JPH04298724A - 単一モードの曲り能動ファイバを備えた光学増幅器 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光増幅器に関して、特
に詳しくは、伝送波長において単一モードの能動ファイ
バ（ａｃｔｉｖｅ　　ｆｉｂｅｒ）を使用する通信回線
用光増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】希土類イオンなどの特定の物質を使用し
て得られたドープ処理コアを有する光ファイバは、レー
ザー発生源及び光学増幅器としての使用に適して励起放
射特性を有することが知られている。

【０００３】具体的には、これらのファイバは、ポンピ
ング波長と呼ばれている特定の波長の光源により光りが
送られており、この波長は、ドープ剤の原子を励起エネ
ルギー状態、すなわちポンピング帯へ励起して、原子は
極めて短時間にその状態からレーザー放射状態へ自然に
衰退し、レーザー放射状態で原子は比較的長時間で存続
する。

【０００４】レーザー準位の励起状態にある非常に多く
の原子を有するファイバ内を、前記のレーザー放射状態
に相当する波長の光信号が通過すると、その信号により
、励起原子が低準位へ遷移し、その放射光は、前記信号
と同じ波長を有する。従って、上記の種類のファイバは
、信号の増幅を行うため、具体的には、例えば、通信回
線のファイバを長距離通過した後、減衰した伝送光学信
号を高準位へ戻すのに適し光学回線増幅を行うために使
用される。

【０００５】上記の種類の光学増幅器は、例えば、同一
出願人の名前で、１９８９年１０月２４日出願のイタリ
ア特許出願Ｎｏ．２２１２０Ａ／８９から知られており
、その特許では、能動ファイバは、伝送波長とポンピン
グ波長のいずれにおいても単一モード型であると設定さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、伝送波長とポ
ンピング波長のいずれにおいても単一モードであるこれ
らのファイバは、ファイバの断面において発光力が異な
る分布を呈しており、詳細には、伝送信号の発光力が、
ポンピング発光力（ｐｕｍｐｉｎｇ　　ｐｏｗｅｒ）が
存在している領域よりもファイバ断面の大きい領域に分
布している。

【０００７】伝送信号増幅を誘起する蛍光ドープ剤は、
ファイバのコアに集中しており、既知のファイバは、ポ
ンピング発光力が前記領域に限定されるように設計され
ており、従って、その発光力は、レーザー放射準位で蛍
光ドープ剤を励起するために完全に使用される。しかし
、伝送信号の発光力の一部は、蛍光ドープ剤とポンピン
グ発光力とが存在する領域外のファイバへ伝送されるの
で、前記信号の一部だけが、信号が増幅されるファイバ
領域で利用されるということになる。

【０００８】上記現象は、単位ポンピング発光力当たり
の伝送信号の利得を意味する増幅器の増幅率を限定する
。

【０００９】従って、既知の増幅器について前記の効率
を高めようとすると、問題が発生する。

【００１０】

【目的】伝送信号の発光力とポンピング発光力が、能動
ファイバの断面内にほぼ同じ分布を呈し、蛍光ドープ剤
が存在するファイバ領域にも集中する増幅器を提供する
ことを目的としている。

【００１１】光学増幅器、具体的には光ファイバ回線に
直列に挿入可能な光ファイバ通信回線用にして、少なく
とも１個の発光ポンピング源と、伝送信号を搬送する光
ファイバ線と発光ポンピング源とへそれぞれ接続した２
つの入力部を有するダイクロイツ接合器と、蛍光ドープ
剤を各オプチカルコアに含有している能動ファイバの一
端に接続した出力部とより成り、伝送信号の波長範囲で
放射しまたポンピング源の波長でポンピングし、能動光
ファイバが、ほぼ直線形状をなして、伝送波長で発光単
一モード伝搬とポンピング波長で発光多重モード伝搬を
行い、曲がった形状をなして、全長の少なくとも７０％
以上で配置され、曲り半径が、ポンピング波長で基本モ
ードだけのファイバ内の伝搬に対応するファイバである
ことを特徴とする前記光学増幅器を提供することが、本
発明の目的である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】曲がった能動ファイバの
曲り半径は、２０〜１４０ｍｍの範囲にあり、好適には
、能動ファイバの曲り半径は、３５〜１００ｍｍである
。

【００１３】好適な実施例においては、伝送波長は１５
２０〜１５７０ｎｍの範囲にあり、ポンピング波長は９
８０ｎｍ（±１０ｎｍ）であって、能動ファイバ内の蛍
光ドープ剤は、エルビウムである。

【００１４】具体的には、能動ファイバは、ポンピング
波長において基本モードだけの状態にあるファイバ内の
伝搬に対応する曲り半径を有する少なくとも１個の曲が
った部分を有し、その部分は曲がっていない部分に隣接
しており、曲り部分の長さ、あるいは、曲がった部分の
長さの合計が、能動ファイバの全長の７０％よりも大き
い。

【００１５】能動ファイバには、好適に、曲り半径がポ
ンピング波長において基本モードにあるファイバ内の伝
搬に対応している単一の連続した曲り部分が形成されて
おり、非曲りファイバの部分は、能動ファイバのいずれ
かの一端か、または両端にある。

【００１６】本発明による光学増幅器の特定の好適実施
例において、能動ファイバは、その全長にわたってポン
ピング波長において基本モードだけの状態にあるファイ
バ内の伝搬に対応する曲り半径で曲がっており、ほぼ曲
りのない端部から離れ、長さは４００ｍｍより短く、好
適には、ほぼ曲りのない端部の長さは、２００ｍｍより
短い。

【００１７】

【実施例】光学通信ファイバの信号を増幅するために、
光ファイバを採用している増幅器は、使い易く使用され
ている。前記増幅器の構造は図１に示されており、図１
において、１は、信号レーザーエミッタにより発生した
波長λｓの伝送信号が送られる光学通信ファイバを示し
ている。一定の長さの通信線を通過して減衰した信号は
、光学増幅器３へ送られる。光学増幅器３は、基本的に
ダイクロイック接合器４より成っており、接合器４は、
信号出力側ファイバ５において、ポンピング・レーザー
・エミッタ６により発生した波長λｐのポンピング信号
へ接続している。接合器より伸長したファイバ５に接続
した能動ファイバ７は、信号増幅器要素を構成し、その
後、信号は再び通信線ファイバ１へ再び誘導され、その
目的地へ向かって進行する。

【００１８】光信号の増幅を行う能動ファイバ７の製作
には、シリカ系光ファイバが使用され、これは光放射の
発生に適した蛍光材が添加されており、光放射は光信号
の存在する状態で励起され、これによって光信号は増幅
される。

【００１９】蛍光材としては、Ｅｒ２Ｏ２が使用上便利
であり、これは、通信信号の遠隔伝送に便利な周波数に
おいて、レーザー遷移と呼ばれている遷移を励起する。

【００２０】ファイバのシリカ系格子結晶内のエルビウ
ムイオンの使用可能なエネルギー状態を、信号により表
した上記のファイバに関して、図２が図示しているよう
に、伝送信号の波長λｓより低い“ポンピング”周波数
λｐにおいて、光を能動ファイバへ誘導すると、ファイ
バのシリカ系格子結晶内のドープ剤として存在する一定
の数のＥｒ３＋イオンが、ポンピング帯と呼ばれる“励
起された”エネルギー状態８へ遷移し、そこから、状態
イオンは、レーザー放射準位を構成しているエネルギー
準位へ、自然に衰退する。

【００２１】帯域８から準位９への遷移は、熱放射を伴
い、これはファイバの外側へ放散し（放射現象）、準位
９から基底準位１０への遷移は、レーザー放射準位９の
エネルギー値に対応する波長の光放射を発生することが
知られている。レーザー放射準位にあるイオンを多量に
有するファイバ内を、このような放射準位に対応する波
長の信号が通過すると、この信号により、自然衰退の前
に、前記イオンの放射状態から基底状態への刺激された
遷移が起こり、カスケード（Ｃａｓｃａｄｅ）現象によ
って、非常に増幅された伝送信号の放射が能動ファイバ
の出口で行われる。

【００２２】１１で示されている縦断面で表されたファ
イバの端部が図４に示されている。コア１２とクラッド
１３は、このようなファイバにおいて形成されており、
異なる屈折率によって確認される。

【００２３】増幅器の能動ファイバとして使用するため
、Ｅｒ３＋のドープ剤がコア１２に含有されている。

【００２４】高い増幅利得を得るために、前記出願人の
イタリア特許出願Ｎｏ．２２１２０Ａ／８９に開示され
ているように、増幅器の能動ファイバ７は伝送波長とポ
ンピング波長のいずれにおいても単一モード形であるこ
とが便利である。

【００２５】図３に示すように、前述の説明が意味して
いることは、前記特許に記載された教示にもとずいて、
基本モードの伝搬だけがファイバ内に行われる、λカッ
トオフとも呼ばれるファイバのカットオフ波長λｃ１が
、伝送信号の波長λｓよりも小さく、またポンピングの
波長λｐよりも小さいように、能動ファイバの大きさが
定められることである。

【００２６】ファイバのカットオフ波長を選択するため
の重要な値は、実質的に、開口数ＮＡとコアの直径であ
る。ステップインデックス形屈折率の断面またはこれに
類似したものを有する開口数ＮＡは、次のように定義さ
れる。

【００２７】ＮＡ＝（ｎ１２−ｎ２２）１／２ここで、
ｎ１はファイバコアの屈折率であり、ｎ２はファイバク
ラッドの屈折率である。

【００２８】ファイバのコアとクラッドの所望の屈折率
は、ファイバが周知の方法により完了する前の形成体へ
投入される主添加剤または屈折率調節添加剤の、コア及
びクラッド内の濃度を選択することにより得られること
が知られている。この目的のために使用される添加剤は
、一般に、ＧｅＯ２またはＡｌ２Ｏ３より構成されてい
る。

【００２９】ファイバ内では、そのなかで単一モードの
伝搬が行われる波長、すなわち、ファイバのカットオフ
波長より大きい波長の光放射は、曲線ＰとＳとにより図
４に示された形の光線の半径方向の分布であり、形成さ
れた曲線は、ほぼガウス分布であって、最大強度Ｉｍａ
ｘはファイバの軸に沿っており、ファイバの周辺に向か
って値を限りなくゼロに減少している。

【００３０】上記の分布にもとずいて、モード直径φｍ
は、ファイバ内で光強度Ｉ（φｍ）がある直径として定
義される。すなわち、 Ｉ（φｍ）＝１／ｅ２　Ｉｍａｘ ここで、Ｉｍａｘは、仕様ＣＣＩＴＴ　　Ｇ．６５２（
コンサルテエイティブ・コミティー・インターナショナ
ル・テレグラム・アンド・テレフォン）にもとずいて、
ファイバ内の最大の光強度である。

【００３１】図から明らかなように、伝送される光りは
、モード直径内に限定される。

【００３２】効率のよい増幅を行うためには、蛍光ドー
プ剤が存在する場合、ファイバコア１２内に高いポンピ
ング力を有することが非常に重要である。従って、基底
状態１０におけるドープ剤の原子と比較して、ドープ剤
の高い分布反転、すなわち、より高いレーザー準位９に
おける増幅に使用出来る高いパーセントのドープ剤原子
が維持されなければならない。ドープ剤が存在しない場
合のコアの外側へ伝送されたポンピング力は、高いレー
ザー準位において分布反転の端部に対しほとんど能動的
でない。

【００３３】発行ポンピング力の大部分が存在するファ
イバの領域へ伝送するために、伝送信号は、効率良く増
幅されるように、ポンピング信号の分布と同様なファイ
バ内の半径方向の分布強度を、引き続いて有していなけ
ればならない。

【００３４】従って、このために、ポンピング信号と伝
送信号とのモード直径は、出来るだけ等しいことが必要
である。

【００３５】ポンピング信号と伝送信号の放射状光分布
図が同一軸上に整置されていいる図４に示されているよ
うなコア１２とクラッド１３を有するタイプの光ファイ
バにおいて、半径方向の光分布の曲線が図で線Ｓにより
表されている伝送波長λｓのモード直径φｓは、分布曲
線Ｐによりまたコア１２の直径にほぼ相当する、ポンピ
ング波長λｐにおけるモード直径φｐよりかなり大きい
。これは、光信号の重要な部分が、ポンピングエネルギ
ーが加えられ、またドープ剤が存在する能動ファイバー
の領域へ伝搬しないことを意味する。

【００３６】実際に、図７に示すように、ファイバのカ
ットオフ波長λｃに近い波長値に関して、ほぼ一定でフ
ァイバコアの直径とあまり差がないモード直径が、より
大きい値λに関して非常に増加することは、注目される
べきである。従って、ファイバがポンピング波長λｐに
おいて、例えば、エルビウム添加の能動ファイバを備え
た増幅器の場合、９８０ｎｍ（±１０％）において、単
一モードに確実にあるようにするために、９８０ｎｍよ
り小さいカットオフ波長λｃのファイバが使用されなけ
ればならず、これにより、伝送波長λｓにおける非常に
大きいモード直径が得られる。このモード直径は、ポン
ピング波長λｐにおけるモード直径より非常に大きく、
従って、伝送信号の大部分は、増幅されるファイバ領域
へ伝搬しない。

【００３７】上記の挙動は、能動ファイバが直線あるい
はほぼ直線の形状である場合に、発生する。ここで、“
ほぼ直線の形状”の用語は、ファイバが、光学的挙動を
強く変える幾何学的変形を受けないことを意味する。 前記の理由から、仕様（ＣＣＩＴＴ，インストラクショ
ンＧ．６５２）に従って、ファイバ内の屈折率の断面に
もとずいた理論カットオフ波長と、作動状態におけるカ
ットオフ波長とを評価することが、規定されている。

【００３８】特に、前記仕様は、配設されたファイバの
カットオフ波長の測定の可能性を考慮に入れており、測
定は半径１４０ｍｍの単一のファイバのリングについて
行われる。一方、この條件におけるカットオフ波長の検
出された変動は、理論値と比較して、かえって小さく、
理論カットオフ波長に関し約５％以下の差が見込まれて
いる。

【００３９】本発明により、増幅器の能動ファイバが、
伝送波長λｓにおいてのみ単一モード形で選択され、λ
ｓより小さいカットオフ波長λｃ２の値を有するが、λ
ｐより十分に大きく、これらは図３に示されている。

【００４０】前記ファイバによれば、特に１５２０と１
５７０ｎｍの間にあって、エルビウム添加能動ファイバ
を備えた増幅器の使用に適し、またカットオフ波長に近
い伝送波長におけるモード直径は、十分に小さく、ファ
イバコアの直径にかなり近いと思われる。次に、ポンピ
ング信号の基本モードは、ファイバコアの直径に近い直
径を有しており、従って、伝送信号力は、ポンピング信
号と能動ドープ剤が存在するファイバ領域内に実質的に
限定され、維持される。

【００４１】能動ファイバは、図５と図６に示すように
、増幅器を構成するコイル状で、例えば、円筒支持体ま
たはこれに類似したものの回りに巻かれて、全長にわた
って曲り形状で配置されている。ファイバの曲りは、本
発明により、１４０ｍｍより十分に小さい半径Ｒｃで選
択され、これによって、基本モードだけが、上記波長λ
ｃ２より小さい波長についてさえも、特に、ポンピング
波長λｐについても、ファイバ内を伝搬することが出来
る。

【００４２】実際に、ファイバの曲りは、ファイバへ付
加される曲りが一層著しくなると、すなわち、Ｒｃが小
さくなると、次第に小さくなる波長に関して、基本モー
ドだけを伝送することと同じことを行う。従って、与え
られた波長に関し、特にポンピング波長に関して、ファ
イバ内の基本モードの伝搬だけが可能である曲り半径Ｒ
ｐを形成することが出来る。

【００４３】従って、能動ファイバに適した曲り半径Ｒ
ｃは、上記半径Ｒｐ以下である。実際に、曲りは、ファ
イバの構造を機械的に脆弱化することにより形成される
ので、曲りによってファイバが破壊するか亀裂が入った
りしがちであり、Ｒｐに等しいか、あるいは、これに近
い曲り半径を使用することが適切である。

【００４４】前記曲りについて適切な値を選択すると、
ポンピング波長より大きいモードが能動ファイバから除
去されるので、ファイバのなかでは、ポンピング信号の
基本モードだけが作用して、カットオフ波長を伝送波長
においてファイバの小さいモード直径となるように維持
する。

【００４５】このようにして、特に高い増幅率、すなわ
ち、投入された単位ポンピング力当りの高増幅利得を得
ることが出来る。従って、図８に示すように、短いファ
イバを使用して、所望の増幅を得ることが出来、図８で
は、９８０ｎｍより小さいカットオフ波長λｃ２のファ
イバを使用して、９８０ｎｍより小さいカットオフ波長
λｃ１のファイバと同じ利得を得るに必要な長さＬ２よ
りもかなり小さい長さＬ１の能動ファイバにより、利得
Ｇｏが得られる。

【００４６】上記イタリア特許出願Ｎｏ．２２１２０Ａ
／８９に開示された教示にもとずいて形成されたダイク
ロイック結合器４において、ポンピング信号へ結合した
伝送信号の搬送ファイバ５は、いずれの波長においても
単一モード形である。従って、このファイバは、本発明
による能動ファイバのモード直径より大きい伝送波長λ
ｓのモード直径を有する。ファイバ５と１１との間の溶
接部は、このような直径の差により、伝送波長において
減衰を示す。

【００４７】ほかの減衰が、能動ファイバと通信線ファ
イバ１との間の溶接部に発生する。実際には、通信線フ
ァイバとして使用される市場で入手出来るファイバは、
前記の範囲１５２０〜１５７０ｎｍの伝送波長において
のみ単一モード形であり、容易な接合などを行うために
、接合ファイバ５のモード直径以上のむしろ大きいモー
ド直径となっている。

【００４８】増幅器の総合利得Ｇｅｘは、能動ファイバ
の内部利得、負の損失、または、異なるファイバ間の溶
接部による減衰Ａｓにより与えられる。従って、この結
果を得るために、利得Ｇｉｎ＝Ｇｅｘ＋Ａｓが能動ファ
イバから必要とされる。

【００４９】非常に小さいモード直径より成る本発明の
ファイバを使用すると、波長λｓにおいても単一モード
である既知の能動ファイバと比較して、溶接により大き
い損失を伴うが、これらの付加的損失は、得られた効率
向上と比較すると、一般に無視出来るように見える。

【００５０】能動ファイバを適切に使用する場合の最小
曲り半径Ｒｃは、約２０ｍｍより大きく、この半径にお
いて、曲がったファイバの機械的強度は限界であり、さ
らに、接合部の溶接損失は、能動ファイバと、通信線ま
たは接合器から伸長したファイバのモード直径の間の大
きな差によって、重要な値をとる。これに対して、１４
０ｍｍより大きい半径は、カットオフ波長の重要な移動
に対しては余り有用でない。適切にはＲｃ＞３５ｍｍで
あり、さら適切には５０ｍｍ≦Ｒｃ≦１００ｍｍである
。

【００５１】前記曲り半径に関連して、ファイバに対応
する曲り半径で曲げられている場合、ファイバ自体の機
械的強度に関して前記限界値に達することもなく、９８
０ｎｍのポンピング信号の単一モードの伝搬を可能にす
る直線状態のカットオフ波長の最大値は、約４μｍのモ
ード直径に対して、λｃ＝約１２８０ｎｍである。曲り
半径Ｒｃが５０ｍｍの場合、前記カットオフ波長の値は
λｃ＝約１１００ｎｍであり、このモード直径は約５．
３μｍに等しく、これに対して、ポンピング信号の基本
モードは、直径が約３．８＋４μｍである。

【００５２】ポンピング波長における直線状態の単一モ
ードファイバに関し、伝送信号の波長におけるモード直
径は、６μｍより大きい。

【００５３】本発明による増幅器の能動ファイバの品質
を最良の状態で使用する個所は、設定された曲り半径で
最適に曲げられなければならない能動ファイバの全長で
ある。すなわち、曲り形状で配置されなければならない
。例えば、図５に図示するように、ファイバ接合器５へ
の溶接接合部１５の直下流の各支持体にコイルを形成す
るように巻かれて配置される。

【００５４】上記のことが可能でないか、または望まし
くないならば、例えば、一般的にファイバ内の機械的脆
弱点を形成している溶接部１５へ接続している能動ファ
イバの曲がった形状により加えられた曲げ応力を避ける
ために、図６に示すように、能動ファイバの非曲り部分
１６があることは認められ、この対策によって、能動フ
ァイバの曲げにより得られる利点が、少しも低下するも
のでない。

【００５５】好適には、直線形状またはほぼ直線形状の
能動ファイバの部分１６の長さＬｒ、すなわち、上述の
接合器の直下流の上に、Ｒｃより大きい曲り半径を有す
ることは、４００ｍｍより小さく、またさらに好適には
、２００ｍｍ以下である。このような長さのほぼ直線状
のファイバは、通信線のファイバへの接合部に近く、増
幅効率があまり低下することなく、能動ファイバの反対
の端部に使用することが出来る。

【００５６】実際に、ファイバ内の高いモードの接合は
、ファイバ内の経路長さに比例して行われ、従って、前
述の長さの部分の後では、重要なポンピング力の転移は
、能動ファイバ内では、基本モードから高いモードへ行
われない。

【００５７】これに対して、有用な成果、すなわち、ポ
ンピング波長における単一モードの能動ファイバを備え
た増幅器に関する増幅率の増加は、本発明により、前記
の長さの部分に沿ってのみ曲げられている能動ファイバ
によって得ることも出来る。ただし、この曲げられた能
動ファイバが、ほかの理由による必要條件を満足するた
めに必要とされ、ポンピング力の基本モードだけの伝搬
に対応する曲り半径で曲げられたファイバの部分が、こ
のファイバの全長の７０％より大きいと仮定した場合で
ある。

【００５８】構造上から、特に、増幅器の容積を縮少し
た限界内に維持するために、曲がったファイバが、能動
ファイバの中間部分を構成するが、ファイバ自体の端末
の溶接部に隣接した前後のファイバ部分も直線状の伸長
部を設けることが出来る。しかし、個々の要件によって
、能動ファイバは、いくつかの曲り部分をほぼ直線状の
部分し交互に備えることも出来る。

【００５９】事例のために、次の特性を有するエルビウ
ム添加の能動ファイバが作成された。

【００６０】 コア直径　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　３．６μｍ開口数（ｎ１２−ｎ２
２）１／２　　　　０．２３λｃ（理論的カットオフ波
長）　　　　　　　　　　１１００ｎｍ信号モード直径
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
５．３μｍエルビウム含有量（Ｅｒ２Ｏ３の重量）　　
　　３５０ｐｐｍ上記ファイバにより、図１に図示され
た増幅器が作成され、この場合、ファイバは、全長が５
０ｍｍで曲り半径Ｒを有する隣接しているコイルを形成
するように曲げられた。この条件で、カットオフ波長の
値が測定された。

【００６１】 λｃ（Ｒ）（半径Ｒのカットオフ波長）９８０ｎｍ．こ
のファイバ増幅器は次の値を有した。

【００６２】 ポンピング力　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
７ｍｗ能動ファイバの長さ　　　　　　　　　　　　８
．４ｍ増幅器は、カットオフ波長λｃ（Ｆ）＝１１００
ｎｍの通信線ファイバへ接続され、増幅する伝送信が入
力された。

【００６３】 入力信号の信号力　　　　　　　　　　−４５ｄＢｍ増
幅器の光学接合器には、伝送信号とポンピング信号とを
伝送する、カットオフ波長λｃ＝９８０ｎｍのファイバ
が備えられた。

【００６４】上記の構成より、次の増幅利得が得られた
。

【００６５】 Ｇ１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　３０ｄＢ比較のために、同一構造より成る増幅器が、
次の特性の能動ファイバを使用して作成された。

【００６６】 コア直径　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　３．６μｍ開口数（ｎ１２−ｎ
２２）１／２　　　　　０．２３λｃ（理論的カットオ
フ波長）　　　　　　　　　　　　１１００ｎｍ 信号モード直径　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　５．３μｍエルビウム含有量（Ｅｒ２
Ｏ３の重量）　　　　　　３５０ｐｐｍ ファイバは、前述と同じ意味で、そのカットオフ波長に
重要な変化を起こすために、ほぼ直線状の状態で増幅器
に使用された。

【００６７】増幅器は次の値を有した。

【００６８】 ポンピング力　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
０ｍｗ能動ファイバの長さ　　　　　　　　　　　　１
０ｍ前述の事例に類似した能動ファイバに送られて増幅
される信号は、次の信号力を有した。

【００６９】 入力信号の信号力　　　　　　　　　　−４５ｄＢｍ次
の増幅利得が得られた。

【００７０】 Ｇ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３０ｄＢ上記事例から明らかなように、本発明に
よる増幅器は、ほぼ直線状のファイバを使用した比較増
幅器と同じ増幅利得を得ることが出来た。これには、短
い能動ファイバ部分と低いポンピング力が使用されたが
、非常に大きい効率を示した。

【００７１】コイル状ファイバを設定した曲り半径に保
持するために適した、ファイバ巻線用の支持構造は、ど
のような種類のものでよく、また増幅器の収納装置の構
造上の特徴によるものでよく、従って、詳細については
説明されない。

【００７２】多くの変更は、本発明の一般的特徴の範囲
から逸脱することなく、行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】能動ファイバを使用している光学増幅器を示す
図である。

【図２】図１の図による増幅器に使用される型のファイ
バのエネルギー遷移を示す図であり、遷移は、励起（レ
ーザー）放射を発生するために使用されている。

【図３】ポンピング、伝送、及びカットオフの各波長の
構成を示す図である。

【図４】光ファイバ内の光の強さの半径方向の分布を示
す図である。

【図５】本発明による増幅器内の能動ファイバの配置の
見取り図である。

【図６】図５に示すファイバの前面図である。

【図７】波長によって、ファイバ内のモード直径の変化
を示す図である。

【図８】使用された能動ファイバの長さによる光学増幅
器の利得を示す図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも１個の発光ポンピング源（
   ６）と、伝送信号を搬送する光学回線のファイバと発光
   ポンピング源とへそれぞれ接続された２個の入力部を有
   するダイクロイックカプラ（４）と、各光コア内に蛍光
   ドープ剤を含有している能動ファイバ（７）の一端へ接
   続された出力部（５）とより成り、伝送信号の波長範囲
   における放射を有し、ポンピング源の波長においてポン
   ピングされる特に回線の光ファイバに直列に挿入可能な
   光ファイバ通信線に関した光学増幅器において、前記能
   動光ファイバ（７）が、ほぼ直線形状で伝送波長におけ
   る発光単一モード伝搬とポンピング波長における発光多
   重モード伝搬とを行い、全長の７０％より大きい曲り形
   状で配置され、ポンピング波長において基本モードだけ
   のファイバ内の伝搬に対応する曲り半径を有するファイ
   バであることを特徴とする光学増幅器。
2. 【請求項２】　　能動ファイバ（７）が２０から１４０
   ｍｍの範囲の曲り半径を有するように曲げられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光学増幅器。
3. 【請求項３】　　能動ファイバの曲り半径が３５から１
   ００ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項２に記載
   の光学増幅器。
4. 【請求項４】　　伝送波長が１５２０から１５７０ｎｍ
   の範囲にあり、ポンピング波長が９８０ｎｍ（±１０ｎ
   ｍ）であって、能動ファイバ内の蛍光ドープ剤がエルビ
   ウムであることを特徴とする請求項１に記載の光学増幅
   器。
5. 【請求項５】　　前記能動ファイバ（７）がポンピング
   波長において基本モードだけのファイバ自体内の伝搬に
   対応する曲り半径を有する少なくとも１つの曲り部分（
   １１）を有し、前記部分が非曲り部分（１６）に隣接し
   、曲り部分の長さすなわち曲り部の長さの合計が能動フ
   ァイバの全長の７０％よりも大きいことを特徴とする請
   求項１に記載の光学増幅器。
6. 【請求項６】　　能動ファイバ（７）がポンピング波長
   において基本モードだけのファイバ自体内の伝搬に対応
   する曲り半径を有する単一の連続した曲り部分（１１）
   を有し、非曲りファイバ部分（１６）が能動ファイバの
   端部のいずれかの端部または両端部に存在することを特
   徴とする請求項５に記載の光学増幅器。
7. 【請求項７】　　能動ファイバ（７）がその全長に沿っ
   てポンピング波長において基本モードだけのファイバ自
   体内の伝搬に対応する曲り半径に従ってまた端部（１６
   ）から離れて曲げられており、前記端部は実質的に曲り
   がなくまた４００ｍｍより小さい長さをそれぞれ有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の光学増幅器。
8. 【請求項８】　　実質的に曲りがない端部（１６）が２
   ００ｍｍより小さい長さを有することを特徴とする請求
   項７に記載の光学増幅器。