JPH02306677A - 光増幅器 - Google Patents

光増幅器

Info

Publication number
JPH02306677A
JPH02306677A JP12827489A JP12827489A JPH02306677A JP H02306677 A JPH02306677 A JP H02306677A JP 12827489 A JP12827489 A JP 12827489A JP 12827489 A JP12827489 A JP 12827489A JP H02306677 A JPH02306677 A JP H02306677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
light
rare earth
doped
earth element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12827489A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Yamada
誠 山田
Makoto Shimizu
誠 清水
Masaharu Horiguchi
堀口 正治
Etsuji Sugita
杉田 悦治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP12827489A priority Critical patent/JPH02306677A/ja
Publication of JPH02306677A publication Critical patent/JPH02306677A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信および光計測の分野において必要とな
る光増幅器に関するものである。
〔従来技術とその課題〕
従来、光増幅器としては、半導体LDを利用したらのが
主流であり、通常、半導体増幅器は半導体FP(ファブ
リペロ−)型LDに反射防止膜を施した進行波型増幅器
として使用するものであった。
しかし半導体増幅器には増幅度の偏波依存性があるばか
りでなく、パターン効果により高ヒツトレートの信号光
においてビット間相互の増幅度が変化するという欠点が
あった。
これに対して希土類元素または遷移金属を添加した光フ
ァイバを使用し、希土類元素または遷移金属の持つレー
ザ還移を利用した光フアイバ増幅器は真円コアの先ファ
イバを用いることにより偏波無依存性を容易に実現でき
ろと共にパターン効果がなく、半導体LDを用いた光増
幅器に比−・優れている特徴を持つ。
第5図に希土類または遷移金属を添加した光ファイバを
用いた従来の光増幅器の基本構成を示した。
符号lは長さ数十mにわたる希土類元素または遷移金属
添加光ファイバ、符号2は希土類元素または遷移金属添
加光ファイバlを励起する励起光ipを発生する半導体
LDからなる励起光源、符号3は信号光Isを透過し励
起光1pを反射する特性を存するグイクロイックミラー
を示す。
この光フアイバ増幅器は長さ〜数十メートルにわたる希
土類元素または遷移金属添加光ファイバを使用するため
、半導体光増幅器に比べ大きくなるという不都合があっ
た。また希土類元素または遷移金属添加光ファイバの価
格ら非常に高い。したがって、希土類元素および遷移金
属添加光ファイバ1の長さを短くすることは、光増幅器
の小型化及び価格の低減のために重要な課題である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、その
目的は光増幅器の小型化および価格の低減化を図るため
、光増幅器で使用する希土類元素または遷移金属添加光
ファイバの使用長さを短くすることにある。
本発明の光幅器はレーザ遷移準位を有する希土類元素ま
たは遷移金属をコアまたは/およびクラッドに添加して
なる光ファイバあるいは光導波路からなる活性媒体と、
この活性媒体を励起する励起光源とからなる光増幅器で
あって、上記活性媒体の出力端またはその近傍に、信号
光を透過し、励起光のみを反射して活性媒体に再度入射
さける反射鏡を存することを解決手段とした。
〔作用〕
励起光を活性媒体の出力端で反射し、その反射光を再度
活性□媒体中に戻すため、活性媒体となっている光ファ
イバを短くすることができる。
以下本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の基本的構成の一例を第1図に示した。
第1図に示した本発明の光増幅器を従来の構成と比べた
最大の特徴は、光フアイバ増幅器の出力部に励起光tp
を反射し、かつ信号光Isを透過する反射鏡4を挿入し
たところである。
第2図は本発明の光増幅器の原理を説明する図である。
第1図に示した光増幅器は原理的には活性媒体である希
土類元素または遷移金属添加光ファイバlの出力端面に
、励起光1pを反射し、かつ信号光Isを透過する反射
鏡4を付加したものと等価である(第2図上図)。また
、この希土類元素または遷移金属添加光フアイバl中の
励起光■pの強度は第2図下図のように表せる。ただし
、IP+は進行光、1p−は反射光を示す。
希土類元素または励移金属添加光ファイバ1の増幅度は
その光フアイバ中の励起光の積分値S ’o I p”
(z)+ I p−(z)dzが大きければ大きい。従
来の光増幅器で希土類元素または遷移金属添加光ファイ
バlの長さを短くすると光ファイバ亀で励起のために吸
収される光強度の積分値S ’o l p”(z)dz
は少なくなり、残りは光ファイバ1の外部に放出される
。これに対して反射鏡4を有する本発明の光増幅器では
、反射鏡4がない場合には外部に放出される励起光1p
−を、もう一度光ファイバI中に導入するため励起光は
有効に光ファイバlに吸収される。
理論的には希土類元素または遷移金属添加光ファー1’
 t< l f) 増幅度150ut/ I sinト
、光ファイバ!中の進行励起光強度tp+および反射励
起光強度ip−との関係は下記(1)式によって表わさ
れる。
Is”t/Is”= exp(k(lp”(z)+IP
−(z))dz+αs4)・・・・・・(1) ここでkは比例定数、αSは信号光の損失定数、Lは希
土類元素または遷移金属添加光ファイバlの長さを示す
。また[ p”(z)およびI p−(z)はlp+=
  Lp”exp(−α p−2)      ・・・
・・・(2)Ip−=R1p”exp(αp(z−2L
))   ・−”(2°)となり、Rは励起光の反射鏡
4での反射率、αpは励起光の損失定数を示す。
そして(1)式に(2)および(2°)式を代入すると
G (=ls0ut/Is”) = elp((k”IP”/ff P)  (1−ex
p(−α P−L)+R−exp(−2αp−L) (
exp(αp−L−1))−α5−L)−−(3)を得
る。すなわち本発明の光増幅器にあっては、従来構造の
光増幅器(R= 0 )に対した(3)式の右辺2項分
だけ、増幅度を増加させることができろ。
従って、本発明の光増幅器は、従来構造に比べ励起光を
希土類元素または遷移金属添加光ファイバ1の出力端で
反射し、その反射光をもう一度活性媒体である光ファイ
バi中に戻すため、希土類元素または遷移金属添加光フ
ァイバ!を短くすることができ、光増幅器を小型化でき
る。
なお、第【図および第2図に示した例にあっては、活性
媒体として、希土類元素または遷移金属を、コアまたは
/およびクラッドに添加した光ファイバを用いたが本発
明の光増幅器の活性媒体はこれに限定されるものではな
く、レーザ遷移1位を打ずろ希土類元素または遷移金属
を添加した光導波路を用いることらでき、その作用、効
果に何等変わりはない。
〔実施例〕
以下に図面を参照し本発明をより具体的に詳述するが、
以下に開示する実施例は本発明の単なる例示に過ぎず、
本発明の範囲を同等限定するものではない。
第3図は本発明の詳細な説明する図であって、符号lは
レーザ遷移準位を有する希土類元素としてErを約10
0 ppm+添加した光ファイバで、信号光1.53μ
偽で単一モードである。符号2は励起光を供給する半導
体LDからなる励起光源で、発振波長0.98μm、出
力パワーは96mWである。
符号3は信号光1.53μmをロスなく透過し、励起光
の波長098μmを100%反射するグイクロイックミ
ラーである。符号4は信号光1.53μmをロスなく透
過し、励起光の波長0.98μmを100%反射する誘
電体多層膜で構成された反射鏡である。符号5は信号光
を導く単一モード先ファイバ、符号6は増幅光を取り出
す単一モード光ファイバをそれぞれ示す。レンズは全て
非球面レンズを用いてあり、光ファイバ5からのEr添
加光ファイバlへの信号光の結合損失は1clB、励起
光源2からの励起光の結合損失は3dBであり、またE
r添加光ファイバ!から光ファイバ6への信号光の結合
損失は1dB、Er添加光フアイバ1から反射鏡4で反
射され再びEr添加光ファイバ1に入る励起光の結合損
失は〜OdBである。
第4図にはEr添加光ファイバlの長さを変化した場合
の信号光の1+1得1s ou t /1 sl nの
変化の実験値を示し、反射鏡4のある場合を図中実線に
て示し、反射鏡4がない場合を点線にて示した。
この特性では、反射鏡4がない場合、最適なEr添加光
ファイバ長は35fflで49dBの利得であるのに対
して、反射鏡4を挿入することにより、最適長は23m
と短くなり、利得ら68dBに増加する。また、反射鏡
4のない場合の利得49dBを得ろEr添加光ファイバ
長は9mである。
従ってこの結果より、従来の反射鏡4がない場合に比へ
、反射鏡4を用いることにより光フアイバ増幅器で使用
する希土類元素添加光ファイバ1の長さを短くすること
が確認できた。
本実施例では、希土類元素または遷移金属添加光ファイ
バとしてEr添加光ファイバを使用したかErの添加は
光ファイバのコアあるいはクラッドのみでもよく、さら
には、コアおよびクラッドの両方でも良いとともに、添
加物はこれに限るものではなく、また励起光および信号
光の波長も本実施例に限定されるものではない。さらに
、励起光の発生に半導体LDを用いたが固体レーザを使
用してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の光増幅器は、励起光のみ
を反射する反射鏡を希土類元素または遷移金属添加光フ
ァイバの出力端に付加して、励起光をこの反射鏡を用い
て再度希土類元素添加光ファイバに入射するため、希土
類元素または遷移金属添加光ファイバを高効率で励起で
き、従来構成の光増幅器で使用される希土類元素または
遷移金属添加光ファイバ長に比べ、希土類元素または遷
移金属添加光ファイバの長さを低減できろ111点があ
り、そのため、光増幅器の小型が実現でき、また、価格
の低減らできた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光増幅器の概略構成図、第2図は本発
明の光増幅器の原理を説明する図、第3図は本発明の光
増幅器の一実施例を示す概略構成図、 第4図は反射鏡の有無による光の増幅利得の変化を示し
たグラフ、 第5図は従来の光増幅器の概略構成図である。 l・・・・・・希土類元素または遷移金属添加光ファイ
バ(活性媒体)、2・・・・・・励起光源、4・・・・
・・反射鏡。 出願人  日本電信電話株式会社 第1図 第2図 基 第3図 ス Er ノ)770オーフアイバの長さ (m)第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 レーザ遷移準位を有する希土類元素または遷移金属をコ
    アまたは/およびクラッドに添加してなる光ファイバあ
    るいは光導波路からなる活性媒体と、この活性媒体を励
    起する励起光源とからなる光増幅器であって、 上記活性媒体の出力端またはその近傍に、信号光を透過
    し、励起光のみを反射して活性媒体に再度入射させる反
    射鏡を有することを特徴とする光増幅器。
JP12827489A 1989-05-22 1989-05-22 光増幅器 Pending JPH02306677A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12827489A JPH02306677A (ja) 1989-05-22 1989-05-22 光増幅器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12827489A JPH02306677A (ja) 1989-05-22 1989-05-22 光増幅器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02306677A true JPH02306677A (ja) 1990-12-20

Family

ID=14980777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12827489A Pending JPH02306677A (ja) 1989-05-22 1989-05-22 光増幅器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02306677A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151126A (ja) * 1989-11-17 1992-05-25 Mitsubishi Electric Corp 光信号受信器
US5396358A (en) * 1991-09-03 1995-03-07 Koninklijke Ptt Nederland B.V. Optical reflective star device
US6690507B2 (en) 2002-01-30 2004-02-10 Corning Incorporated Double-pumped raman amplifier

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60115274A (ja) * 1983-09-30 1985-06-21 ザ・ボ−ド・オブ・トラステイ−ズ・オブ・ザ・レランド・スタンフオ−ド・ジユニア・ユニバ−シテイ フアイバ光学装置
JPS60157279A (ja) * 1983-11-25 1985-08-17 ザ・ボード・オブ・トラステイーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフオード・ジュニア・ユニバーシテイ フアイバ光学増幅器システムおよび光信号の増幅方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60115274A (ja) * 1983-09-30 1985-06-21 ザ・ボ−ド・オブ・トラステイ−ズ・オブ・ザ・レランド・スタンフオ−ド・ジユニア・ユニバ−シテイ フアイバ光学装置
JPS60157279A (ja) * 1983-11-25 1985-08-17 ザ・ボード・オブ・トラステイーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフオード・ジュニア・ユニバーシテイ フアイバ光学増幅器システムおよび光信号の増幅方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151126A (ja) * 1989-11-17 1992-05-25 Mitsubishi Electric Corp 光信号受信器
US5396358A (en) * 1991-09-03 1995-03-07 Koninklijke Ptt Nederland B.V. Optical reflective star device
US6690507B2 (en) 2002-01-30 2004-02-10 Corning Incorporated Double-pumped raman amplifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6370180B2 (en) Semiconductor-solid state laser optical waveguide pump
US6603595B2 (en) Raman-based utility optical amplifier
JP2001102685A (ja) 波長安定化レーザ光源
US11509109B2 (en) Broadband Tm-doped optical fiber amplifier
KR100539877B1 (ko) 출력 파워들의 독립적인 제어가 가능한 이중 출력 구조를갖는 광대역 광원
JP2753539B2 (ja) 光ファイバ増幅器
JP2693662B2 (ja) 光増幅装置
JPH02306677A (ja) 光増幅器
JP3228451B2 (ja) 光ファイバ増幅器
CN103188019A (zh) 基于双波长单频光纤激光器的微波信号源
CN205543680U (zh) 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器
JP2010050126A (ja) Ase光源
JPH11121836A (ja) レーザ装置
CN114825007A (zh) 一种基于复合腔内驻波条件筛选方案的窄线宽光纤激光器
JP4703026B2 (ja) 広帯域ase光源
Segi et al. Silica-based composite fiber amplifier with 1480-1560 nm seamless gain-band
EP0630531A1 (en) Ring laser pumped optical amplifier
JPH0561079A (ja) 光フイルタ
JP3324675B2 (ja) 光増幅器および光増幅方法
JPH09162468A (ja) レーザ発振器
JPH11317560A (ja) 光増幅器およびレーザ発振器
CN118054293A (zh) 一种基于饱和吸收体的自注入单纵模光纤激光器
JPH04234021A (ja) 1.3μm帯光増幅器
JP3369888B2 (ja) 光ファイバレーザ
CN105633783A (zh) 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器