JPH0331827A

JPH0331827A - 義増幅部品

Info

Publication number: JPH0331827A
Application number: JP1165380A
Authority: JP
Inventors: Izumi Mikawa; 泉三川; Tsuneto Azuma; 東　恒人; Hiroshi Ishihara; 石原　浩志
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-02-12

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、光ファイバを用いた光伝送方式に才３いて伝
搬光の増幅するための光増幅部品に関する。

〈従来の技術〉光増幅技術としては、エルビウムイオン（Ｅｒ”）やネ
ジラムイオン（Ｎｂ”）における電子の反転分布（高い
エネルギー準位の電子数が低い準位に比べ多い分布状態
）を利用した誘電放出により、伝搬光を増幅する技術が
知られている。この技術では、反転分布を発生させるた
めの励起光と伝搬光とが共に、上述したようなイオンを
含有する領域と作用する必要がある。この状態を実現す
るため、従来の光増幅部品としては、エルビウム（Ｅ「
）、ネオジウム（Ｎｄ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、イ
ッテリビウム（ｙｂ）等の希土類元素や、チタン（Ｔ　
ｉ　）等の遷移元素からなる、いわゆる光増幅元素の１
種以上を光ファイバのコア部に含有させたもの（以下、
コアドープ光ファイバという）が用いられている。これ
により、励起光と伝搬光との界分布がコア部を中心に同
時に存在することが可能である。

しかし、この場合、励起光は上述した光増幅元素の各イ
オンによって吸収されろため、かかるコアドープ光ファ
イバに励起光を入射するためには、上記光増幅元素をコ
ア部に含まない合波部を用いる必要があり、例えば第６
図や第７図に示すような構成を採る必要がある。

両図において、１はコアドープ光ファイバ、２ａ、２ｂ
は通常の通信に使用する光ファイバ（以下、通常光ファ
イバという）であり、通常光ファイバ２ａからの伝搬光
をコアドープ光ファイバ１で増幅した後、通常光ファイ
バ２ｂに伝搬する構成となっている。そして、この場合
、コアドープ光ファイバ１には伝搬光と共に励起光を入
射する必要があるが、第６図の例ではミラー３、八−フ
ミラー４及びダイクロイックミラー５を用いて励起用光
源６からの励起光を伝搬光と共にコアドープ光ファイバ
１に入射するようになっている。また、第７図に示す例
では、２つの励起光源６からの励起光を合わせる合波カ
プラ７及びこの合波カブラ７からの励起光と伝搬光とを
合わせる波長多重カプラ８を用いている。なお、合波カ
ブラ７及び波長多重カプラ８は、通常ファイバを溶融延
伸して作製されたものである。また、図中、↑とＯとは
励起光の偏波方向を示し、両者の偏波面が直交している
ことを示している。すなわち、両方の例においては、直
交している２方向傷波の励起光を合せてコアドープ光フ
ァイバ１に入射してコア内に反転分布を作り、伝搬光を
増幅している。

〈発明が解決しようとする課題〉前述したよに、従来、コアドープ光ファイバを用いて光
増幅を行う場合には、該コアドープ光ファイバと共に通
常光ファイバやその他の特別な光部品を必要とし、また
、両者の位置決め等の作業が煩雑であるという問題があ
る。

本発明はこのような事情に鑑み、単純な構造で他に特別
な光部品が不要であり、容易に光増幅を行うことができ
る光増幅部品を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉前記目的を達成する本発明に係る光増幅部品は、２本す
上の光ファイバがその側面で相互に接続していると共に
当該接続部の外径が上記光ファイバ外径より小さい光フ
ァイバ部品であって、上記光ファイバのクラッド部の少
なくとも１部に、光増幅元素を少なくとも１１１含むこ
とを特徴とする。

〈作　　　用〉前記構成の光増幅部品においては、伝搬光はその接続部
の一方側から他方側へ伝搬する際にクラッド部全体に漏
れ出した状態で伝搬され、この伝搬光が当該接続部を通
過した後に何れの光ファイバに出射するかは、接続部と
該接続部を取り囲む部分との屈折率差により決定される
。一方、伝搬光の入射口及び出射口以外のところから励
起光を導入すると、該励起光は接続部においてクラッド
部に漏れ出して該クラッド部に含まれる光増幅元素に吸
収され、当該接続部に反転分布が発生する。

したがって、上記伝搬光は接続部の通過の際に増幅され
ろ。

く実　施　例〉以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図〜第４図には本実施例の光増幅部品１０の構成を
示す。第１図に示すように、光切増幅量１０は２本の光
ファイバ１１で構成されるものであり、光ファイバ１１
は■−■断面を示す第２図に示すように、コア部１２と
導波クラッド部１３と増幅クラッド部１４とからなる。

すなわち、この光ファイバ１１は通常の光ファイバのク
ラッド部のうち、伝遵光がコア部からしみ出す部分以外
のクラッド部に、光増幅元素を含有させて増幅クラッド
部としたものであり、この増幅クラッド部１４には通常
は伝搬光が漏れ出ることはない。

光増幅部品１０は、第３図に示すように、２本の光ファ
イバ１１の側面同志を溶融時の表面張力により接続し、
その中央部の径を細くして領域りで示す接続部１５を形
成したものであり、この接続部１５ではＩｔ／−■断面
を示す第４図に示すように、コア部１２及び導波クラッ
ド部１３が小さくなると共に２本の光ファイバ１１の増
幅クラッド部１４が一体的になっている。

このような構造の光増幅部品１０において、Ａから入射
した伝搬光は領域りに近づくにしたがいコア部１２及び
導波クラッド部１３から増幅クラッド部１４に漏れ出て
、接続８ＩＳ１５内では増幅クラッド部１４全体を伝搬
することになり、この部分でのコア部１２及び導波クラ
ッド部１３は充分小さいのでほとんど伝搬には寄与しな
い。したがって、このときの導波ば、接続部１５の増幅
クラッド部１４とこれを取り囲む外部との屈折率差によ
り達成され、伝搬のモードは最低次の偶数モードと奇数
モードとに分離していると考えられる。

すなわち、領域りの接続部１５を通過した後にＢあるい
はＣの何れに出射するかは、接続部１５で偶数モードと
奇数モードとに分配された光の領域り出射時の干渉によ
り決定されろ。そこで、本実施例では伝搬光がＢから出
射するものとする。

したがって、この伝り投光を増幅するための励起光ばＣ
若しくはＤの何れか又は両方から入射すればよい。

ここで、励起光は上述したように、領域りに至るまでは
光ファイバのコア部１２及び導波クラッド部］３を伝搬
するが領域りに近づくにしたがい増幅クラッド部１４に
漏れ出して領域りの接続部１５内部では増幅クラッド部
１４全体を伝搬することになり、このとき励起光は増幅
クラッド部１４に含まれる光増幅元素イオンに吸収され
、反転分布が発生する。

よって、このように励起光が吸収された領域に、上述し
たように伝搬光が通過することになり、伝搬光は領域し
て増幅されろ。

なお、かかる増幅には特に偏波依存性はないので、励起
光として偏波を用いても通常光を用いてもよく、また、
従来の項で示したように偏波面が互いに直交する偏波を
用いてもよく、さらに、偏波面が直交しない２つの偏波
を用いてもよい。

また、光増幅元素としては、従来の項で示したようにＥ
ｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｙｂ等の希土類元素やＴｉ等の遷移金
属元素を例示することができろ。

以上説明したように、本実施例の光増幅部品によれば、
Ｃ及び／又はＤから入射した励起光を領域りとその近傍
の増幅クラッド部１４内の光増幅元素イオンに吸収させ
て、Ａから入射した伝搬光を増幅させてＢから出射させ
ろことが可能である。この場合、励起光は領域り以外で
は増幅クラッド部１４と作用せずに光ファイバ中を伝搬
するため、励起用光源は例丸ばＣ及び／又はＤと接続す
るだけでよく、領域りとの位置関係を特別に配慮したり
、何（類もの光カプラ等の光部品を準備する必要がない
という利点がある。また、光増幅部品１０の各入出力口
Ａ−Ｄば光ファイバ形状であるため、光通信用の通常光
ファイバとの接続には、低損失な融着接続技術を適用す
ることができる。

９下、光Ｊ１１幅部品１０の具体的使用例について説明
する。。

第５図はその使用態様を示す概念図であり、図中、２１
は伝搬光光Ｒ（１，５３８μｎＷＤＦＢレーザ）であり
、光通信光源を模擬している。

また、２２は通常光アイバ（１，５５μｍ帯分布シフト
ファイバ）、２３は伝搬光受光部（スペクトラムアナラ
イザ）、２４は励起用光源（Ａｒイオンレーザ）である
。なお、図中の１、Ｏζよ励起用光Ｐｉ、２４の偏波面
が互いに直交していることを示している。また、光増幅
部品１０としては増幅クラッド部にエルビムイオンを１
１０００ｐｐ程度ドープしたガラスを用い、光増幅部品
１０と通常光ファイバ２２との接続は、融着接続により
行った。

このような構成において、励起用光ｇｊ２４から励起光
を入射した場合の伝搬光の受光レベルと、励起光を入射
しない場合の伝搬光の受光レベルとを伝搬光受光部２３
で測定したところ、励起光入射において約０．５ｄＢ程
度の受光レベルの向上が認められた。

この結果は、本発明の光増幅部品が長距離光通信に用い
られる１、５５μｍ付近の伝搬光を簡便に増幅できるこ
とを示しており、従来必要であった複雑な光学部品の組
合せを用いなくともコアドープ光ファイバと同様な増幅
を実現することができろ。また、この増幅特性は、上記
実施例における光増幅元素イオン濃度１０００　ｐｐｍ
程度を増大することによゆ、・さらに向上可能である。

次に、ネオジウムをドープした光増幅部品１０を用い、
伝搬光光源２１に１．１μｍ帯ファブリペロレーザ、伝
搬光受光部２３にスペクトラムアナライザ、通常光ファ
イバ２２に１．３μｍ帯ファイバ、励起用光源２４に色
素レーザをそれぞれ用いたところ、約０．７ｄＢの受光
レベルの向上が認められた。なわ、この場合にも光増幅
元素イオン濃度を向上することにより増幅特性の一層の
向上が可能である。

なお、以上説明した実施例では、光増幅元素をクラッド
部の伝搬光がしみ出てこない部分のみに含有させたが、
これに限定されるものではなく、例えばクラッド部全体
に含有させろようにしてもよい。（！Ｉ　シ、この場合
には、伝搬光や励起光が多少減衰する可能性がある。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明の光増幅部品は、従来のも
のに比べ励起用光源との結合がｍｉ便であり、特別の光
部品を使用する必要がないので、これを光ファイバを用
いた光伝送方式に導入することにより、伝搬光光源の出
力を低減して光源の信頼性の向上を図るなどの効果を奏
し、ひいては光伝送のサービスの品質の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例に係り、第１図はその
光増幅部品の外観図、第２図〜第４図はそのｎ−ｎ、ｍ
−ｍ、ＩＶ−Ｆｉｌ断面図、第５図はその使用態様を示
す概念図、第６図及び第７図は従来技術に係る光増幅技
術を示す説明図である。図　面　中、１０は光増幅部品、１１は光ファイバ、１２はコア部、１３は導波クラッド部、１４ば増幅クラッド部、１５は接続部、２１は伝搬光光源、２２は通常光ファイバ、２３は伝搬光受光部、２４は励起用光源である。 Δ １８１図

Claims

【特許請求の範囲】

２本以上の光ファイバがその側面で相互に接続している
と共に当該接続部の外径が上記光ファイバ外径より小さ
い光ファイバ部品であって、上記光ファイバのクラッド
部の少なくとも１部に、光増幅元素を少なくとも１種含
むことを特徴とする光増幅部品。