JPH0653585A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台の光ファイバ増幅器で、２入力信号光を
混信なく一括して増幅しうるようにする。 【構成】 励起光源からの励起光が入射する単一本の希
土類ドープファイバ２と、この希土類ドープファイバ２
の両端にそれぞれ設けられた一対の光カプラ４，５と、
各光カプラ４，５を通じて信号光を希土類ドープファイ
バ２に双方向から入射する２つの信号光入射端子６，７
と、希土類ドープファイバ２での増幅信号光を各光カプ
ラ４，５を通じて取り出す２つの信号光出射端子８，９
とを備えて光ファイバ増幅器を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エルビウム(Ｅr)のよ
うな希土類がドーピングされた希土類ドープファイバに
信号光と励起光とを導いて、誘導放出効果により信号光
を増幅する光ファイバ増幅器に係り、詳しくは、２入力
信号光を一括して増幅しうるようにした光ファイバ増幅
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｅrのような希土類をドーピングした希
土類ドープファイバに信号光と励起光とを導入すると、
希土類ドープファイバでは、誘導放出効果によって信号
光が増幅される。このように光が光で増幅される作用を
利用したのが光ファイバ増幅器で、これは、通常、図６
の構成図に示すように構成されている。

【０００３】図６において、符号３１は信号光の入射コ
ネクタ、３２はレーザダイオードのような励起光源、３
３は励起光用の光カプラ、３４は希土類ドープファイ
バ、３５は信号光の出射コネクタである。

【０００４】入射コネクタ３１を通じて入射する信号光
は、光カプラ３３で励起光と混合されて希土類ドープフ
ァイバ３４に導入され、この希土類ドープファイバ３４
内で、誘導放出効果によって増幅される。

【０００５】なお、３６は、反射光を遮断して光を一方
向にのみ通過させる光アイソレータで、希土類ドープフ
ァイバ３４の両端にそれぞれ設けられる。３７は、信号
光の波長成分のみを通過させるバンドパスフィルタであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような光ファイ
バ増幅器は、信号光が送られる通信用光ファイバの１本
毎に１台設けられるのが普通で、図７に示すように、４
心のテープ心線Ｔに対しては、各光ファイバｆ毎に４台
の光ファイバ増幅器３８，…が設けられる。そのため、
多数の光ファイバ増幅器３８が必要となり、占有スペー
スが大きくなるばかりか、コストがかさむ。

【０００７】これに対しては、複数本の通信用光ファイ
バの信号光を光カプラで一旦混合した上で、単一の光フ
ァイバ増幅器に導入し、その増幅器で一括して増幅し、
その増幅出力を分波器で分波して、各通信用光ファイバ
に送り出すようにすることが考えられる。

【０００８】しかしながら、各通信用光ファイバの信号
光は、伝送効率のよい波長である１.５５μmに近接した
波長帯(たとえば、１.５４〜１.５６μm)に設定される
から、増幅後にこのように近接した波長帯の信号光を分
波することが難しく、雑音や伝送損失、あるいは混信を
生じたり、分波器が著しく高価なものとなったりする。

【０００９】ところで、光ファイバ増幅器では、希土類
ドープファイバのどちら側から信号光を入射しても、す
なわち、信号光を励起光の入射方向と同方向に入射して
も、また励起光の入射方向と逆方向に入射しても、その
信号光は増幅される、という事実がある。

【００１０】本発明は、この事実に着目しこれを利用し
て、２本の通信用光ファイバから入力する信号光を１台
の光ファイバ増幅器で混信のない状態で一括して増幅し
うるようにして、テープ心線等の複数本の通信用光ファ
イバに接続する光ファイバ増幅器の数を削減することを
課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
達成するために、励起光源からの励起光が入射する単一
本の希土類ドープファイバと、この希土類ドープファイ
バの両端にそれぞれ設けられた一対の光カプラと、各光
カプラを通じて信号光を希土類ドープファイバに双方向
から入射する２つの信号光入射端子と、希土類ドープフ
ァイバでの増幅信号光を各光カプラを通じて取り出す２
つの信号光出射端子とを備えて光ファイバ増幅器を構成
した。

【００１２】

【作用】上記の構成において、２つの入射端子から入射
する信号光は、それぞれ対応する光カプラを通じて、希
土類ドープファイバに互いに逆方向に入射して、それぞ
れ増幅される。増幅された信号光は、希土類ドープファ
イバの出射側にある他方の光カプラで分配されて、それ
ぞれの出射端子から出射される。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る光ファイバ
増幅器の構成図である。

【００１４】この実施例の光ファイバ増幅器は、単一の
励起光源１と、単一本の希土類ドープファイバ２と、励
起光用の光カプラ３と、第１および第２の信号光用光カ
プラ４，５と、第１および第２の入射コネクタ６，７
と、第１および第２の出射コネクタ８，９とを備えたも
のである。

【００１５】励起光源１は、例えば波長１.４８μmのレ
ーザ光を発生するレーザダイオードであって、励起光用
光ファイバ１０と、前記した励起光用光カプラ３を通じ
て、希土類ドープファイバ２に励起光を入射するように
なっている。希土類ドープファイバ２は、コアにＥｒの
ような希土類がドーピングされた光ファイバである。第
１および第２の信号光用光カプラ４，５は、希土類ドー
プファイバ２からの増幅光を分配出射する光分配器とし
て希土類ドープファイバ２の両端に設けられるもので、
この例では入射光を５０％−５０％の割合で分配するよ
う、いわゆる３dＢの光カプラが使用される。このう
ち、第１の光カプラ４は、希土類ドープファイバ２の励
起光入射側に設けられ、その単一の結合出力部が励起光
用光カプラ３の信号光入射部に接続される。第２の光カ
プラ５は、その単一の結合出力部が希土類ドープファイ
バ２の励起光出射側に接続される。

【００１６】そして、各信号光用光カプラ４，５の被結
合入力部に、入射コネクタ６，７と出射コネクタ８，９
とが接続される。すなわち、第１の光カプラ４の２つの
被結合入力部のうち、一方の被結合入力部に第１入射コ
ネクタ６が接続され、他方の被結合入力部に第２出射コ
ネクタ９が接続される。第２の光カプラ５については、
その一方の被結合入力部に第２入射コネクタ７が接続さ
れ、他方の被結合入力部に第１出射コネクタ８が接続さ
れる。

【００１７】上記の構成において、各入射コネクタ６，
７から入射する信号光は、それぞれ対応する信号光用光
カプラ４，５を通じて、希土類ドープファイバ２に互い
に逆方向に入射する。すなわち、第１入射コネクタ６か
らの信号光は、第１光カプラ４を通じて、励起光と同方
向に希土類ドープファイバ２に入射する。また、第２入
射コネクタ７からの信号光は、第２光カプラ５を通じ
て、励起光とは逆方向に希土類ドープファイバ２に入射
する。入射した各信号光は、励起光によりポンピングさ
れている希土類ドープファイバ２を通過することで、そ
れぞれ増幅される。このように、希土類ドープファイバ
２では、双方向の増幅が行われるので、入力信号光は互
いに混信することがなく、したがって分波する必要もな
い。

【００１８】増幅された各信号光は、希土類ドープファ
イバ２の反対側にある他方の光カプラ４，５で分配され
て、それぞれの出射コネクタ８，９から出射される。こ
の場合、増幅信号光は、光カプラ４(５)で２方向に分配
されることで出力レベルが低下するが、希土類ドープフ
ァイバ２で充分に高いレベルに増幅されているから、入
射コネクタ６(７)での入射レベルと比べると、利得に問
題はない。このようにして、２つの入射コネクタ６，７
から入射した信号光は、単一本の希土類ドープファイバ
２で増幅され、その増幅出力がそれぞれ２つの出射コネ
クタ８，９から取り出せる。

【００１９】図２は、本発明の他の実施例に係る光ファ
イバ増幅器の構成図で、この実施例では、各入射コネク
タ６，７と、これに対応する光カプラ４，５との間に、
それぞれ反射光を遮断する光アイソレータ１１，１１が
介装されている。その他の部分は、図１の実施例と同じ
であるので、同一部分には同一の符号を付して、詳細な
説明は省略する。このように、光アイソレータ１１や、
信号光の波長成分のみを通過させるバンドパスフィルタ
は、光ファイバ増幅器の内部で、適宜、各信号光の経路
に設ければよい。

【００２０】たとえば、図３に示すように、各入射コネ
クタ６，７および出射コネクタ８，９と、光カプラ４，
５との間に、それぞれ反射光を遮断する光アイソレータ
１１，１１，１１，１１を介装するようにすれば、光フ
ァイバ増幅器の内部ではいずれも反射端がないので、低
雑音特性を有する理想的な回路が構成される。

【００２１】本発明の光ファイバ増幅器は、以上のよう
な構成を有するものであればよく、その組立構造や、部
品配置まで限定しないが、製品化する場合、各部分、特
に入出力部は、図４の組立配置図のように構成すること
が望ましい。すなわち、装置基板１２の左右一方側に２
つの入射コネクタ６，７が片寄せ配置され、他方側に２
つの出射コネクタ８，９が片寄せ配置される。そして、
入射コネクタ６，７および出射コネクタ８，９から引き
出された光ファイバが、それぞれ引き回されて対応する
光カプラ４，５に接続される。なお、この図の例では、
各入射コネクタ６，７の後段にそれぞれ光アイソレータ
１１，１１が設けられ、各出射コネクタ８，９の前段に
パンドパスフィルタ１３，１３が設けられている。

【００２２】上記のように、本発明の光ファイバ増幅器
は、単一本の希土類ドープファイバ２で２入力信号光を
一括増幅する増幅器であって、１台の光ファイバ増幅器
に２本の通信用光ファイバを接続することができ、図５
の接続図に示すように、４心のテープ心線Ｔに対して
は、４本の光ファイバｆ，…に２台の光ファイバ増幅器
１４，１４があればよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明による光ファイバ増幅器は、単一
本の希土類ドープファイバでの双方向増幅により、２入
力信号光を混信なく一括増幅するもので、１台の増幅器
に２本の通信用光ファイバを接続可能で、複数本の通信
用光ファイバに設ける増幅器の数を従来の半数に削減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光ファイバ増幅器の構
成図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る光ファイバ増幅器の
構成図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例に係る光ファイバ増
幅器の構成図である。

【図４】本発明の光ファイバ増幅器の組立配置図であ
る。

【図５】本発明の光ファイバ増幅器の使用状態を示す接
続図である。

【図６】従来の光ファイバ増幅器の構成図である。

【図７】従来の光ファイバ増幅器の使用状態を示す接続
図である。

【符号の説明】

１ 励起光源 ２ 希土類ドープファイバ ３ 励起光用光カプラ ４ 第１の信号光用光カプラ ５ 第２の信号光用光カプラ ６ 第１入射コネクタ ７ 第２入射コネクタ ８ 第１出射コネクタ ９ 第２出射コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 正隆 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 木村 康郎 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光源からの励起光が入射する単一本
   の希土類ドープファイバ(２)と、 この希土類ドープファイバ(２)の両端にそれぞれ設けら
   れた一対の光カプラ(４，５)と、 各光カプラ(４，５)を通じて信号光を希土類ドープファ
   イバ(２)に双方向から入射する２つの信号光入射端子
   (６，７)と、 希土類ドープファイバ(２)での増幅信号光を各光カプラ
   (４，５)を通じて取り出す２つの信号光出射端子(８，
   ９)と、 を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。