JPH03127885A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH03127885A JPH03127885A JP1267246A JP26724689A JPH03127885A JP H03127885 A JPH03127885 A JP H03127885A JP 1267246 A JP1267246 A JP 1267246A JP 26724689 A JP26724689 A JP 26724689A JP H03127885 A JPH03127885 A JP H03127885A
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- Japan
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- optical fiber
- pumping
- signal light
- light
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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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。
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、信号光を誘導放出効果を利用して直接増幅す
る光ファイバを備えた光増幅器に関する。
る光ファイバを備えた光増幅器に関する。
〈従来の技術〉
現在実用化されている光フアイバ通信システムにおいて
は、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償するた
めに、所定距離ごとに光中継器が設置されている。従来
の光中継器では、光信号をフォトダイオード等によって
電気信号に変換して電子増幅器によって信号を増幅した
後、半導体レーザ（ＬＤ）等によって光信号に変換して
光フアイバ伝送路に再び送り出すようになっている。し
かしながら、この上うな構成の光中継器では、光信号を
一旦電気信号に戻した後、再び光信号に変換する必要が
あるために、雑音や光ファイバとの接続損失が多く、さ
らに、装置全体が大型化するなどの難点がある。
は、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償するた
めに、所定距離ごとに光中継器が設置されている。従来
の光中継器では、光信号をフォトダイオード等によって
電気信号に変換して電子増幅器によって信号を増幅した
後、半導体レーザ（ＬＤ）等によって光信号に変換して
光フアイバ伝送路に再び送り出すようになっている。し
かしながら、この上うな構成の光中継器では、光信号を
一旦電気信号に戻した後、再び光信号に変換する必要が
あるために、雑音や光ファイバとの接続損失が多く、さ
らに、装置全体が大型化するなどの難点がある。
そのため、近年は、光中継器として、誘導放出効果もつ
光ファイバを利用した光増幅器を用いることが考えられ
ている。この光増幅器Ａ＋ｎｐは、第２図に示すように
、希土類元素（たとえばＥｒ）をドープした増幅用光フ
ァイバａと、この増幅用光ファイバａを励起する半導体
レーザ等の励起光源すとを備えており、光ファイバを介
して伝送されてくる信号光と励起光源すからの励起光と
を合波器Ｃで混合してこれらの光を増幅用光ファイバａ
に入射する。そして、励起光によって増幅用光ファイバ
ａにドープした希土類元素のイオンを高いエネルギ準位
に励起し、信号光を誘導放出によって増幅する。なお、
ｄは増幅用光ファイバａの接続部である。
光ファイバを利用した光増幅器を用いることが考えられ
ている。この光増幅器Ａ＋ｎｐは、第２図に示すように
、希土類元素（たとえばＥｒ）をドープした増幅用光フ
ァイバａと、この増幅用光ファイバａを励起する半導体
レーザ等の励起光源すとを備えており、光ファイバを介
して伝送されてくる信号光と励起光源すからの励起光と
を合波器Ｃで混合してこれらの光を増幅用光ファイバａ
に入射する。そして、励起光によって増幅用光ファイバ
ａにドープした希土類元素のイオンを高いエネルギ準位
に励起し、信号光を誘導放出によって増幅する。なお、
ｄは増幅用光ファイバａの接続部である。
この光増幅器Ａｍｐを使用すれば、光信号を直接増幅で
きるので低雑音であり、また伝送用光ファイバとの結合
も良くて接続損失も少ないばかりか、装置の小型化、低
廉化を図ることができる等の利点を有する。
きるので低雑音であり、また伝送用光ファイバとの結合
も良くて接続損失も少ないばかりか、装置の小型化、低
廉化を図ることができる等の利点を有する。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、光フアイバ通信システムにおいて、一つの光
中継器から次の光中継器までの伝送距離が長い場合には
、信号光の減衰が大きくなるので、これを補償するため
に、予め光中継器から出力する信号光のパワーをできる
だけ高くしておく必要がある。
中継器から次の光中継器までの伝送距離が長い場合には
、信号光の減衰が大きくなるので、これを補償するため
に、予め光中継器から出力する信号光のパワーをできる
だけ高くしておく必要がある。
しかしながら、第２図に示した従来の光増幅器Ａｍｐで
は、単一の励起光源すによって増幅用光ファイバａを励
起しているだけなので、信号光の増幅率を高めるには自
と限界がある。
は、単一の励起光源すによって増幅用光ファイバａを励
起しているだけなので、信号光の増幅率を高めるには自
と限界がある。
信号光の増幅率をより一層高めるには、第３図に示すよ
うに、複数の光増幅器Ａ Ｊ）＋、 Ａ ｍｐ、を縦列
接続し、初段の励起光源す、と増幅用光ファイバａ１と
で信号光を一旦増幅した後、引き続いて、次段の励起光
源ｂ２と増幅用光ファイバａ、とて信号光を更に増幅す
ることが考えられる。
うに、複数の光増幅器Ａ Ｊ）＋、 Ａ ｍｐ、を縦列
接続し、初段の励起光源す、と増幅用光ファイバａ１と
で信号光を一旦増幅した後、引き続いて、次段の励起光
源ｂ２と増幅用光ファイバａ、とて信号光を更に増幅す
ることが考えられる。
しかし、この場合は、増幅用光ファイバａ８、ａ。
が各段ごとに必要であり、また、各光増幅器ＡｍｐＩｓ
Ａｍｐ＝をそれぞれ縦列接続する必要があるために、
装置全体が大型化するばかりか、コストアップになるな
どの不具合がある。
Ａｍｐ＝をそれぞれ縦列接続する必要があるために、
装置全体が大型化するばかりか、コストアップになるな
どの不具合がある。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、小型かつ安価であるにもかかわらず、信号光を長距
離伝送に必要なパワーまで十分に増幅できる光増幅器を
得ることを目的とする。
て、小型かつ安価であるにもかかわらず、信号光を長距
離伝送に必要なパワーまで十分に増幅できる光増幅器を
得ることを目的とする。
そのため、本発明では、励起光によりエネルギ順位を高
めて誘導放出により信号光を増幅する増幅用光ファイバ
を備えた光増幅器において、次の構成を採る。
めて誘導放出により信号光を増幅する増幅用光ファイバ
を備えた光増幅器において、次の構成を採る。
すなわち、本発明の光増幅器では、増幅用光ファイバの
入力側に、信号光の伝送方向に沿って励起光を入力する
順入力励起手段を、増幅用光ファイバの出力側に、信号
光の伝送方向とは逆方向に沿って励起光を入力する逆入
力励起手段をそれぞれ配置している。
入力側に、信号光の伝送方向に沿って励起光を入力する
順入力励起手段を、増幅用光ファイバの出力側に、信号
光の伝送方向とは逆方向に沿って励起光を入力する逆入
力励起手段をそれぞれ配置している。
〈作用〉
増幅用光ファイバの入力端に設けられた順入力励起手段
からは、信号光の伝送方向に沿って励起光が入射される
。また、増幅用光ファイバの出力側に設けられた逆入力
励起手段からは、信号光の伝送方向とは逆方向に沿って
励起光が入射される。
からは、信号光の伝送方向に沿って励起光が入射される
。また、増幅用光ファイバの出力側に設けられた逆入力
励起手段からは、信号光の伝送方向とは逆方向に沿って
励起光が入射される。
この場合、励起光が増幅用光ファイバに対して順逆いず
れの方向から入力されようとも、増幅用光ファイバに及
ぼすボンピング作用は変わらない。
れの方向から入力されようとも、増幅用光ファイバに及
ぼすボンピング作用は変わらない。
したがって、増幅用光ファイバは、これらの励起光によ
ってそれぞれ励起され、これに応じて信号光は、誘導放
出効果によって２重に増幅される。
ってそれぞれ励起され、これに応じて信号光は、誘導放
出効果によって２重に増幅される。
〈実施例〉
第１図は本発明に係る光増幅器の構成図である。
同図において、ｌは光増幅器の全体を示し、２はたとえ
ば１．５５μｍの波長帯の信号光を誘導放出により増幅
する増幅用光ファイバである。この増幅用光ファイバ２
は、たとえば石英系ガラスコアの周囲に屈折率がこれよ
りも小さい石英系ガラスクラッドを設けるとともに、コ
アまたはコアの外周部にＥｒ、Ｎｄ等の希土類元素をド
ープして構成されている。なお、このＥｒ、Ｎｄ等の希
土類元素にさらにＹｂ、ＡＩ等の他の元素を同時にドー
プしてもよい。
ば１．５５μｍの波長帯の信号光を誘導放出により増幅
する増幅用光ファイバである。この増幅用光ファイバ２
は、たとえば石英系ガラスコアの周囲に屈折率がこれよ
りも小さい石英系ガラスクラッドを設けるとともに、コ
アまたはコアの外周部にＥｒ、Ｎｄ等の希土類元素をド
ープして構成されている。なお、このＥｒ、Ｎｄ等の希
土類元素にさらにＹｂ、ＡＩ等の他の元素を同時にドー
プしてもよい。
４は増幅用光ファイバ２の入力端において、信号光の伝
送方向（図中左から右に向かう方向）に沿って、たとえ
ば１．４８μｍの波長帯の励起光を入力する順方向励起
手段であって、増幅用光ファイバ２を励起する励起光を
発生する半導体レーザ（ＬＤ）等の励起光源６と、信号
光と励起光とを混合する合波器８とから構成される。Ｉ
Ｏは増幅用光ファイバ２の両端に設けられた光フアイバ
接続部である。また、１２は増幅用光ファイバ２の出力
側において、信号光の伝送方向とは逆方向に沿って励起
光を入力する逆入力励起手段であって、たとえば１．４
８ Ｊｔｍの波長帯の励起光を発生する半導体レーザ（
ＬＤ）等の励起光源１４と、信号光と励起光とを混合す
る合波器１６とから構成される。
送方向（図中左から右に向かう方向）に沿って、たとえ
ば１．４８μｍの波長帯の励起光を入力する順方向励起
手段であって、増幅用光ファイバ２を励起する励起光を
発生する半導体レーザ（ＬＤ）等の励起光源６と、信号
光と励起光とを混合する合波器８とから構成される。Ｉ
Ｏは増幅用光ファイバ２の両端に設けられた光フアイバ
接続部である。また、１２は増幅用光ファイバ２の出力
側において、信号光の伝送方向とは逆方向に沿って励起
光を入力する逆入力励起手段であって、たとえば１．４
８ Ｊｔｍの波長帯の励起光を発生する半導体レーザ（
ＬＤ）等の励起光源１４と、信号光と励起光とを混合す
る合波器１６とから構成される。
１８は増幅用光ファイバ２で増幅された信号光のみを通
過させて励起光を除くフィルタ、２０はフィルタ１８を
通過した信号光の一部を取り出す分波器である。
過させて励起光を除くフィルタ、２０はフィルタ１８を
通過した信号光の一部を取り出す分波器である。
２１は増幅用光ファイバ２で増幅された信号光の強度を
検出して逆入力励起手段Ｉ２の励起光をフィードバック
制御するフィードバック制御手段であって、分波器２０
で取り出された増幅後の信号光の強度を検出する光検出
器２２、この光検出器２２の検出出力を基準値と比較す
る比較器２４、および比較器２４の出力に基づいて励起
光源１４の励起光の出力強度を制御する制御器２６から
構成されている。
検出して逆入力励起手段Ｉ２の励起光をフィードバック
制御するフィードバック制御手段であって、分波器２０
で取り出された増幅後の信号光の強度を検出する光検出
器２２、この光検出器２２の検出出力を基準値と比較す
る比較器２４、および比較器２４の出力に基づいて励起
光源１４の励起光の出力強度を制御する制御器２６から
構成されている。
なお、２８は接続用の光ファイバである。
次に、この光増幅器ｌの作用を説明する。
入力端と出力側の各励起光源６．１４で発生された、各
１．４８μｍ帯の励起光は、それぞれ合波器８．１６を
介して増幅用光ファイバ２に入射される。増幅用光ファ
イバ２には、Ｅｒ、Ｎｄ等の希土類元素力士ドーピング
されているので、これらの元素のイオンが励起光によっ
て励起される。この場合、励起光が増幅用光ファイバ２
に対して順逆いずれの方向から入力されようとも、増幅
用光ファイバ２に及ぼすポンピング作用は変わらない。
１．４８μｍ帯の励起光は、それぞれ合波器８．１６を
介して増幅用光ファイバ２に入射される。増幅用光ファ
イバ２には、Ｅｒ、Ｎｄ等の希土類元素力士ドーピング
されているので、これらの元素のイオンが励起光によっ
て励起される。この場合、励起光が増幅用光ファイバ２
に対して順逆いずれの方向から入力されようとも、増幅
用光ファイバ２に及ぼすポンピング作用は変わらない。
したがって、この状態で、たとえば１．５５μｍ帯の信
号光が増幅用光ファイバ２に入射すると、この信号光が
増幅用光フアイバ２中を進行する際に誘導放出によって
増幅される。そして、増幅された信号光がフィルタ１８
を通過して出力される。また、励起光はフィルタ１８で
遮断される。
号光が増幅用光ファイバ２に入射すると、この信号光が
増幅用光フアイバ２中を進行する際に誘導放出によって
増幅される。そして、増幅された信号光がフィルタ１８
を通過して出力される。また、励起光はフィルタ１８で
遮断される。
増幅された信号光の一部は、分波器２０から光検出器２
２に導かれてその信号強度が検出される。
２に導かれてその信号強度が検出される。
次いで、この光検出器２２の検出出力が比較器２４で基
準値と比較される。この比較出力は制御器２６に与えら
れるので、制御器２６は、比較器２４の出力に応じて励
起光源１４から発生される励起光の強度を制御する。こ
れにより、増幅用光ファイバ２を励起するパワーが調整
されるため、フィルタ１８を通過して取り出される信号
光の出力強度が常に一定に保たれる。
準値と比較される。この比較出力は制御器２６に与えら
れるので、制御器２６は、比較器２４の出力に応じて励
起光源１４から発生される励起光の強度を制御する。こ
れにより、増幅用光ファイバ２を励起するパワーが調整
されるため、フィルタ１８を通過して取り出される信号
光の出力強度が常に一定に保たれる。
このように、本実施例の光増幅器Ｉでは、入力側と入力
側に設けた各励起手段４、Ｉ２によって増幅用光ファイ
バ２が２重に励起され、るために、高出力が得られる。
側に設けた各励起手段４、Ｉ２によって増幅用光ファイ
バ２が２重に励起され、るために、高出力が得られる。
しかも、出力側の励起光源１４がフィードバック制御さ
れるため、常に安定した出力が得られることになる。も
っとも、フィードバック制御手段２１を設けなくても実
用に供し得るのは勿論である。
れるため、常に安定した出力が得られることになる。も
っとも、フィードバック制御手段２１を設けなくても実
用に供し得るのは勿論である。
〈発明の効果〉
本発明によれば、一つの増幅用光ファイバに入射される
信号光が、入力端と出力側からそれぞれ入射される励起
光によって２重に励起されるので、小型かつ安価である
にもかかわらず、信号光を長距離伝送に必要な十分なパ
ワーまで十分に増幅することができる。
信号光が、入力端と出力側からそれぞれ入射される励起
光によって２重に励起されるので、小型かつ安価である
にもかかわらず、信号光を長距離伝送に必要な十分なパ
ワーまで十分に増幅することができる。
第１図は本発明の実施例に係る光増幅器の構成図、第２
図は従来の光増幅器の構成図、第３図は従来の他の光増
幅器の構成図である。 ■・・・光増幅器、２・・・増幅用光ファイバ、４・・
・入力端励起手段、１２・・・出力側励起手段、６．１
４・励起光源、８、Ｉ６・・・合波器、１８・・・フィ
ルタ、２０・・分波器、２１・・・フィードバック制御
手段、２２・・・光検出器、２４・・・比較器、２６・
・・制御器。
図は従来の光増幅器の構成図、第３図は従来の他の光増
幅器の構成図である。 ■・・・光増幅器、２・・・増幅用光ファイバ、４・・
・入力端励起手段、１２・・・出力側励起手段、６．１
４・励起光源、８、Ｉ６・・・合波器、１８・・・フィ
ルタ、２０・・分波器、２１・・・フィードバック制御
手段、２２・・・光検出器、２４・・・比較器、２６・
・・制御器。
Claims (2)
- （１）励起光によりエネルギ準位を高めて誘導放出によ
り信号光を増幅する増幅用光ファイバを備えた光増幅器
において、 前記増幅用光ファイバの入力側に、信号光の伝送方向に
沿って励起光を入力する順入力励起手段を、増幅用光フ
ァイバの出力側に、信号光の伝送方向とは逆方向に沿っ
て励起光を入力する逆入力励起手段をそれぞれ配置した
ことを特徴とする光増幅器。 - （２）請求項１記載の光増幅器において、増幅用光ファ
イバで増幅された信号光の強度を検出して逆入力励起手
段の励起光をフィードバック制御するフィードバック制
御手段を備えることを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1267246A JP3062204B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1267246A JP3062204B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03127885A true JPH03127885A (ja) | 1991-05-30 |
| JP3062204B2 JP3062204B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=17442168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1267246A Expired - Lifetime JP3062204B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062204B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5555929A (en) * | 1994-05-23 | 1996-09-17 | Nippondenso Co., Ltd | Heat exchanger |
Citations (9)
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-
1989
- 1989-10-13 JP JP1267246A patent/JP3062204B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3062204B2 (ja) | 2000-07-10 |
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