JPH10200175A - 光ファイバアセンブリ及び光増幅カプラ - Google Patents
光ファイバアセンブリ及び光増幅カプラInfo
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- H01S3/2383—Parallel arrangements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、信号光を増幅するのと同時
に多数に分配できる光増幅カプラを提供することであ
る。 【解決手段】 光増幅カプラであって、石英ガラスパイ
プと、一端に信号光が入力される入力ポートを有し他端
に出力ポートを有する、中間部分が石英ガラスパイプ内
に挿入された第１光ファイバと、励起光が入力されるよ
うに適合した一端部を有し、石英ガラスパイプ内に挿入
されて第１光ファイバに融着された第２光ファイバと、
一端に出力ポートを有し、他端が第１光ファイバの出力
ポート側から石英ガラスパイプ内に挿入されて第１及び
第２光ファイバに融着された第３光ファイバとを含んで
いる。光増幅カプラは更に、石英ガラスパイプ内で融着
された第１、第２及び第３光ファイバを覆うように、石
英ガラスパイプと第１、第２及び第３光ファイバに共に
融着された希土類ドープ光増幅媒質と、第２光ファイバ
の一端部に励起光を入力する励起光源とを含んでいる。
に多数に分配できる光増幅カプラを提供することであ
る。 【解決手段】 光増幅カプラであって、石英ガラスパイ
プと、一端に信号光が入力される入力ポートを有し他端
に出力ポートを有する、中間部分が石英ガラスパイプ内
に挿入された第１光ファイバと、励起光が入力されるよ
うに適合した一端部を有し、石英ガラスパイプ内に挿入
されて第１光ファイバに融着された第２光ファイバと、
一端に出力ポートを有し、他端が第１光ファイバの出力
ポート側から石英ガラスパイプ内に挿入されて第１及び
第２光ファイバに融着された第３光ファイバとを含んで
いる。光増幅カプラは更に、石英ガラスパイプ内で融着
された第１、第２及び第３光ファイバを覆うように、石
英ガラスパイプと第１、第２及び第３光ファイバに共に
融着された希土類ドープ光増幅媒質と、第２光ファイバ
の一端部に励起光を入力する励起光源とを含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号光を増幅するの
と同時に複数に分岐する光増幅カプラに関する。
と同時に複数に分岐する光増幅カプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】光加入者系システムにおいては、ＣＡＴ
Ｖ等の信号光を多数に分配して各加入者まで伝送するこ
とが多くなっている。その際、信号光を分配することに
よって信号光強度が小さくなるため、光増幅器によって
まず信号光を増幅した後、多分岐カプラを用いて信号光
を分配している。
Ｖ等の信号光を多数に分配して各加入者まで伝送するこ
とが多くなっている。その際、信号光を分配することに
よって信号光強度が小さくなるため、光増幅器によって
まず信号光を増幅した後、多分岐カプラを用いて信号光
を分配している。
【０００３】光信号を直接増幅する光増幅器はいくつか
のタイプが知られているが、そのうち希土類ドープファ
イバと励起光を組み合わせた光ファイバ増幅器は、偏波
依存性がないこと、低雑音であること、伝送路との結合
損失が小さいといった優れた特徴を有しているため、現
在盛んに用いられている。光ファイバ増幅器によると、
光ファイバ伝送システムにおける伝送中継距離の飛躍的
増大、光信号の多数への分配が可能となる。
のタイプが知られているが、そのうち希土類ドープファ
イバと励起光を組み合わせた光ファイバ増幅器は、偏波
依存性がないこと、低雑音であること、伝送路との結合
損失が小さいといった優れた特徴を有しているため、現
在盛んに用いられている。光ファイバ増幅器によると、
光ファイバ伝送システムにおける伝送中継距離の飛躍的
増大、光信号の多数への分配が可能となる。
【０００４】図１を参照すると、従来の信号光の分配シ
ステムの概略図が示されている。光ファイバ２の入力ポ
ート３には信号光が入力され、信号光は光ファイバ２中
を伝搬して光合波器（光マルチプレクサ）６に入力され
る。一方、励起用レーザダイオード４からの励起光も光
合波器６に入力され、光合波器６で信号光と励起光とが
合波される。
ステムの概略図が示されている。光ファイバ２の入力ポ
ート３には信号光が入力され、信号光は光ファイバ２中
を伝搬して光合波器（光マルチプレクサ）６に入力され
る。一方、励起用レーザダイオード４からの励起光も光
合波器６に入力され、光合波器６で信号光と励起光とが
合波される。
【０００５】合波された信号光と励起光はコア中にＥｒ
をドープされたＥｒドープファイバ８中を伝搬し、よく
知られた原理により信号光がＥｒドープファイバに沿っ
て増幅される。
をドープされたＥｒドープファイバ８中を伝搬し、よく
知られた原理により信号光がＥｒドープファイバに沿っ
て増幅される。
【０００６】増幅された信号光は光フィルタ１０でアン
プリファイド・スポンテイニヤス・エミッション光（Ａ
ＳＥ光）及び励起光の残留成分を除去された後、分岐カ
プラ１２により多数に分岐され、分岐された各信号光は
光ファイバ１４ａ〜１４ｅを伝搬する。
プリファイド・スポンテイニヤス・エミッション光（Ａ
ＳＥ光）及び励起光の残留成分を除去された後、分岐カ
プラ１２により多数に分岐され、分岐された各信号光は
光ファイバ１４ａ〜１４ｅを伝搬する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の光信
号分配システムは、光信号をまずＥｒドープファイバで
増幅した後、分岐カプラを使用して信号光を多数に分配
している。
号分配システムは、光信号をまずＥｒドープファイバで
増幅した後、分岐カプラを使用して信号光を多数に分配
している。
【０００８】分岐カプラとしては、複数の光ファイバを
融着した融着型カプラや導波路型カプラが用いられてい
るが、増幅器と分岐カプラは既存のものを組合わせて使
用しているため低コスト化及び低スペース化を困難にし
ている要因となっている。
融着した融着型カプラや導波路型カプラが用いられてい
るが、増幅器と分岐カプラは既存のものを組合わせて使
用しているため低コスト化及び低スペース化を困難にし
ている要因となっている。
【０００９】更に、信号光と励起光とを合波する合波器
を設ける必要があり、複数の光ファイバをスプライシン
グ結合する構成と光プリズムにより光結合する構成が必
要である。また、光増幅器においては、雑音となるＡＳ
Ｅ光を除去するためのフィルタを個別に結合して組立な
ければならない。
を設ける必要があり、複数の光ファイバをスプライシン
グ結合する構成と光プリズムにより光結合する構成が必
要である。また、光増幅器においては、雑音となるＡＳ
Ｅ光を除去するためのフィルタを個別に結合して組立な
ければならない。
【００１０】よって本発明の目的は、信号光を増幅する
のと同時に多数に分配することのできる光増幅カプラを
提供することである。本発明の他の目的は、光増幅カプ
ラの製造方法を提供することである。
のと同時に多数に分配することのできる光増幅カプラを
提供することである。本発明の他の目的は、光増幅カプ
ラの製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の１側面による
と、ガラスパイプと、該ガラスパイプ内に挿入されて互
いに融着された複数の光ファイバと、前記ガラスパイプ
内で前記融着された光ファイバの周囲を覆うように、前
記ガラスパイプと前記融着された光ファイバに共に融着
された希土類ドープ光増幅媒質とを具備したことを特徴
とする光ファイバアセンブリが提供される。
と、ガラスパイプと、該ガラスパイプ内に挿入されて互
いに融着された複数の光ファイバと、前記ガラスパイプ
内で前記融着された光ファイバの周囲を覆うように、前
記ガラスパイプと前記融着された光ファイバに共に融着
された希土類ドープ光増幅媒質とを具備したことを特徴
とする光ファイバアセンブリが提供される。
【００１２】希土類ドープ光増幅媒質はＥｒ，Ｎｄ，Ｐ
ｒ，Ｔｍのいずれか１つの元素を含んでいる。好ましく
は、希土類ドープ光増幅媒質はＥｒとＢを含んでおり、
融着された光ファイバのクラッドの屈折率より低い屈折
率を有している。
ｒ，Ｔｍのいずれか１つの元素を含んでいる。好ましく
は、希土類ドープ光増幅媒質はＥｒとＢを含んでおり、
融着された光ファイバのクラッドの屈折率より低い屈折
率を有している。
【００１３】本発明の他の側面によると、ガラスパイプ
と、一端に信号光が入力される入力ポートを有し、他端
に出力ポートを有する中間部分が前記ガラスパイプ内に
挿入された第１光ファイバと、励起光が入力されるよう
に適合した一端部を有し、前記ガラスパイプ内に挿入さ
れて前記第１光ファイバに融着された第２光ファイバ
と、一端に出力ポートを有し、他端が前記第１光ファイ
バの出力ポート側から前記ガラスパイプ内に挿入されて
前記第１及び第２光ファイバに融着された第３光ファイ
バと、前記ガラスパイプ内で融着された前記第１、第２
及び第３光ファイバを覆うように、前記ガラスパイプと
前記第１、第２及び第３光ファイバに共に融着された希
土類ドープ光増幅媒質とを具備したことを特徴とする光
増幅カプラが提供される。
と、一端に信号光が入力される入力ポートを有し、他端
に出力ポートを有する中間部分が前記ガラスパイプ内に
挿入された第１光ファイバと、励起光が入力されるよう
に適合した一端部を有し、前記ガラスパイプ内に挿入さ
れて前記第１光ファイバに融着された第２光ファイバ
と、一端に出力ポートを有し、他端が前記第１光ファイ
バの出力ポート側から前記ガラスパイプ内に挿入されて
前記第１及び第２光ファイバに融着された第３光ファイ
バと、前記ガラスパイプ内で融着された前記第１、第２
及び第３光ファイバを覆うように、前記ガラスパイプと
前記第１、第２及び第３光ファイバに共に融着された希
土類ドープ光増幅媒質とを具備したことを特徴とする光
増幅カプラが提供される。
【００１４】好ましくは、希土類ドープ光増幅媒質はＥ
ｒとＢを含んでおり、第１乃至第３光ファイバのクラッ
ドの屈折率より低い屈折率を有している。更に好ましく
は、ガラスパイプと希土類ドープ光増幅媒質との間にＦ
をドープしたガラス膜が形成されている。
ｒとＢを含んでおり、第１乃至第３光ファイバのクラッ
ドの屈折率より低い屈折率を有している。更に好ましく
は、ガラスパイプと希土類ドープ光増幅媒質との間にＦ
をドープしたガラス膜が形成されている。
【００１５】第３光ファイバは複数の光ファイバから構
成され、第２光ファイバが第１光ファイバ及び複数の第
３光ファイバの中心に配置されている。更に、各光ファ
イバの出力ポートにはＡＳＥ光及び励起光の残留成分を
除去するための光フィルタが設けられている。
成され、第２光ファイバが第１光ファイバ及び複数の第
３光ファイバの中心に配置されている。更に、各光ファ
イバの出力ポートにはＡＳＥ光及び励起光の残留成分を
除去するための光フィルタが設けられている。
【００１６】本発明の更に他の側面によると、光ファイ
バアセンブリの製造方法であって、石英ガラスパイプの
内面に希土類ドープ光増幅媒質ガラス膜を形成し、複数
の光ファイバの被覆をそれぞれ部分的に除去し、前記複
数の光ファイバを被覆の除去された部分が前記石英ガラ
スパイプ内に位置するように、該石英ガラスパイプ内に
挿入し、前記石英ガラスパイプと共に複数の光ファイバ
を加熱延伸することにより、前記複数の光ファイバ同士
及び前記石英ガラスパイプを互いに融着し、前記複数の
光ファイバの周囲を融着された希土類ドープ光増幅媒質
で覆うことを特徴とする光ファイバアセンブリの製造方
法が提供される。
バアセンブリの製造方法であって、石英ガラスパイプの
内面に希土類ドープ光増幅媒質ガラス膜を形成し、複数
の光ファイバの被覆をそれぞれ部分的に除去し、前記複
数の光ファイバを被覆の除去された部分が前記石英ガラ
スパイプ内に位置するように、該石英ガラスパイプ内に
挿入し、前記石英ガラスパイプと共に複数の光ファイバ
を加熱延伸することにより、前記複数の光ファイバ同士
及び前記石英ガラスパイプを互いに融着し、前記複数の
光ファイバの周囲を融着された希土類ドープ光増幅媒質
で覆うことを特徴とする光ファイバアセンブリの製造方
法が提供される。
【００１７】光ファイバアセンブリの他の製造方法とし
て、石英ガラスパイプ内に希土類元素をドープしたアル
キルシリケートガラス液を充填し、加熱してアルキルシ
リケートガラス液をガラス化するようにしてもよい。
て、石英ガラスパイプ内に希土類元素をドープしたアル
キルシリケートガラス液を充填し、加熱してアルキルシ
リケートガラス液をガラス化するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】図２乃至図７を参照して、本発明
第１実施形態の光増幅カプラについて説明する。本実施
形態は５本のシングルモード光ファイバを互いに融着し
た、信号光を５分岐する場合の実施形態である。尚、本
明細書の説明において、各光ファイバは原則としてシン
グルモード光ファイバを指すものとする。
第１実施形態の光増幅カプラについて説明する。本実施
形態は５本のシングルモード光ファイバを互いに融着し
た、信号光を５分岐する場合の実施形態である。尚、本
明細書の説明において、各光ファイバは原則としてシン
グルモード光ファイバを指すものとする。
【００１９】図２は第１実施形態の光増幅カプラ２４の
側面図を示している。信号光伝搬用の光ファイバ１６と
励起光伝搬用の光ファイバ２０は中間部分の被覆が除去
されており、その被覆が除去された部分が石英ガラスパ
イプ２６内に位置するように、光ファイバ１６，２０が
石英ガラスパイプ２６を通されている。
側面図を示している。信号光伝搬用の光ファイバ１６と
励起光伝搬用の光ファイバ２０は中間部分の被覆が除去
されており、その被覆が除去された部分が石英ガラスパ
イプ２６内に位置するように、光ファイバ１６，２０が
石英ガラスパイプ２６を通されている。
【００２０】光ファイバ１６の入力ポート１８には信号
光が入力されるように適合しており、光ファイバ２０の
一端には励起用レーザダイオード２２が接続されてい
る。ここでは、光ファイバ２０の出力ポートも信号光の
分岐出力として使用しているが、励起光はパワーが強い
ので出力ポートとして用いない方が良い。出力ポートと
して用いる場合は、励起光の波長をカットするフィルタ
を備えておく事が必要である。
光が入力されるように適合しており、光ファイバ２０の
一端には励起用レーザダイオード２２が接続されてい
る。ここでは、光ファイバ２０の出力ポートも信号光の
分岐出力として使用しているが、励起光はパワーが強い
ので出力ポートとして用いない方が良い。出力ポートと
して用いる場合は、励起光の波長をカットするフィルタ
を備えておく事が必要である。
【００２１】石英ガラスパイプ２６の右側からは、先端
部分の被覆を除去した３本の光ファイバ２８，３０，３
２が挿入され、後で詳細に説明するように石英ガラスパ
イプ２６と共にこれらの光ファイバ１６，２０，２８，
３０，３２を加熱延伸することにより、これら５本の光
ファイバ１６，２０，２８，３０，３２は互いに融着さ
れている。各光ファイバ１６，２０，２８，３０，３２
の右端は出力ポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，
３４ｅにそれぞれ接続されている。
部分の被覆を除去した３本の光ファイバ２８，３０，３
２が挿入され、後で詳細に説明するように石英ガラスパ
イプ２６と共にこれらの光ファイバ１６，２０，２８，
３０，３２を加熱延伸することにより、これら５本の光
ファイバ１６，２０，２８，３０，３２は互いに融着さ
れている。各光ファイバ１６，２０，２８，３０，３２
の右端は出力ポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，
３４ｅにそれぞれ接続されている。
【００２２】以下、本実施形態の光増幅カプラ２４の製
造方法について詳細に説明する。まず、内径約１０ｍｍ
の石英ガラスパイプ２６内面にＣＶＤ法によりＦをドー
プした石英ガラス膜３６を形成し、更にその内面にＢ2
Ｏ3 をドープしたガラススートを堆積させ、Ｅｒ塩化物
・エタノール液を含浸後加熱してガラス化し、石英ガラ
ス膜３８を形成した。
造方法について詳細に説明する。まず、内径約１０ｍｍ
の石英ガラスパイプ２６内面にＣＶＤ法によりＦをドー
プした石英ガラス膜３６を形成し、更にその内面にＢ2
Ｏ3 をドープしたガラススートを堆積させ、Ｅｒ塩化物
・エタノール液を含浸後加熱してガラス化し、石英ガラ
ス膜３８を形成した。
【００２３】その石英ガラスパイプ２６を約１５００°
Ｃ〜１６００°Ｃで加熱しながら延伸して、内径が約６
００μｍになるまで細径化した。このとき石英ガラスパ
イプ２６の外径は約２ｍｍであった。
Ｃ〜１６００°Ｃで加熱しながら延伸して、内径が約６
００μｍになるまで細径化した。このとき石英ガラスパ
イプ２６の外径は約２ｍｍであった。
【００２４】中間部の被覆を除去した信号光用光ファイ
バ１６及び励起光用光ファイバ２０を、被覆除去部が石
英ガラスパイプ２６内に位置するように石英ガラスパイ
プ２６内を通過させ、石英ガラスパイプ２６の一方の端
から先端部分の被覆を除去した３本の光ファイバ２８，
３０，３２を被覆除去部が石英ガラスパイプ２６内に位
置するように挿入した。石英ガラスパイプ２６中への光
ファイバ１６，２０，２８，３０，３２の挿入状態が図
３に示されており、その断面図が図４に示されている。
バ１６及び励起光用光ファイバ２０を、被覆除去部が石
英ガラスパイプ２６内に位置するように石英ガラスパイ
プ２６内を通過させ、石英ガラスパイプ２６の一方の端
から先端部分の被覆を除去した３本の光ファイバ２８，
３０，３２を被覆除去部が石英ガラスパイプ２６内に位
置するように挿入した。石英ガラスパイプ２６中への光
ファイバ１６，２０，２８，３０，３２の挿入状態が図
３に示されており、その断面図が図４に示されている。
【００２５】外部からガスバーナーで石英ガラスパイプ
２６を約１５００°Ｃ〜１６００°Ｃに加熱しながら、
石英ガラスパイプ２６の両端部を反対方向に引っ張って
石英ガラスパイプ２６を延伸してパイプ内径を収縮させ
てファイバ１６，２０，２８，３０，３２に密着させ
る。
２６を約１５００°Ｃ〜１６００°Ｃに加熱しながら、
石英ガラスパイプ２６の両端部を反対方向に引っ張って
石英ガラスパイプ２６を延伸してパイプ内径を収縮させ
てファイバ１６，２０，２８，３０，３２に密着させ
る。
【００２６】更に、加熱しながら石英ガラスパイプ２６
と共に互いに融着した光ファイバ１６，２０，２８，３
０，３２を細く延伸してカップリングさせることによっ
て、光増幅カプラ２４を製造した。
と共に互いに融着した光ファイバ１６，２０，２８，３
０，３２を細く延伸してカップリングさせることによっ
て、光増幅カプラ２４を製造した。
【００２７】加熱延伸後の図２のＡ−Ａ線断面図が図５
に示されている。各光ファイバ１６，２０，２８，３
０，３２は互いに融着されて、その周りがＥｒドープ石
英ガラス３８で覆われている。
に示されている。各光ファイバ１６，２０，２８，３
０，３２は互いに融着されて、その周りがＥｒドープ石
英ガラス３８で覆われている。
【００２８】ＥｒとＢ2 Ｏ3 をドープしたガラス膜３８
は、光ファイバのクラッドの屈折率より０．５％低い屈
折率を有しており、Ｅｒ濃度は約３０００ｐｐｍであ
る。また、Ｆをドープしたガラス膜３６は、光ファイバ
のクラッドの屈折率より１％低い屈折率を有している。
は、光ファイバのクラッドの屈折率より０．５％低い屈
折率を有しており、Ｅｒ濃度は約３０００ｐｐｍであ
る。また、Ｆをドープしたガラス膜３６は、光ファイバ
のクラッドの屈折率より１％低い屈折率を有している。
【００２９】信号光伝搬用の光ファイバ１６の入力ポー
ト１８から波長１．５５μｍの信号光を入射させ、励起
用レーザダイオード２２を駆動して励起光伝搬用の光フ
ァイバ２０に波長１．４８μｍの励起光を入射させた。
ト１８から波長１．５５μｍの信号光を入射させ、励起
用レーザダイオード２２を駆動して励起光伝搬用の光フ
ァイバ２０に波長１．４８μｍの励起光を入射させた。
【００３０】そして、他の３本の光ファイバ２８，３
０，３２の出力光のパワーをフォトダイオードでモニタ
しながら、出力パワーが同じになるまで延伸した。石英
ガラスパイプ２６内における各ファイバの配列として、
励起光を均一に分配するために、図５に示すように励起
光伝搬用光ファイバ２０を中心に配置するのが望まし
い。
０，３２の出力光のパワーをフォトダイオードでモニタ
しながら、出力パワーが同じになるまで延伸した。石英
ガラスパイプ２６内における各ファイバの配列として、
励起光を均一に分配するために、図５に示すように励起
光伝搬用光ファイバ２０を中心に配置するのが望まし
い。
【００３１】加熱延伸後の光増幅カプラ２４の寸法は概
略以下の通りである。カップリング部での各光ファイバ
１６，２０，２８，３０，３２の直径は約１０μｍ、Ｆ
ドープガラス膜３６の内径は約５０〜１００μｍ、石英
ガラスパイプ２６の外径は約２００μｍ〜３００μｍ。
また、石英ガラスパイプ２６の長さは約７０ｍｍ〜約１
００ｍｍである。
略以下の通りである。カップリング部での各光ファイバ
１６，２０，２８，３０，３２の直径は約１０μｍ、Ｆ
ドープガラス膜３６の内径は約５０〜１００μｍ、石英
ガラスパイプ２６の外径は約２００μｍ〜３００μｍ。
また、石英ガラスパイプ２６の長さは約７０ｍｍ〜約１
００ｍｍである。
【００３２】このようにして製造した光増幅カプラ２４
では、石英ガラスパイプ２６内のファイバが細径化され
るにつれてコア内の伝搬光がファイバ外部にはみ出し、
隣接するファイバ間で次々にカップリングする。
では、石英ガラスパイプ２６内のファイバが細径化され
るにつれてコア内の伝搬光がファイバ外部にはみ出し、
隣接するファイバ間で次々にカップリングする。
【００３３】その結果、延伸量に対応して伝搬光が均等
配分されるモード状態となり、特定の延伸量において信
号光がほぼ均等に分配される（参考；１９９０ ＶＯＬ
２９，ＮＯ３，ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ Ｐ３７
１）。
配分されるモード状態となり、特定の延伸量において信
号光がほぼ均等に分配される（参考；１９９０ ＶＯＬ
２９，ＮＯ３，ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ Ｐ３７
１）。
【００３４】図６に光増幅カプラ２４内の光パワー分布
を示す。図６に示されるように、信号光と励起光は増幅
媒質部分、即ちＥｒドープ石英ガラス３８まで広がって
いるため、Ｅｒドープガラス３８内で増幅作用が起こ
り、信号光が増幅される。尚、Ｅｒドープガラス３８に
Ａｌをドープすることにより、光増幅カプラ２４の広帯
域化を図ることができる。
を示す。図６に示されるように、信号光と励起光は増幅
媒質部分、即ちＥｒドープ石英ガラス３８まで広がって
いるため、Ｅｒドープガラス３８内で増幅作用が起こ
り、信号光が増幅される。尚、Ｅｒドープガラス３８に
Ａｌをドープすることにより、光増幅カプラ２４の広帯
域化を図ることができる。
【００３５】Ｅｒドープガラス３８内を通る光の割合を
高くして増幅効率の向上を図る目的で、被覆除去部のフ
ァイバ径をふっ酸によりエッチングし、予め４０μｍ程
度まで細径化し、細径化した光ファイバ１６，２０，２
８，３０，３２を石英ガラスパイプ２６内に挿入するの
が望ましい。
高くして増幅効率の向上を図る目的で、被覆除去部のフ
ァイバ径をふっ酸によりエッチングし、予め４０μｍ程
度まで細径化し、細径化した光ファイバ１６，２０，２
８，３０，３２を石英ガラスパイプ２６内に挿入するの
が望ましい。
【００３６】図２に示した第１実施形態は前方励起型光
増幅カプラである。励起光伝搬用の光ファイバ２０を図
２と反対方向から石英ガラスパイプ２６内に挿入し、信
号光と励起光とを反対方向に伝搬させる後方励起型光増
幅カプラでも同様な作用効果を得ることができる。
増幅カプラである。励起光伝搬用の光ファイバ２０を図
２と反対方向から石英ガラスパイプ２６内に挿入し、信
号光と励起光とを反対方向に伝搬させる後方励起型光増
幅カプラでも同様な作用効果を得ることができる。
【００３７】図２に示されるように、励起光伝搬用の光
ファイバ２０には波長１．４８μｍの励起光を出力する
励起用レーザダイオード２２がスプライシングによって
接続されている。
ファイバ２０には波長１．４８μｍの励起光を出力する
励起用レーザダイオード２２がスプライシングによって
接続されている。
【００３８】各出力ポート３４ａ〜３４ｅは、図７に示
すような構造を有している。セラミック製のフェルール
４４の中心細孔内に被覆を除去したベアファイバ１６ａ
が挿入され接着剤により固定されている。
すような構造を有している。セラミック製のフェルール
４４の中心細孔内に被覆を除去したベアファイバ１６ａ
が挿入され接着剤により固定されている。
【００３９】フェルール４４の外側には樹脂製のホルダ
４６が設けられている。フェルール４４に斜めの溝を形
成し、この溝中にＡＳＥ光及び励起光残留成分を除去す
るための透過域半値幅５ｎｍの光フィルタ４８がはめ込
まれている。
４６が設けられている。フェルール４４に斜めの溝を形
成し、この溝中にＡＳＥ光及び励起光残留成分を除去す
るための透過域半値幅５ｎｍの光フィルタ４８がはめ込
まれている。
【００４０】本実施形態の光増幅カプラ２４において
は、励起レーザダイオード２２を３０ｍＷで駆動するこ
とによって、−１０ｄＢｍの信号光入力に対して各出力
ポート３４ａ〜３４ｅに約＋２〜＋３ｄＢｍの出力光を
得ることができた。
は、励起レーザダイオード２２を３０ｍＷで駆動するこ
とによって、−１０ｄＢｍの信号光入力に対して各出力
ポート３４ａ〜３４ｅに約＋２〜＋３ｄＢｍの出力光を
得ることができた。
【００４１】次に図８を参照して、本発明第２実施形態
の光増幅カプラの製造方法を説明する。上述した第１実
施形態と同様に、まず石英ガラスパイプ２６の内面にＦ
ドープ石英ガラス膜３６を形成する。
の光増幅カプラの製造方法を説明する。上述した第１実
施形態と同様に、まず石英ガラスパイプ２６の内面にＦ
ドープ石英ガラス膜３６を形成する。
【００４２】次いで、石英ガラスパイプ２６内にＥｒと
Ｂ2 Ｏ3 をドープしたアルキルシリケートガラス液５０
を充填し、約２００°Ｃ〜３００°Ｃに加熱してアルキ
ルシリケートガラス液をガラス化する。次いで、第１実
施形態と同様に加熱延伸して第１実施形態と同様な光増
幅カプラを得ることができた。
Ｂ2 Ｏ3 をドープしたアルキルシリケートガラス液５０
を充填し、約２００°Ｃ〜３００°Ｃに加熱してアルキ
ルシリケートガラス液をガラス化する。次いで、第１実
施形態と同様に加熱延伸して第１実施形態と同様な光増
幅カプラを得ることができた。
【００４３】尚、第２実施形態の製造方法においても、
光ファイバの被覆除去部はふっ酸によりエッチングし
て、予め約４０μｍ程度に細径化しておくことが望まし
い。アルキルシリケートガラス液５０内にＡｌをドープ
することにより、光増幅カプラの広帯域化を図ることが
できる。
光ファイバの被覆除去部はふっ酸によりエッチングし
て、予め約４０μｍ程度に細径化しておくことが望まし
い。アルキルシリケートガラス液５０内にＡｌをドープ
することにより、光増幅カプラの広帯域化を図ることが
できる。
【００４４】図９を参照して、本発明第３実施形態の光
増幅カプラの製造方法を説明する。まず、中間部の被覆
を除去した５本の光ファイバを加熱延伸して互いに融着
させる。
増幅カプラの製造方法を説明する。まず、中間部の被覆
を除去した５本の光ファイバを加熱延伸して互いに融着
させる。
【００４５】内面にそれぞれＦをドープした石英ガラス
膜５４ａ，５４ｂを有する一対の半割り石英ガラスパイ
プ５２ａ，５２ｂで光ファイバの融着部を囲み、合わさ
れた一対の半割り石英ガラスパイプ５２ａ，５２ｂ内部
にＥｒとＢ2 Ｏ3 をドープしたアルキルシリケートガラ
ス液を充填する。
膜５４ａ，５４ｂを有する一対の半割り石英ガラスパイ
プ５２ａ，５２ｂで光ファイバの融着部を囲み、合わさ
れた一対の半割り石英ガラスパイプ５２ａ，５２ｂ内部
にＥｒとＢ2 Ｏ3 をドープしたアルキルシリケートガラ
ス液を充填する。
【００４６】次いで、約２００°Ｃ〜３００°Ｃに加熱
しながらアルキルシリケートガラス液をガラス化する。
その後、第１実施形態と同様に加熱延伸すると、第１実
施形態と同様な光増幅カプラを製造することができた。
しながらアルキルシリケートガラス液をガラス化する。
その後、第１実施形態と同様に加熱延伸すると、第１実
施形態と同様な光増幅カプラを製造することができた。
【００４７】本実施形態の製造方法では、石英ガラスパ
イプ内にファイバを挿入せずに一対の半割り石英ガラス
パイプ５２ａ，５２ｂをファイバの融着部分に被せれば
よいので、被覆外径０．９ｍｍの太いファイバを用いる
ことができ、取り扱い性を改善できた。
イプ内にファイバを挿入せずに一対の半割り石英ガラス
パイプ５２ａ，５２ｂをファイバの融着部分に被せれば
よいので、被覆外径０．９ｍｍの太いファイバを用いる
ことができ、取り扱い性を改善できた。
【００４８】尚、本実施形態の製造方法においても、増
幅効率の向上を図る目的で、各ファイバの被覆除去部を
ふっ酸でエッチングすることによって、予め４０μｍ程
度まで細径化しておくのが望ましい。更に、第２実施形
態と同様に、アルキルシリケートガラス液５０内にＡｌ
をドープすることにより、光増幅カプラの広帯域化を図
ることができる。
幅効率の向上を図る目的で、各ファイバの被覆除去部を
ふっ酸でエッチングすることによって、予め４０μｍ程
度まで細径化しておくのが望ましい。更に、第２実施形
態と同様に、アルキルシリケートガラス液５０内にＡｌ
をドープすることにより、光増幅カプラの広帯域化を図
ることができる。
【００４９】図１０を参照すると、本発明第２実施形態
の光増幅カプラ２４の概略図が示されている。図２に示
した第１実施形態と実質的に同一構成部分については同
一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。
の光増幅カプラ２４の概略図が示されている。図２に示
した第１実施形態と実質的に同一構成部分については同
一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。
【００５０】本実施形態では、光ファイバ３２の出力光
をモニタ用フォトダイオード５８で検出する。そして、
フォトダイオード５８からの出力電流が一定となるよう
に、励起レーザダイオード２２の駆動電流を制御するＬ
Ｄ駆動電流制御回路６０を設けたものである。この構成
により、±０．２ｄＢの範囲内で出力光のパワーを制御
することができた。
をモニタ用フォトダイオード５８で検出する。そして、
フォトダイオード５８からの出力電流が一定となるよう
に、励起レーザダイオード２２の駆動電流を制御するＬ
Ｄ駆動電流制御回路６０を設けたものである。この構成
により、±０．２ｄＢの範囲内で出力光のパワーを制御
することができた。
【００５１】図１１を参照すると、本発明第３実施形態
の光増幅カプラが示されている。本実施形態は、光ファ
イバ３２の出力光をフォトダイオード５８で検出し、フ
ォトダイオード５８にアラーム発生回路６２を接続した
ものである。
の光増幅カプラが示されている。本実施形態は、光ファ
イバ３２の出力光をフォトダイオード５８で検出し、フ
ォトダイオード５８にアラーム発生回路６２を接続した
ものである。
【００５２】本実施形態は、フォトダイオード５８から
の出力電流によって異常をモニタし、異常検出時にアラ
ーム発生回路６２がアラーム信号を出力する。検出する
異常は、信号光が伝搬されてきていない、信号光のレベ
ルが所定レベル以下等の異常を含んでいる。
の出力電流によって異常をモニタし、異常検出時にアラ
ーム発生回路６２がアラーム信号を出力する。検出する
異常は、信号光が伝搬されてきていない、信号光のレベ
ルが所定レベル以下等の異常を含んでいる。
【００５３】尚、上述した各実施形態においては光増幅
媒質としてＥｒをドープした実施形態について説明した
が、光増幅媒質としてＮｄ，Ｐｒ，Ｔｍ等の他の希土類
元素も採用可能である。
媒質としてＥｒをドープした実施形態について説明した
が、光増幅媒質としてＮｄ，Ｐｒ，Ｔｍ等の他の希土類
元素も採用可能である。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、融着型カプラに分岐機
能と同時に増幅機能を持たせることができ、しかもこれ
らの機能部分を一括製造できるため、安価な一体型光増
幅カプラを提供できるという効果を奏する。
能と同時に増幅機能を持たせることができ、しかもこれ
らの機能部分を一括製造できるため、安価な一体型光増
幅カプラを提供できるという効果を奏する。
【図１】従来例の構成を示す図である。
【図２】本発明第１実施形態の光増幅カプラの概略図で
ある。
ある。
【図３】石英ガラスパイプ中への各光ファイバの挿入状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】光増幅カプラ内の光パワー分布を示す図であ
る。
る。
【図７】出力ポートの縦断面図である。
【図８】本発明第２実施形態の製造方法を説明する断面
図である。
図である。
【図９】本発明第３実施形態の製造方法を説明する断面
図である。
図である。
【図１０】本発明第２実施形態の光増幅カプラの概略図
である。
である。
【図１１】本発明第３実施形態の光増幅カプラの概略図
である。
である。
１６ 信号光伝搬用光ファイバ ２０ 励起光伝搬用光ファイバ ２２ 励起レーザダイオード ２４ 光増幅カプラ ２６ 石英ガラスパイプ ２８，３０，３２ 光ファイバ ３６ Ｆドープガラス膜 ３８ Ｅｒドープガラス膜 ４８ 光フィルタ
Claims (27)
- 【請求項１】 ガラスパイプと；該ガラスパイプ内に挿
入されて互いに融着された複数の光ファイバと；前記ガ
ラスパイプ内で前記融着された光ファイバの周囲を覆う
ように、前記ガラスパイプと前記融着された光ファイバ
に共に融着された希土類ドープ光増幅媒質と；を具備し
たことを特徴とする光ファイバアセンブリ。 - 【請求項２】 前記希土類ドープ光増幅媒質はＥｒ，Ｎ
ｄ，Ｐｒ，Ｔｍからなる群から選択された元素を含んで
いる請求項１記載の光ファイバアセンブリ。 - 【請求項３】 前記希土類ドープ光増幅媒質はＥｒとＢ
を含んでおり、前記複数の光ファイバのクラッドの屈折
率より低い屈折率を有している請求項１記載の光ファイ
バアセンブリ。 - 【請求項４】 前記ガラスパイプと前記希土類ドープ光
増幅媒質との間にＦをドープしたガラス膜を更に含んで
いる請求項３記載の光ファイバアセンブリ。 - 【請求項５】 前記希土類ドープ光増幅媒質はＡｌを更
に含んでいる請求項３記載の光ファイバアセンブリ。 - 【請求項６】 ガラスパイプと；該ガラスパイプ内に配
置された複数の光ファイバと；該複数の光ファイバの周
囲に設けられた希土類ドープ光増幅媒質と；を具備した
ことを特徴とする光ファイバアセンブリ。 - 【請求項７】 ガラスパイプと；一端に信号光が入力さ
れる入力ポートを有し、他端に出力ポートを有する中間
部分が前記ガラスパイプ内に挿入された第１光ファイバ
と；励起光が入力されるように適合した一端部を有し、
前記ガラスパイプ内に挿入されて前記第１光ファイバに
融着された第２光ファイバと；一端に出力ポートを有
し、他端が前記第１光ファイバの出力ポート側から前記
ガラスパイプ内に挿入されて前記第１及び第２光ファイ
バに融着された第３光ファイバと；前記ガラスパイプ内
で融着された前記第１、第２及び第３光ファイバを覆う
ように、前記ガラスパイプと前記第１、第２及び第３光
ファイバに共に融着された希土類ドープ光増幅媒質と；
を具備したことを特徴とする光増幅カプラ。 - 【請求項８】 前記希土類ドープ光増幅媒質はＥｒ，Ｎ
ｄ，Ｐｒ，Ｔｍからなる群から選択された元素を含んで
いる請求項７記載の光増幅カプラ。 - 【請求項９】 前記希土類ドープ光増幅媒質はＥｒを含
んでおり、前記第１乃至第３光ファイバのクラッドの屈
折率より低い屈折率を有している請求項７記載の光増幅
カプラ。 - 【請求項１０】 前記希土類ドープ光増幅媒質はＢを含
んでいる請求項９記載の光増幅カプラ。 - 【請求項１１】 前記希土類ドープ光増幅媒体はＡｌを
さらに含んでいる請求項１０記載の光増幅カプラ。 - 【請求項１２】 前記ガラスパイプと前記希土類ドープ
光増幅媒質との間にＦをドープしたガラス膜を更に含ん
でいる請求項１０記載の光増幅カプラ。 - 【請求項１３】 前記第３光ファイバは複数本の光ファ
イバから構成され、前記第２光ファイバが前記第１光フ
ァイバ及び前記複数本の第３光ファイバの中心に配置さ
れている請求項７記載の光増幅カプラ。 - 【請求項１４】 前記第１光ファイバ及び前記第３光フ
ァイバの各出力ポートはＡＳＥ光及び励起光残留成分を
除去するための光フィルタを有している請求項７記載の
光増幅カプラ。 - 【請求項１５】 前記第２光ファイバの前記一端部に励
起光を入力する励起光源と；前記複数の出力ポートのう
ちの１つの出力ポートからの光を受光する光検知器と；
前記励起光源と前記光検知器に接続され、前記光検知器
で検出した光パワーが一定となるように制御する制御手
段とを更に具備した請求項７記載の光増幅カプラ。 - 【請求項１６】 前記複数の出力ポートのうちの１つの
出力ポートからの光を受光する光検知器と；前記光検知
器に接続され光検知器の出力電流によって異常をモニタ
して、異常時にアラーム信号を出力するアラーム発生手
段とを更に具備した請求項７記載の光増幅カプラ。 - 【請求項１７】 ガラスパイプと；一端に入力ポートを
有し、他端に出力ポートを有する前記ガラスパイプ内に
挿入されて互いに融着された複数の光ファイバと；前記
ガラスパイプ内で融着された前記複数の光ファイバの周
囲に設けられた希土類ドープ光増幅媒質とを具備し；前
記複数の光ファイバの内の１つの光ファイバの入力ポー
トに増幅される信号光を入力し、前記複数の光ファイバ
の内の信号光が入力される光ファイバ以外の少なくとも
１つの光ファイバの入力ポートに励起光を入力するよう
にしたことを特徴とする光増幅カプラ。 - 【請求項１８】 光ファイバアセンブリの製造方法であ
って、 石英ガラスパイプの内面に希土類ドープ光増幅媒質石英
ガラス膜を形成し；複数の光ファイバの被覆をそれぞれ
部分的に除去し；前記複数の光ファイバを被覆の除去さ
れた部分が前記石英ガラスパイプ内に位置するように、
該石英ガラスパイプ内に挿入し；前記石英ガラスパイプ
と共に複数の光ファイバを加熱延伸することにより、前
記複数の光ファイバ同士及び前記石英ガラスパイプを互
いに融着し、前記複数の光ファイバの周囲を融着された
希土類ドープ光増幅媒質で覆うことを特徴とする光ファ
イバアセンブリの製造方法。 - 【請求項１９】 前記希土類ドープ光増幅媒質石英ガラ
ス膜の形成に先立ち、Ｆをドープした石英ガラス膜を前
記石英ガラスパイプの内面に形成するステップを更に具
備した請求項１８記載の光ファイバアセンブリの製造方
法。 - 【請求項２０】 前記希土類ドープ光増幅媒質石英ガラ
ス膜はＥｒとＢ2 Ｏ 3 をドープした石英ガラス膜から構
成される請求項１９記載の光ファイバアセンブリの製造
方法。 - 【請求項２１】 複数の光ファイバの前記被覆除去部を
エッチングにより細径化するステップを更に具備した請
求項１８記載の光ファイバアセンブリの製造方法。 - 【請求項２２】 光ファイバアセンブリの製造方法であ
って、 複数の光ファイバの被覆をそれぞれ部分的に除去し；前
記複数の光ファイバを被覆の除去された部分が石英ガラ
スパイプ内に位置するように、該石英ガラスパイプ内に
挿入し；前記石英ガラスパイプ内に希土類元素をドープ
したアルキルシリケートガラス液を充填し；加熱して前
記アルキルシリケートガラス液をガラス化し；前記石英
ガラスパイプ及び前記アルキルシリケートガラスと共に
前記複数の光ファイバを加熱延伸することにより、前記
複数の光ファイバ同士、前記アルキルシリケートガラス
及び前記石英ガラスパイプを互いに融着し、前記複数の
光ファイバの周囲を融着された希土類ドープアルキルシ
リケートガラスで覆うことを特徴とする光ファイバアセ
ンブリの製造方法。 - 【請求項２３】 前記石英ガラスパイプの内面にＦをド
ープした石英ガラス膜を形成するステップを更に具備し
た請求項２２記載の光ファイバアセンブリの製造方法。 - 【請求項２４】 複数の光ファイバの前記被覆除去部を
エッチングにより細径化するステップを更に具備した請
求項２２記載の光ファイバアセンブリの製造方法。 - 【請求項２５】 光ファイバアセンブリの製造方法であ
って、 複数の光ファイバの被覆をそれぞれ部分的に除去し；前
記複数の光ファイバを被覆の除去された部分で融着して
延伸し；該融着延伸された複数の光ファイバを融着延伸
部分で一対の半割り石英ガラスパイプで挟み；前記一対
の半割り石英ガラスパイプ内に希土類元素をドープした
アルキルシリケートガラス液を充填し；加熱して前記ア
ルキルシリケートガラス液をガラス化し；前記一対の半
割り石英ガラスパイプ及び前記アルキルシリケートガラ
スと共に前記融着されている複数の光ファイバを加熱延
伸することにより、前記融着されている複数の光ファイ
バと前記アルキルシリケートガラスと前記一対の半割り
石英ガラスパイプとを互いに融着し、前記複数の光ファ
イバの周囲を融着された希土類ドープアルキルシリケー
トガラスで覆うことを特徴とする光ファイバアセンブリ
の製造方法。 - 【請求項２６】 前記一対の半割り石英ガラスパイプの
内面にＦをドープした石英ガラス膜を形成するステップ
を更に具備した請求項２５記載の光ファイバアセンブリ
の製造方法。 - 【請求項２７】 複数の光ファイバの前記被覆除去部を
エッチングにより細径化するステップを更に具備した請
求項２５記載の光ファイバアセンブリの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00152197A JP3717616B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 光増幅カプラ及びその製造方法 |
| US08/879,607 US6217204B1 (en) | 1997-01-08 | 1997-06-20 | Optical fiber assembly and light amplification coupler having rare earth doped light amplification medium and related method of making |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00152197A JP3717616B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 光増幅カプラ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200175A true JPH10200175A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3717616B2 JP3717616B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=11503814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00152197A Expired - Fee Related JP3717616B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 光増幅カプラ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6217204B1 (ja) |
| JP (1) | JP3717616B2 (ja) |
Cited By (3)
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