JPH06140702A - 光増幅スターカプラ - Google Patents

光増幅スターカプラ

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JPH06140702A
JPH06140702A JP22812192A JP22812192A JPH06140702A JP H06140702 A JPH06140702 A JP H06140702A JP 22812192 A JP22812192 A JP 22812192A JP 22812192 A JP22812192 A JP 22812192A JP H06140702 A JPH06140702 A JP H06140702A
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JP
Japan
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optical
coupler
output
input
pumping light
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Withdrawn
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JP22812192A
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English (en)
Inventor
Kazuya Nishida
和也 西田
Takeshi Sasaki
健 佐々木
Tetsuya Kiyonaga
哲也 清永
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、光増幅機能を有する光増幅スターカ
プラに関し、少ない台数の励起光源に従って光増幅を実
行しつつ、光分岐を実行できるようにすることを目的と
する。 【構成】非増幅の光スターカプラ11のポート対応に、
2入力多出力の光カプラ12を接続する構成を採るとと
もに、光カプラ12の出力ポートに希土類添加光ファイ
バ13を接続する構成を採り、かつ、光カプラ12の入
力ポートに出力口を接続するとともに、単一の励起光源
14を入力口に接続する構成を採って、入力口から入力
される励起光を時分割でもって出力口に順番に出力して
いくよう動作する光スイッチ15を備え、この光スイッ
チ15は、希土類添加光ファイバ13の発光する蛍光が
規定レベルよりも低下する前に、励起光源14の励起光
を接続先の各希土類添加光ファイバ13に対して供給し
ていくように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅機能を有する光
増幅スターカプラに関し、特に、少ない台数の励起光源
に従って光増幅を実行しつつ、光分岐を実行する光増幅
スターカプラに関する。
【0002】電子回路の分野で、増幅器があらゆる機器
構成の基本となるように、光通信の分野でも、光を直接
増幅できる光増幅器は、光通信システムの高機能化、高
性能化に不可欠の要素である。希土類添加光ファイバを
用いる光増幅器は、ファイバのコア部にNd3+,Er3+
等の希土類元素を添加した光増幅媒質として用いるもの
で、特に、Er3+添加光ファイバは、波長1.55μm帯に
レーザ遷移周波数を有しているので、この波長域での光
増幅が可能であり、光通信システムへの適用が期待され
ている。
【0003】一方、3dB光カプラ(2入力2出力のポ
ート構成を採って、入力ポートに入力される光信号を2
つの出力ポートに等分配出力する光カプラ)を多段に接
続することで構成される光スターカプラは、複数の入力
ポートと出力ポートとの間での光分岐処理を実行する機
能を有するものであることから、光通信システムの様々
な場所で用いられている。例えば、光ファイバの潜在的
な広帯域性を利用した光周波数多重伝送システムにおい
ては、複数の異なる発振波長を持つ光源からの信号を束
ねて1本の光ファイバに送出するための図8に示すよう
な合波器として用いられたり、各加入者系に信号を分配
するための図9に示すような分波器として用いられてい
る。また、光CATVシステムでは、各加入者にTV信
号を分配するハブとしての用途が期待されている。
【0004】このような光スターカプラは、光を分岐し
ていくものであることから、当然光の減衰を強いられる
ことになるので、光増幅器と組み合わせて使用していく
ことで、光増幅性を持たせていく必要がある。
【0005】
【従来の技術】従来、光スターカプラを用いて光分岐を
実行する場合には、特開平2-282226号で開示されてい
るように、光分岐する前に、光信号を光ファイバ増幅器
でもって増幅することで分岐による損失を補償するとい
う方法を採っていた。
【0006】すなわち、図10に示すように、送信局側
で、光送受信器1の送出する1.55μm等の光信号と、励
起光源2の送出する1.49μm等の励起光とを光合波器3
で混合する。そして、中継局側に備えられるEr3+添加
光ファイバ等の光ファイバ増幅器4で、1.49μm等の励
起光の持つ光エネルギーを1.55μm等の光信号に遷移さ
せることで光信号を増幅し、フィルタ5で、残されてい
る1.49μm等の励起光を除去してから、光スターカプラ
6で、光信号を1:nに分岐して、受信局のn台の光送
受信器7に分配していくという方法を採っていたのであ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術に従っていると、光スターカプラ6の入力
ポート数分の励起光源2が必要となるという問題点があ
った。例えば、2N 入力2N 出力の光スターカプラ6を
用いる場合には、2N 台の励起光源2が必要になること
になる。励起光源2は、高価な半導体レーザが使用され
るので、このような従来技術に従っていると、光通信シ
ステムが極めて高価なものになってしまうという問題点
があったのである。
【0008】これを解決するための1つの方法として、
図11に示すように、光スターカプラ6の入力ポートの
内の1つに励起光源2を接続するとともに、各出力ポー
トにEr3+添加光ファイバ等の光ファイバ増幅器4を接
続する構成を採ることで、1つの励起光源2でもって、
残りの入力ポートに入力されてくる光信号を増幅すると
いう構成を採ることが考えられる。すなわち、このよう
に構成される光スターカプラ6でもって、1.55μm等の
光信号と、励起光源2の送出する1.49μm等の励起光と
を混合し、Er3+添加光ファイバ等の光ファイバ増幅器
4で、1.49μm等の励起光の持つ光エネルギーを1.55μ
m等の光信号に遷移させることで、光信号を増幅すると
いう構成を採るのである。
【0009】確かに、このような構成を採ると、励起光
源2の台数を1つで済むようになる。しかしながら、こ
のような構成に従うと、励起光源2の送出する励起光も
分岐されてしまうので、高出力の励起光源2が必要にな
るという新たな問題点がでてくることになる。
【0010】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、少ない台数の低出力の励起光源に従って光増
幅を実行しつつ、光分岐を実行できるようにする新たな
光増幅スターカプラの提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理構成
を図示する。10は本発明により構成される光増幅スタ
ーカプラである。
【0012】この光増幅スターカプラ10は、従来から
広く用いられている非増幅の非増幅光スターカプラ11
と、この非増幅光スターカプラ11の例えば出力側ポー
トに接続される2入力多出力の複数の光カプラ12と、
この光カプラ12の出力ポートに接続される希土類添加
光ファイバ13と、励起光を発光する励起光源14と、
励起光源14の発光する励起光を時分割に順番に各光カ
プラ12の持つもう一方の入力ポートに出力する光スイ
ッチ15とから構成される。
【0013】ここで、光カプラ12の台数によっては、
励起光源14/光スイッチ15の組みが複数になること
もある。
【0014】
【作用】希土類添加光ファイバ13は、励起光が入射す
ると蛍光を発光することになるが、この蛍光は、図2に
示すように、数msの間持続してから消光する。
【0015】これから、本発明では、光スイッチ15
は、希土類添加光ファイバ13の発光する蛍光が規定レ
ベルよりも低下する前に、励起光源14の送出する励起
光を光カプラ12を介して接続先の各希土類添加光ファ
イバ13に対して供給していく構成を採る。これから、
光カプラ12の台数が多くなるときには、蛍光の消滅前
までの励起光入射を実現するために、励起光源14/光
スイッチ15の組みが複数になる。
【0016】光カプラ12は、光スイッチ15を介して
励起光源14から励起光の供給を受け取ると、非増幅光
スターカプラ11から転送されてくる増幅対象の光信号
と、励起光源14の出力する励起光とを混合して希土類
添加光ファイバ13に送出し、希土類添加光ファイバ1
3は、この混合された光を受け取ると、蛍光が持続して
いる間に、励起光の持つ光エネルギーを光信号に遷移さ
せることで光信号を増幅する。
【0017】このように、本発明によれば、少ない台数
であって、かつ低出力の励起光源14を用意するだけ
で、非増幅光スターカプラ11の分岐対象となる光信号
を増幅することができるようになるのである。
【0018】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図3に、本発明により構成される2N-1 入力2N
力の光増幅スターカプラ10の一実施例を図示する。
【0019】図中、11aは2N-1 入力2N-1 出力の増
幅機能を持たない非増幅光スターカプラ、12a-i(i
=1〜2N-1 )は非増幅光スターカプラ11aの出力ポ
ートに接続される3dB光カプラ、13aは3dB光カ
プラ12a-iの出力ポートに接続されるEr3+添加光フ
ァイバ、14aは1.49μmの励起光を発光する半導体レ
ーザ、15aは半導体レーザ14aの発光する励起光を
時分割に順番に各3dB光カプラ12a-iの持つもう一
方の入力ポートに出力する光スイッチ、16は半導体レ
ーザ14aの出力する励起光が半導体レーザ14aに戻
らないように処理するアイソレータ、17は光スイッチ
15aのスイッチングを制御するスイッチドライバであ
る。
【0020】図4に、光スイッチ15aの光回路構成を
図示する。この光スイッチ15aは、図5に示すよう
な、電極に印加される電圧に応じて、入力ポートに入力
される光信号を2つの出力ポートの内のいずれか一方に
選択出力する2入力2出力光スイッチ(図中では、2:
2光スイッチと記載)を基本構成素子として用いて、図
4に示すように、前段の2:2光スイッチの出力する光
信号を入力とする2:2光スイッチの(N−1)段接続
で構成される。この構成に従って、光スイッチ15a
は、スイッチドライバ17の印加する電圧モードに従っ
て、半導体レーザ14aの出力する励起光を2N-1 個設
けられる3dB光カプラ12a-iのいずれかの入力ポー
ト(図3中の(1) 〜(2N-1))に、時分割で順番に出力し
ていくよう動作することになる。
【0021】図2に希土類添加光ファイバ13の蛍光特
性を図示したが、Er3+添加光ファイバ13aでは、こ
の蛍光の時定数が数ms程度になる。そこで、Er3+
加光ファイバ13aの発光する蛍光が0.1dBの低下まで
を許容するとすると、励起光を切ってから数〜数十μS
の間は、Er3+添加光ファイバ13aに対して励起光を
供給する必要はない。すなわち、Er3+添加光ファイバ
13aに対しては、数〜数十μS周期で励起光を供給す
ればよいことになるので、例えば、励起光駆動パルス幅
を1μS、周期を1mSとすると、3dB光カプラ12
a-iの個数が“2048”程度であれば、光スイッチ15a
の動作により、図6に示すように、各Er3+添加光ファ
イバ13aの発光する蛍光が0.1dBの低下までに抑えら
れることになる。
【0022】このようにして、本発明では、光スイッチ
15aは、時分割処理に従って、Er3+添加光ファイバ
13aの発光する蛍光が規定値より低下する前に、半導
体レーザ14aの出力する励起光を3dB光カプラ12
a-iを介して接続先の各Er 3+添加光ファイバ13aに
対して供給していく構成を採るものである。
【0023】そして、3dB光カプラ12a-iは、光ス
イッチ15aを介して半導体レーザ14aから励起光の
供給を受け取ると、非増幅光スターカプラ11aから転
送されてくる増幅対象の1.55μmの光信号と、半導体レ
ーザ14aの出力する1.49μmの励起光とを混合してE
3+添加光ファイバ13aに送出し、Er3+添加光ファ
イバ13aは、この混合された光を受け取ると、蛍光が
持続している間に、1.49μmの励起光の持つ光エネルギ
ーを1.55μmの光信号に遷移させることで光信号を増幅
する構成を採るものである。
【0024】このようにして、非増幅光スターカプラ1
1aの出力ポート数が例えば“2048”程度であれば、光
増幅スターカプラ10は、1台の半導体レーザ14aで
もって、非増幅光スターカプラ11aの入力ポートに入
力してくる光信号を増幅しつつ分岐できるのである。
【0025】図7に、本発明により構成される2N 入力
N 出力の光増幅スターカプラ10の一実施例を図示す
る。図中、図3の実施例で説明したものと同じものにつ
いては同一の記号で示してある。
【0026】図3に示した2N-1 入力2N 出力の光増幅
スターカプラ10では、2N-1 入力2N-1 の非増幅光ス
ターカプラ11aの出力ポートにのみ3dB光カプラ1
2aを接続する構成を採っていたのに対して、この図7
の実施例の2N 入力2N 出力の光増幅スターカプラ10
では、2N-1 入力2N-1 の非増幅光スターカプラ11a
の入出力ポートに3dB光カプラ12aを接続する構成
を採るとともに、それに対応させて、入力ポート側と出
力ポート側のそれぞれで、半導体レーザ14a、光スイ
ッチ15a、アイソレータ16及びスイッチドライバ1
7を備えることで、2N 入力2N 出力の光増幅スターカ
プラを実現している。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ない台数であって、かつ低出力の励起光源を用意する
だけで、分岐対象の光信号を増幅することのできる光増
幅スターカプラを実現できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】希土類添加光ファイバの蛍光特性の説明図であ
る。
【図3】本発明の一実施例である。
【図4】光スイッチの光回路構成図である。
【図5】2:2光スイッチの光回路構成図である。
【図6】励起光供給のタイムチャートである。
【図7】本発明の他の実施例である。
【図8】光スターカプラの利用技術の説明図である。
【図9】光スターカプラの利用技術の説明図である。
【図10】従来技術の説明図である。
【図11】従来技術を解決するための構成例である。
【符号の説明】
10 光増幅スターカプラ 11 非増幅光スターカプラ 12 光カプラ 13 希土類添加光ファイバ 14 励起光源 15 光スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光増幅機能を有する光増幅スターカプラ
    であって、 光増幅機能を有しない光スターカプラ(11)の入力側ポー
    トと出力側ポートの双方のポート対応又はいずれか一方
    のポート対応に、2入力多出力の光カプラ(12)を接続す
    る構成を採るとともに、該光カプラ(12)の出力ポートに
    希土類添加光ファイバ(13)を接続する構成を採り、 かつ、上記光カプラ(12)の内の上記光スターカプラ(11)
    に接続されない方の入力ポートに出力口を接続するとと
    もに、単一の励起光源(14)を入力口に接続する構成を採
    って、該入力口から入力される励起光を時分割でもって
    該出力口に順番に出力していくよう動作する1つ又は複
    数の光スイッチ(15)を備え、 上記光スイッチ(15)は、希土類添加光ファイバ(13)の発
    光する蛍光が規定レベルよりも低下する前に、励起光源
    (14)の送出する励起光を接続先の各希土類添加光ファイ
    バ(13)に対して供給していくよう構成されることを、 特徴とする光増幅スターカプラ。
JP22812192A 1992-08-27 1992-08-27 光増幅スターカプラ Withdrawn JPH06140702A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2724077A1 (fr) * 1994-08-29 1996-03-01 Alcatel Nv Procede et ensemble pour orienter et amplifier des signaux optiques guides

Cited By (3)

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Effective date: 19991102