JPH04295834A - 光増幅器用ファイバカプラ - Google Patents
光増幅器用ファイバカプラInfo
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- JPH04295834A JPH04295834A JP6180391A JP6180391A JPH04295834A JP H04295834 A JPH04295834 A JP H04295834A JP 6180391 A JP6180391 A JP 6180391A JP 6180391 A JP6180391 A JP 6180391A JP H04295834 A JPH04295834 A JP H04295834A
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- Japan
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- glass
- light
- fiber
- optical
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムにおけ
る光増幅器用ファイバカプラに関するものである。
る光増幅器用ファイバカプラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムで光ファイバを伝搬した
光信号は、ファイバ固有の伝送損失などにより減衰し、
Ｓ／Ｎ比が低下してくる。このため長距離伝送を行なう
ために中継器により伝送光を増幅する必要がある。
光信号は、ファイバ固有の伝送損失などにより減衰し、
Ｓ／Ｎ比が低下してくる。このため長距離伝送を行なう
ために中継器により伝送光を増幅する必要がある。
【０００３】従来、伝送光の増幅は、光信号を一旦電気
信号に変換し、電気回路による増幅をして再度光信号に
戻すことにより行なわれていた。
信号に変換し、電気回路による増幅をして再度光信号に
戻すことにより行なわれていた。
【０００４】しかしながらこのような方法では、高速性
を求められる多重通信の中継には自ら制限があるうえ、
システムが複雑といったような問題点があった。従来か
ら知られているように、ファイバレーザを応用した光増
幅器を用いれば、伝送光を電気信号に変換することなく
、直接、伝送光を増幅できるので、前記問題点を解消で
きる。このような光増幅器は、例えば２本の光ファイバ
をその途中で加熱融着し、そのうち１本を伝送光用の光
ファイバとし、他の１本をポンピング光用のファイバと
したものである。
を求められる多重通信の中継には自ら制限があるうえ、
システムが複雑といったような問題点があった。従来か
ら知られているように、ファイバレーザを応用した光増
幅器を用いれば、伝送光を電気信号に変換することなく
、直接、伝送光を増幅できるので、前記問題点を解消で
きる。このような光増幅器は、例えば２本の光ファイバ
をその途中で加熱融着し、そのうち１本を伝送光用の光
ファイバとし、他の１本をポンピング光用のファイバと
したものである。
【０００５】尚、光通信システムのなかでレーザ光を結
合したり分配するために使用される光結合器、光分配器
が、例えば特公昭５９−２６００６ 号公報、特公昭６
０−５１６８５ 号公報に開示されている。これらの光
結合器、光分配器は、複数本の同種の光ファイバを加熱
融着しているものであり、そこに開示された光結合器、
光分配器の製造法は、光増幅器用ファイバカプラに於て
も応用可能である。
合したり分配するために使用される光結合器、光分配器
が、例えば特公昭５９−２６００６ 号公報、特公昭６
０−５１６８５ 号公報に開示されている。これらの光
結合器、光分配器は、複数本の同種の光ファイバを加熱
融着しているものであり、そこに開示された光結合器、
光分配器の製造法は、光増幅器用ファイバカプラに於て
も応用可能である。
【０００６】一方、コアガラスに希土類元素、特にエル
ビウムを含む光ファイバ及び製造方法が特開平２−２９
３３３２号公報に開示されている。
ビウムを含む光ファイバ及び製造方法が特開平２−２９
３３３２号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術に鑑み、光通信システムにおける光増幅器とし
て用いられのに適し、増幅利得が優れ、挿入損失が少な
い光増幅器用ファイバカプラを提供することを目的とす
るものである。
来の技術に鑑み、光通信システムにおける光増幅器とし
て用いられのに適し、増幅利得が優れ、挿入損失が少な
い光増幅器用ファイバカプラを提供することを目的とす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明者は光増幅器用ファイバカプラに使用される
光ファイバの構造について着目し、種々研究をした。そ
の結果、次のようなことが解った。光増幅器用ファイバ
カプラで増幅利得を大きくするためには、ポンピング光
用のガラス光ファイバのモードフィールド径を伝送光用
のガラス光ファイバのモードフィールド径よりも小さい
ものが望ましい。しかし、このような構造にして増幅利
得を大きく得ても、接続損失が大きくなり、増幅特性を
十分に生かしきれない。そこでさらに研究を進め、光フ
ァイバに含有される元素について研究をした。その結果
、前記特開平２−２９３３３２号公報に開示されたコア
ガラスにエルビウムを含む光ファイバをポンピング光用
のファイバに使用すると、伝送光用の光ファイバとポン
ピング光用の光ファイバのモードフィールド径が同一で
あっても増幅利得を大きくすることができることが解っ
た。
め、本発明者は光増幅器用ファイバカプラに使用される
光ファイバの構造について着目し、種々研究をした。そ
の結果、次のようなことが解った。光増幅器用ファイバ
カプラで増幅利得を大きくするためには、ポンピング光
用のガラス光ファイバのモードフィールド径を伝送光用
のガラス光ファイバのモードフィールド径よりも小さい
ものが望ましい。しかし、このような構造にして増幅利
得を大きく得ても、接続損失が大きくなり、増幅特性を
十分に生かしきれない。そこでさらに研究を進め、光フ
ァイバに含有される元素について研究をした。その結果
、前記特開平２−２９３３３２号公報に開示されたコア
ガラスにエルビウムを含む光ファイバをポンピング光用
のファイバに使用すると、伝送光用の光ファイバとポン
ピング光用の光ファイバのモードフィールド径が同一で
あっても増幅利得を大きくすることができることが解っ
た。
【０００９】このような知見の下になされた本発明を適
用する光増幅器用ファイバは、図１（Ｃ）に示すように
、伝送光用のガラス光ファイバ１とポンピング光用のガ
ラス光ファイバ２を平行に配列してその一部分３を延伸
融着してある光増幅器用ファイバカプラであって、ポン
ピング光用のガラス光ファイバ２のコアガラス２ａにエ
ルビウムを含むことを特徴としている。
用する光増幅器用ファイバは、図１（Ｃ）に示すように
、伝送光用のガラス光ファイバ１とポンピング光用のガ
ラス光ファイバ２を平行に配列してその一部分３を延伸
融着してある光増幅器用ファイバカプラであって、ポン
ピング光用のガラス光ファイバ２のコアガラス２ａにエ
ルビウムを含むことを特徴としている。
【００１０】伝送光用のガラス光ファイバ１とポンピン
グ光用のガラス光ファイバ２がともに単一モードファイ
バであり、且つ両者の光ファイバ１および２のモードフ
ィールド径が同一であることが好ましい。
グ光用のガラス光ファイバ２がともに単一モードファイ
バであり、且つ両者の光ファイバ１および２のモードフ
ィールド径が同一であることが好ましい。
【００１１】
【作用】この光増幅器用ファイバカプラの伝送光用のガ
ラス光ファイバ１に伝送レーザ光を入射させる一方で、
ポンピング光用のガラス光ファイバ２に伝送レーザ光と
は波長の異なるポンプ光を入射させると、融着部分３で
伝送レーザ光が増幅される。その際、ポンピング光用の
ガラス光ファイバ２のコアガラス２ａと融着部分３にエ
ルビウムを含むため、増幅利得が大きくなる。
ラス光ファイバ１に伝送レーザ光を入射させる一方で、
ポンピング光用のガラス光ファイバ２に伝送レーザ光と
は波長の異なるポンプ光を入射させると、融着部分３で
伝送レーザ光が増幅される。その際、ポンピング光用の
ガラス光ファイバ２のコアガラス２ａと融着部分３にエ
ルビウムを含むため、増幅利得が大きくなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。
明する。
【００１３】図１の（ａ）から（ｃ）は本発明の光増幅
器用ファイバカプラの製造工程を示した概略図である。
器用ファイバカプラの製造工程を示した概略図である。
【００１４】図１に示す伝送光用のガラス光ファイバ１
はコア１ａおよびクラッド１ｂからなる単一モードファ
イバである。コア１ａは、材質がＧｅドープ石英ガラス
、比屈折率差が０．６％、径が６．２μｍである。クラ
ッド１ｂは、材質が石英ガラス、外径が１２５μｍであ
る。ポンピング用のガラス光ファイバ２もコア２ａおよ
びクラッド２ｂからなる単一モードファイバで、コア２
ａおよびクラッド２ｂの径は伝送光用のガラス光ファイ
バ１のコア１ａおよびクラッド１ｂの径と同一である。 クラッド２ｂの材質はクラッド１ｂと同一であるが、コ
ア２ａの材質はコア１ａの材質Ｇｅドープ石英ガラスを
基本としてそこにエルビウムを１０００ ｐｐｍドープ
してあり、比屈折率差が０．８％である。
はコア１ａおよびクラッド１ｂからなる単一モードファ
イバである。コア１ａは、材質がＧｅドープ石英ガラス
、比屈折率差が０．６％、径が６．２μｍである。クラ
ッド１ｂは、材質が石英ガラス、外径が１２５μｍであ
る。ポンピング用のガラス光ファイバ２もコア２ａおよ
びクラッド２ｂからなる単一モードファイバで、コア２
ａおよびクラッド２ｂの径は伝送光用のガラス光ファイ
バ１のコア１ａおよびクラッド１ｂの径と同一である。 クラッド２ｂの材質はクラッド１ｂと同一であるが、コ
ア２ａの材質はコア１ａの材質Ｇｅドープ石英ガラスを
基本としてそこにエルビウムを１０００ ｐｐｍドープ
してあり、比屈折率差が０．８％である。
【００１５】図１の（ａ）に示すように伝送光用のガラ
ス光ファイバ１とポンピング用のガラス光ファイバ２は
、互いに接触する状態で平行に並べられ、中央部に間隔
をおいてクランプ４および５で固定される。
ス光ファイバ１とポンピング用のガラス光ファイバ２は
、互いに接触する状態で平行に並べられ、中央部に間隔
をおいてクランプ４および５で固定される。
【００１６】（ｂ）に示すように、伝送光用のガラス光
ファイバ１の１端側には波長λ＝１．５５μｍのレーザ
光源７が配置され、反対側には光量測定装置８が配置さ
れる。またポンピング用のガラス光ファイバ２にも光量
測定装置９が配置される。したがってレーザ光源７を出
たレーザ光は、伝送光用のガラス光ファイバ１を通って
光量測定装置８で測定され、また伝送光用のガラス光フ
ァイバ１からポンピング用のガラス光ファイバ２に漏れ
ると光量測定装置９で測定される。この状態で、互いに
接触している伝送光用のガラス光ファイバ１とポンピン
グ用のガラス光ファイバ２の中央部を火炎６で加熱しつ
つクランプ４とクランプ５を反対向きに引っ張ると、両
者のガラス光ファイバ１および２が融着しつつ延伸する
。当初はレーザ光源７からのレーザ光は、伝送光用のガ
ラス光ファイバ１からポンピング用のガラス光ファイバ
２に漏れることがないので、光量測定装置９は０を示し
ている。融着延伸が進むにつれ、光量測定装置８が検知
する光量が減じ、光量測定装置９が検知する光量が増加
してゆく。両者の検知光量が同等になったときに、クラ
ンプ４とクランプ５による引っ張りを停止させるととも
に火炎６による加熱も停止させると融着延伸が止まる。
ファイバ１の１端側には波長λ＝１．５５μｍのレーザ
光源７が配置され、反対側には光量測定装置８が配置さ
れる。またポンピング用のガラス光ファイバ２にも光量
測定装置９が配置される。したがってレーザ光源７を出
たレーザ光は、伝送光用のガラス光ファイバ１を通って
光量測定装置８で測定され、また伝送光用のガラス光フ
ァイバ１からポンピング用のガラス光ファイバ２に漏れ
ると光量測定装置９で測定される。この状態で、互いに
接触している伝送光用のガラス光ファイバ１とポンピン
グ用のガラス光ファイバ２の中央部を火炎６で加熱しつ
つクランプ４とクランプ５を反対向きに引っ張ると、両
者のガラス光ファイバ１および２が融着しつつ延伸する
。当初はレーザ光源７からのレーザ光は、伝送光用のガ
ラス光ファイバ１からポンピング用のガラス光ファイバ
２に漏れることがないので、光量測定装置９は０を示し
ている。融着延伸が進むにつれ、光量測定装置８が検知
する光量が減じ、光量測定装置９が検知する光量が増加
してゆく。両者の検知光量が同等になったときに、クラ
ンプ４とクランプ５による引っ張りを停止させるととも
に火炎６による加熱も停止させると融着延伸が止まる。
【００１７】これを（ｃ）に示すように、中央の融着部
分３でダイアモンドカッタ１０で切断してから、その端
面を光学研磨することにより、上記１回の工程で光増幅
器用ファイバカプラが２つ得られる。
分３でダイアモンドカッタ１０で切断してから、その端
面を光学研磨することにより、上記１回の工程で光増幅
器用ファイバカプラが２つ得られる。
【００１８】この光増幅器用ファイバカプラを実際に使
用するときの該略図が図２に示してある。
用するときの該略図が図２に示してある。
【００１９】図２に示すように、光増幅器用ファイバカ
プラの伝送光用のガラス光ファイバ１にはそれと同一構
造を有する光ファイバ１１が融着接続され、ポンピング
光用のガラス光ファイバ２にはそれと同一構造を有した
（コアガラスにエルビウムを含む）ガラス光ファイバ１
２が融着接続される。また光増幅器用ファイバカプラの
融着部分３には、ポンピング光用のガラス光ファイバ２
と同一の構造でコアガラスにエルビウムを含んでいる中
間部光ファイバ１３（長さ約１００ｍ）の一端が融着接
続される。さらにこの中間部光ファイバ１３の別な端に
は、前記とは別な光増幅器用ファイバカプラの融着部分
３が融着接続され、その光増幅器用ファイバカプラの伝
送光用のガラス光ファイバ１にはそれと同一構造を有す
る光ファイバ１４が融着接続される。
プラの伝送光用のガラス光ファイバ１にはそれと同一構
造を有する光ファイバ１１が融着接続され、ポンピング
光用のガラス光ファイバ２にはそれと同一構造を有した
（コアガラスにエルビウムを含む）ガラス光ファイバ１
２が融着接続される。また光増幅器用ファイバカプラの
融着部分３には、ポンピング光用のガラス光ファイバ２
と同一の構造でコアガラスにエルビウムを含んでいる中
間部光ファイバ１３（長さ約１００ｍ）の一端が融着接
続される。さらにこの中間部光ファイバ１３の別な端に
は、前記とは別な光増幅器用ファイバカプラの融着部分
３が融着接続され、その光増幅器用ファイバカプラの伝
送光用のガラス光ファイバ１にはそれと同一構造を有す
る光ファイバ１４が融着接続される。
【００２０】上記の構成で、ガラス光ファイバ１２から
波長λ＝１．４６μｍのポンピング光１０ｍＷを入射さ
せながら、光ファイバ１１から波長λ＝１．５５μｍの
伝送光を入射させ、光ファイバ１４から出射する伝送光
の強度を測定した。その結果、伝送光の増幅利得は２８
ｄＢであった。このときの光増幅器用ファイバカプラに
よる挿入損失は、両端の融着接続による損失も含め、０
．１５ｄＢと低損失であった。
波長λ＝１．４６μｍのポンピング光１０ｍＷを入射さ
せながら、光ファイバ１１から波長λ＝１．５５μｍの
伝送光を入射させ、光ファイバ１４から出射する伝送光
の強度を測定した。その結果、伝送光の増幅利得は２８
ｄＢであった。このときの光増幅器用ファイバカプラに
よる挿入損失は、両端の融着接続による損失も含め、０
．１５ｄＢと低損失であった。
【００２１】図３は別な実施例の構成を示してある。
【００２２】この実施例の構成は、光増幅器用ファイバ
カプラと中間部光ファイバを一体化してある。この構成
のものは、中間部の長さを含めて約１００ｍのエルビウ
ムを含んでいるガラス光ファイバ１５（ポンピング光用
のガラス光ファイバ２と同一の構造）の末端近くの中間
部分１６に伝送光用のガラス光ファイバ１の末端部を互
いに接触する状態で平行に並べ、図１（ｂ）と同様に融
着延伸して得られる。その他の構成は図２と同一の構成
である。
カプラと中間部光ファイバを一体化してある。この構成
のものは、中間部の長さを含めて約１００ｍのエルビウ
ムを含んでいるガラス光ファイバ１５（ポンピング光用
のガラス光ファイバ２と同一の構造）の末端近くの中間
部分１６に伝送光用のガラス光ファイバ１の末端部を互
いに接触する状態で平行に並べ、図１（ｂ）と同様に融
着延伸して得られる。その他の構成は図２と同一の構成
である。
【００２３】上記の構成で、ガラス光ファイバ１２から
波長λ＝１．４６μｍのポンピング光１０ｍＷを入射さ
せながら、光ファイバ１１から波長λ＝１．５５μｍの
伝送光を入射させ、光ファイバ１４から出射する伝送光
の強度を測定した。その結果、伝送光の増幅利得は３０
ｄＢであった。この構成では接続箇所が少ないため、光
増幅器用ファイバカプラによる挿入損失はさらに減り、
０．１２ｄＢであった。
波長λ＝１．４６μｍのポンピング光１０ｍＷを入射さ
せながら、光ファイバ１１から波長λ＝１．５５μｍの
伝送光を入射させ、光ファイバ１４から出射する伝送光
の強度を測定した。その結果、伝送光の増幅利得は３０
ｄＢであった。この構成では接続箇所が少ないため、光
増幅器用ファイバカプラによる挿入損失はさらに減り、
０．１２ｄＢであった。
【００２４】比較のため、以下の実験を行なった。
【００２５】図２の例と同様にただし、光ファイバ１お
よび光ファイバ２ともには通信用光ファイバと同一構造
の単一モード光ファイバを用いて、光ファイバカプラを
製造した。この光ファイバカプラを用いて、上記と同様
な光増幅特性を測定したところ、ポンプ光１０ｍＷで増
幅度１９ｄＢとなった。光ファイバカプラによる挿入損
失は接続箇所が増えることによる融着接続損失も含め、
０．４５ｄＢと大きな値であった。
よび光ファイバ２ともには通信用光ファイバと同一構造
の単一モード光ファイバを用いて、光ファイバカプラを
製造した。この光ファイバカプラを用いて、上記と同様
な光増幅特性を測定したところ、ポンプ光１０ｍＷで増
幅度１９ｄＢとなった。光ファイバカプラによる挿入損
失は接続箇所が増えることによる融着接続損失も含め、
０．４５ｄＢと大きな値であった。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を適
用した光増幅器用ファイバカプラは、エルビウムをポン
ピング光用のガラス光ファイバのコアガラスに含むため
、増幅利得を大きくすることができる。そのため、ポン
ピング光用のガラス光ファイバのモードフィールド径と
伝送光用のガラス光ファイバのモードフィールド径とを
同等にしても十分な増幅が得られ、径の大小による接続
損失を抑えることができる。
用した光増幅器用ファイバカプラは、エルビウムをポン
ピング光用のガラス光ファイバのコアガラスに含むため
、増幅利得を大きくすることができる。そのため、ポン
ピング光用のガラス光ファイバのモードフィールド径と
伝送光用のガラス光ファイバのモードフィールド径とを
同等にしても十分な増幅が得られ、径の大小による接続
損失を抑えることができる。
【図１】本発明を適用する光増幅器用ファイバカプラの
製造工程を示した概略図である。
製造工程を示した概略図である。
【図２】本発明を適用する光増幅器用ファイバカプラの
使用状態を示す実施例の概略図である。
使用状態を示す実施例の概略図である。
【図３】本発明を適用する光増幅器用ファイバカプラの
使用状態を示す別な実施例の概略図である。
使用状態を示す別な実施例の概略図である。
１・１１・１４は伝送光用のガラス光ファイバ、２・１
２・１３・１５はポンピング用のガラス光ファイバ、３
は融着部分、４・５はクランプ、６は火炎、７はレーザ
光源、８・９は光量測定装置、１０はダイアモンドカッ
タ、１ａ・２ａはコア、１ｂ・２ｂはクラッド。
２・１３・１５はポンピング用のガラス光ファイバ、３
は融着部分、４・５はクランプ、６は火炎、７はレーザ
光源、８・９は光量測定装置、１０はダイアモンドカッ
タ、１ａ・２ａはコア、１ｂ・２ｂはクラッド。
Claims (2)
- 【請求項１】 伝送光用のガラス光ファイバとポンピ
ング光用のガラス光ファイバを平行に配列してその一部
分を延伸融着してある光増幅器用ファイバカプラであっ
て、前記ポンピング光用のガラス光ファイバのコアガラ
スにエルビウムを含むことを特徴とする光増幅器用ファ
イバカプラ。 - 【請求項２】 前記伝送光用のガラス光ファイバと前
記ポンピング光用のガラス光ファイバがともに単一モー
ドファイバであり、且つ両者の光ファイバのモードフィ
ールド径が同一であることを特徴とする請求項１に記載
の光増幅器用ファイバカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180391A JPH04295834A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 光増幅器用ファイバカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180391A JPH04295834A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 光増幅器用ファイバカプラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295834A true JPH04295834A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13181617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6180391A Pending JPH04295834A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 光増幅器用ファイバカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04295834A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064771A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光合分波器 |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP6180391A patent/JPH04295834A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064771A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光合分波器 |
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