JPH09237930A - Ａｓｅ光源とこれに用いる励起光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源の出射光として寄与することのなかっ
た、希土類添加光ファイバから光源の出射端と反対方向
に進行するＡＳＥ光を有効に利用し、大出力のＡＳＥ光
源を提供することを目的とする。 【解決手段】 希土類添加光ファイバ１と、励起光源２
と、フィルタモジュール３と、出射端４を備えたＡＳＥ
光源において、希土類添加光ファイバ１で発生したＡＳ
Ｅ光Ｌ２とＡＳＥ光Ｌ４のうち出射端４と反対方向に進
行するＡＳＥ光Ｌ４の進行方向を反転させるためのフィ
ルタモジュール５を希土類添加光ファイバ１のＡＳＥ光
Ｌ４の進行方向側に備え、ＡＳＥ光Ｌ４をＡＳＥＬ２と
共に出射端４から取り出させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学デバイスの
測定光源として利用されるＡＳＥ（Amplified Spontane
ous Emission）光源とこれに用いる励起光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、希土類添加光ファイバ
は、励起光と呼ばれるある波長範囲の光を入射すること
により、ある波長に対して大きな利得を得ることができ
るという特性を有する。このため、利得を有する波長帯
の信号光を希土類添加光ファイバ内を通過させること
で、信号光の光強度を非常に大きくすることが可能であ
り、現在光増幅器として光通信の分野において広く利用
されている。

【０００３】希土類添加光ファイバに励起光を入射した
とき、希土類添加光ファイバは利得を発生させると共に
自然放出光も発生する。発生した自然放出光は、利得の
影響を受けて光出力が増大する。このようにして発生し
た光は、Amplified Spontaneous Emission光（以下、Ａ
ＳＥ光）と呼ばれている。

【０００４】希土類添加光ファイバは、それ自身が持つ
大きな利得により大きなＡＳＥ光出力を出射することが
でき、光源として使用することが可能である。図６に従
来のＡＳＥ光源の構成を示す。

【０００５】図６において、１は希土類添加光ファイバ
であり、２は励起光源であり、３はフィルタモジュール
であり、４は光出射端である。また、Ｌ１は励起光源２
から出射された励起光であり、Ｌ２は希土類添加光ファ
イバ１で発生したＡＳＥ光であり、Ｌ３は出射端４から
出射されるＡＳＥ出射光である。

【０００６】励起光源２で発生した励起光Ｌ１は、希土
類添加光ファイバ１へ入射される。希土類添加光ファイ
バ１は、入射された励起光Ｌ１によりＡＳＥ光Ｌ２を発
生する。希土類添加光ファイバ１で発生したＡＳＥ光Ｌ
２は励起光Ｌ１と共にフィルタモジュール３に入射され
る。

【０００７】フィルタモジュール３は波長選択フィルタ
を内蔵したモジュールであり、励起光Ｌ１は通過を阻止
され、ＡＳＥ光Ｌ２は通過する。例えば希土類添加光フ
ァイバ１としてＥｒドープ光ファイバを使用した場合に
は、図７に示すようなフィルタ特性を有するため、励起
光Ｌ１である１．４８μｍ帯の光は通過を阻止され、Ａ
ＳＥ光である１．５５μｍ帯の光は通過する。

【０００８】このようにフィルタモジュール３で励起光
Ｌ１は通過を阻止され、ＡＳＥ光Ｌ２はフィルタモジュ
ール３から出射される。フィルタモジュール３から出射
されたＡＳＥ光Ｌ２は、出射端４からＡＳＥ出射光Ｌ３
として出射される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成の従来のＡＳＥ光源では、出射端４から出射され
る出射光Ｌ３の光出力を大きく取るために、励起光源２
の励起光Ｌ１の強度を大きくする方法が取られていた。
しかしながら、励起光Ｌ１の強度を大きくするためには
励起光源２への供給電流を増加しなければならず、消費
電力が増大してしまう。これに伴って発熱も増大してし
まうため、動作上、安定性が損なわれる。

【００１０】また、希土類添加光ファイバ１から発生し
たＡＳＥ光のうち、フィルタモジュール３側に進行する
光のみを使用しているに留まり、希土類添加光ファイバ
１から励起光源２側に進行するＡＳＥ光は使用されてお
らず、ＡＳＥ変換効率が極めて低いものであった。

【００１１】この発明は、効率よく、かつ安定に大出力
のＡＳＥ光を発生することのできるＡＳＥ光源を提供す
ることを第１の目的とし、さらにこのＡＳＥ光源に用い
て好適な励起光源を提供することを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この第１の目的を達成す
るために、この発明のＡＳＥ光源は、所定波長の励起光
Ｌ１を発生する励起光源２と、励起光Ｌ１を入射するこ
とでＡＳＥ光Ｌ２・Ｌ４を発生する希土類添加光ファイ
バ１と、希土類添加光ファイバ１のいずれか一方の端部
に配置され、希土類添加光ファイバ１から放射されるＡ
ＳＥ光Ｌ４を反射させるＡＳＥ光反射手段５とを備え
る。

【００１３】ＡＳＥ光反射手段５には、励起光源２から
出射される励起光Ｌ１を通過させて希土類添加光ファイ
バ１に入射し、希土類添加光ファイバ１からのＡＳＥ光
Ｌ４を反射させる波長選択フィルタを利用できる。

【００１４】上記構成によるＡＳＥ光源では、希土類添
加光ファイバ１内を互いに反対方向に進行するＡＳＥ光
Ｌ２・Ｌ４のうちどちらか一方のＡＳＥ光を、波長選択
フィルタ等のＡＳＥ光反射手段５を用いて反射させるこ
とで、他のＡＳＥ光Ｌ２の進行方向に一致させ、同一の
光出射端よりＡＳＥ光を取り出すことができ、これによ
ってＡＳＥ光源の光出力強度を増大させることができ
る。

【００１５】また、第２の目的を達成するために、この
発明のＡＳＥ光源に用いる励起光源６は、励起光出射部
に、内部で発生される励起光Ｌ１を通過させて出射し、
外部からのＡＳＥ光Ｌ４を反射させて外部に出射する波
長選択フィルタ６４を備える。

【００１６】上記構成による励起光源６では、励起光出
射部に外部からのＡＳＥ光Ｌ４を反射する波長選択フィ
ルタ６４が配置されているため、新たに希土類添加光フ
ァイバ１の励起光入射端部との間に波長選択フィルタを
設けなくても、希土類添加光ファイバ１からのＡＳＥ光
Ｌ４を反射させることができ、他のＡＳＥ光Ｌ２の進行
方向に一致させ、同一の光出射端４よりＡＳＥ光を取り
出せるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、図１〜図５を参照して本発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による
ＡＳＥ光源の第１の実施形態の構成を示すものである。
なお、図１において、図６と同一部分には同一符号を付
して示し、ここでは異なる部分について説明する。

【００１８】図１で、希土類添加光ファイバ１と励起光
源２の間にはフィルタモジュール５が介在される。この
フィルタモジュール５は励起光源２から出射される励起
光Ｌ１を希土類添加光ファイバ１に導出し、希土類添加
光ファイバ１で発生され励起光源２側へ進行するＡＳＥ
光Ｌ４を折り返させる機能を有する。

【００１９】次に、このフィルタモジュール５の具体的
な内部構造を図２に示す。図２で、５１はフィルタモジ
ュール５のケースであり、このケース５１の内部には、
レンズ５２および５３と波長選択フィルタ５４が所定の
光軸上に配置され、その光軸と交差する両端面に光ファ
イバ端部５５および５６が固定される。

【００２０】図１の構成によるＡＳＥ光源では、励起光
源２から出射された励起光Ｌ１は、フィルタモジュール
５に入射されると、図２において光ファイバ端部５５よ
り内部に出射され、レンズ５２により平行光とされ、波
長選択フィルタ５４を通過し、レンズ５３により集光さ
れ、光ファイバ端部５６へ入射される。このようにして
励起光Ｌ１はフィルタモジュール５内を通過し、希土類
ドープ光ファイバ１に入射される。

【００２１】図１で、希土類添加光ファイバ１に入射さ
れた励起光Ｌ１は、ＡＳＥ光Ｌ２とＬ４を発生する。Ａ
ＳＥ光Ｌ２はフィルタモジュール３側に進行し、ＡＳＥ
光Ｌ４はフィルタモジュール５側へ進行する。

【００２２】フィルタモジュール５側へ進行したＡＳＥ
光Ｌ４は、フィルタモジュール５へ入射され、図２にお
いて光ファイバ端部５６より出射され、レンズ５３によ
り平行光とされ、波長選択フィルタ５４で反射し、レン
ズ５３で集光されて光ファイバ端部５６へ再入射され
る。再入射されたＡＳＥ光Ｌ４は希土類添加光ファイバ
１に入射される。

【００２３】このように反射されたＡＳＥ光Ｌ４は希土
類添加光ファイバ１内を通過し、ＡＳＥ光Ｌ２と共にフ
ィルタモジュール３を通過して出射端４へ到達し、出射
端４からＡＳＥ出射光Ｌ３として出射される。

【００２４】したがって、上記構成によるＡＳＥ光源
は、希土類添加光ファイバ１で発生するＡＳＥ光Ｌ２・
Ｌ４において、出射光として取り出されるＡＳＥ光Ｌ２
の進行方向と反対方向に進行するＡＳＥ光Ｌ４の進行方
向を変えてＡＳＥ出射光Ｌ２と合波することができ、こ
れによって大出力のＡＳＥ光を効率よく発生することが
できる。また、この構成によれば、励起光Ｌ１の強度を
大きくしなくてもよいので、励起光源２への供給電流を
増加する必要がなく、発熱の増加もない。よって、低消
費電力、高安定性が期待できる。

【００２５】図４はこの発明によるＡＳＥ光源の第２の
実施形態の構成を示すものである。なお、図４におい
て、図１と同一部分には同一符号を付して示し、ここで
は異なる部分について説明する。

【００２６】図４の構成では、第１の実施形態における
フィルタモジュール５の機能を内蔵する励起光源６を用
いた点に特徴がある。この励起光源６の具体的な構造を
図５に示す。

【００２７】図５において、６１は励起光源６のケース
であり、ケース６１の内部には、励起光Ｌ１を発生する
半導体レーザ６２と、半導体レーザ６２から出射された
励起光を平行光とするレンズ６３と、レンズ６３から出
射される励起光を通過させ、他の波長光を反射する波長
選択フィルタ６４と、フィルタ６４からの光を集光する
レンズ６５が所定の光軸上に配置され、その光軸と交差
する端面には希土類添加光ファイバ１に接続される光フ
ァイバ端部６６が固定される。

【００２８】図５の構成によるＡＳＥ光源では、励起光
源６の内部において、半導体レーザ６２から出射される
励起光Ｌ１は、フィルタモジュールを構成するレンズ６
３により平行光とされ、波長選択フィルタ６４を通過
し、レンズ６５により集光され、光ファイバ端部６６へ
入射される。このようにして励起光Ｌ１はフィルタモジ
ュール部分を通過し、図１の希土類添加光ファイバ１に
入射される。

【００２９】図４において、希土類添加光ファイバ１に
入射された励起光Ｌ１は、ＡＳＥ光Ｌ２とＬ４を発生す
る。ＡＳＥ光Ｌ２はフィルタモジュール３側に進行し、
ＡＳＥ光Ｌ４は励起光源６側へ進行する。

【００３０】励起光源６側へ進行したＡＳＥ光Ｌ４は、
励起光源内部のフィルタモジュール部へ入射され、図５
において光ファイバ端部６６より出射され、レンズ６５
により平行光とされ、波長選択フィルタ６４で反射し、
レンズ６５で集光されて光ファイバ端部６６へ再入射さ
れる。再入射されたＡＳＥ光Ｌ４は希土類添加光ファイ
バ１に入射される。

【００３１】このように反射されたＡＳＥ光Ｌ４は希土
類添加光ファイバ１内を通過し、ＡＳＥ光Ｌ２と共にフ
ィルタモジュール３を通過して出射端４へ到達し、出射
端４からＡＳＥ出射光Ｌ３として出射される。

【００３２】したがって、上記構成によるＡＳＥ光源で
も、希土類添加光ファイバ１で発生するＡＳＥ光Ｌ２・
Ｌ４において、出射光として取り出されるＡＳＥ光Ｌ２
の進行方向と反対方向に進行するＡＳＥ光Ｌ４の進行方
向を変えてＡＳＥ出射光Ｌ２と合波することができ、こ
れによって大出力のＡＳＥ光を効率よく発生することが
できる。この場合、励起光源６がフィルタ機能を有する
ため、図１の構成のようなフィルタモジュールを用いる
必要はなく、小型化を実現できる。

【００３３】

【実施例】

（第１の実施例）図１において、希土類添加光ファイバ
１としてＥｒドープ光ファイバを用い、励起光源２とし
て１．４８μｍの励起光Ｌ１を出射する半導体レーザモ
ジュールを用い、フィルタモジュール３として１．４８
μｍ帯の波長帯の光の通過を阻止し、１．５５μｍ帯の
波長帯の光を通過する波長選択フィルタを用い、出射端
４として反射減衰量６０ｄＢ以上の光プラグを用い、フ
ィルタモジュール５として１．４８μｍ帯の励起光を通
過し、１．５５μｍ帯のＡＳＥ光を反射する波長選択フ
ィルタを内蔵したモジュールを用いる。

【００３４】このとき、Ｌ１は１．４８μｍの励起光で
あり、Ｌ２とＬ４はＥｒドープ光ファイバ１で発生する
１．５５μｍ帯のＡＳＥ光であり、Ｌ３は光プラグ４か
ら出射されるＡＳＥ出射光である。

【００３５】図２において、フィルタモジュール５の波
長選択フィルタ５４は、図３に示すように、１．４８μ
ｍ帯の励起光を通過し、１．５５μｍ帯のＡＳＥ光を反
射するフィルタ特性を有するものとする。

【００３６】上記構成において、図１の半導体レーザモ
ジュール２から出射された１．４８μｍ帯の励起光Ｌ１
は、フィルタモジュール５へ入射される。フィルタモジ
ュール５へ入射された励起光Ｌ１は、図２の光ファイバ
端部５５から出射され、レンズ５２へ入射される。レン
ズ５２は励起光Ｌ１を平行光とし、波長選択フィルタ５
４を通過してレンズ５３へ入射する。レンズ５３は励起
光Ｌ１を集光して光ファイバ端部５６へ入射する。光フ
ァイバ５６へ入射された励起光Ｌ１は、図１のＥｒドー
プ光ファイバ１へ入射される。

【００３７】Ｅｒドープ光ファイバ１は励起光Ｌ１を入
射すると、内部で１．５５μｍ帯のＡＳＥ光Ｌ２とＬ４
を発生する。ＡＳＥ光Ｌ２はフィルターモジュール３の
方向へ進行し、ＡＳＥ光Ｌ４はフィルタモジュール５の
方向へ進行する。

【００３８】ＡＳＥ光Ｌ４はフィルタモジュール５内に
入射され、図２の光ファイバ端部５６から出射され、レ
ンズ５３で平行光とされる。平行光とされたＡＳＥ光Ｌ
４は、波長選択フィルタ５４で反射し、レンズ５３で集
光され、光ファイバ端部５６へ再入射される。

【００３９】ここで、この実施例ではレンズ５２とレン
ズ５３の間が平行光となるようにレンズ５２・レンズ５
３を配置し、レンズ５２とレンズ５３の間の任意の場所
に平行光と垂直になるように波長選択フィルタ５４を配
置したが、レンズ５２・レンズ５３間でそれぞれの焦点
位置が一致するように集光系を形成し、その焦点位置に
波長選択フィルタ５４の反射面を光軸に対して垂直に配
置しても同様の効果が得られることは自明である。

【００４０】光ファイバ端部５６へ再入射されたＡＳＥ
光Ｌ４はＡＳＥ光Ｌ２と同一の進行方向となり、図１の
Ｅｒドープ光ファイバ１内を進行し、ＡＳＥ光Ｌ２と同
様にフィルタモジュール３へ入射される。

【００４１】このようにして、ＡＳＥ光Ｌ２とＬ４は、
図１のフィルタモジュール３へ入射される。一方、１．
４８μｍ帯の励起光Ｌ１はＥｒドープ光ファイバ１内で
減衰されるが、一部はＥｒドープ光ファイバ１からフィ
ルタモジュール３へ入射される。フィルタモジュール３
内では１．４８μｍ帯の励起光Ｌ１の通過を阻止するた
め、１．５５μｍ帯のＡＳＥ光Ｌ２とＬ４のみがフィル
タモジュール３を通過して光プラグ４へ到達し、ＡＳＥ
出射光Ｌ３として出射される。

【００４２】（第２の実施例）図４において、第１の実
施例と同様に、希土類添加光ファイバ１としてＥｒドー
プ光ファイバを用い、励起光源６として１．４８μｍの
励起光Ｌ１を出射する半導体レーザモジュールを用い、
フィルタモジュール３として１．４８μｍ帯の波長帯の
光の通過を阻止し、１．５５μｍ帯の波長帯の光を通過
する波長選択フィルタを用い、出射端４として反射減衰
量６０ｄＢ以上の光プラグを用いる。

【００４３】図５において、励起光源６内の波長選択フ
ィルタ６４は、図３に示すように、１．４８μｍ帯の励
起光を通過し、１．５５μｍ帯のＡＳＥ光を反射するフ
ィルタ特性を有するものとする。

【００４４】また、図４および図５において、Ｌ１は半
導体レーザ６２から出射される１．４８μｍの励起光で
あり、Ｌ２・Ｌ４はＥｒドープファイバ１で発生する
１．５５μｍ帯のＡＳＥ光であり、Ｌ３は光プラグ４か
ら出射されるＡＳＥ出射光である。

【００４５】図５の半導体レーザ６２から出射された
１．４８μｍ帯の励起光Ｌ１は、レンズ６３により平行
光とされ、波長選択フィルタ６４へ入射する。励起光Ｌ
１は、波長選択フィルタ６４を通過してレンズ６５で集
光され、光ファイバ端部６６に入射される。このように
して図４の半導体レーザモジュール６から出射される
１．４８μｍ帯の励起光Ｌ１は、Ｅｒドープ光ファイバ
１に入射される。

【００４６】Ｅｒドープ光ファイバ１へ入射された励起
光Ｌ１は、１．５５μｍ帯のＡＳＥ光Ｌ２とＬ４を発生
させる。ＡＳＥ光Ｌ２はフィルターモジュール３の方向
へ進行し、ＡＳＥ光Ｌ４は半導体レーザモジュール６の
方向へ進行する。

【００４７】ＡＳＥ光Ｌ４は半導体レーザモジュール６
内に入射し、図５の光ファイバ端部６６から出射され、
レンズ６５で平行光とされる。平行光とされたＡＳＥ光
Ｌ４は、波長選択フィルタ６４で反射されてレンズ６５
で集光され、光ファイバ端部６６へ再入射する。

【００４８】光ファイバ端部６６へ再入射したＡＳＥ光
Ｌ４は、ＡＳＥ光Ｌ２と同一の進行方向となり、図４の
Ｅｒドープファイバ１内を進行し、ＡＳＥ光Ｌ２と同様
にフィルタモジュール３へ入射する。

【００４９】ＡＳＥ光Ｌ２とＬ４は、図４のフィルタモ
ジュール３へ入射される。また、１．４８μｍ帯の励起
光Ｌ１はＥｒドープファイバ１内で減衰されるが一部
は、Ｅｒドープファイバ１からフィルタモジュール３へ
入射される。フィルタモジュール３内で１．４８μｍ帯
の励起光Ｌ１は通過を阻止され、１．５５μｍ帯のＡＳ
Ｅ光Ｌ２とＬ４は、フィルタモジュール３を通過して光
プラグ４へ到達し、ＡＳＥ出射光Ｌ３として出射され
る。

【００５０】

【発明の効果】この発明のＡＳＥ光源によれば、希土類
添加光ファイバで発生するＡＳＥ光において、ＡＳＥ出
射光として取り出される方向と反対方向に進行するＡＳ
Ｅ光の進行方向をフィルタを用いて変更することで、大
出力のＡＳＥ光が得られる効果がある。

【００５１】また、ＡＳＥ光源に用いる励起光源の内部
に、励起光の波長を通過させ、逆行するＡＳＥ光の波長
域を反射させるフィルタを内蔵させることで、光源全体
を小型化できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるＡＳＥ光源の第１の実施形態の
構成図である。

【図２】第１の実施形態に用いるフィルタモジュールの
具体的な構成図である。

【図３】第１の実施形態に用いる波長選択フィルタの特
性例を示す図である。

【図４】この発明によるＡＳＥ光源の第２の実施形態の
構成を示す図である。

【図５】第２の実施形態に用いる励起光源の具体的な構
成図である。

【図６】従来のＡＳＥ光源の構成図である。

【図７】従来のＡＳＥ光源に用いられる波長選択フィル
タの特性例を示す図である。

【符号の説明】

１ 希土類添加光ファイバ（Ｅｒドープ光ファイバ） ２ 励起光源（半導体レーザモジュール） ３ フィルタモジュール ４ 出射端（光プラグ） ５ フィルタモジュール ５１ ケース ５２・５３ レンズ ５４ 波長選択フィルタ ５５・５６ 光ファイバ端部 ６ 励起光源 ６１ ケース ６２ 半導体レーザ ６３・６５ レンズ ６４ 波長選択フィルタ ６６ 光ファイバ端部 Ｌ１ 励起光 Ｌ２ ＡＳＥ光 Ｌ３ ＡＳＥ出射光 Ｌ４ ＡＳＥ光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定波長の励起光(L1)を発生する励起光
   源(2) と、 励起光(L1)を入射することでＡＳＥ（Amplified Sponta
   neous Emission）光(L2,L4) を発生する希土類添加光フ
   ァイバ(1) と、 希土類添加光ファイバ(1) のいずれか一方の端部に配置
   され、希土類添加光ファイバ(1) から放射されるＡＳＥ
   光(L4)を反射させるＡＳＥ光反射手段(5) とを備えるこ
   とを特徴とするＡＳＥ光源。
2. 【請求項２】 請求項１において、ＡＳＥ光反射手段
   (5) は、励起光源(2)から出射される励起光(L1)を通過
   させて希土類添加光ファイバ(1) に入射し、希土類添加
   光ファイバ(1) からのＡＳＥ光(L4)を反射させる波長選
   択フィルタであることを特徴とするＡＳＥ光源。
3. 【請求項３】 所定波長の励起光(L1)を発生する励起光
   源(6) と、 励起光(L1)を入射することでＡＳＥ（Amplified Sponta
   neous Emission）光(L2,L4) を発生する希土類添加光フ
   ァイバ(1) とを備え、 励起光源(6) は、内部の励起光出射部に、励起光(L1)を
   通過させて希土類添加光ファイバ(1) に出射し、希土類
   添加光ファイバ(1) からのＡＳＥ光(L4)を反射させて希
   土類添加光ファイバ(1) に出射する波長選択フィルタ(6
   4)を備えることを特徴とするＡＳＥ光源。
4. 【請求項４】 希土類添加光ファイバ(1) の一方端に光
   結合され、希土類添加光ファイバ(1) にＡＳＥ（Amplif
   ied Spontaneous Emission）光(L2,L4) を発生させる励
   起光を発生するＡＳＥ光源に用いる励起光源(6) におい
   て、 励起光出射部に、励起光(L1)を通過させて希土類添加光
   ファイバ(1) に出射し、希土類添加光ファイバ(1) から
   のＡＳＥ光(L4)を反射させて希土類添加光ファイバ(1)
   に出射する波長選択フィルタ(64)を備えることを特徴と
   するＡＳＥ光源に用いる励起光源。