JPH11251663A - 希土類添加光増幅ファイバ、および複数波長励起光増幅器と光通信システム - Google Patents
希土類添加光増幅ファイバ、および複数波長励起光増幅器と光通信システムInfo
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- JPH11251663A JPH11251663A JP10045995A JP4599598A JPH11251663A JP H11251663 A JPH11251663 A JP H11251663A JP 10045995 A JP10045995 A JP 10045995A JP 4599598 A JP4599598 A JP 4599598A JP H11251663 A JPH11251663 A JP H11251663A
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- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長の異なる複数の励起光により、効率よく
伝送光を増幅することができる希土類添加光増幅ファイ
バと、これを用いた複数励起光増幅器などの光通信シス
テムを提供する。 【解決手段】 その長さ方向に、波長の異なる複数の励
起光にそれぞれ対応した、それぞれの励起光の増幅効率
が最大となる最適化カットオフ波長を有する部分を備
え、これらの最適化カットオフ波長を有する部分の相互
間は、一方の最適化カットオフ波長から他方の最適化カ
ットオフ波長に向かって、連続的にカットオフ波長が変
化している希土類添加光増幅ファイバを構成し、この希
土類添加光増幅ファイバと、複数の波長の異なる励起光
光源を組み合わせて、複数波長励起光増幅器とする。
伝送光を増幅することができる希土類添加光増幅ファイ
バと、これを用いた複数励起光増幅器などの光通信シス
テムを提供する。 【解決手段】 その長さ方向に、波長の異なる複数の励
起光にそれぞれ対応した、それぞれの励起光の増幅効率
が最大となる最適化カットオフ波長を有する部分を備
え、これらの最適化カットオフ波長を有する部分の相互
間は、一方の最適化カットオフ波長から他方の最適化カ
ットオフ波長に向かって、連続的にカットオフ波長が変
化している希土類添加光増幅ファイバを構成し、この希
土類添加光増幅ファイバと、複数の波長の異なる励起光
光源を組み合わせて、複数波長励起光増幅器とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は希土類添加光増幅フ
ァイバに係り、特に波長の異なる複数の励起光によって
信号光の増幅を行うのに適した希土類添加光増幅ファイ
バと、これを用いた複数波長励起光増幅器と光通信シス
テムに関する。
ァイバに係り、特に波長の異なる複数の励起光によって
信号光の増幅を行うのに適した希土類添加光増幅ファイ
バと、これを用いた複数波長励起光増幅器と光通信シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】エルビウム（Ｅｒ）、ネオジウム（Ｎ
ｄ）などの希土類元素が添加されたガラスからなるコア
を有する希土類添加光増幅ファイバを使用した光増幅器
は、高速性、低雑音性に優れており、近年、光通信シス
テムに多用されている。光増幅器は、希土類添加光増幅
ファイバに、半導体レーザなどの励起光光源から、添加
されている希土類元素に対応した特定波長の励起光を入
力することによって、前記希土類元素が励起されて生じ
る誘導放出現象を利用したものである。なかでもＥｒを
用いたエルビウムドープ光ファイバ（以下ＥＤＦと記
す）は１．５μｍ帯の信号光の増幅に適している。
ｄ）などの希土類元素が添加されたガラスからなるコア
を有する希土類添加光増幅ファイバを使用した光増幅器
は、高速性、低雑音性に優れており、近年、光通信シス
テムに多用されている。光増幅器は、希土類添加光増幅
ファイバに、半導体レーザなどの励起光光源から、添加
されている希土類元素に対応した特定波長の励起光を入
力することによって、前記希土類元素が励起されて生じ
る誘導放出現象を利用したものである。なかでもＥｒを
用いたエルビウムドープ光ファイバ（以下ＥＤＦと記
す）は１．５μｍ帯の信号光の増幅に適している。
【０００３】ＥＤＦを用いた光増幅器においては、一般
に０．９８μｍ帯の励起光あるいは１．４８μｍ帯の励
起光によって励起される。０．９８μｍ帯の励起光を用
いる場合、完全な反転分布が実現できるため、理論限界
である３ｄＢに近い値の雑音指数が得られる。このた
め、１．４８μｍ帯の励起光を用いる場合と比較して、
雑音指数を小さくすることができるという利点がある。
一方１．４８μｍ帯の励起光を用いる場合、０．９８μ
ｍ帯の励起光を用いる場合と比較して、ＥＤＦの飽和出
力（最大出力）を大きくすることができ、大きい光出力
が得られるという利点がある。このため低雑音、高出力
というふたつの特性を同時に得るには、０．９８μｍ帯
の励起光を希土類添加光増幅ファイバの前方（信号入力
側）から入力して前方励起をするとともに、１．４８μ
ｍ帯の励起光を希土類添加光増幅ファイバの後方（信号
出力側）から入力して後方励起を行うように構成した、
２波長（複数波長）励起光増幅器が有効であることが知
られている。
に０．９８μｍ帯の励起光あるいは１．４８μｍ帯の励
起光によって励起される。０．９８μｍ帯の励起光を用
いる場合、完全な反転分布が実現できるため、理論限界
である３ｄＢに近い値の雑音指数が得られる。このた
め、１．４８μｍ帯の励起光を用いる場合と比較して、
雑音指数を小さくすることができるという利点がある。
一方１．４８μｍ帯の励起光を用いる場合、０．９８μ
ｍ帯の励起光を用いる場合と比較して、ＥＤＦの飽和出
力（最大出力）を大きくすることができ、大きい光出力
が得られるという利点がある。このため低雑音、高出力
というふたつの特性を同時に得るには、０．９８μｍ帯
の励起光を希土類添加光増幅ファイバの前方（信号入力
側）から入力して前方励起をするとともに、１．４８μ
ｍ帯の励起光を希土類添加光増幅ファイバの後方（信号
出力側）から入力して後方励起を行うように構成した、
２波長（複数波長）励起光増幅器が有効であることが知
られている。
【０００４】図２は、２波長励起光増幅器の一例を示す
概略構成図である。図中符号１は光伝送路であり、この
光伝送路１の途中に、希土類添加光増幅ファイバ２が設
けられている。また、この希土類添加光増幅ファイバ２
の前方には、第１の励起用レーザ（励起光光源）３ａが
第１のカプラ３ｂを介して光伝送路１に接続されてお
り、後方には、第２の励起用レーザ（励起光光源）４ａ
が第２のカプラ４ｂを介して光伝送路１に接続されてい
る。光伝送路１は、例えば１．５μｍ帯用の分散シフト
光ファイバであり、希土類添加光増幅ファイバ２はＥＤ
Ｆである。また、前記第１の励起用レーザ３ａ，第２の
励起用レーザ４ａとしては、例えば半導体レーザなどが
用いられ、前記第１の励起用レーザ３ａは０．９８μｍ
帯の励起光を発生し、第２の励起用レーザ４ａは１．４
８μｍ帯の励起光を発生するものである。さらに、第１
のカプラ３ｂの前方と、第２のカプラ４ｂの後方には、
それぞれアイソレータ５，５が設けられて、この２波長
励起光増幅器が構成されている。
概略構成図である。図中符号１は光伝送路であり、この
光伝送路１の途中に、希土類添加光増幅ファイバ２が設
けられている。また、この希土類添加光増幅ファイバ２
の前方には、第１の励起用レーザ（励起光光源）３ａが
第１のカプラ３ｂを介して光伝送路１に接続されてお
り、後方には、第２の励起用レーザ（励起光光源）４ａ
が第２のカプラ４ｂを介して光伝送路１に接続されてい
る。光伝送路１は、例えば１．５μｍ帯用の分散シフト
光ファイバであり、希土類添加光増幅ファイバ２はＥＤ
Ｆである。また、前記第１の励起用レーザ３ａ，第２の
励起用レーザ４ａとしては、例えば半導体レーザなどが
用いられ、前記第１の励起用レーザ３ａは０．９８μｍ
帯の励起光を発生し、第２の励起用レーザ４ａは１．４
８μｍ帯の励起光を発生するものである。さらに、第１
のカプラ３ｂの前方と、第２のカプラ４ｂの後方には、
それぞれアイソレータ５，５が設けられて、この２波長
励起光増幅器が構成されている。
【０００５】この２波長励起光増幅器においては、光伝
送路１に入力された１．５μｍ帯の信号光が、第１の励
起用レーザ３ａから第１のカプラ３ｂを介して希土類添
加光増幅ファイバ２に入力される０．９８μｍ帯の励起
光と、第２の励起用レーザ４ａから第２のカプラ４ｂを
介して希土類添加光増幅ファイバ２に入力される１．４
８μｍ帯の励起光とによって増幅されて、光伝送路１か
ら出力されるようになっている。
送路１に入力された１．５μｍ帯の信号光が、第１の励
起用レーザ３ａから第１のカプラ３ｂを介して希土類添
加光増幅ファイバ２に入力される０．９８μｍ帯の励起
光と、第２の励起用レーザ４ａから第２のカプラ４ｂを
介して希土類添加光増幅ファイバ２に入力される１．４
８μｍ帯の励起光とによって増幅されて、光伝送路１か
ら出力されるようになっている。
【０００６】また、希土類添加光増幅ファイバは利得の
波長依存性を有しおり、ひとつの波長の励起光を用いて
希土類添加光増幅ファイバの励起を行う場合には、光出
力と利得の波長特性とが連動するため、これらを独立し
て制御することができない。しかしながら上述の２波長
励起光増幅器においては、０．９８μｍ帯の励起光の光
パワーと１．４８μｍ帯の励起光の光パワーとを個別に
調整することによって、希土類添加光増幅ファイバの光
出力と利得の波長特性とを独立して制御することができ
ることが、以下の文献（１）に記載されている。これは
波長多重伝送を行う際に、有利な技術である。 文献（１）：宿南 他、「０．９８μｍ帯と１．４８μ
ｍ帯両波長励起によるＥＤＦＡの多波長一括増幅特
性」、１９９５年電子情報通信学会総合大会、B-1096
波長依存性を有しおり、ひとつの波長の励起光を用いて
希土類添加光増幅ファイバの励起を行う場合には、光出
力と利得の波長特性とが連動するため、これらを独立し
て制御することができない。しかしながら上述の２波長
励起光増幅器においては、０．９８μｍ帯の励起光の光
パワーと１．４８μｍ帯の励起光の光パワーとを個別に
調整することによって、希土類添加光増幅ファイバの光
出力と利得の波長特性とを独立して制御することができ
ることが、以下の文献（１）に記載されている。これは
波長多重伝送を行う際に、有利な技術である。 文献（１）：宿南 他、「０．９８μｍ帯と１．４８μ
ｍ帯両波長励起によるＥＤＦＡの多波長一括増幅特
性」、１９９５年電子情報通信学会総合大会、B-1096
【０００７】ところで希土類添加光増幅ファイバにおい
て、光増幅に関わるのは、コア内に分布している希土類
元素のイオン（以下希土類イオンと記す）である。一
方、励起光の光パワーは、コア中心部で大きく、光ファ
イバの外周にむかって、放射状に弱くなるエネルギー分
布を有する。増幅効率を向上させるには、できるだけ前
記希土類イオンの分布範囲（コア）と、前記励起光のパ
ワー分布が大きい範囲が一致していると好ましい。ここ
で、光ファイバのカットオフ波長は、後述する通り、コ
ア径などの関数なので、カットオフ波長が変化すると前
記パワー分布が変化する。そこで、希土類添加光増幅フ
ァイバには、前記の条件を最適に満たし、前記励起光に
よる増幅効率を最大にすることができるカットオフ波長
が存在する。以下、この励起光による増幅効率を最大に
することができるカットオフ波長を、最適化カットオフ
波長とよぶ。
て、光増幅に関わるのは、コア内に分布している希土類
元素のイオン（以下希土類イオンと記す）である。一
方、励起光の光パワーは、コア中心部で大きく、光ファ
イバの外周にむかって、放射状に弱くなるエネルギー分
布を有する。増幅効率を向上させるには、できるだけ前
記希土類イオンの分布範囲（コア）と、前記励起光のパ
ワー分布が大きい範囲が一致していると好ましい。ここ
で、光ファイバのカットオフ波長は、後述する通り、コ
ア径などの関数なので、カットオフ波長が変化すると前
記パワー分布が変化する。そこで、希土類添加光増幅フ
ァイバには、前記の条件を最適に満たし、前記励起光に
よる増幅効率を最大にすることができるカットオフ波長
が存在する。以下、この励起光による増幅効率を最大に
することができるカットオフ波長を、最適化カットオフ
波長とよぶ。
【０００８】図３は、理論計算によって求められたカッ
トオフ波長と増幅効率の関係を示すグラフである。この
グラフは以下の文献（２）から引用したものである。 文献（２）：B. Pedersen,et al., “Dsign of erbium
doped fibre amplifiersfor 980 nm and 1480 nm pumpi
ng”,IEEE Photon Technol. Lett., vol.3, no.6, p.54
8, 1991
トオフ波長と増幅効率の関係を示すグラフである。この
グラフは以下の文献（２）から引用したものである。 文献（２）：B. Pedersen,et al., “Dsign of erbium
doped fibre amplifiersfor 980 nm and 1480 nm pumpi
ng”,IEEE Photon Technol. Lett., vol.3, no.6, p.54
8, 1991
【０００９】グラフは開口数（ＮＡ）、０．１，０．１
５，…，０．３５，０．４の値ごとに示されている。実
線は励起光の波長が０．９８μｍ帯の場合であり、破線
は励起光の波長が１．４８μｍ帯の場合である。増幅効
率が最大値をとるピークの頂点の最適化カットオフ波長
を、同じ開口数のグラフ毎に比較すると、０．９８μｍ
帯の最適化カットオフ波長は０．８μｍ付近、１．４８
μｍ帯の最適化カットオフ波長は０．９μｍ付近で、そ
の差は約０．１μｍであることがわかる。通常、１本の
希土類添加光増幅ファイバは、その全長にわたってカッ
トオフ波長が一定である。したがって、複数波長励起光
増幅器に用いる希土類添加光増幅ファイバは、励起光の
いずれかひとつの最適化カットオフ波長を有するものが
選択して用いられる。このためひとつの励起光に関して
は最大増幅率が得られるが、他の励起光に関しては最大
増幅効率が得られず、それぞれの励起光の利点を十分に
発揮させることができないという問題がある。
５，…，０．３５，０．４の値ごとに示されている。実
線は励起光の波長が０．９８μｍ帯の場合であり、破線
は励起光の波長が１．４８μｍ帯の場合である。増幅効
率が最大値をとるピークの頂点の最適化カットオフ波長
を、同じ開口数のグラフ毎に比較すると、０．９８μｍ
帯の最適化カットオフ波長は０．８μｍ付近、１．４８
μｍ帯の最適化カットオフ波長は０．９μｍ付近で、そ
の差は約０．１μｍであることがわかる。通常、１本の
希土類添加光増幅ファイバは、その全長にわたってカッ
トオフ波長が一定である。したがって、複数波長励起光
増幅器に用いる希土類添加光増幅ファイバは、励起光の
いずれかひとつの最適化カットオフ波長を有するものが
選択して用いられる。このためひとつの励起光に関して
は最大増幅率が得られるが、他の励起光に関しては最大
増幅効率が得られず、それぞれの励起光の利点を十分に
発揮させることができないという問題がある。
【００１０】例えば図２に示す２波長励起光増幅器にお
いて、希土類添加光増幅ファイバ２の前方側を０．９８
μｍ帯の最適化カットオフ波長を有する希土類添加光増
幅ファイバから構成し、後方側を１．４８μｍ帯の最適
化カットオフ波長を有する希土類添加光増幅ファイバか
ら構成する方法が考えられる。しかし、この場合は構成
が複雑で、組立に手間がかかる。またカットオフ波長
は、例えばコア径の変化などによって調整する。したが
って、コア径の異なる２本の希土類添加光増幅ファイバ
を接続すると、接続損失が大きくなるなどの問題があ
る。
いて、希土類添加光増幅ファイバ２の前方側を０．９８
μｍ帯の最適化カットオフ波長を有する希土類添加光増
幅ファイバから構成し、後方側を１．４８μｍ帯の最適
化カットオフ波長を有する希土類添加光増幅ファイバか
ら構成する方法が考えられる。しかし、この場合は構成
が複雑で、組立に手間がかかる。またカットオフ波長
は、例えばコア径の変化などによって調整する。したが
って、コア径の異なる２本の希土類添加光増幅ファイバ
を接続すると、接続損失が大きくなるなどの問題があ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情に鑑
みてなされたもので、波長の異なる複数の励起光によ
り、効率よく伝送光を増幅することができる希土類添加
光増幅ファイバと、これを用いた複数励起光増幅器など
の光通信システムを提供することを課題とする。
みてなされたもので、波長の異なる複数の励起光によ
り、効率よく伝送光を増幅することができる希土類添加
光増幅ファイバと、これを用いた複数励起光増幅器など
の光通信システムを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１の発明は、希土類元素が添加されたコ
アを有し、励起光によって増幅を行うための希土類添加
光増幅ファイバであって、その長さ方向に、カットオフ
波長が変化していることを特徴とする希土類添加光増幅
ファイバである。第２の発明は、希土類元素が添加され
たコアを有し、波長の異なる複数の励起光によって増幅
を行うための希土類添加光増幅ファイバであって、その
長さ方向に、前記複数の励起光にそれぞれ対応した、そ
れぞれの励起光の増幅効率が最大となる最適化カットオ
フ波長を有する部分を備え、該最適化カットオフ波長を
有する部分の相互間は、一方の最適化カットオフ波長か
ら他方の最適化カットオフ波長に向かって、連続的にカ
ットオフ波長が変化していることを特徴とする希土類添
加光増幅ファイバである。第３の発明は、希土類添加光
増幅ファイバと、波長の異なる複数の励起光光源を有す
る複数波長励起光増幅器であって、前記希土類添加光増
幅ファイバは、前記第１の発明または第２の発明の希土
類添加光増幅ファイバであることを特徴とする複数波長
励起光増幅器である。第４の発明は、前記第１の発明ま
たは第２の発明の希土類添加光増幅ファイバを用いたこ
とを特徴とする光通信システムである。
に、本発明の第１の発明は、希土類元素が添加されたコ
アを有し、励起光によって増幅を行うための希土類添加
光増幅ファイバであって、その長さ方向に、カットオフ
波長が変化していることを特徴とする希土類添加光増幅
ファイバである。第２の発明は、希土類元素が添加され
たコアを有し、波長の異なる複数の励起光によって増幅
を行うための希土類添加光増幅ファイバであって、その
長さ方向に、前記複数の励起光にそれぞれ対応した、そ
れぞれの励起光の増幅効率が最大となる最適化カットオ
フ波長を有する部分を備え、該最適化カットオフ波長を
有する部分の相互間は、一方の最適化カットオフ波長か
ら他方の最適化カットオフ波長に向かって、連続的にカ
ットオフ波長が変化していることを特徴とする希土類添
加光増幅ファイバである。第３の発明は、希土類添加光
増幅ファイバと、波長の異なる複数の励起光光源を有す
る複数波長励起光増幅器であって、前記希土類添加光増
幅ファイバは、前記第１の発明または第２の発明の希土
類添加光増幅ファイバであることを特徴とする複数波長
励起光増幅器である。第４の発明は、前記第１の発明ま
たは第２の発明の希土類添加光増幅ファイバを用いたこ
とを特徴とする光通信システムである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、希土類元素としてＥｒを
用いた、本発明の希土類添加光増幅ファイバの一例にお
ける、その一方の端部から他方の端部に向かって、長さ
方向にそうカットオフ波長分布を示したグラフである。
この希土類添加光増幅ファイバは、例えば図２に示す構
成の複数（２波長）励起光増幅器に好適なものである。
この希土類添加光増幅ファイバにおいて、一方の端部の
カットオフ波長は、０．９８μｍ帯の励起光の最大増幅
効率が得られるように最適化され、０．８μｍとされて
いる。他方の端部は、１．４８μｍ帯の励起光の最大増
幅効率が得られるように最適化され、０．９μｍとされ
ている。そして、この希土類添加光増幅ファイバ全体の
カットオフ波長は、０．９８μｍ帯の最適化カットオフ
波長である０．８μｍから、１．４８μｍ帯の最適化カ
ットオフ波長である０．９μｍに向かって、長さ方向に
そって連続的に変化している。
用いた、本発明の希土類添加光増幅ファイバの一例にお
ける、その一方の端部から他方の端部に向かって、長さ
方向にそうカットオフ波長分布を示したグラフである。
この希土類添加光増幅ファイバは、例えば図２に示す構
成の複数（２波長）励起光増幅器に好適なものである。
この希土類添加光増幅ファイバにおいて、一方の端部の
カットオフ波長は、０．９８μｍ帯の励起光の最大増幅
効率が得られるように最適化され、０．８μｍとされて
いる。他方の端部は、１．４８μｍ帯の励起光の最大増
幅効率が得られるように最適化され、０．９μｍとされ
ている。そして、この希土類添加光増幅ファイバ全体の
カットオフ波長は、０．９８μｍ帯の最適化カットオフ
波長である０．８μｍから、１．４８μｍ帯の最適化カ
ットオフ波長である０．９μｍに向かって、長さ方向に
そって連続的に変化している。
【００１４】カットオフ波長を変化させるには、上述の
ように、例えばコア径、コアの屈折率、コアとクラッド
との比屈折率差などを変化させる方法がある。カットオ
フ波長とコア径、コアの屈折率、コアとクラッドとの比
屈折率差との関係は、以下の式で表される。 λc＝２πａｎ1（２Δ）1/2／２．４０５ 式中λcはカットオフ波長、ａはコア半径、ｎ1はコアの
屈折率、Δは屈折率差を示す。
ように、例えばコア径、コアの屈折率、コアとクラッド
との比屈折率差などを変化させる方法がある。カットオ
フ波長とコア径、コアの屈折率、コアとクラッドとの比
屈折率差との関係は、以下の式で表される。 λc＝２πａｎ1（２Δ）1/2／２．４０５ 式中λcはカットオフ波長、ａはコア半径、ｎ1はコアの
屈折率、Δは屈折率差を示す。
【００１５】したがって、例えばこの例の希土類添加光
増幅ファイバは、一方の端部においては、カットオフ波
長が０．８μｍとなるように前記式から定められたコア
径が設定され、他方の端部においては、カットオフ波長
が０．９μｍとなるように前記式から定められたコア径
が設定され、前記一方の端部から他方の端部に向かっ
て、コア径がテーパ状に連続的に変化している。
増幅ファイバは、一方の端部においては、カットオフ波
長が０．８μｍとなるように前記式から定められたコア
径が設定され、他方の端部においては、カットオフ波長
が０．９μｍとなるように前記式から定められたコア径
が設定され、前記一方の端部から他方の端部に向かっ
て、コア径がテーパ状に連続的に変化している。
【００１６】この希土類添加光増幅ファイバは、コア
と、このコアの外周に設けられたクラッドとからなり、
コアは、例えば１００〜３０００ｐｐｍのＥｒが添加さ
れたガラスから形成され、クラッドはＥｒが添加されて
いないガラスから形成されている。前記ガラスとして
は、石英ガラス、あるいは、フッ化ジルコニウム、フッ
化カルシウムなどのフッ化物ガラスなどを用いることが
できる。
と、このコアの外周に設けられたクラッドとからなり、
コアは、例えば１００〜３０００ｐｐｍのＥｒが添加さ
れたガラスから形成され、クラッドはＥｒが添加されて
いないガラスから形成されている。前記ガラスとして
は、石英ガラス、あるいは、フッ化ジルコニウム、フッ
化カルシウムなどのフッ化物ガラスなどを用いることが
できる。
【００１７】本発明の希土類添加光増幅ファイバは、例
えば以下のようにして製造することができる。最初にＶ
ＡＤ法によって、コアとなる円柱状の多孔質体を作製
し、この多孔質体を塩化エルビウムなどのＥｒ化合物の
水溶液中に浸漬して、この多孔質体中に前記Ｅｒ化合物
を含浸し、加熱して透明ガラス化し、コア用ガラスロッ
ドとする。ついでこのコア用ガラスロッド上にＶＡＤ法
などによってガラス粒子を積層し、クラッドとなる多孔
質層を形成し、これを加熱し、透明ガラス化してプリフ
ォームとする。そして、このプリフォームを溶融紡糸
（線引き）する際に、ファイバ外径が、その長さ方向に
徐々に変化するように、線引き張力などを連続的に変化
させながら線引きする。ファイバ外径が変化すると、こ
れに伴って中心部のコア径も変化し、この結果カットオ
フ波長が連続的に変化した希土類添加光増幅ファイバを
製造することができる。
えば以下のようにして製造することができる。最初にＶ
ＡＤ法によって、コアとなる円柱状の多孔質体を作製
し、この多孔質体を塩化エルビウムなどのＥｒ化合物の
水溶液中に浸漬して、この多孔質体中に前記Ｅｒ化合物
を含浸し、加熱して透明ガラス化し、コア用ガラスロッ
ドとする。ついでこのコア用ガラスロッド上にＶＡＤ法
などによってガラス粒子を積層し、クラッドとなる多孔
質層を形成し、これを加熱し、透明ガラス化してプリフ
ォームとする。そして、このプリフォームを溶融紡糸
（線引き）する際に、ファイバ外径が、その長さ方向に
徐々に変化するように、線引き張力などを連続的に変化
させながら線引きする。ファイバ外径が変化すると、こ
れに伴って中心部のコア径も変化し、この結果カットオ
フ波長が連続的に変化した希土類添加光増幅ファイバを
製造することができる。
【００１８】この希土類添加光増幅ファイバは、光増幅
器において複数の励起光を用いる場合に、各々の励起光
に対応した最適化カットオフ波長を有する部分が、その
長さ方向において、少なくとも１箇所ずつ存在してお
り、さらにこれらの異なる最適化カットオフ波長を有す
る部分の相互間のカットオフ波長が、その長さ方向にお
いて連続的に変化しているものである。このため、例え
ば図２に示す構成の２波長励起光増幅器において、その
長さ方向においてカットオフ波長が一定の、通常の希土
類添加光増幅ファイバを用いる場合より、複数の波長の
異なる励起光の利点を生かし、全体の増幅効率を向上さ
せることができる。また、この希土類添加光増幅ファイ
バは、通常１本で複数の励起光に対応することができる
ので、構成が簡単である。また、通常の希土類添加光増
幅ファイバと同様にして連続的に製造することができ
る。
器において複数の励起光を用いる場合に、各々の励起光
に対応した最適化カットオフ波長を有する部分が、その
長さ方向において、少なくとも１箇所ずつ存在してお
り、さらにこれらの異なる最適化カットオフ波長を有す
る部分の相互間のカットオフ波長が、その長さ方向にお
いて連続的に変化しているものである。このため、例え
ば図２に示す構成の２波長励起光増幅器において、その
長さ方向においてカットオフ波長が一定の、通常の希土
類添加光増幅ファイバを用いる場合より、複数の波長の
異なる励起光の利点を生かし、全体の増幅効率を向上さ
せることができる。また、この希土類添加光増幅ファイ
バは、通常１本で複数の励起光に対応することができる
ので、構成が簡単である。また、通常の希土類添加光増
幅ファイバと同様にして連続的に製造することができ
る。
【００１９】本発明においては、励起光に対応した最適
化カットオフ波長を有する部分の長さと、カットオフ波
長が連続的に変化している部分の長さは、特に限定する
ものではなく、要求される特性などによって変化させる
ことができる。最適化カットオフ波長を有する部分は、
上述の例のように、光通信システムに組み込まれる希土
類添加光増幅ファイバの両端部に設けられていてもよい
し、希土類添加光増幅ファイバの途中に設けられていて
もよい。また、本発明において、希土類元素はＥｒに限
らず、信号光の波長などによって、Ｎｄなどを用いるこ
とができる。また本発明の希土類添加光増幅ファイバ
は、複数波長励起光増幅器に好適に用いられ、この複数
波長励起光増幅器は、各種の光通信システムに挿入して
用いることができる。
化カットオフ波長を有する部分の長さと、カットオフ波
長が連続的に変化している部分の長さは、特に限定する
ものではなく、要求される特性などによって変化させる
ことができる。最適化カットオフ波長を有する部分は、
上述の例のように、光通信システムに組み込まれる希土
類添加光増幅ファイバの両端部に設けられていてもよい
し、希土類添加光増幅ファイバの途中に設けられていて
もよい。また、本発明において、希土類元素はＥｒに限
らず、信号光の波長などによって、Ｎｄなどを用いるこ
とができる。また本発明の希土類添加光増幅ファイバ
は、複数波長励起光増幅器に好適に用いられ、この複数
波長励起光増幅器は、各種の光通信システムに挿入して
用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明において、希
土類添加光増幅ファイバは、複数の異なる波長の励起光
の増幅効率がそれぞれ最大となる、最適化カットオフ波
長を有する部分を備えているので、ひとつのカットオフ
波長を有する通常の希土類添加光増幅ファイバを用いた
場合と比較して、複数の励起光の利点を生かし、全体の
増幅効率を向上させることができる。また、本発明にお
いては、通常１本の希土類添加光増幅ファイバで複数の
励起光に対応することができるので、構成が簡単であ
る。また、通常の希土類添加光増幅ファイバと同様にし
て連続的に製造することができる。
土類添加光増幅ファイバは、複数の異なる波長の励起光
の増幅効率がそれぞれ最大となる、最適化カットオフ波
長を有する部分を備えているので、ひとつのカットオフ
波長を有する通常の希土類添加光増幅ファイバを用いた
場合と比較して、複数の励起光の利点を生かし、全体の
増幅効率を向上させることができる。また、本発明にお
いては、通常１本の希土類添加光増幅ファイバで複数の
励起光に対応することができるので、構成が簡単であ
る。また、通常の希土類添加光増幅ファイバと同様にし
て連続的に製造することができる。
【図１】 本発明の希土類添加光増幅ファイバの一例に
おける、その一方の端部から他方の端部に向かって、長
さ方向にそうカットオフ波長分布を示したグラフであ
る。
おける、その一方の端部から他方の端部に向かって、長
さ方向にそうカットオフ波長分布を示したグラフであ
る。
【図２】 ２波長（複数波長）励起光増幅器の一例を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【図３】 理論計算によって求められたカットオフ波長
と増幅効率の関係を示すグラフである。
と増幅効率の関係を示すグラフである。
１…光伝送路、２…希土類添加光増幅ファイバ、３ａ…
第１の励起用レーザ（励起光光源）、３ｂ…第１のカプ
ラ、４ａ…第２の励起用レーザ（励起光光源）、４ｂ…
第２のカプラ。
第１の励起用レーザ（励起光光源）、３ｂ…第１のカプ
ラ、４ａ…第２の励起用レーザ（励起光光源）、４ｂ…
第２のカプラ。
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類元素が添加されたコアを有し、励
起光によって増幅を行うための希土類添加光増幅ファイ
バであって、 その長さ方向に、カットオフ波長が変化していることを
特徴とする希土類添加光増幅ファイバ。 - 【請求項２】 希土類元素が添加されたコアを有し、波
長の異なる複数の励起光によって増幅を行うための希土
類添加光増幅ファイバであって、 その長さ方向に、前記複数の励起光にそれぞれ対応し
た、それぞれの励起光の増幅効率が最大となる最適化カ
ットオフ波長を有する部分を備え、 該最適化カットオフ波長を有する部分の相互間は、一方
の最適化カットオフ波長から他方の最適化カットオフ波
長に向かって、連続的にカットオフ波長が変化している
ことを特徴とする希土類添加光増幅ファイバ。 - 【請求項３】 希土類添加光増幅ファイバと、波長の異
なる複数の励起光光源を有する複数波長励起光増幅器で
あって、 前記希土類添加光増幅ファイバは、請求項１または２に
記載の希土類添加光増幅ファイバであることを特徴とす
る複数波長励起光増幅器。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の希土類添加光
増幅ファイバを用いたことを特徴とする光通信システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045995A JPH11251663A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 希土類添加光増幅ファイバ、および複数波長励起光増幅器と光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045995A JPH11251663A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 希土類添加光増幅ファイバ、および複数波長励起光増幅器と光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11251663A true JPH11251663A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12734703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10045995A Withdrawn JPH11251663A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 希土類添加光増幅ファイバ、および複数波長励起光増幅器と光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11251663A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8976347B2 (en) | 2011-08-03 | 2015-03-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspection apparatus |
| JP2017041515A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及びそれを用いた光ファイバ増幅器 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP10045995A patent/JPH11251663A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8976347B2 (en) | 2011-08-03 | 2015-03-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspection apparatus |
| JP2017041515A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及びそれを用いた光ファイバ増幅器 |
| US9673589B2 (en) | 2015-08-18 | 2017-06-06 | Fujikura Ltd. | Amplification optical fiber and optical fiber amplifier |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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