JPH10209541A - 広帯域光ファイバ増幅器 - Google Patents
広帯域光ファイバ増幅器Info
- Publication number
- JPH10209541A JPH10209541A JP1081797A JP1081797A JPH10209541A JP H10209541 A JPH10209541 A JP H10209541A JP 1081797 A JP1081797 A JP 1081797A JP 1081797 A JP1081797 A JP 1081797A JP H10209541 A JPH10209541 A JP H10209541A
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- JP
- Japan
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- wavelength
- gain
- band
- light
- fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の光増幅器では波長の異なる複数の信号
光を、所定のレベル偏差以内に保持しようとすると波長
分割多重化に支障を来し、また、長波長での使用が困難
であった。 【解決手段】 利得スペクトルの異なる増幅ファイバ
１、２をカスケード接続し、各々の増幅ファイバ１、２
に励起光を入射して信号光の波長付近での利得スペクト
ルを広帯域化する広帯域光ファイバ増幅器において、一
方の増幅ファイバ１は波長１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍ
の励起光で励起し、他方の増幅ファイバ２は波長１５２
０〜１５４０ｎｍの励起光で励起するようにした。増幅
ファイバ１、２を、１５５０ｎｍ帯域の信号光に対して
異なる利得スペクトルを持つものとした。
光を、所定のレベル偏差以内に保持しようとすると波長
分割多重化に支障を来し、また、長波長での使用が困難
であった。 【解決手段】 利得スペクトルの異なる増幅ファイバ
１、２をカスケード接続し、各々の増幅ファイバ１、２
に励起光を入射して信号光の波長付近での利得スペクト
ルを広帯域化する広帯域光ファイバ増幅器において、一
方の増幅ファイバ１は波長１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍ
の励起光で励起し、他方の増幅ファイバ２は波長１５２
０〜１５４０ｎｍの励起光で励起するようにした。増幅
ファイバ１、２を、１５５０ｎｍ帯域の信号光に対して
異なる利得スペクトルを持つものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の広帯域光ファイバ増
幅器は光信号の増幅に使用されるものであり、波長分割
多重の光通信に適するものである。
幅器は光信号の増幅に使用されるものであり、波長分割
多重の光通信に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長１５５０ｎｍ帯の光通信において
は、光ファイバに伝送される光信号をエルビウム・ドー
プ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-doped Fiber A
mpliferを用いて中継増幅することにより長距離伝送す
ることができる。さらに同光通信においては、波長の異
なる光信号を多重化して光ファイバに伝送する波長分割
多重（ＷＤＭ）により伝送容量を増やすことができる。
しかし波長分割多重については、光信号を中継増幅する
ＥＤＦＡの利得の波長依存性からくる増幅帯域の制限が
多重化の障害となっている。ＥＤＦＡは個々の波長の信
号光を同一利得で増幅し、信号光間にレベル偏差を生じ
させないことが求められるが、広帯域にわたり利得を一
定化（平坦化）することは難しく、ある波長の信号光は
適正利得で増幅できても、それと異なる他の波長の信号
光は利得が低く信号レベルが落ちてＳ／Ｎが低下すると
か、またある波長の信号光は利得が高くて信号に歪が生
じる、等の問題が生じる。
は、光ファイバに伝送される光信号をエルビウム・ドー
プ・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-doped Fiber A
mpliferを用いて中継増幅することにより長距離伝送す
ることができる。さらに同光通信においては、波長の異
なる光信号を多重化して光ファイバに伝送する波長分割
多重（ＷＤＭ）により伝送容量を増やすことができる。
しかし波長分割多重については、光信号を中継増幅する
ＥＤＦＡの利得の波長依存性からくる増幅帯域の制限が
多重化の障害となっている。ＥＤＦＡは個々の波長の信
号光を同一利得で増幅し、信号光間にレベル偏差を生じ
させないことが求められるが、広帯域にわたり利得を一
定化（平坦化）することは難しく、ある波長の信号光は
適正利得で増幅できても、それと異なる他の波長の信号
光は利得が低く信号レベルが落ちてＳ／Ｎが低下すると
か、またある波長の信号光は利得が高くて信号に歪が生
じる、等の問題が生じる。
【０００３】従来、この問題を克服するための光増幅器
として図３に示すものが知られている。これは２本のエ
ルビウム・ドープ・ファイバ増幅器（増幅ファイバ）
Ａ，Ｂをカスケード接続し、各々の増幅ファイバＡ、Ｂ
にＷＤＭ１、２を介して光源Ｃ、Ｄから１４８０ｎｍ又
は９８０ｎｍの励起光を入力するものであり、増幅ファ
イバＡは短波長側に利得スペクトルのピークを持つよう
にし、増幅ファイバＢは長波長側に利得スペクトルのピ
ークを持つようにして、この異なる利得スペクトルの重
ね合わせにより図４に示すような広帯域で平坦な利得ス
ペクトルが得られるようにしてある。前記増幅ファイバ
Ａの入力側、増幅ファイバＡ、Ｂの間、増幅ファイバＢ
の出力側には、各々アイソレータＥ、Ｆ、Ｇを挿入して
あり、光増幅器外部からの戻り光による発振防止と、光
増幅器内部での発振が防止されるようにしてある。
として図３に示すものが知られている。これは２本のエ
ルビウム・ドープ・ファイバ増幅器（増幅ファイバ）
Ａ，Ｂをカスケード接続し、各々の増幅ファイバＡ、Ｂ
にＷＤＭ１、２を介して光源Ｃ、Ｄから１４８０ｎｍ又
は９８０ｎｍの励起光を入力するものであり、増幅ファ
イバＡは短波長側に利得スペクトルのピークを持つよう
にし、増幅ファイバＢは長波長側に利得スペクトルのピ
ークを持つようにして、この異なる利得スペクトルの重
ね合わせにより図４に示すような広帯域で平坦な利得ス
ペクトルが得られるようにしてある。前記増幅ファイバ
Ａの入力側、増幅ファイバＡ、Ｂの間、増幅ファイバＢ
の出力側には、各々アイソレータＥ、Ｆ、Ｇを挿入して
あり、光増幅器外部からの戻り光による発振防止と、光
増幅器内部での発振が防止されるようにしてある。
【０００４】前記増幅ファイバＡ、Ｂの利得特性はファ
イバの長さと添加するエルビウムの濃度、入射する励起
光のパワーと波長によって調整することができる。
イバの長さと添加するエルビウムの濃度、入射する励起
光のパワーと波長によって調整することができる。
【０００５】励起光には励起光パワーから信号光パワー
への変換効率が高いという点から１４８０ｎｍ帯又は９
８０ｎｍ帯の光が用いられるが、１４８０ｎｍ帯は変換
効率に優れるが、雑音特性が若干劣り、一方、９８０ｎ
ｍ帯は変換効率では劣るが、雑音特性に優れるという性
質を持つ。
への変換効率が高いという点から１４８０ｎｍ帯又は９
８０ｎｍ帯の光が用いられるが、１４８０ｎｍ帯は変換
効率に優れるが、雑音特性が若干劣り、一方、９８０ｎ
ｍ帯は変換効率では劣るが、雑音特性に優れるという性
質を持つ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記図３の光増幅器は
それまでの光増幅器より広帯域で平坦な利得特性を得る
ことができるが、それでもまだ不十分であった。図４に
は前記光増幅器の小信号利得スペクトルが示されてお
り、小信号スペクトルは利得波長に対する平坦性、つま
り波長多重に使用できる帯域を知る上での大まかな目安
になる。この小信号利得スペクトルによると、１５３０
ｎｍに一つの利得ピークがあり、波長の異なる複数の信
号光をある所定のレベル偏差、例えば３ｄＢ以内に保持
しようとすると、３ｄＢ帯域は図示されているように１
５４０ｎｍから１５６０ｎｍのわずか２０ｎｍであり、
これでは波長分割多重化に支障を来し、また１５６５ｎ
ｍ以上の波長では急激に利得が低下するため、これより
長波長側で使用することは困難である。
それまでの光増幅器より広帯域で平坦な利得特性を得る
ことができるが、それでもまだ不十分であった。図４に
は前記光増幅器の小信号利得スペクトルが示されてお
り、小信号スペクトルは利得波長に対する平坦性、つま
り波長多重に使用できる帯域を知る上での大まかな目安
になる。この小信号利得スペクトルによると、１５３０
ｎｍに一つの利得ピークがあり、波長の異なる複数の信
号光をある所定のレベル偏差、例えば３ｄＢ以内に保持
しようとすると、３ｄＢ帯域は図示されているように１
５４０ｎｍから１５６０ｎｍのわずか２０ｎｍであり、
これでは波長分割多重化に支障を来し、また１５６５ｎ
ｍ以上の波長では急激に利得が低下するため、これより
長波長側で使用することは困難である。
【０００７】本発明の目的は、広帯域で平坦な利得特性
が得られ、特に１５６５ｎｍ以上の光信号についても適
切な利得が得られる、波長分割多重通信に適した広帯域
光ファイバ増幅器を提供することにある。
が得られ、特に１５６５ｎｍ以上の光信号についても適
切な利得が得られる、波長分割多重通信に適した広帯域
光ファイバ増幅器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の広帯域光ファイバ増幅器は図１に示すように、利得
スペクトルの異なる増幅ファイバ１、２をカスケード接
続し、各々の増幅ファイバ１、２に励起光を入射して信
号光の波長付近での利得スペクトルを広帯域化する広帯
域光ファイバ増幅器において、一方の増幅ファイバ１は
波長１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍの励起光で励起し、他
方の増幅ファイバ２は波長１５２０〜１５４０ｎｍの励
起光で励起するものである。
載の広帯域光ファイバ増幅器は図１に示すように、利得
スペクトルの異なる増幅ファイバ１、２をカスケード接
続し、各々の増幅ファイバ１、２に励起光を入射して信
号光の波長付近での利得スペクトルを広帯域化する広帯
域光ファイバ増幅器において、一方の増幅ファイバ１は
波長１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍの励起光で励起し、他
方の増幅ファイバ２は波長１５２０〜１５４０ｎｍの励
起光で励起するものである。
【０００９】本発明のうち請求項２記載の広帯域光ファ
イバ増幅器は図１に示すように、前記増幅ファイバ１、
２を、１５５０ｎｍ帯域の信号光に対して異なる利得ス
ペクトルを持つものとしたものである。
イバ増幅器は図１に示すように、前記増幅ファイバ１、
２を、１５５０ｎｍ帯域の信号光に対して異なる利得ス
ペクトルを持つものとしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態１】図１は本発明の光帯域光増幅器
の実施形態を示したものである。この光帯域光増幅器
は、１５５０ｎｍ帯域の信号光に対して増幅作用を持つ
増幅ファイバ１、２をカスケード接続し、前段の増幅フ
ァイバ１に１４８０又は９８０ｎｍの励起光を入射し、
後段の増幅ファイバ２に１５３０ｎｍの励起光を入射す
るようにしてある。
の実施形態を示したものである。この光帯域光増幅器
は、１５５０ｎｍ帯域の信号光に対して増幅作用を持つ
増幅ファイバ１、２をカスケード接続し、前段の増幅フ
ァイバ１に１４８０又は９８０ｎｍの励起光を入射し、
後段の増幅ファイバ２に１５３０ｎｍの励起光を入射す
るようにしてある。
【００１１】前記増幅ファイバ１、２はいずれも希土類
（エルビウム：Ｅｒ）を添加したファイバであり、各々
光源１０、１１から励起光が入射されると、添加された
エルビウムイオンが励起されてファイバ内に反転分布状
態が形成され、この状態においてファイバに信号光が入
射されると同信号光が増幅されるものである。但し、増
幅ファイバ１、２は、１５５０ｎｍ帯域で利得スペクト
ルが各々異なり、具体的には、増幅ファイバ１は短波長
側に利得スペクトルのピークを持ち、増幅ファイバ２は
長波長側に利得スペクトルのピークを持つようにしてあ
る。増幅ファイバ１、２の利得特性の調整は、ファイバ
長の設定、エルビウムの添加濃度、励起光のパワーと波
長によって設定することができる。
（エルビウム：Ｅｒ）を添加したファイバであり、各々
光源１０、１１から励起光が入射されると、添加された
エルビウムイオンが励起されてファイバ内に反転分布状
態が形成され、この状態においてファイバに信号光が入
射されると同信号光が増幅されるものである。但し、増
幅ファイバ１、２は、１５５０ｎｍ帯域で利得スペクト
ルが各々異なり、具体的には、増幅ファイバ１は短波長
側に利得スペクトルのピークを持ち、増幅ファイバ２は
長波長側に利得スペクトルのピークを持つようにしてあ
る。増幅ファイバ１、２の利得特性の調整は、ファイバ
長の設定、エルビウムの添加濃度、励起光のパワーと波
長によって設定することができる。
【００１２】前記した増幅ファイバ１の出力端側にはＷ
ＤＭ１２を挿入してあり、このＷＤＭ１２を介して光源
１０から１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍの励起光が入射さ
れるようにしてあり、同様に増幅ファイバ２の出力端側
にＷＤＭ１３を挿入し、このＷＤＭ１３を介して光源１
１から１５３０ｎｍの励起光が入射されるようにしてあ
る。
ＤＭ１２を挿入してあり、このＷＤＭ１２を介して光源
１０から１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍの励起光が入射さ
れるようにしてあり、同様に増幅ファイバ２の出力端側
にＷＤＭ１３を挿入し、このＷＤＭ１３を介して光源１
１から１５３０ｎｍの励起光が入射されるようにしてあ
る。
【００１３】前記した増幅ファイバ１の信号光入射端及
び増幅ファイバ２の信号光出射端にはアイソレータ１
４、１５を挿入してあり、これらアイソレータ１４, １
５で本光増幅器外部の戻り光による発振を防止するよう
にしてある。また、増幅ファイバ１、２の間にアイソレ
ータ１６を挿入してあり、同アイドレータ１６で光増幅
器内での発振を防止するようにしてある。
び増幅ファイバ２の信号光出射端にはアイソレータ１
４、１５を挿入してあり、これらアイソレータ１４, １
５で本光増幅器外部の戻り光による発振を防止するよう
にしてある。また、増幅ファイバ１、２の間にアイソレ
ータ１６を挿入してあり、同アイドレータ１６で光増幅
器内での発振を防止するようにしてある。
【００１４】前記した光増幅器では波長１４８０ｎｍ又
は９８０ｎｍの励起光が入射される増幅ファイバ１で主
に短波長側の信号光が高利得で増幅され、波長１５３０
ｎｍの励起光が入射される増幅ファイバ２で主に長波長
側（１５６５ｎｍ以上の信号光）が増幅され、両増幅フ
ァイバ１、２の合成利得により図２に示すような広帯域
で平坦な利得が得られる。特に、１５６５ｎｍ以上の長
波長の信号光に対しても適切な利得を示す。
は９８０ｎｍの励起光が入射される増幅ファイバ１で主
に短波長側の信号光が高利得で増幅され、波長１５３０
ｎｍの励起光が入射される増幅ファイバ２で主に長波長
側（１５６５ｎｍ以上の信号光）が増幅され、両増幅フ
ァイバ１、２の合成利得により図２に示すような広帯域
で平坦な利得が得られる。特に、１５６５ｎｍ以上の長
波長の信号光に対しても適切な利得を示す。
【００１５】また、図２に示された小信号利得を調べる
と、従来の波長１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍの励起光を
用いる増幅器に比較し、３ｄＢ帯域が１５４０ｎｍから
１５７０ｎｍと３０ｎｍに拡大され、１５６５ｎｍ以上
の波長でも使用できより広帯域の波長分割多重通信に使
用することができる。
と、従来の波長１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍの励起光を
用いる増幅器に比較し、３ｄＢ帯域が１５４０ｎｍから
１５７０ｎｍと３０ｎｍに拡大され、１５６５ｎｍ以上
の波長でも使用できより広帯域の波長分割多重通信に使
用することができる。
【００１６】以上説明した実施形態では増幅ファイバ
１、２の利得特性を各々異なるものとしたが、同じ利得
特性の増幅ファイバ１、２を用いても、光源１０の励起
光を１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍのものとし、光源１１
の励起光を１５３０ｎｍのものとすれば同様に広帯域で
フラットな利得特性を得ることができる。光源１１の励
起光の波長は１５２９〜１５３１ｎｍの範囲内であれば
広帯域でフラットな利得特性を得ることができる。
１、２の利得特性を各々異なるものとしたが、同じ利得
特性の増幅ファイバ１、２を用いても、光源１０の励起
光を１４８０ｎｍ又は９８０ｎｍのものとし、光源１１
の励起光を１５３０ｎｍのものとすれば同様に広帯域で
フラットな利得特性を得ることができる。光源１１の励
起光の波長は１５２９〜１５３１ｎｍの範囲内であれば
広帯域でフラットな利得特性を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の広帯域光ファイバ増幅器によれ
ば次のような効果がある。 ．広帯域化の目安となる小信号利得における３ｄＢ帯
域が３０ｎｍと拡大される。 ．１５６５ｎｍより長波長の信号光にも使用すること
ができる。 ．これまでより多チャンネルの波長分割多重通信を実
現できる。
ば次のような効果がある。 ．広帯域化の目安となる小信号利得における３ｄＢ帯
域が３０ｎｍと拡大される。 ．１５６５ｎｍより長波長の信号光にも使用すること
ができる。 ．これまでより多チャンネルの波長分割多重通信を実
現できる。
【図１】本発明の広帯域光ファイバ増幅器の実施形態を
示した概略図。
示した概略図。
【図２】図１の広帯域光ファイバ増幅器による利得特性
を示した説明図。
を示した説明図。
【図３】従来の広帯域光ファイバ増幅器の一例を示した
概略図。
概略図。
【図４】図３の広帯域光増幅による利得特性を示した説
明図。
明図。
１、２ 増幅ファイバ
Claims (2)
- 【請求項１】利得スペクトルの異なる増幅ファイバ
（１、２）をカスケード接続し、各々の増幅ファイバ
（１、２）に励起光を入射して信号光の波長付近での利
得スペクトルを広帯域化する広帯域光ファイバ増幅器に
おいて、一方の増幅ファイバ（１）は波長１４８０ｎｍ
又は９８０ｎｍの励起光で励起し、他方の増幅ファイバ
（２）は波長１５２０〜１５４０ｎｍの励起光で励起す
ることを特徴とする広帯域光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】前記増幅ファイバ（１、２）は１５５０ｎ
ｍ帯域の信号光に対して異なる利得スペクトルを持つも
のであることを特徴とする請求項１記載の広帯域光ファ
イバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081797A JPH10209541A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 広帯域光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081797A JPH10209541A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 広帯域光ファイバ増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209541A true JPH10209541A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11760915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1081797A Pending JPH10209541A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 広帯域光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209541A (ja) |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP1081797A patent/JPH10209541A/ja active Pending
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