JPH11274625A - 光ファイバ増幅器とこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置 - Google Patents
光ファイバ増幅器とこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ増幅器、特に、双方向光伝送用光
増幅装置の小型化を図る。 【解決手段】 励起光を出力する励起光源と、励起光に
より信号光を光増幅する光増幅媒体とを備え、光増幅媒
体の一端から上記信号光が入力され増幅信号光が出力さ
れるようにし、光増幅媒体の他端と励起光源との間に励
起光を選択的に透過させ信号光の波長帯域にある光を選
択的に反射する光フィルタを配置する。上記光ファイバ
増幅器を上下信号光の増幅用として２台備え、４端子完
全循環型光サーキュレータにより結合されている。第１
の光入出力端で上り信号光が入力され下り増幅信号光が
出力され、第３の光入出力端で下り信号光が入力され上
り増幅信号光が出力される。第２及び第４の光入出力端
はそれぞれ第１及び第２の光増幅媒体のそれぞれの一端
に接続され、信号光と増幅信号光の光入出力を行う。光
フィルタにはファイバグレーティングが用いられる。
増幅装置の小型化を図る。 【解決手段】 励起光を出力する励起光源と、励起光に
より信号光を光増幅する光増幅媒体とを備え、光増幅媒
体の一端から上記信号光が入力され増幅信号光が出力さ
れるようにし、光増幅媒体の他端と励起光源との間に励
起光を選択的に透過させ信号光の波長帯域にある光を選
択的に反射する光フィルタを配置する。上記光ファイバ
増幅器を上下信号光の増幅用として２台備え、４端子完
全循環型光サーキュレータにより結合されている。第１
の光入出力端で上り信号光が入力され下り増幅信号光が
出力され、第３の光入出力端で下り信号光が入力され上
り増幅信号光が出力される。第２及び第４の光入出力端
はそれぞれ第１及び第２の光増幅媒体のそれぞれの一端
に接続され、信号光と増幅信号光の光入出力を行う。光
フィルタにはファイバグレーティングが用いられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の光ファイバ増幅器お
よびこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置は、光通信
装置において信号光を直接光増幅する光ファイバ増幅器
の構成に関する。
よびこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置は、光通信
装置において信号光を直接光増幅する光ファイバ増幅器
の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】長距離光ファイバ通信システムでは、伝
送路ファイバ内で減衰した信号光を増幅するための光中
継装置が用いられる。光中継装置としては、希土類添加
光ファイバを増幅媒体として信号光を直接増幅する光フ
ァイバ増幅器が広く知られている。
送路ファイバ内で減衰した信号光を増幅するための光中
継装置が用いられる。光中継装置としては、希土類添加
光ファイバを増幅媒体として信号光を直接増幅する光フ
ァイバ増幅器が広く知られている。
【０００３】光ファイバ増幅器では、希土類添加光ファ
イバを励起して光増幅作用を行わせるための励起光を信
号光と共に希土類添加光ファイバに導く必要がある。こ
のため、光ファイバ増幅器を構成するためには、従来は
信号光と励起光とを合波するための波長合波器、いわゆ
る光合波器が必要となる。すなわち、図８に示されるよ
うに、従来の光ファイバ増幅器は、励起光を出力する励
起光源４０７と、光増幅媒体である希土類添加光ファイ
バ４０５に加え、励起光と信号光とを合波して希土類添
加光ファイバへ導く光合波器４０４が必要となる。な
お、光合波器には、光ファイバ融着型カプラや誘電体多
層膜により構成された光フィルタを利用したもの等が用
いられている。
イバを励起して光増幅作用を行わせるための励起光を信
号光と共に希土類添加光ファイバに導く必要がある。こ
のため、光ファイバ増幅器を構成するためには、従来は
信号光と励起光とを合波するための波長合波器、いわゆ
る光合波器が必要となる。すなわち、図８に示されるよ
うに、従来の光ファイバ増幅器は、励起光を出力する励
起光源４０７と、光増幅媒体である希土類添加光ファイ
バ４０５に加え、励起光と信号光とを合波して希土類添
加光ファイバへ導く光合波器４０４が必要となる。な
お、光合波器には、光ファイバ融着型カプラや誘電体多
層膜により構成された光フィルタを利用したもの等が用
いられている。
【０００４】従来の光ファイバ増幅器は、一方向に光伝
送を行う装置においては、構成もそれほど複雑ではな
い。ところが、１本の光ファイバを用いて双方向に光伝
送を行う双方向光伝送装置に適用しようとするとその構
成は複雑になり、多くの光部品を必要とするようにな
る。
送を行う装置においては、構成もそれほど複雑ではな
い。ところが、１本の光ファイバを用いて双方向に光伝
送を行う双方向光伝送装置に適用しようとするとその構
成は複雑になり、多くの光部品を必要とするようにな
る。
【０００５】図９は、従来の光ファイバ増幅器を備えた
双方向光伝送装置の構成を示す図である。上り信号光を
光増幅する光ファイバ増幅器として、励起光源４０７、
エルビウム添加光ファイバ４０５、光合波器４０３を備
えている。同様に、下り信号光を光増幅する光ファイバ
増幅器として、励起光源４０８、エルビウム添加光ファ
イバ４０６、光合波器４０４を備えている。なお、ここ
では励起光をカットするための光フィルタ４１０，４０
９がそれぞれ上り信号光用、下り信号光用に出力側に配
置されている。
双方向光伝送装置の構成を示す図である。上り信号光を
光増幅する光ファイバ増幅器として、励起光源４０７、
エルビウム添加光ファイバ４０５、光合波器４０３を備
えている。同様に、下り信号光を光増幅する光ファイバ
増幅器として、励起光源４０８、エルビウム添加光ファ
イバ４０６、光合波器４０４を備えている。なお、ここ
では励起光をカットするための光フィルタ４１０，４０
９がそれぞれ上り信号光用、下り信号光用に出力側に配
置されている。
【０００６】双方向光伝送装置では、一本の光ファイバ
により上下双方向の信号光が光伝送されるため、下りお
よび上り用の両光ファイバ増幅器のエルビウム添加光フ
ァイバに入射される信号光を上り下りで分けなければな
らない。このため、光サーキュレータ４０１，４０２が
エルビウム添加光ファイバの４０５，４０６それぞれの
前後段に配されている。従って、２台の光サーキュレー
タが必要となる。
により上下双方向の信号光が光伝送されるため、下りお
よび上り用の両光ファイバ増幅器のエルビウム添加光フ
ァイバに入射される信号光を上り下りで分けなければな
らない。このため、光サーキュレータ４０１，４０２が
エルビウム添加光ファイバの４０５，４０６それぞれの
前後段に配されている。従って、２台の光サーキュレー
タが必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバ増幅
器は、励起光源から希土類添加光ファイバへ至る光の経
路に、励起光源と光ファイバとの光結合部と光合波器が
挿入、配置されるため、励起光源の出力がこの光結合部
と光合波器で減衰してしまい、従って希土類添加光ファ
イバへ入射される励起光パワーが減少する。このため、
希土類添加光ファイバにおける信号光の利得が減少して
しまうという欠点がある。
器は、励起光源から希土類添加光ファイバへ至る光の経
路に、励起光源と光ファイバとの光結合部と光合波器が
挿入、配置されるため、励起光源の出力がこの光結合部
と光合波器で減衰してしまい、従って希土類添加光ファ
イバへ入射される励起光パワーが減少する。このため、
希土類添加光ファイバにおける信号光の利得が減少して
しまうという欠点がある。
【０００８】特に、上記光ファイバ増幅器を用いて双方
向光伝送に用いられる光増幅装置を構成しようとする
と、２台のサーキュレータと２台の光合波器が必要にな
り、全体を構成する光部品が増えるとともに、装置自体
も小型化することができないという問題がある。
向光伝送に用いられる光増幅装置を構成しようとする
と、２台のサーキュレータと２台の光合波器が必要にな
り、全体を構成する光部品が増えるとともに、装置自体
も小型化することができないという問題がある。
【０００９】そこで、本発明の光ファイバ増幅器および
これを用いた双方向光伝送用光増幅装置は、より簡易な
構成によって光ファイバ増幅器、特に双方向光伝送に用
いられる光増幅装置を提供することを目的とする。
これを用いた双方向光伝送用光増幅装置は、より簡易な
構成によって光ファイバ増幅器、特に双方向光伝送に用
いられる光増幅装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の光ファイバ増幅器は、励起光を出力する励
起光源と、励起光が入力され入力された信号光を光増幅
して増幅信号光を出力する光増幅媒体とを備えており、
光増幅媒体の一端から上記信号光を入力するとともに増
幅信号光を出力するようにしている。そして、光増幅媒
体の他端と励起光源との間に配置され励起光の波長帯域
にある光を選択的に透過させるとともに信号光の波長帯
域にある光を選択的に反射する光フィルタを配置してい
ることを特徴としている。
に、本発明の光ファイバ増幅器は、励起光を出力する励
起光源と、励起光が入力され入力された信号光を光増幅
して増幅信号光を出力する光増幅媒体とを備えており、
光増幅媒体の一端から上記信号光を入力するとともに増
幅信号光を出力するようにしている。そして、光増幅媒
体の他端と励起光源との間に配置され励起光の波長帯域
にある光を選択的に透過させるとともに信号光の波長帯
域にある光を選択的に反射する光フィルタを配置してい
ることを特徴としている。
【００１１】また、本発明の光ファイバ増幅器は、第１
の波長を有する励起光を出力する励起光源と、励起光が
入力され、第２の波長を有する信号光を光増幅して増幅
信号光を出力する光増幅媒体と、励起光源と光増幅媒体
との間に配置され第１の波長の光を選択的に透過すると
ともに第２の波長の光を選択的に反射する光フィルタ
と、第２の光入出力端に光増幅媒体の一端が接続され第
１の光入出力端から入力された信号光を第２の光入出力
端に出力するとともに第２の光入出力端から入力された
増幅信号光を第３の光入出力端に出力する光結合器とを
備えていることを特徴としている。
の波長を有する励起光を出力する励起光源と、励起光が
入力され、第２の波長を有する信号光を光増幅して増幅
信号光を出力する光増幅媒体と、励起光源と光増幅媒体
との間に配置され第１の波長の光を選択的に透過すると
ともに第２の波長の光を選択的に反射する光フィルタ
と、第２の光入出力端に光増幅媒体の一端が接続され第
１の光入出力端から入力された信号光を第２の光入出力
端に出力するとともに第２の光入出力端から入力された
増幅信号光を第３の光入出力端に出力する光結合器とを
備えていることを特徴としている。
【００１２】ここで、光フィルタは、ファイバグレーテ
ィング、または誘電体多層膜フィルタを含んで構成され
ている。また、光結合器は、光サーキュレータ、または
方向性光結合器であることを特徴としている。光増幅媒
体は、エルビウム添加光ファイバ等の希土類添加光ファ
イバである。
ィング、または誘電体多層膜フィルタを含んで構成され
ている。また、光結合器は、光サーキュレータ、または
方向性光結合器であることを特徴としている。光増幅媒
体は、エルビウム添加光ファイバ等の希土類添加光ファ
イバである。
【００１３】本発明の光ファイバ増幅器はまた、上記光
ファイバ増幅器に、さらに第３の光入出力端子の後段、
または光増幅媒体と第２の光入出力端子の間に、励起光
を選択的に除去する励起光カットフィルタが配置されて
いることを特徴としている。
ファイバ増幅器に、さらに第３の光入出力端子の後段、
または光増幅媒体と第２の光入出力端子の間に、励起光
を選択的に除去する励起光カットフィルタが配置されて
いることを特徴としている。
【００１４】従来の光ファイバ増幅器は、従来の技術の
欄で説明したように、例えば前方励起の場合、励起光は
光合波器により信号光と合波して光増幅媒体に入力する
構成が採られていた。これに対して、本発明の光ファイ
バ増幅器では、光増幅媒体の一端に信号光と増幅された
信号光の入出力する手段を設け、他端に励起光源を配置
し他端から励起光のみを透過させ信号光を反射する光フ
ィルタを透過させて光増幅媒体に入力する構成を採用し
ている。これにより、従来の構成で必要であった光合波
器が不要となる。
欄で説明したように、例えば前方励起の場合、励起光は
光合波器により信号光と合波して光増幅媒体に入力する
構成が採られていた。これに対して、本発明の光ファイ
バ増幅器では、光増幅媒体の一端に信号光と増幅された
信号光の入出力する手段を設け、他端に励起光源を配置
し他端から励起光のみを透過させ信号光を反射する光フ
ィルタを透過させて光増幅媒体に入力する構成を採用し
ている。これにより、従来の構成で必要であった光合波
器が不要となる。
【００１５】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置は、上記光ファイバ増幅器を基本構
成に用いている。すなわち、まず上り信号光の増幅用と
して、第１の波長を有する第１の励起光を出力する第１
の励起光源と、第１の励起光が入力され第２の波長を有
する上り信号光を光増幅して上り増幅信号光を出力する
第１の光増幅媒体と、第１の励起光源と第１の光増幅媒
体との間に配置され第１の波長の光を選択的に透過する
とともに第２の波長の光を選択的に反射する第１の光フ
ィルタとを有する第１の光ファイバ増幅器とを備えてい
る。同様に、下り信号光の増幅用として、第３の波長を
有する第２の励起光を出力する第２の励起光源と、第２
の励起光が入力され第４の波長を有する下り信号光を光
増幅して下り増幅信号光を出力する第２の光増幅媒体
と、第２の励起光源と第２の光増幅媒体との間に配置さ
れ第３の波長の光を選択的に透過するとともに第４の波
長の光を選択的に反射する第２の光フィルタとを有する
第２の光ファイバ増幅器とを備えている。そして、上り
信号光が入力されるとともに下り増幅信号光が出力され
る第１の光入出力端と、第１の光増幅媒体の一端が接続
され上り信号光が出力されるとともに上り増幅信号光が
入力される第２の光入出力端と、第２の光入出力端から
入力された上り増幅信号光が出力されるとともに下り信
号光が入力される第３の光入出力端と、第２の光増幅媒
体の一端が接続され下り信号光が出力されるとともに下
り増幅信号光が入力される第４の光入出力端とを備えた
光結合器を備え、第１および第２の光ファイバ増幅器が
結合された構成を備えていることを特徴とする。
光伝送用光増幅装置は、上記光ファイバ増幅器を基本構
成に用いている。すなわち、まず上り信号光の増幅用と
して、第１の波長を有する第１の励起光を出力する第１
の励起光源と、第１の励起光が入力され第２の波長を有
する上り信号光を光増幅して上り増幅信号光を出力する
第１の光増幅媒体と、第１の励起光源と第１の光増幅媒
体との間に配置され第１の波長の光を選択的に透過する
とともに第２の波長の光を選択的に反射する第１の光フ
ィルタとを有する第１の光ファイバ増幅器とを備えてい
る。同様に、下り信号光の増幅用として、第３の波長を
有する第２の励起光を出力する第２の励起光源と、第２
の励起光が入力され第４の波長を有する下り信号光を光
増幅して下り増幅信号光を出力する第２の光増幅媒体
と、第２の励起光源と第２の光増幅媒体との間に配置さ
れ第３の波長の光を選択的に透過するとともに第４の波
長の光を選択的に反射する第２の光フィルタとを有する
第２の光ファイバ増幅器とを備えている。そして、上り
信号光が入力されるとともに下り増幅信号光が出力され
る第１の光入出力端と、第１の光増幅媒体の一端が接続
され上り信号光が出力されるとともに上り増幅信号光が
入力される第２の光入出力端と、第２の光入出力端から
入力された上り増幅信号光が出力されるとともに下り信
号光が入力される第３の光入出力端と、第２の光増幅媒
体の一端が接続され下り信号光が出力されるとともに下
り増幅信号光が入力される第４の光入出力端とを備えた
光結合器を備え、第１および第２の光ファイバ増幅器が
結合された構成を備えていることを特徴とする。
【００１６】ここで、第１の波長と第３の波長は、等し
い、すなわち上下両信号光の波長が等しくしてもよい。
この場合、本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光
伝送用光増幅装置は、上記第１の励起光源と第２の励起
光源に代えて、１の励起光源から第１の波長の励起光が
出力されるようにし、この励起光を光分岐器で分岐して
第１の励起光と第２の励起光とすることもできる。
い、すなわち上下両信号光の波長が等しくしてもよい。
この場合、本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光
伝送用光増幅装置は、上記第１の励起光源と第２の励起
光源に代えて、１の励起光源から第１の波長の励起光が
出力されるようにし、この励起光を光分岐器で分岐して
第１の励起光と第２の励起光とすることもできる。
【００１７】また、上記構成において、光フィルタは、
ファイバグレーティングとすることができる。光結合器
は、光サーキュレータである。光増幅媒体は、エルビウ
ム添加光ファイバ等の希土類添加光ファイバである。
ファイバグレーティングとすることができる。光結合器
は、光サーキュレータである。光増幅媒体は、エルビウ
ム添加光ファイバ等の希土類添加光ファイバである。
【００１８】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置は、第１の励起光カットフィルタと
第２の励起光カットフィルタとを備えており、それぞれ
第３の光入出力端子に接続して配置され第１の励起光を
選択的に除去し、あるいは第１の光入出力端子に接続し
て配置され第３の励起光を選択的に除去するようにする
こともできる。
光伝送用光増幅装置は、第１の励起光カットフィルタと
第２の励起光カットフィルタとを備えており、それぞれ
第３の光入出力端子に接続して配置され第１の励起光を
選択的に除去し、あるいは第１の光入出力端子に接続し
て配置され第３の励起光を選択的に除去するようにする
こともできる。
【００１９】上記第１および第２の励起光カットフィル
タにおいて、配置される位置を代え、第１の励起光カッ
トフィルタは、第１の光増幅媒体と第２の光入出力端子
の間に配置され第１の励起光を選択的に除去するように
し、第２の励起光カットフィルタは、第２の光増幅媒体
と第４の光入出力端子の間に配置され第２の励起光を選
択的に除去するようにすることもできる。
タにおいて、配置される位置を代え、第１の励起光カッ
トフィルタは、第１の光増幅媒体と第２の光入出力端子
の間に配置され第１の励起光を選択的に除去するように
し、第２の励起光カットフィルタは、第２の光増幅媒体
と第４の光入出力端子の間に配置され第２の励起光を選
択的に除去するようにすることもできる。
【００２０】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置は、上記光ファイバ増幅器を光増幅
部の基本構成に用いて、さらに信号光と増幅信号光とを
入出力する手段に完全循環型光サーキュレータを用いる
ことにより、光サーキュレータは２台から１台に減らす
ことができ、また光合波器も不要となるので、全体とし
て従来の双方向光伝送用光増幅装置に比べ小型化を図っ
たものである。
光伝送用光増幅装置は、上記光ファイバ増幅器を光増幅
部の基本構成に用いて、さらに信号光と増幅信号光とを
入出力する手段に完全循環型光サーキュレータを用いる
ことにより、光サーキュレータは２台から１台に減らす
ことができ、また光合波器も不要となるので、全体とし
て従来の双方向光伝送用光増幅装置に比べ小型化を図っ
たものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の光ファイバ増幅器
およびこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置につい
て、図面を参照して以下に詳細に説明する。
およびこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置につい
て、図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２２】図１は、本発明の光ファイバ増幅器の第１
の実施例の構成を示す図である。本発明の光ファイバ増
幅器は、励起光を出力する励起光源１０７、励起光を選
択的に透過させ信号光を選択的に反射する光フィルタと
しての機能を果たすファイバグレーティング１０５、光
増幅媒体としてのエルビウム添加光ファイバ１０３およ
び３端子光サーキュレータ１０１とを備えている。
の実施例の構成を示す図である。本発明の光ファイバ増
幅器は、励起光を出力する励起光源１０７、励起光を選
択的に透過させ信号光を選択的に反射する光フィルタと
しての機能を果たすファイバグレーティング１０５、光
増幅媒体としてのエルビウム添加光ファイバ１０３およ
び３端子光サーキュレータ１０１とを備えている。
【００２３】光サーキュレータ１０１の光入出力端子１
からは信号光が入力される。入力された信号光は、光サ
ーキュレータ１０１の光入出力端子２に出力され、光入
出力端子２に接続されたエルビウム添加光ファイバ１０
３に入射される。
からは信号光が入力される。入力された信号光は、光サ
ーキュレータ１０１の光入出力端子２に出力され、光入
出力端子２に接続されたエルビウム添加光ファイバ１０
３に入射される。
【００２４】一方、励起光源１０７から出力された励起
光は、グレーティングファイバ１０５を透過し、エルビ
ウム添加光ファイバに入射される。この励起光により信
号光はエルビウム添加光ファイバ内で光増幅される。信
号光は、グレーティングファイバ１０５において反射さ
れ、再びエルビウム添加光ファイバを透過して光サーキ
ュレータ１０１の光入出力端子２に入力される。光入出
力端子２から入力された増幅された信号光は、光入出力
端子３から出力される。
光は、グレーティングファイバ１０５を透過し、エルビ
ウム添加光ファイバに入射される。この励起光により信
号光はエルビウム添加光ファイバ内で光増幅される。信
号光は、グレーティングファイバ１０５において反射さ
れ、再びエルビウム添加光ファイバを透過して光サーキ
ュレータ１０１の光入出力端子２に入力される。光入出
力端子２から入力された増幅された信号光は、光入出力
端子３から出力される。
【００２５】本発明の光ファイバ増幅器では、従来の光
合波器により信号光と励起光を合波する構成に代えて、
光サーキュレータとグレーティングファイバのような特
定の波長の光を反射し、特定の波長の光を透過させる光
フィルタにより構成されている。これにより、エルビウ
ム添加光ファイバへ信号光が入力される一端と増幅され
た信号光が出力される一端を同じくすることができる。
合波器により信号光と励起光を合波する構成に代えて、
光サーキュレータとグレーティングファイバのような特
定の波長の光を反射し、特定の波長の光を透過させる光
フィルタにより構成されている。これにより、エルビウ
ム添加光ファイバへ信号光が入力される一端と増幅され
た信号光が出力される一端を同じくすることができる。
【００２６】なお、本実施例では、励起光を選択的に透
過し信号光を選択的に反射する手段としてファイバグレ
ーティングを用いたが、誘電体多層膜フィルタなどを用
いた光フィルタであってもよい。また、光増幅媒体とな
る希土類添加光ファイバとしてはエルビウム添加光ファ
イバが用いられているが、信号光の波長帯域によってプ
ラセオジウムなどのような希土類が添加された光ファイ
バを用いても構成することができる。また、光サーキュ
レータに代えて、光方向性結合器を用いることもでき
る。
過し信号光を選択的に反射する手段としてファイバグレ
ーティングを用いたが、誘電体多層膜フィルタなどを用
いた光フィルタであってもよい。また、光増幅媒体とな
る希土類添加光ファイバとしてはエルビウム添加光ファ
イバが用いられているが、信号光の波長帯域によってプ
ラセオジウムなどのような希土類が添加された光ファイ
バを用いても構成することができる。また、光サーキュ
レータに代えて、光方向性結合器を用いることもでき
る。
【００２７】図２および図３も本発明の光ファイバ増幅
器の構成を示す図であり、第２および第３の実施例の構
成を示したものである。図１に示される構成と異なるの
は、第２および第３の実施例では、増幅された信号光に
含まれる励起光をカットするための励起光カットフィル
タ１１０がエルビウム添加光ファイバ１０３の後段に配
置されている点である。図２に示される第２の実施例で
は、光サーキュレータ１０１の光入出力端子３に接続さ
れて、また、図３に示される第３の実施例では、光サー
キュレータ１０１の光入出力端子２とエルビウム添加光
ファイバ１０３との間に配置されている。励起光カット
フィルタを後段に配置することで、後方に光伝送される
増幅信号光の雑音を低減させることができる。
器の構成を示す図であり、第２および第３の実施例の構
成を示したものである。図１に示される構成と異なるの
は、第２および第３の実施例では、増幅された信号光に
含まれる励起光をカットするための励起光カットフィル
タ１１０がエルビウム添加光ファイバ１０３の後段に配
置されている点である。図２に示される第２の実施例で
は、光サーキュレータ１０１の光入出力端子３に接続さ
れて、また、図３に示される第３の実施例では、光サー
キュレータ１０１の光入出力端子２とエルビウム添加光
ファイバ１０３との間に配置されている。励起光カット
フィルタを後段に配置することで、後方に光伝送される
増幅信号光の雑音を低減させることができる。
【００２８】次に、本発明の光ファイバ増幅器を用いた
双方向光伝送装置について説明する。
双方向光伝送装置について説明する。
【００２９】図４は、本発明の光ファイバ増幅器を用い
た双方向光伝送装置の第１の実施例の構成を示す図であ
る。上り用光ファイバ増幅器を構成する光部品として、
励起光源１０７、ファイバグレーティング１０５、エル
ビウム添加光ファイバ１０３を備えている。同様に、下
り用光ファイバ増幅器を構成する光部品として、励起光
源１０８、ファイバグレーティング１０６、エルビウム
添加光ファイバ１０４を備えている。
た双方向光伝送装置の第１の実施例の構成を示す図であ
る。上り用光ファイバ増幅器を構成する光部品として、
励起光源１０７、ファイバグレーティング１０５、エル
ビウム添加光ファイバ１０３を備えている。同様に、下
り用光ファイバ増幅器を構成する光部品として、励起光
源１０８、ファイバグレーティング１０６、エルビウム
添加光ファイバ１０４を備えている。
【００３０】上記両光ファイバ増幅器は、完全循環型４
端子光サーキュレータ１０２により接続されている。本
発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝送装置に用
いられている光サーキュレータは、完全循環型４端子光
サーキュレータであり、光入出力端子１〜４の４端子を
備えており、光入出力端子１から入力された光は光入出
力端子２へ、光入出力端子２から入力された光は光入出
力端子３へ、光入出力端子３から入力された光は光入出
力端子４へ、光入出力端子４から入力された光は光入出
力端子１へというように光の入出力がなされ、入力され
た光は順次次の番号の光入出力端子から出力され循環を
なす。
端子光サーキュレータ１０２により接続されている。本
発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝送装置に用
いられている光サーキュレータは、完全循環型４端子光
サーキュレータであり、光入出力端子１〜４の４端子を
備えており、光入出力端子１から入力された光は光入出
力端子２へ、光入出力端子２から入力された光は光入出
力端子３へ、光入出力端子３から入力された光は光入出
力端子４へ、光入出力端子４から入力された光は光入出
力端子１へというように光の入出力がなされ、入力され
た光は順次次の番号の光入出力端子から出力され循環を
なす。
【００３１】上り用の光ファイバ増幅器のエルビウム添
加光ファイバ１０３は光サーキュレータ１０２の光入出
力端子２に、下り用の光ファイバ増幅器のエルビウム添
加光ファイバ１０４は光サーキュレータ１０２の光入出
力端子４にそれぞれ接続されている。光入出力端子１か
ら入力された信号光は、図１に示される一方向の場合と
同様の動作によって光増幅されて光入出力端子３から出
力される。一方、光入出力端子３から入力された下り信
号光も同様の動作で光増幅されて光入出力端子４から出
力される。
加光ファイバ１０３は光サーキュレータ１０２の光入出
力端子２に、下り用の光ファイバ増幅器のエルビウム添
加光ファイバ１０４は光サーキュレータ１０２の光入出
力端子４にそれぞれ接続されている。光入出力端子１か
ら入力された信号光は、図１に示される一方向の場合と
同様の動作によって光増幅されて光入出力端子３から出
力される。一方、光入出力端子３から入力された下り信
号光も同様の動作で光増幅されて光入出力端子４から出
力される。
【００３２】本発明の光ファイバ増幅器では、エルビウ
ム添加光ファイバの一端から信号光が入力され、増幅さ
れた信号光をそのまま入力された一端から出力する構成
を採用しているので、同じ光サーキュレータにより両光
ファイバ増幅器を接続させることができる。この結果、
１台の光サーキュレータで双方向光伝送用光増幅装置を
構成することができ、２台の光サーキュレータを必要と
する従来の光ファイバ増幅器にくらべ、簡易な構成とす
ることができる。
ム添加光ファイバの一端から信号光が入力され、増幅さ
れた信号光をそのまま入力された一端から出力する構成
を採用しているので、同じ光サーキュレータにより両光
ファイバ増幅器を接続させることができる。この結果、
１台の光サーキュレータで双方向光伝送用光増幅装置を
構成することができ、２台の光サーキュレータを必要と
する従来の光ファイバ増幅器にくらべ、簡易な構成とす
ることができる。
【００３３】図５は、本発明の光ファイバ増幅器を用い
た双方向光伝送装置の第２の実施例の構成を示す図であ
る。基本構成は、図４に示される第１の実施例と同じで
あるが、本実施例では、励起光源１０７一台のみを備
え、これを共用している。すなわち、励起光源１０７か
ら出力された励起光は、光分岐器１０９で２分岐され、
各ファイバグレーティング１０３，１０４を透過してそ
れぞれのエルビウム添加光ファイバに入射される。上り
信号光と下り信号光の波長帯域が同じであり、励起光も
同じ波長の光を用いることができる場合にはこのような
構成も採ることができる。
た双方向光伝送装置の第２の実施例の構成を示す図であ
る。基本構成は、図４に示される第１の実施例と同じで
あるが、本実施例では、励起光源１０７一台のみを備
え、これを共用している。すなわち、励起光源１０７か
ら出力された励起光は、光分岐器１０９で２分岐され、
各ファイバグレーティング１０３，１０４を透過してそ
れぞれのエルビウム添加光ファイバに入射される。上り
信号光と下り信号光の波長帯域が同じであり、励起光も
同じ波長の光を用いることができる場合にはこのような
構成も採ることができる。
【００３４】次に、本発明の光ファイバ増幅器を用いた
双方向光伝送装置の他の実施例について説明する。
双方向光伝送装置の他の実施例について説明する。
【００３５】図６および図７は、本発明の光ファイバ増
幅器を用いた双方向光伝送装置の第３および第４の実施
例の構成をそれぞれ示す図である。ともに図２あるいは
図３に示される本発明の光ファイバ増幅器と同様、エル
ビウム添加光ファイバの後段に励起光カットフィルタ１
１１，１１２を配置したものである。図６に示される第
３の実施例の構成では、励起光カットフィルタ１１１，
１１２は、光サーキュレータの光入出力端子３および１
に接続されて配置されている。これに対して、図７に示
される第４の実施例の構成では、励起光カットフィルタ
１１１，１１２は、光サーキュレータの光入出力端子２
および４とエルビウム添加光ファイバ１０３，１０４の
間にそれぞれ配置されている点で異なる。なお、いずれ
の励起光カットフィルタも、励起光のみならず光増幅に
伴って光増幅媒体から出力される自然放出光をカットす
るように、信号光の波長の近傍の光のみを透過させ、そ
の他の波長の光を遮断するバンドパスフィルタを用いて
もよい。これにより、後段への雑音をよれ低減させるこ
とができる。
幅器を用いた双方向光伝送装置の第３および第４の実施
例の構成をそれぞれ示す図である。ともに図２あるいは
図３に示される本発明の光ファイバ増幅器と同様、エル
ビウム添加光ファイバの後段に励起光カットフィルタ１
１１，１１２を配置したものである。図６に示される第
３の実施例の構成では、励起光カットフィルタ１１１，
１１２は、光サーキュレータの光入出力端子３および１
に接続されて配置されている。これに対して、図７に示
される第４の実施例の構成では、励起光カットフィルタ
１１１，１１２は、光サーキュレータの光入出力端子２
および４とエルビウム添加光ファイバ１０３，１０４の
間にそれぞれ配置されている点で異なる。なお、いずれ
の励起光カットフィルタも、励起光のみならず光増幅に
伴って光増幅媒体から出力される自然放出光をカットす
るように、信号光の波長の近傍の光のみを透過させ、そ
の他の波長の光を遮断するバンドパスフィルタを用いて
もよい。これにより、後段への雑音をよれ低減させるこ
とができる。
【００３６】
【実施例】ここで、図４に戻って、本発明の光ファイバ
増幅器を用いた双方向光伝送用光増幅装置の第１の実施
例を用いて行った光伝送の結果について説明する。
増幅器を用いた双方向光伝送用光増幅装置の第１の実施
例を用いて行った光伝送の結果について説明する。
【００３７】本実施例では、上りの信号光に１５５０ｎ
ｍ、下りの信号光に１５６０ｎｍの波長の光がそれぞれ
用いられている。ファイバグレーティング１０３は、波
長１５５０±２ｎｍの光を９９％以上反射させ、波長１
４７０±２０ｎｍの光を９９％以上透過させる特性のも
のが、また、ファイバグレーティング１０４は、波長１
５６０±２ｎｍの光を９９％以上反射させ、波長１４７
０±２０ｎｍの光を９９％以上透過させる特性のものが
それぞれ用いられている。励起光源１０７，１０８に
は、中心波長１４７０ｎｍ、出力８０ｍＷのものが用い
られている。完全循環型４端子光サーキュレータ１０２
は、挿入損失１ｄＢ、アイソレーション４０ｄＢのもの
が用いられている。
ｍ、下りの信号光に１５６０ｎｍの波長の光がそれぞれ
用いられている。ファイバグレーティング１０３は、波
長１５５０±２ｎｍの光を９９％以上反射させ、波長１
４７０±２０ｎｍの光を９９％以上透過させる特性のも
のが、また、ファイバグレーティング１０４は、波長１
５６０±２ｎｍの光を９９％以上反射させ、波長１４７
０±２０ｎｍの光を９９％以上透過させる特性のものが
それぞれ用いられている。励起光源１０７，１０８に
は、中心波長１４７０ｎｍ、出力８０ｍＷのものが用い
られている。完全循環型４端子光サーキュレータ１０２
は、挿入損失１ｄＢ、アイソレーション４０ｄＢのもの
が用いられている。
【００３８】上記実施例の条件において、光サーキュレ
ータ１０２の第１の光入出力端子から入力される上り信
号光の光出力を−１０ｄＢｍとしたところ、光サーキュ
レータ１０２の第３の光入出力端子からは＋１５ｄＢｍ
の光出力に増幅された信号光が出力され、下りの信号光
についても同様の結果が得られた。
ータ１０２の第１の光入出力端子から入力される上り信
号光の光出力を−１０ｄＢｍとしたところ、光サーキュ
レータ１０２の第３の光入出力端子からは＋１５ｄＢｍ
の光出力に増幅された信号光が出力され、下りの信号光
についても同様の結果が得られた。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ増幅器は、光増幅媒体の一端に信号光と増幅された信
号光の入出力する手段を設け、他端に励起光源を配置し
他端から励起光のみを透過させ信号光を反射する光フィ
ルタを透過させて光増幅媒体に入力する構成を採用して
いる。これにより、従来の構成で必要であった光合波器
が不要となる。
バ増幅器は、光増幅媒体の一端に信号光と増幅された信
号光の入出力する手段を設け、他端に励起光源を配置し
他端から励起光のみを透過させ信号光を反射する光フィ
ルタを透過させて光増幅媒体に入力する構成を採用して
いる。これにより、従来の構成で必要であった光合波器
が不要となる。
【００４０】また、本発明の光ファイバ増幅器を基本構
成とし４端子完全循環型光サーキュレータを用いて双方
向光伝送用光増幅装置を構成することにより、光サーキ
ュレータは２台から１台に減らすことができ、また光合
波器も不要となるので、全体として従来の双方向光伝送
用光増幅装置に比べ小型化を達成することができる。
成とし４端子完全循環型光サーキュレータを用いて双方
向光伝送用光増幅装置を構成することにより、光サーキ
ュレータは２台から１台に減らすことができ、また光合
波器も不要となるので、全体として従来の双方向光伝送
用光増幅装置に比べ小型化を達成することができる。
【図１】本発明の光ファイバ増幅器の第１の実施例の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】本発明の光ファイバ増幅器の第２の実施例の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】本発明の光ファイバ増幅器の第３の実施例の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図４】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝
送装置の第１の実施例の構成を示す図である。
送装置の第１の実施例の構成を示す図である。
【図５】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝
送装置の第２の実施例の構成を示す図である。
送装置の第２の実施例の構成を示す図である。
【図６】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝
送装置の第３の実施例の構成を示す図である。
送装置の第３の実施例の構成を示す図である。
【図７】本発明の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝
送装置の第４の実施例の構成を示す図である。
送装置の第４の実施例の構成を示す図である。
【図８】従来の光ファイバ増幅器の構成の一例を示す図
である。
である。
【図９】従来の光ファイバ増幅器を備えた双方向光伝送
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
１０１ ３端子光サーキュレータ １０２ 完全循環型４端子光サーキュレータ １０３，１０４ エルビウム添加光ファイバ １０５，１０６ ファイバグレーティング １０７，１０８ 励起光源 １０９ 光分岐器 １１０，１１１ 励起光カットフィルタ ４０１，４０２ ４端子光サーキュレータ ４０３，４０４ エルビウム添加光ファイバ ４０５，４０６ 光合波器 ４０７，４０８ 励起光源 ４０９ 上り信号光 ４１０ 下り信号光 ４１１，４１２ 光フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/24 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｕ 10/02
Claims (22)
- 【請求項１】 励起光を出力する励起光源と、 前記励起光が入力され、入力された信号光を光増幅して
増幅信号光を出力する光増幅媒体と、 前記光増幅媒体の一端から前記信号光を入力するととも
に前記増幅信号光を出力する手段と、 前記光増幅媒体の他端と前記励起光源との間に配置さ
れ、前記励起光の波長帯域にある光を選択的に透過させ
るとともに前記信号光の波長帯域にある光を選択的に反
射する光フィルタ手段とを備えていることを特徴とする
光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 第１の波長を有する励起光を出力する励
起光源と、 前記励起光が入力され、第２の波長を有する信号光を光
増幅して増幅信号光を出力する光増幅媒体と、 前記励起光源と前記光増幅媒体との間に配置され、前記
第１の波長の光を選択的に透過するとともに前記第２の
波長の光を選択的に反射する光フィルタと、 第２の光入出力端子に前記光増幅媒体の一端が接続さ
れ、第１の光入出力端子から入力された前記信号光を前
記第２の光入出力端子に出力するとともに、前記第２の
光入出力端子から入力された前記増幅信号光を第３の光
入出力端に出力する光結合手段とを備えていることを特
徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 前記光フィルタは、ファイバグレーティ
ングであることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ
増幅器。 - 【請求項４】 前記光フィルタは、誘電体多層膜フィル
タを含むことを特徴とする請求項２記載の光ファイバ増
幅器。 - 【請求項５】 前記光結合手段は、光サーキュレータで
あることを特徴とする請求項２から請求項４までのいず
れかの請求項に記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項６】 前記光結合手段は、方向性光結合器であ
ることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれ
かの請求項に記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項７】 前記光増幅媒体は、 希土類添加光ファイバであることを特徴とする請求項１
から請求項６までのいずれかの請求項に記載の光ファイ
バ増幅器。 - 【請求項８】 前記希土類添加光ファイバは、エルビウ
ム添加光ファイバであることを特徴とする請求項７記載
の光ファイバ増幅器。 - 【請求項９】 請求項２から請求項８までのいずれかの
請求項に記載の光ファイバ増幅器であって、さらに、 前記第３の光入出力端子の後段に配置され、前記励起光
を選択的に除去する励起光カットフィルタを備えている
ことを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項１０】 請求項２から請求項８までのいずれか
の請求項に記載の光ファイバ増幅器であって、さらに、 前記光増幅媒体と前記第２の光入出力端の間に配置さ
れ、前記励起光を選択的に除去する励起光カットフィル
タを備えていることを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項１１】 前記励起光カットフィルタはさらに、 前記光増幅媒体から出力される自然放出光を除去する手
段を備えていることを特徴とする請求項１0記載の光フ
ァイバ増幅器 - 【請求項１２】 第１の波長を有する第１の励起光を出
力する第１の励起光源と、 前記第１の励起光が入力され、第２の波長を有する上り
信号光を光増幅して上り増幅信号光を出力する第１の光
増幅媒体と、 前記第１の励起光源と前記第１の光増幅媒体との間に配
置され、前記第１の波長の光を選択的に透過するととも
に前記第２の波長の光を選択的に反射する第１の光フィ
ルタとを備えた第１の光ファイバ増幅器と、 第３の波長を有する第２の励起光を出力する第２の励起
光源と、 前記第２の励起光が入力され、第４の波長を有する下り
信号光を光増幅して下り増幅信号光を出力する第２の光
増幅媒体と、 前記第２の励起光源と前記第２の光増幅媒体との間に配
置され、前記第３の波長の光を選択的に透過するととも
に前記第４の波長の光を選択的に反射する第２の光フィ
ルタとを備えた第２の光ファイバ増幅器と、 前記上り信号光が入力されるとともに、前記下り増幅信
号光が出力される第１の光入出力端子と、 前記第１の光増幅媒体の一端が接続され、前記上り信号
光が出力されるとともに前記上り増幅信号光が入力され
る第２の光入出力端子と、 前記第２の光入出力端から入力された前記上り増幅信号
光が出力されるとともに第３の光入出力端子と、 前記第２の光増幅媒体の一端が接続され、前記下り信号
光が出力されるとともに前記下り増幅信号光が入力され
る第４の光入出力端子とを備えた光結合手段とを備えて
いることを特徴とする光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１３】 前記第１の波長と前記第３の波長は、
等しいことを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ増
幅器を用いた双方向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１４】 請求項７記載の光ファイバ増幅器を用
いた双方向光伝送用光増幅装置であって、前記第１の励
起光源と前記第２の励起光源に代えて、 １の励起光源から出力される前記第１の波長の励起光
と、 前記励起光を分岐して前記第１の励起光と前記第２の励
起光とを出力する光分岐器とを備えていることを特徴と
する請求項１３記載の光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１５】 前記光フィルタは、ファイバグレーテ
ィングであることを特徴とする請求項１２から請求項１
４までのいずれかの請求項に記載の光ファイバ増幅器を
用いた双方向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１６】 前記光結合手段は、光サーキュレータ
であることを特徴とする請求項１２から請求項１５まで
のいずれかの請求項に記載の光ファイバ増幅器を用いた
双方向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１７】 前記光増幅媒体は、 希土類添加光ファイバであることを特徴とする請求項１
２から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の光フ
ァイバ増幅器を用いた双方向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項１８】 前記希土類添加光ファイバは、エルビ
ウム添加光ファイバであることを特徴とする請求項１７
記載の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝送用光増幅
装置。 - 【請求項１９】 請求項１２から請求項１８までのいず
れかの請求項に記載の光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置であって、 前記第３の光入出力端子に接続して配置され、前記第１
の励起光を選択的に除去する第１の励起光カットフィル
タと、 前記第１の光入出力端子に接続して配置され、前記第３
の励起光を選択的に除去する第２の励起光カットフィル
タとを備えていることを特徴とする光ファイバ増幅器を
用いた双方向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項２０】 前記第１の励起光カットフィルタ
は、さらに前記第１の光増幅媒体から出力される自然放
出光を除去する第１の自然放出光除去手段を備え、前記
第２の励起光カットフィルタは、さらに、 前記第２の光増幅媒体から出力される自然放出光を除去
する第２の自然放出光除去手段を備えていることを特徴
とする請求項１９記載の光ファイバ増幅器を用いた双方
向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項２１】 請求項１２から請求項２０までのいず
れかの請求項に記載の光ファイバ増幅器を用いた双方向
光伝送用光増幅装置であって、 前記第１の光増幅媒体と前記第２の光入出力端子の間に
配置され、前記第１の励起光を選択的に除去する第１の
励起光カットフィルタと、 前記第２の光増幅媒体と前記第４の光入出力端子の間に
配置され、前記第２の励起光を選択的に除去する第２の
励起光カットフィルタとを備えていることを特徴とする
光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝送用光増幅装置。 - 【請求項２２】 前記第１の励起光カットフィルタは
さらに、前記第１の光増幅媒体から出力される自然放出
光を除去する第１の自然放出光除去手段を備え、前記第
２の励起光カットフィルタはさらに、前記第２の光増幅
媒体から出力される自然放出光を除去する第２の自然放
出光除去手段を備えていることを特徴とする請求項２０
記載の光ファイバ増幅器を用いた双方向光伝送用光増幅
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070628A JPH11274625A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 光ファイバ増幅器とこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置 |
| CA002264421A CA2264421A1 (en) | 1998-03-19 | 1999-03-05 | Optical fiber amplifier and optical amplification device for bidirectional optical transmission using the optical fiber amplifier |
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| JP10070628A JPH11274625A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 光ファイバ増幅器とこれを用いた双方向光伝送用光増幅装置 |
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|---|---|
| JPH11274625A true JPH11274625A (ja) | 1999-10-08 |
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- 1999-03-18 IT IT1999MI000546A patent/IT1311753B1/it active
- 1999-03-18 FR FR9903376A patent/FR2776442A1/fr active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| FR2776442A1 (fr) | 1999-09-24 |
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