JPH09129956A - 光ファイバ増幅装置 - Google Patents
光ファイバ増幅装置Info
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- JPH09129956A JPH09129956A JP28340195A JP28340195A JPH09129956A JP H09129956 A JPH09129956 A JP H09129956A JP 28340195 A JP28340195 A JP 28340195A JP 28340195 A JP28340195 A JP 28340195A JP H09129956 A JPH09129956 A JP H09129956A
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Abstract
重を可能にした光ファイバ増幅装置を提供する。 【解決手段】 Er3+イオンドープ石英系光ファイバのEr
3+イオンを1.50μm より長波長帯の励起光により励起し
て、Er3+イオン3+の4I15/2準位と4I13/2準位との間に反
転分布を形成し、この反転分布に基づく誘導放出によ
り、Er3+イオンドープ石英系光ファイバ3に入射された
1.50μm より長波長帯の光信号を増幅する光ファイバ増
幅装置1において、1.50μm より長波長帯の励起光とし
て励起光用Er 3+イオンドープ石英系光ファイバ2より発
生する誘導放出光を用いる。
Description
おけるEr3+イオンドープ石英系光ファイバを用いて入力
光信号を増幅する光ファイバ増幅装置に関するもので、
特に増幅帯域を拡大した光ファイバ増幅装置に関するも
のである。
ステムにおいては、光ファイバ伝送路中での損失による
信号光の減衰を補償するために、所定距離ごとに光増幅
装置が設けられている。その光増幅装置としてEr3+イオ
ンドープ石英系光ファイバを用いた光ファイバ増幅装置
がある。この光ファイバ増幅装置は、増幅用のEr3+イオ
ンをドープした光ファイバ中に励起用の光源から出力さ
れた励起光を伝搬させると、その励起光によってEr3+イ
オンが高いエネルギー準位に励起してエネルギー反転分
布ができる。このEr3+イオンが励起した光ファイバ中を
増幅しようとする光信号が伝搬すると、その光信号によ
り誘導放出が生起されて、伝搬する光信号が増幅される
ものである。
イバとの結合が容易でしかも整合が良いこと、増幅特性
に偏波依存性がないこと、さらには電気回路を大幅に減
らすことができ、光通信システムのコスト自体を低減さ
せることもできる等種々の利点がある。ところで、近年
光通信システムにあっては、伝送情報の高密度化に伴い
伝送線路の伝送速度の向上とともに波長多重による伝送
容量の増大化が要望されている。
の各波長に対する利得の平坦性と、増幅帯域が問題な
る。Er3+イオンドープ光ファイバを用いた光ファイバ増
幅装置の増幅帯域を拡大する方法としては、光ファイバ
にEr3+イオンの他にAlを共ドープする方法がとられてい
る。例えば図5は、Er3+イオンのみをドープした場合の
波長に対する増幅特性であり、図6は、Er3+イオンにAl
を共ドープした場合の波長に対する増幅特性である。Er
3+イオンのみをドープした場合に比較してAlを共ドープ
した場合の方が波長に対する増幅帯域が拡大しているの
がわかる。
ドープした場合でも増幅波長の上限は1.560 μm 程度ま
でである。通常、波長多重伝送における増幅帯域として
は波長に対する利得特性が比較的平坦な1.550 μm 〜1.
560 μm が使用されている。この波長帯域に配置できる
波長の数は、光源の波長安定性、光合分波器の波長安定
性などの制約から4波〜8波程度に制限される。従っ
て、さらに多数の波長多重を行うためには、光ファイバ
増幅装置の波長に対する増幅帯域を拡大する必要があ
る。増幅帯域を拡大するに当たっては、1.48μm 帯は励
起光源の波長帯域であり、短波長側への増幅帯域の拡大
は実用上好ましくない。従って、増幅帯域を拡大するた
めには、すでに使用されている1.550 μm 〜1.560 μm
から、より長波長側へ増幅帯域を拡大する必要がある。
増幅帯域を拡大して多数の波長多重を可能にした光ファ
イバ増幅装置を提供することを目的とするものである。
決するために以下のような手段を有している。
は、Er3+イオンドープ石英系光ファイバのEr3+イオンを
1.50μm より長波長帯の励起光により励起して、Er3+イ
オン3+の4I15/2準位と4I13/2準位との間に反転分布を形
成し、この反転分布に基づく誘導放出により、前記Er3+
イオンドープ石英系光ファイバに入射された1.50μm よ
り長波長帯の光信号を増幅する光ファイバ増幅装置にお
いて、前記1.50μm より長波長帯の励起光として励起光
用Er3+イオンドープ石英系光ファイバより発生する誘導
放出光を用いることを特徴とする。
は、Er3+イオンドープ石英系光ファイバの励起光として
励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファイバより発生す
る誘導放出光を用いるとともに、1.48μm 帯または0.98
μm 帯の励起光を複合して用いることを特徴とする。
は、励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファイバが共振
器構造を有していることを特徴とする。
下のようにして増幅帯域を長波長側に拡大している。Er
3+イオンドープ石英系光ファイバは、Er3+イオンの4I
15/2順位と4I13/2順位とは縮退が解けて図7に示すよう
にいくつかのサブレベルに分かれ、その吸収スペクトル
は、図8に示すようにこれらサブレベル間の遷移の重ね
合わせとなっている。したがって、適当な励起波長と信
号波長とを組み合わせることにより4準位系の光増幅装
置を構成することができる。
バを用いた光ファイバ増幅装置の増幅帯域を1.560 μm
より長波長側に拡大するためには、1.53μm 帯に励起波
長を選ぶことで、1.560 μm 〜1.58μm 帯に図4に示す
ように増幅帯域が得られる。これにより、光ファイバ増
幅装置の増幅帯域を長波長側に拡大することが達成され
る。ところが一方、励起光源として現在実用化されてい
るのは、1.48μm および0.98μm 帯であり、1.53μm 帯
の実用的な励起光源は開発されていない。そこで、Er3+
イオンのみをドープしたEr3+イオンドープ光ファイバが
図5に示すように1.53μm 帯に発光スペクトルを持って
いるので、本発明の光ファイバ増幅装置は、この1.53μ
m 帯の発光スぺクトルを励起光源として使用して増幅帯
域を長波長側に拡大したものである。
詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の光ファイバ増幅装置
の一実施の形態を示すものである。図1において、光フ
ァイバ増幅装置1は、Erのみをドープした励起光用のEr
3+イオンドープ光ファイバ2とErの他にAlをドープした
Er3+イオンドープ光ファイバ3とを備えている。励起光
用のEr3+イオンドープ光ファイバ2とErの他にAlをドー
プしたEr3+イオンドープ光ファイバ3とは光合分波器4
を介して接続されている。
は励起光源5が接続され、出力端には光アイソレータ6
が接続されている。光アイソレータ6の出力端は光合分
波器4の入力端に接続されている。光合分波器4には信
号光の入力端7およびEr3+イオンドープ光ファイバ3の
入力端が接続されている。Er3+イオンドープ光ファイバ
3の出力側には光合分波器8を介して光アイソレータ9
が接続され、光アイソレータ9の出力側には信号光出力
端10が接続されている。図中11はEr3+イオンドープ
光ファイバ3の励起光源で、励起光源11の励起光は光
合分波器8を介してEr3+イオンドープ光ファイバ3に入
射される。
置は以下のように作用する。前段の励起光用のEr3+イオ
ンドープ光ファイバ2の励起光源5として1.48μmの励
起光を用いるとEr3+イオンドープ光ファイバ2から1.53
μm 帯の誘導放出光が出射される。この1.53μm 帯の誘
導放出光が後段のEr3+イオンドープ光ファイバ3に導か
れ、後段のEr3+イオンドープ光ファイバ3で信号光出力
端10から入力された信号光を励起する。この1.53μm
帯の励起光は図4に示すように主に1.56μm 以上の波長
域の増幅に寄与する。
3には、同時に励起光源11より1.48μm の励起光が入
射される。この励起光源11は、主に、1.55μm 〜1.56
μm帯の増幅に寄与する。このように、1.48μm の励起
光を前段のEr3+イオンドープ光ファイバ2で増幅して1.
53μm 帯の誘導放出光とし、この誘導放出光を後段のEr
3+イオンドープ光ファイバ3の励起光として用いること
により増幅帯域を長波長側へ拡大することにより広帯域
光増幅装置とするものである。
イバ増幅装置の他の実施の形態を示すものである。図2
において、光ファイバ増幅装置1Aは、Erのみをドープ
した励起光用のEr 3+イオンドープ光ファイバ2とErの他
にAlをドープしたEr3+イオンドープ光ファイバ3とを備
えている。励起光用のEr3+イオンドープ光ファイバ2と
Erの他にAlをドープしたEr3+イオンドープ光ファイバ3
とは光合分波器4を介して接続されていることは実施の
形態1と同様である。
Aの特徴は、Er3+イオンドープ光ファイバ2の入力端側
に光合分波器21を介して反射器22が設けられている
ことである。励起光源5は、光合分波器21を介して同
じくEr3+イオンドープ光ファイバ2に接続されている。
その他の構成は実施の形態1と同様につき同一の部分に
は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。反射器2
2をEr3+イオンドープ光ファイバ2の入力端側に設ける
ことによって、Er3+イオンドープ光ファイバ2で増幅さ
れた誘導放出光の内、Er3+イオンドープ光ファイバ2の
入力側に進行する誘導放出光を反射させることにより、
効率よく1.53μm 帯の誘導放出光をEr3+イオンドープ光
ファイバ3に結合させることができる。
イバ増幅装置のさらに他の実施の形態を示すものであ
る。図3において、光ファイバ増幅装置1Bは、Erのみ
をドープした励起光用のEr 3+イオンドープ光ファイバ2
とErの他にAlをドープしたEr3+イオンドープ光ファイバ
3とを備えている。励起光用のEr3+イオンドープ光ファ
イバ2とErの他にAlをドープしたEr3+イオンドープ光フ
ァイバ3とは光合分波器4を介して接続されていること
は実施の形態1と同様である。
Bの特徴は、Er3+イオンドープ光ファイバ2の両端に反
射器32A、32Bが設けられていることである。励起
光源5は、光合分波器21を介してEr3+イオンドープ光
ファイバ2に接続されていることは実施の形態2と同じ
である。その他の構成は実施の形態1と同様につき同一
の部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
反射器32A、32BをEr3+イオンドープ光ファイバ2
の両端に設けることによって、Er3+イオンドープ光ファ
イバ2で増幅された誘導放出光を共振させることによっ
て、1.53μm 帯の誘導放出光をEr3+イオンドープ光ファ
イバ3に効率よく結合させることができる。
形態において、Er3+イオンドープ光ファイバ2の励起光
源5およびEr3+イオンドープ光ファイバ3の励起光源1
1として1.48μm の励起光を用いたが、励起光は1.48μ
m に限るものではなく、0.98μm の励起光を用いたても
よく、1.48μm と0.98μm の励起光を同時に用いてもよ
い。
光ファイバ増幅装置によれば、Er3+イオンドープ石英系
光ファイバで発生する誘導放出光をEr3+イオンドープ石
英系光ファイバの励起光とすることにより、従来では得
られなかった増幅帯域を長波長側に拡大することが可能
となった。
よれば、Er3+イオンドープ石英系光ファイバの励起光と
して励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファイバより発
生する誘導放出光を用いるとともに、1.48μm 帯または
0.98μm 帯の励起光を複合して用いることにより、増幅
帯域を長波長側に拡大して増幅帯域を広くすることが可
能となった。
よれば、励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファイバが
共振器構造を有しているので、励起光用Er3+イオンドー
プ石英系光ファイバの誘導放出光をEr3+イオンドープ光
ファイバに効率よく結合させることができる。
示す説明図である。
を示す説明図である。
形態を示す説明図である。
起した場合の増幅特性を示す説明図である。
特性を示す説明図である。
バの増幅特性を示す説明図である。
3+イオンの4I15/2順位と4I13/2順位との縮退が解けてサ
ブレベルに分かれた状態を示す説明図である。
性を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 Er3+イオンドープ石英系光ファイバのEr
3+イオンを1.50μmより長波長帯の励起光により励起し
て、Er3+イオン3+の4I15/2準位と4I13/2準位との間に反
転分布を形成し、この反転分布に基づく誘導放出によ
り、前記Er3+イオンドープ石英系光ファイバに入射され
た1.50μm より長波長帯の光信号を増幅する光ファイバ
増幅装置において、前記1.50μm より長波長帯の励起光
として励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファイバより
発生する誘導放出光を用いることを特徴とする光ファイ
バ増幅装置。 - 【請求項2】 Er3+イオンドープ石英系光ファイバの励
起光として励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファイバ
より発生する誘導放出光を用いるとともに、1.48μm 帯
または0.98μm 帯の励起光を複合して用いることを特徴
とする請求項1に記載の光ファイバ増幅装置。 - 【請求項3】 励起光用Er3+イオンドープ石英系光ファ
イバが共振器構造を有していることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の光ファイバ増幅装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28340195A JP3752002B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 光ファイバ増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28340195A JP3752002B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 光ファイバ増幅装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09129956A true JPH09129956A (ja) | 1997-05-16 |
JP3752002B2 JP3752002B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=17665052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28340195A Expired - Fee Related JP3752002B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 光ファイバ増幅装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3752002B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1174588A (ja) * | 1997-07-21 | 1999-03-16 | Lucent Technol Inc | 光ファイバ・レーザをポンピングする装置 |
WO2001071863A1 (fr) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Amplificateur optique |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28340195A patent/JP3752002B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1174588A (ja) * | 1997-07-21 | 1999-03-16 | Lucent Technol Inc | 光ファイバ・レーザをポンピングする装置 |
WO2001071863A1 (fr) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Amplificateur optique |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3752002B2 (ja) | 2006-03-08 |
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