JPH11195829A - 広帯域光出力装置 - Google Patents
広帯域光出力装置Info
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- JPH11195829A JPH11195829A JP80598A JP80598A JPH11195829A JP H11195829 A JPH11195829 A JP H11195829A JP 80598 A JP80598 A JP 80598A JP 80598 A JP80598 A JP 80598A JP H11195829 A JPH11195829 A JP H11195829A
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- optical
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- band
- fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高パワーの広帯域光が出力可能な広帯域光出
力装置を提供する。 【解決手段】 本広帯域光出力装置においては、第１光
カプラ２が光源１からの広帯域光を波長毎に分割し、そ
れぞれの光増幅器３Ａ，３Ｂが異なる波長利得特性で分
割された光を増幅し、第２光カプラ４が増幅された複数
波長の光を合成するため、高パワーの広帯域光が出力さ
れる。
力装置を提供する。 【解決手段】 本広帯域光出力装置においては、第１光
カプラ２が光源１からの広帯域光を波長毎に分割し、そ
れぞれの光増幅器３Ａ，３Ｂが異なる波長利得特性で分
割された光を増幅し、第２光カプラ４が増幅された複数
波長の光を合成するため、高パワーの広帯域光が出力さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広い波長範囲の光
を出力する広帯域光出力装置に関する。
を出力する広帯域光出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】零分散光ファイバに高出力超短パルス光
を入射させると、光ファイバの非線形性によるカー効果
によって、入力パルス光の波長の両側に連続的なスペク
トルを有する広帯域光が発生する。広帯域光は、例え
ば、「第２１回ＥＣＯＣ（European Conference on O
ptical Communication）予稿集，ｐ．８２１−８２
８，１９９５」に記載されている。同文献に記載の広帯
域光出力装置は、モードロックしたファイバレーザから
波長１５４２ｎｍ、時間半値幅３．３ｐｓ、繰り返し周
波数６．３ＧＨｚのパルス光を光アンプで１．７Ｗにま
で増幅し、増幅された光を長さ３．０ｋｍの偏波保持フ
ァイバに入力している。偏波保持ファイバからは、１５
４２ｎｍ前後２００ｎｍの波長範囲において連続スペク
トルを有する広帯域光、所謂「スーパーコンティニウ
ム」光が出力される。また、上記高出力の入力パルス光
には通常ソリトン光が適用される。
を入射させると、光ファイバの非線形性によるカー効果
によって、入力パルス光の波長の両側に連続的なスペク
トルを有する広帯域光が発生する。広帯域光は、例え
ば、「第２１回ＥＣＯＣ（European Conference on O
ptical Communication）予稿集，ｐ．８２１−８２
８，１９９５」に記載されている。同文献に記載の広帯
域光出力装置は、モードロックしたファイバレーザから
波長１５４２ｎｍ、時間半値幅３．３ｐｓ、繰り返し周
波数６．３ＧＨｚのパルス光を光アンプで１．７Ｗにま
で増幅し、増幅された光を長さ３．０ｋｍの偏波保持フ
ァイバに入力している。偏波保持ファイバからは、１５
４２ｎｍ前後２００ｎｍの波長範囲において連続スペク
トルを有する広帯域光、所謂「スーパーコンティニウ
ム」光が出力される。また、上記高出力の入力パルス光
には通常ソリトン光が適用される。
【０００３】同文献では別の例として、波長１５３５．
５ｎｍ、半値幅２．２ｐｓ、繰り返し周波数６．３ＧＨ
ｚ、ピーク強度２．４Ｗのパルス光を入力させ、１５３
５．５ｎｍ前後２００ｎｍの波長範囲において連続スペ
クトルを有する広帯域光を出力する旨も開示されてい
る。
５ｎｍ、半値幅２．２ｐｓ、繰り返し周波数６．３ＧＨ
ｚ、ピーク強度２．４Ｗのパルス光を入力させ、１５３
５．５ｎｍ前後２００ｎｍの波長範囲において連続スペ
クトルを有する広帯域光を出力する旨も開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ソ
リトン光による光ファイバの非線形性を利用した広帯域
光出力装置では、スペクトル幅が２００ｎｍ前後の範囲
でコヒーレントな光を得ることができる反面、その出力
は−３０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍであり、このような広帯
域光を光通信分野等に用いるには更にその出力パワーを
増加させる必要がある。勿論、光ファイバの非線形効率
を高めれば、出力パワーを増加させることができるが、
この場合には得られる光のスペクトル幅が狭くなる。
リトン光による光ファイバの非線形性を利用した広帯域
光出力装置では、スペクトル幅が２００ｎｍ前後の範囲
でコヒーレントな光を得ることができる反面、その出力
は−３０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍであり、このような広帯
域光を光通信分野等に用いるには更にその出力パワーを
増加させる必要がある。勿論、光ファイバの非線形効率
を高めれば、出力パワーを増加させることができるが、
この場合には得られる光のスペクトル幅が狭くなる。
【０００５】したがって、上記のようにソリトン光を用
いて発生させた広帯域コヒーレント光を実際に利用する
には、広帯域出力装置の後段側に光増幅器を継続して出
力パワーを増加させる手法が考えられる。光増幅器の利
得特性は波長依存性を有している。光増幅器としては、
入力側光ファイバからの出力光を直接増幅ファイバに導
入することができるため、光ファイバ増幅器が有望であ
ると考えられている。
いて発生させた広帯域コヒーレント光を実際に利用する
には、広帯域出力装置の後段側に光増幅器を継続して出
力パワーを増加させる手法が考えられる。光増幅器の利
得特性は波長依存性を有している。光増幅器としては、
入力側光ファイバからの出力光を直接増幅ファイバに導
入することができるため、光ファイバ増幅器が有望であ
ると考えられている。
【０００６】光ファイバ増幅器への入力光の波長帯域は
非常に広いため、可能な限り広帯域の光増幅器を用いる
ことが望ましい。
非常に広いため、可能な限り広帯域の光増幅器を用いる
ことが望ましい。
【０００７】例えば「１９９５年電子情報通信学会エレ
クトクスソサイエティ大会予稿集、Ｃ−２２１」ではジ
ルコニウム（Ｚｒ）系フッ化物ガラスを使用したもの
が、「１９９７年度Optical Fiber Conference ＰＤ
１」ではテルライト（Ｔｅ）系ガラス母材を使用したも
のが、「１９９７年度Optical Fiber Conference Ｐ
Ｄ３」では強力な第2の励起光源を使用したものが開示
されている。Ｚｒ系のガラスを用いた場合では１５２５
ｎｍ〜１５７０ｎｍで、Ｔｅ系の材料を用いたものでは
１５３５〜１６１０ｎｍで、強力な第２の励起光源を備
えたものでは１５７０〜１６００ｎｍで利得を有する増
幅が得られている。
クトクスソサイエティ大会予稿集、Ｃ−２２１」ではジ
ルコニウム（Ｚｒ）系フッ化物ガラスを使用したもの
が、「１９９７年度Optical Fiber Conference ＰＤ
１」ではテルライト（Ｔｅ）系ガラス母材を使用したも
のが、「１９９７年度Optical Fiber Conference Ｐ
Ｄ３」では強力な第2の励起光源を使用したものが開示
されている。Ｚｒ系のガラスを用いた場合では１５２５
ｎｍ〜１５７０ｎｍで、Ｔｅ系の材料を用いたものでは
１５３５〜１６１０ｎｍで、強力な第２の励起光源を備
えたものでは１５７０〜１６００ｎｍで利得を有する増
幅が得られている。
【０００８】しかしながら、上記増幅器の増幅波長帯域
は依然として狭く、したがって、ソリトン光を非線形光
ファイバに導入することによって広帯域光を発生させて
も、これを後段の上記光増幅器に導入すると、出力光の
波長帯域が光増幅器の波長利得特性によって制限されて
しまい、実用上有効な広帯域光出力装置を実現すること
はできなかった。
は依然として狭く、したがって、ソリトン光を非線形光
ファイバに導入することによって広帯域光を発生させて
も、これを後段の上記光増幅器に導入すると、出力光の
波長帯域が光増幅器の波長利得特性によって制限されて
しまい、実用上有効な広帯域光出力装置を実現すること
はできなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る広帯域光出力装置は、広帯域の光を出
力する光源と、光源からの光を複数の波長帯毎に分割す
る第１光カプラと、複数の波長帯に分割されたそれぞれ
の光を異なる波長利得特性でそれぞれ増幅する複数の光
増幅器と、複数の光増幅器の出力を合成する第２光カプ
ラとを備える。
め、本発明に係る広帯域光出力装置は、広帯域の光を出
力する光源と、光源からの光を複数の波長帯毎に分割す
る第１光カプラと、複数の波長帯に分割されたそれぞれ
の光を異なる波長利得特性でそれぞれ増幅する複数の光
増幅器と、複数の光増幅器の出力を合成する第２光カプ
ラとを備える。
【００１０】本広帯域光出力装置においては、第１光カ
プラは広帯域光を波長毎に分割し、それぞれの光増幅器
は異なる波長利得特性で分割された光を増幅し、第２光
カプラは増幅された複数波長の光を合成するため、高パ
ワーの広帯域光を出力することができる。なお、各光増
幅器における利得は、第２光カプラによる光合成後のパ
ワーが略等しくなるように設定されることが望ましい
が、光増幅器の波長利得特性を種々異ならせることによ
り所望のスペクトル分布の広帯域光を得ることもでき
る。
プラは広帯域光を波長毎に分割し、それぞれの光増幅器
は異なる波長利得特性で分割された光を増幅し、第２光
カプラは増幅された複数波長の光を合成するため、高パ
ワーの広帯域光を出力することができる。なお、各光増
幅器における利得は、第２光カプラによる光合成後のパ
ワーが略等しくなるように設定されることが望ましい
が、光増幅器の波長利得特性を種々異ならせることによ
り所望のスペクトル分布の広帯域光を得ることもでき
る。
【００１１】光源から出力される広帯域光は、少なくと
も波長帯域が１００ｎｍ以上であり、好ましくは２００
ｎｍ以上である。この広帯域の光を出力する上記光源
は、入力光の波長帯域よりも広い波長帯域の光を出力す
る非線形光ファイバを含み、非線形光ファイバの出力端
は第１光カプラの入力端に結合していることが好まし
い。この場合、非線形光ファイバは、入力光の波長帯域
を増加させて出力する。なお、非線形光ファイバへの入
力光は、モードロックされたファイバリングレーザから
の出力光を用いることが好ましい。
も波長帯域が１００ｎｍ以上であり、好ましくは２００
ｎｍ以上である。この広帯域の光を出力する上記光源
は、入力光の波長帯域よりも広い波長帯域の光を出力す
る非線形光ファイバを含み、非線形光ファイバの出力端
は第１光カプラの入力端に結合していることが好まし
い。この場合、非線形光ファイバは、入力光の波長帯域
を増加させて出力する。なお、非線形光ファイバへの入
力光は、モードロックされたファイバリングレーザから
の出力光を用いることが好ましい。
【００１２】また、それぞれの光増幅器は、励起光源か
らの励起光によって入力光を増幅する希土類元素添加フ
ァイバを備え、それぞれの励起光源の強度は異なること
が好ましい。希土類元素添加ファイバは、コアにフッ素
（Ｆ）及びエルビウム（Ｅｒ）が共添加されたシリカガ
ラスからなるものを用いることが好ましい。また、希土
類元素添加ファイバとして、テルル（Ｔｅ）の添加され
たガラスを用いることもできる。
らの励起光によって入力光を増幅する希土類元素添加フ
ァイバを備え、それぞれの励起光源の強度は異なること
が好ましい。希土類元素添加ファイバは、コアにフッ素
（Ｆ）及びエルビウム（Ｅｒ）が共添加されたシリカガ
ラスからなるものを用いることが好ましい。また、希土
類元素添加ファイバとして、テルル（Ｔｅ）の添加され
たガラスを用いることもできる。
【００１３】光増幅器における波長利得特性を異ならせ
るためには、希土類元素と共に添加される例えばアルミ
ニウム（Ａｌ）やリン（Ｐ）等の共添加物の比率を変え
る、又は添加される希土類元素の種類や比率を変えれば
よい。これにより、希土類元素添加ファイバ自体の波長
利得特性が可変し、各光増幅器における波長利得特性を
異ならせることができる。また、それぞれの光増幅器
は、励起光源からの励起光によって入力光を増幅する希
土類元素添加ファイバを備え、それぞれの励起光源の強
度は異なることとしてもよい。この場合には、希土類元
素添加ファイバ自体の波長利得特性を互いに異ならせる
必要はなく。光増幅器全体として分割された波長毎の利
得が略等しくなるように励起光強度を設定すればよい。
るためには、希土類元素と共に添加される例えばアルミ
ニウム（Ａｌ）やリン（Ｐ）等の共添加物の比率を変え
る、又は添加される希土類元素の種類や比率を変えれば
よい。これにより、希土類元素添加ファイバ自体の波長
利得特性が可変し、各光増幅器における波長利得特性を
異ならせることができる。また、それぞれの光増幅器
は、励起光源からの励起光によって入力光を増幅する希
土類元素添加ファイバを備え、それぞれの励起光源の強
度は異なることとしてもよい。この場合には、希土類元
素添加ファイバ自体の波長利得特性を互いに異ならせる
必要はなく。光増幅器全体として分割された波長毎の利
得が略等しくなるように励起光強度を設定すればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る広帯域光
出力装置について説明する。同一要素又は同一機能を有
する要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明
は省略する。
出力装置について説明する。同一要素又は同一機能を有
する要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明
は省略する。
【００１５】図１は、実施の形態に係る広帯域光出力装
置を示す。本広帯域光出力装置は、広帯域の白色光を出
力する光源１と、光源１からの光を複数の波長帯毎に分
割する第１光カプラ２と、複数の波長帯に分割されたそ
れぞれの光を異なる波長利得特性でそれぞれ増幅する複
数の光増幅器３Ａ，３Ｂと、複数の光増幅器３Ａ，３Ｂ
の出力を合成する第２光カプラ４とを備える。なお、本
広帯域光出力装置は、必要に応じて第２カプラ４の後段
側に光学フィルタ５を接続し、出力光中の不要な波長成
分を除去又は減衰させる。なお、光学フィルタ５は、第
２カプラ４の前段側に配置してもよい。
置を示す。本広帯域光出力装置は、広帯域の白色光を出
力する光源１と、光源１からの光を複数の波長帯毎に分
割する第１光カプラ２と、複数の波長帯に分割されたそ
れぞれの光を異なる波長利得特性でそれぞれ増幅する複
数の光増幅器３Ａ，３Ｂと、複数の光増幅器３Ａ，３Ｂ
の出力を合成する第２光カプラ４とを備える。なお、本
広帯域光出力装置は、必要に応じて第２カプラ４の後段
側に光学フィルタ５を接続し、出力光中の不要な波長成
分を除去又は減衰させる。なお、光学フィルタ５は、第
２カプラ４の前段側に配置してもよい。
【００１６】第１光カプラ２は広帯域の光を波長毎に分
割し、それぞれの光増幅器３Ａ，３Ｂは異なる波長利得
特性で分割された光を増幅し、第２光カプラ４は増幅さ
れた複数波長の光を合成する。したがって、第２光カプ
ラからは高パワーの広帯域光が出力される。
割し、それぞれの光増幅器３Ａ，３Ｂは異なる波長利得
特性で分割された光を増幅し、第２光カプラ４は増幅さ
れた複数波長の光を合成する。したがって、第２光カプ
ラからは高パワーの広帯域光が出力される。
【００１７】広帯域光源１は、狭帯域のコヒーレント光
を出力する狭帯域光源１ａと、狭帯域光源１ａから出力
された狭帯域光の帯域を広げる非線形光ファイバ１ｂと
を備えている。狭帯域光源１ａは、従来から知られるモ
ードロック光ファイバレーザであり、例えば、「Electr
onics Letter ｖｏｌ．３１（１９９５）ｐ．３７
７」に記載されている。この狭帯域光源１ａは、偏波保
持エルビウム添加ファイバＥＤＦ、偏波保持分散シフト
ファイバ、光アイソレータ、誘電体変調器、光学フィル
タによって形成された光リングを備える。光リング中を
周回する光の位相を変調器によって自己帰還させると、
光リングをキャビティとするレーザパルス光が生成され
る。光リングから出力されたレーザパルス光は、分散を
減少させる特性を有する光ファイバ中を通過させられる
ことによって狭幅化され、これを光増幅器で増幅して、
極狭、高出力、高繰返しのレーザパルス光が狭帯域光源
１ａから出力される。
を出力する狭帯域光源１ａと、狭帯域光源１ａから出力
された狭帯域光の帯域を広げる非線形光ファイバ１ｂと
を備えている。狭帯域光源１ａは、従来から知られるモ
ードロック光ファイバレーザであり、例えば、「Electr
onics Letter ｖｏｌ．３１（１９９５）ｐ．３７
７」に記載されている。この狭帯域光源１ａは、偏波保
持エルビウム添加ファイバＥＤＦ、偏波保持分散シフト
ファイバ、光アイソレータ、誘電体変調器、光学フィル
タによって形成された光リングを備える。光リング中を
周回する光の位相を変調器によって自己帰還させると、
光リングをキャビティとするレーザパルス光が生成され
る。光リングから出力されたレーザパルス光は、分散を
減少させる特性を有する光ファイバ中を通過させられる
ことによって狭幅化され、これを光増幅器で増幅して、
極狭、高出力、高繰返しのレーザパルス光が狭帯域光源
１ａから出力される。
【００１８】狭帯域光源１ａからの狭帯域レーザパルス
光が入力される非線形光ファイバ１ｂは、分散値が大き
く非線形性の高い光ファイバであり、入力光の波長帯域
を広げて出力する。非線形光ファイバ１ｂから出力され
る光は、所謂スーパーコンティニウム光と呼称され、そ
の波長帯域が１００ｎｍ以上であり、分散値を調整する
ことにより２００ｎｍ以上、すなわち、レーザ発振波長
の前後１００ｎｍ程度にわたる広い波長帯域の白色光で
ある。なお、非線形光ファイバ１ｂとしては、コアとク
ラッドの比屈折率を高めたファイバや、分散シフトファ
イバ、分散フラットファイバ等を用いることができる。
光が入力される非線形光ファイバ１ｂは、分散値が大き
く非線形性の高い光ファイバであり、入力光の波長帯域
を広げて出力する。非線形光ファイバ１ｂから出力され
る光は、所謂スーパーコンティニウム光と呼称され、そ
の波長帯域が１００ｎｍ以上であり、分散値を調整する
ことにより２００ｎｍ以上、すなわち、レーザ発振波長
の前後１００ｎｍ程度にわたる広い波長帯域の白色光で
ある。なお、非線形光ファイバ１ｂとしては、コアとク
ラッドの比屈折率を高めたファイバや、分散シフトファ
イバ、分散フラットファイバ等を用いることができる。
【００１９】図２は、非線形光ファイバ１ｂに入力され
る入力光Ｘ及び非線形光ファイバ１ｂから出力される出
力光Ｙの波長−強度特性を示すグラフである。入力光Ｘ
は中心波長λ0の狭帯域レーザパルス光であり、出力光
Ｙは中心波長をλ0として波長帯域２００ｎｍ以上の広
帯域レーザパルス光である。
る入力光Ｘ及び非線形光ファイバ１ｂから出力される出
力光Ｙの波長−強度特性を示すグラフである。入力光Ｘ
は中心波長λ0の狭帯域レーザパルス光であり、出力光
Ｙは中心波長をλ0として波長帯域２００ｎｍ以上の広
帯域レーザパルス光である。
【００２０】第１カプラ２は、波長λ1から波長略λ0ま
での波長帯域Δλ1、及び波長略λ0から波長λ2までの
波長帯域Δλ2毎に出力光Ｙを分割する。光増幅器３
Ａ，３Ｂはそれぞれ波長帯域Δλ1及びΔλ2成分を増幅
する。波長帯域Δλ1及びΔλ2は、それぞれ少なくとも
３０ｎｍ以上である。本広帯域光出力装置においては、
個々の光増幅器３Ａ，３Ｂの増幅帯域は、出力光Ｙの波
長帯域よりも狭いが、第２カプラ４によって増幅された
それぞれの波長帯域の光を合波するため、広い波長帯域
にわたって高強度の出力光を得ることができる。
での波長帯域Δλ1、及び波長略λ0から波長λ2までの
波長帯域Δλ2毎に出力光Ｙを分割する。光増幅器３
Ａ，３Ｂはそれぞれ波長帯域Δλ1及びΔλ2成分を増幅
する。波長帯域Δλ1及びΔλ2は、それぞれ少なくとも
３０ｎｍ以上である。本広帯域光出力装置においては、
個々の光増幅器３Ａ，３Ｂの増幅帯域は、出力光Ｙの波
長帯域よりも狭いが、第２カプラ４によって増幅された
それぞれの波長帯域の光を合波するため、広い波長帯域
にわたって高強度の出力光を得ることができる。
【００２１】なお、本実施の形態においては増幅部ＡＭ
Ｐに２つの光増幅器３Ａ，３Ｂを用いたが、これは図３
に示すように３つ以上であってもよい。この場合、第１
カプラ２は、入力光Ｙを３つの波長帯域に分割し、各光
増幅器３Ａ，３Ｂ，３Ｃは分割されたそれぞれの波長帯
域毎の成分を増幅し、第２カプラ４は増幅された成分を
合成して出力する。
Ｐに２つの光増幅器３Ａ，３Ｂを用いたが、これは図３
に示すように３つ以上であってもよい。この場合、第１
カプラ２は、入力光Ｙを３つの波長帯域に分割し、各光
増幅器３Ａ，３Ｂ，３Ｃは分割されたそれぞれの波長帯
域毎の成分を増幅し、第２カプラ４は増幅された成分を
合成して出力する。
【００２２】上記光増幅器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの波長利得
特性には種々の組合わせが考えられる。基本的には、図
１に示すような２つの光増幅器３Ａ，３Ｂを並列接続し
て用いる場合、図３に示すように各増幅器内の波長帯域
Δλ1及びΔλ2内の利得係数が略等しくなるように波長
利得特性を設定すればよい。この場合、図４に示すよう
に、増幅された各波長帯域Δλ1及びΔλ2を合成した出
力光の強度は、波長λ1からλ2にわたる広い波長帯域に
おいて略一定となる。同様に、ｎ個の光増幅器を並列接
続して用いる場合、第１カプラ２ではｎ個の波長帯域
（Δλ1，Δλ2,・・・Δλn）に広帯域入力光Ｙを分割
し、各増幅器内の波長帯域（Δλ1，Δλ2,・・・Δ
λn）内の増幅利得係数が略等しくなるように波長利得
特性を設定すればよい。
特性には種々の組合わせが考えられる。基本的には、図
１に示すような２つの光増幅器３Ａ，３Ｂを並列接続し
て用いる場合、図３に示すように各増幅器内の波長帯域
Δλ1及びΔλ2内の利得係数が略等しくなるように波長
利得特性を設定すればよい。この場合、図４に示すよう
に、増幅された各波長帯域Δλ1及びΔλ2を合成した出
力光の強度は、波長λ1からλ2にわたる広い波長帯域に
おいて略一定となる。同様に、ｎ個の光増幅器を並列接
続して用いる場合、第１カプラ２ではｎ個の波長帯域
（Δλ1，Δλ2,・・・Δλn）に広帯域入力光Ｙを分割
し、各増幅器内の波長帯域（Δλ1，Δλ2,・・・Δ
λn）内の増幅利得係数が略等しくなるように波長利得
特性を設定すればよい。
【００２３】２つの光増幅器３Ａ，３Ｂを並列接続した
場合において、各増幅器内の波長帯域Δλ1及びΔλ2内
の利得係数が大きく異なる場合、増幅された各波長帯域
Δλ1及びΔλ2を合成した出力光の強度は、一方の波長
帯域内の出力光強度が他方と大きく異なることとなる。
この場合には、図１に示したように第２光カプラ４の後
段又は前段側に前記一方の波長帯域内の成分を選択的に
減衰させる光フィルタ５を挿入し、最終的な出力光強度
が広波長帯域にわたって略一定、すなわち、広帯域光の
波長帯域内の出力光強度偏差が２ｄＢ以下となるように
する。なお、上述の光増幅器３Ａ，３Ｂ，３Ｃとして
は、光ファイバ増幅器が好ましい。
場合において、各増幅器内の波長帯域Δλ1及びΔλ2内
の利得係数が大きく異なる場合、増幅された各波長帯域
Δλ1及びΔλ2を合成した出力光の強度は、一方の波長
帯域内の出力光強度が他方と大きく異なることとなる。
この場合には、図１に示したように第２光カプラ４の後
段又は前段側に前記一方の波長帯域内の成分を選択的に
減衰させる光フィルタ５を挿入し、最終的な出力光強度
が広波長帯域にわたって略一定、すなわち、広帯域光の
波長帯域内の出力光強度偏差が２ｄＢ以下となるように
する。なお、上述の光増幅器３Ａ，３Ｂ，３Ｃとして
は、光ファイバ増幅器が好ましい。
【００２４】図６は、光ファイバ増幅器である光増幅器
３Ａの構成を示す。光ファイバ増幅器３Ａは、励起光
（ポンプ光）を出力する励起光源３Ａ1と、励起光及び
第１カプラからの特定波長帯域の信号光を合成する光合
分波器（ＷＤＭ）３Ａ2と、ＷＤＭ３Ａ2から出力される
励起光及び信号光が共に導入される増幅ファイバ３Ａ3
とを備える。増幅ファイバ３Ａ3は、希土類元素が添加
されたシリカガラスからなるファイバであって、これを
通過する信号光を増幅させて出力する。なお、上述の残
りの光増幅器３Ｂ，３Ｃが光ファイバ増幅器である場
合、その構成は光増幅器３Ａの構成と比較して、その波
長利得特性が異なる点のみが異なり、他の構成は同一で
ある。
３Ａの構成を示す。光ファイバ増幅器３Ａは、励起光
（ポンプ光）を出力する励起光源３Ａ1と、励起光及び
第１カプラからの特定波長帯域の信号光を合成する光合
分波器（ＷＤＭ）３Ａ2と、ＷＤＭ３Ａ2から出力される
励起光及び信号光が共に導入される増幅ファイバ３Ａ3
とを備える。増幅ファイバ３Ａ3は、希土類元素が添加
されたシリカガラスからなるファイバであって、これを
通過する信号光を増幅させて出力する。なお、上述の残
りの光増幅器３Ｂ，３Ｃが光ファイバ増幅器である場
合、その構成は光増幅器３Ａの構成と比較して、その波
長利得特性が異なる点のみが異なり、他の構成は同一で
ある。
【００２５】次に、図１に示した光増幅器３Ａ，３Ｂと
して光ファイバ増幅器を用い、第１光カプラ２によって
分割されたそれぞれの入力光波長帯域Δλ1，Δλ2にお
ける各増幅器３Ａ，３Ｂの利得係数を略等しくした第１
例について説明する。第１光増幅器３Ａとしては、その
増幅ファイバに希土類元素としてエルビウム（Ｅｒ）を
添加したＥｒ添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用い
る。第２光増幅器３Ｂとしては、その増幅ファイバに希
土類元素としてＥｒを添加したＥＤＦＡを用いる。但
し、第２光増幅器３Ｂの励起光源から増幅ファイバに導
入される励起光の強度（１ｗ以上）は、第１光増幅器３
Ａの強度（１ｗ未満）それよりも高く設定され、第２光
増幅器３Ｂは高励起ＥＤＦＡを構成する。第１光増幅器
３Ａの利得帯域は １５２０〜１５６０ｎｍ（≒Δλ
１）に渡り、第２光増幅器３Ｂのそれは１５５０ｎｍ〜
１６１０ｎｍ（≒Δλ２）に及ぶ。この場合、２つの光
増幅器３Ａ，３Ｂの合成出力は、波長１５２０〜１６１
０ｎｍにわたり、単独の増幅器では実現できなかった波
長帯域の増幅が可能となる。なお、増幅ファイバとして
は、コアにフッ素（Ｆ）及びＥｒが共添加されたシリカ
ガラスからなるものを用いることが好ましい。
して光ファイバ増幅器を用い、第１光カプラ２によって
分割されたそれぞれの入力光波長帯域Δλ1，Δλ2にお
ける各増幅器３Ａ，３Ｂの利得係数を略等しくした第１
例について説明する。第１光増幅器３Ａとしては、その
増幅ファイバに希土類元素としてエルビウム（Ｅｒ）を
添加したＥｒ添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用い
る。第２光増幅器３Ｂとしては、その増幅ファイバに希
土類元素としてＥｒを添加したＥＤＦＡを用いる。但
し、第２光増幅器３Ｂの励起光源から増幅ファイバに導
入される励起光の強度（１ｗ以上）は、第１光増幅器３
Ａの強度（１ｗ未満）それよりも高く設定され、第２光
増幅器３Ｂは高励起ＥＤＦＡを構成する。第１光増幅器
３Ａの利得帯域は １５２０〜１５６０ｎｍ（≒Δλ
１）に渡り、第２光増幅器３Ｂのそれは１５５０ｎｍ〜
１６１０ｎｍ（≒Δλ２）に及ぶ。この場合、２つの光
増幅器３Ａ，３Ｂの合成出力は、波長１５２０〜１６１
０ｎｍにわたり、単独の増幅器では実現できなかった波
長帯域の増幅が可能となる。なお、増幅ファイバとして
は、コアにフッ素（Ｆ）及びＥｒが共添加されたシリカ
ガラスからなるものを用いることが好ましい。
【００２６】次に、図１に示した光増幅器３Ａ，３Ｂと
して光ファイバ増幅器を用い、第１光カプラ２によって
分割されたそれぞれの入力光波長帯域Δλ1，Δλ2にお
ける各増幅器３Ａ，３Ｂの利得係数を異ならせた第２例
について説明する。本例では、上記第１例の第２光増幅
器３Ｂを高励起ＥＤＦＡを、増幅ファイバとしてＥｒを
添加したテルライト（Ｔｅ）系ファイバを用いたＥＤＦ
Ａに変更したものである。第２光増幅器３Ｂの利得帯域
は、１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍ（＞Δλ２）にわた
り、これら２つの光増幅器３Ａ，３Ｂの出力を合成する
ことで、波長１５２０ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長帯域内
において高出力のレーザ光を得ることが可能となる。本
例では第１増幅器と第２増幅器の利得が重畳する波長範
囲が大きいので、当該波長重複領域では合成された光出
力が大きくなり、最終的な出力光強度の波長依存性が平
坦とならない。そこで、本例では図１に示したように、
上記重複波長領域内の光出力強度を減衰させる光フィル
タ５を用いて、出力光強度の平坦性を向上させる。
して光ファイバ増幅器を用い、第１光カプラ２によって
分割されたそれぞれの入力光波長帯域Δλ1，Δλ2にお
ける各増幅器３Ａ，３Ｂの利得係数を異ならせた第２例
について説明する。本例では、上記第１例の第２光増幅
器３Ｂを高励起ＥＤＦＡを、増幅ファイバとしてＥｒを
添加したテルライト（Ｔｅ）系ファイバを用いたＥＤＦ
Ａに変更したものである。第２光増幅器３Ｂの利得帯域
は、１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍ（＞Δλ２）にわた
り、これら２つの光増幅器３Ａ，３Ｂの出力を合成する
ことで、波長１５２０ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長帯域内
において高出力のレーザ光を得ることが可能となる。本
例では第１増幅器と第２増幅器の利得が重畳する波長範
囲が大きいので、当該波長重複領域では合成された光出
力が大きくなり、最終的な出力光強度の波長依存性が平
坦とならない。そこで、本例では図１に示したように、
上記重複波長領域内の光出力強度を減衰させる光フィル
タ５を用いて、出力光強度の平坦性を向上させる。
【００２７】次に、図１に示した光増幅器３Ａ，３Ｂと
して光ファイバ増幅器を用い、第１光カプラ２によって
分割されたそれぞれの入力光波長帯域Δλ1，Δλ2にお
ける各増幅器３Ａ，３Ｂの利得帯域を大きく異ならせた
第３例について説明する。第１光増幅器３Ａをプラセオ
ジウム（Ｐｒ）を添加したシリガラスからなる増幅ファ
イバを用いた光ファイバ増幅器とし、第２光増幅器をＥ
ＤＦＡとする。
して光ファイバ増幅器を用い、第１光カプラ２によって
分割されたそれぞれの入力光波長帯域Δλ1，Δλ2にお
ける各増幅器３Ａ，３Ｂの利得帯域を大きく異ならせた
第３例について説明する。第１光増幅器３Ａをプラセオ
ジウム（Ｐｒ）を添加したシリガラスからなる増幅ファ
イバを用いた光ファイバ増幅器とし、第２光増幅器をＥ
ＤＦＡとする。
【００２８】Ｐｒを添加したファイバを用いた光増幅器
３Ａは、１．３μｍ帯の波長（１．２５〜１．３５ｎ
ｍ）成分に対し増幅感度を有する（例えば「OAA，TuA5-
1参照」）。一方、ＥＤＦＡ３Ｂは、１．５μｍの波長
成分に増幅感度を有する。したがって、これらの光増幅
器３Ａ，３Ｂを組合わせることにより、波長１．３μｍ
帯（≒Δλ１）と、１．５５μｍ帯（≒Δλ２）両方の
波長帯域の光を増幅することができる。
３Ａは、１．３μｍ帯の波長（１．２５〜１．３５ｎ
ｍ）成分に対し増幅感度を有する（例えば「OAA，TuA5-
1参照」）。一方、ＥＤＦＡ３Ｂは、１．５μｍの波長
成分に増幅感度を有する。したがって、これらの光増幅
器３Ａ，３Ｂを組合わせることにより、波長１．３μｍ
帯（≒Δλ１）と、１．５５μｍ帯（≒Δλ２）両方の
波長帯域の光を増幅することができる。
【００２９】なお、波長１．３μｍ帯においては、Ｐｒ
を添加したファイバを用いた光増幅器３Ａに代えて、半
導体光増幅器を用いることもできる。半導体光増幅器
は、小型、低価格、高信頼性を兼ね備えたデバイスであ
る。半導体光増幅器は、半導体中に反転分布を形成して
おき、この状態に外部からトリガー光を入射させると、
このトリガーが引き金となって、レーザ発振が生ずる現
象を利用するものである。したがって、このような光増
幅器３Ａ，３Ｂを組合わせることによっても、波長１．
３μｍ帯（≒Δλ１）と、１．５５μｍ帯（≒Δλ２）
両方の波長帯域の光を増幅することができる。なお、
１．５５μｍ帯については、第１及び第２例と同様に複
数の増幅器を組合わせることも可能である。
を添加したファイバを用いた光増幅器３Ａに代えて、半
導体光増幅器を用いることもできる。半導体光増幅器
は、小型、低価格、高信頼性を兼ね備えたデバイスであ
る。半導体光増幅器は、半導体中に反転分布を形成して
おき、この状態に外部からトリガー光を入射させると、
このトリガーが引き金となって、レーザ発振が生ずる現
象を利用するものである。したがって、このような光増
幅器３Ａ，３Ｂを組合わせることによっても、波長１．
３μｍ帯（≒Δλ１）と、１．５５μｍ帯（≒Δλ２）
両方の波長帯域の光を増幅することができる。なお、
１．５５μｍ帯については、第１及び第２例と同様に複
数の増幅器を組合わせることも可能である。
【００３０】さらに、波長１．３μｍ帯と１．５５μｍ
帯との間の波長帯域は、ラマン増幅器を用いて増幅する
ことができる。光ファイバ中に励起光を入力しておく
と、ラマン周波数だけ離れた波長域にストークス光が現
われる。ストークス光の波長域に一致した信号光を入力
すると、この信号光に励起光からエネルギーが伝播して
信号光が増幅される。ラマン増幅器はこの現象を利用し
て信号光を増幅する光増幅器である。
帯との間の波長帯域は、ラマン増幅器を用いて増幅する
ことができる。光ファイバ中に励起光を入力しておく
と、ラマン周波数だけ離れた波長域にストークス光が現
われる。ストークス光の波長域に一致した信号光を入力
すると、この信号光に励起光からエネルギーが伝播して
信号光が増幅される。ラマン増幅器はこの現象を利用し
て信号光を増幅する光増幅器である。
【００３１】すなわち、図３に示した光増幅器３Ａ，３
Ｂ，３Ｃとして、それぞれ、上記１．３μｍ帯光増幅
器、ラマン増幅器、１．５μｍ帯増幅器を用い、第１光
カプラ２が入力光Ｙを波長帯域Δλ１，Δλ２，Δλ３
に分割して出力する。ラマン増幅器における励起光とし
て１．０６μｍのＹＡＧレーザ光を用い、これを光ファ
イバに導入すると、波長１．３μｍ帯及び、波長１．４
〜１．５μｍ帯の光を増幅することができる。この場
合、１．４μｍ帯の光を増幅するラマン増幅器と、上記
１．３μｍ帯光増幅器及び１．５μｍ帯増幅器とが組み
合わせられているので、１．３μｍ〜１．６μｍの広帯
域コヒーレント光源１からの微弱光を増幅することがで
きる。
Ｂ，３Ｃとして、それぞれ、上記１．３μｍ帯光増幅
器、ラマン増幅器、１．５μｍ帯増幅器を用い、第１光
カプラ２が入力光Ｙを波長帯域Δλ１，Δλ２，Δλ３
に分割して出力する。ラマン増幅器における励起光とし
て１．０６μｍのＹＡＧレーザ光を用い、これを光ファ
イバに導入すると、波長１．３μｍ帯及び、波長１．４
〜１．５μｍ帯の光を増幅することができる。この場
合、１．４μｍ帯の光を増幅するラマン増幅器と、上記
１．３μｍ帯光増幅器及び１．５μｍ帯増幅器とが組み
合わせられているので、１．３μｍ〜１．６μｍの広帯
域コヒーレント光源１からの微弱光を増幅することがで
きる。
【００３２】なお、光増幅器における波長利得特性を異
ならせるためには、希土類元素と共に添加される例えば
アルミニウム（Ａｌ）やリン（Ｐ）等の共添加物の比率
を変える、又は添加される希土類元素の種類や比率を変
えれてもよい。これにより、希土類元素が添加された増
幅ファイバ自体の波長利得特性が可変し、各光増幅器に
おける波長利得特性を異ならせることができ、広帯域光
を出力することができる。また、上記光増幅器の一方の
利得帯域は１．５μｍ以上１．６５μｍ以下である。さ
らに、各光増幅器における利得は、第２光カプラ４によ
る光合成後のパワーが略等しくなるように設定されるこ
とが望ましいが、光増幅器の波長利得特性を種々異なら
せることにより所望のスペクトル分布の広帯域光を得る
こともできる。
ならせるためには、希土類元素と共に添加される例えば
アルミニウム（Ａｌ）やリン（Ｐ）等の共添加物の比率
を変える、又は添加される希土類元素の種類や比率を変
えれてもよい。これにより、希土類元素が添加された増
幅ファイバ自体の波長利得特性が可変し、各光増幅器に
おける波長利得特性を異ならせることができ、広帯域光
を出力することができる。また、上記光増幅器の一方の
利得帯域は１．５μｍ以上１．６５μｍ以下である。さ
らに、各光増幅器における利得は、第２光カプラ４によ
る光合成後のパワーが略等しくなるように設定されるこ
とが望ましいが、光増幅器の波長利得特性を種々異なら
せることにより所望のスペクトル分布の広帯域光を得る
こともできる。
【００３３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る広
帯域光出力装置においては、第１光カプラは広帯域光を
波長毎に分割し、それぞれの光増幅器は異なる波長利得
特性で分割された光を増幅し、第２光カプラは増幅され
た複数波長の光を合成するため、高パワーの広帯域光を
出力することができる。
帯域光出力装置においては、第１光カプラは広帯域光を
波長毎に分割し、それぞれの光増幅器は異なる波長利得
特性で分割された光を増幅し、第２光カプラは増幅され
た複数波長の光を合成するため、高パワーの広帯域光を
出力することができる。
【図１】実施の形態に係る広帯域光出力装置を示す図。
【図２】非線形ファイバへの入出力光の波長−強度特性
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図３】実施の形態に係る広帯域光出力装置の増幅部を
示す図。
示す図。
【図４】個々の増幅器における波長−利得係数特性を示
すグラフ。
すグラフ。
【図５】出力光の波長−出力光強度特性を示すグラフ。
【図６】光ファイバ増幅器を示す図。
１…広帯域光源、２…第１カプラ、３Ａ，３Ｂ…光増幅
器、４…第２カプラ、５…光学フィルタ。
器、４…第２カプラ、５…光学フィルタ。
Claims (3)
- 【請求項１】 広帯域の光を出力する光源と、前記光源
からの光を複数の波長帯毎に分割する第１光カプラと、
複数の波長帯に分割されたそれぞれの前記光を異なる波
長利得特性でそれぞれ増幅する複数の光増幅器と、複数
の前記光増幅器の出力を合成する第２光カプラとを備え
ることを特徴とする広帯域光出力装置。 - 【請求項２】 前記光源は、入力光の波長帯域よりも広
い波長帯域の光を出力する非線形光ファイバを含み、前
記非線形光ファイバの出力端は前記第１光カプラの入力
端に結合していることを特徴とする請求項１に記載の広
帯域光出力装置。 - 【請求項３】 それぞれの前記光増幅器は、励起光源か
らの励起光によって入力光を増幅する希土類元素添加フ
ァイバを備え、それぞれの前記励起光源の強度は異なる
ことを特徴とする請求項２に記載の広帯域光出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP80598A JPH11195829A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 広帯域光出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP80598A JPH11195829A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 広帯域光出力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11195829A true JPH11195829A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11483910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP80598A Pending JPH11195829A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 広帯域光出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11195829A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062552A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラマン増幅器および光通信システム |
| US7085041B2 (en) | 2003-06-16 | 2006-08-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Raman amplifier and optical transmission system |
| WO2012161083A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 住友電気工業株式会社 | パルス光源 |
| DE112011104617T5 (de) | 2010-12-28 | 2013-10-02 | Thk Co., Ltd. | Motorsteuerungsvorrichtung, Motorsteuerungsverfahren und Steuerungsprogramm |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP80598A patent/JPH11195829A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062552A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラマン増幅器および光通信システム |
| US7085041B2 (en) | 2003-06-16 | 2006-08-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Raman amplifier and optical transmission system |
| DE112011104617T5 (de) | 2010-12-28 | 2013-10-02 | Thk Co., Ltd. | Motorsteuerungsvorrichtung, Motorsteuerungsverfahren und Steuerungsprogramm |
| WO2012161083A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 住友電気工業株式会社 | パルス光源 |
| US9001416B2 (en) | 2011-05-24 | 2015-04-07 | Megaopto Co., Ltd. | Pulsed light source |
| JP5951601B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2016-07-13 | 株式会社メガオプト | パルス光源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040413 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061205 |