JPH0467130A - 光ファイバ増幅器及びその製造方法 - Google Patents
光ファイバ増幅器及びその製造方法Info
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- JPH0467130A JPH0467130A JP18092990A JP18092990A JPH0467130A JP H0467130 A JPH0467130 A JP H0467130A JP 18092990 A JP18092990 A JP 18092990A JP 18092990 A JP18092990 A JP 18092990A JP H0467130 A JPH0467130 A JP H0467130A
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- 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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、光ファイバ中に希土類元素または遷移金属が
添加された光増幅用光ファイバの増幅利得を高くした光
ファイバ増幅器およびその製造方法に関するものである
。
添加された光増幅用光ファイバの増幅利得を高くした光
ファイバ増幅器およびその製造方法に関するものである
。
（従来の技術）
近年、Ｎｄ （ネオジウム） 、Ｅｒ （ユーロピウム
）等の希土類元素を添加した光ファイバ（以下光増幅用
光ファイバ）は、単一モード光ファイバレザや光増幅器
として光通信や光センサへの応用として注目されており
、多くの報告がある。−例としてＥｒを添加した光増幅
光ファイバを用いて、波長１．４８μｍの半導体レーザ
を励起光源として波長１．５４μｍの信号光を増幅した
実験がＲ，Ｊ、Ｍｅａｒｓ ｅｔ ａｌ ； Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ、 Ｌｅｔｔ、、ｖｏｌ、２３． ｐｐ、１０
２８−１０２９（１９８７）によって報告されている。
）等の希土類元素を添加した光ファイバ（以下光増幅用
光ファイバ）は、単一モード光ファイバレザや光増幅器
として光通信や光センサへの応用として注目されており
、多くの報告がある。−例としてＥｒを添加した光増幅
光ファイバを用いて、波長１．４８μｍの半導体レーザ
を励起光源として波長１．５４μｍの信号光を増幅した
実験がＲ，Ｊ、Ｍｅａｒｓ ｅｔ ａｌ ； Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ、 Ｌｅｔｔ、、ｖｏｌ、２３． ｐｐ、１０
２８−１０２９（１９８７）によって報告されている。
また最近では光増幅用光ファイバを伝送用単一モード光
ファイバの送信側と受信側に接続することによって送信
レベル１０ｄＢ、受信感度６ｄＢを改善させ、これによ
り、１．８Ｇｂｊｔ／ｓの ２１２ｋｍ伝送に成功して
おり（Ｋ、Ｈｇｉｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ ： ＯＰＣ
’８９． ＰＤ１５．１９８９）、光増幅用光ファイバ
が長距離光伝送にとって極めて効果的に寄与することが
確認されている。
ファイバの送信側と受信側に接続することによって送信
レベル１０ｄＢ、受信感度６ｄＢを改善させ、これによ
り、１．８Ｇｂｊｔ／ｓの ２１２ｋｍ伝送に成功して
おり（Ｋ、Ｈｇｉｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ ： ＯＰＣ
’８９． ＰＤ１５．１９８９）、光増幅用光ファイバ
が長距離光伝送にとって極めて効果的に寄与することが
確認されている。
ところで光ファイバ増幅器をすべて光ファイバで構成す
れば低損失化が実現されるので、光増幅器の全光ファイ
バ化が検討されている。第１図は、波長１．５４μｍを
増幅する光ファイバ増幅器の構成図で、１１ａ、１１ｂ
はコネクタ、１２は光励起用半導体レーザモジュール、
１３は波長合分波光ファイバカップラ、１４はＥｒ添加
の光増幅用光ファイバ、１５は光アイソレータ、１６は
伝送信号のみを通過させるフィルタ、１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ、１７ｄ、１７ｅはカットオフ波長が１，１μｍ
〜１，２μｍの伝送用光ファイバ、１８ａ、１８ｂは
光ファイバカップラ用光ファイバ、１９は反射防止端、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２Ｏｆは融
着接続点である。光ファイバ通信に有望視されているＥ
ｒ添加の光増幅用光ファイバでは、第２図に示すように
波長１．５５μｍ帯の光を増幅でき、励起波長としては
１．４７μｍ〜１．４９μｍが最も効率がよく、この他
波長０．９８μｍ、０．８０７μｍが有望な励起波長で
ある。
れば低損失化が実現されるので、光増幅器の全光ファイ
バ化が検討されている。第１図は、波長１．５４μｍを
増幅する光ファイバ増幅器の構成図で、１１ａ、１１ｂ
はコネクタ、１２は光励起用半導体レーザモジュール、
１３は波長合分波光ファイバカップラ、１４はＥｒ添加
の光増幅用光ファイバ、１５は光アイソレータ、１６は
伝送信号のみを通過させるフィルタ、１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ、１７ｄ、１７ｅはカットオフ波長が１，１μｍ
〜１，２μｍの伝送用光ファイバ、１８ａ、１８ｂは
光ファイバカップラ用光ファイバ、１９は反射防止端、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２Ｏｆは融
着接続点である。光ファイバ通信に有望視されているＥ
ｒ添加の光増幅用光ファイバでは、第２図に示すように
波長１．５５μｍ帯の光を増幅でき、励起波長としては
１．４７μｍ〜１．４９μｍが最も効率がよく、この他
波長０．９８μｍ、０．８０７μｍが有望な励起波長で
ある。
（発明が解決しようとする課題）
従来構成では全体の系の低損失化を図るために、光増幅
用光ファイバ１４のパラメータ、すなわちモードフィー
ルド径とカットオフ波長を光伝送用の単一モード光ファ
イバ１７ａ〜１７ｅのパラメータと等価にしなければな
らなかった。何故ならば、パラメータの異なる光ファイ
バ同士を融着接続すると光ファイバの接続損が大きくな
り光増幅の効果が得られないからである。
用光ファイバ１４のパラメータ、すなわちモードフィー
ルド径とカットオフ波長を光伝送用の単一モード光ファ
イバ１７ａ〜１７ｅのパラメータと等価にしなければな
らなかった。何故ならば、パラメータの異なる光ファイ
バ同士を融着接続すると光ファイバの接続損が大きくな
り光増幅の効果が得られないからである。
一方、光増幅利得を上げるには励起用半導体レザの出力
を大きくする方法と、光ファイバ増幅用光ファイバ１４
のコア屈折率を大きくしコア径を小さくして、伝送信号
光と励起光の光強度密度を上げ、伝送信号光と励起光の
相互作用の効率を上げる方法がある。第３図は光増幅用
光ファイバの比屈折率と光増幅利得効率（励起出力に対
する増幅利得、ｄＢ／ｍＷ ）の関係を示すグラフであ
る。これで分かるように比屈折率と共に増幅利得効率は
直線的に増加している。すなわちコア径で表せば、コア
径が１７２になると光増幅利得効率は４倍になるので極
めて効果的である。しかしこの場合には光増幅用光ファ
イバ１４のコア径が小さくなり、光ファイバカップラ１
３とのコア径が異なるため融着接続の接続損失が大きく
なる。したがって光増幅用光ファイバ１４のコア径を小
さくした効果が相殺される。光ファイバカップラ１３は
、第４図に示すように融着延伸により融着延伸部４２を
形成することで作製されるが、波長合分波特性を得るた
めには短波長で単一モードになる光ファイバを使用しな
ければならない。励起波長を０．９８μｍにすると光フ
ァイバカップラ１３の光ファイバ４１ａ、４１ｂのコア
のカットオフ波長を０．９０μｍ程度にしなければなら
ない。したがって、波長０．９８μｍと波長１．５４μ
ｍの合分波の場合には、光ファイバカップラ用光ファイ
バ１８ａと伝送用光ファイバ１７ａとのコアパラメータ
が異なってくるので、２つの光ファイバの融着接続損失
が大きい。同様に光増幅用光ファイバ１４と光アイソ１
ノータ１５の両端に固定される伝送用光ファイバ１，７
ｂ 、 １７ｃとの融着接続も、両者の光ファイバのコ
アパラメータが異なるので接続損失も大きい。特にこの
場合、両者のコア径が異なることによって融着接続点２
０ｄにおいて反射を生じ、この反射光が高い光増幅時に
悪影響を及ぼす。
を大きくする方法と、光ファイバ増幅用光ファイバ１４
のコア屈折率を大きくしコア径を小さくして、伝送信号
光と励起光の光強度密度を上げ、伝送信号光と励起光の
相互作用の効率を上げる方法がある。第３図は光増幅用
光ファイバの比屈折率と光増幅利得効率（励起出力に対
する増幅利得、ｄＢ／ｍＷ ）の関係を示すグラフであ
る。これで分かるように比屈折率と共に増幅利得効率は
直線的に増加している。すなわちコア径で表せば、コア
径が１７２になると光増幅利得効率は４倍になるので極
めて効果的である。しかしこの場合には光増幅用光ファ
イバ１４のコア径が小さくなり、光ファイバカップラ１
３とのコア径が異なるため融着接続の接続損失が大きく
なる。したがって光増幅用光ファイバ１４のコア径を小
さくした効果が相殺される。光ファイバカップラ１３は
、第４図に示すように融着延伸により融着延伸部４２を
形成することで作製されるが、波長合分波特性を得るた
めには短波長で単一モードになる光ファイバを使用しな
ければならない。励起波長を０．９８μｍにすると光フ
ァイバカップラ１３の光ファイバ４１ａ、４１ｂのコア
のカットオフ波長を０．９０μｍ程度にしなければなら
ない。したがって、波長０．９８μｍと波長１．５４μ
ｍの合分波の場合には、光ファイバカップラ用光ファイ
バ１８ａと伝送用光ファイバ１７ａとのコアパラメータ
が異なってくるので、２つの光ファイバの融着接続損失
が大きい。同様に光増幅用光ファイバ１４と光アイソ１
ノータ１５の両端に固定される伝送用光ファイバ１，７
ｂ 、 １７ｃとの融着接続も、両者の光ファイバのコ
アパラメータが異なるので接続損失も大きい。特にこの
場合、両者のコア径が異なることによって融着接続点２
０ｄにおいて反射を生じ、この反射光が高い光増幅時に
悪影響を及ぼす。
したがって従来の構成では、光増幅率を上げるには光増
幅用の半導体レーザの出力をできる限り大きくする以外
なかった。これは光励起用半導体レーザの寿命を短くす
る原因にもなっていた。
幅用の半導体レーザの出力をできる限り大きくする以外
なかった。これは光励起用半導体レーザの寿命を短くす
る原因にもなっていた。
このように従来の光ファイバ増幅器では、光ファイバで
構成する場合には、光ファイバのパラメータや光増幅光
ファイバの波長に制約があるため、効率の良い構成が出
来ない欠点があった。
構成する場合には、光ファイバのパラメータや光増幅光
ファイバの波長に制約があるため、効率の良い構成が出
来ない欠点があった。
本発明の目的は、伝送信号光と光励起用光の光ファイバ
への入力レベルを劣化させることなく光増幅利得効率を
大幅に改善できる光ファイバ増幅器およびその製造方法
を提供することにある。
への入力レベルを劣化させることなく光増幅利得効率を
大幅に改善できる光ファイバ増幅器およびその製造方法
を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は前述の目的を達成するため、請求項（１）では
、光伝送用の低損失単一モード光ファイバと、希土類元
素または遷移金属が添加された光増幅用光ファイバとの
間に、信号光と増幅光を合波する光ファイバカップラが
接続され、また該光増幅ファイバの後に光アイソレータ
と励起光を遮断するフィルタが接続されてなる光ファイ
バ増幅器において、光伝送用光ファイバ、光増幅用光フ
ァイバ、光ファイバカップラ用光ファイバを伝搬する光
のモードフィールドがほぼ一致するように、それぞれの
接続部のコアのドーパントまたはクラッドのドーパント
を拡散した。また、請求項（２）では、光伝送用の低損
失単一モード光ファイバと、希土類元素または遷移金属
が添加された光増幅用光ファイバとの間に、信号光と増
幅光を合波する光ファイバカップラが配置され、また該
光増幅ファイバの後に光アイソレータと励起光を遮断す
るフィルタが接続されてなる光ファイバ増幅器の製造方
法において、光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ
、光ファイバカップラ用光ファイバのそれぞれのコアパ
ラメータが異なる場合、それぞれの光ファイバを融着接
続後、接続部を熱処理してコアのドーパントまたはクラ
ッドのドーパントを拡散し、それぞれの光ファイバを伝
搬する光のモードフィールドがほぼ一致するように処理
するようにした。請求項（３）では、光伝送用の低損失
単一モード光ファイバと、希土類元素または遷移金属が
添加された光増幅用光ファイバとの間に、信号光と増幅
光を合波する光ファイバカップラが配置され、また該光
増幅ファイバの後に光アイソレータと励起光を遮断する
フィルタが接続されてなる光ファイバ増幅器の製造方法
において、光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ、
光ファイバカップラ用光ファイバのそれぞれのコアパラ
メータが異なる場合、伝送用光ファイバのコア径に合致
するように、予め光増幅用光ファイバおよび光ファイバ
カップラ用光ファイバの接続部を熱処理によってコアの
ドーパントまたはクラッドのドーパントを拡散させて広
げ、それぞれの光ファイバを伝搬する光のモードフィー
ルドがほぼ一致するようにした後、それぞれの光ファイ
バを融着接続するようにした。
、光伝送用の低損失単一モード光ファイバと、希土類元
素または遷移金属が添加された光増幅用光ファイバとの
間に、信号光と増幅光を合波する光ファイバカップラが
接続され、また該光増幅ファイバの後に光アイソレータ
と励起光を遮断するフィルタが接続されてなる光ファイ
バ増幅器において、光伝送用光ファイバ、光増幅用光フ
ァイバ、光ファイバカップラ用光ファイバを伝搬する光
のモードフィールドがほぼ一致するように、それぞれの
接続部のコアのドーパントまたはクラッドのドーパント
を拡散した。また、請求項（２）では、光伝送用の低損
失単一モード光ファイバと、希土類元素または遷移金属
が添加された光増幅用光ファイバとの間に、信号光と増
幅光を合波する光ファイバカップラが配置され、また該
光増幅ファイバの後に光アイソレータと励起光を遮断す
るフィルタが接続されてなる光ファイバ増幅器の製造方
法において、光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ
、光ファイバカップラ用光ファイバのそれぞれのコアパ
ラメータが異なる場合、それぞれの光ファイバを融着接
続後、接続部を熱処理してコアのドーパントまたはクラ
ッドのドーパントを拡散し、それぞれの光ファイバを伝
搬する光のモードフィールドがほぼ一致するように処理
するようにした。請求項（３）では、光伝送用の低損失
単一モード光ファイバと、希土類元素または遷移金属が
添加された光増幅用光ファイバとの間に、信号光と増幅
光を合波する光ファイバカップラが配置され、また該光
増幅ファイバの後に光アイソレータと励起光を遮断する
フィルタが接続されてなる光ファイバ増幅器の製造方法
において、光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ、
光ファイバカップラ用光ファイバのそれぞれのコアパラ
メータが異なる場合、伝送用光ファイバのコア径に合致
するように、予め光増幅用光ファイバおよび光ファイバ
カップラ用光ファイバの接続部を熱処理によってコアの
ドーパントまたはクラッドのドーパントを拡散させて広
げ、それぞれの光ファイバを伝搬する光のモードフィー
ルドがほぼ一致するようにした後、それぞれの光ファイ
バを融着接続するようにした。
（作用）
請求項（１）では、すべて光ファイバで構成され、接続
部での伝搬光のモードフィールドがほぼ一致するので、
伝送信号光と光励起用光の光の光ファイバへの入力レベ
ルを劣化させることなく、光増幅利得が大幅に改善され
る。また、請求項（２）（３）では熱処理によりコアの
ドーパントまたはクラッドのドーパントが拡散され、そ
れぞれの光ファイバを伝搬する光のモードフィールドが
ほぼ一致するようになる。
部での伝搬光のモードフィールドがほぼ一致するので、
伝送信号光と光励起用光の光の光ファイバへの入力レベ
ルを劣化させることなく、光増幅利得が大幅に改善され
る。また、請求項（２）（３）では熱処理によりコアの
ドーパントまたはクラッドのドーパントが拡散され、そ
れぞれの光ファイバを伝搬する光のモードフィールドが
ほぼ一致するようになる。
（実施例）
本発明の構成は、基本的には第１図に示す従来の構成と
変わらない。この実施例では、クラッドが５ｉ０２から
なり、コアがＧｅＯ２がドープされた５４０２からなる
光ファイバについて述べる。まず伝送信号光の波長が１
．５５μｍ、励起光の波長が１゜４８μｍの場合につい
て述べる。まず、伝送信号光の波長が１゜５５μｍ１励
起光の波長が１．４８μｍの場合について述べる。この
場合、伝送用光ファイバ１７ａ〜１７ｅと光ファイバカ
ップラ用光ファイバ１４のコアパラメータは等しい比屈
折率Δ−〇、３％、コア径８μｍ、カットオフ波長１．
１５μｍを用いた。光ファイバカップラ１４の波長特性
は、第５図に示すように、波長１．４８μｍの光は他の
光ファイバへ結合し、波長１．５４μｍの光は自分自身
の光ファイバを透過し、損失０．８ｄＢ 、アイソレー
ション２１ｄＢの特性を有する。光増幅用光ファイバ１
４のパラメータは、比屈折率Δ−１，５％、コア径８μ
ｍ、カットオフ波長１．２μｍで、光ファイバ長は５０
ｍである。融着接続点２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２Ｏｆ
は、同じパラメータの光ファイバ同士の接続であるから
従来の接続法で行なわれる。一方、融着接続点２０ｃ、
２０ｄは異種パラメータの接続で本発明が適用される。
変わらない。この実施例では、クラッドが５ｉ０２から
なり、コアがＧｅＯ２がドープされた５４０２からなる
光ファイバについて述べる。まず伝送信号光の波長が１
．５５μｍ、励起光の波長が１゜４８μｍの場合につい
て述べる。まず、伝送信号光の波長が１゜５５μｍ１励
起光の波長が１．４８μｍの場合について述べる。この
場合、伝送用光ファイバ１７ａ〜１７ｅと光ファイバカ
ップラ用光ファイバ１４のコアパラメータは等しい比屈
折率Δ−〇、３％、コア径８μｍ、カットオフ波長１．
１５μｍを用いた。光ファイバカップラ１４の波長特性
は、第５図に示すように、波長１．４８μｍの光は他の
光ファイバへ結合し、波長１．５４μｍの光は自分自身
の光ファイバを透過し、損失０．８ｄＢ 、アイソレー
ション２１ｄＢの特性を有する。光増幅用光ファイバ１
４のパラメータは、比屈折率Δ−１，５％、コア径８μ
ｍ、カットオフ波長１．２μｍで、光ファイバ長は５０
ｍである。融着接続点２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２Ｏｆ
は、同じパラメータの光ファイバ同士の接続であるから
従来の接続法で行なわれる。一方、融着接続点２０ｃ、
２０ｄは異種パラメータの接続で本発明が適用される。
本発明では、光増幅用光ファイバ１４の接続端に近い一
部を、同図（ａ）に示すようにマイクロバナ６５あるい
は小形ヒータにより加熱してコア６１のドーパントすな
わちＧｅイオンを拡散せしめ、伝送用光ファイバ１７ｂ
のコア径とほぼ等しくする。次にコア６１が拡散した光
増幅用光ファイバ１４のコア拡散部６２の中央部を切断
し、同図（ｂ）のように伝送用光ファイバ１７ｂと融着
接続（６９）する。接続点２０ｃ 、 ２０ｄの接続損
失は、拡散処理以前では２．５ｄＢ以上であったが、本
発明の方法により０ 、２ｄＢに低減した。本発明によ
り従来の構成に比べて光増幅利得率が約３ｄＢ／ｍＷ増
加した。なお、６３．６７はクラッド、６４ａ、６４ｂ
、６ｇは被覆である。また、光ファイバカップラ１３と
光増幅用光ファイバ１４の光ファイバ同士の拡散処理を
前述の方法と同様に行う。
部を、同図（ａ）に示すようにマイクロバナ６５あるい
は小形ヒータにより加熱してコア６１のドーパントすな
わちＧｅイオンを拡散せしめ、伝送用光ファイバ１７ｂ
のコア径とほぼ等しくする。次にコア６１が拡散した光
増幅用光ファイバ１４のコア拡散部６２の中央部を切断
し、同図（ｂ）のように伝送用光ファイバ１７ｂと融着
接続（６９）する。接続点２０ｃ 、 ２０ｄの接続損
失は、拡散処理以前では２．５ｄＢ以上であったが、本
発明の方法により０ 、２ｄＢに低減した。本発明によ
り従来の構成に比べて光増幅利得率が約３ｄＢ／ｍＷ増
加した。なお、６３．６７はクラッド、６４ａ、６４ｂ
、６ｇは被覆である。また、光ファイバカップラ１３と
光増幅用光ファイバ１４の光ファイバ同士の拡散処理を
前述の方法と同様に行う。
（実施例２）
この実施例でも、クラッドが８１０２からなり、コアが
ＧｅＯ２がドープされた５ｉ０２からなる光ファイバに
ついて述べる。伝送信号光ファイバの波長が１．５５μ
ｍ、励起光の波長が０．９８μｍの場合について述べる
。この場合、伝送用光ファイバ１７ａ、１７ｂ 。
ＧｅＯ２がドープされた５ｉ０２からなる光ファイバに
ついて述べる。伝送信号光ファイバの波長が１．５５μ
ｍ、励起光の波長が０．９８μｍの場合について述べる
。この場合、伝送用光ファイバ１７ａ、１７ｂ 。
光ファイバカップラ用光ファイバ１８ａ、１８ｂ 、光
増幅用光ファイバ１４のコアパラメータが何れも異なる
。伝送用光ファイバ１７ａ、１７ｂのパラメータは比屈
折率Δ−０，３％、コア径８μｍ、カットオフ波長１．
１５μｍ、光ファイバカップラ用光ファイバ１８ａ。
増幅用光ファイバ１４のコアパラメータが何れも異なる
。伝送用光ファイバ１７ａ、１７ｂのパラメータは比屈
折率Δ−０，３％、コア径８μｍ、カットオフ波長１．
１５μｍ、光ファイバカップラ用光ファイバ１８ａ。
１８ｂのパラメータは比屈折率Δ−０，６％、コア径５
μｍ１カットオフ波長０．９０μｍ、光増幅用光ファイ
バ１４のパラメータは、比屈折率Δ−１，５％、コア径
８μｍ１カットオフ波長１．２μｍである。光ファイバ
カップラ１３の波長特性は第７図に示すように、波長１
．５４μｍの光は他の光ファイバへ結合し、波長０．９
８μｍの光ファイバは自分自身の光ファイバを透過し、
損失０．２ｄＢアイソレーシヨン２５ｄＢの特性を有す
る。本発明による方法で、これらいずれもコアパラメー
タの異なる光ファイバを低損失で接続するには、あらか
じめこれらの光ファイバを融着接続する。次に第８図（
ａ＞に示すように融着接続部２０ａ、 ２０ｃ、 ２０
ｄのコア８Ｌ８２とクラッド８３．８４とを、マイクロ
バーナ８６あるいは小形ヒータにより加熱して、同図（
ｂ）に示すように、コアドパントを半径方向ならびに軸
方向に拡散せしめ、互いの光ファイバのコア径が融着接
続点でほぼ等しくなるようにすればよい。図中８５は融
着接続面、８７はコア拡散部である。接続点２０ａの接
続損失は拡散処理以前では１．４ｄＢ 、接続点２０ｃ
、２０ｄの接続損失は拡散処理以前では２．５ｄＢ以上
であったが、本発明の方法により何れも０ 、２ｄＢ以
下に低減した。
μｍ１カットオフ波長０．９０μｍ、光増幅用光ファイ
バ１４のパラメータは、比屈折率Δ−１，５％、コア径
８μｍ１カットオフ波長１．２μｍである。光ファイバ
カップラ１３の波長特性は第７図に示すように、波長１
．５４μｍの光は他の光ファイバへ結合し、波長０．９
８μｍの光ファイバは自分自身の光ファイバを透過し、
損失０．２ｄＢアイソレーシヨン２５ｄＢの特性を有す
る。本発明による方法で、これらいずれもコアパラメー
タの異なる光ファイバを低損失で接続するには、あらか
じめこれらの光ファイバを融着接続する。次に第８図（
ａ＞に示すように融着接続部２０ａ、 ２０ｃ、 ２０
ｄのコア８Ｌ８２とクラッド８３．８４とを、マイクロ
バーナ８６あるいは小形ヒータにより加熱して、同図（
ｂ）に示すように、コアドパントを半径方向ならびに軸
方向に拡散せしめ、互いの光ファイバのコア径が融着接
続点でほぼ等しくなるようにすればよい。図中８５は融
着接続面、８７はコア拡散部である。接続点２０ａの接
続損失は拡散処理以前では１．４ｄＢ 、接続点２０ｃ
、２０ｄの接続損失は拡散処理以前では２．５ｄＢ以上
であったが、本発明の方法により何れも０ 、２ｄＢ以
下に低減した。
本発明によって従来の構成に比べ光増幅利得率が約５ｄ
Ｂ／ｌ１１１ｉＴ増加した。
Ｂ／ｌ１１１ｉＴ増加した。
本発明の実施例では、クラッドが５ｉ０２からなり、コ
アがＧｅＯ２がドープされた５ｉ０２からなる光ファイ
バについて述べたが、クラッドがＦドープ５１０２から
なり、コアが８１０２からなる光ファイバについても同
様な効果が得られる。この場合Ｆイオンがコアに拡散す
るが、この拡散はＧｅイオンに比べ拡散が速いので、拡
散温度を低くしたり、拡散時間を短くできる特徴がある
。このほかＧｅイオンとＦイオンの混合ドーパントの場
合でも同様な効果が得られる。
アがＧｅＯ２がドープされた５ｉ０２からなる光ファイ
バについて述べたが、クラッドがＦドープ５１０２から
なり、コアが８１０２からなる光ファイバについても同
様な効果が得られる。この場合Ｆイオンがコアに拡散す
るが、この拡散はＧｅイオンに比べ拡散が速いので、拡
散温度を低くしたり、拡散時間を短くできる特徴がある
。このほかＧｅイオンとＦイオンの混合ドーパントの場
合でも同様な効果が得られる。
（発明の効果）
以上述べたように、本発明の請求項（１）では全光ファ
イバで構成され光ファイバ増幅器を実現でき、しかも拡
散処理を施した融着接続部により、伝送用信号光と光励
起光の光増幅用光コアイノく内における光強度密度を高
くできる結果、高効率な光増幅利得を得ることができる
。これは光励起用の半導体レーザの入力強度が小さくて
も良いことを意味し、半導体レーザの寿命を長くできる
長所にもなる。また、請求項（２）（３）では、前述の
光ファイバ増幅器を簡易かつ的確に製造できる利点があ
る。
イバで構成され光ファイバ増幅器を実現でき、しかも拡
散処理を施した融着接続部により、伝送用信号光と光励
起光の光増幅用光コアイノく内における光強度密度を高
くできる結果、高効率な光増幅利得を得ることができる
。これは光励起用の半導体レーザの入力強度が小さくて
も良いことを意味し、半導体レーザの寿命を長くできる
長所にもなる。また、請求項（２）（３）では、前述の
光ファイバ増幅器を簡易かつ的確に製造できる利点があ
る。
第１図は光ファイバ増幅器構成図、第２図はＥｒ添加の
光増幅用光ファイバの損失特性と蛍光特性を示す図、第
３図は光増幅用光ファイバの比屈折率と光利得効率（励
起出力に対する増幅利得、ｄＢｌｏＷ ）の関係を示す
グラフ、第４図は光ファイバカップラの融着延伸部の説
明図、第５図は波長合分波光ファイバカップラの波長１
．５４μｍ／１．４８μｍ合分波特性を示の第１の実施
例を示す拡散処理方法の説明図、第７図は波長合分波光
ファイバカップラの波長１．５４μｍ１０．９８μｍ合
分波特性を示す図、第８図は本発明の第２の実施例を示
す拡散処理方法の説明図である。 １１ａ、ｌｌｂ・・・コネクタ、１２・・・光励起用半
導体レーザモジュール、１３・・・波長合分波光ファイ
バカップラ、１４・・・Ｅｒ添加の光増幅用光ファイバ
、１５・・・光アイソレータ、１６・・・伝送信号のみ
を通過させるフィルタ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７
ｄ、１７ｅ−・・カットオフ波長が１．１ μｍ−１，
２μｍの伝送用光ファイバ、１８ａ、１８ｂ・・・光フ
ァイバカップラ用光ファイバ、１９・・・反射防止端、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ −
融着接続点、４１ａ、４１ｂ・・・コア、４２・・・融
着延伸部、６１．６６・・・コア、６２・・・コア拡散
部、６３．８７ ・・・クラッド、６４ａ、６４ｂ、６
７・・・被覆、６５・・・マイクロバーナ、６９・・・
融着接続部＜２０ａ、２０ｃ、２０ｄに相当する） 、
８１．８２−・・コア、８３，８４−・・クラッド、８
５−・・融着接続部（２０ａ、２０ｃ、２０ｄに相当す
る）、８６・・・マイクロバーナ、８７・・・拡散部。 損失（ｄＢ／ｋｍ）
光増幅用光ファイバの損失特性と蛍光特性を示す図、第
３図は光増幅用光ファイバの比屈折率と光利得効率（励
起出力に対する増幅利得、ｄＢｌｏＷ ）の関係を示す
グラフ、第４図は光ファイバカップラの融着延伸部の説
明図、第５図は波長合分波光ファイバカップラの波長１
．５４μｍ／１．４８μｍ合分波特性を示の第１の実施
例を示す拡散処理方法の説明図、第７図は波長合分波光
ファイバカップラの波長１．５４μｍ１０．９８μｍ合
分波特性を示す図、第８図は本発明の第２の実施例を示
す拡散処理方法の説明図である。 １１ａ、ｌｌｂ・・・コネクタ、１２・・・光励起用半
導体レーザモジュール、１３・・・波長合分波光ファイ
バカップラ、１４・・・Ｅｒ添加の光増幅用光ファイバ
、１５・・・光アイソレータ、１６・・・伝送信号のみ
を通過させるフィルタ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７
ｄ、１７ｅ−・・カットオフ波長が１．１ μｍ−１，
２μｍの伝送用光ファイバ、１８ａ、１８ｂ・・・光フ
ァイバカップラ用光ファイバ、１９・・・反射防止端、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ −
融着接続点、４１ａ、４１ｂ・・・コア、４２・・・融
着延伸部、６１．６６・・・コア、６２・・・コア拡散
部、６３．８７ ・・・クラッド、６４ａ、６４ｂ、６
７・・・被覆、６５・・・マイクロバーナ、６９・・・
融着接続部＜２０ａ、２０ｃ、２０ｄに相当する） 、
８１．８２−・・コア、８３，８４−・・クラッド、８
５−・・融着接続部（２０ａ、２０ｃ、２０ｄに相当す
る）、８６・・・マイクロバーナ、８７・・・拡散部。 損失（ｄＢ／ｋｍ）
Claims (3)
- （１）光伝送用の低損失単一モード光ファイバと、希土
類元素または遷移金属が添加された光増幅用光ファイバ
との間に、信号光と増幅光を合波する光ファイバカップ
ラが接続され、また該光増幅ファイバの後に光アイソレ
ータと励起光を遮断するフィルタが接続されてなる光フ
ァイバ増幅器において、 光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ、光ファイバ
カップラ用光ファイバを伝搬する光のモードフィールド
がほぼ一致するように、それぞれの接続部のコアのドー
パントまたはクラッドのドーパントを拡散してなる、 光ファイバ増幅器。 - （２）光伝送用の低損失単一モード光ファイバと、希土
類元素または遷移金属が添加された光増幅用光ファイバ
との間に、信号光と増幅光を合波する光ファイバカップ
ラが配置され、また該光増幅ファイバの後に光アイソレ
ータと励起光を遮断するフィルタが接続されてなる光フ
ァイバ増幅器の製造方法において、 光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ、光ファイバ
カップラ用光ファイバのそれぞれのコアパラメータが異
なる場合、それぞれの光ファイバを融着接続後、 接続部を熱処理してコアのドーパントまたはクラッドの
ドーパントを拡散し、それぞれの光ファイバを伝搬する
光のモードフィールドがほぼ一致するように処理する、 ことを特徴とする光ファイバ増幅器の製造方法。 - （３）光伝送用の低損失単一モード光ファイバと、希土
類元素または遷移金属が添加された光増幅用光ファイバ
との間に、信号光と増幅光を合波する光ファイバカップ
ラが配置され、また該光増幅ファイバの後に光アイソレ
ータと励起光を遮断するフィルタが接続されてなる光フ
ァイバ増幅器の製造方法において、 光伝送用光ファイバ、光増幅用光ファイバ、光ファイバ
カップラ用光ファイバのそれぞれのコアパラメータが異
なる場合、伝送用光ファイバのコア径に合致するように
、予め光増幅用光ファイバおよび光ファイバカップラ用
光ファイバの接続部を熱処理によってコアのドーパント
またはクラッドのドーパントを拡散させて広げ、それぞ
れの光ファイバを伝搬する光のモードフィールドがほぼ
一致するようにした後、 それぞれの光ファイバを融着接続する、 ことを特徴とする光ファイバ増幅器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18092990A JPH0467130A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 光ファイバ増幅器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18092990A JPH0467130A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 光ファイバ増幅器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0467130A true JPH0467130A (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=16091748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18092990A Pending JPH0467130A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 光ファイバ増幅器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0467130A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000098033A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Sokkia Co Ltd | 光波距離計 |
| US6729777B2 (en) * | 2000-12-28 | 2004-05-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber splicing method and optical transmission line |
| JP2009016569A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | ファイバアンプ装置とその発熱抑制方法 |
| CN103558658A (zh) * | 2008-09-05 | 2014-02-05 | 住友电木株式会社 | 光波导、光布线、光电混合基板以及电子设备 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP18092990A patent/JPH0467130A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000098033A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Sokkia Co Ltd | 光波距離計 |
| US6729777B2 (en) * | 2000-12-28 | 2004-05-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber splicing method and optical transmission line |
| JP2009016569A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | ファイバアンプ装置とその発熱抑制方法 |
| CN103558658A (zh) * | 2008-09-05 | 2014-02-05 | 住友电木株式会社 | 光波导、光布线、光电混合基板以及电子设备 |
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