりモード
フィールド径が異なる。例えば０．９８μｍ帯波長ある
いは０．５μｍ帯波長は、１．４８μｍ帯波長と比較し
て小さいため、０．９８μｍあるいは０．５μｍは中心
部のエルビウムドープ層（ガラス材Ｉの層）を選択的に
励起可能である。これに対し、１．４８μｍ帯波長は、
外周のリング部のエルビウムドープ層（ガラス材IIの
層）を選択的に励起可能である。
ルビウムドープファイバ１において波長帯によりモード
フィールド径が異なる。例えば０．９８μｍ帯波長ある
いは０．５μｍ帯波長は、１．４８μｍ帯波長と比較し
て小さいため、０．９８μｍあるいは０．５μｍは中心
部のエルビウムドープ層（ガラス材Ｉの層）を選択的に
励起可能である。これに対し、１．４８μｍ帯波長は、
外周のリング部のエルビウムドープ層（ガラス材IIの
層）を選択的に励起可能である。
【００２８】これにより、中心部とリング部で励起率を
独立に制御することができより広範囲の利得制御が可能
となる。
独立に制御することができより広範囲の利得制御が可能
となる。
【００２９】
実施例１ 図５に本発明の第一の実施例としてのエルビウムドープ
ファイバ１の光導波部分１０の断面構造を示す。図５に
おいて、破線円４０内が図１に示す光導波部分１０であ
る。図５において、本実施例では、中心部領域４１にＧ
ｅＯ2 −ＳｉＯ 2 のガラス材層が配置されている。４２
はリング状に配置されるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 のガラス
材層である。
ファイバ１の光導波部分１０の断面構造を示す。図５に
おいて、破線円４０内が図１に示す光導波部分１０であ
る。図５において、本実施例では、中心部領域４１にＧ
ｅＯ2 −ＳｉＯ 2 のガラス材層が配置されている。４２
はリング状に配置されるＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 のガラス
材層である。
【００３０】これらガラス材層４１及び４２にはエルビ
ウムがドープされている。光導波部分１０の他の部分は
シリカガラスで構成され、中心部のコア部を生成する領
域には、不純物としてＧｅがドープされている。
ウムがドープされている。光導波部分１０の他の部分は
シリカガラスで構成され、中心部のコア部を生成する領
域には、不純物としてＧｅがドープされている。
【００３１】尚、上記のように、ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 を
中心部のガラス材層４１とし、Ａｌ 2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 を、リング部のガラス材層４２としているのは、次の
理由に基づく。
中心部のガラス材層４１とし、Ａｌ 2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 を、リング部のガラス材層４２としているのは、次の
理由に基づく。
【００３２】図５に示されるように、屈折率分布の０．
９８μｍ帯励起光のモードフィールド４３は、１．４８
μｍ帯励起光のモードフィールド４４より狭い。したが
って、０．９８μｍ帯励起光は中心部のエルビウムドー
プのガラス材層４１対して、選択的に励起が可能であ
り、１．４８μｍ帯励起光は、リング状のエルビウムド
ープのガラス材層４２に対して選択的に励起が可能であ
る。
９８μｍ帯励起光のモードフィールド４３は、１．４８
μｍ帯励起光のモードフィールド４４より狭い。したが
って、０．９８μｍ帯励起光は中心部のエルビウムドー
プのガラス材層４１対して、選択的に励起が可能であ
り、１．４８μｍ帯励起光は、リング状のエルビウムド
ープのガラス材層４２に対して選択的に励起が可能であ
る。
【００３３】したがって、図５のエルビウムドープファ
イバを利用して構成される光増幅器は、図４の原理構成
図において、エルビウムドープファイバ１を図５に示す
構成とし、更に励起光発生器２３から０．９８μｍ帯励
起光を前方向に供給し、励起光発生器２５から１．４８
μｍ帯励起光を後方向に供給することにより、それぞれ
の励起光パワをガラス材層４１及び４２に対して、独立
して制御が可能である。
イバを利用して構成される光増幅器は、図４の原理構成
図において、エルビウムドープファイバ１を図５に示す
構成とし、更に励起光発生器２３から０．９８μｍ帯励
起光を前方向に供給し、励起光発生器２５から１．４８
μｍ帯励起光を後方向に供給することにより、それぞれ
の励起光パワをガラス材層４１及び４２に対して、独立
して制御が可能である。
【００３４】図６は、上記図５の実施例の効果を説明す
る図である。図６は横軸に信号光入力、縦軸に光出力と
し、２つの波長帯励起光による利得差が無い（ΔＧ＝
０）時の最小利得と最大利得の関係を示すグラフであ
る。
る図である。図６は横軸に信号光入力、縦軸に光出力と
し、２つの波長帯励起光による利得差が無い（ΔＧ＝
０）時の最小利得と最大利得の関係を示すグラフであ
る。
【００３５】図６において、（Ｉ）は導波部の中心部の
みエルビウムをドープした一種類ののガラス材層からな
る従来のエルビウムドープファイバを用いた光増幅器の
特性である。この特性（Ｉ）は、−９〜−６ｄＢｍの信
号光入力に対し、利得制御幅は、先に図１０において説
明したように約１ｄＢｍである。
みエルビウムをドープした一種類ののガラス材層からな
る従来のエルビウムドープファイバを用いた光増幅器の
特性である。この特性（Ｉ）は、−９〜−６ｄＢｍの信
号光入力に対し、利得制御幅は、先に図１０において説
明したように約１ｄＢｍである。
【００３６】これに対し、本発明の図５にエルビウムド
ープファイバ１を用い、図４のように構成された光増幅
器では、−１２〜−６ｄＢｍの信号光入力に対し、４〜
７．５ｄＢｍ（平均約５．８ｄＢｍ）の利得制御幅を得
ることが出来る。
ープファイバ１を用い、図４のように構成された光増幅
器では、−１２〜−６ｄＢｍの信号光入力に対し、４〜
７．５ｄＢｍ（平均約５．８ｄＢｍ）の利得制御幅を得
ることが出来る。
【００３７】実施例２ 図５において、中心部のエルビウムをドープしたガラス
材料層４１をＧｅＯ2−ＳｉＯ2 からＡｌ2 Ｏ2 −Ｇｅ
Ｏ2 −ＳｉＯ2 に変え、１．５５μｍ付近での利得をよ
り広帯域とした例である。尚、光増幅器としての全体構
成は実施例１と同様である。広帯域となるのは、図３に
おいて、図３（Ａ）、図３（Ｂ）との比較によりＧｅＯ
2 −ＳｉＯ2 の例に対し、Ａｌ2 Ｏ2 −ＧｅＯ2 −Ｓｉ
Ｏ2 の方が、吸収／放射断面積の帯域が広がっているた
めである。
材料層４１をＧｅＯ2−ＳｉＯ2 からＡｌ2 Ｏ2 −Ｇｅ
Ｏ2 −ＳｉＯ2 に変え、１．５５μｍ付近での利得をよ
り広帯域とした例である。尚、光増幅器としての全体構
成は実施例１と同様である。広帯域となるのは、図３に
おいて、図３（Ａ）、図３（Ｂ）との比較によりＧｅＯ
2 −ＳｉＯ2 の例に対し、Ａｌ2 Ｏ2 −ＧｅＯ2 −Ｓｉ
Ｏ2 の方が、吸収／放射断面積の帯域が広がっているた
めである。
【００３８】実施例３ 図７は、本発明の一実施例として、本発明にしたがう実
施例１のエルビウムドープファイバを用いた光増幅器５
０に、Ａｌ2 Ｏ3 −ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラスにエルビ
ウムをドープしたエルビウムドープファイバを用いた従
来の光増幅器５１を縦続したものである。
施例１のエルビウムドープファイバを用いた光増幅器５
０に、Ａｌ2 Ｏ3 −ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラスにエルビ
ウムをドープしたエルビウムドープファイバを用いた従
来の光増幅器５１を縦続したものである。
【００３９】かかる実施例では、エルビウムドープのＧ
ｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラス、エルビウムドープのＧｅＯ2
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ガラス及びエルビウムドープの
Ａｌ−Ｓｉガラスの３つのエルビウムドープ層の吸収／
放射断面積をすべて利得制御に使うようにすることが出
来る。
ｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラス、エルビウムドープのＧｅＯ2
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ガラス及びエルビウムドープの
Ａｌ−Ｓｉガラスの３つのエルビウムドープ層の吸収／
放射断面積をすべて利得制御に使うようにすることが出
来る。
【００４０】実施例４ また、図示省略するが、上記図５に示す例と同様にして
実施例２の光増幅器とＧｅ−Ｓｉガラスにエルビウムを
ドープしたエルビウムドープファイバを用いた光増幅器
を縦続して構成することが可能である。この場合にも、
エルビウムドープＧｅ−Ｓｉガラス、エルビウムドープ
ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラス及びエルビウムドープＡｌ2
Ｏ2 −ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラスの吸収／放射断面積を
使うようにすることが出来る。
実施例２の光増幅器とＧｅ−Ｓｉガラスにエルビウムを
ドープしたエルビウムドープファイバを用いた光増幅器
を縦続して構成することが可能である。この場合にも、
エルビウムドープＧｅ−Ｓｉガラス、エルビウムドープ
ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラス及びエルビウムドープＡｌ2
Ｏ2 −ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラスの吸収／放射断面積を
使うようにすることが出来る。
【００４１】実施例５ 図８、図９は、０．５μｍ、０．９８μｍ、１．４８μ
ｍ帯励起光の３つのモードフィールドの差を利用し、そ
れぞれのモードフィールドの差が大きいところで、ガラ
ス材料を変えてエルビウムをドープしたファイバを適用
する光増幅器の実施例である。
ｍ帯励起光の３つのモードフィールドの差を利用し、そ
れぞれのモードフィールドの差が大きいところで、ガラ
ス材料を変えてエルビウムをドープしたファイバを適用
する光増幅器の実施例である。
【００４２】即ち、図８にオイテ、光導波部１０の断面
図の６０〜６２は、それぞれ異なるガラス材料にエルビ
ウムがドープされた領域である。更に、６３〜６５は、
それぞれ０．５μｍ、０．９８μｍ、１．４８μｍ帯の
屈折率分布のモードフィールドである。
図の６０〜６２は、それぞれ異なるガラス材料にエルビ
ウムがドープされた領域である。更に、６３〜６５は、
それぞれ０．５μｍ、０．９８μｍ、１．４８μｍ帯の
屈折率分布のモードフィールドである。
【００４３】図９は図８のエルビウムドープファイバを
利用する光増幅器の構成であり、他の実施例構成と異な
る点は、カプラ２６と励起光発生器２７、２８を有し、
励起光発生器２７、２８からのそれぞれ０．５μｍ帯波
長及び０．９８μｍ帯波長のの励起光を混合し、波長分
割変調器２２を通して前方向に、エルビウムドープファ
イバ１に対して供給する構成である。
利用する光増幅器の構成であり、他の実施例構成と異な
る点は、カプラ２６と励起光発生器２７、２８を有し、
励起光発生器２７、２８からのそれぞれ０．５μｍ帯波
長及び０．９８μｍ帯波長のの励起光を混合し、波長分
割変調器２２を通して前方向に、エルビウムドープファ
イバ１に対して供給する構成である。
【００４４】尚、０．５μｍ帯波長の励起光を発生する
励起光発生器２８は、レーザダイオード単体による構成
とせずに、倍波共振レーザＳＨＧ（１．０６４μｍのＹ
ＡＧレーザ出力を倍波長にする装置）により構成するこ
とも可能である。
励起光発生器２８は、レーザダイオード単体による構成
とせずに、倍波共振レーザＳＨＧ（１．０６４μｍのＹ
ＡＧレーザ出力を倍波長にする装置）により構成するこ
とも可能である。
【００４５】尚、かかる実施例２〜５の場合も、図示は
省略するが実施例１における図６に示した従来装置との
比較における利得制御幅が大きくなると言う本発明の効
果は同様である。
省略するが実施例１における図６に示した従来装置との
比較における利得制御幅が大きくなると言う本発明の効
果は同様である。
【００４６】
【発明の効果】以上、図に従い本発明の実施例を説明し
たように、従来の方法では利得制御範囲として１ｄＢ程
度でしかなかったが、本発明の適用により大きな範囲の
利得制御が可能である。
たように、従来の方法では利得制御範囲として１ｄＢ程
度でしかなかったが、本発明の適用により大きな範囲の
利得制御が可能である。
【００４７】また、上記実施例では、異なるエルビウム
がドープされたガラス材料を二種以上使用することによ
り利得を一定に制御することを説明した。しかし、本発
明はこれに限られない。即ち、本発明者によりエルビウ
ムのドープ濃度に比例して励起光の吸収及び放射断面積
が大きくなることが実験により確かめられている。
がドープされたガラス材料を二種以上使用することによ
り利得を一定に制御することを説明した。しかし、本発
明はこれに限られない。即ち、本発明者によりエルビウ
ムのドープ濃度に比例して励起光の吸収及び放射断面積
が大きくなることが実験により確かめられている。
【００４８】したがって、ガラス材料を変える代わりに
エルビウムのドープ量を変えることによっても同様に利
得制御の範囲を大きくすることが可能である。
エルビウムのドープ量を変えることによっても同様に利
得制御の範囲を大きくすることが可能である。
【図１】本発明の原理を説明するエルビウムドープファ
イバの断面構成例である。
イバの断面構成例である。
【図２】励起率の変化による利得の依存性変化を説明す
る図である。
る図である。
【図３】ガラス材料による励起光の吸収・放射特性の相
違を説明する図である。
違を説明する図である。
【図４】本発明の原理を説明するエルビウムドープファ
イバを用いた光増幅器の構成例である。
イバを用いた光増幅器の構成例である。
【図５】第１の実施例における光導波部分の断面構造を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明の効果を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施例の構成図である。
【図８】本発明の第５の実施例におけるエルビウムドー
プファイバの光導波部分の断面構成を示す図である。
プファイバの光導波部分の断面構成を示す図である。
【図９】図８のエルビウムドープファイバを用いた光増
幅器の構成例である。
幅器の構成例である。
【図１０】０．９８μｍと１．４８μｍの２波長励起に
おけるそれぞれの励起光パワと総出力の関係である。
おけるそれぞれの励起光パワと総出力の関係である。
１ エルビウムドープファイバ １０ 光導波部 ２１、２６ アイソレータ ２２、２４ 波長多重変調器 ２３、２５ 励起光発生部
Claims (13)
- 【請求項１】エルビウムドープファイバを用いた複数波
長の光信号を一括して増幅する光増幅器であって、 励起光波長帯を該複数種類のガラス材料に対応して複数
種類とし、 且つ該エルビウムドープファイバがその断面方向におい
て、エルビウムがドープされているガラス材料として該
複数種類の励起光波長帯に対応する種類以上で構成する
ことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】請求項１に記載の光増幅器において、 前記複数の励起光波長帯のうち少なくとも一の波長帯が
１．４８μｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】請求項１に記載の光増幅器において、 前記励起光波長帯を、１．４８μｍ帯と０．９８μｍ帯
の２波長帯とし、且つ前記エルビウムドープファイバの
カットオフ波長を０．９８μｍ以下としたことを特徴と
する光増幅器。 - 【請求項４】請求項３に記載の光増幅器において、 前記エルビウムドープファイバにおいて、その断面方向
に円対称にエルビウムがドープされ、且つ、該エルビウ
ムのドープ領域が２層に分離され、第１の層はコア中心
部に位置し、第２の層はコアの外に位置していることを
特徴とする光増幅器。 - 【請求項５】請求項４に記載の光増幅器において、 前記第２の層のエルビウムのドープ領域を、内径を０．
９８μｍの光モードフィールドの外側とし、外径を１．
４８μｍの光のモードフィールドの内側に設定したこと
を特徴とする光増幅器。 - 【請求項６】請求項４に記載の光増幅器において、 前記第１の層のガラス材料をＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラス
とし、第２の層のガラス材料をＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ガ
ラスとしたことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項７】請求項４に記載の光増幅器において、 前記第１の層のガラス材料をＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉガラスとし、第２の層のガラス材料をＡｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 ガラスとしたことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項８】請求項６に記載の光増幅器に、Ａｌ2 Ｏ3
−ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 ガラスのエルビウムドープファイ
バによる光増幅器をタンデムに接続し、 全体で信号光出力制御を行う構成としたことを特徴とす
る光増幅器。 - 【請求項９】請求項７に記載の光増幅器に、ＧｅＯ2 −
ＳｉＯ2 ガラスのエルビウムドープファイバによる光増
幅器をタンデムに接続し、 全体で信号光出力制御を行う構成としたことを特徴とす
る光増幅器。 - 【請求項１０】請求項２に記載の光増幅器において、 前記複数の励起波長帯を１．４８μｍ帯、０．５μｍ帯
及び０．９８μｍ帯の３波長帯とし、 前記エルビウムドープファイバにエルビウムがドープさ
れている領域をファイバ中心から同心円状に３層に分離
して配置し、 最内層は、ファイバ中心に位置し、 第２層は０．５μｍ帯と０．９８μｍ帯のモードフィー
ルド径の中間付近に位置し、 第３層は、０．９８μｍ帯と１．４８μｍ帯のモードフ
ィールド径の中間付近に位置していることを特徴とする
光増幅器。 - 【請求項１１】エルビウムドープファイバを用いた複数
波長の光信号を一括して増幅する光増幅器であって、 該エルビウムドープファイバがその断面方向において、
エルビウムの吸収及び放射の波長特性が異なる複数のド
ープ領域を有し、同時に励起波長帯も複数種類であるこ
とを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の光増幅器において、 前記複数の励起波長帯のうち少なくとも一波長帯が１．
４８μｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１３】請求項１に記載の光増幅器において、 前記励起波長帯を、１．４８μｍ帯と０．９８μｍ帯の
２波長帯とし、且つ前記エルビウムドープファイバのカ
ットオフ波長を０．９８μｍ以下としたことを特徴とす
る光増幅器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28118295A JP3556026B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 複数の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器 |
| US08/736,733 US5861973A (en) | 1995-10-30 | 1996-10-25 | Optical amplifier for collectively amplifying optical signals having a plurality of multiplexed wavelengths |
| GB9622278A GB2306763B (en) | 1995-10-30 | 1996-10-25 | Optical amplifier for wavelength division multiplexed signals |
| FR9613236A FR2740620B1 (fr) | 1995-10-30 | 1996-10-30 | Amplificateur optique, et ensemble le comportant |
| GBGB9923183.9A GB9923183D0 (en) | 1995-10-30 | 1999-09-30 | Optical amplifier for wavelength division multiplexed signals |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28118295A JP3556026B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 複数の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129948A true JPH09129948A (ja) | 1997-05-16 |
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ID=17635493
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| KR100334809B1 (ko) | 1999-07-21 | 2002-05-02 | 윤종용 | 씨드-빔을 이용한 광대역 광원 |
| KR100334789B1 (ko) * | 1999-07-22 | 2002-05-02 | 윤종용 | 피드 백 루프를 이용한 광학 소자 측정용 광대역 광원 |
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1999
- 1999-09-30 GB GBGB9923183.9A patent/GB9923183D0/en not_active Ceased
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