JPH03289633A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
- Publication number
- JPH03289633A JPH03289633A JP2091796A JP9179690A JPH03289633A JP H03289633 A JPH03289633 A JP H03289633A JP 2091796 A JP2091796 A JP 2091796A JP 9179690 A JP9179690 A JP 9179690A JP H03289633 A JPH03289633 A JP H03289633A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- light
- signal light
- optical
- cladding
- Prior art date
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- Pending
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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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〕
本発明は光ファイバ増幅器に関するものである。
エルビウム（Ｅｒ ）やネオジウム（Ｎｂ ）などの希
土類元素、あるいは遷移金属などの活性元素は光増幅能
を有している。すなわち、希土類元素イオンかドープさ
れた石英ファイバに励起光を導入すると、エネルギーレ
ベルに反転分布が生じ、この状態で励起光より長波長の
信号光を石英ファイバに導入すると、信号光は増幅され
て出力される。
土類元素、あるいは遷移金属などの活性元素は光増幅能
を有している。すなわち、希土類元素イオンかドープさ
れた石英ファイバに励起光を導入すると、エネルギーレ
ベルに反転分布が生じ、この状態で励起光より長波長の
信号光を石英ファイバに導入すると、信号光は増幅され
て出力される。
しかしながら、従来の光ファイバ増幅器では主として光
ファイバのコアに活性元素がドープされているため、次
のような問題点があった。すなわち、光ファイバに導入
される信号光および励起光の大部分はコア中を伝播する
が、活性元素イオンは励起光たけでなく信号光に対して
も吸収能を有する。従って、導入された信号光や、せっ
かく増幅された信号光も吸収されてしまうので、効率の
よい増幅かできない。特に、ドープされた活性元素イオ
ンが比較的高濃度であるときや、光ファイバが比較的長
いときにはその傾向が著しく、増幅特性を良好にするこ
とが困難であった。
ファイバのコアに活性元素がドープされているため、次
のような問題点があった。すなわち、光ファイバに導入
される信号光および励起光の大部分はコア中を伝播する
が、活性元素イオンは励起光たけでなく信号光に対して
も吸収能を有する。従って、導入された信号光や、せっ
かく増幅された信号光も吸収されてしまうので、効率の
よい増幅かできない。特に、ドープされた活性元素イオ
ンが比較的高濃度であるときや、光ファイバが比較的長
いときにはその傾向が著しく、増幅特性を良好にするこ
とが困難であった。
本発明は、かかる従来技術の欠点を克服した光ファイバ
増幅器を提供することを目的とする。
増幅器を提供することを目的とする。
本発明に係る光ファイバ増幅器は、光増幅能を有する活
性元素をドープした光ファイバに信号光と励起光を導入
し、信号光を増幅する光ファイバ増幅器において、活性
元素は主として光ファイバのコアとクラッドの境界近傍
にドープされ、かつ光ファイバは所定部分で延伸により
細径化されていることを特徴とする。
性元素をドープした光ファイバに信号光と励起光を導入
し、信号光を増幅する光ファイバ増幅器において、活性
元素は主として光ファイバのコアとクラッドの境界近傍
にドープされ、かつ光ファイバは所定部分で延伸により
細径化されていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、光ファイバの細径化されていな
い部分（非延伸部）では、励起光および信号光の大部分
はコア中を伝播するので、活性元素イオンによる吸収が
問題になることはない。これに対し、細径化した部分（
延伸部）では、励起光および信号光の一部はクラッドに
浸み出し、ここで、活性元素イオンによる光増幅がなさ
れる。
い部分（非延伸部）では、励起光および信号光の大部分
はコア中を伝播するので、活性元素イオンによる吸収が
問題になることはない。これに対し、細径化した部分（
延伸部）では、励起光および信号光の一部はクラッドに
浸み出し、ここで、活性元素イオンによる光増幅がなさ
れる。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は実施例に係る光ファイバ増幅器の構成と作用を
説明する図である。同図（ａ）に示す通り、両側に非延
伸部、中央に延伸部を有する光ファイバ１の両側には、
光合波器２と光分波器３が設けられる。ここで、光ファ
イバ１の中央部でテーバ状になった延伸部は、この部分
を加熱して延伸することで形成され、この部分において
光ファイバ１のコアとクラッドは共に細径化されている
。
説明する図である。同図（ａ）に示す通り、両側に非延
伸部、中央に延伸部を有する光ファイバ１の両側には、
光合波器２と光分波器３が設けられる。ここで、光ファ
イバ１の中央部でテーバ状になった延伸部は、この部分
を加熱して延伸することで形成され、この部分において
光ファイバ１のコアとクラッドは共に細径化されている
。
光合波器２は例えば波長１．５３５μｍの信号光を透過
し、波長０．８μｍの励起光を反射させる特性を有し、
従って信号光と励起光は共に光ファイバ１のコアに入射
される。一方、光分波器３は波長１．５３５μｍの信号
光を透過し、波長０．８μｍの励起光を反射させる性質
を有し、従って光ファイバ１からの出射光は励起光と信
号光に分けられる。
し、波長０．８μｍの励起光を反射させる特性を有し、
従って信号光と励起光は共に光ファイバ１のコアに入射
される。一方、光分波器３は波長１．５３５μｍの信号
光を透過し、波長０．８μｍの励起光を反射させる性質
を有し、従って光ファイバ１からの出射光は励起光と信
号光に分けられる。
第１図（ｂ）は同図（ａ）の延伸部の詳細な構成を示し
、図中のハツチングはＥｒ３＋などの活性元素イオンが
ドープされた領域を示す。図示の通り、活性元素イオン
はコアとクラッドの境界近傍に主としてドープされてい
る。なお、活性元素イオンのドープ領域は、コアとクラ
ッドの境界近傍を含んでいればクラッド内のみでもよく
、僅かにコア内まで伸びていてもよい。
、図中のハツチングはＥｒ３＋などの活性元素イオンが
ドープされた領域を示す。図示の通り、活性元素イオン
はコアとクラッドの境界近傍に主としてドープされてい
る。なお、活性元素イオンのドープ領域は、コアとクラ
ッドの境界近傍を含んでいればクラッド内のみでもよく
、僅かにコア内まで伸びていてもよい。
第１図（ｃ）、（ｄ）は同図（ｂ）のＣ１Ｃ線およびＤ
１Ｄ ２線の構造を断面にて示す図である。図中の太
い実線は屈折率分布を示し、細い実線は信号光および励
起光の光強度分布を示している。また、図中の点線で挟
んだハツチング部分は、光増幅能を有する希土類元素と
してＥｒイオンをドープした領域を示す。
１Ｄ ２線の構造を断面にて示す図である。図中の太
い実線は屈折率分布を示し、細い実線は信号光および励
起光の光強度分布を示している。また、図中の点線で挟
んだハツチング部分は、光増幅能を有する希土類元素と
してＥｒイオンをドープした領域を示す。
上記実施例の光ファイバーに励起光と信号光が入射され
ると、非延伸部では励起光と信号光は共にコア内に閉じ
込められ（第１図（Ｃ）図示）、従ってＥｒイオンによ
る光吸収はほとんど生じず、従って光増幅を生じない。
ると、非延伸部では励起光と信号光は共にコア内に閉じ
込められ（第１図（Ｃ）図示）、従ってＥｒイオンによ
る光吸収はほとんど生じず、従って光増幅を生じない。
もっとも、励起光の強度が大きいと、光の浸み出しによ
り僅かながら吸収が生しるが、光ファイバーがあまり長
くないときには問題にならない。従って、従来のものと
くらべてＥｒイオンを高濃度にドープすることが可能に
なる。
り僅かながら吸収が生しるが、光ファイバーがあまり長
くないときには問題にならない。従って、従来のものと
くらべてＥｒイオンを高濃度にドープすることが可能に
なる。
これに対し、導入光がテーバ状の延伸部に達すると、光
の閉じ込め効果が弱くなり、励起光および信号光がクラ
ッドに浸み出して光強度分布は光ファイバ１の全体に広
がる。このとき、コアとクラッドの境界近傍の特にクラ
ッド側には、あらかじめＥｒイオンがドープされている
ので、励起光は効率よく吸収されてエネルギーレベルに
反転分布か生じる。すると、信号光もクラッドに浸み出
しているので、Ｅｒイオンの有するエネルギーが信号光
に与えられて光増幅が行なわれる。また、信号光はクラ
ッドに浸み出すことによりその光強度はあまり高いレベ
ルとなることがないので、信号光強度レベルが高いとき
に生じる利得飽和も抑えられる。従って、高効率かつ高
利得の光増幅が実現される。
の閉じ込め効果が弱くなり、励起光および信号光がクラ
ッドに浸み出して光強度分布は光ファイバ１の全体に広
がる。このとき、コアとクラッドの境界近傍の特にクラ
ッド側には、あらかじめＥｒイオンがドープされている
ので、励起光は効率よく吸収されてエネルギーレベルに
反転分布か生じる。すると、信号光もクラッドに浸み出
しているので、Ｅｒイオンの有するエネルギーが信号光
に与えられて光増幅が行なわれる。また、信号光はクラ
ッドに浸み出すことによりその光強度はあまり高いレベ
ルとなることがないので、信号光強度レベルが高いとき
に生じる利得飽和も抑えられる。従って、高効率かつ高
利得の光増幅が実現される。
導入光が延伸部を通過して再び非延伸部に達すると、励
起光および信号光のクラッドへの浸み出しはほとんど無
くなるので、コアとクラッドの境界近傍にドープされた
活性元素イオンが悪影響を与えることはなくなる。
起光および信号光のクラッドへの浸み出しはほとんど無
くなるので、コアとクラッドの境界近傍にドープされた
活性元素イオンが悪影響を与えることはなくなる。
本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。
ある。
例えば、光ファイバはステップインデックス型のものに
限られず、グレーデッドインデックス型のものでもよい
。また、光ファイバに励起光と信号光を導入する合分波
デバイスとしては、光ファイバカブラも含めて各種のも
のを用いることができる。さらに、延伸部にて２本の活
性元素イオンドープ光ファイバを融着させ、一方の光フ
ァイバから励起光を、他方の光ファイバから信号光を導
入してもよい。
限られず、グレーデッドインデックス型のものでもよい
。また、光ファイバに励起光と信号光を導入する合分波
デバイスとしては、光ファイバカブラも含めて各種のも
のを用いることができる。さらに、延伸部にて２本の活
性元素イオンドープ光ファイバを融着させ、一方の光フ
ァイバから励起光を、他方の光ファイバから信号光を導
入してもよい。
以上、詳細に説明した通り、本発明の光ファイバ増幅器
では、光ファイバの細径化されていない部分（非延伸部
）では、励起光および信号光の大部分はコア中を伝播す
るので、活性元素イオンによる吸収が問題になることは
ない。これに対し、細径化した部分（延伸部）では、励
起光および信号光の一部はクラッドに浸み出し、ここで
、活性元素イオンによる光増幅がなされる。従って、増
幅特性の優れた光ファイバ増幅器を実現することが可能
になる。
では、光ファイバの細径化されていない部分（非延伸部
）では、励起光および信号光の大部分はコア中を伝播す
るので、活性元素イオンによる吸収が問題になることは
ない。これに対し、細径化した部分（延伸部）では、励
起光および信号光の一部はクラッドに浸み出し、ここで
、活性元素イオンによる光増幅がなされる。従って、増
幅特性の優れた光ファイバ増幅器を実現することが可能
になる。
第１図は本発明の実施例に係る光ファイバ増幅器の説明
図である。 １・・・光ファイバ、２・・・光合波器、３・・・光分
波器。
図である。 １・・・光ファイバ、２・・・光合波器、３・・・光分
波器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光増幅能を有する活性元素をドープした光ファイバに
信号光と励起光を導入し、前記信号光を増幅する光ファ
イバ増幅器において、 前記活性元素は主として前記光ファイバのコアとクラッ
ドの境界近傍にドープされ、かつ当該光ファイバは所定
部分で延伸により細径化されていることを特徴とする光
ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2091796A JPH03289633A (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2091796A JPH03289633A (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289633A true JPH03289633A (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=14036577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2091796A Pending JPH03289633A (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03289633A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035722A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Asahi Glass Company, Limited | 非線形ファイバ、波長変換方法および波長変換器 |
| JP2022181935A (ja) * | 2021-05-27 | 2022-12-08 | 学校法人東京理科大学 | 光ファイバー及びその製造方法、発光方法並びに発光装置 |
-
1990
- 1990-04-06 JP JP2091796A patent/JPH03289633A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035722A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Asahi Glass Company, Limited | 非線形ファイバ、波長変換方法および波長変換器 |
| JP2022181935A (ja) * | 2021-05-27 | 2022-12-08 | 学校法人東京理科大学 | 光ファイバー及びその製造方法、発光方法並びに発光装置 |
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