JPH0398025A

JPH0398025A - 光増幅装置

Info

Publication number: JPH0398025A
Application number: JP23466389A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Oshima; 茂大島; Mitsuko Nakamura; 中村　美都子; Nobuo Suzuki; 信夫鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1991-04-23

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、光通信装置に用いることができる光増幅装置
に関する。

（従来の技術）第６図に、従来の光通信装置で用いられる光増幅装置の
ｔＩＩ戊を示す。第６図で、４１は光ファイバ，４２は
入射する光信号を増幅する半導体レーザアンプ，４３．
４５は光学系で例えばレンズである。土」は、偏光プリ
ズム４７．４９及び４５″ファラデー回転子４８で構威
される光アイソレータ，４６は光ファイバである。光フ
ァイバ４１より出力された光４０は半導体レーザアンプ
４２に入射し、ここで増幅される。増幅された光は、゛
レンズ４３で平行光に変換され、光アイソレータ４４を
透過し、レンズ４５で集光され光ファイバ４６に光結合
する。

上記した光アイソレータは、光ファイバと他の光部品と
を接続するファイバコネクタ等からの反射光が半導体レ
ーザアンプに再び光結合するのを防ぎ、半導体レーザア
ンプが不安定動作を起こさないようにするものである。

例えば、第６図の場合、光ファイバ４６と他の部材とを
接続するファイバコネクタ（図示せず）によって反射さ
れた光が、光ファイバ４６よりレンズ４５を介して偏光
プリズム４９に入射し、ここで透過光と反射光に分岐さ
れる。透過光は４５″ファラデ−回転子４８で偏光面が
４５″変換されるため、偏光プリズム４７では、この光
は反射し、半導体レーザアンプ４２に供給されるのを防
ぐ。

このような光アイソレータは、一般的には強い偏光依存
性を有する。従って、第６図に示すように、半導体レー
ザアンプと結合した場合に、例えば、レーザ光のＴＥモ
ードもしくはＴＭモードのどちらか一方のモードしか透
過せず、他方のモード光は損失が無限大で透過するため
に極めて偏光依存性が大きい光増幅装置しか構或するこ
とができなかった。

通常の単一モードファイバでは、偏光面は保存されず、
時間とともに偏光面は変動する。従って通常の単一モー
ドファイバ系に従来の光増幅装置を挿入すると、光アイ
ソレータが偏光依存性をもつので、アイソレータを透過
しないモードの光が生じ、ファイバでの偏光面の変動に
伴って光増幅装置のゲインが大きく変化してしまう。こ
のため安定な光通信が実現できないという問題があった
。

（発明が解決しようとする課題）従来の光増幅装置では、強い偏光依存性があり、通常の
単一モードファイバ系に押入された場合、偏光面の変動
に伴いゲインが大きく変化するため安定したゲインが得
られないという問題点があった。

本発明は上記の欠点を除去すべくなされたもので、安定
したゲインを得ることができる光増幅装置を捉供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明では、光ファイバより
出力される光を増幅する半導体レーザアンプと、前記半
導体レーザアンプの入力側と出力側の少くとも一方に設
けられ、人力した光の損失がその光の偏光面に依存しな
い光アイソレータとにより構成されていることを第１の
特徴とする。

また、光ファイバより出力された光を増幅する半導体レ
ーザアンプと前記半導体レーザアンプの入力側と出力側
の少くとも一方に設けられ、人力した光の損失がその光
の偏光面に依存しない光アイソレータと、この光アイソ
レータ内で前記半導体レーザアンプにＴＥモードおよび
ＴＭモードに分離された光のうち少くとも一方の光を所
定の量損失させる損失手段とにより構成されていること
を第２の特徴とし、特に、前記損失手段は、ファブリベ
ロー共振器であることを特徴とする。

（作用）第１の特徴の構成とする光増幅装置では、偏光無依１ｊ
性の光アイソレータが半導体レーザアンプの出力側に設
けられた場合、光ファイバより出力シタ光が半導体レー
ザアンプで増幅され、半導体レーザアンプで増幅された
光は、このアイソレータをその偏光面によらず損失なし
で透過するので安定したゲインが得られる。

また第２の特徴の構成とする光増輻装置では、光ファイ
バより出力した光が半導体レーザアンプで増幅され、こ
の光が偏光無依存性の光アイソレータを透過する。この
光アイソレータに人力した光は半導体レーザアンプのＴ
ＥモードおよびＴＭモードに分離され、分離された光の
うち、前記半導体レーザアンプでの増幅率の高い方の光
に前記アイソレータに挿入された損失手段が損失をリえ
、他方の光のゲインと等しくなるようにし、安定したゲ
インが得られる。

（実施例）以下゛、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明の一実施例のＨＲ戒を示す図である。

第１図で１１は光ファイノくで、例えば先球ファイバが
用いられる。１２は半導体レーザアンプ、１３．２２は
光学系でレンズである。１４は、偏光ビームスブリッタ
１５とミラー１６から成る第ｌの光回路であり、１７は
４５″ファラデ−回転子，１８は１／２波長板である。

１つは、偏光ビームスブリッタ２０とミラー２１より成
る第２の光同路であり、第１の光回路扉，４５゜ファラ
デー回転子１５．１／２波長板１６及びこの第２の光回
路上』で光アイソレータ１』を構成する。

２３は光ファイバである。

光ファイバ１１から出射された光は、半導体レーザアン
プ１２を通過し、ここで光増幅された後、レンズ１３で
平行光になる。この平行光は第１の光回路１４に入射さ
れ、偏光ビームスプリッタ１５で、この平行光は例えば
半導体レーザアンプ１２のＴＥモードの光２４とＴＭモ
ードの光２５の２つに分けられる。この偏光ビームスプ
リッタ１５は、例えば、第１図の紙面に垂直な方向に電
界成分を有する光は反射し、紙面と平行な成分の光は透
過する性質をもつ。分けられたそれぞれの光２４．２５
は４５″ファラデー回転子１７に人射され、ここで偏光
面が４５＠回転する。次に両モードの光とも１７２波長
板１８を透過し、ここで、それぞれの偏光面が４５°フ
ァラデー回転子１７入射前の偏光面の偏光方向に戻され
る。その後、第２の光回路１９で両モードは合波され、
レンズ２２で集光して、光ファイバ２３に光結合する。

　上記の様に光増幅装置を構成した場合には、光アイソ
レータ１辺は、透過する光の損失がその光の偏光面に依
存しない偏光無依存性であるので、両モード光は、その
偏光面にかかわらず透過する。

従って、従来の様な偏光依存性の光アイソレータを用い
て一方のモード光だけ透過させていた光増幅装置と比べ
、安定したゲインを得ることができる。

また、本実施例では、ファイバコネクタ等による反射光
が、光ファイバ２３より出射された場合でもこの反射光
は、半導体レーザアンプ１２にもどらないので、半導体
レーザアンプ１２の不安定動作を防ぐことができる。

これは、光ファイバ２３からの反射光が、第２の光回路
１９で分波され、１／２波長板１８及び４５″ファラデ
−回転子１７を透過し、偏光面が変換され第１の光回路
ＬＡにこの２波が入射される際、ミラー１６から偏光ビ
ームスブリッタ１５に人ａ＝ｔする光は、偏光ビームス
ブリッタ１５を透過し、もう一方の光はこのビームスブ
リッタ１５と反射する。従って、半導体レーザアンプ１
２には反射光は光結合されない。

光アイソレータ３０は、第１図の場合、半導体レーザア
ンプ１−２の出力側に設けられているが、先ファイバ１
１と半導体レーザアンプ１２の間に設けられていてもよ
い。また、この光アイソレータ１』は、半導体レーザア
ンプ１２の入力側と出力側の両方に設けられていてもよ
い。

次に光アイソレータに損失手段を揮人した光増幅装置の
実施例について説明する。第２図は、この実施例の構成
を示す図である。第２図で第１図と同一部分には同一符
号を付し詳しい説明は省略する。

光ファイバ１１から出射した光は、半導体レーザアンプ
１２を通過し、光増幅された後、レンズ１３で平行先に
なる。平行光は第１の光回路１４で、ＴＥモード２４と
ＴＭモード２５の２つの光に分けられる。ＴＥモード２
４とＴＭモード２５の両光は、４５＠ファラデー回転子
１７を通過して、各々偏光面が４５°回転し、さらに、
１７２波長板１８を通過し、４５°ファラデー回転子１
７入射前の偏光面に戻る。

ところで、半導体レーザアンプ、１２のゲインは、例え
ば第３図（ａ）に示すようにＴＥモードの方がＴＭモー
ドよりゲインが大きく、しかも周期的な変化があるもの
であったとする。この様な特性のアンプの場合、第３図
（ａ）のＴＥモードとＴＭモードのゲイン差に相当する
損失（第３図（ｂ）に示す）を有する損失手段、例えば
エタロン内の媒質中に損失を有するファブリベロー共振
器３１をＴＥモード光２４の光路中に挿入する。

ＴＥモード２４とＴ　Ｍモード２５の両光は第２の光回
路１つに入射され、ここで合波される。合波された光は
、レンズ２２で集光され、光ファイバ２３に光結合され
る。

上記の購成により、この光増幅装置に人力した光は、そ
の出力でＴＥモードとＴＭモードのゲインが変わらない
増幅された光となる。

また、半導体レーザアンプの特性が、例えば第４図に示
すように一方のモードのゲインが波長に対して周期的に
大きく変化する場合には、ＴＥモード側に一定の損失を
与え、ＴＭモード側には周期成分を打ち消す特性をもっ
たファブリベロー共振器を光アイソレータ内の光路に設
ける。

このことにより、ＴＥモード，ＴＭモードが同し増幅率
で出力される。

ファブリベロー共振器は、半導体レーザアンプの特性に
合わせて、種々の特性のものが選択される。また、ファ
ブリベロー共振器の光学長（屈折率と長さの積）をレー
ザの光学長と一致させ、ファブリベロー共振器を傾ける
ことによって、各モード先の波調特性を微調することが
できる。

さらに、波長によらず一定の損失を与えるには、例えば
Ｃｒ等を蒸着した光吸収板を光路中に挿入するか、ＴＥ
モード，ＴＭモードの光ビーム合成部の第２の光回路で
わずかにずらすようにして、光ファイバ結合において損
失を生じさせてもよい。

また、第２図の光アイソレータ３０やファブペロー共振
器３１は、半導体レーザアンプ１２の入力側に設けるこ
とも可能であるし、アンプ１２の入力側及び出力側の両
方に設けてもよく、半導体レーザアンプ１２へ所定の光
量が光結合できればよい。

第１図の実施例及び第２図の実施例を通して、光ファイ
バ１１は必ずしも先球ファイバである必要はなく、さら
に、光アイソレータ１舌の構成は第５図に示す様に方解
石の■１な複屈折仮３２，３３を用いることも可能であ
る。

さらに、第１図及び第２図で、１／′２波長板１８は、
各モードの偏光面を光アイソレータに入射する前の偏光
面に合わせるため設けたものであり、こうずると第１の
光回路１４と第２の光回路１９の構戊を同じ溝成にする
ことができる。しかし、両モードを合波できさえすれは
ば２つの光回路を同じ構或にする必要はなく、１７２波
長板を設けなくてもよい。

［発明の効果コ以上詳述した様に、本発明の光増幅装置によれば、偏光
無依在性の光アイソレータを使用し、さらに損失手段を
備えることにより、偏光面の変動にｆ′Ｖうゲインの変
化を除去し、安定したゲインを１１｝ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光増幅装置の一実施例の｛１１
戊を示す図１第２図は、損失手段を備えた先増幅装置の
実施例の摺成を示す図１第３図及び第４図は、波長に対
するＴＥモード，ＴＭモード（７）　１’　導体レーザ
アンプのゲインの変化を示す図，第５図は、光アイソレ
ータに複屈折板を用いた実施例の構戊を示す図，第６図
は、従来の光増幅装置の｛１４戊を示す図である。１１．２３・・・光ファイバ］２・・・半導体レーザアンプ１３．２２・・・レンズ１４・・・第１の光回路１７・・・４５°ファラデ−回転子ｌ８・・・１／２波長板１つ・・・第２の光回路３０・・・光アイソレータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ファイバより出力される光を増幅する半導体レ
ーザアンプと、前記半導体レーザアンプの入力側と出力
側の少くとも一方に設けられ、入力した光の損失がその
光の偏光面に依存しない光アイソレータとを具備するこ
とを特徴とする光増幅装置。
（２）光ファイバより出力される光を増幅する半導体レ
ーザアンプと、前記半導体レーザアンプの入力側及び出
力側の少くとも一方に設けられ、入力した光の損失がそ
の光の偏光面に依存しない光アイソレータと、この光ア
イソレータ内で前記半導体レーザアンプのＴＥモードお
よびＴＭモードに分離した光のうちの少くとも一方の光
を所定の量損失させる損失手段とを具備することを特徴
とする光増幅装置。
（３）前記損失手段は、ファブリベロー共振器であるこ
とを特徴とする請求項２記載の光増幅装置。