JPH09258279A

JPH09258279A - 光ファイバアンプ

Info

Publication number: JPH09258279A
Application number: JP9476596A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ichino; 誠司一野
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-10-03
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JP3956403B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長期信頼性が高く、厚みの薄い光ファイバア
ンプを提供する。【解決手段】Ｅｒドープ光ファイバをコイル状にした
Ｅｒファイバコイル５と、励起光源用ＬＤ（レーザダイ
オード）４と、光部品モジュール２，３を用い、これら
の光部品を光ファイバ７によって接続して構成される光
学回路６と、電子部品９を含み、この光学回路に結合す
る電子回路を電気回路基板１に形成して筐体８内に収容
し、光ファイバアンプを構成する。電気回路基板１に
は、各光部品に対応させて貫通穴10を形成し、この貫通
穴10には対応する各光部品を嵌合し、励起光源用ＬＤ４
の上下の両面と、Ｅｒファイバコイル５と光部品モジュ
ール２，３の下方面を対向する筐体８と接触させ、筐体
８をこれらの光部品の発熱を放熱させる放熱体と成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信等に用いら
れる光ファイバアンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光を光のまま増幅するＥｒ（エル
ビウム）ドープ光ファイバの開発が行われ、このＥｒド
ープ光ファイバを用いた光ファイバアンプが提案されて
いる。この光ファイバアンプは、例えば図９に示される
ように、Ｅｒドープ光ファイバをコイル状に巻回したＥ
ｒファイバコイル５と、励起光源用ＬＤ（レーザダイオ
ード）４と、光受動部品としての光部品モジュール２，
３等を有しており、光ファイバアンプは、これらの光部
品を接続して構成される光学回路と、この光学回路に結
合する電子回路とが電気回路基板１に形成され、筐体８
内に収容されて構成されている。

【０００３】なお、前記Ｅｒファイバコイル５や励起光
源用ＬＤ４等の光部品には、ぞれぞれ、光部品同士を接
続するための光ファイバ７が設けられており、これらの
光ファイバ７同士を融着接続することにより光部品同士
が接続されている。

【０００４】同図に示す光ファイバアンプにおいては、
励起光源用ＬＤ４の出力側にＥｒファイバコイル５の入
射側が接続され、Ｅｒファイバコイル５の出射側には前
段用の光部品モジュール２の入射側が接続され、この光
部品モジュール２の出射側に後段用の光部品モジュール
３が接続されている。また、光部品モジュール２，３は
具体的には、例えば、ＷＤＭ（Wavelength Division Mu
ltiplex:光合分波）フィルタ等である。

【０００５】このような光ファイバアンプにおいては、
耐振動・耐衝撃性等の十分な機械的強度を確保するため
に、光部品モジュール２，３および励起光源用ＬＤ４、
Ｅｒファイバコイル５等の光部品を強固に電気回路基板
１に固定する必要があり、従来は、例えば図11に示され
るように、光部品固定具14を光部品モジュール２等の光
部品の側面側に設けて横方向の強度を確保し、さらに、
光部品の底面側を固定用ねじ15を用いて電気回路基板１
に固定することにより、より一層確実に光部品を電気回
路基板１に固定するようにしている。

【０００６】図９，10に示されるように、前記電気回路
基板１には電気ケーブル６が接続されており、電気回路
基板１は電気ケーブル６から供給される電力により励起
光源用ＬＤ４を駆動させる機能を有している。また、図
10に示されるように、電気回路基板１の表面側および裏
面側には、電気抵抗やトランジスタ等の電子部品９が実
装され、電気回路基板１の表面側および裏面側に張り巡
らされて形成された電気配線と結合して電子回路が構成
され、前記の如く、電気回路基板１の表面側に実装され
ている励起光源用ＬＤ４等の光部品の光学回路と電子回
路とが結合している。

【０００７】なお、電気回路基板１の面積を小型化する
ためには、電気回路基板１の表面側又は裏面側のいずれ
か一方の面に電子部品９と光部品の両方を実装すること
は困難であるため、同図に示すように、励起光源用ＬＤ
４等の光部品を電気回路基板１の表面側又は裏面側のい
ずれか一方の面に実装し、電子部品９はその反対側の面
に実装されていたり、電子部品９の一部が光部品と同じ
面に実装されてそれ以外の電子部品９が光部品の実装側
とは反対側の面に実装されたりしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、光フ
ァイバアンプの小型化と共に薄型化の要望が高まってき
いる。しかしながら、図10に示したように、光ファイバ
アンプの高さ（Ｈamp ）は、従来の光ファイバアンプに
おいては、光部品の高さ（Ｈ₀）と電気回路基板１の厚
み（Ｔb ）と電子部品９の高さ（Ｈe ）を合わせた大き
さ（Ｈ₀＋Ｔb ＋Ｈe ）を筐体８の厚みに加えた大きさ
とほぼ等しくなり、このままの実装構造では、光部品の
高さ、電気回路基板１の厚み、電子部品９の高さが小さ
くならない限り、光ファイバアンプの薄型化の実現は困
難であった。なお、従来の光ファイバアンプにおいて
は、例えば光部品の高さＨ₀は7.3 mm程度であり、電気
回路基板１の厚みＴb は0.8 mm程度であり、電子部品９
の高さＨe は2.7 mm程度であり、光ファイバアンプの高
さＨamp は14mm程度となっている。

【０００９】また、励起光源用ＬＤ４、Ｅｒファイバコ
イル５、光部品モジュール２，３等の光部品は、前記の
如く、各光ファイバに設けられている光ファイバ７同士
を接続することにより光学回路を形成しているが、光フ
ァイバアンプの機械的な信頼性を考慮すると、この光フ
ァイバ７の余長部分は、例えば図12に示されるように、
電気回路基板１の表面側すれすれに配設して取り回し、
電気回路基板１に固定することが望ましい。

【００１０】しかしながら、光部品モジュール２等の各
光部品に設けられている光ファイバ７は、光部品の高さ
方向ほぼ中央部に取り付けられているために、この光フ
ァイバ７を電気回路基板１上に固定すると、光ファイバ
７の光部品への取り付け部16に同図のような湾曲が生
じ、この光ファイバ７の湾曲によって、光部品への光入
出力に曲げ損失が生じたり、取り付け部16に曲げ応力が
加わって、光部品の信頼性を損なうこととなり、光ファ
イバアンプの信頼性が低下してしまうといった問題があ
った。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、長期信頼性が高く、
薄型の光ファイバアンプを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成により課題を解決するため
の手段としている。すなわち、本発明は、少なくともＥ
ｒドープ光ファイバと励起光源用レーザダイオードと光
受動部品を含む光部品を接続して構成される光学回路
と、該光学回路に結合する電子回路が電気回路基板に形
成されて筐体内に収容されて成る光ファイバアンプにお
いて、前記電気回路基板には前記各光部品に対応させて
１個以上の光部品を嵌合する１個以上の嵌合穴部が形成
されており、該各嵌合穴部には前記対応する各光部品が
それぞれ嵌合されており、これらの光部品のうち少なく
とも発熱を伴う光部品の上下の少なくとも一方面は対向
する筐体と接触して該筐体が該光部品の発熱を放熱させ
る放熱体と成していることを特徴として構成されてい
る。

【００１３】上記構成の本発明において、電気回路基板
に形成された嵌合穴部（本明細書における嵌合穴部と
は、貫通の穴および、貫通ではない凹部の両方を含む広
い概念で用いている）にそれぞれ、対応する各光部品が
嵌合されているために、電気回路基板の表面側又は裏面
側のいずれか一方側の面上に全ての光部品が実装されて
いた従来の光ファイバアンプに比べ、嵌合穴部として貫
通の穴を形成したものにおいては、少なくとも電気回路
基板の厚みの分だけ光ファイバアンプが薄型化される。
また、電子部品の高さが電気回路基板の表面側および裏
面側に突出した高さよりも小さいときには、光ファイバ
アンプの高さ（厚み）はほぼ光部品の高さと等しくな
り、光ファイバアンプのより一層の薄型化が可能とな
る。

【００１４】また、嵌合穴部が貫通の穴ではない凹部に
よって形成された場合にも、電気回路基板の嵌合穴部を
除く領域においては電気回路基板の表面側および裏面側
の両方に電子部品を実装することができるために、例え
ば電気回路基板の表面側から裏面側にへこんだ凹部を形
成したときに、電気回路基板の裏面側に実装される電子
部品の高さが凹部の深さ以下の大きさであり、電気回路
基板の表面側に実装される電子部品の高さを電気回路基
板の表面側から突出した光部品の高さ以下の大きさとす
れば、光ファイバアンプの高さはほぼ光部品の高さと電
気回路基板の厚みとを合わせた大きさとなり、従来の光
ファイバアンプに比べて電子部品の高さ分だけ光ファイ
バアンプの薄型化が可能となる。

【００１５】以上のように、本発明の光ファイバアンプ
においては、その薄型化が可能となり、かつ、対応する
各光部品を電気回路基板の嵌合穴部に嵌合することによ
り、各光部品に設けられている光ファイバ等の光部品接
続手段を電気回路基板の面上に固定する際にも、基板の
表面（又は裏面）から突出する光部品の高さが従来の光
ファイバアンプにおける光部品の突出高さよりも小さく
なる。そのため、光ファイバ等の接続手段の光部品への
取り付け部に生じる曲げは小さくなる、あるいは殆どな
くなることになり、この曲げによる悪影響もなくなるた
めに、光部品の信頼性が高まり、光ファイバアンプの信
頼性が向上される。

【００１６】さらに、上記構成の本発明においては、前
記光部品のうち、少なくとも発熱を伴う光部品の上下の
少なくとも一方面は対向する筐体と接触し、この筐体が
光部品の発熱を放熱させる放熱体と成しているために、
例えば光ファイバアンプ内に放熱体を設ける場合に比
べ、光ファイバアンプの装置の簡略化が可能となり、そ
の分だけ光ファイバアンプの小型化および薄型化が図ら
れ、上記課題が解決される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る光ファイバ
アンプの一実施形態例が、光伝搬用の光ファイバ17と共
に断面図により示されている。また、図２には、この光
ファイバアンプの斜視図が筐体８を省略した状態で示さ
れている。これらの図に示されるように、本実施形態例
の光ファイバアンプは従来例と同様に、励起光源用ＬＤ
４、Ｅｒファイバコイル５、光部品モジュール２，３お
よび、電気回路基板１を筐体８内に収容して形成されて
おり、本実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、
図１から図３に示されるように、電気回路基板１に、各
光部品（励起光源用ＬＤ４、Ｅｒファイバコイル５、光
部品モジュール２，３）に対応させて、各光部品を嵌合
する嵌合穴部としての貫通穴10（10ａ〜10ｄ）を形成
し、各嵌合穴部10には対応する各光部品がそれぞれ嵌合
したことである。また、図１に示されるように、励起光
源用ＬＤ４の上下両面と、Ｅｒファイバコイル５、光部
品モジュール２，３の下方面は、対向する筐体８と接触
しており、筐体８が、励起光源用ＬＤ４、Ｅｒファイバ
コイル５、光部品モジュール２，３の発熱を放熱させる
放熱体と成している。

【００１８】また、図４の（ａ）に示すように、光部品
モジュール２は固定用ねじ15を用いて筐体８の底面側に
取り付けられており、従来のような光部品固定具は設け
られていない。なお、光部品モジュール３および励起光
源用ＬＤ４、Ｅｒファイバコイル５も光部品モジュール
２と同様の取り付け方法によって電気回路基板１および
筐体８に取り付けられている。

【００１９】本実施形態例の上記以外の構成は従来例と
同様に構成されており、本実施形態例では、励起光源用
ＬＤ４、Ｅｒファイバコイル５、光部品モジュール２，
３がそれぞれ電気回路基板１の対応する貫通穴10ａ〜10
ｄに嵌合されて筐体８内に収容されており、電子部品９
の高さは電気回路基板１の表面側および裏面側に突出し
た光部品モジュール２等の光部品の高さよりも小さいた
めに、光ファイバアンプの高さは光部品モジュール２等
の光部品の高さＨamp とほぼ等しくなる。そして、電気
回路基板１の厚みや電子部品９の高さには全く依存しな
いことになる。そのため、従来の光ファイバアンプに比
べて大幅な薄型化が可能となる。

【００２０】また、本実施形態例では、光ファイバアン
プに収容されている光部品のうち最も高さが高い励起光
源用ＬＤ４の上下の両面が対向する筐体８と接触してお
り、励起光源用ＬＤ４の上下に隙間が全くないために、
光ファイバアンプのより一層の薄型化が可能となってい
る。

【００２１】さらに、本実施形態例によれば、励起光源
用ＬＤ４の上下の両面および、Ｅｒファイバコイル５と
光部品モジュール２，３の下方面とが筐体８に接触し
て、筐体８がこれらの光部品の発熱を放熱させる放熱体
と成しているために、光ファイバアンプ内に別の放熱体
を設ける場合に比べ、光ファイバアンプの装置の簡略化
を図ることができるし、その分だけ光ファイバアンプを
より一層小型・薄型化することができる。

【００２２】なお、本出願人が、従来の光ファイバアン
プを構成する励起光源用ＬＤ４、Ｅｒファイバコイル
５、光部品モジュール２，３と、電子部品９を用い、従
来の電気回路基板１と同じ厚みの電気回路基板を用いて
本実施形態例の光ファイバアンプを作製したところ、こ
の光ファイバアンプの厚みは略8.5 mmとなり、従来の光
ファイバアンプの厚み（14mm）に比べて非常に薄型化し
た光ファイバアンプを形成することができた。

【００２３】さらに、本実施形態例によれば、励起光源
用ＬＤ４、Ｅｒファイバコイル５、光部品モジュール
２，３の各光部品を電気回路基板１の貫通穴10に嵌合し
たために、従来のような光部品固定具を用いなくとも光
部品の横方向（電気回路基板１の面方向）を強固に固定
することが可能となり、光部品固定具14を省略できる分
だけ光ファイバアンプの構成をより一層簡略化すること
ができる。

【００２４】さらに、本実施形態例によれば、例えば図
５に示されるように、光部品モジュール２等の光部品を
貫通穴10に嵌合して電気回路基板１に固定しているため
に、光部品に取り付けられている光ファイバ７を電気回
路基板１の表面に固定したときに、光ファイバ７の光部
品への取り付け部16が湾曲することを防ぐことが可能と
なり、従来のように、この湾曲によって光部品への光入
出力に曲げ損失が生じたり曲げ応力によって光部品の信
頼性が損なわれるようなこともなく、長期信頼性の高い
光ファイバアンプとすることができる。

【００２５】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、励起光源用ＬＤ４、Ｅｒファイバ
コイル５、光部品モジュール２，３の４つの光部品を筐
体８内に収容して光ファイバアンプを形成したが、光フ
ァイバアンプに用いられる光部品の数は特に限定される
ものではなく、少なくともＥｒドープ光ファイバと励起
光源用ＬＤと光受動部品を有していればよい。例えば、
光受動部品として、図６に示すような、断面が円形状の
光アイソレータ13を用いて光ファイバアンプを形成した
場合にも、電気回路基板１の表面側（又は裏面側）に光
アイソレータ13を実装するときのような特別な光部品固
定具を用いなくとも、図６の（ｂ）に示すように、貫通
穴10に嵌合された光アイソレータ13の表面側に沿った光
部品固定具14を用いて光アイソレータ13を電気回路基板
１に非常に容易に固定することができる。

【００２６】また、上記実施形態例では、電気回路基板
１の表面側および裏面側の両方に電子部品９を実装した
が、例えば図７に示すように、電気回路基板１の表面側
にのみ電子部品９を実装することもできる。このように
して光ファイバアンプを形成した場合にも、励起光源用
ＬＤ４、Ｅｒファイバコイル５、光部品モジュール２，
３を電気回路基板１の貫通穴10に嵌合することにより、
少なくとも電気回路基板１の厚み分だけ光ファイバアン
プを薄型化することができる。

【００２７】さらに、上記実施形態例では、電気回路基
板１に貫通穴10を設けて、光部品モジュール２等の光部
品を嵌合する嵌合穴部としたが、嵌合穴部は必ずしも貫
通穴10とするとは限らず、例えば図８に示すように、貫
通ではない凹部11を電気回路基板１に設けて嵌合穴部と
してもよい。このように、嵌合穴部を凹部11とした場合
には、例えば光部品モジュール２等の光部品の上面を筐
体８に接触させることにより、上記実施形態例と同様
に、光部品の発熱を筐体８によって放熱させることがで
きる。

【００２８】さらに、上記実施形態例では、電気回路基
板１に、光ファイバアンプを構成する全ての光部品にそ
れぞれ対応する貫通穴10を設け全ての光部品を貫通穴10
に嵌合するようにしたが、電気回路基板１には１個以上
の貫通穴10等の嵌合穴部を設け、高さの高い光部品のみ
を嵌合穴部に嵌合するようにしてもよい。ただし、全て
の光部品に対応させて電気回路基板１に嵌合穴部を形成
し、この嵌合穴部に対応する光部品を嵌合することによ
り、光ファイバアンプの薄型化のみならず、光部品固定
具14の省略等が可能となり、光ファイバアンプの簡略化
を図ることができるために、全ての光部品を嵌合穴部に
嵌合して光ファイバアンプを形成することが好ましい。

【００２９】さらに、上記実施形態例では、光ファイバ
アンプを構成する全ての光部品の上下の少なくも一方面
を対向する筐体８を接触させ、筐体８を全ての光部品の
発熱を放熱させる放熱体と成すようにしたが、必ずしも
全ての光部品の上下の少なくとも一方面を筐体８と接触
させるとは限らず、光部品のうち少なくとも発熱を伴う
光部品の上下の少なくとも一方面を筐体８と接触させ
て、その発熱を筐体８によって放熱させるようにしても
よい。

【００３０】さらに、本発明の光ファイバアンプは、電
子回路を構成する電気抵抗やトランジスタ等の電子部品
９も筐体８に接触させるようにして筐体８を光部品の発
熱を放熱させるだけではなく、電子部品の発熱を放熱さ
せる放熱体として機能させるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、電気回路基板に形成し
た各嵌合穴部に、対応する各光部品をそれぞれ嵌合し、
これらの光部品のうち少なくとも発熱を伴う光部品の上
下の少なくとも一方面を対向する筐体と接触させ、筐体
をその光部品の発熱を放熱させる放熱体と成したもので
あるから、例えば電気回路基板の表面上に光部品を実装
して形成した光ファイバアンプに比べ、光ファイバアン
プの薄型化を容易に実現できると共に、光ファイバアン
プに光部品の放熱体を設ける必要がなく、その分だけ光
ファイバアンプの構成を簡略化することができ、より一
層光ファイバアンプの小型・薄型化を図ることができ
る。

【００３２】また、本発明によれば、対応する各光部品
を電気回路基板の嵌合穴部に嵌合することにより、光部
品の側面側に光部品固定具等を設けなくとも光部品が電
気回路基板の面に沿って動くことを抑制することができ
る。そのため、光部品固定具を省略できる分だけ光ファ
イバアンプのより一層の簡略化を図ることができる。

【００３３】さらに、本発明によれば、光部品同士を接
続して光学回路を構成する際に、各光部品に設けられて
いる例えば光ファイバ等の接続手段は、一般に光部品の
高さ方向の中央部に設けられていることから、光部品を
電気回路基板の嵌合穴部に嵌合すると、光部品を電気回
路基板の表面上に実装した場合に比べ、光ファイバ等の
接続手段と電気回路基板表面（又は裏面）との距離を小
さくすることができる。そのため、例えば光ファイバ等
の接続手段を電気回路基板表面に固定する際に、接続手
段の光部品への取り付け部における接続手段の湾曲を小
さく、あるいは殆どなくすことができる。したがって、
本発明においては、光ファイバ等の接続手段の光部品へ
の取り付け部に生じる湾曲による、光損失等の様々な問
題の発生を抑制することが可能となり、光部品の信頼性
を高め、光ファイバアンプの長期信頼性を高いものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバアンプの一実施形態例
を光ファイバ17と共に示す断面構成図である。

【図２】上記実施形態例の光ファイバアンプの構成を筐
体８を省略した状態で示す斜視図である。

【図３】上記実施形態例に用いられる電気回路基板を示
す平面説明図である。

【図４】上記実施形態例の光ファイバアンプにおける光
部品モジュール２の実装状態を詳しく示す説明図であ
る。

【図５】上記実施形態例の光ファイバアンプにおける光
部品接続用光ファイバ７の光部品モジュール２への取り
付け部の状態を示す説明図である。

【図６】本発明に係る光ファイバアンプの他の実施形態
例に用いられる光アイソレータの実装状態を示す説明図
である。

【図７】本発明に係る光ファイバアンプのさらに他の実
施形態例を示す断面構成図である。

【図８】本発明に係る光ファイバアンプのさらにまた他
の実施形態例における光部品モジュールの実装状態を示
す説明図である。

【図９】従来の光ファイバアンプを光ファイバ17と共に
示す説明図である。

【図10】図９に示した従来の光ファイバアンプと光ファ
イバ17の断面説明図である。

【図11】上記従来の光ファイバアンプにおける光部品モ
ジュール２の実装状態を詳しく示す説明図である。

【図12】従来の光ファイバアンプにおける光部品接続用
の光ファイバ７の光部品モジュール２への取り付け部に
生じる問題の説明図である。

【符号の説明】

１電気回路基板２，３光部品モジュール４励起光源用ＬＤ５Ｅｒファイバコイル７光ファイバ８筐体９電子部品 10，10ａ〜10ｄ貫通穴 11 凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともＥｒドープ光ファイバと励起
光源用レーザダイオードと光受動部品を含む光部品を接
続して構成される光学回路と、該光学回路に結合する電
子回路が電気回路基板に形成されて筐体内に収容されて
成る光ファイバアンプにおいて、前記電気回路基板には
前記各光部品に対応させて１個以上の光部品を嵌合する
１個以上の嵌合穴部が形成されており、該各嵌合穴部に
は前記対応する各光部品がそれぞれ嵌合されており、こ
れらの光部品のうち少なくとも発熱を伴う光部品の上下
の少なくとも一方面は対向する筐体と接触して該筐体が
該光部品の発熱を放熱させる放熱体と成していることを
特徴とする光ファイバアンプ。