JPWO2018084048A1 - 光増幅器 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年11月01日に、日本に出願された特願2016−214532号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本開示に係る光増幅器は、1以上の伝搬モードを含む信号光を増幅可能な増幅用ファイバを有し、前記増幅用ファイバにより増幅された信号光に含まれる少なくとも1つの伝搬モードを共振させる光共振器と、前記増幅用ファイバを励起する励起光を出力する励起光源と、前記信号光と前記励起光を合波する合波器と、を備え、前記光共振器は、前記光共振器内で共振する複数の伝搬モードのうち少なくとも1つの前記伝搬モードに対し利得クランプを設定する利得クランプ設定部を有する。
前記利得クランプ設定部は、前記光共振器で共振する前記伝搬モードの中から前記利得クランプを設定する前記伝搬モードを選択的に伝搬するモード選択器と、前記モード選択器で選択された前記伝搬モードの光強度を減衰させる光減衰器と、を備えていてもよい。 ここで、前記モード選択器は、シングルモードファイバであってもよい。
前記利得クランプ設定部は、前記光共振器で共振する前記伝搬モードをモードごとに分離するモード分波器と、前記モード分波器でモード分波された各ポートの光強度を調整可能な光減衰器と、前記光減衰器を通過後の各光を合波するモード合波器と、を備えていてもよい。
ここで、本開示は、前記利得クランプ設定部は、前記光源からの光を、前記利得クランプを設定する前記伝搬モードに変換するモード変換器を有し、前記モード変換器は、前記光源と前記光カプラの間に設けられていてもよい。
本開示は、前記光共振器は、前記信号光とは異なる波長の光を生成する複数の光源と、前記複数の光源からの光を前記光共振器に合波するための光カプラと、をさらに備え、前記利得クランプ設定部は、前記複数の光源の少なくともいずれかと前記光カプラの間に挿入され、前記複数の光源からの光を、利得クランプを設定する伝搬モードに変換するモード変換器と、前記光共振器内に挿入され、前記モード変換器で変換された少なくとも1つ伝搬モードの光強度を減衰させる光減衰器と、を備えていてもよい。
図2に、LP01モードを光共振器内でクランプする構成例を示す。本実施形態に係る光増幅器101は、利得クランプ設定部20を有する光共振器17と、励起光源15と、光カプラ16とを備える。本実施形態に係る利得クランプ設定部20は、光共振器17内で共振する少なくとも1つの伝搬モードに対し、利得クランプを設定する。利得クランプ設定部20は、高次モードフィルタ21と、光減衰器13と、を備える。高次モードフィルタ21は、高次モードの自然放出光をカットオフする。高次モードフィルタ21は、例えば、シングルモードファイバもしくはシングルモードデバイスなどのシングルモードのみを伝搬する光部品、光アイソレータが例示できる。
第1実施形態ではLP01モードを利得クランプする実施形態について示したが、第2実施形態の光増幅器102では、利得クランプ設定部20が基本モードだけでなく高次モードも利得クランプする例について示す。図4に伝搬モード毎に光共振器17内の損失を制御するための系を示す。光共振器内に、モード分波器22、各分波後のポートに光減衰器13、モード合波器23を有している。
なお、本実施形態では、光共振器17は左周りに光が伝搬するリング共振器を用いて説明したが、右周りに光が伝搬するリング共振器を用いてもよい。この場合、モード分波器22とモード合波器23との配置は逆になり、光カプラ14Bから利得クランプ設定部20に光が入射する構成となる。
第3実施形態の光増幅器103では、図5に示すように、特定のモードのみを選択的に伝搬可能なモード選択器24が光共振器17内に挿入されている。この構成により、特定のモードをクランプすることができる。このようなモード選択器24は、例えば、非特許文献5で用いられているような空間光学素子を用いることで実現される。
前述の第1実施形態〜第3実施形態では、増幅用ファイバ11にて発生した自然放出光を共振させる自励式ではなく、外部光源(光源)を用いた光共振器であってもよい。第4実施形態の光増幅器104を図6に示す。光共振器17内に外部光源(光源)25から発生する光を結合させることによって特定のモードをクランプすることができる。
外部光源25を用いた光共振器の場合、任意のモードを共振させるため、第5実施形態の光増幅器105では、図7に示すように、外部光源25の後段にモード変換器27が設置されている。すなわち、本実施形態に係る光共振器17に配置された利得クランプ設定部20は、モード変換器27及び光減衰器13を備える。モード変換器27は、外部光源25からの光を設定された伝搬モードに変換する。これにより、所望のモードの利得値を制御することができる。モード変換器27は、外部光源25と光カプラ26との間の光路に挿入されていることが好ましい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態及びその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
12:バンドパスフィルタ
13:光減衰器
14A、14B、16、26:光カプラ
15:励起光源
17:光共振器
20:利得クランプ設定部
21:高次モードフィルタ
22:モード分波器
23:モード合波器
24:モード選択器
25:外部光源(光源)
27:モード変換器
101、102、103、104、105、106:光増幅器
Claims (8)
- 1以上の伝搬モードを含む信号光を増幅可能な増幅用ファイバを有し、前記増幅用ファイバにより増幅された信号光に含まれる少なくとも1つの伝搬モードを共振させる光共振器と、
前記増幅用ファイバを励起する励起光を出力する励起光源と、
前記信号光と前記励起光を合波する合波器と、を備え、
前記光共振器は、前記光共振器内で共振する複数の伝搬モードのうち少なくとも1つの前記伝搬モードに対し利得クランプを設定する利得クランプ設定部を有する
光増幅器。 - 前記利得クランプ設定部は、
前記光共振器で共振する前記複数の伝搬モードの中から前記利得クランプを設定する前記伝搬モードを選択的に伝搬するモード選択器と、
前記モード選択器で選択された前記伝搬モードの光強度を減衰させる光減衰器と、を備える請求項1に記載の光増幅器。 - 前記モード選択器は、シングルモードファイバである
請求項2に記載の光増幅器。 - 前記利得クランプ設定部は、
前記光共振器で共振する前記伝搬モードをモードごとに分離するモード分波器と、
前記モード分波器でモード分波された各ポートの光強度を調整可能な光減衰器と、前記光減衰器を通過後の各光を合波するモード合波器と、
を備える請求項1に記載の光増幅器。 - 前記光共振器は、
信号光とは異なる波長の光を生成する光源と、
前記光源からの光を前記光共振器に合波するための光カプラと、
を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光増幅器。 - 前記利得クランプ設定部は、
前記光源からの光を、前記利得クランプを設定する前記伝搬モードに変換するモード変換器を有し、
前記モード変換器は、前記光源と前記光カプラの間に設けられている
請求項5に記載の光増幅器。 - 前記光共振器の内部に、
前記信号光とは異なる波長の光を生成する複数の光源と、
前記複数の光源からの光を前記光共振器に合波するための光カプラと、をさらに備え、
前記利得クランプ設定部は、
前記複数の光源の少なくともいずれかと前記光カプラの間に挿入され、前記複数の光源からの光を、利得クランプを設定する伝搬モードに変換するモード変換器と、
前記光共振器内に挿入され、前記モード変換器で変換された少なくとも1つ伝搬モードの光強度を減衰させる光減衰器と、
を備える請求項1に記載の光増幅器。 - 前記光共振器は、前記信号光に含まれる各前記伝搬モードが光伝搬路上で周回可能なリング共振器である
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光増幅器。
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