JPH06302898A - 光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 利用可能なスペースを合理的に活用すること
を可能にする光増幅器を提供すること。 【構成】 増幅器１は、二つのアクティブ光ガイド部分
７、１０と、二つの二色カプラ５、８と、該二色カプラ
５、８を通じてアクティブガイド部分７、１０に作用す
る二つのレーザ源６、９と、それぞれ二つの光メータ
４、１２と関係する二つの方向カプラ３、１１と、各種
の構成要素を相互に接続する光ガイド部分１４と、を備
えている。二色カプラ５、８、方向カプラ３、１１、及
び光メータ４、１２は、補助フレーム２１上に予め組み
立てられ、アクティブ部分７、１０及び光ガイド部分１
４がオルガナイザーフレーム２８上に設けられた二つの
ドラム３０に巻かれる。補助フレーム２１、オルガナイ
ザーフレーム２８、及びポンプレーザ源６、９は、主フ
レーム１５上に取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光増幅器は、光ファイバ線を通じて伝送
された光信号を光学的に（即ち、電気又はその他の型式
の信号に変換せずに）増幅するのに有用な装置である。

【０００３】特に、増幅要素が特殊な物質（典型的に、
希土類金属）を使用してドーピング法で得られるような
アクティブ光ガイド部分を備える、いわゆる「ファイバ
上」増幅器が公知である。光信号がこの光ガイド部分を
進むとき、レーザ源からの光エネルギを励起させること
によって、この光信号が増幅される。

【０００４】この増幅は、二つの増幅段、即ち、アクテ
ィブ光ガイドの二つの別個の部分の間で分けて行われる
場合がある。二段式光増幅器は、例えば、米国特許第5,
115,338号及び欧州特許出願第0509577号の明細書から公
知である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光増幅器、特に、二段
式光増幅器を具体するとき、スペース上の問題が生じ
る。実際上、アクティブ光ガイド部分は、長さが数10ｍ
と比較的長く、信号を減衰させたり、又は光ガイドを修
理不能に損傷させる虞れがあるため、最小の曲げ半径以
下に巻くことが出来ない。更に、増幅器は、多数の光学
式、電子式及び電気構成要素を収容しなければならな
い。最後に、各種の構成要素の間に、十分な長さの相互
接続式の幾つかの光ガイド部分を設けなければならな
い。実際上、光ガイドの接合上の問題が生じる可能性が
あり（増幅器の組立て工程中に）、このため、光ガイド
の接合を何度を行い得るように、光ガイドに余剰長さを
許容する必要がある。

【０００６】更に、接合工程は、スペース上の理由のた
め、増幅器の外側でそれ専用に設計した装置をその外側
ケースに近づけて作動させる必要がある。又、この理由
のため、組み立て工程中に、上記装置のスタータとして
使用し得るようにすべく、十分な長さの光ガイドが利用
可能でなければならない。

【０００７】光ファイバラインに関係する装置の分野に
おいて、特に、極めて多数の個々のファイバを有する光
ガイドに使用することを目的とする接続装置が公知であ
り、かかる接続装置は、ケース内に光ガイドを合理的に
配置するときに余裕を持たせるときの問題点を対象とす
るものである。この型式の装置は、例えば、米国特許第
4,428,645号、同第4,679,896号、同第4,687,289号及び
同第4,619,499号から公知である。

【０００８】しかし、接続装置における問題点は、光増
幅器における問題点とは異なることを看過すべきではな
い。実際上、この接続部分は、光ガイド以外の光学式又
は電気式構成要素を含まず、このため、幾つかの構成要
素を相互に光学的に接続するときに光増幅器に典型的に
見られる問題点は存在しない。更に、光増幅器は、接続
部分よりも遥かに複雑な構造であるにも拘わらず、コン
パクトな寸法であることがより厳しく求められている。
実際上、接続部分は、通常、光ガイドに沿った何れかの
箇所にある独立的な構成要素であるが、光増幅器は、そ
の他の構成要素と共に、キャビネット、又はキャビン内
に収容しなければならない。

【０００９】単一の増幅段を含む典型的な構成例におい
て、光増幅器は、アクティブ光ガイド部分と、二色カプ
ラと、該二色カプラを通じてアクティブ光ガイド部分に
作用し得るように配置されたポンプレーザ源と、それぞ
れの光メータと関係する方向カプラと、各種の構成要素
を相互に接続する光ガイド部分と、を備えている。

【００１０】複数の増幅段が採用される場合、構成要素
の数は増す。一例として、典型的な二段式の構造におい
て、光増幅器は、二つのアクティブ光ガイド部分と、二
つの二色カプラと、それぞれの二つの光メータに関係す
る二つの方向カプラと、各種の構成要素を相互に接続す
る光ガイド部分と、を備えている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一又は複数の
段を有し、次のものを備えることを特徴とする上記型式
の光増幅器に関するものである。

【００１２】−互いに平行に且つ補助フレームの長手方
向軸線に対して平行に配置された二色カプラ及び方向カ
プラの双方並びに光メータを収容する補助フレームと、 −オルガナイザーフレームと、 −離間した位置にて、オルガナイザーフレーム上に設け
られた二つの巻き取りドラムであって、アクティブ光ガ
イド部分及び光ガイド接続部分が該ドラムに巻かれた巻
き取りドラムと、 −オルガナイザーフレーム、補助フレーム及びポンプレ
ーザ源を支持する主フレームと、である。

【００１３】レーザ源（単に、「レーザ」と称する）
は、望ましくは、所定の波長のコヒーレントな光を発生
する機能を果たす要素、望ましくは、レーザダイオード
とする。二色カプラは、異なる光ガイドからの信号を単
一の光ガイドに結合し、特に、ポンプレーザ源からのポ
ンピング（励起）信号及び伝送信号をアクティブ光ガイ
ドに結合するのに有用な光結合手段である。光メータ手
段という語は、光信号の強さを測定し得るようにした構
成要素、望ましくは、光ダイオードを意味するものとす
る。方向カプラとは、入力光信号を二つの出力光の光ガ
イド用の二つの成分に分割する機能を果たす構成要素を
意味するものとする。例えば、直接信号と偏向信号との
分離比が95／5のファイバ上カプラが使用される。

【００１４】この構成は、利用可能なスペースを合理的
に活用することを可能にするものである。

【００１５】ドラムは、同一とし、主フレーム及びオル
ガナイザーフレームは、矩形の形状にすることが望まし
い。

【００１６】補助フレームは、オルガナイザーフレーム
を主フレーム上に取り付けた状態のとき、その長手方向
軸線が両方のドラムに正接するように、主フレームの中
央領域（フレームの基部直径の一方）内に取り付けるこ
とが望ましい。

【００１７】本発明の目的上、「略正接状態」という表
現は、ドラムに巻かれた光ガイドが増幅器内の光ガイド
に対する最小の許容可能な曲げ半径に従って撓む方向に
あることを意味するものとする。この撓み程度は、10°
以下であることが望ましい。

【００１８】この正接状態は、光ガイドに悪影響を及ぼ
す鋭角に曲がった領域を形成することなく、補助フレー
ムの構成要素から出る光ガイド部分をドラムに容易に巻
くことを可能にする。

【００１９】補助フレームは、二つのドラムが同一の側
でフレームの軸線に正接する位置にてこれら二つのドラ
ムの横に位置することが望ましい。この位置は、補助フ
レームが細長い形状であるため、望ましい位置である。

【００２０】同様に、オルガナイザーフレームを主フレ
ーム上に取り付けた状態のとき、その出力部分が両ドラ
ムに略正接して、レーザの主軸線に整合するように、ポ
ンプレーザ源は、主フレームの中央領域に取り付けるこ
とが望ましい。

【００２１】実際上、正接状態であることは、レーザの
配置位置と共に、光ガイドに悪影響を及ぼす鋭角な曲げ
部分を生じることなく、レーザから出る光ガイド部分を
ドラムに便宜に巻くことを可能にするものである。

【００２２】ポンプレーザ源は、二つのドラムの間の中
間に斜めに配置し、これにより、これら二つのドラムが
その両側部からレーザ主軸に正接状態となるようにする
ことが望ましい。この配置は、二つのレーザの寸法がコ
ンパクトになるため、望ましい配置である。

【００２３】二つのレーザ源は、対向する出力部分が整
合された状態で同一のケース内に取り付けられる。

【００２４】該オルガナイザーフレームは、ポンプレー
ザ源及び補助フレームの上で主フレーム上に取り付け、
このフレームには、光ガイドが通る孔を形成することが
望ましい。

【００２５】実際上、この構成の場合、光ガイドの巻き
取りドラムは、その他の全ての構成要素から別個の面に
位置し、これにより、増幅器の組立てを容易にする。実
際には、補助フレーム及び主フレーム上に取り付けられ
た全ての構成要素から発する光ガイド接続部分は、経路
を通じて（孔を介して）オルガナイザーフレームの上に
位置し、又、何れか一方、又は両方のドラムに巻いた
後、相互に及びアクティブ光ガイド部分に接合すること
が出来る。

【００２６】組み立てを更に容易にするためには、補助
フレームは、二色カプラ、方向カプラ、光メータを含む
予め組み立てた単一体を形成する。その結果、増幅器の
最終の組立て中、補助フレーム上に取り付けた各種の構
成要素を相互に整合させる必要がなくなる。特に、方向
カプラをそのそれぞれの光メータに直接、接続すること
は、極めて短いガイドの相互接続部分を利用して実現可
能であり、これにより、より長い光ガイド部分の場合に
生ずるように、入力信号が光メータに及ぼす影響を回避
することが出来る。オルガナイザーフレームは、ドラム
の外部を伸長する保持用の周縁端を有する、略トレー状
の形状をしている。この形状は、ドラムに巻かれる光ガ
イドに有利であり、弛んだ光ガイドを軌道上に維持する
ことを可能にする。

【００２７】

【実施例】本発明による光増幅器の更なる特徴及び利点
は、添付図面と共に、本発明の好適な実施例に関する以
下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろ
う。

【００２８】入力絶縁体２と、第一の光メータ４に接続
された第一の方向カプラ３と、第一のポンプレーザ源６
に接続された第一の二色カプラ５と、アクティブ光ガイ
ドの第一の部分７と、第二のポンプレーザ源９に接続さ
れた第二の二色カプラ８と、アクティブ光ガイドの第二
の部分１０と、第二の光メータ１２に接続された第二の
方向カプラ１１と、出力絶縁体１３と、から成る（図４
に示した実施例において、光路に沿って、この順序で配
置される）、光増幅器、例えば、二段式増幅器が全体と
して、符号１で図面に示されている。各種の構成要素を
相互に接続する光ガイド部分の長さは、全て符号１４で
示してあり、接合、及びその接合の結果が不良である場
合の再接合の双方を許容するのに十分以上の長さであ
る。

【００２９】上述のように、アクティブ光ガイド部分を
通じてエネルギを励起させることが光信号が移動する方
向と同一方向に行われるようにしたこの構成（図４に図
示）は、以下に、本発明の単に一例としてのみ説明す
る。各種の構成要素は、例えば、上記の欧州特許出願第
0509577号の明細書に記載されたように、異なる方法で
接続し、入力段を通ずる励起が反対方向に行われるよう
にすることも出来る。増幅器の型式に従い、絶縁体２、
１３の一方、又はその双方共に省略してもよい。

【００３０】該増幅器１は、二つの長辺１６及び二つの
短辺１７を有する略矩形の板の形態の主フレーム１５を
備えている。主フレーム１５には、その短辺１７の一方
に、光ラインに接続可能に取り付けられた入力コネクタ
１９及び出力コネクタ２０を備える正面板１８が設けら
れる。入力コネクタ１９は、入力絶縁体２が内蔵されて
おり、コネクタ２０には、同様に、絶縁体が設けられる
場合、出力絶縁体１３が取り付けられる。光ガイドの二
つの接続部１４がコネクタ１９、２０から増幅器１の内
部まで伸長する。

【００３１】特に、図３を参照すると、該増幅器１は、
斜めに配置した二つの突出部２２を有する細長い板型式
の補助フレーム２１を備えている。

【００３２】該補助フレーム２１は、二つの二色カプラ
５、８及び二つの方向カプラ３、１１を収容し、これら
カプラの全ては、補助フレーム２１の長手方向軸線Ａに
沿って互いに平行に配置されている。補助フレーム２
１、具体的には、その突出部２２上には、二つの光メー
タ４、１２が取り付けられており、これら光メータ４、
１２は、余分な長さ部分は無い、符号１４ａで示す短い
光ガイド接続部分によりそれぞれ方向カプラ３、１１に
直接、接続されている。これらの全ての構成要素から、
光ガイド接続部分が伸長する。具体的には、各方向カプ
ラ３、１１からの二つの部分（二つの短い部分１４ａに
加えて）及び各二色カプラ５、８からの三つの合計１０
個の部分が伸長する。

【００３３】補助フレーム２１は、増幅器１を具体化す
るときに単一体として（但し、１０個の接続部が必要）
使用出来るように、その全ての構成要素を備えて完全に
予め組み立てられる。

【００３４】ポンプレーザ源６、９は、互いに反対側に
配置され且つ主軸Ｂに対して整合された二つの光出力部
分２４、２５を有する単一体２３に集合されている。該
単一体２３、及び補助フレーム２１は、以下に説明する
位置にて主フレーム１５の中央領域２６内に収容され
る。

【００３５】又、増幅器１は、光電気構成要素を作動さ
せ且つ制御するのに必要とされる電気及び電子構成要素
の全てを備える板２７も備えている。この板２７は、そ
れ自体公知であり、全体に関する限り重要でないため、
詳細な説明は、省略する。

【００３６】増幅器１は、オルガナイザーフレーム２８
を更に備え、該オルガナイザーフレーム２８は、張り出
し縁端２９を有し、その結果、トレー状の形状の略矩形
をしている。該オルガナイザーフレーム２８は、縁端２
９内に、同様であって且つ並んだ状態に保持された二つ
の巻き取りドラム３０を支持している。光ファイバが傷
付く虞れを生ずる迄、許容可能な最小曲げ半径に少なく
とも等しい半径のドラム３０は、単一構造体とし、又は
タブ３１により固着することが出来る。光ガイドの接続
部分１４を通すためにオルガナイザーフレーム２８に孔
３２が形成されている。アクティブ光ガイド部分７、１
０及び光ガイドの接続部分１４の一部がドラム３１の一
方、又はその双方に巻かれている。

【００３７】増幅器内の光ガイドの許容可能な最小曲げ
半径は、22ｍｍであることが望ましい。

【００３８】オルガナイザーフレーム２８は、ポンプレ
ーザ源、６、９、補助フレーム２１及び板２７と共に、
本体２３の上で主フレーム１５に取り付けられる。従っ
て、増幅器１の光学的及び電子構成要素は、オルガナイ
ザーフレーム２８の下に位置し、光ガイドの全ての部分
（アクティブ光ガイド部分７、１０、及び接続部分１４
を含む）がその上に位置する。

【００３９】本体２３は、二つのドラム３０の間で主フ
レーム１５を斜めに横断するように配置され、レーザ
６、９の主軸Ｂは、両方のドラム３０に対して略正接状
態に位置し、両端にてドラム３０から離れる。

【００４０】他方、補助フレーム２１は、その長辺１６
の一方の側の中間で二つのドラム３０の横方向に配置さ
れ、二つのドラム３０は、その同一側で軸線Ａに正接す
る。

【００４１】最後に、増幅器１は、図示しない頂部閉塞
カバーを備えている。増幅器１を組み立てるためには、
二つのコネクタ１９、２０（設けられる場合、絶縁体
２、１３と共に）、予め組み立てた補助フレーム２１、
本体２３及び板２７が主フレーム１５上に取り付けられ
る。１４個の接続光ガイド部分１４がこれら構成要素と
関係する。

【００４２】アクティブ光ガイド部分７、１０は、オル
ガナイザーフレーム２８のドラム３０の一方、又はその
双方に巻かれる。

【００４３】その後、全ての光ガイド部分１４が孔３２
を通るように注意して、オルガナイザーフレーム２８を
取り付ける。オルガナイザーフレーム２８が位置決めさ
れたならば、１４個の光ガイドの接続部分１４及びアク
ティブ光ガイド部分７、１０の４つの端部を所望の回路
の配置（例えば、図４に図示するような配置）に従って
共に接合する。適正な結合を容易にすべく、各種の光ガ
イド部分は、色コードで識別すると便宜である。

【００４４】

【発明の効果】最後に、増幅器１は、カバーで閉じる。
増幅器１内における各種の構成要素の合理的な配置は、
極めてコンパクトな設計を可能にし、又、光ガイドが全
て一つの面で容易に操作可能な状態で光ガイドの接合を
行うことが出来るため、より容易な組立て方法が可能と
なる。

【００４５】更に、レーザ６、９を主フレーム１５上の
中央に配置する結果、レーザ自体から発生される熱の放
散を促進することが出来る。実際、望ましいように、主
フレーム１５の板が熱伝導性材料で形成される限り、主
フレーム１５の寸法が小さいにも拘わらず、その表面全
体が熱を放散し、本体２３付近の温度を低下させること
が出来る。

【００４６】本発明の構造体は、増幅器全体の寸法を小
さくすることを許容し、光ガイドの曲げ半径の限界値に
等しい最小値の付近にし、光ガイドが巻かれる二つの対
向するドラムの外形内に略配置することが出来る。

【００４７】更に、補助フレーム２１が予め組み立てた
状態で設けられるため、本発明の構造体は、特に、光ガ
イドの接続部分１４を接合する重要な段階において、増
幅器１の組み立てを著しく容易にするものである。

【００４８】更に、二色カプラ５、８及び方向カプラ
３、１１は、その長手方向寸法に拘わらず、関係する光
ガイドの接続部分１４の配置に制約を課すことなく、増
幅器１内にきちっと配置することを可能にする。

【００４９】補助フレーム２１の組み立ては、適当な装
置を利用して別個に行うことが出来、特に、方向カプラ
をそのそれぞれの光メータに接続することにより、その
他の構成要素及び増幅器の構造に制約を課すことなく、
メータの最良の作動状態及び光の伝達を実現することを
可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による増幅器の分解斜視図である。

【図２】図１の増幅器の主フレームの平面図である。

【図３】図１の増幅器の補助フレームの拡大斜視図であ
る。

【図４】図１の増幅器の回路図である。

【符号の説明】

１ 増幅器 ３ 第一の方向
カプラ ４ 第一の光メータ ５ 二色カプラ ８ 第二の二色カプラ １１ 第二の方向
カプラ １２ 第二の光カプラ １４ 光ガイド接続部分 １５ 主フレーム １６ 主フレーム
の長辺 １７ 主フレームの短辺 １８ 主フレーム
正面板 １９ 入力コネクタ ２０ 出力コネク
タ ２１ 補助フレーム ２２ 突出部 ２３ 本体 ２４ 光出力 ２５ 光出力部分 ２６ 主フレーム
の中央領域 ２７ 板 ２８ オルガナイ
ザーフレーム ２９ オルガナイザーフレームの張り出し縁端 ３０ 巻き取りドラム ３１ タブ ３２ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステファノ・ヴァノリ イタリア共和国ベルガモ，ヴェルデリー ノ，ヴィア・ガーデニー ６ (72)発明者 マッシモ・アーミラッリョ イタリア共和国ベルガモ，ボッタヌーコ, ヴィア・コレオーニ 14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクティブ光ガイド部分（７、１０）
   と、 二色カプラ（５、８）と、 該二色カプラ（５、８）を通じて前記アクティブ光ガイ
   ド部分（７、１０）に作用するポンプレーザ源（６、
   ９）と、 それぞれの光メータ（４、１２）に関係する方向カプラ
   （３、１１）と、 各種の構成要素を接続する光ガイド
   接続部分（１４）と、を備える光増幅器にして、 互いに且つ補助フレーム（２１）の長手方向軸線（Ａ）
   に対して平行に配置された前記二色カプラ（５、８）及
   び前記方向カプラ（３、１１）の双方、及び光メータ
   （４、１２）を収容する補助フレーム（２１）と、 オルガナイザーフレーム（２８）と、 前記オルガナイザーフレーム（２８）上に離間した関係
   で並べて配置された二つの巻き取りドラム（３０）であ
   って、前記アクティブ光ガイド部分（７、１０）及び光
   ガイド接続部分（１４）が巻かれたドラム（３０）と、 前記オルガナイザーフレーム（２８）、前記補助フレー
   ム（２１）を有し、ポンプレーザ源（６、９）が取り付
   けられた主フレーム（１５）と、を備えることを特徴と
   する光増幅器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光増幅器にして、 前記オルガナイザーフレーム（２８）が、前記主フレー
   ム（１５）上に取り付けられた状態にて、 前記補助フレーム（２１）が、 その長手方向軸線（Ａ）が前記両ドラム（３０）に対し
   て略正接する状態で前記主フレーム（１５）の中央領域
   に取り付けられることを特徴とする光増幅器。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光増幅器にして、 前記二つのドラム（３０）がその同一側で前記補助フレ
   ーム（２１）の軸線に対して正接する位置で、 前記補助フレーム（２１）が、前記二つのドラム（３
   ０）の横方向に配置されることを特徴とする光増幅器。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光増幅器にして、 前記オルガナイザーフレーム（２８）が前記主フレーム
   （１５）に取り付けられた状態のとき、 ポンプレーザ源の主軸線に対して整合させた出力部分
   が、前記二つのドラム（３０）に対して略正接するよう
   に、 ポンプレーザ源（６、９）が、 該前記主フレーム（１５）の中央領域に取り付けられる
   ことを特徴とする光増幅器。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光増幅器にして、 前記ポンプレーザ源（６、９）が、 前記二つのドラム（３０）の間の中間で斜めに取り付け
   られ、これにより、 前記二つのドラム（３０）が、 その両側部で前記レーザ源（６、９）の主軸線（Ｂ）に
   対して正接するようにしたことを特徴とする光増幅器。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の光増幅器にして、 前記オルガナイザーフレーム（２８）が、 前記ポンプレーザ源（６、９）及び前記補助フレーム
   （２１）の上で前記主フレーム（１５）に取り付けら
   れ、 該オルガナイザーフレーム（２８）には、 前記光ガイド部分（１４）を通す孔（３２）が形成され
   ることを特徴とする光増幅器。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の光増幅器にして、 前記補助フレーム（２１）が、 前記二色カプラ（５、８）、前記方向カプラ（３、１
   １）及び前記光メータ（４、１２）と共に、 予め組み立てた単一体を形成することを特徴とする光増
   幅器。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の光増幅器にして、 前記ドラム（３０）が同様のものであり、 前記主フレーム（１５）及びオルガナイザーフレーム
   （２８）が、 略矩形の形状であることを特徴とする光増幅器。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の光増幅器にして、 前記オルガナイザーフレーム（２８）が、 前記ドラム（３０）の外部に配置された保持用周縁端
   （２９）を有する略トレー状の形状であることを特徴と
   する光増幅器。