JPH0945977A - 光ファイバ増幅器および光ファイバ伝送装置 - Google Patents

光ファイバ増幅器および光ファイバ伝送装置

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JPH0945977A
JPH0945977A JP7197330A JP19733095A JPH0945977A JP H0945977 A JPH0945977 A JP H0945977A JP 7197330 A JP7197330 A JP 7197330A JP 19733095 A JP19733095 A JP 19733095A JP H0945977 A JPH0945977 A JP H0945977A
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JP
Japan
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optical fiber
signal
optical
wavelength
rare earth
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JP7197330A
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Jiyun Odani
順 雄谷
Tomoaki Uno
智昭 宇野
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 波長多重信号光の増幅において利得差の抑制
された光ファイバ増幅器を実現する。 【構成】 1、2はErイオン添加光ファイバ、3、4は
発振波長1.48μm帯の励起用半導体レーザ光源、5、6
は波長1.55μm帯の信号光と励起用半導体レーザ光源
3、4からの励起光とを合波するための合波器、7は波
長1.54μm帯と1.55μm帯を分波するための信号分波器、
8は波長1.54μm帯と1.55μm帯を合波するための信号合
波器、9、10は雑音および歪の劣化を防ぐための光ア
イソレータである。光ファイバ増幅器の入力端11から
入力された1.54μm帯と1.55μm帯の波長多重信号光は、
信号分波器7で1.54μm帯と1.55μm帯に分波され、1.54
μm帯は希土類イオン添加光ファイバ1で、1.55μm帯は
希土類イオン添加光ファイバ2で増幅され、信号合波器
8で合波される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CATVのアナログ映
像光信号やデジタル光信号等を増幅するための光ファイ
バ増幅器および該光ファイバ増幅器を用いた光ファイバ
伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光伝送システムでは発振波長1.3
μm帯の半導体レーザを使って開発が進められてきた。
しかし、最近、1.55μm帯の光を光のまま直接増幅する
ことができるEr(エルビウム)イオン添加光ファイバ
増幅器の出現により、これを用いたアナログ光伝送シス
テムの開発も行われている。
【0003】図8に、従来の光ファイバ増幅器を用いた
波長1.55μm帯アナログ光ファイバ伝送装置の構成図を
示す。30は波長1.55μm帯のDFBレーザ、31は波
長1.48μm帯の半導体レーザ励起のEr添加光ファイバ
増幅器、32は光分岐器、33は単一モード光ファイ
バ、34は受光装置でありInGaAsのフォトダイオ
ードあるいはアバランシェフォトダイオードである。D
FBレーザ30はAM−FDMあるいはFM−FDMの
アナログ信号で強度変調され、DFBレーザ30から出
射された信号光は、光ファイバ増幅器31で増幅され、
1×8光分岐器32で分岐された後、10kmの光ファイ
バ32を伝送した後受光装置33で受光される。Er添
加光ファイバ増幅器は波長1.55μm帯で高利得を有する
ため、ブースターアンプとして用いればヘッドエンドか
らユーザ宅までをすべて光化した全光分配システムが構
築でき、100チャンネル以上の映像分配サービスや高
品位TV映像分配サービス等の提供も可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように1つの半
導体レーザの出力光に信号をのせて伝送を行う場合に
は、伝送容量はレーザの性能によって制限されてしま
う。そのため、伝送容量をさらに拡大するためには、波
長の異なるいくつかの半導体レーザを用いて信号を波長
分割多重で伝送する必要がある。また、アナログ信号と
デジタル信号を同時に1本の光ファイバで伝送する場合
には波長分割多重が不可欠である。
【0005】しかしながら、波長多重信号を1本の希土
類イオン添加光ファイバで同時に増幅を行うと、利得ス
ペクトルの均一広がりのため波長によって利得が異な
り、利得が飽和するにしたがって短波長側の利得が低下
してしまう。このような利得の低下がSN比を劣化させ
てしまうという課題があった。
【0006】本発明の目的は、波長の異なるいくつかの
半導体レーザからの信号光を波長多重した信号光を光フ
ァイバ増幅器で増幅したときの利得差を低減し、SN比
の良い光ファイバ伝送を実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の光ファイバ増幅器は、希土類イオン
添加光ファイバと、該希土類イオンを励起するための励
起光源と、信号光と前記励起光源からの出射された励起
光とを前記希土類イオン添加光ファイバ内で合波するた
めの合波手段を有するM個の光増幅部と、前記光増幅部
の増幅波長帯域をM個に分波する信号分波器と、該信号
分波器で分波された波長帯域を合波する信号合波器とを
備え、波長多重されたM個の信号光が、前記信号分波器
で分波された後それぞれ前記光増幅部で増幅されて前記
信号合波器で合波されることを特徴としている。
【0008】請求項2記載の光ファイバ増幅器は、希土
類イオン添加光ファイバと、該希土類イオンを励起する
ための励起光源と、信号光と前記励起光源からの出射さ
れた励起光とを前記希土類イオン添加光ファイバ内で合
波するための合波手段を有するM個の光増幅部と、前記
光増幅部の増幅波長帯域をM個に分波する信号分波器
と、M×N光分岐器とを備え、波長多重されたM個の信
号光が、前記信号分波器で分波された後それぞれ前記光
増幅部で増幅されて前記M×N光分岐器で分岐されるこ
とを、特徴としている。
【0009】請求項3記載の光ファイバ増幅器は、請求
項1、2いずれか1項に記載の光ファイバ増幅器におい
て、入力端および出力端の少なくともいずれか1方に光
アイソレータが接続されたことを特徴としている。
【0010】請求項4記載の光ファイバ伝送装置は、波
長の異なるM個の信号用半導体レーザと、該M個の信号
用半導体レーザから出射された信号光を合波するための
合波手段と、該合波手段により波長多重された信号光を
増幅するための請求項1、3いずれか1項に記載の光フ
ァイバ増幅器と、該光ファイバ増幅器で増幅された信号
光を分岐するための1×N光分岐器と、該1×N光分岐
器で分岐された信号光を伝送するための光ファイバと、
該光ファイバを通して伝送された信号光を電気信号に変
換するための受光装置とを備えたことを特徴としてい
る。
【0011】請求項5記載の光ファイバ伝送装置は、波
長の異なるM個の信号用半導体レーザと、該M個の信号
用半導体レーザから出射された信号光を合波するための
合波手段と、該合波手段により波長多重された信号光を
増幅するための請求項2、3いずれか1項に記載の光フ
ァイバ増幅器と、該光ファイバ増幅器で増幅された信号
光を伝送するための光ファイバと、該光ファイバを通し
て伝送された信号光を電気信号に変換するための受光装
置とを備えたことを特徴としている。
【0012】請求項6記載の光ファイバ伝送装置は、請
求項4、5いずれか1項に記載の光ファイバ伝送装置に
おいて、信号用半導体レーザの発振波長が1.55μm帯で
あり、光ファイバ増幅器は希土類イオンとしてEr(エ
ルビウム)イオンが添加されていることを特徴としてい
る。
【0013】請求項7記載の光ファイバ伝送装置は、請
求項4、5いずれか1項に記載の光ファイバ伝送装置に
おいて、信号用半導体レーザの発振波長が1.3μm帯であ
り、光ファイバ増幅器は希土類イオンとしてPr(プラ
セオジウム)イオンが添加されていることを特徴として
いる。
【0014】
【作用】本発明によれば、光ファイバ増幅器では、波長
多重信号光をいくつかの波長帯域に分割して異なる希土
類イオン添加光ファイバで増幅するため、ある希土類イ
オン添加光ファイバで増幅される信号光は他の希土類イ
オン添加光ファイバで増幅される信号光の影響を受けな
いため、信号光波長によって利得差が生じない。したが
って、SN比の良い波長多重信号伝送が実現できる。
【0015】
【実施例】
(光ファイバ増幅器の実施例1)本発明の光ファイバ増
幅器の第1の実施例の構成図を図1に示す。
【0016】1、2はErイオン添加光ファイバ(Er:270
ppm, Al:8000ppm, 長さ:54m)、3、4は発振波長1.48
μm帯の励起用半導体レーザ光源、5、6は波長1.55μm
帯の信号光と励起用半導体レーザ光源3、4からの励起
光とを合波するための合波器、7は波長1.54μm帯と1.5
5μm帯を分波するための信号分波器、8は波長1.54μm
帯と1.55μm帯を合波するための信号合波器、9、10
は雑音および歪の劣化を防ぐための光アイソレータであ
る。
【0017】光ファイバ増幅器の入力端11から入力さ
れた1.54μm帯と1.55μm帯の波長多重信号光は、信号分
波器7で1.54μm帯と1.55μm帯に分波され、1.54μm帯
は希土類イオン添加光ファイバ1で、1.55μm帯は希土
類イオン添加光ファイバ2で増幅され、信号合波器8で
合波される。合波器8で合波された光は光アイソレータ
10を通って1×8光分岐器で分岐され、たとえば各家
庭に伝送される。
【0018】以下に、各励起光パワーを50mWとし、
1.54μm帯4波と1.55μm4波の計8波長多重信号を増幅
したときの増幅特性の実験結果について説明する。
【0019】図2に、各波長の信号入力パワーを-6.5dB
m, -9.5dBm, -12.5dBmとしたときの各波長の利得特性を
示す。信号入力パワーが大きい場合にも各波長の利得差
が3dB以下の良好な利得特性が得られている。
【0020】図3に、比較のため8波長多重信号を励起
光パワー100mWの1本の希土類イオン添加ファイバ
で増幅したときの利得特性を示す。この場合には、信号
入力パワーが大きくなるにしたがって各波長の利得差が
大きくなり、-6.5dBm入力の場合には約8dBの利得差
が生じている。図2と図3の比較から第1の実施例の光
ファイバ増幅器が利得差の低減に効果のあることがわか
る。
【0021】また、図4に波長可変光源を用いて信号光
波長を変化して1本の希土類イオン添加ファイバで増幅
したときの利得特性を示す。これは、波長多重信号を1
波づつ分波して異なる希土類イオン添加光ファイバで増
幅したときの利得特性に対応しており、本発明の光ファ
イバ増幅器では、54.3nmという広帯域に渡って利得差3
dB以下の波長多重増幅が可能であることを示してい
る。しかしながら、各波長を1波づつ分波すると、信号
分波器および信号合波器が高価なものとなり、また、挿
入損失も増加するため、実際には本実施例のように2ー
4波づつ帯域を分割するのが効果的である。
【0022】(光ファイバ増幅器の実施例2)本発明の
光ファイバ増幅器の第2の実施例の構成図を図5に示
す。
【0023】1、2はErイオン添加光ファイバ(Er:270
ppm, Al:8000ppm, 長さ:54m)、3、4は発振波長1.48
μm帯の励起用半導体レーザ光源、5、6は波長1.55μm
帯の信号光と励起用半導体レーザ光源3、4からの励起
光とを合波するための合波器、7は波長1.54μm帯と1.5
5μm帯を分波するための信号分波器、12は波長1.54μ
m帯と1.55μm帯を合波して分岐するための2×8光分岐
器、9は雑音および歪の劣化を防ぐための光アイソレー
タである。
【0024】光ファイバ増幅器の入力端13から入力さ
れた1.54μm帯と1.55μm帯の波長多重信号光は、信号分
波器7で1.54μm帯と1.55μm帯に分波され、1.54μm帯
は希土類イオン添加光ファイバ1で、1.55μm帯は希土
類イオン添加光ファイバ2で増幅され、2×8光分岐器
12で合波されて8分岐される。
【0025】本実施例でも図2に示した第1の実施例の
光ファイバ増幅器を同等の利得特性が得られた。光ファ
イバ増幅器をブースタアンプとして使用して増幅後分岐
する場合には、本実施例の光ファイバ増幅器は、図1で
示した第1の実施例の光ファイバ増幅器に分岐器を接続
する場合に比べて信号合波器が不要となるため、低コス
ト化、挿入損失の低減の効果がある。
【0026】図5(b)に2×8光分岐器12の構成を
示す。2×8分岐器は7つの2×2光分岐器から構成さ
れる。入力側の2×2光分岐器の2つの入力端に、光フ
ァイバ1と光ファイバ2との出力端を接続し、ファイバ
1,2で増幅した光が2×2光分岐器に入力され、分岐
された光が順に分岐され、最終的に8つの出力端から光
信号が得られる。
【0027】(光ファイバ伝送装置の第1の実施例)本
発明の光ファイバ伝送装置の第1の実施例の構成図を図
6に示す。
【0028】14ー21はそれぞれ波長1.542μm, 1.54
4μm, 1.546μm,1.548μm, 1.552μm, 1.554μm, 1.556
μm,1.558μmの信号用DFBレーザである。信号用DF
Bレーザ14ー21からの信号光は、第1の実施例の光
ファイバ増幅器22で増幅され、光分岐器23で分岐さ
れた後、光ファイバ24を伝送して受光装置25で受光
される。本実施例により、信号光の入力パワーが大きい
場合でも利得差が抑制され、SN比の良い光ファイバ伝
送が実現できた。
【0029】(光ファイバ伝送装置の第2の実施例)本
発明の光ファイバ伝送装置の第2の実施例の構成図を図
7に示す。14ー21はそれぞれ波長1.542μm, 1.544
μm, 1.546μm,1.548μm, 1.552μm, 1.554μm, 1.556
μm,1.558μmの信号用DFBレーザである。信号用DF
Bレーザ14ー21からの信号光は、第1の実施例の光
ファイバ増幅器26で増幅された後、光ファイバ24を
伝送して受光装置25で受光される。本実施例において
も図6に示した第1の実施例の光ファイバ伝送装置と同
様に信号光の入力パワーが大きい場合でも利得差が抑制
され、SN比の良い光ファイバ伝送が実現できた。
【0030】上記実施例では、希土類元素としてErを
用い、半導体レーザの発振波長を1.55μm帯としたが、
希土類元素としてPrを用い、半導体レーザの発振波長
を1.3μm帯とした場合にも同様の効果が得られた。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバ増幅器では、波長多重信号光をいくつかの波長
帯域に分割して異なる希土類イオン添加光ファイバで増
幅するため、ある希土類イオン添加光ファイバで増幅さ
れる信号光は他の希土類イオン添加光ファイバで増幅さ
れる信号光の影響を受けないため、信号光波長による利
得差を抑制することができ、SN比の良い波長多重信号
伝送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ増幅器の第1の実施例の構
成図
【図2】本発明の光ファイバ増幅器における信号光波長
と利得の関係を示す図
【図3】従来の光ファイバ増幅器における信号光波長と
利得の関係を示す図
【図4】従来の光ファイバ増幅器において信号光波長を
変化したときの利得の波長依存性を示す図
【図5】本発明の光ファイバ増幅器の第2の実施例の構
成図
【図6】本発明の光ファイバ伝送装置の第1の実施例の
構成図
【図7】本発明の光ファイバ伝送装置の第2の実施例の
構成図
【図8】光ファイバ伝送装置の従来例の構成図
【符号の説明】
1、2 希土類イオン添加光ファイバ 3、4 励起光源 5、6 合波器 7 信号分波器 8 信号合波器 9、10 光アイソレータ 12、23 光分岐器 14−21 信号用半導体レーザ 22、26 光ファイバ増幅器 24 光ファイバ 25 受光装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04J 14/02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】希土類イオン添加光ファイバと、該希土類
    イオンを励起するための励起光源と、信号光と前記励起
    光源からの出射された励起光とを前記希土類イオン添加
    光ファイバ内で合波するための合波手段を有するM個の
    光増幅部と、前記光増幅部の増幅波長帯域をM個に分波
    する信号分波器と、該信号分波器で分波された波長帯域
    を合波する信号合波器とを備え、 波長多重されたM個の信号光が、前記信号分波器で分波
    された後それぞれ前記光増幅部で増幅されて前記信号合
    波器で合波されることを特徴とする光ファイバ増幅器。
  2. 【請求項2】希土類イオン添加光ファイバと、該希土類
    イオンを励起するための励起光源と、信号光と前記励起
    光源からの出射された励起光とを前記希土類イオン添加
    光ファイバ内で合波するための合波手段を有するM個の
    光増幅部と、前記光増幅部の増幅波長帯域をM個に分波
    する信号分波器と、M×N光分岐器とを備え、 波長多重されたM個の信号光が、前記信号分波器で分波
    された後それぞれ前記光増幅部で増幅されて前記M×N
    光分岐器で分岐されることを特徴とする光ファイバ増幅
    器。
  3. 【請求項3】入力端および出力端の少なくともいずれか
    1方に光アイソレータが接続されたことを特徴とする請
    求項1または2に記載の光ファイバ増幅器。
  4. 【請求項4】波長の異なるM個の信号用半導体レーザ
    と、該M個の信号用半導体レーザから出射された信号光
    を合波するための合波手段と、該合波手段により波長多
    重された信号光を増幅するための請求項1または3に記
    載の光ファイバ増幅器と、該光ファイバ増幅器で増幅さ
    れた信号光を分岐するための1×N光分岐器と、該1×
    N光分岐器で分岐された信号光を伝送するための光ファ
    イバと、該光ファイバを通して伝送された信号光を電気
    信号に変換するための受光装置とを備えたことを特徴と
    する光ファイバ伝送装置。
  5. 【請求項5】波長の異なるM個の信号用半導体レーザ
    と、該M個の信号用半導体レーザから出射された信号光
    を合波するための合波手段と、該合波手段により波長多
    重された信号光を増幅するための請求項2または3に記
    載の光ファイバ増幅器と、該光ファイバ増幅器で増幅さ
    れた信号光を伝送するための光ファイバと、該光ファイ
    バを通して伝送された信号光を電気信号に変換するため
    の受光装置とを備えたことを特徴とする光ファイバ伝送
    装置。
  6. 【請求項6】信号用半導体レーザの発振波長が1.55μm
    帯であり、光ファイバ増幅器は希土類イオンとしてEr
    (エルビウム)イオンが添加されていることを特徴とす
    る請求項4または5に記載の光ファイバ伝送装置。
  7. 【請求項7】信号用半導体レーザの発振波長が1.3μm帯
    であり、光ファイバ増幅器は希土類イオンとしてPr
    (プラセオジウム)イオンが添加されていることを特徴
    とする請求項4または5に記載の光ファイバ伝送装置。
JP7197330A 1995-08-02 1995-08-02 光ファイバ増幅器および光ファイバ伝送装置 Pending JPH0945977A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1197779A (ja) * 1997-09-22 1999-04-09 Sony Corp 多色光の変調増幅器及びこれを用いた投射型表示装置
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