JPH04342237A - 光受信装置 - Google Patents
光受信装置Info
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- JPH04342237A JPH04342237A JP3114445A JP11444591A JPH04342237A JP H04342237 A JPH04342237 A JP H04342237A JP 3114445 A JP3114445 A JP 3114445A JP 11444591 A JP11444591 A JP 11444591A JP H04342237 A JPH04342237 A JP H04342237A
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Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いられる
光受信装置に関するものである。
光受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信用増幅器として、
信号光を光電変換することなく直接光のまま増幅する光
増幅器に関する研究が活発に行われている。光増幅器と
して、希土類の元素であるＥｒを光ファイバに添加した
光増幅器（Ｅｒ添加光ファイバ増幅器）は、光ファイバ
の最低損失波長域である波長１．５５μｍ帯で、３０ｄ
Ｂ以上という高利得が得られること、利得の偏光依存性
が殆どないこと、雑音特性に優れていること等の特長を
有することから最近活発な研究開発が行われている（例
えば、応用物理学会誌、第５９巻（１９９０年）、１１
７５−１１９２ページを参照）。
信号光を光電変換することなく直接光のまま増幅する光
増幅器に関する研究が活発に行われている。光増幅器と
して、希土類の元素であるＥｒを光ファイバに添加した
光増幅器（Ｅｒ添加光ファイバ増幅器）は、光ファイバ
の最低損失波長域である波長１．５５μｍ帯で、３０ｄ
Ｂ以上という高利得が得られること、利得の偏光依存性
が殆どないこと、雑音特性に優れていること等の特長を
有することから最近活発な研究開発が行われている（例
えば、応用物理学会誌、第５９巻（１９９０年）、１１
７５−１１９２ページを参照）。
【０００３】このＥｒ添加光ファイバ増幅器の励起光の
入射方法として、信号光と励起光が同一方向に光ファイ
バ中を伝播するように入射させる前方励起、逆方向に伝
播するように入射させる後方励起、さらに前方励起と後
方励起を併用する両方向励起が知られている。これらの
励起光の入射方法を用いた場合、Ｅｒ添加光ファイバ増
幅器の雑音特性は、同じ励起波長で比較すると、前方励
起、両方励起、そして後方励起の順に優れているとされ
ている。（例えば、光学、第１８巻第６号（１９８９年
）、２９１−２９６ページを参照）。
入射方法として、信号光と励起光が同一方向に光ファイ
バ中を伝播するように入射させる前方励起、逆方向に伝
播するように入射させる後方励起、さらに前方励起と後
方励起を併用する両方向励起が知られている。これらの
励起光の入射方法を用いた場合、Ｅｒ添加光ファイバ増
幅器の雑音特性は、同じ励起波長で比較すると、前方励
起、両方励起、そして後方励起の順に優れているとされ
ている。（例えば、光学、第１８巻第６号（１９８９年
）、２９１−２９６ページを参照）。
【０００４】また、このＥｒ添加光ファイバ増幅器の光
ファイバ通信システムへの適用例の一つとして、高利得
・低雑音性を利用してＥｒ添加光ファイバ増幅器を光電
変換器の前に配置し光前置増幅器として動作させ、光受
信器の受信感度を改善することが考えられている。この
実現例として、強度変調−直接検波方式で、励起方法と
して、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の雑音特性が優れてい
る前方励起を利用して、ビットレート１０Ｇｂ／ｓで−
３７ｄＢｍ以下（１５０ｐｈｏｔｏｎｓ／ｂｉｔ以下）
を達成したという高感度受信の報告（Ｔ．Ｓａｉｔｏ
ｅｔａｌ．，”Ｈｉｇｈ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｓ
ｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｔ １０Ｇｂ／ｓ Ｕ
ｓｉｎｇ ａｎ Ｅｒ−ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ
Ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｐｕｍｐｅｄ ｗ
ｉｔｈ ａ ０．９８μｍ Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏ
ｄｅ，”１９９１ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ
ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
Ｐｏｓｔ−Ｄｅａｄｌｉｎｅ Ｐａｐｅｒ ＰＤ−
１４）がある。
ファイバ通信システムへの適用例の一つとして、高利得
・低雑音性を利用してＥｒ添加光ファイバ増幅器を光電
変換器の前に配置し光前置増幅器として動作させ、光受
信器の受信感度を改善することが考えられている。この
実現例として、強度変調−直接検波方式で、励起方法と
して、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の雑音特性が優れてい
る前方励起を利用して、ビットレート１０Ｇｂ／ｓで−
３７ｄＢｍ以下（１５０ｐｈｏｔｏｎｓ／ｂｉｔ以下）
を達成したという高感度受信の報告（Ｔ．Ｓａｉｔｏ
ｅｔａｌ．，”Ｈｉｇｈ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｓ
ｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｔ １０Ｇｂ／ｓ Ｕ
ｓｉｎｇ ａｎ Ｅｒ−ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ
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ｉｔｈ ａ ０．９８μｍ Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏ
ｄｅ，”１９９１ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ
ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
Ｐｏｓｔ−Ｄｅａｄｌｉｎｅ Ｐａｐｅｒ ＰＤ−
１４）がある。
【０００５】また、このような高感度受信を得るには、
光ファイバ増幅器の信号利得として３０ｄＢ以上を必要
とし、光ファイバ増幅器の両端の反射が十分低減されて
いないと、光ファイバ増幅器の雑音特性を劣化させ、高
い受信感度が得られなくなるという報告（Ｎ．Ｈｅｎｍ
ｉ ｅｔ ａｌ．，”Ｒａｙｌｅｉｇｈ Ｓｃａ
ｔｔｅｒｉｎｇ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ Ｐ
ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ １０Ｇｂ／ｓ Ｏ
ｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｗｉｔｈ Ｅ
ｒ−ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒ Ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅ
ｒ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２，Ｎｏ．４
，ｐｐ．２７７−２７８，１９９０）もある。
光ファイバ増幅器の信号利得として３０ｄＢ以上を必要
とし、光ファイバ増幅器の両端の反射が十分低減されて
いないと、光ファイバ増幅器の雑音特性を劣化させ、高
い受信感度が得られなくなるという報告（Ｎ．Ｈｅｎｍ
ｉ ｅｔ ａｌ．，”Ｒａｙｌｅｉｇｈ Ｓｃａ
ｔｔｅｒｉｎｇ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ Ｐ
ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ １０Ｇｂ／ｓ Ｏ
ｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｗｉｔｈ Ｅ
ｒ−ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒ Ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅ
ｒ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２，Ｎｏ．４
，ｐｐ．２７７−２７８，１９９０）もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】希土類添加光ファイバ
増幅器の励起方法として前方励起を採用した場合、励起
光を希土類添加光ファイバに入射させる光結合手段は希
土類添加光ファイバの入力部に位置し、その光結合手段
の光パワーの損失により、その分だけ、受信感度劣化を
招いてしまう欠点がある。一方、後方励起を採用した場
合、励起光を希土類添加光ファイバに入射させる光結合
手段は希土類添加光ファイバの出力部に位置するため、
入力部の光パワーの損失が前方励起に比較し低減できる
利点がある。しかしながら、後方励起を採用したことに
よる入力部の光パワーの損失の低減効果以上に、後方励
起では、前方励起に比較し希土類添加光ファイバ増幅器
の雑音特性が劣化してしまい、結果として、受信感度の
改善効果は前方励起のときのものより小さくなってしま
うという欠点があった。また、希土類添加光ファイバ増
幅器の利得を大きくすると、希土類添加光ファイバ増幅
器の両端の反射の影響により雑音特性が劣化し、受信感
度が劣化してしまう欠点があった。
増幅器の励起方法として前方励起を採用した場合、励起
光を希土類添加光ファイバに入射させる光結合手段は希
土類添加光ファイバの入力部に位置し、その光結合手段
の光パワーの損失により、その分だけ、受信感度劣化を
招いてしまう欠点がある。一方、後方励起を採用した場
合、励起光を希土類添加光ファイバに入射させる光結合
手段は希土類添加光ファイバの出力部に位置するため、
入力部の光パワーの損失が前方励起に比較し低減できる
利点がある。しかしながら、後方励起を採用したことに
よる入力部の光パワーの損失の低減効果以上に、後方励
起では、前方励起に比較し希土類添加光ファイバ増幅器
の雑音特性が劣化してしまい、結果として、受信感度の
改善効果は前方励起のときのものより小さくなってしま
うという欠点があった。また、希土類添加光ファイバ増
幅器の利得を大きくすると、希土類添加光ファイバ増幅
器の両端の反射の影響により雑音特性が劣化し、受信感
度が劣化してしまう欠点があった。
【０００７】本発明の目的は、後方励起の希土類添加光
ファイバ増幅器を用いたとき、この光ファイバ増幅器の
雑音増大や反射の影響による受信感度劣化を抑圧できる
光受信装置を提供することにある。
ファイバ増幅器を用いたとき、この光ファイバ増幅器の
雑音増大や反射の影響による受信感度劣化を抑圧できる
光受信装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光受信装置は、
希土類添加光ファイバと、この希土類添加光ファイバの
吸収波長に対応する波長で発光する励起光源と、この励
起光源から出力される励起光と信号光が逆方向に前記希
土類添加光ファイバを伝播するようにこの励起光を前記
希土類添加光ファイバに入射させるための光結合手段と
、被増幅信号光を前記希土類添加ファイバに入射させる
ための光信号信号入力部と、増幅された信号光を前記希
土類添加光ファイバから取り出すための光信号出力部と
を備えた光ファイバ増幅器と、この光ファイバ増幅器か
ら出力される不要な光を除去する光フィルタと、この光
フィルタの出力を受光する光電変換素子を備えた光受信
装置において、前記光ファイバ増幅器を利得飽和領域で
動作させることを特徴とする。
希土類添加光ファイバと、この希土類添加光ファイバの
吸収波長に対応する波長で発光する励起光源と、この励
起光源から出力される励起光と信号光が逆方向に前記希
土類添加光ファイバを伝播するようにこの励起光を前記
希土類添加光ファイバに入射させるための光結合手段と
、被増幅信号光を前記希土類添加ファイバに入射させる
ための光信号信号入力部と、増幅された信号光を前記希
土類添加光ファイバから取り出すための光信号出力部と
を備えた光ファイバ増幅器と、この光ファイバ増幅器か
ら出力される不要な光を除去する光フィルタと、この光
フィルタの出力を受光する光電変換素子を備えた光受信
装置において、前記光ファイバ増幅器を利得飽和領域で
動作させることを特徴とする。
【作用】希土類添加光ファイバ増幅器の励起光の入射方
法として後方励起を採用した場合、希土類添加光ファイ
バを飽和利得領域になるまで高励起することや、希土類
添加光ファイバの長さを短くすること等によって希土類
添加光ファイバ中の希土類イオンがほぼ完全に励起され
れば雑音特性は劣化しないことを新たに見出した。
法として後方励起を採用した場合、希土類添加光ファイ
バを飽和利得領域になるまで高励起することや、希土類
添加光ファイバの長さを短くすること等によって希土類
添加光ファイバ中の希土類イオンがほぼ完全に励起され
れば雑音特性は劣化しないことを新たに見出した。
【０００９】本発明は、これに着目したものである。ま
ず図３と図４を用いて、希土類添加光ファイバ増幅器の
励起方法において、後方励起を用いた場合でも前方励起
と変わらない雑音特性を実現できることを説明する。図
３には、内付け化学的気相析出法（ＭＣＶＤ法）によっ
て製作したコア径５μｍ、Ｅｒイオン濃度１０００ｐｐ
ｍの長さが異なる３種類のＥｒ添加単一モード光ファイ
バにおいて、励起光の波長が１．４８μｍ、信号光の波
長が１．５５μｍ、信号光の入力パワーが−４０ｄＢｍ
の条件で測定したＥｒ添加光ファイバ増幅器の励起光パ
ワー対信号利得特性を示してある。Ｅｒ添加光ファイバ
長が２５ｍでは，励起光パワー３０ｍＷ以上で利得２０
ｄＢ以上の飽和利得領域が得られることが判る。また、
Ｅｒ添加光ファイバ長５０ｍ、７５ｍ、では、それぞれ
励起光パワー６０ｍＷ以上、９０ｍＷ以上で利得３５ｄ
Ｂ以上、４５ｄＢ以上の飽和利得領域が得られている。 このときの前方・後方各励起方法におけるＥｒ添加光フ
ァイバ増幅器の雑音指数を図４に示す。図４は、図３と
同じ条件で測定したＥｒ添加光ファイバ増幅器の信号利
得に対する雑音指数特性である。前方励起では、信号利
得１５ｄＢ以上で、Ｅｒ添加光ファイバの長さに関わら
ず、１．４８μｍ励起の理論限界に近い雑音指数５ｄＢ
の低雑音持性が得られることが判る。しかしながら、後
方励起では、Ｅｒ添加光ファイバの長さ７５ｍ、５０ｍ
の場合、信号利得を上げるに伴い、雑音特性は良くなる
が、信号利得が飽和状態になる前の少なくとも信号利得
３０ｄＢ以下の領域では、前方励起の場合と同様な低雑
音特性は得られないことが判る。これに対し、Ｅｒ添加
光ファイバの長さが２５ｍでは、信号利得２０ｄＢ以上
で前方励起と全く同じ雑音特性が得られる。ただし、Ｅ
ｒ添加光ファイバの長さが２５ｍと短いため、得られる
最大利得は２３ｄＢである。このように、Ｅｒ添加光フ
ァイバの長さを短くする等によって、Ｅｒ添加光ファイ
バ中のＥｒイオンを飽和利得領域にまで十分に励起する
ことにより、後方励起でも前方励起と同様な低雑音特性
が得られることを新たに見出した。
ず図３と図４を用いて、希土類添加光ファイバ増幅器の
励起方法において、後方励起を用いた場合でも前方励起
と変わらない雑音特性を実現できることを説明する。図
３には、内付け化学的気相析出法（ＭＣＶＤ法）によっ
て製作したコア径５μｍ、Ｅｒイオン濃度１０００ｐｐ
ｍの長さが異なる３種類のＥｒ添加単一モード光ファイ
バにおいて、励起光の波長が１．４８μｍ、信号光の波
長が１．５５μｍ、信号光の入力パワーが−４０ｄＢｍ
の条件で測定したＥｒ添加光ファイバ増幅器の励起光パ
ワー対信号利得特性を示してある。Ｅｒ添加光ファイバ
長が２５ｍでは，励起光パワー３０ｍＷ以上で利得２０
ｄＢ以上の飽和利得領域が得られることが判る。また、
Ｅｒ添加光ファイバ長５０ｍ、７５ｍ、では、それぞれ
励起光パワー６０ｍＷ以上、９０ｍＷ以上で利得３５ｄ
Ｂ以上、４５ｄＢ以上の飽和利得領域が得られている。 このときの前方・後方各励起方法におけるＥｒ添加光フ
ァイバ増幅器の雑音指数を図４に示す。図４は、図３と
同じ条件で測定したＥｒ添加光ファイバ増幅器の信号利
得に対する雑音指数特性である。前方励起では、信号利
得１５ｄＢ以上で、Ｅｒ添加光ファイバの長さに関わら
ず、１．４８μｍ励起の理論限界に近い雑音指数５ｄＢ
の低雑音持性が得られることが判る。しかしながら、後
方励起では、Ｅｒ添加光ファイバの長さ７５ｍ、５０ｍ
の場合、信号利得を上げるに伴い、雑音特性は良くなる
が、信号利得が飽和状態になる前の少なくとも信号利得
３０ｄＢ以下の領域では、前方励起の場合と同様な低雑
音特性は得られないことが判る。これに対し、Ｅｒ添加
光ファイバの長さが２５ｍでは、信号利得２０ｄＢ以上
で前方励起と全く同じ雑音特性が得られる。ただし、Ｅ
ｒ添加光ファイバの長さが２５ｍと短いため、得られる
最大利得は２３ｄＢである。このように、Ｅｒ添加光フ
ァイバの長さを短くする等によって、Ｅｒ添加光ファイ
バ中のＥｒイオンを飽和利得領域にまで十分に励起する
ことにより、後方励起でも前方励起と同様な低雑音特性
が得られることを新たに見出した。
【００１０】図４において、後方励起の希土類添加光フ
ァイバ増幅器でも低雑音が達成できることを示したが、
希土類添加光ファイバ増幅器の信号利得が２３ｄＢまで
しか上がらないことにより、希土類添加光ファイバ増幅
器の両端の反射の影響が小さく、受信感度劣化を引き起
こさないという利点も合わせ持つことができる。これに
より、後方励起を採用した希土類添加光ファイバ増幅器
においても雑音を増大させることなく高受信感度が達成
できる。
ァイバ増幅器でも低雑音が達成できることを示したが、
希土類添加光ファイバ増幅器の信号利得が２３ｄＢまで
しか上がらないことにより、希土類添加光ファイバ増幅
器の両端の反射の影響が小さく、受信感度劣化を引き起
こさないという利点も合わせ持つことができる。これに
より、後方励起を採用した希土類添加光ファイバ増幅器
においても雑音を増大させることなく高受信感度が達成
できる。
【００１１】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の光受信装置
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施例を示すブロ
ック図である。受信は以下の手順で行われる。まず、信
号光は、内付け化学的気相析出法（ＭＣＶＤ法）によっ
て製作したコア径５μｍ、Ｅｒイオン濃度１０００ｐｐ
ｍ、長さ２５ｍのＥｒ添加単−モード光ファイバ１に入
射される。波長１．４８μｍで発振するＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＰファブリペロ型半導体レーザである励起光源３か
ら出射された励起光は、Ｅｒ添加光フアイバで増幅され
る信号光とは反対方向に光ファイバ中を伝播するように
信号光と光ファイバ型の光合分波器２によって合波され
、Ｅｒ添加光ファイバ１に入射される。Ｅｒ添加光ファ
イバ１中で増幅された信号光は、光合分波器２を通過し
、さらに中心波長が信号光波長と一致した干渉膜フィル
タを用いた帯域幅３ｎｍの光フィルタ４を通過後、アバ
ランシェ・フォトダイオード５で受信される。なお、こ
こでは、Ｅｒ添加光ファイバの長さが短いため得られる
最大利得は２３ｄＢであるため、Ｅｒ添加光ファイバ増
幅器を光前置増幅器として動作させるとき、光電変換素
子にＰＩＮフォトダイオードを用いたとすると、信号利
得不足である。信号光の利得不足を補うために、アバラ
ンシェ増倍効果を利用して受信感度を上げられるアバラ
ンシェ・フォトダイオードを用いることにより、高感度
受信が達成できる。
ック図である。受信は以下の手順で行われる。まず、信
号光は、内付け化学的気相析出法（ＭＣＶＤ法）によっ
て製作したコア径５μｍ、Ｅｒイオン濃度１０００ｐｐ
ｍ、長さ２５ｍのＥｒ添加単−モード光ファイバ１に入
射される。波長１．４８μｍで発振するＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＰファブリペロ型半導体レーザである励起光源３か
ら出射された励起光は、Ｅｒ添加光フアイバで増幅され
る信号光とは反対方向に光ファイバ中を伝播するように
信号光と光ファイバ型の光合分波器２によって合波され
、Ｅｒ添加光ファイバ１に入射される。Ｅｒ添加光ファ
イバ１中で増幅された信号光は、光合分波器２を通過し
、さらに中心波長が信号光波長と一致した干渉膜フィル
タを用いた帯域幅３ｎｍの光フィルタ４を通過後、アバ
ランシェ・フォトダイオード５で受信される。なお、こ
こでは、Ｅｒ添加光ファイバの長さが短いため得られる
最大利得は２３ｄＢであるため、Ｅｒ添加光ファイバ増
幅器を光前置増幅器として動作させるとき、光電変換素
子にＰＩＮフォトダイオードを用いたとすると、信号利
得不足である。信号光の利得不足を補うために、アバラ
ンシェ増倍効果を利用して受信感度を上げられるアバラ
ンシェ・フォトダイオードを用いることにより、高感度
受信が達成できる。
【００１３】この構成において、外部変調器により２．
５Ｇｂ／ｓのランダムパターンで強度変調された中心波
長１．５５μｍ帯の光信号を受信し受信感度として−４
０．５ｄＢｍを得た。この値は、信号光と励起光が同一
方向に光ファイバ中を伝播する前方励起を採用した場合
の受信感度と比較して、光合分波器の光パワーの損失分
にあたる約２ｄＢの受信感度改善になる。なお、Ｅｒ添
加光ファイバ増幅器が飽和利得状態でないときは、励起
光は殆どＥｒ添加光ファイバに吸収され信号光入射側へ
の励起光の漏れは殆どないが、飽和利得状態の場合は、
信号光入射側への励起光への漏れは励起光パワーの４０
％程度あった。
５Ｇｂ／ｓのランダムパターンで強度変調された中心波
長１．５５μｍ帯の光信号を受信し受信感度として−４
０．５ｄＢｍを得た。この値は、信号光と励起光が同一
方向に光ファイバ中を伝播する前方励起を採用した場合
の受信感度と比較して、光合分波器の光パワーの損失分
にあたる約２ｄＢの受信感度改善になる。なお、Ｅｒ添
加光ファイバ増幅器が飽和利得状態でないときは、励起
光は殆どＥｒ添加光ファイバに吸収され信号光入射側へ
の励起光の漏れは殆どないが、飽和利得状態の場合は、
信号光入射側への励起光への漏れは励起光パワーの４０
％程度あった。
【００１４】図２は、本発明の第２の実施例を示すブロ
ック図である。受信は以下の手順で行われる。まず、信
号光は挿入損失１．５ｄＢの偏光無依存型光アイソレー
タ１０を通過し、長さ５０ｍの第１の実施例と同様なＥ
ｒ添加光ファイバ１に入射される。波長１．４８μｍで
発振するＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰファブリペロ型半導体レ
ーザである励起光源３から出射された励起光は、Ｅｒ添
加光ファイバで増幅される信号光とは反対方向に光ファ
イバ中を伝播するように信号光と光ファイバ型の光合分
波器２よって合波され、Ｅｒ添加光ファイバ１に入射さ
れる。Ｅｒ添加光ファイバ１中で増幅された信号光は、
光合分波器２と挿入損失１．５ｄＢの偏光無依存型光ア
イソレータ１１を通過し、さらに中心波長が信号光波長
と一致した干渉膜フィルタを用いた帯域幅３ｎｍの光フ
ィルタ４を通過後、ＰＩＮフォトダイオード６で受信さ
れる。なお、ここでは、Ｅｒ添加光ファイバ１の長さが
５０ｍと長く、得られる最大利得は３８ｄＢと高いため
、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の動作が不安定になる。 これを抑制するために、Ｅｒ添加光ファイバ１の両端に
光アイソレータを用いた。また、信号利得が３８ｄＢと
十分大きな増幅信号光が得られるため、光電変換素子に
ＰＩＮフォトダイオードを用いることができる。ただし
、５０ｍのＥｒ添加光ファイバを飽和利得状態まで高め
るため励起パワーとして約２倍の７０ｍＷを入射させた
。
ック図である。受信は以下の手順で行われる。まず、信
号光は挿入損失１．５ｄＢの偏光無依存型光アイソレー
タ１０を通過し、長さ５０ｍの第１の実施例と同様なＥ
ｒ添加光ファイバ１に入射される。波長１．４８μｍで
発振するＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰファブリペロ型半導体レ
ーザである励起光源３から出射された励起光は、Ｅｒ添
加光ファイバで増幅される信号光とは反対方向に光ファ
イバ中を伝播するように信号光と光ファイバ型の光合分
波器２よって合波され、Ｅｒ添加光ファイバ１に入射さ
れる。Ｅｒ添加光ファイバ１中で増幅された信号光は、
光合分波器２と挿入損失１．５ｄＢの偏光無依存型光ア
イソレータ１１を通過し、さらに中心波長が信号光波長
と一致した干渉膜フィルタを用いた帯域幅３ｎｍの光フ
ィルタ４を通過後、ＰＩＮフォトダイオード６で受信さ
れる。なお、ここでは、Ｅｒ添加光ファイバ１の長さが
５０ｍと長く、得られる最大利得は３８ｄＢと高いため
、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の動作が不安定になる。 これを抑制するために、Ｅｒ添加光ファイバ１の両端に
光アイソレータを用いた。また、信号利得が３８ｄＢと
十分大きな増幅信号光が得られるため、光電変換素子に
ＰＩＮフォトダイオードを用いることができる。ただし
、５０ｍのＥｒ添加光ファイバを飽和利得状態まで高め
るため励起パワーとして約２倍の７０ｍＷを入射させた
。
【００１５】この構成において、第１の実施例のときと
同じ外部変調器により２．５Ｇｂ／ｓのランダムパター
ンで強度変調された中心波長１．５５μｍ帯の光信号を
受信したところ、信号光入力側の光アイソレータ１０の
挿入損失だけ受信感度が劣化し、受信感度として−３９
．０ｄＢｍを得た。また、このとき、信号光入射側への
励起光の漏れは光アイソレータに入射する前で励起光パ
ワーの５％程度であった。
同じ外部変調器により２．５Ｇｂ／ｓのランダムパター
ンで強度変調された中心波長１．５５μｍ帯の光信号を
受信したところ、信号光入力側の光アイソレータ１０の
挿入損失だけ受信感度が劣化し、受信感度として−３９
．０ｄＢｍを得た。また、このとき、信号光入射側への
励起光の漏れは光アイソレータに入射する前で励起光パ
ワーの５％程度であった。
【００１６】本発明にはこの他にも様々な変形例がある
。
。
【００１７】受信信号としては変調法として半導体レー
ザを直接変調した強度変調を用いることもできるし、信
号速度も２．５Ｇｂ／ｓに限らずこれ以上の１０Ｇｂ／
ｓでもこれ以下の６００Ｍｂ／ｓでも良い。また、信号
光波長も１．５５μｍに限ることなく、１．５３μｍで
も良く、Ｅｒ添加光ファイバ増幅帯域内の波長であれば
良い。
ザを直接変調した強度変調を用いることもできるし、信
号速度も２．５Ｇｂ／ｓに限らずこれ以上の１０Ｇｂ／
ｓでもこれ以下の６００Ｍｂ／ｓでも良い。また、信号
光波長も１．５５μｍに限ることなく、１．５３μｍで
も良く、Ｅｒ添加光ファイバ増幅帯域内の波長であれば
良い。
【００１８】励起光源の波長は、１．４８μｍに限るこ
となく、０．８μｍ、０．９８μｍなどのＥｒ添加光フ
ァイバの吸収波長に合致するものであれば良く、使用す
るレーザはいかなるレーザでも良い。また、信号光と励
起光の光合波手段は、光ファイバ型のものに限らず、ダ
イクロイックミラーなどを用いても良く、その性能を有
する限りいかなる素子、要素であっても良い。
となく、０．８μｍ、０．９８μｍなどのＥｒ添加光フ
ァイバの吸収波長に合致するものであれば良く、使用す
るレーザはいかなるレーザでも良い。また、信号光と励
起光の光合波手段は、光ファイバ型のものに限らず、ダ
イクロイックミラーなどを用いても良く、その性能を有
する限りいかなる素子、要素であっても良い。
【００１９】光フィルタは、干渉膜型のものに限らず、
半導体を用いたものでも良く、その他のものでも良い。 また、光フィルタの帯域幅は３ｎｍに限らず、これ以上
の４ｎｍでも、これ以下の１ｎｍでも良い。
半導体を用いたものでも良く、その他のものでも良い。 また、光フィルタの帯域幅は３ｎｍに限らず、これ以上
の４ｎｍでも、これ以下の１ｎｍでも良い。
【００２０】光電変換器もフォトダイオードに限らずフ
ォトコンダクティブデバイスでもその他の光電変換素子
でも良い。
ォトコンダクティブデバイスでもその他の光電変換素子
でも良い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、前方
励起の希土類添加光ファイバ増幅器を光前置増幅器とし
て動作させた光受信装置に較べ、希土類添加光ファイバ
増幅器の雑音特性を損なうことなく、より高い受信感度
を得ることができるという効果がある。
励起の希土類添加光ファイバ増幅器を光前置増幅器とし
て動作させた光受信装置に較べ、希土類添加光ファイバ
増幅器の雑音特性を損なうことなく、より高い受信感度
を得ることができるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。
。
【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図である
。
。
【図３】Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の励起光パワーに対
する信号利得特性を示す図である。
する信号利得特性を示す図である。
【図４】Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の信号利得に対する
雑音指数特性を示す図である。
雑音指数特性を示す図である。
１．．．Ｅｒ添加ファイバ
２．．．光合分波器
３．．．励起光源
４．．．光フィルタ
５．．．アバランシェ・フォトダイオード６．．．ＰＩ
Ｎフォトダイオード １０、１１．．．光アイソレータ
Ｎフォトダイオード １０、１１．．．光アイソレータ
Claims (1)
- 【請求項１】 希土類添加光ファイバと、この希土類
添加光ファイバの吸収波長に対応する波長で発光する励
起光源と、この励起光源から出力される励起光と信号光
が逆方向に前記希土類添加光ファイバを伝播するように
この励起光を前記希土類添加光ファイバに入射させるた
めの光結合手段と、被増幅信号光を前記希土類添加光フ
ァイバに入射させるための光信号入力部と、増幅された
信号光を前記希土類添加光ファイバから取り出すための
光信号出力部とを備えた光ファイバ増幅器と、この光フ
ァイバ増幅器から出力される不要な光を除去する光フィ
ルタと、この光フィルタの出力を受光する光電変換素子
を備えた光受信装置において、前記光ファイバ増幅器を
利得飽和領域で動作させることを特徴とする光受信装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3114445A JP2734801B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 光受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3114445A JP2734801B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 光受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342237A true JPH04342237A (ja) | 1992-11-27 |
| JP2734801B2 JP2734801B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=14637914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3114445A Expired - Lifetime JP2734801B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 光受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734801B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010193174A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Anritsu Corp | 光信号モニタ装置 |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP3114445A patent/JP2734801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| OPTICS LETTERS * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010193174A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Anritsu Corp | 光信号モニタ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2734801B2 (ja) | 1998-04-02 |
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