JPH1056227A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

光ファイバ増幅器

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JPH1056227A
JPH1056227A JP9146788A JP14678897A JPH1056227A JP H1056227 A JPH1056227 A JP H1056227A JP 9146788 A JP9146788 A JP 9146788A JP 14678897 A JP14678897 A JP 14678897A JP H1056227 A JPH1056227 A JP H1056227A
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laser
light
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ジョン ディジョバンニ デビッド
Stephen Gregory Grubb
グレゴリー グラブ ステファン
Daryl Inniss
イニス ダリル
Ralph Stephen Jameson
ステファン ジェイムソン ラルフ
Kenneth Lee Walker
リー ウォーカー ケネス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な波長でのレーザ発振を阻止するファイ
バレーザを提供する。 【解決手段】 本発明のファイバレーザ構成において
は、マルチモードファイバ部分は、ファイバレーザの活
性媒体を活性化するのに用いられるダイオードレーザと
光ソースとして用いられるファイバレーザとの間に配置
される。このマルチモードファイバ部分が、ダイオード
レーザに入射されるファイバレーザ光の強度を劇的に低
減させ、それによりファイバレーザの信頼性を増加させ
る。さらに、マルチモードファイバ部分は、ファイバレ
ーザのレーザ発振のしきい値に到達するために、不要な
波長を大幅に低減する。このファイバレーザがＦＡＭＰ
において、ポンプ光のソースとして用いられると、マル
チパス干渉ＭＰＩの悪影響を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ光ソー
スと、光ファイバ増幅器（ＦＡＭＰ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＦＡＭＰにおいては、増幅される
べき信号光は、ある波長範囲に亘って光学ゲインを与え
るようドープされた光ファイバ部分を伝播する。ゲイン
は、信号光がそこを伝播する間ポンプレーザからのポン
プ光をゲイン部分に結合することにより導入される。こ
のポンプ光は、システム設計によって信号光と同一方向
に伝播するか、あるいは反対方向に伝播するか、あるい
はその両方に伝播する。信号光（λs）とポンプ光
（λp）とは、異なる波長を有するので、この結合は、
波長分割多重化装置（wavelength division multiplexe
r （ＷＤＭ））により行われる。
【０００３】従来ポンプレーザは、ダイオードレーザ
で、これはシングルモードファイバとＷＤＭを介してＥ
ｒドープのファイバに結合される。λs ＝１５５０ｎｍ
におけるＦＡＭＰ動作においては、このダイオードレー
ザは、９８０ｎｍの波長のポンプ光を生成する。他の従
来設計においては、ポンプレーザはファイバレーザで、
このファイバレーザそのものがダイオードレーザにより
活性化され、前述した従来技術と同様にシングルモード
ファイバとＷＤＭを介してＥｒ−Ｙｂドープのファイバ
に結合される。λs ＝１５５０ｎｍで動作するＦＡＭＰ
においては、ファイバレーザは１０６０ｎｍのポンプ光
を生成する。
【０００４】本明細書においては、ファイバレーザによ
りポンピングされるＦＡＭＰを取り上げて説明する。従
来のファイバレーザにおいては、活性ファイバ媒体が共
鳴器を形成する一対のファイバグレーティングの間に配
置される。ダイオードレーザからの光は例えば、グレー
ティングの１つ（入力グレーティング）を介して活性媒
体に結合され、そしてこの活性媒体中で生成されたポン
プ光は、他のグレーティング（出力グレーティング）を
介して出力される。
【０００５】ファイバレーザの活性媒体は、通常Ｙｂあ
るいはＮｄをドープしたファイバ部分であり、これは比
較的広いバンド幅に亘ってレーザ発振が可能である。特
定の波長（例、１０６０ｎｍ）におけるレーザ発信は、
狭いバンド幅のグレーティングを用いて実行される。し
かし、活性媒体のゲインは、他の不要の波長（例、１１
００ｎｍ）においても十分高いために、例え低レベル
（例、４％）の反射もこの不要の波長でレーザ発振を引
き起こしてしまう。このような低レベルの反射は、ダイ
オードレーザが結合されるファイバ部分のへき開された
端部表面で発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このためこの不要な波
長でのレーザ発振を阻止するようなファイバレーザが必
要とされている。
【０００７】このようなＦＡＭＰの構成においては、別
の問題があり、この問題は、ファイバレーザを活性化す
るのに用いられるダイオードレーザの信頼性である。具
体的に説明すると、ファイバレーザの入力グレーティン
グは、ファイバレーザ波長では１００％の反射率を有す
るとされているが、実際には完全なもの（１００％）で
はない。そのため、ファイバレーザ光の一部は、ダイオ
ードレーザに入射してしまう。このような入射光の強度
があるレベルを越えると、ダイオードレーザは損傷を受
け、ＦＡＭＰの信頼性が損なわれる。
【０００８】したがって従来ＦＡＭＰの設計において
は、ダイオードレーザに入射されるファイバレーザのポ
ンプ光の強度を低下させる必要がある。
【０００９】さらにまたこのＦＡＭＰ設計の別の問題
は、信号光の不要な反射に関連する。この反射は、ＦＡ
ＭＰの性能にマルチパス干渉（multipath interference
（ＭＰＩ））として知られる現象により悪影響を及ぼ
す。即ちこの現象は、不完全なＷＤＭにより、信号光の
一部は、ファイバレーザにより結合され、そこでＷＤＭ
の方向に光が反射されることである。そしてこの反射さ
れた信号光は、ＷＤＭを介して、そしてＦＡＭＰの原因
部分により増幅された後、増幅器の出力部分に元の信号
光とは位相がずれて到達する。そしてこのような位相が
ずれた（離調）した成分がシステムの背景ノイズを上昇
させてしまう。
【００１０】このため、ＦＡＭＰにおいては、マルチパ
ス干渉（ＭＰＩ）を生成するような信号反射を低減する
必要がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明のファイバレーザ構成においては、マルチモードフ
ァイバ部分は、ファイバレーザの活性媒体を活性化する
のに用いられるダイオードレーザと、光ソースとして用
いられるファイバレーザとの間に配置される。このマル
チモードファイバ部分が、ダイオードレーザに入射され
るファイバレーザ光の強度を劇的に低減させ、それによ
りファイバレーザの信頼性を増加させる。
【００１２】さらに、マルチモードファイバ部分は、フ
ァイバレーザのレーザ発振のしきい値に到達するため
に、不要な波長を大幅に低減する。このファイバレーザ
がＦＡＭＰにおいて、ポンプ光のソースとして用いられ
ると、このマルチモードファイバ部分は、シングルモー
ドファイバ上を搬送され、ＷＤＭを介してファイバレー
ザに結合される不要信号光を減衰させる機能を有し、そ
の結果マルチパス干渉ＭＰＩの悪影響を低減する。
【００１３】本発明は、増幅自然放射（amplified spon
taneous emission（ＡＳＥ））のファイバソースに利用
できる。このファイバソースは、例えば、画像用，測定
装置用，ジャイロスコープ用および波長分割多重化シス
テムのスライススペクトラムソースとして応用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１において、公知の光学通信シ
ステムは、増幅されるべき信号光λs の光ソース１２
と、信号光が分配されるべき光利用装置１４と、この信
号光を増幅するＦＡＭＰ３０とを有する。この光ソース
１２と光利用装置１４とは、端末装置，伝送用ファイバ
の部分，あるいはシステム内の他のＦＡＭＰの一部分で
も良い。後者の場合には、システムは、多段ＦＡＭＰ構
成を有する。
【００１５】このＦＡＭＰ３０は、二重ポンプ即ち２つ
のポンプレーザ１と２がファイバゲイン媒体１６に、そ
れぞれＷＤＭ１０と２０を介して結合されるような構成
として示されている。ポンプレーザ１は、信号光と同一
方向に伝播するポンプ光λp1を提供し、一方ポンプレー
ザ２は信号光と反対方向に伝播するポンプ光λp2を与え
る。しかし、ファイバゲイン媒体１６内で生成されるゲ
インによりあるいは他のシステム，コスト，複雑性等を
考慮に入れると、１個のポンプレーザのみを用いるだけ
で十分なこともあり、そのためにシングルＷＤＭでもよ
い。
【００１６】本発明の一実施例によれば、ＦＡＭＰはポ
ンプレーザ、例えば図２に示すファイバレーザ４０を有
する。本発明のポンプレーザ装置は、システムの信頼性
およびマルチパス干渉（ＭＰＩ）の問題を低減し、同時
にまた望ましくない波長でレーザ発振するファイバレー
ザ４０の傾向を低減する。ファイバレーザ４０は、適宜
ポンピングされると光学ゲインを与えるシングルモード
ファイバコア４３と一対のシングルモードファイバ製の
入力グレーティング反射器４２，出力グレーティング反
射器４４とを有する。
【００１７】この入力グレーティング反射器４２と出力
グレーティング反射器４４は、その間に配置されたシン
グルモードファイバコア４３との光学共鳴器を形成す
る。別の実施例（図示せず）においては、入力グレーテ
ィング反射器４２と出力グレーティング反射器４４とは
近接して配置される（即ち、近接とはレーザ発振／増幅
機能の結合となるような活性媒体の全長の一部となる距
離を意味する）。これに関しては、米国特許第５，４７
３，６２２号を参照のこと。
【００１８】図２のＦＡＭＰにおいては、シングルモー
ドファイバ４６はポンプ光λp を、例えば図１のファイ
バゲイン媒体１６にＷＤＭを介して結合する。一方ファ
イバレーザ４０のシングルモードファイバコア４３は、
図２のダイオードレーザ４９により活性化（ポンピン
グ）され、レンズ装置４７と入力グレーティング反射器
４２を介してシングルモードファイバコア４３に結合さ
れる。レンズ装置４７は１個のレンズあるいは複数のレ
ンズの組み合わせであるが、いずれの場合にも他の公知
の結合系であり、例えば当接結合が他の場合には好まし
い場合もある。重要なことは、入力グレーティング反射
器４２を介してダイオードレーザ４９の方向に伝播する
不要ポンプ光λp の強度を低減するためにマルチモード
ファイバ５１が入力グレーティング反射器４２とダイオ
ードレーザ４９との間に配置されることである。
【００１９】好ましくは、このマルチモードファイバ５
１はマルチモード光をサポートし、シングルモード光を
サポートするシングルモードコアを有さないのが望まし
い。マルチモードファイバのコアの断面積は大きいため
に（シングルモードの４３のコアに比較して）、不要光
を効果的に減衰させそれによりダイオードレーザが損傷
するのを保護する。同様にＭＰＩは、レーザポンプに不
完全なＷＤＭを介して、到達する信号光がＷＤＭに再び
パワーレベルが大幅に減少して反射される度合いに応じ
て低減する。そのためＦＭＰの出力点においては、いか
なる遅延信号光もそのパワーレベルは大幅に低減してい
る。
【００２０】レーザダイオードに入射する不要ポンプ光
のパワーレベルを低減する利点は、ポンプ光がレーザダ
イオードの活性領域に入射したときに導入されるモード
ホッピングを低減させることである。例えばこの問題
は、７００−９８５ｎｍ光によりポンピングされた際
に、Ｙｂドープのコアを有するシリカファイバ製のシン
グルモードファイバコア４３内で、１０６０ｎｍポンプ
光が生成されるようなファイバレーザで顕著である。
【００２１】さらに別の利点は、反射防止コーティング
は入力グレーティング反射器４２の端部の有効反射率を
数桁も減少させ、これにより望ましくない波長でレーザ
発振する確率を大幅に低減できる。（この望ましくない
波長の一例としては、１０６０ｎｍでレーザ発振するよ
う設計されたファイバレーザ（ＮｄまたはＹｂドープ）
の高ゲイン１１００ｎｍラインである。）このような特
徴があるために、増幅自然放射（ＡＳＥ）のファイバソ
ースでの応用が見いだされる。例えば、入力グレーティ
ング反射器４２，出力グレーティング反射器４４を省
き、シングルモードファイバ４６が省かれたかあるいは
マルチモードファイバでもって置換されるような図２の
デバイスについて応用が見いだされる。
【００２２】図示してはいないが、マルチモードファイ
バ５１を入力グレーティング反射器４２を含むファイバ
部分に含めるような様々なファイバ部分を組み入れるこ
とは、米国特許第５，０７４，６３３号に開示されてい
るようなファイバの公知の低損失溶融スプライスでもっ
て実行される。さらにまた、ファイバ部分を示すために
その部分の断面図を示した図２のファイバ部分は、通常
はるかに長い光ファイバ（通常数メートルから１０メー
トルの長さ）の一部を示す。
【００２３】ファイバレーザ４０はダイオードレーザ４
９からのポンプ光と、シングルモードファイバコア４３
との間の結合を強化する。このためにいわゆるスターフ
ァイバの設計が有利である。簡単に述べるとこのいわゆ
るスターファイバは、シングルモードのシリカ製コア、
即ちシングルモードファイバコア４３（通常その断面は
円状）は低屈折率のシリカ製のその断面がスター（星）
状のポンプクラッド層４５により包囲されている。
【００２４】そしてこのポンプクラッド層４５が、さら
に低屈折率ポリマー製クラッド層５０（通常その断面は
円形）により包囲されている。さらにまたマルチモード
ファイバ５１のコアの断面積は、ポンプクラッド層４５
のそれに等しいか、それよりも若干小さいのが好まし
く、さらにまた開口数はポンプクラッド層４５のそれに
等しいかそれ以下が好ましい。マルチモードファイバ５
１のクラッド層（図示せず）は、コアよりも低屈折率の
シリカ製あるいはポリマー製である。
【００２５】次に図２の構成の動作に付いて説明する。
ダイオードレーザ４９からのポンプ光（λd1）は、マル
チモードファイバ５１のコア内を伝播してファイバレー
ザ４０のポンプクラッド層４５に入射する。このポンプ
クラッド層４５のスター（星）状の断面は、ポンプ光λ
d1を反射させ、シングルモードファイバコア４３のシン
グルモードコアを複数回横切り、それにより波長λp で
レーザ発振を引き起こす。
【００２６】このファイバグレーティングは、シングル
モードファイバにＵＶで書き込まれたブラググレーティ
ングが好ましい。これに関しては、Optics Letters, Vo
l. 14, No. 15 (Aug. 1, 1989), pp. 823-825 を参照の
こと。
【００２７】信号をルーティングするＷＤＭ１０，２０
と他のデバイスは、例えば "Optical Fiber Amplifier
s: Design & System Applications," A. Bjarklev, Art
ech House, Inc., Boston-London 1993, p. 160-161 を
参照のこと。
【００２８】ダイオードレーザ４９は、λd1の光パワー
をマルチモードファイバ５１に結合するのに適した１個
のレーザ，レーザのレーザ列，複数の活性ストライプを
有する１個のレーザあるいは他の設計のレーザのいずれ
でもよい。レーザダイオードの構成は、特に活性領域
は、所望の波長λd1で決定される。例えばＡｌＧａＡｓ
のレーザダイオードは、８００−８７０ｎｍの範囲のλ
d1波長で動作するのに適し、一方ＩｎＧａＡｓレーザダ
イオードは、８７０−１０００ｎｍの範囲の波長に適し
ている。
【００２９】実施例１ この実施例１は、約８ｍの長さのＥｒ−Ｙｂドープのフ
ァイバゲイン媒体１６を用いてλs ＝１５５０ｎｍの波
長の信号光を増幅するＦＡＭＰである。１個の同一方向
に伝播する１が市販のＷＤＭ１０によりファイバに結合
される。
【００３０】図２に示したタイプの１は、ＧａＡｓ−Ａ
ｌＧａＡｓ製のダイオードレーザ４９で２．０Ｗのパワ
ーの８０５ｎｍ波長の光を１ｍの長さのマルチモードフ
ァイバ５１に入射する。このマルチモードファイバ５１
のコアの直径は、１００μｍで、高反射率（１０６０ｎ
ｍで公称１００％の反射率）の入力グレーティング反射
器４２を含む短い（２ｍ）のＮｄドープのシングルモー
ドスター（星）型ファイバ部分に溶融接合されている。
【００３１】そしてこの入力グレーティング反射器４２
は、５００ｍＷのパワーで１０６０ｎｍ波長でレーザ発
振する７５ｍのシングルモードＮｄドープのコアのシリ
カ製のスターファイバに溶融接合されている（約８０ｍ
Ｗのしきい値と約３０％の傾斜効率）。このスターファ
イバの他端は、低反射率（１０００ｎｍで約２０％の反
射率）の出力グレーティング反射器４４を含む短い（２
ｍ）のＮｄドープのスターシングルモードファイバに溶
融接合されている。この出力グレーティング反射器４４
は、シングルモードファイバ４６に溶融接合され、さら
にＷＤＭ１０に延びる。
【００３２】この様な設計で、レーザダイオードに到達
する不要光線は、約５０ｄＢ減少する。これは、マルチ
モード部分を具備しない設計において、わずか２０ｄＢ
とは大いに異なる。他の性能特性は、このＦＡＭＰが１
５５０ｎｍの波長で２００ｍＷのポンプレーザで生成さ
れた光を組み込むかとができ、また、１５３０から１５
６４ｎｍの波長範囲にわたって、７．８ｄＢから４．８
ｄＢにノイズ係数を低減できる点である。
【００３３】実施例２ この実施例では、実施例１が同一方向に伝播するポンプ
光を用いたのに対し、反対方向に伝播するポンプ光を用
いる。出力パワーとノイズ係数は、１５２５−１５６５
ｎｍの波長の範囲に亘って９．２から４．５ｄＢに減少
した。
【００３４】他の実施例 本発明の他の実施例によれば、複数のダイオードレーザ
を１個のファイバレーザあるいはＡＳＥデバイスの活性
領域に結合する。図３に示すように一対のダイオードレ
ーザ４９と５２がそれぞれマルチモードファイバ５１，
５３に結合される。マルチモードファイバ５１は、上記
した方法（図２）でダイオードで活性化した光λd1を分
配するためにファイバの光ソースの活性領域（例、ファ
イバレーザ４０またはＡＳＥデバイス）に結合される。
一方、マルチモードファイバ５３とシングルモードファ
イバ４６は、ファイバレーザ４０にＷＤＭ６０を介して
結合される。マルチモードファイバ５３は、ダイオード
レーザ５２からの活性化された光λd2をファイバレーザ
４０に分配し、一方シングルモードファイバ４６は、フ
ァイバレーザ４０からの出力λp をＦＡＭＰのファイバ
ゲイン媒体１６（図１）に分配する。
【００３５】図４において、ＷＤＭ６０はタンデム上に
配置された第１レンズ６２と第２レンズ６４とそれらの
間に配置された反射器６６とを有する。この反射器６６
は、それぞれダイオードレーザ４９とマルチモードファ
イバ５１の波長λd1とλd2で透過性が高いが、ファイバ
レーザの波長λp では高反射率である。
【００３６】この実施例においては、レンズはファイバ
レーザ４０のシングルモードのコアの４３からのλp 光
をシングルモードファイバ４６のシングルモードのコア
に集光し、且つダイオードレーザ５２のλd2光を入力グ
レーティング反射器４２のマルチモードのポンプクラッ
ド層４５に集光する、即ち、ポンプクラッド層４５にマ
ルチモードコア３７とマルチモードクラッド３８の両方
を有するハイブリッドのシングルモード／マルチモード
ファイバ３６を介して直接入射するような円筒状（ＧＲ
ＩＮロッドレンズ）である。当然のことながらシングル
モード／マルチモードファイバ３６は、ファイバレーザ
４０に溶融された別個のファイバか、あるいはファイバ
レーザ４０のシングルモードファイバコア４３とポンプ
クラッド層４５の単なる拡張部分である。いずれの場合
にも、シングルモード／マルチモードファイバ３６はシ
ングルモード光とマルチモード光の両方を支持する必要
がある。
【００３７】λp 近傍の波長がシングルモードコアの４
３に反射して戻されるのを阻止するために、第１レンズ
６２の前面６３にＡＲコーティングを施すか、あるいは
シングルモードファイバコア４３の軸に対し少し傾斜さ
せるかのいずれかを行うあるいはその両方を行うのが望
ましい。別の方法としては、シングルモード／マルチモ
ードファイバ３６の断面を傾斜させるかあるいはＡＲ
（反射防止）コーティングを行う。他のファイバおよび
／またはレンズの各面も同様に傾斜させるか、あるいは
反射防止コーティングを施す。
【００３８】マルチモードファイバ５３とファイバレー
ザ４０のマルチモードのポンプクラッド層４５とは、必
ずしも同一の開口数（ＮＡ）を有する必要はない。実際
複数のレンズと、開口数ＮＡとはマルチモードファイバ
５３がより大きなマルチモードのコアを有し、例えば、
２００μｍのマルチモードのサイズを有し、一方ファイ
バレーザ４０のマルチモードのポンプクラッド層４５
は、１００μｍのモードサイズを有するよう設計する。
これらの設計によりダイオードレーザ５２からファイバ
レーザの活性領域に結合されるパワーを増加させること
ができる。
【００３９】他の実施例においては（図示せず）、マル
チモードファイバ５３とシングルモード／マルチモード
ファイバ３６とは第１レンズ６２の同一側に配置し、シ
ングルモードファイバ４６を第２レンズ６４に向き合う
ように配置する。この場合、反射器６６は波長λp でそ
の透過性が高く、λp をシングルモードファイバ４６に
結合させる。そして反射器６６は、λd2で反射性が高
く、これらの波長をファイバレーザ４０に結合させる。
具体的に説明すると、マルチモードファイバ５３からの
光は、シングルモード／マルチモードファイバ３６のマ
ルチモードコア３８に第１レンズ６２と反射器６６によ
り結合され、一方シングルモード／マルチモードファイ
バ３６のシングルモードコア３７からの光は、シングル
モードファイバ４６に第１レンズ６２と第２レンズ６４
を介して結合される。
【００４０】さらに他の実施例においては（図示せ
ず）、出力グレーティング反射器４４をファイバレーザ
４０のシングルモードファイバコア４３内に配置するの
ではなく、シングルモードファイバ４６内に配置するの
が好ましい。このような構成においては、反射器６６は
キャビティ内デバイス（即ち、光学パスが入力グレーテ
ィング反射器４２と出力グレーティング反射器４４の間
に配置される）である。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のファイバレ
ーザ構成においては、マルチモードファイバ部分は、フ
ァイバレーザの活性媒体を活性化するのに用いられるダ
イオードレーザと、光ソースとして用いられるファイバ
レーザそのもとの間に配置される。このマルチモードフ
ァイバ部分が、ダイオードレーザに入射されるファイバ
レーザ光の強度を劇的に低減させ、それによりファイバ
レーザの信頼性を増加させる。さらに、マルチモードフ
ァイバ部分は、ファイバレーザのレーザ発振のしきい値
に到達するために、不要な波長を大幅に低減する。本発
明は、増幅自然放射（ＡＳＥ）のファイバソースに利用
できる。このファイバソースは、例えば、画像用，測定
装置用，ジャイロスコープ用および波長分割多重化シス
テムのスライススペクトラムソースとして応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＡＭＰを表すブロック図
【図２】本発明の一実施例によるファイバレーザを表す
図で、クラッド層を省いたファイバのコア３６，４６，
５１，５３のみを示す。
【図３】二重にポンピングされたファイバレーザ装置を
表すブロック図
【図４】図３のファイバレーザ装置に使用されるＷＤＭ
を表す図で、クラッド層を省いたファイバのコア３６，
４６，５１，５３のみを示す。
【符号の説明】
１，２ ポンプレーザ １０，２０ ＷＤＭ １２ 光ソース １４ 光利用装置 １６ ファイバゲイン媒体 ３０ ＦＡＭＰ ３６，４６，５１，５３ コア部 ３７ マルチモードコア ３８ マルチモードクラッド ４０ ファイバレーザ ４２ 入力グレーティング反射器 ４３ シングルモードファイバコア（ゲイン領域） ４４ 出力グレーティング反射器 ４５ ポンプクラッド層 ４６ シングルモードファイバ ４７ レンズ装置 ４９，５２ ダイオードレーザ ５０ 低屈折率ポリマー製クラッド層 ５１，５３ マルチモードファイバ ６０ ＷＤＭ ６２ 第１レンズ ６３ 前面 ６４ 第２レンズ ６６ 反射器 ３６ シングルモード／マルチモードファイバ
───────────────────────────────────────────────────── 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 ステファン グレゴリー グラブ アメリカ合衆国、07059 ニュージャージ ー、ウォレン、オーク ファーン ドライ ブ ３ (72)発明者 ダリル イニス アメリカ合衆国、08540 ニュージャージ ー、プリンストン、プロスペクト アベニ ュー 463 (72)発明者 ラルフ ステファン ジェイムソン アメリカ合衆国、18104 ペンシルバニア、 アレンタウン、ターナー ストリート 1830 (72)発明者 ケネス リー ウォーカー アメリカ合衆国、07974 ニュージャージ ー、ニュー プロビデンス、セントラル アヴェニュー 1003

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）光学ポンプ信号（λp1）が供給さ
    れたときに入力光学信号λs にゲインを与える光ファイ
    バ（１６）と、 （Ｂ）前記光学ポンプ信号（λp1）の光ソースとからな
    る光ファイバ増幅器（３０）において、 前記（Ｂ）の光ソース（１）は、 （Ｂ１）前記ポンプ信号（λp1）の波長でレーザ発振す
    るシングルモードファイバゲイン領域（４３）を有する
    共鳴器と、 （Ｂ２）前記ゲイン領域（４３）を活性化するレーザ手
    段（４９）と、 （Ｂ３）前記レーザ手段を前記ゲイン領域に結合する第
    １マルチモードファイバ領域（５１）とを有することを
    特徴とする光ファイバ増幅器。
  2. 【請求項２】 前記（Ｂ２）のレーザ手段（４９）は、
    第１ダイオードレーザであることを特徴とする請求項１
    の光ファイバ増幅器。
  3. 【請求項３】 前記（Ｂ１）の共鳴器は、シングルモー
    ドファイバ入力グレーティング（４２）と、シングルモ
    ードファイバ出力グレーティング（４４）とを有し、 前記ゲイン領域（４３）は、前記２つのグレーティング
    （４２，４４）との間に配置され、 前記第１ダイオードレーザは、前記第１マルチモード領
    域を介して前記入力グレーティング（４２）に結合さ
    れ、 前記ポンプ信号が、前記出力グレーティング（４４）か
    ら放出されることを特徴とする請求項２の光ファイバ増
    幅器。
  4. 【請求項４】 前記（Ｂ１）共鳴器は、前記シングルモ
    ードゲイン領域を包囲するマルチモードクラッド層（４
    ５）を含むことを特徴とする請求項２の光ファイバ増幅
    器。
  5. 【請求項５】 前記ゲイン領域と前記クラッド層は、ス
    ター（星）型ファイバを含むことを特徴とする請求項４
    の増幅器。
  6. 【請求項６】 前記ゲイン領域は、ＮｄとＹｂからなる
    グループから選択されたレーザ発振種がドーピングされ
    ていることを特徴とする請求項５の増幅器。
  7. 【請求項７】 前記第１ダイオードレーザは、８００−
    １０００ｎｍの範囲の波長の光を生成し、 前記ポンプ信号は、１０２０−１０９０ｎｍの範囲の波
    長であり、 前記入力信号は、１５２５−１５６５ｎｍの範囲の波長
    であることを特徴とする請求項６の増幅器。
  8. 【請求項８】 前記（Ｂ３）のマルチモードファイバ領
    域（５１）は、前記レーザ手段（４９）からの光を前記
    ゲイン領域に導波するマルチモードコアを有するが、前
    記ポンプ信号をガイドするシングルモードコアは有しな
    いことを特徴とする請求項４の増幅器。
  9. 【請求項９】 前記（Ｂ２）のレーザ手段は、第２ダイ
    オードレーザ（５２）と前記第２ダイオードレーザに結
    合された第２マルチモードファイバ領域（５３）とを有
    し、 さらにシングルモード出力ファイバ（４６）と、 前記出力ファイバを前記ゲイン領域に結合し、前記第２
    マルチモードファイバ領域を前記マルチモードクラッド
    層に結合する波長分割多重化装置（６０）を有すること
    を特徴とする請求項８の増幅器。
  10. 【請求項１０】 前記波長分割多重化装置は、 直列に配置された第１と第２のレンズ装置（６２，６
    ４）と、 前記レンズ装置間に配置された波長選択性反射器（６
    ６）と を有し、 前記反射器（６６）は、前記ゲイン領域がレーザ発振波
    長で高反射性を、前記ダイオードレーザの波長で低反射
    率を示し、 前記ゲイン領域（４３）と前記出力ファイバ（３６）と
    は、前記レンズ装置の一側面に配置され、 前記第２マルチモードファイバ（５３）は、前記レンズ
    装置の他の側面に配置されることを特徴とする請求項９
    の増幅器。
  11. 【請求項１１】 前記波長分割多重化装置は、 直列に配置された第１と第２のレンズ装置（６２，６
    ４）と、 前記レンズ装置間に配置された波長選択性反射器（６
    ６）と を有し、 前記反射器（６６）は、前記ダイオードレーザの発振波
    長で高反射性を、前記ゲイン領域のレーザ発振波長で低
    反射率を示し、 前記ゲイン領域と前記第２マルチモードファイバとは、
    前記レンズ装置の一側面に配置され、 前記出力ファイバは、前記レンズ装置の他の側面に配置
    されることを特徴とする請求項９の増幅器。
  12. 【請求項１２】 （Ａ）そのドープしたコアは、ある第
    １波長の光を放出し、第２波長の光を吸収するシングル
    モード光ファイバ（４３）と、 （Ｂ）前記第２波長の光を放出する光ソース（４９）
    と、 （Ｃ）前記コアを包囲するマルチモードファイバクラッ
    ド層（４５）と、 （Ｄ）前記光ソースを前記マルチモードクラッド層に結
    合する第１マルチモードファイバ（５１）とからなるこ
    とを特徴とするファイバ光生成器（４０）。
  13. 【請求項１３】 前記シングルモードファイバ（４３）
    とマルチモードファイバクラッド層（４５）とは、スタ
    ーファイバ内に含まれることを特徴とする請求項１２の
    光生成器。
  14. 【請求項１４】 前記コアは、ＮｄとＹｂからなるグル
    ープから選択されたレーザ発振種がドーピングされてい
    ることを特徴とする請求項１３の光生成器。
  15. 【請求項１５】 前記シングルモードファイバを含む共
    鳴器を形成する一対の離間したファイバグレーティング
    反射器（４２，４４）を含みレーザとして用いられる請
    求項１２の光生成器。
  16. 【請求項１６】 前記光ソースは、第１ダイオードレー
    ザであることを特徴とする請求項１２の光生成器。
  17. 【請求項１７】 前記第１ダイオードレーザは、８００
    −１０００ｎｍの範囲の波長でレーザ発振することを特
    徴とする請求項１６の光生成器。
  18. 【請求項１８】 前記ドープされたコアは、１０２０−
    １０９０ｎｍの範囲の波長の光を放出することを特徴と
    する請求項１５の光生成器。
  19. 【請求項１９】 前記（Ｂ）の光ソースは、それに結合
    された第２ダイオードレーザ（５２）と第２マルチモー
    ドファイバ（５３）とを有し、 さらに出力パス（４６）と、 前記出力パスを前記シングルモードファイバに結合し、
    前記第２マルチモードファイバを前記マルチモードクラ
    ッド層に結合する波長分割多重化装置（６０）とをさら
    に有することを特徴とする請求項１６の光生成器。
  20. 【請求項２０】 前記波長分割多重化装置は、 直列に配置された第１と第２のレンズ装置（６２，６
    ４）と、 前記レンズ装置間に配置された波長選択性反射器（６
    ６）とを有し、 前記反射器（６６）は、前記シングルモードコアが発光
    する波長で高反射率を有し、前記ダイオードレーザが発
    光する波長で低反射率を有し、 前記シングルモードファイバと前記出力パスとは、前記
    レンズ装置の一側面に配置され、 前記第２マルチモードファイバは、前記レンズ装置の他
    の側面に配置されることを特徴とする請求項１９の光生
    成器。
  21. 【請求項２１】 前記波長分割多重化装置は、 直列に配置された第１と第２のレンズ装置（６２，６
    ４）と、 前記レンズ装置間に配置された波長選択性反射器（６
    ６）とを有し、 前記反射器（６６）は、前記ダイオードレーザの発振波
    長で高反射性を有し、前記シングルモードコアが発光す
    る波長で低反射率を有し、 前記ゲイン領域と前記第２マルチモードファイバとは、
    前記レンズ装置の一側面に配置され、 前記出力ファイバは、前記レンズ装置の他の側面に配置
    されることを特徴とする請求項１９の光生成器。
JP9146788A 1996-06-07 1997-06-04 光ファイバ増幅器 Pending JPH1056227A (ja)

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