JPH112727A - 光ファイバフィルタ及び光ファイバ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 波長選択フィルタとして、複雑な装置を使わ
ずに製造できる簡易な構造で構成される光ファイバフィ
ルタ、及びこれを接続してなる光ファイバ増幅器の提
供。 【解決手段】 ファイバ１（１）の両端に、コア屈折率
が異なるファイバ２（２）とファイバ３（３）を接続
し、ファイバ２（２）またはファイバ３（３）から光を
ファイバ１（１）に入射させて、前記光を波長により選
択的に透過・反射させてなる光ファイバフィルタ、及び
希土類添加光ファイバの一部に、前記光ファイバフィル
タを接続してなる光ファイバ増幅器。

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フィル
タ、特に簡易な構造で波長選択フィルタとしての機能を
有する光ファイバフィルタ及びこれを接続してなる光フ
ァイバ増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信における、不要な波長の
光を除去したり、必要な波長の光だけを透過させたいと
きに用いる波長選択フィルタとしては、光ファイバを水
素処理した後紫外線を照射することによりファイバ中に
周期的な屈折率変化を形成させた所謂ファイバグレーテ
ィングを有するものが報告されている（AT＆T Electron
ics Letters 24th June 1993 Vol.29 No.13,pp1191-119
2 、1994年電子情報通信学会, C208「水素処理ファイバ
を用いた高反射率ファイバグレーティングの作製」住友
電気工業（株）参照）。このようにして作製されたデバ
イスは波長選択フィルタとしての働きを有するが、この
方法は高圧の水素処理装置、高強度レーザーなど大がか
りな装置と長い処理時間を必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、波長選択フ
ィルタの製造において上記のような大がかりで複雑な装
置と長い処理時間を必要としない方法が要望されてい
る。従って、本発明は、波長選択フィルタとして、複雑
な装置を使わずに製造できる簡易な構造で構成される光
ファイバフィルタ、及びこれを接続してなる光ファイバ
増幅器の提供を課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバフ
ィルタにおいてファイバ１の両端に、コア屈折率が異な
るファイバ２とファイバ３を接続し、ファイバ２または
ファイバ３から光をファイバ１に入射させて、前記光を
波長により選択的に透過・反射させることを特徴とする
もの、及び光ファイバ増幅器において、希土類添加光フ
ァイバの一部に前記光ファイバフィルタを接続してなる
ことを特徴とするものである。本発明の光ファイバフィ
ルタは、上記の簡単な構造で波長選択フィルタとしての
機能をもたせることができ、紫外線照射装置、マスクな
どの装置のような大がかりで複雑な装置を必要としない
ので製造が容易で、しかも信頼性が高く、またこの光フ
ァイバフィルタを接続した希土類添加光ファイバ増幅器
は波長間の利得が平坦化するという作用効果を奏するも
のである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明を図１に基づいて詳細に説
明する。図１は本発明の光ファイバフィルタの実施の形
態の一例の概略縦断面図であり、ファイバ１の両端にコ
アの屈折率が異なるファイバ２とファイバ３が界面４、
５を介して縦列接続されている。ファイバ１はコア11と
クラッド21よりなり、グレーテッドインデックスマルチ
モードファイバが好ましく、ファイバ２はコア12とクラ
ッド22よりなり、またファイバ３はコア13とクラッド23
よりなり、いずれも光を通過させる作用効果を有するも
のであればよく、ステップインデックスシングルモード
ファイバが好ましい。またファイバ２とファイバ３は、
同一のタイプでも、異なるタイプでもよい。ファイバ１
とファイバ２またはファイバ３の接続はアーク放電によ
る融着接続が好ましい。このように構成された光ファイ
バフィルタは、一種のファブリペロー型の共振器構造を
形成し、これに波長の異なる光を入射させると、ファイ
バ１において光はファイバ界面４と界面５の間で多数回
反射し、反射回数の異なる透過光同士が互いに干渉し合
い、ファイバ１の屈折率、長さにより決定されるある波
長の光が透過または反射される。その一例の、波長と出
力強度の関係を図２に示した。

【０００６】またファイバ１のファイバ長を変えた場
合、出力強度の極大ピーク周期がどのように変化するか
を調べたところ、図３の結果が得られた。図３は横軸に
ファイバ１のファイバ長、縦軸に周期波長を示したもの
で、図によると、ファイバ長を長くすると周期波長間隔
が狭くなっていき、短いと広くなっていく。

【０００７】図４は本発明の光ファイバフィルタの実施
の形態の他の例の概略縦断面図であり、前記のファイバ
１を、ファイバ２をはさんで、長手方向に（ａ）２段、
（ｂ）３段と多段に接続したものである。また、図５は
段数を１、２、３、段と変化させた時の波長と出力強度
の関係を示したもので、図によると、段数を１段から２
段、３段と多くすることによりフィルタの波長選択性が
向上する。

【０００８】希土類添加光ファイバ増幅器は、エルビウ
ムの誘導放出と吸収により増幅特性が決定され、増幅特
性は波長依存性を持っている。波長多重通信用に光増幅
器を用いるには、波長間で利得特性が同等であることが
必要であり、利得の波長依存性を小さくする目的で、フ
ィルタによる利得の平坦化が報告されている。そこで、
次に、本発明の光ファイバフィルタを希土類添加光ファ
イバ増幅器に接続し、利得の波長依存性を調べた。

【０００９】図６は光ファイバフィルタを希土類添加光
ファイバ増幅器に接続した本発明の光ファイバ増幅器の
配置図の一例であり、光ファイバフィルタ６、希土類添
加光ファイバ７、励起光源８、カプラ14が図のように配
置される。信号光９は図のように入射されて、励起光10
と合波されて、希土類添加光ファイバ７によって増幅さ
れ、光ファイバフィルタ６を経由して出射される。

【００１０】図７は本発明の光ファイバフィルタをエル
ビウム添加光ファイバ増幅器の後段に接続した場合の、
エルビウム添加光ファイバの波長による利得特性を示し
たもので、図によると、光ファイバフィルタを接続する
ことによって利得が波長間で平坦化されていることがわ
かる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）まず外径125 μm 、長さ10cm、最大比屈折
率差Δｎ＝１％のグレーテッドインデックスマルチモー
ドファイバよりなるファイバ１の一方の端と、外径125
μm、長さ10cm、比屈折率差Δｎ＝0.3 ％のステップイ
ンデックスシングルモードファイバよりなるファイバ２
を融着接続機Type-85SE （住友電光社製商品名）を用い
て、アーク放電で接続した。次いで、ファイバ１の他の
端にファイバ２と同じ光ファイバよりなるファイバ３を
同様にしてアーク放電で融着接続し光ファイバフィルタ
を作製した。この光ファイバフィルタの一端から白色光
を入射させ、出力光を光スペクトラムアナライザAQ-631
0B（安藤電気社製商品名）を用いて測定した。その結果
を図２に示すが、図によるとピーク波長は1,400nm と1,
550nm 付近で周期波長は約150nm であった。以上の結果
より、この光ファイバフィルタは光ファイバ通信におい
て優れた波長選択性が期待される。

【００１２】（実施例２）実施例１で用いたファイバ
１、２、３を、図４に示す様に接続して、ファイバ１を
長手方向に多段に接続した光ファイバフィルタを作製し
た。この際、ファイバ１の段数を１段（図１）、２段
（図４（ａ））、３段（図４（ｂ））とした光ファイバ
フィルタを作製し、実施例１と同様に白色光による光ス
ペクトルを測定したところ、図５に示す結果が得られ
た。図によると、ピーク波長の位置は１段の場合の1,40
0nm と1,550nm から、２段、３段では1,370nm と1,500n
m に移動し、また１段の時よりも２段、３段とすること
により、波長選択性の向上が見られた。以上の結果よ
り、このファイバ１の段数を１段、２段、３段とした光
ファイバフィルタは光ファイバ通信において優れた波長
選択性が期待される。

【００１３】（実施例３）実施例１で得られた光ファイ
バフィルタ４を、図６に示す様に、光ファイバ増幅器に
後段で接続し、波長1,530nm 、1,535nm 、1,540nm 、1,
545nm 、1,550nm、1,555nm 、1,560nm 、1,565nm 、1,5
70nm についての利得を測定した。なおこの時の入力は
−20dBm であった。また比較のために光ファイバフィル
タ４を接続しない場合についても行った。結果を図７に
示した。図より、光ファイバフィルタ４を接続した場合
は、波長1,530nm から1,565nm で利得が平坦化している
が、光ファイバフィルタ４を接続しなかった場合は、波
長1,530nm 、1,535nm で利得が大きくなった。

【００１４】

【発明の効果】本発明によると、簡易な構造で波長選択
フィルタとしての機能をもたせることができ、紫外線照
射装置、マスクなどの装置、部材が不要であるため、製
造が容易で、フィルタとしての信頼性が高い光ファイバ
フィルタが得られ、この光ファイバフィルタを光ファイ
バ増幅器に接続することによって利得を波長間で平坦化
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバフィルタの一例を示した概
略縦断面図である。

【図２】本発明の光ファイバフィルタによる出力光強度
のスペクトルを示した図である。

【図３】本発明の光ファイバフィルタのファイバ１のフ
ァイバ長と周期波長の関係を示した図である。

【図４】本発明の光ファイバフィルタの、ファイバ１を
ファイバ２をはさんで長手方向に、（ａ）は２段に、
（ｂ）は３段に縦列接続した例を示した概略縦断面図で
ある。

【図５】本発明の多段光ファイバフィルタによる出力光
強度のスペクトルを示した図である。

【図６】本発明の光ファイバ増幅器の配置図の一例を示
した図である。

【図７】本発明の光ファイバフィルタをエルビウム添加
光ファイバ増幅器の後段に接続した場合と接続しない場
合の、波長による利得特性を示した図である。

【符号の説明】

１…ファイバ１ ２…ファイバ２ ３…ファイバ３ ４、５…界面 ６…光ファイバフィルタ ７…希土類添加光ファイバ ８…励起光源 ９…信号光 10…励起光 11、12、13…コア 14…カプラ 21、22、23…クラッド

フロントページの続き (72)発明者 城田 政明 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 神屋 和雄 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファイバ１の両端に、コア屈折率が異な
   るファイバ２とファイバ３を縦列接続し、ファイバ２ま
   たはファイバ３から光をファイバ１に入射させて、前記
   光を波長により選択的に透過・反射させることを特徴と
   する光ファイバフィルタ。
2. 【請求項２】 ファイバ１を、ファイバ２をはさんで、
   長手方向に多段に縦列接続した請求項１に記載の光ファ
   イバフィルタ。
3. 【請求項３】 ファイバ１がグレーテッドインデックス
   マルチモードファイバであり、ファイバ２、ファイバ３
   がシングルモードファイバである請求項１または２のい
   ずれかに記載の光ファイバフィルタ。
4. 【請求項４】 ファイバ１とファイバ２またはファイバ
   ３がアーク放電によって接続されている請求項１〜３の
   いずれかに記載の光ファイバフィルタ。
5. 【請求項５】 希土類添加光ファイバの一部に、請求項
   １〜４のいずれかに記載の光ファイバフィルタを接続し
   てなることを特徴とする光ファイバ増幅器。