JPH05297322A - 光結合器 - Google Patents
光結合器Info
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- JPH05297322A JPH05297322A JP4100834A JP10083492A JPH05297322A JP H05297322 A JPH05297322 A JP H05297322A JP 4100834 A JP4100834 A JP 4100834A JP 10083492 A JP10083492 A JP 10083492A JP H05297322 A JPH05297322 A JP H05297322A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2706—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
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- G—PHYSICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4215—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical elements being wavelength selective optical elements, e.g. variable wavelength optical modules or wavelength lockers
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は光ファイバ増幅器を構成する光結合
器に関し、複数の光部品を一体化した小型で低挿入損失
な光結合器の提供を目的としたものである。 【構成】 直線偏光３６、３７を合成する偏光ピームス
プリッタ２１と、合成光３８を透過させ、信号光４０を
反射する波長選択フィルタ２２と、信号光の大部分を反
射し一部を透過させるミラー２３と、信号光４２を通過
させて出力する光アイソレータ２４と、信号光４１を検
出する半導体受光素子２５とを、波長選択フィルタ２２
に入射する合成光３８と信号光４０の光軸を一致させ、
入射方向が互いに逆になるように一体に構成することに
より、小型で低挿入損失な光結合器が得られ、小型の光
ファイバ増幅器を構成することができる。
器に関し、複数の光部品を一体化した小型で低挿入損失
な光結合器の提供を目的としたものである。 【構成】 直線偏光３６、３７を合成する偏光ピームス
プリッタ２１と、合成光３８を透過させ、信号光４０を
反射する波長選択フィルタ２２と、信号光の大部分を反
射し一部を透過させるミラー２３と、信号光４２を通過
させて出力する光アイソレータ２４と、信号光４１を検
出する半導体受光素子２５とを、波長選択フィルタ２２
に入射する合成光３８と信号光４０の光軸を一致させ、
入射方向が互いに逆になるように一体に構成することに
より、小型で低挿入損失な光結合器が得られ、小型の光
ファイバ増幅器を構成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路に
用いた通信系において、光信号を直接増幅するための光
ファイバ増幅器を構成する光結合器に関するものであ
る。
用いた通信系において、光信号を直接増幅するための光
ファイバ増幅器を構成する光結合器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信網の拡大に伴い、
信号分配による光出力の減少を補償するために、光信号
を直接増幅する光ファイバ増幅器の導入が進んできてい
る。
信号分配による光出力の減少を補償するために、光信号
を直接増幅する光ファイバ増幅器の導入が進んできてい
る。
【０００３】以下に従来の光ファイバ増幅器の構成につ
いて説明する。図３は従来の光ファイバ増幅器を示すも
ので、後方励起型と呼ばれる方式の構成図を示すもので
ある。
いて説明する。図３は従来の光ファイバ増幅器を示すも
ので、後方励起型と呼ばれる方式の構成図を示すもので
ある。
【０００４】図３において、１はエルビウム（Er）など
の希土類元素を添加した光ファイバ、２は波長1.55μｍ
と1.48μｍの光を合波または分波する波長カプラ、３お
よび４は半導体レーザ（ＬＤ）で、Erを添加した光ファ
イバ１を励起する1.48μｍの光を発生するポンプＬＤ、
５はポンプＬＤ３および４から出射した光を偏波合成す
る偏光ビームスプリッタ、６は同図内矢印の方向にのみ
光を通過させる光アイソレータ、７は光を分岐する光分
岐器、８は半導体受光素子、９から１３は光ファイバ、
１４および１５は偏波面保存光ファイバ、１６から１９
は光ファイバ内を進行する光を示す矢印である。
の希土類元素を添加した光ファイバ、２は波長1.55μｍ
と1.48μｍの光を合波または分波する波長カプラ、３お
よび４は半導体レーザ（ＬＤ）で、Erを添加した光ファ
イバ１を励起する1.48μｍの光を発生するポンプＬＤ、
５はポンプＬＤ３および４から出射した光を偏波合成す
る偏光ビームスプリッタ、６は同図内矢印の方向にのみ
光を通過させる光アイソレータ、７は光を分岐する光分
岐器、８は半導体受光素子、９から１３は光ファイバ、
１４および１５は偏波面保存光ファイバ、１６から１９
は光ファイバ内を進行する光を示す矢印である。
【０００５】以上のように構成された光ファイバ増幅器
について、以下その動作について説明する。ポンプＬＤ
３および４から偏波面保存光ファイバ１４および１５に
出力された波長1.48μｍの光は、偏光ビームスプリッタ
５で合成され、矢印１７で示す方向に波長カプラ２を通
ってErを添加した光ファイバ１に入射し、この光ファイ
バで吸収されてEr原子を高エネルギー準位に励起する。
波長1.55μｍの信号光１６をErを添加した光ファイバ１
内に入射させると、入力された信号光１６の大きさに比
例した同一波長の光の誘導放出が生じ、信号光の出力が
光ファイバ１に沿って増幅される。増幅された信号光は
波長カプラ２を透過した後、光アイソレータ６および光
分岐器７を通過して、光ファイバ１２から光信号１８と
して出射する。受光素子８は光分岐器７で分岐された増
幅光信号の一部１９を検出し、増幅光信号の大きさをモ
ニタして、ポンプＬＤ３および４の光出力を制御するも
のである。また、光アイソレータ６は光信号１８と反対
方向に進行する戻り光が発生した場合に、これを遮断す
るためのものである。以上のように従来の光ファイバ増
幅器を構成していた。
について、以下その動作について説明する。ポンプＬＤ
３および４から偏波面保存光ファイバ１４および１５に
出力された波長1.48μｍの光は、偏光ビームスプリッタ
５で合成され、矢印１７で示す方向に波長カプラ２を通
ってErを添加した光ファイバ１に入射し、この光ファイ
バで吸収されてEr原子を高エネルギー準位に励起する。
波長1.55μｍの信号光１６をErを添加した光ファイバ１
内に入射させると、入力された信号光１６の大きさに比
例した同一波長の光の誘導放出が生じ、信号光の出力が
光ファイバ１に沿って増幅される。増幅された信号光は
波長カプラ２を透過した後、光アイソレータ６および光
分岐器７を通過して、光ファイバ１２から光信号１８と
して出射する。受光素子８は光分岐器７で分岐された増
幅光信号の一部１９を検出し、増幅光信号の大きさをモ
ニタして、ポンプＬＤ３および４の光出力を制御するも
のである。また、光アイソレータ６は光信号１８と反対
方向に進行する戻り光が発生した場合に、これを遮断す
るためのものである。以上のように従来の光ファイバ増
幅器を構成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構成では、図３に示すように各種光学デバイ
スと光ファイバとから構成した波長カプラ２、偏光ビー
ムスプリッタ５、光アイソレータ６、光分岐器７などの
多くの光結合器を組合わせて、光ファイバ増幅器を構成
しているので、各々の光結合器の光ファイバを接続する
必要がある。それゆえ光結合器の数および光ファイバの
接続点数に比例した大きな挿入損失が生じると共に、接
続の手間がかかる欠点があった。さらに多数の光結合器
の配置とその光ファイバの引き回しに多くの面積を必要
とするため、光ファイバ増幅器の形状が大きくなる欠点
があった。
うな従来の構成では、図３に示すように各種光学デバイ
スと光ファイバとから構成した波長カプラ２、偏光ビー
ムスプリッタ５、光アイソレータ６、光分岐器７などの
多くの光結合器を組合わせて、光ファイバ増幅器を構成
しているので、各々の光結合器の光ファイバを接続する
必要がある。それゆえ光結合器の数および光ファイバの
接続点数に比例した大きな挿入損失が生じると共に、接
続の手間がかかる欠点があった。さらに多数の光結合器
の配置とその光ファイバの引き回しに多くの面積を必要
とするため、光ファイバ増幅器の形状が大きくなる欠点
があった。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するもの
で、挿入損失が小さく、小型の光ファイバ増幅器が構成
できる光結合器の提供を目的としたものである。
で、挿入損失が小さく、小型の光ファイバ増幅器が構成
できる光結合器の提供を目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の光結合器は、入力された２つの直線偏光を合
成する偏光ピームスプリッタと、この合成光を透過さ
せ、入力された信号光を反射する波長選択フィルタと、
この反射された信号光の大部分を反射し、一部を透過さ
せるミラーと、ミラーで反射された信号光を通過させて
出力する光アイソレータと、ミラーを透過した一部の信
号光を検出する半導体受光素子とを、波長選択フィルタ
に入射する合成光と信号光との光軸を一致させ、入射方
向が互いに逆方向になるように一体に設けている。さら
に、第１および第２の反射面を用いて、一方の直線偏光
および合成光の光軸を傾け、２つの直線偏光の各入力
端、光信号の入力端、および光信号の出力端を光結合器
の同一面に配置した構成を有している。
に本発明の光結合器は、入力された２つの直線偏光を合
成する偏光ピームスプリッタと、この合成光を透過さ
せ、入力された信号光を反射する波長選択フィルタと、
この反射された信号光の大部分を反射し、一部を透過さ
せるミラーと、ミラーで反射された信号光を通過させて
出力する光アイソレータと、ミラーを透過した一部の信
号光を検出する半導体受光素子とを、波長選択フィルタ
に入射する合成光と信号光との光軸を一致させ、入射方
向が互いに逆方向になるように一体に設けている。さら
に、第１および第２の反射面を用いて、一方の直線偏光
および合成光の光軸を傾け、２つの直線偏光の各入力
端、光信号の入力端、および光信号の出力端を光結合器
の同一面に配置した構成を有している。
【０００９】
【作用】本発明は上記した構成によって、光ファイバ増
幅器の構成に必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプ
ラ、光アイソレータ、光分岐器および半導体受光素子の
機能を一体に構成でき、またミラーが信号光の光軸を傾
ける機能と共に光分岐器の機能を有するので、小型で挿
入損失が小さな光結合器として機能する。さらに第１お
よび第２の反射面を配置して、光結合器の入出力端を同
一側面に設けているので、光ファイバの引き回しに必要
な面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器を構成す
ることができる。
幅器の構成に必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプ
ラ、光アイソレータ、光分岐器および半導体受光素子の
機能を一体に構成でき、またミラーが信号光の光軸を傾
ける機能と共に光分岐器の機能を有するので、小型で挿
入損失が小さな光結合器として機能する。さらに第１お
よび第２の反射面を配置して、光結合器の入出力端を同
一側面に設けているので、光ファイバの引き回しに必要
な面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器を構成す
ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例にお
ける光結合器の構成図を示すものである。図１におい
て、２１は偏波面が互いに直行する第１および第２の直
線偏光を同一光軸上に出射させ、合成光を作る偏光ビー
ムスプリッタ、２２は波長1.48μｍの光を透過し、波長
1.55μｍを反射する波長選択フィルタ、２３は入射した
光のほとんどを反射し、一部を透過させるミラー、２４
は一方向に光を通過させ、逆方向の光を遮断する光アイ
ソレータ、２５は半導体受光素子、２６および２７は入
射した光の光軸を約４５度傾ける第１および第２の反射
面、３６から４２は光の進行を示す矢印である。
照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例にお
ける光結合器の構成図を示すものである。図１におい
て、２１は偏波面が互いに直行する第１および第２の直
線偏光を同一光軸上に出射させ、合成光を作る偏光ビー
ムスプリッタ、２２は波長1.48μｍの光を透過し、波長
1.55μｍを反射する波長選択フィルタ、２３は入射した
光のほとんどを反射し、一部を透過させるミラー、２４
は一方向に光を通過させ、逆方向の光を遮断する光アイ
ソレータ、２５は半導体受光素子、２６および２７は入
射した光の光軸を約４５度傾ける第１および第２の反射
面、３６から４２は光の進行を示す矢印である。
【００１１】以上のように構成された光結合器につい
て、図１を用いてその動作を説明する。まず、入力され
た波長1.48μｍの第１の直線偏光３６は、第１の反射面
２６でその光軸を約４５度傾けられた後、偏光ビームス
プリッタ２１に入射する。第１の直線偏光と平行に入力
された波長1.48μｍの第２の直線偏光３７も偏光ビーム
スプリッタ２１に入射する。２つの直線偏光３６、３７
は偏波面が互いに直行しているので、偏光ビームスプリ
ッタ２１で同一光軸上に合成され、この合成光３８が波
長選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２
は波長1.48μｍの光を透過し、波長1.55μｍの光を反射
する誘電体干渉膜から構成されているので、合成光３８
は波長選択フィルタ２２を透過し、第２の反射面２７で
反射されて、その光軸を約４５度傾けられ、第１および
第２の直線偏光３６、３７の入力光軸に平行な出力光３
９となる。
て、図１を用いてその動作を説明する。まず、入力され
た波長1.48μｍの第１の直線偏光３６は、第１の反射面
２６でその光軸を約４５度傾けられた後、偏光ビームス
プリッタ２１に入射する。第１の直線偏光と平行に入力
された波長1.48μｍの第２の直線偏光３７も偏光ビーム
スプリッタ２１に入射する。２つの直線偏光３６、３７
は偏波面が互いに直行しているので、偏光ビームスプリ
ッタ２１で同一光軸上に合成され、この合成光３８が波
長選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２
は波長1.48μｍの光を透過し、波長1.55μｍの光を反射
する誘電体干渉膜から構成されているので、合成光３８
は波長選択フィルタ２２を透過し、第２の反射面２７で
反射されて、その光軸を約４５度傾けられ、第１および
第２の直線偏光３６、３７の入力光軸に平行な出力光３
９となる。
【００１２】出力光３９と光軸を同じくし、逆方向に入
力された波長1.55μｍの信号光４０は、第２の反射面２
７で反射され、光軸を約４５度傾けられた後、波長選択
フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２は波長
1.55μｍの光を反射するので、信号光は反射され、ミラ
ー２３に入射する。ミラー２３は入射した光のほとんど
を反射し、一部を透過させるので、透過した一部の信号
光４１は半導体受光素子２５で検出される。他方、ミラ
ー２３で反射された信号光４２は入力された信号光４０
と光軸が平行な方向に出射され、光アイソレータ２４を
通過して出力される。以上の動作から、第１および第２
の直線偏光３６、３７の各入力端に、波長1.48μｍのポ
ンプＬＤを、出力光３９の端子にエルビウム（Er）など
の希土類元素を添加した光ファイバを結合し、信号光４
２を出力端とすれば、従来例で説明した後方励起型光フ
ァイバ増幅器に使用する光結合器として機能する。
力された波長1.55μｍの信号光４０は、第２の反射面２
７で反射され、光軸を約４５度傾けられた後、波長選択
フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２は波長
1.55μｍの光を反射するので、信号光は反射され、ミラ
ー２３に入射する。ミラー２３は入射した光のほとんど
を反射し、一部を透過させるので、透過した一部の信号
光４１は半導体受光素子２５で検出される。他方、ミラ
ー２３で反射された信号光４２は入力された信号光４０
と光軸が平行な方向に出射され、光アイソレータ２４を
通過して出力される。以上の動作から、第１および第２
の直線偏光３６、３７の各入力端に、波長1.48μｍのポ
ンプＬＤを、出力光３９の端子にエルビウム（Er）など
の希土類元素を添加した光ファイバを結合し、信号光４
２を出力端とすれば、従来例で説明した後方励起型光フ
ァイバ増幅器に使用する光結合器として機能する。
【００１３】以上のように本実施例の特徴は、入力され
た２つの直線偏光３６、３７を合成する偏光ピームスプ
リッタ２１と、この合成光３８を透過させ、入力された
信号光４０を反射する波長選択フィルタ２２と、この反
射された信号光の大部分を反射し、一部を透過させるミ
ラー２３と、ミラー２３で反射された信号光４２を通過
させて出力する光アイソレータ２４と、ミラー２３を透
過した一部の信号光４１を検出する半導体受光素子２５
とを、波長選択フィルタ２２に入射する合成光３８と信
号光４０との光軸を一致させ、入射方向が互いに逆方向
になるように一体に構成したことである。さらに、第１
および第２の反射面２６、２７を用いて、一方の直線偏
光３６および合成光４０の光軸を傾け、２つの直線偏光
３６、３７の各入力端、光信号３９の入力端、および光
信号４２の出力端を光結合器の同一側面に配置し、かつ
互いの光軸が平行になるよう構成したことである。
た２つの直線偏光３６、３７を合成する偏光ピームスプ
リッタ２１と、この合成光３８を透過させ、入力された
信号光４０を反射する波長選択フィルタ２２と、この反
射された信号光の大部分を反射し、一部を透過させるミ
ラー２３と、ミラー２３で反射された信号光４２を通過
させて出力する光アイソレータ２４と、ミラー２３を透
過した一部の信号光４１を検出する半導体受光素子２５
とを、波長選択フィルタ２２に入射する合成光３８と信
号光４０との光軸を一致させ、入射方向が互いに逆方向
になるように一体に構成したことである。さらに、第１
および第２の反射面２６、２７を用いて、一方の直線偏
光３６および合成光４０の光軸を傾け、２つの直線偏光
３６、３７の各入力端、光信号３９の入力端、および光
信号４２の出力端を光結合器の同一側面に配置し、かつ
互いの光軸が平行になるよう構成したことである。
【００１４】この構成により、光ファイバ増幅器の構成
に必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプラ、光アイソ
レータ、光分岐器および半導体受光素子の機能を一体に
でき、またミラー２３が信号光の光軸を傾ける機能と共
に光分岐器の機能を有するので、小型で光結合器の挿入
損失を小さくできる効果が得られる。
に必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプラ、光アイソ
レータ、光分岐器および半導体受光素子の機能を一体に
でき、またミラー２３が信号光の光軸を傾ける機能と共
に光分岐器の機能を有するので、小型で光結合器の挿入
損失を小さくできる効果が得られる。
【００１５】また、第１および第２の反射面２６、２７
を配置して、光結合器の入出力端を同一側面に設けてい
るので、この光結合器と結合させる光ファイバの引き回
しに必要な面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器
を構成することができる。
を配置して、光結合器の入出力端を同一側面に設けてい
るので、この光結合器と結合させる光ファイバの引き回
しに必要な面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器
を構成することができる。
【００１６】なお、本実施例において、偏光ビームスプ
リッタ２１、波長選択フィルタ２２、ミラー２３、光ア
イソレータ２４、第１および第２の反射面２６、２７な
どを配置した光が通過する空間の説明を省略したが、こ
の空間は空気層でも、ガラス等の透明な物質で充填され
ていても良いことは言うまでもない。
リッタ２１、波長選択フィルタ２２、ミラー２３、光ア
イソレータ２４、第１および第２の反射面２６、２７な
どを配置した光が通過する空間の説明を省略したが、こ
の空間は空気層でも、ガラス等の透明な物質で充填され
ていても良いことは言うまでもない。
【００１７】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図２は本発明の第２の実施
例における光結合器の構成図を示すものである。図２に
おいて、３２および３３は偏波面保存光ファイバ、３４
および３５はシングルモード光ファイバ、２８から３１
は各光ファイバから出射した光を平行光に変換、または
平行光を光ファイバに集光するレンズ、３６から４３は
光の進行を示す矢印である。なお図２において、図１に
示す部分と構成が同一あるいは同一機能部については、
同一番号を付して説明を省略する。
面を参照しながら説明する。図２は本発明の第２の実施
例における光結合器の構成図を示すものである。図２に
おいて、３２および３３は偏波面保存光ファイバ、３４
および３５はシングルモード光ファイバ、２８から３１
は各光ファイバから出射した光を平行光に変換、または
平行光を光ファイバに集光するレンズ、３６から４３は
光の進行を示す矢印である。なお図２において、図１に
示す部分と構成が同一あるいは同一機能部については、
同一番号を付して説明を省略する。
【００１８】本実施例が図１に示す実施例と異なる点
は、光アイソレータ２４と半導体受光素子２５の位置を
変更し、信号光の入出射端を逆にして、前方励起型光フ
ァイバ増幅器を構成する光結合器を提供するものであ
る。
は、光アイソレータ２４と半導体受光素子２５の位置を
変更し、信号光の入出射端を逆にして、前方励起型光フ
ァイバ増幅器を構成する光結合器を提供するものであ
る。
【００１９】以上のように構成された光結合器につい
て、図２を用いてその動作を説明する。まず、偏波面保
存光ファイバ３２から出射し、レンズ２８で略平行光に
変換された波長1.48μｍの第１の直線偏光３６は、第１
の反射面２６でその光軸を約４５度傾けられた後、偏光
ビームスプリッタ２１に入射する。偏波面保存光ファイ
バ３３から出射し、レンズ２９で略平行光に変換された
波長1.48μｍの第２の直線偏光３７も偏光ビームスプリ
ッタ２１に入射する。２つの直線偏光３６、３７は偏波
面が互いに直行しているので、偏光ビームスプリッタ２
１で同一光軸上に合成され、この合成光３８が波長選択
フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２は波長
1.48μｍの光を透過し、波長1.55μｍの光を反射する誘
電体干渉膜から構成されているので、合成光３８は波長
選択フィルタ２２を透過し、第２の反射面２７で反射さ
れて、その光軸を約４５度傾けられ、第１および第２の
直線偏光３６、３７の入力光軸に平行な出力光３９とな
る。この出力光３９は光アイソレータ２４を通過した
後、レンズ３１で再び集光され、光ファイバ３５に入射
する。
て、図２を用いてその動作を説明する。まず、偏波面保
存光ファイバ３２から出射し、レンズ２８で略平行光に
変換された波長1.48μｍの第１の直線偏光３６は、第１
の反射面２６でその光軸を約４５度傾けられた後、偏光
ビームスプリッタ２１に入射する。偏波面保存光ファイ
バ３３から出射し、レンズ２９で略平行光に変換された
波長1.48μｍの第２の直線偏光３７も偏光ビームスプリ
ッタ２１に入射する。２つの直線偏光３６、３７は偏波
面が互いに直行しているので、偏光ビームスプリッタ２
１で同一光軸上に合成され、この合成光３８が波長選択
フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２は波長
1.48μｍの光を透過し、波長1.55μｍの光を反射する誘
電体干渉膜から構成されているので、合成光３８は波長
選択フィルタ２２を透過し、第２の反射面２７で反射さ
れて、その光軸を約４５度傾けられ、第１および第２の
直線偏光３６、３７の入力光軸に平行な出力光３９とな
る。この出力光３９は光アイソレータ２４を通過した
後、レンズ３１で再び集光され、光ファイバ３５に入射
する。
【００２０】光ファイバ３４から出射し、レンズ３０で
略平行光に変換された波長1.55μｍの信号光４０は、ミ
ラー２３に入射する。ミラー２３は入射した光のほとん
どを反射し、一部を透過させるので、透過した一部の信
号光４１は半導体受光素子２５で検出される。他方、ミ
ラー２３で反射された信号光４３は、波長選択フィルタ
２２に入射する。波長選択フィルタ２２は波長1.55μｍ
の光を反射するので、信号光は反射され、合成光３８と
同一光軸上を進行した後、第２の反射面２７で反射され
て、光アイソレータ２４を通過し、光ファイバ３５に入
射する。
略平行光に変換された波長1.55μｍの信号光４０は、ミ
ラー２３に入射する。ミラー２３は入射した光のほとん
どを反射し、一部を透過させるので、透過した一部の信
号光４１は半導体受光素子２５で検出される。他方、ミ
ラー２３で反射された信号光４３は、波長選択フィルタ
２２に入射する。波長選択フィルタ２２は波長1.55μｍ
の光を反射するので、信号光は反射され、合成光３８と
同一光軸上を進行した後、第２の反射面２７で反射され
て、光アイソレータ２４を通過し、光ファイバ３５に入
射する。
【００２１】以上の動作から、偏波面保存光ファイバ３
２、３３の各他端に、波長1.48μｍのポンプＬＤを、光
ファイバ３５の他端にエルビウム（Er）などの希土類元
素を添加した光ファイバを結合し、光ファイバ３４の他
端を信号光の入力端とすれば、前方励起型光ファイバ増
幅器に使用する光結合器として機能する。
２、３３の各他端に、波長1.48μｍのポンプＬＤを、光
ファイバ３５の他端にエルビウム（Er）などの希土類元
素を添加した光ファイバを結合し、光ファイバ３４の他
端を信号光の入力端とすれば、前方励起型光ファイバ増
幅器に使用する光結合器として機能する。
【００２２】以上のように本実施例の特徴は、入力され
た２つの直線偏光３６、３７を合成する偏光ピームスプ
リッタ２１と、入力された信号光４０の大部分を反射
し、一部を透過させるミラー２３と、ミラー２３を透過
した一部の信号光４１を検出する半導体受光素子２５
と、合成光３８を透過させ、信号光４３を反射する波長
選択フィルタ２２と、波長選択フィルタ２２で反射され
た信号光４２および透過した合成光３９を通過させて出
力する光アイソレータ２４とを一体に構成し、波長選択
フィルタ２２に入射する合成光３８とこの波長選択フィ
ルタ２２で反射された信号光４２との、光軸と出射方向
を一致させたことである。
た２つの直線偏光３６、３７を合成する偏光ピームスプ
リッタ２１と、入力された信号光４０の大部分を反射
し、一部を透過させるミラー２３と、ミラー２３を透過
した一部の信号光４１を検出する半導体受光素子２５
と、合成光３８を透過させ、信号光４３を反射する波長
選択フィルタ２２と、波長選択フィルタ２２で反射され
た信号光４２および透過した合成光３９を通過させて出
力する光アイソレータ２４とを一体に構成し、波長選択
フィルタ２２に入射する合成光３８とこの波長選択フィ
ルタ２２で反射された信号光４２との、光軸と出射方向
を一致させたことである。
【００２３】さらに、第１および第２の反射面２６、２
７を用いて、一方の直線偏光３６および信号光４２の光
軸を傾け、４個のレンズ２８、２９、３０、３１、２本
の偏波面保存光ファイバ３２、３３と２本のシングルモ
ード光ファイバ３４、３５を光結合器の同一側面に配置
し、かつ互いの光軸が平行になるよう構成したことであ
る。
７を用いて、一方の直線偏光３６および信号光４２の光
軸を傾け、４個のレンズ２８、２９、３０、３１、２本
の偏波面保存光ファイバ３２、３３と２本のシングルモ
ード光ファイバ３４、３５を光結合器の同一側面に配置
し、かつ互いの光軸が平行になるよう構成したことであ
る。
【００２４】この構成により、図１に示す実施例と同じ
く、前方励起型光ファイバ増幅器の構成に必要な偏光ビ
ームスプリッタ、波長カプラ、光アイソレータ、光分岐
器および半導体受光素子の機能を一体にでき、またミラ
ー２３が信号光の光軸を傾ける機能と共に光分岐器の機
能を有するので、小型で挿入損失を小さくできる効果が
得られる。
く、前方励起型光ファイバ増幅器の構成に必要な偏光ビ
ームスプリッタ、波長カプラ、光アイソレータ、光分岐
器および半導体受光素子の機能を一体にでき、またミラ
ー２３が信号光の光軸を傾ける機能と共に光分岐器の機
能を有するので、小型で挿入損失を小さくできる効果が
得られる。
【００２５】さらに、第１および第２の反射面２６、２
７を配置して、光結合器に接続する各光ファイバを同一
側面に設けているので、光ファイバの引き回しに必要な
面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器を構成する
ことができる。
７を配置して、光結合器に接続する各光ファイバを同一
側面に設けているので、光ファイバの引き回しに必要な
面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器を構成する
ことができる。
【００２６】なお、本実施例では、レンズ２８から３１
の説明を省略したが、各光ファイバから出射した光を略
平行光に変換するものであれば、ロッドレンズでも非球
面レンズでも何を用いてもよい。さらに、本実施例の光
結合器を構成する偏光ビームスプリッタ２１、波長選択
フィルタ２２、光アイソレータ２４などの光が透過また
は通過する面に、光の反射を防止する反射防止膜を施す
ことは言う迄もない。
の説明を省略したが、各光ファイバから出射した光を略
平行光に変換するものであれば、ロッドレンズでも非球
面レンズでも何を用いてもよい。さらに、本実施例の光
結合器を構成する偏光ビームスプリッタ２１、波長選択
フィルタ２２、光アイソレータ２４などの光が透過また
は通過する面に、光の反射を防止する反射防止膜を施す
ことは言う迄もない。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、偏光ピー
ムスプリッタと、波長選択フィルタと、ミラーと、光ア
イソレータと、半導体受光素子とを一体に構成し、波長
選択フィルタに入射する合成光と信号光との光軸を一致
させ、入射方向が互いに逆方向になるように設けるか、
または、波長選択フィルタを透過する合成光と波長選択
フィルタで反射された信号光との、光軸と出射方向を一
致させるように設けることにより、後方励起型または前
方励起型光ファイバ増幅器を構成する光結合器が提供で
きる。
ムスプリッタと、波長選択フィルタと、ミラーと、光ア
イソレータと、半導体受光素子とを一体に構成し、波長
選択フィルタに入射する合成光と信号光との光軸を一致
させ、入射方向が互いに逆方向になるように設けるか、
または、波長選択フィルタを透過する合成光と波長選択
フィルタで反射された信号光との、光軸と出射方向を一
致させるように設けることにより、後方励起型または前
方励起型光ファイバ増幅器を構成する光結合器が提供で
きる。
【００２８】さらに、上記一体化に加え、ミラーが信号
光の光軸を傾ける機能と共に光分岐器の機能を有するの
で、小型で挿入損失を小さくできる優れた効果を有す
る。
光の光軸を傾ける機能と共に光分岐器の機能を有するの
で、小型で挿入損失を小さくできる優れた効果を有す
る。
【００２９】また、第１および第２の反射面を配置し
て、光結合器の入出力端を同一面に設けているので、こ
の光結合器と結合させる光ファイバの、引き回しに必要
な面積を小さくできる効果が得られ、従来に比較して小
型の光ファイバ増幅器を実現できるものである。
て、光結合器の入出力端を同一面に設けているので、こ
の光結合器と結合させる光ファイバの、引き回しに必要
な面積を小さくできる効果が得られ、従来に比較して小
型の光ファイバ増幅器を実現できるものである。
【図１】本発明の第１の実施例における光結合器の構成
図
図
【図２】本発明の第２の実施例における光結合器の構成
図
図
【図３】従来の光結合器を用いた光ファイバ増幅器の構
成図
成図
２１ 偏光ビームスプリッタ ２２ 波長選択フィルタ ２３ ミラー ２４ 光アイソレータ ２５ 半導体受光素子 ２６ 第１の反射面 ２７ 第２の反射面 ２８〜３１ レンズ ３２〜３５ 光ファイバ ３６〜４３ 光の進行を示す矢印
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例にお
ける光結合器の構成図を示すものである。図１におい
て、２１は偏波面が互いに直行する第１および第２の直
線偏光を同一光軸上に出射させ、合成光を創り偏光ビー
ムスプリッタ、２２は波長１．４８μｍの光を透過し、
波長１．５５μｍを反射する波長選択フィルタ、２３は
入射した光のほとんどを反射し、一部を透過させるミラ
ー、２４は一方に光を通過させ、逆方向の光を遮断する
光アイソレータ、２５は半導体受光素子、２６および２
７は入射した光の光軸を約９０度傾ける第１および第２
の反射面、３６から４２は光の進行を示す矢印である。
照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例にお
ける光結合器の構成図を示すものである。図１におい
て、２１は偏波面が互いに直行する第１および第２の直
線偏光を同一光軸上に出射させ、合成光を創り偏光ビー
ムスプリッタ、２２は波長１．４８μｍの光を透過し、
波長１．５５μｍを反射する波長選択フィルタ、２３は
入射した光のほとんどを反射し、一部を透過させるミラ
ー、２４は一方に光を通過させ、逆方向の光を遮断する
光アイソレータ、２５は半導体受光素子、２６および２
７は入射した光の光軸を約９０度傾ける第１および第２
の反射面、３６から４２は光の進行を示す矢印である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】以上のように構成された光結合器につい
て、図１を用いてその動作を説明する。まず、入力され
た波長１．４８μｍの第１の直線偏光３６は、第１の反
射面２６でその光軸を約９０度傾けられた後、偏光ビー
ムスプリッタ２１に入射する。第１の直線偏光と平行に
入力された波長１．４８μｍの第２の直線偏光３７も偏
光ビームスプリッタ２１に入射する。２つの直接偏光３
６，３７は偏波面が互いにしているので、偏光ビームス
プリッタ２１で同一光軸上に合成され、この合成光３８
が波長選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ
２２は波長１．４８μｍの光を透過し、波長１．５５μ
ｍの光を反射する誘電体干渉膜から構成されているの
で、合成光３８は波長選択フィルタ２２を透過し、第２
の反射面２７で反射されて、その光軸を約９０度傾けら
れ、第１および第２の直線偏光３６，３７の入力光軸に
平行な出力３９となる。
て、図１を用いてその動作を説明する。まず、入力され
た波長１．４８μｍの第１の直線偏光３６は、第１の反
射面２６でその光軸を約９０度傾けられた後、偏光ビー
ムスプリッタ２１に入射する。第１の直線偏光と平行に
入力された波長１．４８μｍの第２の直線偏光３７も偏
光ビームスプリッタ２１に入射する。２つの直接偏光３
６，３７は偏波面が互いにしているので、偏光ビームス
プリッタ２１で同一光軸上に合成され、この合成光３８
が波長選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ
２２は波長１．４８μｍの光を透過し、波長１．５５μ
ｍの光を反射する誘電体干渉膜から構成されているの
で、合成光３８は波長選択フィルタ２２を透過し、第２
の反射面２７で反射されて、その光軸を約９０度傾けら
れ、第１および第２の直線偏光３６，３７の入力光軸に
平行な出力３９となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】出力光３９と光軸を同じくし、逆方向に入
力された波長１．５５μｍの信号光４０は、第２の反射
面２７で反射され、光軸を約９０度傾けられた後、波長
選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２は
波長１．５５μｍの光を反射するので、信号光は反射さ
れ、ミラー２３に入射する。ミラー２３は入射した光の
ほとんどを反射し、一部を透過させるので、透過した一
部の信号光４１は半導体受光素子２５で検出される。他
方、ミラー２３で反射された信号光４２は入力された信
号光４０と光軸が平行な方向に出射され、光アイソレー
タ２４を通過して出力される。以上の動作から、第１お
よび第２の直線偏光３６，３７の各入力端に、波長１．
４８μｍのポンプＬＤを、出力光３９の端子エルビウム
（Ｅｒ）などの希土類元素を添加した光ファイバを結合
し、信号光４２を出力端とすれば、従来例で説明した後
方励起型光ファイバ増幅器に使用する光結合器として機
能する。
力された波長１．５５μｍの信号光４０は、第２の反射
面２７で反射され、光軸を約９０度傾けられた後、波長
選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２２は
波長１．５５μｍの光を反射するので、信号光は反射さ
れ、ミラー２３に入射する。ミラー２３は入射した光の
ほとんどを反射し、一部を透過させるので、透過した一
部の信号光４１は半導体受光素子２５で検出される。他
方、ミラー２３で反射された信号光４２は入力された信
号光４０と光軸が平行な方向に出射され、光アイソレー
タ２４を通過して出力される。以上の動作から、第１お
よび第２の直線偏光３６，３７の各入力端に、波長１．
４８μｍのポンプＬＤを、出力光３９の端子エルビウム
（Ｅｒ）などの希土類元素を添加した光ファイバを結合
し、信号光４２を出力端とすれば、従来例で説明した後
方励起型光ファイバ増幅器に使用する光結合器として機
能する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】以上のように構成された光結合器につい
て、図２を用いてその動作を説明する。まず、偏波面保
存光ファイバ３２から出射し、レンズ２８で略平行光に
変換された波長１．４８μｍの第１の直線偏光３６は、
第１の反射面２６でその光軸を約９０度傾けられた後、
偏光ビームスプリッタ２１に入射する。偏波面保存光フ
ァイバ３３から出射し、レンズ２９で略平行光に変換さ
れた波長１．４８μｍの第２の直線偏光３７も偏光ビー
ムスプリッタ２１に入射する。２つの直線偏光３６，３
７は偏波面が互いに直行しているので、偏光ビームスプ
リッタ２１で同一光軸上に合成され、この合成光３８が
波長選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２
２は波長１．４８μｍの光を透過し、波長１．５５μｍ
の光を反射する誘電体干渉膜から構成されているので、
合成光３８は波長選択フィルタ２２を透過し、第２の反
射面２７で反射されて、その光軸を約９０度傾けられ、
第１および第２の直線偏光３６，３７の入力光軸に平行
な出力光３９となる。この出力光３９は光アイソレータ
２４を通過した後、レンズ３１で再び集光され、光ファ
イバ３５に入射する。
て、図２を用いてその動作を説明する。まず、偏波面保
存光ファイバ３２から出射し、レンズ２８で略平行光に
変換された波長１．４８μｍの第１の直線偏光３６は、
第１の反射面２６でその光軸を約９０度傾けられた後、
偏光ビームスプリッタ２１に入射する。偏波面保存光フ
ァイバ３３から出射し、レンズ２９で略平行光に変換さ
れた波長１．４８μｍの第２の直線偏光３７も偏光ビー
ムスプリッタ２１に入射する。２つの直線偏光３６，３
７は偏波面が互いに直行しているので、偏光ビームスプ
リッタ２１で同一光軸上に合成され、この合成光３８が
波長選択フィルタ２２に入射する。波長選択フィルタ２
２は波長１．４８μｍの光を透過し、波長１．５５μｍ
の光を反射する誘電体干渉膜から構成されているので、
合成光３８は波長選択フィルタ２２を透過し、第２の反
射面２７で反射されて、その光軸を約９０度傾けられ、
第１および第２の直線偏光３６，３７の入力光軸に平行
な出力光３９となる。この出力光３９は光アイソレータ
２４を通過した後、レンズ３１で再び集光され、光ファ
イバ３５に入射する。
Claims (3)
- 【請求項１】入力された偏波面が互いに直行する２つの
直線偏光を同一光軸上に出射させ合成光を作る偏光ビー
ムスプリッタと、前記合成光を透過させ、入力された信
号光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィ
ルタで反射された信号光の大部分を反射して光軸を傾
け、一部を透過させるミラーと、前記ミラーで反射され
た信号光を通過させて出力する光アイソレータと、前記
ミラーを透過した一部の信号光を検出する半導体受光素
子とを一体に構成し、前記波長選択フィルタに入射する
合成光と信号光との光軸を一致させ、入射方向を互いに
逆方向としたことを特徴とする光結合器。 - 【請求項２】入力された偏波面が互いに直行する２つの
直線偏光を同一光軸上に出射させ合成光を作る偏光ビー
ムスプリッタと、入力された信号光の大部分を反射して
光軸を傾け、一部を透過させるミラーと、前記合成光を
透過させ、前記反射された信号光を反射する波長選択フ
ィルタと、前記波長選択フィルタで反射された信号光お
よび前記合成光を通過させて出力する光アイソレータ
と、前記ミラーを透過した一部の信号光を検出する半導
体受光素子とを一体に構成し、前記波長選択フィルタに
入射する合成光とこの波長選択フィルタで反射された信
号光との、光軸と出射方向を互いに一致させたことを特
徴とする光結合器。 - 【請求項３】２つの直線偏光の内、一方の直線偏光の光
軸を傾ける第１の反射面と、波長選択フィルタを通過し
た合成光の出射光軸を傾ける第２の反射面とを設け、前
記２つの直線偏光の各入力端、信号光の入力端、および
信号光の出力端を光結合器の同一側面に構成したことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の光結合器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083492A JP2982482B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 光結合器 |
| US08/049,459 US5355249A (en) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | Optical passive components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083492A JP2982482B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 光結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05297322A true JPH05297322A (ja) | 1993-11-12 |
| JP2982482B2 JP2982482B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=14284349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10083492A Expired - Fee Related JP2982482B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 光結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982482B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032659A1 (en) * | 1995-04-10 | 1996-10-17 | Jds Fitel Inc. | Integrated optical isolator |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10083492A patent/JP2982482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032659A1 (en) * | 1995-04-10 | 1996-10-17 | Jds Fitel Inc. | Integrated optical isolator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2982482B2 (ja) | 1999-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |