JPH09331091A - 多段光ファイバ増幅器を有するシステム - Google Patents
多段光ファイバ増幅器を有するシステムInfo
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- JPH09331091A JPH09331091A JP9055916A JP5591697A JPH09331091A JP H09331091 A JPH09331091 A JP H09331091A JP 9055916 A JP9055916 A JP 9055916A JP 5591697 A JP5591697 A JP 5591697A JP H09331091 A JPH09331091 A JP H09331091A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力パワーとスペクトルゲインの平坦さ、
およびローノイズを提供できる多段ＥＤＦＡを提供す
る。 【解決手段】 本発明のＥｒドープファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ６０）は、入力段６３とこの入力段に直列に接続
される出力段６７とを有する。本発明による多段のＥＤ
ＦＡは、従来技術に係る多段のＥＤＦＡよりも、より幅
の広い平坦なゲイン領域（例、１５４４から１５６２ｎ
ｍ）を有するよう設計できる。本発明による多段のＥＤ
ＦＡを光ファイバ通信システム、例えば、ＷＤＭあるい
はアナログＣＡＴＶシステム１１０で用いることもでき
る。
およびローノイズを提供できる多段ＥＤＦＡを提供す
る。 【解決手段】 本発明のＥｒドープファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ６０）は、入力段６３とこの入力段に直列に接続
される出力段６７とを有する。本発明による多段のＥＤ
ＦＡは、従来技術に係る多段のＥＤＦＡよりも、より幅
の広い平坦なゲイン領域（例、１５４４から１５６２ｎ
ｍ）を有するよう設計できる。本発明による多段のＥＤ
ＦＡを光ファイバ通信システム、例えば、ＷＤＭあるい
はアナログＣＡＴＶシステム１１０で用いることもでき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｅｒドープの光フ
ァイバ増幅器に関し、このような光ファイバ増幅器を有
する光ファイバ通信システムに関する。
ァイバ増幅器に関し、このような光ファイバ増幅器を有
する光ファイバ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｅｒドープファイバ増幅器（Er-doped f
iber amplifiers（ＥＤＦＡ））は、公知であり、この
ようなＥＤＦＡを含む光ファイバ通信システムも公知で
ある。本発明はこのような光ファイバ増幅器を含む製品
をシステムと称する。
iber amplifiers（ＥＤＦＡ））は、公知であり、この
ようなＥＤＦＡを含む光ファイバ通信システムも公知で
ある。本発明はこのような光ファイバ増幅器を含む製品
をシステムと称する。
【０００３】光ファイバ通信システムは、波長分割多重
化（wavelength division multiplexed（ＷＤＭ）） シ
ステムとアナログＣＡＴＶシステムのような要求の厳し
い新たなアプリケーションとして考えられるにつれて、
単一段のＥＤＦＡでは、必要な性能特性を満足すること
ができないことが明らかになった。例えば、単一段のＥ
ＤＦＡは、必要な高出力パワーとスペクトルゲインの平
坦さを付与することができない。ここで「単一段」のＥ
ＤＦＡとは、軸方向にほぼ一定の組成のある長さの１本
のＥｒドープファイバ（ＥＤＦ）を含むＥＤＦＡを意味
し、一方「多段」のＥＤＦＡとは、複数本の直列に接続
された同一でないＥＤＦを含むＥＤＦＡを意味する。後
者は、「ハイブリッド」多段ＥＤＦＡとも称する。
化（wavelength division multiplexed（ＷＤＭ）） シ
ステムとアナログＣＡＴＶシステムのような要求の厳し
い新たなアプリケーションとして考えられるにつれて、
単一段のＥＤＦＡでは、必要な性能特性を満足すること
ができないことが明らかになった。例えば、単一段のＥ
ＤＦＡは、必要な高出力パワーとスペクトルゲインの平
坦さを付与することができない。ここで「単一段」のＥ
ＤＦＡとは、軸方向にほぼ一定の組成のある長さの１本
のＥｒドープファイバ（ＥＤＦ）を含むＥＤＦＡを意味
し、一方「多段」のＥＤＦＡとは、複数本の直列に接続
された同一でないＥＤＦを含むＥＤＦＡを意味する。後
者は、「ハイブリッド」多段ＥＤＦＡとも称する。
【０００４】近年ハイブリッドファイバ増幅器が紹介さ
れている。その例として、ヨーロッパ特許出願０６５４
８７２Ａ（日本特許出願ＪＰ９３−２９３４４０号）が
挙げられる。また、T. Kashiwada et al. 著の「Procee
dings of OFC 1995, paper Tu P1, pp. 77-78」と、K.
Nakazato et al.著の「Proceedings of ECOC 1995, pap
er Th. L. 1.4, pp. 925-928」を参照のこと。
れている。その例として、ヨーロッパ特許出願０６５４
８７２Ａ（日本特許出願ＪＰ９３−２９３４４０号）が
挙げられる。また、T. Kashiwada et al. 著の「Procee
dings of OFC 1995, paper Tu P1, pp. 77-78」と、K.
Nakazato et al.著の「Proceedings of ECOC 1995, pap
er Th. L. 1.4, pp. 925-928」を参照のこと。
【０００５】前掲のヨーロッパ特許出願は、少なくとも
２種類の直列接続された稀土類ドープの光ファイバを含
むファイバ増幅器を開示している。２種類の光ファイバ
内の稀土類はＥｒであり、直列接続された複数本の光フ
ァイバは、Ａｌ2Ｏ3濃度，Ｐ2Ｏ5濃度，Ｅｒドーピング
濃度，あるいはこれらの組み合わせが異なっている。従
来のハイブリッドＥＤＦＡの第１（入力）段は、Ａｌを
ドープしたＥＤＦであり、第２（出力）段は、ＰとＡｌ
をドープしたＥＤＦである。
２種類の直列接続された稀土類ドープの光ファイバを含
むファイバ増幅器を開示している。２種類の光ファイバ
内の稀土類はＥｒであり、直列接続された複数本の光フ
ァイバは、Ａｌ2Ｏ3濃度，Ｐ2Ｏ5濃度，Ｅｒドーピング
濃度，あるいはこれらの組み合わせが異なっている。従
来のハイブリッドＥＤＦＡの第１（入力）段は、Ａｌを
ドープしたＥＤＦであり、第２（出力）段は、ＰとＡｌ
をドープしたＥＤＦである。
【０００６】この両方の段は、通常同一波長の放射でポ
ンピングされる。例えば、前掲のＥＣＯＣ '９５の論文
は、４本のチャネル（１５４８，１５５２，１５５５，
１５５８ｎｍ）のＷＤＭの実験結果を開示している。従
来の２段ＥＤＦＡの平均ゲインは、２６ｄＢで、４個の
チャネルの間の最大ゲイン差は、０．３ｄＢであったと
報告されている。１０ｄＢｍの全出力パワーとノイズ係
数（ＮＦ）≦６．８ｄＢが報告されている。
ンピングされる。例えば、前掲のＥＣＯＣ '９５の論文
は、４本のチャネル（１５４８，１５５２，１５５５，
１５５８ｎｍ）のＷＤＭの実験結果を開示している。従
来の２段ＥＤＦＡの平均ゲインは、２６ｄＢで、４個の
チャネルの間の最大ゲイン差は、０．３ｄＢであったと
報告されている。１０ｄＢｍの全出力パワーとノイズ係
数（ＮＦ）≦６．８ｄＢが報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光通信システムにおけ
るＥＤＦＡの重要性に鑑みて、高出力パワーとスペクト
ルゲインの平坦さ、およびローノイズを提供できる多段
ＥＤＦＡを得ることが望ましい。したがって本発明は、
このようなＥＤＦＡを提供することである。
るＥＤＦＡの重要性に鑑みて、高出力パワーとスペクト
ルゲインの平坦さ、およびローノイズを提供できる多段
ＥＤＦＡを得ることが望ましい。したがって本発明は、
このようなＥＤＦＡを提供することである。
【０００８】ＰとＹｂを共通ドープしたＥＤＦの増幅器
は公知である。例えば、J. Townsend et al.著の「Elec
tronics Letters, Vol. 27, p, 1958 (1991)」と、S.Gr
ubbet al.著の「Proceedings of OFC '96, paper TuG4,
p. 30. An Er- and Yb-doped optical amplifier fibe
r is frequently referred to as an "EYDFA"」を参照
のこと。
は公知である。例えば、J. Townsend et al.著の「Elec
tronics Letters, Vol. 27, p, 1958 (1991)」と、S.Gr
ubbet al.著の「Proceedings of OFC '96, paper TuG4,
p. 30. An Er- and Yb-doped optical amplifier fibe
r is frequently referred to as an "EYDFA"」を参照
のこと。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、特許請求の範
囲に規定された通りである。本発明は広い概念において
は、新規な多段ＥＤＦＡの形態で実現され、あるいはこ
のようなＥＤＦＡを含む光ファイバ通信システムで実現
される。
囲に規定された通りである。本発明は広い概念において
は、新規な多段ＥＤＦＡの形態で実現され、あるいはこ
のようなＥＤＦＡを含む光ファイバ通信システムで実現
される。
【００１０】具体的に述べると本発明のＥＤＦＡは、入
力段とこの入力段に直列に接続される出力段とを有す
る。入力段は、Ａｌでドープした第１のシリカ系（５０
原子％以上のＳｉＯ2） のＥＤＦＡを含み、出力段は、
第２のシリカ系ＥＤＦを含む。さらにまたこのＥＤＦＡ
は、ポンプ放射を第１と第２のＥＤＦに与える手段を有
する。
力段とこの入力段に直列に接続される出力段とを有す
る。入力段は、Ａｌでドープした第１のシリカ系（５０
原子％以上のＳｉＯ2） のＥＤＦＡを含み、出力段は、
第２のシリカ系ＥＤＦを含む。さらにまたこのＥＤＦＡ
は、ポンプ放射を第１と第２のＥＤＦに与える手段を有
する。
【００１１】本発明の特徴点として重要な点は、第２の
ＥＤＦは、さらにＥｒ以外の少なくとも１つの稀土類元
素（原子番号５７−７１）を含み、この稀土類原子は、
好ましくはＬｕ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｙｂからな
るグループから選択され、最も好ましい例としてはＹｂ
である。この稀土類元素の濃度は、第２のＥＤＦ内のＥ
ｒ濃度よりも大きい（通常少なくとも５倍以上）。この
第２のＥＤＦは、Ａｌおよび／またはＰを含有する。
ＥＤＦは、さらにＥｒ以外の少なくとも１つの稀土類元
素（原子番号５７−７１）を含み、この稀土類原子は、
好ましくはＬｕ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｙｂからな
るグループから選択され、最も好ましい例としてはＹｂ
である。この稀土類元素の濃度は、第２のＥＤＦ内のＥ
ｒ濃度よりも大きい（通常少なくとも５倍以上）。この
第２のＥＤＦは、Ａｌおよび／またはＰを含有する。
【００１２】第２のＥＤＦが、Ｙｂを含有する場合に
は、ポンプ放射を第２のＥＤＦに与える手段（第２ポン
プ手段６９２）は、波長範囲９００−１１００ｎｍ
（例、１０６４ｎｍ）の放射を与えるのが好ましい。一
方、第２のＥＤＦが、Ｙｂ以外の稀土類元素（例、Ｌ
ｕ）を含む場合には、ポンプ放射を第２のＥＤＦに与え
る手段（第２ポンプ手段６９２）は、波長範囲９５０−
１０００ｎｍ、あるいは１４５０−１５００ｎｍの放射
を与えるのが好ましい。この両方の場合において、ポン
プ放射を第１のＥＤＦに与える手段（第１ポンプ手段６
９１）は、波長範囲９５０−１０００ｎｍ（例、９８０
ｎｍ）のポンプ放射を与えるか、あるいは波長範囲１４
５０−１５００ｎｍ（例、１４８０ｎｍ）の放射を与え
るものである。
は、ポンプ放射を第２のＥＤＦに与える手段（第２ポン
プ手段６９２）は、波長範囲９００−１１００ｎｍ
（例、１０６４ｎｍ）の放射を与えるのが好ましい。一
方、第２のＥＤＦが、Ｙｂ以外の稀土類元素（例、Ｌ
ｕ）を含む場合には、ポンプ放射を第２のＥＤＦに与え
る手段（第２ポンプ手段６９２）は、波長範囲９５０−
１０００ｎｍ、あるいは１４５０−１５００ｎｍの放射
を与えるのが好ましい。この両方の場合において、ポン
プ放射を第１のＥＤＦに与える手段（第１ポンプ手段６
９１）は、波長範囲９５０−１０００ｎｍ（例、９８０
ｎｍ）のポンプ放射を与えるか、あるいは波長範囲１４
５０−１５００ｎｍ（例、１４８０ｎｍ）の放射を与え
るものである。
【００１３】この第１と第２のＥＤＦと、ポンプ放射
は、通常多段のＥＤＦＡが、少なくとも１５ｎｍに亘る
スペクトル領域において、ほぼ平坦なゲイン（例、ゲイ
ンの変動がせいぜい１ｄＢ）を有するよう選択される。
またある実施例においては、スペクトル領域は、１５６
０ｎｍ以上の波長にまで延び、これにより少なくともＷ
ＤＭシステムにおける電流要件を満足することができ
る。
は、通常多段のＥＤＦＡが、少なくとも１５ｎｍに亘る
スペクトル領域において、ほぼ平坦なゲイン（例、ゲイ
ンの変動がせいぜい１ｄＢ）を有するよう選択される。
またある実施例においては、スペクトル領域は、１５６
０ｎｍ以上の波長にまで延び、これにより少なくともＷ
ＤＭシステムにおける電流要件を満足することができ
る。
【００１４】本発明による多段のＥＤＦＡは、従来技術
に係る多段のＥＤＦＡよりも、より幅の広い平坦なゲイ
ン領域（例、１５４４から１５６２ｎｍ）を有するよう
設計できる。さらに本発明のＥＤＦＡは、従来技術に係
る多段のＥＤＦＡよりもノイズ係数が大幅に悪化するこ
となく、より高い出力パワーを提供できる。本発明によ
る多段のＥＤＦＡは、入力段にＹｂ（とパワー変換を強
化するためにはＰも）をドープしたＥＤＦを有し、対応
するＹｂをドープしないＥＤＦＡ（通常、最大３００ｍ
Ｗの出力パワーを有する）よりもはるかに高い出力パワ
ー（例、４Ｗ以上）を有することができる。
に係る多段のＥＤＦＡよりも、より幅の広い平坦なゲイ
ン領域（例、１５４４から１５６２ｎｍ）を有するよう
設計できる。さらに本発明のＥＤＦＡは、従来技術に係
る多段のＥＤＦＡよりもノイズ係数が大幅に悪化するこ
となく、より高い出力パワーを提供できる。本発明によ
る多段のＥＤＦＡは、入力段にＹｂ（とパワー変換を強
化するためにはＰも）をドープしたＥＤＦを有し、対応
するＹｂをドープしないＥＤＦＡ（通常、最大３００ｍ
Ｗの出力パワーを有する）よりもはるかに高い出力パワ
ー（例、４Ｗ以上）を有することができる。
【００１５】さらにまた本発明によれば、Ｐをドープし
た出力段を有する２段ＥＤＦＡの平坦なゲイン領域は、
それに対応するＰをドープしないＥＤＦＡの平坦なゲイ
ン領域よりもそれほど広いものではない。そして両方の
場合とも、１５６０ｎｍを超えることはないが、Ｙｂを
ドープした第２のＥＤＦを有する本発明の２段ＥＤＦＡ
は、従来技術に係るＰをドープした出力段を有するＥＤ
ＦＡよりも広い平坦なゲイン領域を有することができ
る。そしてこの広い平坦なゲイン領域は、１５６０ｎｍ
を超えるものである。本発明のＹｂをドープした多段Ｅ
ＤＦＡの平坦なゲイン領域は、所望の波長領域に亘って
はＥｒとＹｂをドープした光ファイバのゲインが平坦で
はないという事実にもかかわらず得られるものである。
た出力段を有する２段ＥＤＦＡの平坦なゲイン領域は、
それに対応するＰをドープしないＥＤＦＡの平坦なゲイ
ン領域よりもそれほど広いものではない。そして両方の
場合とも、１５６０ｎｍを超えることはないが、Ｙｂを
ドープした第２のＥＤＦを有する本発明の２段ＥＤＦＡ
は、従来技術に係るＰをドープした出力段を有するＥＤ
ＦＡよりも広い平坦なゲイン領域を有することができ
る。そしてこの広い平坦なゲイン領域は、１５６０ｎｍ
を超えるものである。本発明のＹｂをドープした多段Ｅ
ＤＦＡの平坦なゲイン領域は、所望の波長領域に亘って
はＥｒとＹｂをドープした光ファイバのゲインが平坦で
はないという事実にもかかわらず得られるものである。
【００１６】本発明の多段のＥＤＦＡにより得られるこ
のような優れた特徴は、第２のＥＤＦ内にＥｒでない稀
土類元素（例、Ｙｂ）を比較的高濃度に含有する結果で
あると思われる。Ｙｂの代わりに別の非Ｅｒ稀土類元素
（例、Ｌｕ）で置換することにより、やはり同様な優れ
た特徴点が得られる。
のような優れた特徴は、第２のＥＤＦ内にＥｒでない稀
土類元素（例、Ｙｂ）を比較的高濃度に含有する結果で
あると思われる。Ｙｂの代わりに別の非Ｅｒ稀土類元素
（例、Ｌｕ）で置換することにより、やはり同様な優れ
た特徴点が得られる。
【００１７】本発明による多段ＥＤＦＡにより得られる
さらに別の利点は、１５４０ｎｍ以下の波長に対し、増
幅器ゲインを抑制できることである。このことはこの波
長範囲内におけるゲインは、増幅自然放射（amplified
spontaneous emission（ＡＳＥ））を増加させ、その結
果増幅器のノイズ係数（ＮＦ）を増加させ、および／ま
たはパワー出力が減少することになるために好ましい。
ＥＤＦＡを有する従来の通信システムにおいては、λが
１５４０ｎｍ以下のＡＳＥは、適切なフィルタを用いて
抑制する必要がある。
さらに別の利点は、１５４０ｎｍ以下の波長に対し、増
幅器ゲインを抑制できることである。このことはこの波
長範囲内におけるゲインは、増幅自然放射（amplified
spontaneous emission（ＡＳＥ））を増加させ、その結
果増幅器のノイズ係数（ＮＦ）を増加させ、および／ま
たはパワー出力が減少することになるために好ましい。
ＥＤＦＡを有する従来の通信システムにおいては、λが
１５４０ｎｍ以下のＡＳＥは、適切なフィルタを用いて
抑制する必要がある。
【００１８】さらにまた本発明による、Ｙｂをドープし
た多段ＥＤＦＡは、ＥｒとＹｂをドープした光ファイバ
のノイズ係数ＮＦが特に低くはないにもかかわらず、そ
のＮＦは低くなる。このような利点は、多段増幅器のＮ
Ｆは、入力段のＮＦによりほぼ決定されるという事実の
帰結である。
た多段ＥＤＦＡは、ＥｒとＹｂをドープした光ファイバ
のノイズ係数ＮＦが特に低くはないにもかかわらず、そ
のＮＦは低くなる。このような利点は、多段増幅器のＮ
Ｆは、入力段のＮＦによりほぼ決定されるという事実の
帰結である。
【００１９】以上まとめて説明すると、本発明の多段Ｅ
ＤＦＡは、比較的低いＮＦと１５６０ｎｍ以上にも亘る
比較的平坦なゲインスペクトラムと、比較的高い出力パ
ワー（少なくともある実施例、例えばＹｂをドープした
第２の光ファイバを１０６４ｎｍでポンプ増幅した場
合）を有することができる。他の実施例、例えば、Ｌｕ
をドープした第２の光ファイバを有する実施例において
は、同様に低いＮＦと平坦なゲインスペクトラムを有す
るが、しかし関連波長範囲（例、９５０−１０１０ｎ
ｍ）において、非常に高いパワーのポンプ放射ソースが
得られないことにより出力パワーは低下してしまう。し
かし、後者の実施例は、公知の半導体レーザダイオード
を両方の段においてポンプソースにおいて用いることが
でき、このことは少なくともある種の応用例においては
相当の利点があると考えられる。
ＤＦＡは、比較的低いＮＦと１５６０ｎｍ以上にも亘る
比較的平坦なゲインスペクトラムと、比較的高い出力パ
ワー（少なくともある実施例、例えばＹｂをドープした
第２の光ファイバを１０６４ｎｍでポンプ増幅した場
合）を有することができる。他の実施例、例えば、Ｌｕ
をドープした第２の光ファイバを有する実施例において
は、同様に低いＮＦと平坦なゲインスペクトラムを有す
るが、しかし関連波長範囲（例、９５０−１０１０ｎ
ｍ）において、非常に高いパワーのポンプ放射ソースが
得られないことにより出力パワーは低下してしまう。し
かし、後者の実施例は、公知の半導体レーザダイオード
を両方の段においてポンプソースにおいて用いることが
でき、このことは少なくともある種の応用例においては
相当の利点があると考えられる。
【００２０】本発明による多段のＥＤＦＡを光ファイバ
通信システム（例、ＷＤＭあるいはアナログＣＡＴＶ）
で用いることもできる。一方本発明の多段のＥＤＦＡ
は、ポンプ放射ソースの有無にかかわらず、および例え
ばフィルタ、アイソレータ等の従来素子の有無にかかわ
らず、商業的利用が可能となる。
通信システム（例、ＷＤＭあるいはアナログＣＡＴＶ）
で用いることもできる。一方本発明の多段のＥＤＦＡ
は、ポンプ放射ソースの有無にかかわらず、および例え
ばフィルタ、アイソレータ等の従来素子の有無にかかわ
らず、商業的利用が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明を実施する際に用いられる
光ファイバは、ＧｅとＥｒドープしたコアとそれを包囲
する純粋シリカ製あるいはＦドープのシリカ製クラッド
を有するシリカ系光ファイバである。このコアは通常Ａ
ｌを含有し、そして第２の増幅器ファイバにおいては、
Ｙｂあるいは他の稀土類元素を含有しそして選択的事項
としてＰを含有する。このような光ファイバ製造方法
は、公知であり、ここではその説明を繰り返さない。
光ファイバは、ＧｅとＥｒドープしたコアとそれを包囲
する純粋シリカ製あるいはＦドープのシリカ製クラッド
を有するシリカ系光ファイバである。このコアは通常Ａ
ｌを含有し、そして第２の増幅器ファイバにおいては、
Ｙｂあるいは他の稀土類元素を含有しそして選択的事項
としてＰを含有する。このような光ファイバ製造方法
は、公知であり、ここではその説明を繰り返さない。
【００２２】代表的には、約１５０モルｐｐｍのＥｒイ
オン／Ｓｉイオン，６．４モル％Ａｌを含有する入力段
（第１の）ファイバは、コアのＧｅドーピングにより
０．３のＮ．Ａ．（開口数）と約８３０ｎｍのカットオ
フ波長とを有し、出力段（第２の）ファイバは、約１４
００モルｐｐｍＥｒイオン／Ｓｉイオンと８モル％のＰ
と、２モル％のＡｌと、２モル％のＧｅと、Ｅｒの１４
倍のＹｂとを有する、そしてこれらの濃度は全てファイ
バのコアに関連するものである。
オン／Ｓｉイオン，６．４モル％Ａｌを含有する入力段
（第１の）ファイバは、コアのＧｅドーピングにより
０．３のＮ．Ａ．（開口数）と約８３０ｎｍのカットオ
フ波長とを有し、出力段（第２の）ファイバは、約１４
００モルｐｐｍＥｒイオン／Ｓｉイオンと８モル％のＰ
と、２モル％のＡｌと、２モル％のＧｅと、Ｅｒの１４
倍のＹｂとを有する、そしてこれらの濃度は全てファイ
バのコアに関連するものである。
【００２３】図１，２は、それぞれ第１と第２の光ファ
イバの測定されたゲイン（全てのＥｒイオンが反転した
場合）（１０，２０）と、損失（全てのＥｒイオンが反
転していない）（１１，２１）を示す。
イバの測定されたゲイン（全てのＥｒイオンが反転した
場合）（１０，２０）と、損失（全てのＥｒイオンが反
転していない）（１１，２１）を示す。
【００２４】図３，４は、前記のそれぞれ第１と第２の
光ファイバの単位長さ当たりの計算ゲインと波長との関
係を表したものである。図３において、数字３０−３
９，３９１は、それぞれ１００，９５，９０，８５，８
０，７５，７０，６５，６０，５５，５０％の反転に対
するゲインスペクトラムを示す。図４において、数字４
０−４９，４９１−４９３は、それぞれ１００，９５，
９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０，５５，５
０，４５，４０％の反転に対するゲインスペクトラムを
表す。ここで容易に理解できるように第１の光ファイバ
は、第２のものよりも幾分平坦なゲインスペクトラムを
有しているが、どちらのスペクトラムも、例えばアナロ
グＣＡＴＶのようなある種の使用の厳しいアプリケーシ
ョンに対しては充分ではない。
光ファイバの単位長さ当たりの計算ゲインと波長との関
係を表したものである。図３において、数字３０−３
９，３９１は、それぞれ１００，９５，９０，８５，８
０，７５，７０，６５，６０，５５，５０％の反転に対
するゲインスペクトラムを示す。図４において、数字４
０−４９，４９１−４９３は、それぞれ１００，９５，
９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０，５５，５
０，４５，４０％の反転に対するゲインスペクトラムを
表す。ここで容易に理解できるように第１の光ファイバ
は、第２のものよりも幾分平坦なゲインスペクトラムを
有しているが、どちらのスペクトラムも、例えばアナロ
グＣＡＴＶのようなある種の使用の厳しいアプリケーシ
ョンに対しては充分ではない。
【００２５】図５は、６ｍの第２のファイバ（４７％反
転）に直列に接続した１５ｍの第１のファイバ（１００
％反転）の計算上のゲインスペクトラムを表す。この組
み合わせた光ファイバのゲインスペクトラムは、約１７
ｎｍの波長範囲に亘ってほぼ平坦（±０．５ｄＢ）で、
そのゲインは約３２ｄＢである。異なるゲインでもって
同一の平坦なゲインスペクトラムを達成するためには、
２本の光ファイバは、同一の割合で短くしたりあるいは
長くしたりする。例えば、それぞれのファイバ（同一反
転）の１０ｍと４ｍでは、２２ｄＢのゲインを生成し、
１７ｎｍの波長範囲に亘ってほぼ平坦となる。
転）に直列に接続した１５ｍの第１のファイバ（１００
％反転）の計算上のゲインスペクトラムを表す。この組
み合わせた光ファイバのゲインスペクトラムは、約１７
ｎｍの波長範囲に亘ってほぼ平坦（±０．５ｄＢ）で、
そのゲインは約３２ｄＢである。異なるゲインでもって
同一の平坦なゲインスペクトラムを達成するためには、
２本の光ファイバは、同一の割合で短くしたりあるいは
長くしたりする。例えば、それぞれのファイバ（同一反
転）の１０ｍと４ｍでは、２２ｄＢのゲインを生成し、
１７ｎｍの波長範囲に亘ってほぼ平坦となる。
【００２６】図７は、計算上の代表的ゲインスペクトラ
ムを示す。数字７２は、１５ｍの第１のファイバ（９８
％反転）のスペクトラムを表し、数字７１は、９ｍの第
２のファイバ（４８％反転）のスペクトラムを表し、数
字７０は、２本のファイバを組み合わせたスペクトラム
を表し、数字７３は、第２のファイバ（１８．６ｍ，５
１％反転）だけでの最適のスペクトラムを表す。
ムを示す。数字７２は、１５ｍの第１のファイバ（９８
％反転）のスペクトラムを表し、数字７１は、９ｍの第
２のファイバ（４８％反転）のスペクトラムを表し、数
字７０は、２本のファイバを組み合わせたスペクトラム
を表し、数字７３は、第２のファイバ（１８．６ｍ，５
１％反転）だけでの最適のスペクトラムを表す。
【００２７】上記の例で示したように、本発明による多
段増幅器の入力段を高度にポンピングして、そしてほぼ
完全な反転を達成することが望ましい。高い反転時にお
いては、入力段は、４ｄＢ以下の低いＮＦを達成できる
（例えば、アイソレータ，ＷＤＭ，ポンプ反射機，スプ
ライス等の素子に起因する損失を除く）。
段増幅器の入力段を高度にポンピングして、そしてほぼ
完全な反転を達成することが望ましい。高い反転時にお
いては、入力段は、４ｄＢ以下の低いＮＦを達成できる
（例えば、アイソレータ，ＷＤＭ，ポンプ反射機，スプ
ライス等の素子に起因する損失を除く）。
【００２８】多段ＥＤＦＡにおいては、出力段への入力
パワーは、充分に高く出力段のゲインを飽和させ、かつ
出力段の反転を約５０％まで低減できることが上記の計
算結果から示されている。このため上記の第１と第２の
ファイバは、本発明の最適な多段ＥＤＦＡに使用でき
る。このような構成は、低いＮＦと高い出力パワーが得
られ、特に出力段が約１０６４ｎｍの波長の高強度の放
射でもってポンプされる場合に得られるものである。
パワーは、充分に高く出力段のゲインを飽和させ、かつ
出力段の反転を約５０％まで低減できることが上記の計
算結果から示されている。このため上記の第１と第２の
ファイバは、本発明の最適な多段ＥＤＦＡに使用でき
る。このような構成は、低いＮＦと高い出力パワーが得
られ、特に出力段が約１０６４ｎｍの波長の高強度の放
射でもってポンプされる場合に得られるものである。
【００２９】図９は、異なる２段の３０ｄＢのＥＤＦＡ
で得られる最も平坦なゲインスペクトラムを表す図であ
る。カーブ９０は、両方の段に同一のＡｌドープのＥＤ
Ｆ（６．４％Ａｌ）を有する増幅器に関する。カーブ９
１は、入力段にＡｌドープのＥＤＦを有する増幅器と、
出力段にＰドープのＥＤＦを有する増幅器に関連し、そ
してカーブ９２は、入力段にＡｌドープのＥＤＦと、出
力段にＹｂとＰをドープしたＥＤＦを有する本発明の増
幅器に関する。
で得られる最も平坦なゲインスペクトラムを表す図であ
る。カーブ９０は、両方の段に同一のＡｌドープのＥＤ
Ｆ（６．４％Ａｌ）を有する増幅器に関する。カーブ９
１は、入力段にＡｌドープのＥＤＦを有する増幅器と、
出力段にＰドープのＥＤＦを有する増幅器に関連し、そ
してカーブ９２は、入力段にＡｌドープのＥＤＦと、出
力段にＹｂとＰをドープしたＥＤＦを有する本発明の増
幅器に関する。
【００３０】ここで理解されるように、本発明のＥＤＦ
Ａの平坦なスペクトル領域は、従来のＥＤＦＡ（９１）
に比較すると、波長では上の方向にシフトしている。こ
の好ましい特徴により、短波長よりもＮＦが低い長波長
でのチャネルの置換が可能となる。さらに本発明のＥＤ
ＦＡは、従来のＥＤＦＡ（９１）よりも、より広いスペ
クトル領域において、より平坦なゲインを有する。
Ａの平坦なスペクトル領域は、従来のＥＤＦＡ（９１）
に比較すると、波長では上の方向にシフトしている。こ
の好ましい特徴により、短波長よりもＮＦが低い長波長
でのチャネルの置換が可能となる。さらに本発明のＥＤ
ＦＡは、従来のＥＤＦＡ（９１）よりも、より広いスペ
クトル領域において、より平坦なゲインを有する。
【００３１】図６は、本発明の２段のＥＤＦＡ（６０）
を表す図である。入力放射（例、約１５５０ｎｍ放射）
が、光学アイソレータ６１に入力され波長依存性カプラ
（ＷＤＭ）６２を介して第１ＥＤＦ６３に伝播する。ポ
ンプ放射（例、公知のポンプレーザ６９１からの９８０
ｎｍ放射）がＷＤＭ６２に入力され、第１ＥＤＦ６３ま
で伝播する。この信号放射は、第１ＥＤＦ６３内で増幅
され、（オプションとしての）ポンプ放射リフレクタ６
４と（オプションとしての）光学アイソレータ６５を介
してＷＤＭ６６と第２ＥＤＦ６７に伝播する。
を表す図である。入力放射（例、約１５５０ｎｍ放射）
が、光学アイソレータ６１に入力され波長依存性カプラ
（ＷＤＭ）６２を介して第１ＥＤＦ６３に伝播する。ポ
ンプ放射（例、公知のポンプレーザ６９１からの９８０
ｎｍ放射）がＷＤＭ６２に入力され、第１ＥＤＦ６３ま
で伝播する。この信号放射は、第１ＥＤＦ６３内で増幅
され、（オプションとしての）ポンプ放射リフレクタ６
４と（オプションとしての）光学アイソレータ６５を介
してＷＤＭ６６と第２ＥＤＦ６７に伝播する。
【００３２】ポンプレーザ６９２からの放射（例、Ｎｄ
ドープのファイバレーザからの１０６４ｎｍの放射）が
第２のＥＤＦにＷＤＭ６６により結合される。増幅され
た信号放射は、（オプションとしての）ＷＤＭ６８と、
（オプションとしての）光学アイソレータ６９を介して
伝播して、従来の光ファイバに結合され、さらに従来の
利用手段（例えばマルチチャネルスプリッタ）に与えら
れる。オプションとしてのＷＤＭ６８は、信号パスから
の残留ポンプパワーを除去する。記号「Ｘ」（例、６９
３）は、従来の光ファイバの接続、例えば溶融ファイバ
スプライスを表す。
ドープのファイバレーザからの１０６４ｎｍの放射）が
第２のＥＤＦにＷＤＭ６６により結合される。増幅され
た信号放射は、（オプションとしての）ＷＤＭ６８と、
（オプションとしての）光学アイソレータ６９を介して
伝播して、従来の光ファイバに結合され、さらに従来の
利用手段（例えばマルチチャネルスプリッタ）に与えら
れる。オプションとしてのＷＤＭ６８は、信号パスから
の残留ポンプパワーを除去する。記号「Ｘ」（例、６９
３）は、従来の光ファイバの接続、例えば溶融ファイバ
スプライスを表す。
【００３３】本発明は様々な構成を有する増幅器として
実現できる。例えば、様々なポンピング装置を用いて、
双方向伝播（同一方向伝播と反対方向伝播の両方）のポ
ンプ放射を一方の段あるいは両方の段に組み込むことも
できる。さらにまた第１のＥＤＦＡに有効な全てのポン
プ波長（例、９５０−１０００ｎｍ、通常約９８０ｎｍ
と１４５０−１５００ｎｍ、通常約１４８０ｎｍ）と、
第２のＥＤＦＡに有効な全てのポンプ放射の波長（例、
９００−１１００ｎｍ、代表的には、約９８０ｎｍある
いは１０６４ｎｍと１４５０−１５００ｎｍ）も利用で
きる。
実現できる。例えば、様々なポンピング装置を用いて、
双方向伝播（同一方向伝播と反対方向伝播の両方）のポ
ンプ放射を一方の段あるいは両方の段に組み込むことも
できる。さらにまた第１のＥＤＦＡに有効な全てのポン
プ波長（例、９５０−１０００ｎｍ、通常約９８０ｎｍ
と１４５０−１５００ｎｍ、通常約１４８０ｎｍ）と、
第２のＥＤＦＡに有効な全てのポンプ放射の波長（例、
９００−１１００ｎｍ、代表的には、約９８０ｎｍある
いは１０６４ｎｍと１４５０−１５００ｎｍ）も利用で
きる。
【００３４】さらにまた上記のアプローチは、３段以上
の多段増幅器にまで容易に拡張できる。例えば、２個の
第１ファイバ段と１個の第２ファイバ段を有する多段増
幅器、あるいは１個の第１ファイバ段と２個の第２ファ
イバ段を有する多段増幅器、あるいは２個の第１ファイ
バ段と２個の第２ファイバ段を有する多段増幅器に拡張
できる。
の多段増幅器にまで容易に拡張できる。例えば、２個の
第１ファイバ段と１個の第２ファイバ段を有する多段増
幅器、あるいは１個の第１ファイバ段と２個の第２ファ
イバ段を有する多段増幅器、あるいは２個の第１ファイ
バ段と２個の第２ファイバ段を有する多段増幅器に拡張
できる。
【００３５】フィルタ，アイソレータ，ＷＤＭのような
受動型素子も所望の方法により、および特定の性能要求
に基づいて本発明の多段増幅器に組み込むことができ
る。例えば、第１ファイバと第２ファイバとの間には受
動型素子のニーズはないが、２本の異なるファイバを直
接結合することができる。
受動型素子も所望の方法により、および特定の性能要求
に基づいて本発明の多段増幅器に組み込むことができ
る。例えば、第１ファイバと第２ファイバとの間には受
動型素子のニーズはないが、２本の異なるファイバを直
接結合することができる。
【００３６】さらにまた本発明の増幅器は、上記に議論
した反転レベル以外の反転レベルでも動作可能であり、
また全ての所望の入力パワーレベルおよび出力パワーレ
ベルでも動作可能である。しかし、ある実施例において
は、第１のファイバは、反転レベルが５０％以上になる
ようにポンピングされ、そして第２のファイバは、反転
レベルが２５−７５％の間になるようにポンピングして
も良い。
した反転レベル以外の反転レベルでも動作可能であり、
また全ての所望の入力パワーレベルおよび出力パワーレ
ベルでも動作可能である。しかし、ある実施例において
は、第１のファイバは、反転レベルが５０％以上になる
ようにポンピングされ、そして第２のファイバは、反転
レベルが２５−７５％の間になるようにポンピングして
も良い。
【００３７】図１１は、本発明の光ファイバ通信システ
ム１１０、例えばアナログＣＡＴＶシステムを表す。図
１１において、光ファイバ通信システム１１０は、送信
器１１１からの光学出力１１２が従来の光ファイバ１１
３を介して伝播され、従来の光ファイバジョイント１１
４で従来の光ファイバ１１３は多段増幅器１１５に接続
され、さらに多段増幅器１１５は従来の光ファイバジョ
イント１１４で１×Ｎスプリッタ１１６に接続される。
この１×Ｎスプリッタ１１６は、それぞれ複数の受信機
１１７１，１１７２，１１７３，…１１７Ｎに出力を分
配する。この多段増幅器１１５は、図６に示すような２
段増幅器である。この１×Ｎスプリッタ１１６は、Ｎ個
の受信機１１７１−１１７Ｎに分配するＮ個の信号に増
幅信号を分割する。
ム１１０、例えばアナログＣＡＴＶシステムを表す。図
１１において、光ファイバ通信システム１１０は、送信
器１１１からの光学出力１１２が従来の光ファイバ１１
３を介して伝播され、従来の光ファイバジョイント１１
４で従来の光ファイバ１１３は多段増幅器１１５に接続
され、さらに多段増幅器１１５は従来の光ファイバジョ
イント１１４で１×Ｎスプリッタ１１６に接続される。
この１×Ｎスプリッタ１１６は、それぞれ複数の受信機
１１７１，１１７２，１１７３，…１１７Ｎに出力を分
配する。この多段増幅器１１５は、図６に示すような２
段増幅器である。この１×Ｎスプリッタ１１６は、Ｎ個
の受信機１１７１−１１７Ｎに分配するＮ個の信号に増
幅信号を分割する。
【００３８】実施例１ 図６に示すような２段の光ファイバ増幅器が組み立てら
れた。第１段は１５ｍの上記の第１ファイバを有し、出
力段は、９ｍの上記の第２ファイバを有する。第１ファ
イバは、従来のシングルストライプレーザダイオードか
ら１００ｍＷのパワーで９８０ｎｍの波長放射でもって
ポンピングされる。公知のポンプリフレクタが具備さ
れ、第１ファイバ内のＥｒイオンの反転を強化する。
れた。第１段は１５ｍの上記の第１ファイバを有し、出
力段は、９ｍの上記の第２ファイバを有する。第１ファ
イバは、従来のシングルストライプレーザダイオードか
ら１００ｍＷのパワーで９８０ｎｍの波長放射でもって
ポンピングされる。公知のポンプリフレクタが具備さ
れ、第１ファイバ内のＥｒイオンの反転を強化する。
【００３９】従来の光学アイソレータが、２つの段の間
に配置され、後方に伝播する増幅自然放射ＡＳＰを抑制
する。この素子の全損失は６ｄＢで、その勾配は約０．
０５ｄＢ／ｎｍであった。全素子の損失が、波長に依存
するために第２ファイバ内の反転は幾分減少し、その結
果出力パワーが減少した。
に配置され、後方に伝播する増幅自然放射ＡＳＰを抑制
する。この素子の全損失は６ｄＢで、その勾配は約０．
０５ｄＢ／ｎｍであった。全素子の損失が、波長に依存
するために第２ファイバ内の反転は幾分減少し、その結
果出力パワーが減少した。
【００４０】２段の増幅器の性能をテストするために、
飽和トーンが１５４８ｎｍで加えられ、そのパワーは様
々なレベルに調整された。小プローブ信号が付加され、
ゲインを測定するためにスペクトル全体にスイープされ
た。各飽和トーンレベルに対し、出力段のポンプパワー
は、最も平坦なスペクトラムが得られるまで調整され
た。その結果を図８に示す。
飽和トーンが１５４８ｎｍで加えられ、そのパワーは様
々なレベルに調整された。小プローブ信号が付加され、
ゲインを測定するためにスペクトル全体にスイープされ
た。各飽和トーンレベルに対し、出力段のポンプパワー
は、最も平坦なスペクトラムが得られるまで調整され
た。その結果を図８に示す。
【００４１】図８の４個の全てのスペクトラムは、１７
ｎｍ以上のバンド幅を達成し、ある場合ではその変動は
０．４ｄＢであった。これらの場合に対する１０６４ｎ
ｍの出力段のポンプパワーレベルは、それぞれ−１５，
−１１，−７，−３ｄＢｍの信号レベルに対し、３０
７，４２５，６４５，１０２４ｍＷであった、これらは
それぞれカーブ８０−８３に対応する。１５４８ｎｍで
測定された出力パワーは、それぞれ−１５，−１１，−
７，−３ｄＢｍ信号に対して、１４．５３，１８．０
１，２１．０６，２３．６１ｄＢｍであった。
ｎｍ以上のバンド幅を達成し、ある場合ではその変動は
０．４ｄＢであった。これらの場合に対する１０６４ｎ
ｍの出力段のポンプパワーレベルは、それぞれ−１５，
−１１，−７，−３ｄＢｍの信号レベルに対し、３０
７，４２５，６４５，１０２４ｍＷであった、これらは
それぞれカーブ８０−８３に対応する。１５４８ｎｍで
測定された出力パワーは、それぞれ−１５，−１１，−
７，−３ｄＢｍ信号に対して、１４．５３，１８．０
１，２１．０６，２３．６１ｄＢｍであった。
【００４２】上記の４個の信号パワーを基にする２個の
信号レベルに対して、１５４８ｎｍの出力パワー対出力
段ポンプパワーとの関係を測定した。これを図１０に示
す。カーブ１００と１０１は、それぞれ−１７と−１ｄ
Ｂｍに対応する。同図から分かるように、出力パワーは
わずかにしか変化せず、このことは極めて高い飽和増幅
器を意味する。
信号レベルに対して、１５４８ｎｍの出力パワー対出力
段ポンプパワーとの関係を測定した。これを図１０に示
す。カーブ１００と１０１は、それぞれ−１７と−１ｄ
Ｂｍに対応する。同図から分かるように、出力パワーは
わずかにしか変化せず、このことは極めて高い飽和増幅
器を意味する。
【００４３】実施例２ 上記の２段増幅器において、第２のファイバを１２ｍに
延ばし、そして平坦さに対し最適化した。最適化された
場合には、出力パワーは−１５，−１１，−７ｄＢｍ信
号に対し、全ての信号レベルが１９．９３，２３．４
１，２６．４６ｄＢｍまで５．４ｄＢで増加した。全て
の場合において、平坦さは図７に示したよりも若干悪く
なっている、その変動は１７ｎｍスペクトル範囲に亘っ
て約０．３ｄＢだけ変動が増加している。
延ばし、そして平坦さに対し最適化した。最適化された
場合には、出力パワーは−１５，−１１，−７ｄＢｍ信
号に対し、全ての信号レベルが１９．９３，２３．４
１，２６．４６ｄＢｍまで５．４ｄＢで増加した。全て
の場合において、平坦さは図７に示したよりも若干悪く
なっている、その変動は１７ｎｍスペクトル範囲に亘っ
て約０．３ｄＢだけ変動が増加している。
【００４４】本発明の多段増幅器のＮＦは、入力段のＮ
Ｆによりほぼ決定される。プリアンプの損失を含めても
実施例１の２段増幅器の１５４８ｎｍでのＮＦは、全て
の場合に亘って５ｄＢ以下であり、最小の信号の場合に
は、最低値が４．２ｄＢであった。
Ｆによりほぼ決定される。プリアンプの損失を含めても
実施例１の２段増幅器の１５４８ｎｍでのＮＦは、全て
の場合に亘って５ｄＢ以下であり、最小の信号の場合に
は、最低値が４．２ｄＢであった。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、高出力パ
ワーとスペクトルゲインの平坦さ、およびローノイズを
提供できる多段ＥＤＦＡを提供するものである。本発明
の多段ＥＤＦＡは、比較的低いＮＦと１５６０ｎｍ以上
にも亘る比較的平坦なゲインスペクトラムと、比較的高
い出力パワーを有することができる。Ｌｕをドープした
第２の光ファイバを有する実施例においては、同様に低
いＮＦと平坦なゲインスペクトラムを有するが、しかし
関連波長範囲において、非常に高いパワーのポンプ放射
ソースが得られないことにより出力パワーは低下してし
まう。一方本発明の多段のＥＤＦＡは、ポンプ放射ソー
スの有無にかかわらず、例えばフィルタ、アイソレータ
等の従来素子の有無にかかわらず、商業的利用が可能と
なる。
ワーとスペクトルゲインの平坦さ、およびローノイズを
提供できる多段ＥＤＦＡを提供するものである。本発明
の多段ＥＤＦＡは、比較的低いＮＦと１５６０ｎｍ以上
にも亘る比較的平坦なゲインスペクトラムと、比較的高
い出力パワーを有することができる。Ｌｕをドープした
第２の光ファイバを有する実施例においては、同様に低
いＮＦと平坦なゲインスペクトラムを有するが、しかし
関連波長範囲において、非常に高いパワーのポンプ放射
ソースが得られないことにより出力パワーは低下してし
まう。一方本発明の多段のＥＤＦＡは、ポンプ放射ソー
スの有無にかかわらず、例えばフィルタ、アイソレータ
等の従来素子の有無にかかわらず、商業的利用が可能と
なる。
【図１】代表的なＥＤＦのポンプされない状態の損失と
完全に反転したゲインのスペクトルを表す図
完全に反転したゲインのスペクトルを表す図
【図２】代表的なＥＤＦのポンプされない状態の損失と
完全に反転したゲインのスペクトルを表す図
完全に反転したゲインのスペクトルを表す図
【図３】ゲインスペクトルを反転レベルの関数として計
算したグラフ
算したグラフ
【図４】ゲインスペクトルを反転レベルの関数として計
算したグラフ
算したグラフ
【図５】本発明による２段ＥＤＦＡのゲインスペクトル
を表す図
を表す図
【図６】本発明の２段ＥＤＦＡを表す図
【図７】ゲインスペクトルを表す図
【図８】ゲインスペクトルを表す図
【図９】ゲインスペクトルを表す図
【図１０】出力パワー対１０６４ｎｍポンプパワーとの
関係を表すグラフ
関係を表すグラフ
【図１１】本発明による光ファイバ通信システムを表す
図
図
６０ ２段ＥＤＦＡ ６１，６５，６９ 光学アイソレータ ６２，６６，６８ 波長依存性カプラ（ＷＤＭ） ６３ 第１ＥＤＦ ６４ ポンプ放射リフレクタ ６７ 第２ＥＤＦ ６９１，６９２ ポンプレーザ ６９３ 光ファイバ接続部 １１０ 光ファイバ通信システム １１１ 送信器 １１２ 光学出力 １１３ 従来の光ファイバ １１４ 従来の光ファイバジョイント １１５ 多段増幅器 １１６ １×Ｎスプリッタ １１７ 受信機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ナムキョー パーク アメリカ合衆国，07920 ニュージャージ ー，バスキング リッジ，モナーチ サー クル 66 (72)発明者 キム ウィラード ウーマック アメリカ合衆国，07974 ニュージャージ ー，ニュー プロヴィデンス，ラニーメデ パークウェイ 97 (72)発明者 ポール フランシス ウィソッキー アメリカ合衆国，07076 ニュージャージ ー，スコッチ プレインズ，カントリー クラブ レイン 157
Claims (9)
- 【請求項１】 ＥｒとＡｌを含む第１のシリカ系増幅器
ファイバ（６３）からなる入力段と、 Ｅｒを有する第２のシリカ系増幅器ファイバ（６７）か
らなる出力段とポンプ放射を前記第１の増幅器ファイバ
に与える第１ポンプ手段（６９１）とポンプ放射を前記
第２の増幅器ファイバに与える第２ポンプ手段（６９
２）とを有する多段ファイバ増幅器（６０）を有するシ
ステム（１１０）において、 ａ）前記第２増幅器ファイバ（６７０）は、Ｅｒ以外の
稀土類元素を含み、 ｂ）前記第２ポンプ手段（６９２）は、９００−１１０
０ｎｍの範囲あるいは１４５０−１５００ｎｍの範囲内
のポンプ放射を与え、 ｃ）前記第１ポンプ手段（６９１）は、９５０−１００
０ｎｍの範囲あるいは１４５０−１５００ｎｍの範囲内
のポンプ放射を与えることを特徴とする多段光ファイバ
増幅器を有するシステム。 - 【請求項２】 前記多段光ファイバ増幅器は、２段光フ
ァイバ増幅器であることを特徴とする請求項１のシステ
ム。 - 【請求項３】 前記第１と第２の増幅器ファイバは、多
段ファイバ増幅器が少なくとも１５ｎｍのスペクトル範
囲に亘って、ほぼ平坦なゲインスペクトラムを有するこ
とを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項４】 前記ゲインスペクトラムは、前記スペク
トル範囲で１ｄＢ以下しか変動しないことを特徴とする
請求項３のシステム。 - 【請求項５】 前記Ｅｒ以外の稀土類元素は、Ｌｕ，Ｃ
ｅ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｙｂからなるグループから選択
されることを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項６】 前記Ｅｒ以外の稀土類元素は、Ｙｂであ
り、 前記第２ポンプ手段（６９２）は、波長範囲９００−１
１００ｎｍのポンプ放射を与えることを特徴とする請求
項５のシステム。 - 【請求項７】 前記Ｅｒ以外の稀土類元素は、Ｌｕであ
り、 前記第２ポンプ手段（６９２）は、波長範囲９５０−１
０００ｎｍあるいは１４５０−１５００ｎｍのポンプ放
射を与えることを特徴とする請求項５のシステム。 - 【請求項８】 前記システムは、光学送信器と光受信機
と光送信器と光受信機と、この前記光送信器と光受信機
とを接続する光ファイバ伝送パスとからなる光ファイバ
通信システムであり、前記光ファイバ伝送パスは、多段
増幅器を含むことを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項９】 前記第１ポンプ手段（６９１）は、第１
増幅器ファイバ内でＥｒイオンの５０％以上の反転を与
え、 前記第２ポンプ手段（６９２）は、第２増幅器ファイバ
内のＥｒイオンの２５から７５％の反転を与えることを
特徴とする請求項８のシステム。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005051196A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | エルビュームドープ光ファイバ増幅器 |
| JP2005277370A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-10-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅性導波路、光増幅モジュールおよび光通信システム |
| JP2012044224A (ja) * | 2011-11-28 | 2012-03-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅装置およびレーザ光源装置 |
| JP2019021922A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 希土類元素添加光ファイバ、及び希土類元素添加光ファイバの耐放射線性を向上させる方法 |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512879B1 (en) * | 1997-01-14 | 2003-01-28 | Corning Incorporated | Glass composition and optical device made therefrom |
| FR2758321A1 (fr) * | 1997-01-14 | 1998-07-17 | Corning Inc | Composition de verre et dispositif optique |
| US5920424A (en) * | 1997-02-18 | 1999-07-06 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising a broadband optical fiber amplifier |
| JP3621220B2 (ja) * | 1997-03-17 | 2005-02-16 | 富士通株式会社 | 光増幅器及び光導波構造 |
| DE69725840T2 (de) * | 1997-06-06 | 2004-07-22 | Avanex Corp., Fremont | Faseroptisches Telekommunikationssystem |
| US5815518A (en) * | 1997-06-06 | 1998-09-29 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising a cascaded raman fiber laser |
| US5937134A (en) * | 1997-08-07 | 1999-08-10 | Lucent Technologies Inc. | Cladding pumped fiber lasers |
| KR100258970B1 (ko) * | 1997-11-20 | 2000-06-15 | 윤종용 | 광섬유 증폭기 |
| JPH11307853A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバ増幅器 |
| JP4094126B2 (ja) * | 1998-07-09 | 2008-06-04 | 富士通株式会社 | 希土類ドープ光ファイバ及びそれを用いた光ファイバ増幅器 |
| FR2782807A1 (fr) * | 1998-08-27 | 2000-03-03 | Alsthom Cge Alcatel | Fibre optique a usage d'amplificateur optique avec une gaine dopee au fluor |
| US6556346B1 (en) | 1998-09-22 | 2003-04-29 | Corning O.T.I.Spa | Optical amplifying unit and optical transmission system |
| JP2000106544A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Fujitsu Ltd | 光増幅器及び波長多重光伝送システム |
| US6246515B1 (en) | 1998-12-18 | 2001-06-12 | Corning Incorporated | Apparatus and method for amplifying an optical signal |
| JP3787045B2 (ja) * | 1999-08-04 | 2006-06-21 | 三菱電線工業株式会社 | 光増幅器 |
| US6429964B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-08-06 | Agere Systems Guardian Corp. | High power, multiple-tap co-doped optical amplifier |
| US6603598B1 (en) | 1999-09-29 | 2003-08-05 | Corning O.T.I. Inc. | Optical amplifying unit and optical transmission system |
| EP1089401A1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-04-04 | Optical Technologies U.S.A. Corp. | Optical amplifying unit and optical transmission system |
| US6381063B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-04-30 | Corning Incorporated | Long band optical amplifier |
| AU2002220816A1 (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-21 | Nortel Networks Limited | Optical amplifier method and apparatus |
| US6560009B1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-05-06 | Lucent Technologies Inc. | Erbium doped fibers for extended L-band amplification |
| US7440171B2 (en) * | 2002-10-31 | 2008-10-21 | Finisar Corporation | Staged amplifier for lower noise figure and higher saturation power |
| KR100539937B1 (ko) * | 2003-12-04 | 2005-12-28 | 삼성전자주식회사 | 이중 출력 구조의 광대역 광원 |
| JP2009105080A (ja) * | 2006-01-04 | 2009-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅用光ファイバ |
| US7532391B2 (en) * | 2006-01-20 | 2009-05-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical amplification module and laser light source designed to suppress photodarkening |
| US8744224B2 (en) * | 2006-03-07 | 2014-06-03 | Alcatel Lucent | Tapered fiber bundle apparatus with monitoring capability |
| US7724423B2 (en) * | 2006-03-16 | 2010-05-25 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Optical fiber laser having improved efficiency |
| US7848014B2 (en) * | 2008-04-09 | 2010-12-07 | Cisco Technology, Inc. | Erbium and Erbium/Ytterbium cladding pumped hybrid optical amplifier |
| JP2009290203A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅モジュールおよびレーザ光源装置 |
| PT2947728T (pt) * | 2014-05-23 | 2018-05-02 | Padtec S A | Amplificador óptico, sistema de comunicação óptica wdm e método para amplificar opticamente um sinal óptico wdm |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4002369A1 (de) * | 1990-01-27 | 1991-08-01 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Mehrstufiger faseroptischer verstaerker |
| US5050949A (en) * | 1990-06-22 | 1991-09-24 | At&T Bell Laboratories | Multi-stage optical fiber amplifier |
| US5225925A (en) * | 1991-01-23 | 1993-07-06 | Amoco Corporation | Sensitized erbium fiber optical amplifier and source |
| US5234104A (en) * | 1991-02-04 | 1993-08-10 | Illinois Tool Works Inc. | Carrier tape system |
| JP2636152B2 (ja) * | 1993-11-24 | 1997-07-30 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ増幅器および光通信システム |
| JPH07264231A (ja) * | 1994-03-16 | 1995-10-13 | Fujitsu Ltd | 回線切替え方式 |
| US5594747A (en) * | 1995-03-06 | 1997-01-14 | Ball; Gary A. | Dual-wavelength pumped low noise fiber laser |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP05591697A patent/JP3670434B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 1997-04-08 DE DE69705580T patent/DE69705580T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-22 US US08/847,766 patent/US5731892A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005051196A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | エルビュームドープ光ファイバ増幅器 |
| JP2005277370A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-10-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅性導波路、光増幅モジュールおよび光通信システム |
| JP4655553B2 (ja) * | 2003-09-05 | 2011-03-23 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅性導波路、光増幅モジュールおよび光通信システム |
| JP2012044224A (ja) * | 2011-11-28 | 2012-03-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅装置およびレーザ光源装置 |
| JP2019021922A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 希土類元素添加光ファイバ、及び希土類元素添加光ファイバの耐放射線性を向上させる方法 |
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