JPH10170753A - 光デバイス及び光増幅器 - Google Patents
光デバイス及び光増幅器Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光デバイスに関し、特に光増幅器を構成する
各部品を一体形成した光増幅器用の光デバイス及びそれ
を用いた光増幅器を提供する。 【解決手段】 光デバイスは、２本の平行に配設した入
射ファイバとそこからの出射光を平行空間ビームにして
各々異なる方向へ所定の角度をもって出射させる１つの
入射レンズから成る第１のファイバレンズアセンブリ
と、その空間ビームをそれぞれ独立に受光し、出射レン
ズと出射ファイバから成る第２及び第３のファイバレン
ズアセンブリから成る。前記第２又は第３のファイバレ
ンズアセンブリの少なくとも１つは、その出射ファイバ
に平行なもう１本のペアファイバを有する。さらに、そ
の出射レンズの前に前記空間ビームとは異なる波長の光
信号を反射する光学膜が配置され、前記光信号によって
出射レンズと光学膜とを介して出射ファイバとペアファ
イバとが結合される。
各部品を一体形成した光増幅器用の光デバイス及びそれ
を用いた光増幅器を提供する。 【解決手段】 光デバイスは、２本の平行に配設した入
射ファイバとそこからの出射光を平行空間ビームにして
各々異なる方向へ所定の角度をもって出射させる１つの
入射レンズから成る第１のファイバレンズアセンブリ
と、その空間ビームをそれぞれ独立に受光し、出射レン
ズと出射ファイバから成る第２及び第３のファイバレン
ズアセンブリから成る。前記第２又は第３のファイバレ
ンズアセンブリの少なくとも１つは、その出射ファイバ
に平行なもう１本のペアファイバを有する。さらに、そ
の出射レンズの前に前記空間ビームとは異なる波長の光
信号を反射する光学膜が配置され、前記光信号によって
出射レンズと光学膜とを介して出射ファイバとペアファ
イバとが結合される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光デバイス及び光増
幅器に関し、特に光増幅器を構成する各部品を一体形成
した光増幅器用の光デバイス及びそれを用いた光増幅器
に関するものである。
幅器に関し、特に光増幅器を構成する各部品を一体形成
した光増幅器用の光デバイス及びそれを用いた光増幅器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバにおける非線形効果の
解消とその大容量化のために、光通信方式として波長多
重方式（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing)
が重要視されている。波長多重方式では４波〜１６波が
多重され、それぞれ十分な光出力を得るために１波長毎
に光増幅が行われる。
解消とその大容量化のために、光通信方式として波長多
重方式（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing)
が重要視されている。波長多重方式では４波〜１６波が
多重され、それぞれ十分な光出力を得るために１波長毎
に光増幅が行われる。
【０００３】図１は、エルビウムドープファイバ（ＥＤ
Ｆ）を用いた従来の光増幅器デバイスの構成例を示した
ものである。図１に示すように、従来の光増幅器デバイ
スはエルビウムドープファイバ３０をはさんで前段モジ
ュール１０と後段モジュール２０の２つのデバイスに分
かれている。前段モジュール１０には光入力信号が与え
られ、レンズアセンブリ１１では図１で○印で表すレン
ズを介してファイバからの光出力を平行光線として出力
する。
Ｆ）を用いた従来の光増幅器デバイスの構成例を示した
ものである。図１に示すように、従来の光増幅器デバイ
スはエルビウムドープファイバ３０をはさんで前段モジ
ュール１０と後段モジュール２０の２つのデバイスに分
かれている。前段モジュール１０には光入力信号が与え
られ、レンズアセンブリ１１では図１で○印で表すレン
ズを介してファイバからの光出力を平行光線として出力
する。
【０００４】レンズアセンブリ１１からの光出力は、光
カプラ（ＣＰＬ）１２によってその主信号光は次段の光
アイソレータ（ＩＳＯ）１３に与えられ、残りの一部は
入力モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１５に与えられ
る。入力モニタ用フォトダイオード１５は入力光断等の
検出を行う。光アイソレータ１３は、出力側からの光の
進入を防ぎ、そこからの出力は出力側のレンズアセンブ
リ１４を介してモジュール外部へと出力される。
カプラ（ＣＰＬ）１２によってその主信号光は次段の光
アイソレータ（ＩＳＯ）１３に与えられ、残りの一部は
入力モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１５に与えられ
る。入力モニタ用フォトダイオード１５は入力光断等の
検出を行う。光アイソレータ１３は、出力側からの光の
進入を防ぎ、そこからの出力は出力側のレンズアセンブ
リ１４を介してモジュール外部へと出力される。
【０００５】前記レンズアセンブリ１４にはその長さが
１０〜５０ｍ程の光増幅用エルビウムドープファイバ
（ＥＤＦ）３０の一端が接続され、その他端は後段モジ
ュール２０のレンズアセンブリ２１に接続される。エル
ビウムドープファイバ（ＥＤＦ）３０は、光ファイバの
コア部分にエルビウムイオン（Ｅｒ）が添加されたもの
で、それに波長１．５５μｍの光信号と共に波長１．４
８μｍ又は０．９８μｍの励起光を与えることによって
１０〜４０ｄＢｍ程度に増幅された波長１．５５μｍの
光信号が得られ。
１０〜５０ｍ程の光増幅用エルビウムドープファイバ
（ＥＤＦ）３０の一端が接続され、その他端は後段モジ
ュール２０のレンズアセンブリ２１に接続される。エル
ビウムドープファイバ（ＥＤＦ）３０は、光ファイバの
コア部分にエルビウムイオン（Ｅｒ）が添加されたもの
で、それに波長１．５５μｍの光信号と共に波長１．４
８μｍ又は０．９８μｍの励起光を与えることによって
１０〜４０ｄＢｍ程度に増幅された波長１．５５μｍの
光信号が得られ。
【０００６】なお、波長１．４８μｍの励起光を用いる
と高出力が得られ、また波長０．９８μｍの励起光を用
いると低雑音出力が得られるという特徴がある。また励
起の仕方にも光信号と同じ入力側から励起光を与える前
方励起と、逆に出力側から励起光を与える後方励起の２
通りがあり、前者は低雑音出力、そして後者は高出力が
得られるという特徴がある。本例では後者の後方励起の
例を示している。
と高出力が得られ、また波長０．９８μｍの励起光を用
いると低雑音出力が得られるという特徴がある。また励
起の仕方にも光信号と同じ入力側から励起光を与える前
方励起と、逆に出力側から励起光を与える後方励起の２
通りがあり、前者は低雑音出力、そして後者は高出力が
得られるという特徴がある。本例では後者の後方励起の
例を示している。
【０００７】前記後段モジュール２０のレンズアセンブ
リ２１は、光信号と励起レーザダイオード（ＬＤ）２９
からの励起光とが与えられる２芯フェルール（ferrule)
構造を有しており、光信号よりも波長の短い励起光は長
波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ: Long Wave Pass Filter
）２２によって反射され、光信号とは逆の進行方向か
ら後方励起を行う。
リ２１は、光信号と励起レーザダイオード（ＬＤ）２９
からの励起光とが与えられる２芯フェルール（ferrule)
構造を有しており、光信号よりも波長の短い励起光は長
波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ: Long Wave Pass Filter
）２２によって反射され、光信号とは逆の進行方向か
ら後方励起を行う。
【０００８】前記レンズアセンブリ２１及び長波長通過
フィルタ（ＬＷＰＦ）２２を通過した増幅後の光信号
は、さらに光アイソレータ（ＩＳＯ）２３を介して帯域
通過フィルタ（ＢＰＦ）２４に与えられる。帯域通過フ
ィルタ２４は、エルビウムドープファイバ３０を用いた
光増幅の際に必ず発生する自然放出光（ＡＳＥ）による
雑音成分を除去し、光信号成分だけを通過させる。
フィルタ（ＬＷＰＦ）２２を通過した増幅後の光信号
は、さらに光アイソレータ（ＩＳＯ）２３を介して帯域
通過フィルタ（ＢＰＦ）２４に与えられる。帯域通過フ
ィルタ２４は、エルビウムドープファイバ３０を用いた
光増幅の際に必ず発生する自然放出光（ＡＳＥ）による
雑音成分を除去し、光信号成分だけを通過させる。
【０００９】通過後の光信号は光カプラ（ＣＰＬ）２５
でその一部が出力モニタフォトダイード（ＰＤ）２８や
障害モニタフォトダイオード（ＰＤ）２７側に分岐さ
れ、他の主光信号はレンズアセンブリ２６を介してモジ
ュール外部へ出力される。前記出力モニタフォトダイー
ド２８や障害モニタフォトダイオード２７は、出力側光
信号のレベル監視や障害検出を行う。
でその一部が出力モニタフォトダイード（ＰＤ）２８や
障害モニタフォトダイオード（ＰＤ）２７側に分岐さ
れ、他の主光信号はレンズアセンブリ２６を介してモジ
ュール外部へ出力される。前記出力モニタフォトダイー
ド２８や障害モニタフォトダイオード２７は、出力側光
信号のレベル監視や障害検出を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、波長
多重方式では使用する波長の数だけ光増幅器が必要とな
る。そのため、光増幅器を小型化・低コスト化しないと
光増幅器を備えた装置全体が大型化・高コスト化すると
いう問題があった。
多重方式では使用する波長の数だけ光増幅器が必要とな
る。そのため、光増幅器を小型化・低コスト化しないと
光増幅器を備えた装置全体が大型化・高コスト化すると
いう問題があった。
【００１１】また、一般に光増幅器は、エルビウムドー
プファイバ、励起レーザ、そして合波器等の光部品から
成り、特に後者の光部品は光増幅器で最も多くの部品点
数とスペースを取っていた。そのため、図１に示すよう
に光部品の小型化・低コスト化のために従来ＥＤＦの前
段側と後段側の光部品をそれぞれ個別の筐体に集積一体
化した光モジュールを使用していたが、２個の光デバイ
スが必要となって集積度が不十分であるという問題があ
った。
プファイバ、励起レーザ、そして合波器等の光部品から
成り、特に後者の光部品は光増幅器で最も多くの部品点
数とスペースを取っていた。そのため、図１に示すよう
に光部品の小型化・低コスト化のために従来ＥＤＦの前
段側と後段側の光部品をそれぞれ個別の筐体に集積一体
化した光モジュールを使用していたが、２個の光デバイ
スが必要となって集積度が不十分であるという問題があ
った。
【００１２】そこで本発明の目的は、上記種々の問題点
に鑑み、前段モジュール及び後段モジュールの各光デバ
イスの入出力端を２芯フェルール構造及びそれに伴う簡
易な光回路を用いて結合し、それによって１個の光デバ
イスとして一体形成した光増幅器用の光デバイスを提供
することにある。
に鑑み、前段モジュール及び後段モジュールの各光デバ
イスの入出力端を２芯フェルール構造及びそれに伴う簡
易な光回路を用いて結合し、それによって１個の光デバ
イスとして一体形成した光増幅器用の光デバイスを提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、２本の
光ファイバを有し、それぞれに光を入射し、前記各ファ
イバからの２本の出射光を平行ビームにして各々異なる
方向へ所定の角度をもって出射させる１つの入射レンズ
から成る第１の光ファイバレンズアセンブリと、少なく
とも１つの光ファイバと１つの光レンズから構成される
第２、第３の光ファイバレンズアセンブリを有し、前記
第１の光ファイバレンズアセンブリから出射される２本
の平行ビームにそれぞれ対応した位置に前記第２及び第
３の光ファイバレンズアセンブリとを配置し、 前記第
２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの少なくとも
１つは、ファイバアセンブリ内にもう１本の光ファイバ
を有し、さらに前記第２又は第３の光ファイバレンズア
センブリとの間に光学膜を配置した光デバイス及びそれ
を用いた光増幅器が提供される。
光ファイバを有し、それぞれに光を入射し、前記各ファ
イバからの２本の出射光を平行ビームにして各々異なる
方向へ所定の角度をもって出射させる１つの入射レンズ
から成る第１の光ファイバレンズアセンブリと、少なく
とも１つの光ファイバと１つの光レンズから構成される
第２、第３の光ファイバレンズアセンブリを有し、前記
第１の光ファイバレンズアセンブリから出射される２本
の平行ビームにそれぞれ対応した位置に前記第２及び第
３の光ファイバレンズアセンブリとを配置し、 前記第
２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの少なくとも
１つは、ファイバアセンブリ内にもう１本の光ファイバ
を有し、さらに前記第２又は第３の光ファイバレンズア
センブリとの間に光学膜を配置した光デバイス及びそれ
を用いた光増幅器が提供される。
【００１４】前記光学膜には、前記第１の光ファイバレ
ンズアセンブリからの光は通し、他は反射する帯域通過
フィルタ、長波長通過フィルタ、短波長通過フィルタ、
又は前記第１の光ファイバレンズアセンブリからの光を
２分岐するカプラ膜が使用される。また、前記第１の光
ファイバレンズアセンブリの後には、そこから出射され
る２本の空間ビームが共に通過するアイソレータが配置
される。そして、前記第１の光ファイバレンズアセンブ
リと前記第２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの
少なくとも一方との間の空間ビーム中にカプラ膜と、前
記カプラ膜の反射光路上にフォトダイオード、さらに帯
域通過フィルタが配置される。
ンズアセンブリからの光は通し、他は反射する帯域通過
フィルタ、長波長通過フィルタ、短波長通過フィルタ、
又は前記第１の光ファイバレンズアセンブリからの光を
２分岐するカプラ膜が使用される。また、前記第１の光
ファイバレンズアセンブリの後には、そこから出射され
る２本の空間ビームが共に通過するアイソレータが配置
される。そして、前記第１の光ファイバレンズアセンブ
リと前記第２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの
少なくとも一方との間の空間ビーム中にカプラ膜と、前
記カプラ膜の反射光路上にフォトダイオード、さらに帯
域通過フィルタが配置される。
【００１５】また、本発明によれば前記第１の光ファイ
バレンズアセンブリの空間ビーム出射側に前記空間ビー
ムとは異なる波長の光信号を反射する光学膜が配置さ
れ、前記光信号によって前記入射レンズと前記光学膜と
を介して前記２本の入射ファイバが結合される。前記光
学膜は、希土類添加ファイバの信号光増幅用励起光を反
射する光学膜であり、前記第１の光ファイバレンズアセ
ンブリの２本の入射ファイバの内の１つには信号光と励
起光との合波信号が入力される。
バレンズアセンブリの空間ビーム出射側に前記空間ビー
ムとは異なる波長の光信号を反射する光学膜が配置さ
れ、前記光信号によって前記入射レンズと前記光学膜と
を介して前記２本の入射ファイバが結合される。前記光
学膜は、希土類添加ファイバの信号光増幅用励起光を反
射する光学膜であり、前記第１の光ファイバレンズアセ
ンブリの２本の入射ファイバの内の１つには信号光と励
起光との合波信号が入力される。
【００１６】
【発明の実施の形態】図２及び図３は、本発明の基本的
な構成（１），（２）を説明するためのものである。図
２では本願発明による増幅器用の光デバイス４０の第１
の基本構成を示している。本構成では２本の光ファイバ
４１，４２が２芯フェルール４３に装着され、レンズホ
ルダ４４に保持されたコリメートレンズ４５によって各
光ファイバ４１，４２からの光出力は平行光線による空
間ビームとなり、且つそれぞれの光路が所定の角度をも
って交差することによって受信側では互いに干渉しない
独立した空間ビームとして扱うことが可能となる。
な構成（１），（２）を説明するためのものである。図
２では本願発明による増幅器用の光デバイス４０の第１
の基本構成を示している。本構成では２本の光ファイバ
４１，４２が２芯フェルール４３に装着され、レンズホ
ルダ４４に保持されたコリメートレンズ４５によって各
光ファイバ４１，４２からの光出力は平行光線による空
間ビームとなり、且つそれぞれの光路が所定の角度をも
って交差することによって受信側では互いに干渉しない
独立した空間ビームとして扱うことが可能となる。
【００１７】図１の従来例と対応させた場合、光ファイ
バ４２を前段モジュール１０の光入力に、そして光ファ
イバ４１を後段モジュール２０の光入力にそれぞれ割り
当てると、前段モジュール１０の光出力は光ファイバ５
１へそして後段モジュール２０の光出力は光ファイバ５
５へ与えられる。光カプラ４６及び４７は、それぞれ図
１の入力モニタフォトダイオード１５と出力モニタフォ
トダイオード２８への分岐光を与えるものである。
バ４２を前段モジュール１０の光入力に、そして光ファ
イバ４１を後段モジュール２０の光入力にそれぞれ割り
当てると、前段モジュール１０の光出力は光ファイバ５
１へそして後段モジュール２０の光出力は光ファイバ５
５へ与えられる。光カプラ４６及び４７は、それぞれ図
１の入力モニタフォトダイオード１５と出力モニタフォ
トダイオード２８への分岐光を与えるものである。
【００１８】以下、本発明の光デバイスを用いた光増幅
器の動作を具体的に説明する。第１の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ４２には光増幅を行うための光
信号が入力される。そして、その入力された光信号がコ
リメートレンズ４５を介して第２の光ファイバレンズア
センブリの光ファイバ５１にレンズ５０を介して入射さ
れるように第２の光ファイバレンズアセンブリを配置す
る。光ファイバ５１は、図示していないエルビウムドー
プファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）の一方の端子に接続さ
れ、その他方の端子は第１の光ファイバレンズアセンブ
リの光ファイバ４１に接続される。なお、前記エルビウ
ムドープファイバ光増幅器は第１の光ファイバレンズア
センブリの光ファイバ４１及び第２の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ５１そのものであってもよい。
器の動作を具体的に説明する。第１の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ４２には光増幅を行うための光
信号が入力される。そして、その入力された光信号がコ
リメートレンズ４５を介して第２の光ファイバレンズア
センブリの光ファイバ５１にレンズ５０を介して入射さ
れるように第２の光ファイバレンズアセンブリを配置す
る。光ファイバ５１は、図示していないエルビウムドー
プファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）の一方の端子に接続さ
れ、その他方の端子は第１の光ファイバレンズアセンブ
リの光ファイバ４１に接続される。なお、前記エルビウ
ムドープファイバ光増幅器は第１の光ファイバレンズア
センブリの光ファイバ４１及び第２の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ５１そのものであってもよい。
【００１９】第１の光ファイバレンズアセンブリの光フ
ァイバ４１からの出力光が第１の光ファイバレンズアセ
ンブリのレンズ４５を介して第３の光ファイバレンズア
センブリの光ファイバ５５に入射されるように第３の光
ファイバレンズアセンブリを配置する。また、第１の光
ファイバレンズアセンブリの光ファイバ４２と第２の光
ファイバレンズアセンブリの光ファイバ５１との間に光
カプラ４６を配置し、それによって入力された光信号の
有無を検出することができる。さらに、第１の光ファイ
バレンズアセンブリの光ファイバ４１と第３の光ファイ
バレンズアセンブリの光ファイバ５５との間に光カプラ
４７を配置し、それによって増幅された光信号をモニタ
することができる。
ァイバ４１からの出力光が第１の光ファイバレンズアセ
ンブリのレンズ４５を介して第３の光ファイバレンズア
センブリの光ファイバ５５に入射されるように第３の光
ファイバレンズアセンブリを配置する。また、第１の光
ファイバレンズアセンブリの光ファイバ４２と第２の光
ファイバレンズアセンブリの光ファイバ５１との間に光
カプラ４６を配置し、それによって入力された光信号の
有無を検出することができる。さらに、第１の光ファイ
バレンズアセンブリの光ファイバ４１と第３の光ファイ
バレンズアセンブリの光ファイバ５５との間に光カプラ
４７を配置し、それによって増幅された光信号をモニタ
することができる。
【００２０】なお、本構成においては光ファイバ４２又
は光ファイバ５５から励起光を入力しておく必要があ
る。このように本発明の第１の原理構成によれば、１）
入力段の２芯ファイバフェルール化による前後段入力部
の一体化、２）前記２芯アセンブリによって分離した各
空間ビーム中における各種光学膜等の光学エレメントの
独立配置、そして３）出力側ファイバの分離による各前
後段光路毎の独立調整、等が可能となる。
は光ファイバ５５から励起光を入力しておく必要があ
る。このように本発明の第１の原理構成によれば、１）
入力段の２芯ファイバフェルール化による前後段入力部
の一体化、２）前記２芯アセンブリによって分離した各
空間ビーム中における各種光学膜等の光学エレメントの
独立配置、そして３）出力側ファイバの分離による各前
後段光路毎の独立調整、等が可能となる。
【００２１】次に、図３は本願発明による増幅器用の光
デバイス４０の第２の基本構成を示している。前述した
図２の構成によれば、図１に示すエルビウムドープファ
イバ（ＥＤＦ）３０は光ファイバ５１と４１との間に接
続されるが、このままでは図１の励起レーザダイオード
２９から励起光を与えることができない。そこで、本第
２の原理構成では図２の出力段側をさらに２芯ファイバ
フェルール化することで前後段光モジュールの完全な一
体化を実現している。
デバイス４０の第２の基本構成を示している。前述した
図２の構成によれば、図１に示すエルビウムドープファ
イバ（ＥＤＦ）３０は光ファイバ５１と４１との間に接
続されるが、このままでは図１の励起レーザダイオード
２９から励起光を与えることができない。そこで、本第
２の原理構成では図２の出力段側をさらに２芯ファイバ
フェルール化することで前後段光モジュールの完全な一
体化を実現している。
【００２２】図３の各出力側レンズアセンブリは２芯フ
ァイバフェルール化されており、光ファイバ６７は図２
の前段側出力ファイバ５１に、また光ファイバ７１は図
２の後段側出力ファイバ５５とそれぞれ対応している。
さらに、図３では出力側の各レンズアセンブリに対向し
て長波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ）６１及び６２が設け
られている。前記長波長通過フィルタ６１は、光ファイ
バ６６から入力される外部励起レーザダイオード（図２
の２９参照）からの励起光だけを反射し、それをエルビ
ウムドープファイバに接続される前記光ファイバ６７に
与える。
ァイバフェルール化されており、光ファイバ６７は図２
の前段側出力ファイバ５１に、また光ファイバ７１は図
２の後段側出力ファイバ５５とそれぞれ対応している。
さらに、図３では出力側の各レンズアセンブリに対向し
て長波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ）６１及び６２が設け
られている。前記長波長通過フィルタ６１は、光ファイ
バ６６から入力される外部励起レーザダイオード（図２
の２９参照）からの励起光だけを反射し、それをエルビ
ウムドープファイバに接続される前記光ファイバ６７に
与える。
【００２３】以下、本発明の光デバイスを用いた光増幅
器の動作を具体的に説明する。第１の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ４２には光増幅を行うための光
信号が入力される。そして、その入力された光信号がコ
リメートレンズ４５を介して第２の光ファイバレンズア
センブリに設けられた２つの光ファイバ６６，６７の中
の光ファイバ６７にレンズ６５を介して入射されるよう
に第２の光ファイバレンズアセンブリを配置する。光フ
ァイバ６７は、図示していないエルビウムドープファイ
バ光増幅器（ＥＤＦＡ）の一方の端子に接続され、その
他方の端子は第１の光ファイバレンズアセンブリの光フ
ァイバ４１に接続される。
器の動作を具体的に説明する。第１の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ４２には光増幅を行うための光
信号が入力される。そして、その入力された光信号がコ
リメートレンズ４５を介して第２の光ファイバレンズア
センブリに設けられた２つの光ファイバ６６，６７の中
の光ファイバ６７にレンズ６５を介して入射されるよう
に第２の光ファイバレンズアセンブリを配置する。光フ
ァイバ６７は、図示していないエルビウムドープファイ
バ光増幅器（ＥＤＦＡ）の一方の端子に接続され、その
他方の端子は第１の光ファイバレンズアセンブリの光フ
ァイバ４１に接続される。
【００２４】なお、前記エルビウムドープファイバ光増
幅器は第１の光ファイバレンズアセンブリの光ファイバ
４１及び第２の光ファイバレンズアセンブリの光ファイ
バ５１そのものであってもよい。第１の光ファイバレン
ズアセンブリの光ファイバ４１からの出力光が第１の光
ファイバレンズアセンブリのレンズ４５を介して第３の
光ファイバレンズアセンブリに設けられた２つの光ファ
イバ７１，７２の中のの光ファイバ７１に入射されるよ
うに第３の光ファイバレンズアセンブリを配置する。
幅器は第１の光ファイバレンズアセンブリの光ファイバ
４１及び第２の光ファイバレンズアセンブリの光ファイ
バ５１そのものであってもよい。第１の光ファイバレン
ズアセンブリの光ファイバ４１からの出力光が第１の光
ファイバレンズアセンブリのレンズ４５を介して第３の
光ファイバレンズアセンブリに設けられた２つの光ファ
イバ７１，７２の中のの光ファイバ７１に入射されるよ
うに第３の光ファイバレンズアセンブリを配置する。
【００２５】以上の説明は図２と同様であるが、本構成
では第１の光ファイバレンズアセンブリの光ファイバ４
２と第２の光ファイバレンズアセンブリの光ファイバ６
７との間に長波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ）６１が設け
られる。前記長波長通過フィルタ６１は、第１の光ファ
イバレンズアセンブリの光ファイバ４２からの波長の長
い光信号は透過するが第２の光ファイバレンズアセンブ
リの一方の光ファイバ６６から入力される外部励起レー
ザダイオードからの波長の短い励起光を反射し、その反
射光が同じ第２の光ファイバレンズアセンブリの他方の
光ファイバ６７に入力するように配置される。その結
果、光ファイバ６７には光信号と励起光との合波光が入
力され、光ファイバ６７に接続された前記エルビウムド
ープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）においてその励起光
による光信号増幅が行われる。従って、本構成の場合に
は図１の例とは異なり前方励起が行われる。
では第１の光ファイバレンズアセンブリの光ファイバ４
２と第２の光ファイバレンズアセンブリの光ファイバ６
７との間に長波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ）６１が設け
られる。前記長波長通過フィルタ６１は、第１の光ファ
イバレンズアセンブリの光ファイバ４２からの波長の長
い光信号は透過するが第２の光ファイバレンズアセンブ
リの一方の光ファイバ６６から入力される外部励起レー
ザダイオードからの波長の短い励起光を反射し、その反
射光が同じ第２の光ファイバレンズアセンブリの他方の
光ファイバ６７に入力するように配置される。その結
果、光ファイバ６７には光信号と励起光との合波光が入
力され、光ファイバ６７に接続された前記エルビウムド
ープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）においてその励起光
による光信号増幅が行われる。従って、本構成の場合に
は図１の例とは異なり前方励起が行われる。
【００２６】さらに、本例では第１の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ４１と第３の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ７１との間に長波長通過フィル
タ（ＬＷＰＦ）６２が設けられている。前記長波長通過
フィルタ６２は、第１の光ファイバレンズアセンブリの
光ファイバ４１からの増幅された光信号は透過するが第
３の光ファイバレンズアセンブリの一方の光ファイバ７
２から入力される波長の短い障害監視信号光を反射し、
その反射光が同じ第３の光ファイバレンズアセンブリの
他方の光ファイバ７１に入射するように配置される。そ
の結果、本構成による光増幅器からは光出力信号と共に
障害監視信号等が外部装置に出力される。外部装置は前
記障害監視信号をシステムの保守・運用管理等の様々な
用途に利用することができる。
アセンブリの光ファイバ４１と第３の光ファイバレンズ
アセンブリの光ファイバ７１との間に長波長通過フィル
タ（ＬＷＰＦ）６２が設けられている。前記長波長通過
フィルタ６２は、第１の光ファイバレンズアセンブリの
光ファイバ４１からの増幅された光信号は透過するが第
３の光ファイバレンズアセンブリの一方の光ファイバ７
２から入力される波長の短い障害監視信号光を反射し、
その反射光が同じ第３の光ファイバレンズアセンブリの
他方の光ファイバ７１に入射するように配置される。そ
の結果、本構成による光増幅器からは光出力信号と共に
障害監視信号等が外部装置に出力される。外部装置は前
記障害監視信号をシステムの保守・運用管理等の様々な
用途に利用することができる。
【００２７】以上、本発明の構成によれば、共通のコリ
メートレンズで交差した空間ビームを作ることによって
２つの互いに独立したレンズ系を構成し、さらに前段と
後段の各入出力ファイバを２芯ファイバフェルール化
し、そして前記空間ビーム中に必要な光機能エレメント
を挿入することによって、前段と後段の各光回路を一体
化した１個の光デバイス数を実現することができる。
メートレンズで交差した空間ビームを作ることによって
２つの互いに独立したレンズ系を構成し、さらに前段と
後段の各入出力ファイバを２芯ファイバフェルール化
し、そして前記空間ビーム中に必要な光機能エレメント
を挿入することによって、前段と後段の各光回路を一体
化した１個の光デバイス数を実現することができる。
【００２８】図４及び図５は、本発明による光デバイス
のより具体的な一実施例を示したものである。図４は本
発明により実現される光増幅器の構成例を示したもので
あり、そして図５は図４の各ブロックを光回路で置き換
えたものである。以下、図４に示す各ブロック間の接続
を考慮しながら図５について説明する。なお、図４にお
いてエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）３０を境にそ
の左側を前段そして右側を後段として説明する。
のより具体的な一実施例を示したものである。図４は本
発明により実現される光増幅器の構成例を示したもので
あり、そして図５は図４の各ブロックを光回路で置き換
えたものである。以下、図４に示す各ブロック間の接続
を考慮しながら図５について説明する。なお、図４にお
いてエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）３０を境にそ
の左側を前段そして右側を後段として説明する。
【００２９】図５において、前段側と後段側の入力ファ
イバ４２及び４１は１本のセラミックキャピラリ入りフ
ェルール４３に接着固定されている。セラミックキャピ
ラリ４３にはファイバ孔が２本あいており、各ファイバ
は１本ずつ挿入され接着固定される。レンズ４５を圧入
したレンズホルダ４４がフェルール４３に被せられ、フ
ェルール４３は前記入力ファイバ４１及び４２から出射
される光信号がコリメートビームになるようファイバと
レンズの間隔（焦点距離）が調整された後にレンズホル
ダ４４へ溶接固定される。
イバ４２及び４１は１本のセラミックキャピラリ入りフ
ェルール４３に接着固定されている。セラミックキャピ
ラリ４３にはファイバ孔が２本あいており、各ファイバ
は１本ずつ挿入され接着固定される。レンズ４５を圧入
したレンズホルダ４４がフェルール４３に被せられ、フ
ェルール４３は前記入力ファイバ４１及び４２から出射
される光信号がコリメートビームになるようファイバと
レンズの間隔（焦点距離）が調整された後にレンズホル
ダ４４へ溶接固定される。
【００３０】レンズ４５は、その中心が２本の光ファイ
バ４１，４２の中心と一致するように構成されており、
その結果レンズ４５を通過した光はファイバ軸に対し所
定の角度をもって出射される。レンズ４４の直後には長
波長通過フィルタ膜８３とアイソレータ８１が配置され
ている。前者については後述するが、後者については図
４に示すように前段及び後段の両方の光路がアイソレー
タ８１を通過する構成となるため、本構成によれば最も
高額な光部品であるアイソレータを２個から１個に削減
可能となる。
バ４１，４２の中心と一致するように構成されており、
その結果レンズ４５を通過した光はファイバ軸に対し所
定の角度をもって出射される。レンズ４４の直後には長
波長通過フィルタ膜８３とアイソレータ８１が配置され
ている。前者については後述するが、後者については図
４に示すように前段及び後段の両方の光路がアイソレー
タ８１を通過する構成となるため、本構成によれば最も
高額な光部品であるアイソレータを２個から１個に削減
可能となる。
【００３１】アイソレータ８１を通過して２本のビーム
は離れていき、前段及び後段のそれぞれの出力ファイバ
６７及び７１へコリメートレンズ６５及び７０を介して
集光される。アイソレータ８１とコリメートレンズ６５
との間の前段光路中にはカプラ膜４６が配置され、本光
デバイスパッケージ内に設けられたフォトダイオード１
５によって入力光のレベルがモニタされる。前記カプラ
膜４６は光デバイスパッケージ内に接着固定され、そし
て前記フォトダイオード１５は光軸調整後にパッケージ
内に溶接固定される。
は離れていき、前段及び後段のそれぞれの出力ファイバ
６７及び７１へコリメートレンズ６５及び７０を介して
集光される。アイソレータ８１とコリメートレンズ６５
との間の前段光路中にはカプラ膜４６が配置され、本光
デバイスパッケージ内に設けられたフォトダイオード１
５によって入力光のレベルがモニタされる。前記カプラ
膜４６は光デバイスパッケージ内に接着固定され、そし
て前記フォトダイオード１５は光軸調整後にパッケージ
内に溶接固定される。
【００３２】また、アイソレータ８１とコリメートレン
ズ７０との間の後段光路中には帯域通過フィルタ８２と
カプラ膜４７が配置され、本光デバイスパッケージ内に
設けられたフォトダイオード２７によって出力光のレベ
ルがモニタされる。前記帯域通過フィルタ８２は回転台
８４の上に固着され、前記回転台８４の角度調整によっ
てその中心波長のチューニングが行われる。その後、回
転台８４は光デバイスパッケージ内に溶接固定される。
ズ７０との間の後段光路中には帯域通過フィルタ８２と
カプラ膜４７が配置され、本光デバイスパッケージ内に
設けられたフォトダイオード２７によって出力光のレベ
ルがモニタされる。前記帯域通過フィルタ８２は回転台
８４の上に固着され、前記回転台８４の角度調整によっ
てその中心波長のチューニングが行われる。その後、回
転台８４は光デバイスパッケージ内に溶接固定される。
【００３３】前段出力ポート及び後段出力ポートの両者
とも、入力ポートと同じ構造の２芯ファイバフェルール
構造を有しており、さらに各コリメートレンズ６５及び
７０の各々に対向するフィルタ膜６１及び６２を配置し
ている。前段側出力ポートの一方の光ファイバ６６から
は波長１．４８μm の励起光が与えられ、また後段側出
力ポートの一方の光ファイバ７２からは波長１．５２μ
m の監視（ＳＶ）信号光が与えられる。
とも、入力ポートと同じ構造の２芯ファイバフェルール
構造を有しており、さらに各コリメートレンズ６５及び
７０の各々に対向するフィルタ膜６１及び６２を配置し
ている。前段側出力ポートの一方の光ファイバ６６から
は波長１．４８μm の励起光が与えられ、また後段側出
力ポートの一方の光ファイバ７２からは波長１．５２μ
m の監視（ＳＶ）信号光が与えられる。
【００３４】各励起光及び監視信号光は、対向する前記
フィルタ膜６１及び６２で反射され、各同一ポートの他
方の光ファイバ６７及び７１に入力される。前記フィル
タ膜６１及び６２は、反射後の励起光と監視信号光が他
方の光ファイバ６７及び７１にそれぞれ結合するよう調
整されたのち溶接固定される。その結果、励起光は入力
信号光との、そして監視信号光は出力信号光との各合波
信号となる。
フィルタ膜６１及び６２で反射され、各同一ポートの他
方の光ファイバ６７及び７１に入力される。前記フィル
タ膜６１及び６２は、反射後の励起光と監視信号光が他
方の光ファイバ６７及び７１にそれぞれ結合するよう調
整されたのち溶接固定される。その結果、励起光は入力
信号光との、そして監視信号光は出力信号光との各合波
信号となる。
【００３５】前記励起光と入力信号光との合波信号は光
ファイバ６７からエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）
３０に与えられ、そこで増幅された後再び入力側の光フ
ァイバ４１から本光デバイス８０内へと入力される。ま
た、前記監視信号光と出力信号光との合波信号は出力側
の光ファイバ７１から次段の光受信機等の外部装置へ出
力される。
ファイバ６７からエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）
３０に与えられ、そこで増幅された後再び入力側の光フ
ァイバ４１から本光デバイス８０内へと入力される。ま
た、前記監視信号光と出力信号光との合波信号は出力側
の光ファイバ７１から次段の光受信機等の外部装置へ出
力される。
【００３６】ところで、以降では前述したようにレンズ
４４の直後に配置された長波長通過フィルタ膜８３の機
能について図６を使って説明する。図６には、本発明に
よる光デバイスを複数用いたＷＤＭシステムの一構成例
を示している。図６のＷＤＭシステムでは１６波長の多
重が行われている。信号数が１６からなる各電気信号
は、それぞれの電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）９１〜９３で
光信号に変換され、光送信機（λ1-16) ９４〜９６から
対応する波長の光信号として出力される。これらの信号
は光カプラ９７〜９９を介して本発明による各光デバイ
スを用いた光増幅器１０１〜１０３の入力側光ファイバ
４２（図５参照）に入力される。
４４の直後に配置された長波長通過フィルタ膜８３の機
能について図６を使って説明する。図６には、本発明に
よる光デバイスを複数用いたＷＤＭシステムの一構成例
を示している。図６のＷＤＭシステムでは１６波長の多
重が行われている。信号数が１６からなる各電気信号
は、それぞれの電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）９１〜９３で
光信号に変換され、光送信機（λ1-16) ９４〜９６から
対応する波長の光信号として出力される。これらの信号
は光カプラ９７〜９９を介して本発明による各光デバイ
スを用いた光増幅器１０１〜１０３の入力側光ファイバ
４２（図５参照）に入力される。
【００３７】前記光カプラ９７〜９９の残りの入力ポー
トには、システム共有の励起レーザ１０５からの励起光
が光スイッチ１０６を介して与えられる。ここで、各光
増幅器１０１〜１０３に個別に設けられた励起レーザ
（図５の２９）の１つがダウンした時、対応する光カプ
ラには前記光スイッチ１０６を介して励起レーザ１０５
から励起光が与えられる。その結果、障害が発生した光
増幅器には信号光と励起光の合波信号が入力される。
トには、システム共有の励起レーザ１０５からの励起光
が光スイッチ１０６を介して与えられる。ここで、各光
増幅器１０１〜１０３に個別に設けられた励起レーザ
（図５の２９）の１つがダウンした時、対応する光カプ
ラには前記光スイッチ１０６を介して励起レーザ１０５
から励起光が与えられる。その結果、障害が発生した光
増幅器には信号光と励起光の合波信号が入力される。
【００３８】図４に戻って、前記入力された合波信号の
中の励起光については長波長通過フィルタ８３で反射さ
れ、レンズ４５及び光ファイバ４１を介してエルビウム
ドープファイバ（ＥＤＦ）３０に与えられる。従って、
この場合には障害が発生した光増幅器に関してだけ後方
励起が行われる。このように長波長通過フィルタ８３を
設けることによって、高価な励起レーザを各光増幅器毎
に二重化することなくシステムの高信頼性化が達成可能
となる。
中の励起光については長波長通過フィルタ８３で反射さ
れ、レンズ４５及び光ファイバ４１を介してエルビウム
ドープファイバ（ＥＤＦ）３０に与えられる。従って、
この場合には障害が発生した光増幅器に関してだけ後方
励起が行われる。このように長波長通過フィルタ８３を
設けることによって、高価な励起レーザを各光増幅器毎
に二重化することなくシステムの高信頼性化が達成可能
となる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば光増
幅器の光回路を前後段一体化することが可能となり、光
増幅器の小型化・低コスト化が実現される。その場合、
アイソレータ・レンズ・パッケージを共通部品にするこ
とができ、より一層の小型化・低コスト化が達成され
る。さらに、複数の光増幅器を用いたシステムにおい
て、各光増幅器の励起レーザ障害に対するシステムの高
信頼化のために共通の励起レーザを容易に備えることが
できる。
幅器の光回路を前後段一体化することが可能となり、光
増幅器の小型化・低コスト化が実現される。その場合、
アイソレータ・レンズ・パッケージを共通部品にするこ
とができ、より一層の小型化・低コスト化が達成され
る。さらに、複数の光増幅器を用いたシステムにおい
て、各光増幅器の励起レーザ障害に対するシステムの高
信頼化のために共通の励起レーザを容易に備えることが
できる。
【図１】エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）を用いた
従来の光増幅器デバイスの構成例を示した図である。
従来の光増幅器デバイスの構成例を示した図である。
【図２】本発明による増幅器用の光デバイスの第１の基
本構成を示した図である。
本構成を示した図である。
【図３】本発明による増幅器用の光デバイスの第２の基
本構成を示した図である。
本構成を示した図である。
【図４】本発明による光デバイスの一実施例におけるブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図５】図４の各ブロックを光回路で置き換えた図であ
る。
る。
【図６】本発明による光デバイスを複数用いたＷＤＭシ
ステムの一構成例を示した図である。
ステムの一構成例を示した図である。
１５，２８…光モニタフォトダイオード ２７…監視信号レーザダイオード ２９，１０５…励起レーザダイオード ３０…エルビュームドープファイバ（ＥＤＦ） ４０，８０…光モジュール ４１，４２，６６，６７，７１，７２…光ファイバ ４３，６３，６８…２芯フェルール ４４，６４，６９…レンズホルダ ４５，６５，７０…レンズ ４６，４７，９７〜９９…光カプラ ６１，６２，８３…長波長通過フィルタ（ＬＷＰＦ） ８１…アイソレータ ８２…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ） １０６…光スイッチ １０１〜１０３…光増幅器 １０４…ＷＤＭ多重化部
Claims (10)
- 【請求項１】 ２本の光ファイバを有し、それぞれに光
を入射し、前記各ファイバからの２本の出射光を平行ビ
ームにして各々異なる方向へ所定の角度をもって出射さ
せる１つの入射レンズから成る第１の光ファイバレンズ
アセンブリと、少なくとも１つの光ファイバと１つの光
レンズから構成される第２、第３の光ファイバレンズア
センブリを有し、 前記第１の光ファイバレンズアセンブリから出射される
２本の平行ビームにそれぞれ対応した位置に前記第２及
び第３の光ファイバレンズアセンブリとを配置し、 前
記第２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの少なく
とも１つは、ファイバアセンブリ内にもう１本の光ファ
イバを有し、さらに前記第２又は第３の光ファイバレン
ズアセンブリとの間に光学膜を配置したことを特徴とす
る光デバイス。 - 【請求項２】 前記光学膜は、前記第１の光ファイバレ
ンズアセンブリからの光は通し、他は反射する帯域通過
フィルタ、長波長通過フィルタ、短波長通過フィルタ、
又は前記第１の光ファイバレンズアセンブリからの光を
２分岐するカプラ膜である請求項１記載の光デバイス。 - 【請求項３】 前記第１の光ファイバレンズアセンブリ
の後に、そこから出射される前記２本の平行ビームが共
に通過するアイソレータを配置した請求項１記載の光デ
バイス。 - 【請求項４】 前記第１の光ファイバレンズアセンブリ
と前記第２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの少
なくとも一方との間の平行ビーム中にカプラ膜と、前記
カプラ膜の反射光路上にフォトダイオードを配置した請
求項１記載の光デバイス。 - 【請求項５】 前記第１の光ファイバレンズアセンブリ
と前記第２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの少
なくとも一方との間の平行ビーム中に帯域通過フィルタ
を配置した請求項１記載の光デバイス。 - 【請求項６】 前記第１の光ファイバレンズアセンブリ
の平行ビーム出射側に前記平行ビームとは異なる波長の
光信号を反射する光学膜を配置し、前記光信号によって
前記入射レンズと前記光学膜とを介して前記２本の入射
ファイバを結合する請求項１記載の光デバイス。 - 【請求項７】 前記光学膜は、希土類添加ファイバの信
号光増幅用励起光を反射する光学膜である請求項６記載
の光デバイス。 - 【請求項８】 前記第１の光ファイバレンズアセンブリ
の２本の入射ファイバの内の１つには信号光と励起光と
の合波信号が入力される請求項７記載の光デバイス。 - 【請求項９】 第１の光ファイバと第２の光ファイバと
を同一の第１フェルールに収容し、前記第１のフェルー
ルの先にレンズを設けた第１の光ファイバレンズアセン
ブリと、 第３の光ファイバと第４の光ファイバとを同一の第２フ
ェルールに収容し、前記第２のフェルールの先にレンズ
を設けた第２の光ファイバレンズアセンブリと、 少なくとも１つの光ファイバを第３のフェルールに収容
し、前記第３のフェルールの先に第３のレンズを有する
第３の光ファイバレンズアセンブリと、 前記第１のファイバと第３のファイバとの接続の間に希
土類のドープファイバを設けるか、又は前記第１のファ
イバと第３のファイバとを１本の希土類のドープファイ
バで構成し、 前記第１の光ファイバレンズアセンブリと前記第２の光
ファイバレンズアセンブリとの間に第４の光ファイバか
らの光を反射する光学膜を設けたことを特徴とする光増
幅器。 - 【請求項１０】 前記第１の光ファイバレンズアセンブ
リと前記第２又は第３の光ファイバレンズアセンブリの
少なくとも一方との間の平行ビーム中にカプラ膜と、前
記カプラ膜の反射光路上にフォトダイオードを配置した
請求項９記載の光増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33412596A JP3778641B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 光増幅器 |
| US08/851,705 US5812307A (en) | 1996-12-13 | 1997-05-06 | Optical device and optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33412596A JP3778641B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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