JPH04192481A - 光ファイバ形光増幅装置 - Google Patents
光ファイバ形光増幅装置Info
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- JPH04192481A JPH04192481A JP2324260A JP32426090A JPH04192481A JP H04192481 A JPH04192481 A JP H04192481A JP 2324260 A JP2324260 A JP 2324260A JP 32426090 A JP32426090 A JP 32426090A JP H04192481 A JPH04192481 A JP H04192481A
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- 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
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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。
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〕
この発明は、光を直接増幅する光ファイバ形光増幅装置
に関するものてあり、特に励起光による励起効率の高い
光ファイバ形光増幅装置に関するものである。
に関するものてあり、特に励起光による励起効率の高い
光ファイバ形光増幅装置に関するものである。
第３図は従来の光ファイバ形光増幅装置の例を示す。同
図に３いて、入力信号光を伝送する通常の単一モート光
ファイバ２１は光結合器２の第１の入力に接続され、励
起用のレーザ光を伝送する同様な単一モート光ファイバ
２２は光結合器２の第２の入力に接続されている。光結
合器２の出力には増幅用光ファイバを構成する例えばエ
ルビウム・ドープ光ファイバ４か接続されており、該エ
ルビウム・ドープ光ファイバ４の出力端には増幅された
信号光伝送用の通常の単一モート出力光ファイバ２３か
接続されている。
図に３いて、入力信号光を伝送する通常の単一モート光
ファイバ２１は光結合器２の第１の入力に接続され、励
起用のレーザ光を伝送する同様な単一モート光ファイバ
２２は光結合器２の第２の入力に接続されている。光結
合器２の出力には増幅用光ファイバを構成する例えばエ
ルビウム・ドープ光ファイバ４か接続されており、該エ
ルビウム・ドープ光ファイバ４の出力端には増幅された
信号光伝送用の通常の単一モート出力光ファイバ２３か
接続されている。
光ファイバ２１．２２．２３はそれぞれ円形断面のコア
：１１．３２．３３と、各コアの周囲を覆う環状断面の
クラッド４１．４２．４３とにより構成されている。コ
アおよびクラッドは一般に屈折率か互いに異なる石英ガ
ラスにより形成され、各光ファイバは、クラッドに外装
された保護膜により保護されている。
：１１．３２．３３と、各コアの周囲を覆う環状断面の
クラッド４１．４２．４３とにより構成されている。コ
アおよびクラッドは一般に屈折率か互いに異なる石英ガ
ラスにより形成され、各光ファイバは、クラッドに外装
された保護膜により保護されている。
光増幅用光ファイバを構成する光ファイバ４は同様に円
形断面のコア３４と環状断面のクラッド４４とにより構
成され、これらのコア３４、クラッド４４は屈折率か互
いに異なる石英ガラス等により形成されている。そして
コア３４の部分にはＥ、（エルビウム）、Ｎｄ（ネオジ
ウム）、ｙｂ、（イッテルビウム）、Ｓ■（サマリウム
）、Ｐｒ（プラセオジウム）等の希土類元素のイオンが
ドープされている。ドープされる希土類元素は入力信号
光の波長および励起用レーザ光の波長によって決定され
、例えば入力信号光の波長か１．５５ＪＬｍ 、励起用
レーザ光の波長が１．４８ＩＬｍの場合はＥ、イオンが
ドープされる。光ファイバ４は、光ファイバ２１．２２
．２３と同一様にクラッド４４に外装された保護膜によ
り保護されている。
形断面のコア３４と環状断面のクラッド４４とにより構
成され、これらのコア３４、クラッド４４は屈折率か互
いに異なる石英ガラス等により形成されている。そして
コア３４の部分にはＥ、（エルビウム）、Ｎｄ（ネオジ
ウム）、ｙｂ、（イッテルビウム）、Ｓ■（サマリウム
）、Ｐｒ（プラセオジウム）等の希土類元素のイオンが
ドープされている。ドープされる希土類元素は入力信号
光の波長および励起用レーザ光の波長によって決定され
、例えば入力信号光の波長か１．５５ＪＬｍ 、励起用
レーザ光の波長が１．４８ＩＬｍの場合はＥ、イオンが
ドープされる。光ファイバ４は、光ファイバ２１．２２
．２３と同一様にクラッド４４に外装された保護膜によ
り保護されている。
上記のような従来の光ファイバ形光増幅装置において、
遠方に配置された半導体レーザ装置から通常の単一モー
ト光ファイバ２１を通して伝送されてきた１、５５延■
の波長の入力信号光６は光結合器２に入力される。また
、励起用高出力半導体レーザ装置８から放射された１、
４８ｇｍの波長の励起用レーザ光１０は集光レンズ１２
て集束されて励起用レーザ光伝送用光ファイバ２２の端
部からコア３２内に入射される。光ファイバ２２に入射
された１、４８ｇ量の波長の励起光１４は該光ファイバ
２２を経て光結合器２に入力される。
遠方に配置された半導体レーザ装置から通常の単一モー
ト光ファイバ２１を通して伝送されてきた１、５５延■
の波長の入力信号光６は光結合器２に入力される。また
、励起用高出力半導体レーザ装置８から放射された１、
４８ｇｍの波長の励起用レーザ光１０は集光レンズ１２
て集束されて励起用レーザ光伝送用光ファイバ２２の端
部からコア３２内に入射される。光ファイバ２２に入射
された１、４８ｇ量の波長の励起光１４は該光ファイバ
２２を経て光結合器２に入力される。
光結合器２内ては、１．ｉｉｇ＝−の波長の励起光１４
と１．５５＃Ｌ−の波長の入力信号光６は同一導波路内
に導入された後、Ｅｒドープ光ファイバ４に出力される
。周知のようにＥｒドープ光ファイバ４内では、コア３
４を１．４８ＪＬ■の波長の励起光１４て励起すると、
１．５５１Ｌｓの波長の入力信号光は誘導放出により増
幅され、増幅された１、５５ｐｍの波長の信号光１６は
必要に応して設けられる所望の波長の光のみを通過させ
るフィルタ（図示せず）を経て再び通常の単一モート出
力光ファイバ２３に送られ、該光ファイバ２３を経て次
の場所へ伝送される。
と１．５５＃Ｌ−の波長の入力信号光６は同一導波路内
に導入された後、Ｅｒドープ光ファイバ４に出力される
。周知のようにＥｒドープ光ファイバ４内では、コア３
４を１．４８ＪＬ■の波長の励起光１４て励起すると、
１．５５１Ｌｓの波長の入力信号光は誘導放出により増
幅され、増幅された１、５５ｐｍの波長の信号光１６は
必要に応して設けられる所望の波長の光のみを通過させ
るフィルタ（図示せず）を経て再び通常の単一モート出
力光ファイバ２３に送られ、該光ファイバ２３を経て次
の場所へ伝送される。
（発明か解決しようとする課題）
上記のような構造をもった従来の光ファイバ形光増幅装
置ては、所望の増幅作用を得るには高出力半導体レーザ
装置８から高出力励起用レーザ光を単一モート光ファイ
バ２２の端部からそのコア３２内に入射しなければなら
ない。ところか、同党ファイバ２２のコア３２の直径は
数ミクロン、例えば高々５ｐ■乃至１０ＩＬｍしかなく
、そのため高出力動作時にも充分に横モートの制御かな
された高出力半導体レーザの光てなければ高効率て光フ
ァイバ２２のコア３２に励起光を入射することかできな
い。
置ては、所望の増幅作用を得るには高出力半導体レーザ
装置８から高出力励起用レーザ光を単一モート光ファイ
バ２２の端部からそのコア３２内に入射しなければなら
ない。ところか、同党ファイバ２２のコア３２の直径は
数ミクロン、例えば高々５ｐ■乃至１０ＩＬｍしかなく
、そのため高出力動作時にも充分に横モートの制御かな
された高出力半導体レーザの光てなければ高効率て光フ
ァイバ２２のコア３２に励起光を入射することかできな
い。
しかし、高出力て且つ安定した横モート制御を有する励
起用半導体レーザ光を発生するレーザ装置を得ることは
現在のところ非常に困難である。
起用半導体レーザ光を発生するレーザ装置を得ることは
現在のところ非常に困難である。
この発明は、横モートか充分に制御されていない励起用
の高出力半導体レーザ装置を使用しても効率よく励起す
ることかてきる光ファイバ形光増幅装置を得ることを目
的とする。
の高出力半導体レーザ装置を使用しても効率よく励起す
ることかてきる光ファイバ形光増幅装置を得ることを目
的とする。
（課題を解決するための手段〕
この発明の光ファイバ形光増幅装置は、信号光を伝送す
る中心コアを有する増幅用光ファイバの上記中心コアに
信号光を導入し、励起光を上記中心コアを含む光ファイ
バ内に入射し、上記励起光は上記光ファイバ内て少なく
とも中心コアとその外側の領−域て形成する界面以外で
くり返し反射されつつ伝送される間に上記中心コアに吸
収され、それによって上記中心コアを励起して上記信号
光を増幅するように構成されている。
る中心コアを有する増幅用光ファイバの上記中心コアに
信号光を導入し、励起光を上記中心コアを含む光ファイ
バ内に入射し、上記励起光は上記光ファイバ内て少なく
とも中心コアとその外側の領−域て形成する界面以外で
くり返し反射されつつ伝送される間に上記中心コアに吸
収され、それによって上記中心コアを励起して上記信号
光を増幅するように構成されている。
上記のように、この発明の光ファイバ形光増幅装置では
、光ファイバ内に導入された励起光か該光ファイバ内て
反射されつつ導波され、中心コア内を斜めに横切って通
過する間に該中心コアによって吸収される。このように
、励起光は光ファイバ内て反射、中心コアによる吸収を
くり返しつつ導波され、これによって中心コアを経て伝
送される信号光を高効率て増幅することかてきる。
、光ファイバ内に導入された励起光か該光ファイバ内て
反射されつつ導波され、中心コア内を斜めに横切って通
過する間に該中心コアによって吸収される。このように
、励起光は光ファイバ内て反射、中心コアによる吸収を
くり返しつつ導波され、これによって中心コアを経て伝
送される信号光を高効率て増幅することかてきる。
（実施例）
以下、この発明の光ファイバ形光増幅装置を図示の実施
例によって詳細に説明する。なお、第３図に示す従来の
装置と同等部分には同し参照番号を付す。
例によって詳細に説明する。なお、第３図に示す従来の
装置と同等部分には同し参照番号を付す。
第１図はこの発明の光ファイバ形光増幅装置の第１の実
施例を示す。同図において、増幅される入力信号光を伝
送するための従来の装置と同様な単一モート光ファイバ
２１はこの発明の光ファイバ形光増幅装置を構成する増
幅用光ファイバ２０に接続されている。増幅用光ファイ
バ２０の出力端には増幅された信号光伝送用の単一モー
ド光ファイバ２３か接続されている。
施例を示す。同図において、増幅される入力信号光を伝
送するための従来の装置と同様な単一モート光ファイバ
２１はこの発明の光ファイバ形光増幅装置を構成する増
幅用光ファイバ２０に接続されている。増幅用光ファイ
バ２０の出力端には増幅された信号光伝送用の単一モー
ド光ファイバ２３か接続されている。
光ファイバ２１．２３は円形断面のコア：１１．：１３
と、各コアの周囲を覆う環状断面のクラッド４１．４３
とにより構成されている。コア３１．３３とクラッド４
１、４３は屈折率か互いに異なる石英ガラスにより形成
され、各光ファイバ２１．２３は通常保護膜により保護
されている。
と、各コアの周囲を覆う環状断面のクラッド４１．４３
とにより構成されている。コア３１．３３とクラッド４
１、４３は屈折率か互いに異なる石英ガラスにより形成
され、各光ファイバ２１．２３は通常保護膜により保護
されている。
増幅用光ファイバ２０は１円形断面のコア２４と、該コ
ア２４の周囲を覆う環状断面のクラウド２６と、クラッ
ド２６の周囲に形成された無反射膜２８と、該無反射膜
の周囲に励起光か導入される窓領域３０を除いて形成さ
れた高反射膜３６とからなる。コア２４およびクラッド
２６は屈折率か互いに異なる石英ガラス等により形成さ
れており、その主としてコア２４の部分には旨、 Ｎｄ
、Ｙｂ、Ｓ■、Ｐｒ等の希土類元素のイオンがドープさ
れている。ドープされる希土類元素は入力信号光の波長
および励起用レーザ光の波長によって決定され、入力信
号の波長か１．５３ルー乃至１．５５ｇｍ 、励起用レ
ーザ光の波長か０．９８ｐ■、 １．４８ｇ■等の場合
、Ｅ「イオンがドープされる。ここては入力信号光とし
て１．５５ｐｍの波長の光を使用し、励起光として１．
４８ｐｍのレーザ光を使用し、従ってＥｒドープ光ファ
イバか使用される。
ア２４の周囲を覆う環状断面のクラウド２６と、クラッ
ド２６の周囲に形成された無反射膜２８と、該無反射膜
の周囲に励起光か導入される窓領域３０を除いて形成さ
れた高反射膜３６とからなる。コア２４およびクラッド
２６は屈折率か互いに異なる石英ガラス等により形成さ
れており、その主としてコア２４の部分には旨、 Ｎｄ
、Ｙｂ、Ｓ■、Ｐｒ等の希土類元素のイオンがドープさ
れている。ドープされる希土類元素は入力信号光の波長
および励起用レーザ光の波長によって決定され、入力信
号の波長か１．５３ルー乃至１．５５ｇｍ 、励起用レ
ーザ光の波長か０．９８ｐ■、 １．４８ｇ■等の場合
、Ｅ「イオンがドープされる。ここては入力信号光とし
て１．５５ｐｍの波長の光を使用し、励起光として１．
４８ｐｍのレーザ光を使用し、従ってＥｒドープ光ファ
イバか使用される。
円形断面のコア２４の外径は使用される光の波長によっ
て決まるか、環状断面のクラッド２６の外径は大略１２
５に膣に設定されている。コア２４の外径は、光の波長
か０．４８．肩程度のときは約３ｕＬ層、光の波長か０
．６３１Ｌｍ程度のときは約４１Ｌｍ、光の波長が０．
８５ｇ■程度のときは約５終１、光の波長か１．３ル■
乃至１．５５１Ｌ■のときは約９１Ｌｓに設定される。
て決まるか、環状断面のクラッド２６の外径は大略１２
５に膣に設定されている。コア２４の外径は、光の波長
か０．４８．肩程度のときは約３ｕＬ層、光の波長か０
．６３１Ｌｍ程度のときは約４１Ｌｍ、光の波長が０．
８５ｇ■程度のときは約５終１、光の波長か１．３ル■
乃至１．５５１Ｌ■のときは約９１Ｌｓに設定される。
前述のように、ここては入力信号光として１．５５μ層
の波長の光を使用し、励起光として１．４８１Ｌ■のレ
ーザ光を使用しているのて、コア２４の外径は約９ｇｍ
に設定されている。
の波長の光を使用し、励起光として１．４８１Ｌ■のレ
ーザ光を使用しているのて、コア２４の外径は約９ｇｍ
に設定されている。
無反射ｌＩ２８としては、 ５ｉ０２＠、 Ａｌ２Ｏ３
膜、５ＩＪ４膜等の誘電体膜か使用される。これらの誘
電体膜は無反射膜あるいは低反射膜として作用するもの
であるか、ここては両者を含めて無反射膜と称す。
膜、５ＩＪ４膜等の誘電体膜か使用される。これらの誘
電体膜は無反射膜あるいは低反射膜として作用するもの
であるか、ここては両者を含めて無反射膜と称す。
高反射１１１３６としては、Ａｕ、 ＡＩ、Ａｇ等の金
属膜、ＳｉＯ□／Ｓｉ多層膜、 Ａｌ２（１＋／Ｓ！
多層膜５ｉＪｎ／Ｓｉ多層膜等の誘電体多層膜か使用さ
れる。
属膜、ＳｉＯ□／Ｓｉ多層膜、 Ａｌ２（１＋／Ｓ！
多層膜５ｉＪｎ／Ｓｉ多層膜等の誘電体多層膜か使用さ
れる。
第１図に示すこの発明の光ファイバ形光増幅装置におい
て、遠方の半導体レーザ装置から通常の単一モート光フ
ァイバ２１を通して伝送されてきた１、５５１Ｌ■の波
長の信号光６はＥｒドープ増幅用光ファイバ２０のコア
２４に導入される。一方、励起用高出力半導体レーザ装
置１８から放射された１、４８．■の波長の励起用レー
ザ光３８は窓領域３０より無反射膜２８を通して光ファ
イバ２０内に入射される。この場合、窓領域３０の無反
射８２８に対して垂直な方向からの入射角θは、０″〈
θ〈９０＠となるように選定されている。
て、遠方の半導体レーザ装置から通常の単一モート光フ
ァイバ２１を通して伝送されてきた１、５５１Ｌ■の波
長の信号光６はＥｒドープ増幅用光ファイバ２０のコア
２４に導入される。一方、励起用高出力半導体レーザ装
置１８から放射された１、４８．■の波長の励起用レー
ザ光３８は窓領域３０より無反射膜２８を通して光ファ
イバ２０内に入射される。この場合、窓領域３０の無反
射８２８に対して垂直な方向からの入射角θは、０″〈
θ〈９０＠となるように選定されている。
上記のように、窓領域３０には無反射膜２８か設けられ
ているので、励起用レーザ光３８の実質的に全部かクラ
ッド２６内に侵入し、Ｅｒドープ光ファイバ２０のコア
２４に達する。コア２４て上記１．４８μｍの波長の励
起用レーザ光３８は吸収されるか、吸収されなかった励
起用レーザ光３８はさらにクラッド２６内を進み、高反
射Ｍ３６て反射されて再びコア２４に向って進み、コア
２４中を通過する間に該コア２４て吸収される。このよ
うに、窓領域３０から導入された励起用レーザ光３８は
光ファイバ２０の内部て高反射膜３６でくり返し反射さ
れつつ導波される間にコア２４て吸収され、これによっ
てコア２４を励起して１．５５μ膳の信号光６を増幅す
ることかてきる。増幅された１、５５μ腸の波長の信号
光は必要に応して所望の波長の光のみを通過させるフィ
ルタ（図示せず）を経て増幅された信号光４０として通
常の単一モート出力光ファイバ２３に送られ、該光ファ
イバ２３を経て次の場所に伝送される。
ているので、励起用レーザ光３８の実質的に全部かクラ
ッド２６内に侵入し、Ｅｒドープ光ファイバ２０のコア
２４に達する。コア２４て上記１．４８μｍの波長の励
起用レーザ光３８は吸収されるか、吸収されなかった励
起用レーザ光３８はさらにクラッド２６内を進み、高反
射Ｍ３６て反射されて再びコア２４に向って進み、コア
２４中を通過する間に該コア２４て吸収される。このよ
うに、窓領域３０から導入された励起用レーザ光３８は
光ファイバ２０の内部て高反射膜３６でくり返し反射さ
れつつ導波される間にコア２４て吸収され、これによっ
てコア２４を励起して１．５５μ膳の信号光６を増幅す
ることかてきる。増幅された１、５５μ腸の波長の信号
光は必要に応して所望の波長の光のみを通過させるフィ
ルタ（図示せず）を経て増幅された信号光４０として通
常の単一モート出力光ファイバ２３に送られ、該光ファ
イバ２３を経て次の場所に伝送される。
前述のように、第３゛図に示すような構造の従来の光フ
ァイバ形光増幅装置では、光ファイバの端面部より数μ
層の直径のコア内に励起用レーザ光を入射する必要かあ
ったので、励起用レーザ光を高効率て入射するには充分
に横モート制御されたレーザ光を発生するレーザ装置を
使用せざるを得なかった。しかし、充分に横モート制御
され、しかも高出力のレーザ光を発生するレーザ装置を
得ることは困難で、このため従来の光ファイバ形増幅装
置て高利得を得ることは不可能てあった。
ァイバ形光増幅装置では、光ファイバの端面部より数μ
層の直径のコア内に励起用レーザ光を入射する必要かあ
ったので、励起用レーザ光を高効率て入射するには充分
に横モート制御されたレーザ光を発生するレーザ装置を
使用せざるを得なかった。しかし、充分に横モート制御
され、しかも高出力のレーザ光を発生するレーザ装置を
得ることは困難で、このため従来の光ファイバ形増幅装
置て高利得を得ることは不可能てあった。
第１図に示すような構造のこの発明の光ファイ八形光増
幅装置では、コア２４に比して遥かに大きな径をもった
クラッド２６内に励起用レーザ光３８を入射すればよく
、横モート制御か充分になされていない高出力半導体レ
ーザ装置、例えばブロードエリア形半導体レーザ装置で
も使用することかてき、励起光を効率よ＜Ｅｒドープ光
ファイバ２０のコア２４に吸収させて信号光６を大きく
増幅して通常の単モート出力光ファイバ２３に送り出す
ことかてきる。
幅装置では、コア２４に比して遥かに大きな径をもった
クラッド２６内に励起用レーザ光３８を入射すればよく
、横モート制御か充分になされていない高出力半導体レ
ーザ装置、例えばブロードエリア形半導体レーザ装置で
も使用することかてき、励起光を効率よ＜Ｅｒドープ光
ファイバ２０のコア２４に吸収させて信号光６を大きく
増幅して通常の単モート出力光ファイバ２３に送り出す
ことかてきる。
第１図に示す実施例において、レーザ装置１８で発生さ
れるレーザ光を光学レンズて平行光あるいは集束光にし
て増幅用光ファイバ２０に入射させると、コア２４をさ
らに高い効率て励起して、−層高い増幅率か得られる。
れるレーザ光を光学レンズて平行光あるいは集束光にし
て増幅用光ファイバ２０に入射させると、コア２４をさ
らに高い効率て励起して、−層高い増幅率か得られる。
また、図示の実施例ては、励起光をコア２４を中心とし
て対称な２方向から入射しているか、クラッド２６の周
囲に２以上の任意の数の窓領域を設けて、その窓領域を
通して励起光を入射することもてきる。
て対称な２方向から入射しているか、クラッド２６の周
囲に２以上の任意の数の窓領域を設けて、その窓領域を
通して励起光を入射することもてきる。
さらに、クラッド２６の直径、外周面形状は、励起光の
入射効率を高めるために実施例て示した値あるいは形状
以外の任意の値あるいは形状とすることかできる。
入射効率を高めるために実施例て示した値あるいは形状
以外の任意の値あるいは形状とすることかできる。
無反射膜２８は、窓領域３０の部分のみ設けてもよいし
、場合によっては省略してもよい。無反射膜２８を省略
すると、励起光の入射効率か若干低下するか、励起用レ
ーザ装置Ｉ８として充分に高出力のものを使用すれば、
所望の増幅率か得られる。
、場合によっては省略してもよい。無反射膜２８を省略
すると、励起光の入射効率か若干低下するか、励起用レ
ーザ装置Ｉ８として充分に高出力のものを使用すれば、
所望の増幅率か得られる。
第１図の実施例て、高反射膜３６を省略することもてき
る。高反射膜３６を省略すると、励起光３８はクラッド
と外気との界面て反射されて再びコア２４に向う。この
場合、励起光の一部は上記界面を透過して外気へ抜ける
か、この発明では、励起用レーザ装置は充分に横モート
制御されていなくてもよく、従って励起用レーザ装置１
８として高出力のものを使用できるから、充分の増幅率
をもって信号光６を増幅することかてきる。
る。高反射膜３６を省略すると、励起光３８はクラッド
と外気との界面て反射されて再びコア２４に向う。この
場合、励起光の一部は上記界面を透過して外気へ抜ける
か、この発明では、励起用レーザ装置は充分に横モート
制御されていなくてもよく、従って励起用レーザ装置１
８として高出力のものを使用できるから、充分の増幅率
をもって信号光６を増幅することかてきる。
第２図はこの発明による光ファイバ形光増幅装置の第２
の実施例を示す。第２図の実施例ては、例えば１．５５
ｇｍの波長をもった信号光６を伝送する通常の単一モー
ド入力信号光伝送用光ファイバ２１は周知の光結合器４
６の第１の入力に接続され、励起光発生用の半導体レー
ザ装置１８から放射される励起用レーザ光３８を伝送す
るマルチモート光ファイバ４８は光結合器４６の第２の
入力に接続されている。
の実施例を示す。第２図の実施例ては、例えば１．５５
ｇｍの波長をもった信号光６を伝送する通常の単一モー
ド入力信号光伝送用光ファイバ２１は周知の光結合器４
６の第１の入力に接続され、励起光発生用の半導体レー
ザ装置１８から放射される励起用レーザ光３８を伝送す
るマルチモート光ファイバ４８は光結合器４６の第２の
入力に接続されている。
光結合器４６の出力側には増幅用光ファイバ５０か接続
されている。この実施例ては、増幅用光ファイバ５０は
信号光６か伝送される第１コア５２と、その周囲に設け
られた励起光３８か導波される第２コア５４と、高反射
膜として作用するクラッド５６とからなる。第１コア５
２、第２コア５４．クラッド５６は屈折率か互いに異な
る例えば石英ガラスで形成され、第１コア５２の屈折率
をｎＩ、第２コア５４の屈折率をｎ２．クラッド５６の
屈折率をｎ３とすると、ｎ、＞ｎ２＞ｎ、どなるように
各部分の材料か選定されている。増幅用光ファイバ５０
の主として第１コア５２には例えばＥｒイオン（Ｅｒ３
“）がドープされている。ドープされる元素は取扱う光
の波長によってＥｒ以外のＮｄ、 Ｙｂ、 ＡＩ、Ｓｗ
等が使用される。
されている。この実施例ては、増幅用光ファイバ５０は
信号光６か伝送される第１コア５２と、その周囲に設け
られた励起光３８か導波される第２コア５４と、高反射
膜として作用するクラッド５６とからなる。第１コア５
２、第２コア５４．クラッド５６は屈折率か互いに異な
る例えば石英ガラスで形成され、第１コア５２の屈折率
をｎＩ、第２コア５４の屈折率をｎ２．クラッド５６の
屈折率をｎ３とすると、ｎ、＞ｎ２＞ｎ、どなるように
各部分の材料か選定されている。増幅用光ファイバ５０
の主として第１コア５２には例えばＥｒイオン（Ｅｒ３
“）がドープされている。ドープされる元素は取扱う光
の波長によってＥｒ以外のＮｄ、 Ｙｂ、 ＡＩ、Ｓｗ
等が使用される。
第２図に示す実施例では、光ファイバ２１によって伝送
されてきた例えば１．５５ｕＬｍの波長の信号光６は光
結合器４６によって増幅用光ファイバ５０の第１コア５
２に導入され、半導体レーザ装置１８から放射された例
えば、ｔ、４ａｇ■の波長の励起光３８はマルチモート
光ファイバ４８内を反射しつつ導波され、光結合器４６
を経て上記増幅用光ファイバ５０の第２コア５４に導入
される。増幅用光ファイバ５０の第２コア５４に導入さ
れた励起光はクラッド５６て反射されつつ導波され、そ
の間コア５２を通過するときに該コア５２て吸収される
。これによってコア５２は励起され、該コア５２中を伝
送される信号光６は増幅される。第１図の実施例ζ同様
に、増幅された信号光４０は必要に応してフィルタを経
て通常の単一モート出力光ファイバ２３に送られる。
されてきた例えば１．５５ｕＬｍの波長の信号光６は光
結合器４６によって増幅用光ファイバ５０の第１コア５
２に導入され、半導体レーザ装置１８から放射された例
えば、ｔ、４ａｇ■の波長の励起光３８はマルチモート
光ファイバ４８内を反射しつつ導波され、光結合器４６
を経て上記増幅用光ファイバ５０の第２コア５４に導入
される。増幅用光ファイバ５０の第２コア５４に導入さ
れた励起光はクラッド５６て反射されつつ導波され、そ
の間コア５２を通過するときに該コア５２て吸収される
。これによってコア５２は励起され、該コア５２中を伝
送される信号光６は増幅される。第１図の実施例ζ同様
に、増幅された信号光４０は必要に応してフィルタを経
て通常の単一モート出力光ファイバ２３に送られる。
第２図の実施例ては、励起光は増幅用光ファイバ５０の
第２コア５４の端面から該増幅用光ファイバ５０に導入
されるもので、励起光３８の入射角θヰ９０″の場合で
ある。
第２コア５４の端面から該増幅用光ファイバ５０に導入
されるもので、励起光３８の入射角θヰ９０″の場合で
ある。
第２図の実施例においても、励起光３８か入射される増
幅用光ファイバ５０の第２コア５４の断面積は、第１コ
ア５２の断面積に比して遥かに大である（数１０倍〜数
１００倍）から、横モード制御か充分になされていない
高出力のレーザ光ても増幅用光ファイバ５０に効率よく
入射することかてき、信号光を高い増幅率てもって増幅
することかできる。
幅用光ファイバ５０の第２コア５４の断面積は、第１コ
ア５２の断面積に比して遥かに大である（数１０倍〜数
１００倍）から、横モード制御か充分になされていない
高出力のレーザ光ても増幅用光ファイバ５０に効率よく
入射することかてき、信号光を高い増幅率てもって増幅
することかできる。
以上のように、この発明の光ファイバ形光増幅装置によ
れば、横モート制御が極めて困難で、充分な横モート制
御が行なわれない高出力の励起用レーザ光発生装置を使
用して効率よく信号光を励起するさとかできるので、容
易に高利得を得ることかてきる。励起光か例えば１０個
の横モートを有し、各横モートの利得か等しいと仮定す
ると、第３図に示す単一モート光ファイバ２２を使用し
た場合の励起光の結合効率は高々１０％程度であるか、
この発明の装置によれば、窓領域３０の大きさを適当に
設定するか（第１図の実施例）、第２コア５４の寸法を
適当に設定すれば（第２図の実施例）、励起光の結合効
率を１００％近くにまて引上げることかでき、従来装置
に比して１０倍以上の光増幅率か得られる。
れば、横モート制御が極めて困難で、充分な横モート制
御が行なわれない高出力の励起用レーザ光発生装置を使
用して効率よく信号光を励起するさとかできるので、容
易に高利得を得ることかてきる。励起光か例えば１０個
の横モートを有し、各横モートの利得か等しいと仮定す
ると、第３図に示す単一モート光ファイバ２２を使用し
た場合の励起光の結合効率は高々１０％程度であるか、
この発明の装置によれば、窓領域３０の大きさを適当に
設定するか（第１図の実施例）、第２コア５４の寸法を
適当に設定すれば（第２図の実施例）、励起光の結合効
率を１００％近くにまて引上げることかでき、従来装置
に比して１０倍以上の光増幅率か得られる。
第１図はこの発明による光ファイバ形光増幅装置の第１
の実施例を示す概略構成図、第２図はこの発明による光
ファイバ形光増幅装置の第２の実施例を示す概略構成図
、第３図は従来の光ファイハ形光増幅装置の一例を示す
概略構成図である。 第１図で、６・・・・信号光、１８・・・・励起光発生
装置、２０・・・・増幅用光ファイバ、２４・・・・コ
ア、２６・・・・クラッド、２８・・・・無反射膜、３
０・・・・窓領域、３６・・・・高反射膜、３８・・・
・励起光。 第２図て、１８・・・・励起光発生装置、５０・・・・
増幅用光ファイバ、５２・・・・第１コア、５４・・・
・第２コア、５６・・・・クラッド。
の実施例を示す概略構成図、第２図はこの発明による光
ファイバ形光増幅装置の第２の実施例を示す概略構成図
、第３図は従来の光ファイハ形光増幅装置の一例を示す
概略構成図である。 第１図で、６・・・・信号光、１８・・・・励起光発生
装置、２０・・・・増幅用光ファイバ、２４・・・・コ
ア、２６・・・・クラッド、２８・・・・無反射膜、３
０・・・・窓領域、３６・・・・高反射膜、３８・・・
・励起光。 第２図て、１８・・・・励起光発生装置、５０・・・・
増幅用光ファイバ、５２・・・・第１コア、５４・・・
・第２コア、５６・・・・クラッド。
Claims (10)
- （１）信号光を伝送する中心コアを有する増幅用光ファ
イバと、該光ファイバに励起光を入射する励起光発生装
置とからなり、上記励起光は上記光ファイバ内で少なく
とも中心コアとその外側の領域で形成する界面以外でく
り返し反射されつつ伝送される間に上記中心コアに吸収
され、それによって上記中心コアは励起されて上記信号
光を増幅するように構成された光ファイバ形光増幅装置
。 - （２）少なくとも信号光を伝送する中心コアには希土類
元素がドープされていることを特徴とする請求項（１）
記載の光ファイバ形光増幅装置。 - （３）信号光を伝送するコアおよび該コアの周囲に設け
られたクラッドを有する増幅用光ファイバと、上記クラ
ッドの側部から励起光を入射する励起光発生装置とから
なり、上記励起光は上記光ファイバ内でくり返し反射さ
れつつ伝送される間に上記コアによって吸収され、それ
によって上記コアは励起されて上記信号光を増幅するよ
うに構成された光ファイバ形光増幅装置。 - （４）少なくとも信号光を伝送するコアには希土類元素
がドープされていることを特徴とする請求項（３）記載
の光ファイバ形光増幅装置。 - （５）クラッドの少なくとも励起光が入射される窓領域
を形成する部分に無反射膜が設けられていることを特徴
とする請求項（３）記載の光ファイバ形増幅装置。 - （６）クラッドの周囲の励起光が入射される窓領域が形
成される部分を除いて高反射膜が形成されていることを
特徴とする請求項（３）記載の光ファイバ形光増幅装置
。 - （７）クラッドの周囲全体に無反射膜が形成されており
、該無反射膜の周囲の励起光が入射される窓領域が形成
される部分を除いて高反射膜が形成されていることを特
徴とする請求項（３）記載の光ファイバ形光増幅装置。 - （８）信号光を伝送する第１コアと、該第１コアの周囲
に設けられた第２コアと、該第２コアの周囲に設けられ
た励起光に対する高反射膜として作用するクラッドとか
らなる２重コアの増幅用光ファイバと、該増幅用光ファ
イバの上記第２コアの端部から当該増幅用光ファイバ内
に励起光を入射する励起光発生装置とからなり、上記励
起光は上記クラッド内面でくり返し反射されつつ伝送さ
れる間に上記第１コアに吸収され、それによって上記第
１コアは励起されて上記信号光を増幅するように構成さ
れた光ファイバ形光増幅装置。 - （９）第１コアおよび第２コアの少なくとも一方には希
土類元素がドープされていることを特徴とする請求項（
８）記載の光ファイバ形光増幅装置。 - （１０）第１コアの屈折率をｎ＿１、第２コアの屈折率
をｎ＿２、クラッドの屈折率をｎ＿３とすると、ｎ＿１
＞ｎ＿２＞ｎ＿３が満足するように上記第１コア、第２
コア、クラッドの各材料が選定されていることを特徴と
する請求項（８）記載の光ファイバ形光増幅装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32426090A JP3292729B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 光ファイバ形光増幅装置 |
| US07/763,215 US5170458A (en) | 1990-11-26 | 1991-09-20 | Optical fiber light-amplifier system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32426090A JP3292729B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 光ファイバ形光増幅装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192481A true JPH04192481A (ja) | 1992-07-10 |
| JP3292729B2 JP3292729B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=18163822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32426090A Expired - Lifetime JP3292729B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 光ファイバ形光増幅装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5170458A (ja) |
| JP (1) | JP3292729B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06104515A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 固体レーザ |
| JP2006065206A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Ricoh Co Ltd | 光スイッチング素子 |
| JP2007249213A (ja) * | 1995-12-07 | 2007-09-27 | Usa Government | 光ファイバを側面ポンピングする方法とその装置 |
| JP2010522326A (ja) * | 2007-03-20 | 2010-07-01 | ロッキード マーティン コーポレイション | レーザ超音波検査システム内の検出レーザ用前置増幅器 |
| JP2013153196A (ja) * | 1995-05-19 | 2013-08-08 | Imra America Inc | 高出力チャープパルス増幅装置およびコンプレッサー |
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| AU5822194A (en) * | 1993-10-13 | 1995-05-04 | Ire-Polus Co. | A high power optical fiber amplifier pumped by a multi-mode laser source |
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| AU697467B2 (en) * | 1994-12-28 | 1998-10-08 | Ire-Polus Co. | A coupling arrangement between a multi-mode light source and an optical fiber through an intermediate optical fiber length |
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| DE19737498C2 (de) * | 1997-08-28 | 2002-09-12 | Deutsche Telekom Ag | Optische Verbindung |
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| US10775488B2 (en) | 2017-08-17 | 2020-09-15 | Uatc, Llc | Calibration for an autonomous vehicle LIDAR module |
| US10914820B2 (en) | 2018-01-31 | 2021-02-09 | Uatc, Llc | Sensor assembly for vehicles |
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-
1990
- 1990-11-26 JP JP32426090A patent/JP3292729B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-20 US US07/763,215 patent/US5170458A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3292729B2 (ja) | 2002-06-17 |
| US5170458A (en) | 1992-12-08 |
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