JPH0715074A - 波長多重用光増幅器 - Google Patents
波長多重用光増幅器Info
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- JPH0715074A JPH0715074A JP15025093A JP15025093A JPH0715074A JP H0715074 A JPH0715074 A JP H0715074A JP 15025093 A JP15025093 A JP 15025093A JP 15025093 A JP15025093 A JP 15025093A JP H0715074 A JPH0715074 A JP H0715074A
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- JP
- Japan
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- optical
- optical fiber
- wavelength
- light
- rare earth
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 希土類光ファイバを用いた波長多重用光増幅
器において、上記光ファイバ中で発生する自然放出光を
抑圧して信号先の増幅の高利得化を図ることである。 【構成】 波長の変化に対して周期的な透過特性を有す
る光ファイバ形光結合器４１１などの光フィルタを、希
土類光ファイバ４０８、４０９、４１０の途中に挿入
し、多重化された信号光の波長を上記光フィルタの透過
波長と一致させることにより、信号光を透過させる一
方、自然放出光を減衰させるようにした。
器において、上記光ファイバ中で発生する自然放出光を
抑圧して信号先の増幅の高利得化を図ることである。 【構成】 波長の変化に対して周期的な透過特性を有す
る光ファイバ形光結合器４１１などの光フィルタを、希
土類光ファイバ４０８、４０９、４１０の途中に挿入
し、多重化された信号光の波長を上記光フィルタの透過
波長と一致させることにより、信号光を透過させる一
方、自然放出光を減衰させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ通信に用いら
れる光直接増幅器にあって、波長多重方式で高い信号光
利得が得られる光増幅器に関するものである。
れる光直接増幅器にあって、波長多重方式で高い信号光
利得が得られる光増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素を添加した光ファイバ（本明
細書において希土類光ファイバという）はレーザ活性媒
質としての特性を有しており、これを用いる光ファイバ
増幅器が実現している。たとえば、１マイクロワット
（μＷ）の信号光と１００ミリワット（ｍＷ）の励起光
を同一の希土類光ファイバに入射し、１０メートル
（ｍ）程度伝搬すると、信号光は容易に１ｍＷ程度に増
幅される。
細書において希土類光ファイバという）はレーザ活性媒
質としての特性を有しており、これを用いる光ファイバ
増幅器が実現している。たとえば、１マイクロワット
（μＷ）の信号光と１００ミリワット（ｍＷ）の励起光
を同一の希土類光ファイバに入射し、１０メートル
（ｍ）程度伝搬すると、信号光は容易に１ｍＷ程度に増
幅される。
【０００３】図１は公知である光ファイバ増幅器の基本
構成を示したもので、１０１は信号光を入力するための
光コネクタコード、１０２は信号光と励起光を合波する
ための光合波器、１０３は希土類光ファイバ、１０４は
雑音除去のための光フィルタ、１０５は信号光を出力す
るための光コネクタコード、１０６および１０７は戻り
光を阻止するための光アイソレータ、１０８は励起光源
である。希土類元素としてはエルビュウムをドープした
エルビュウム光ファイバが一般的であり、その場合に
は、励起光源１０８には発振波長１．４８ミクロンメー
トル（μｍ）の半導体レーザが用いられ、信号光の波長
は１．５５μｍが適している。
構成を示したもので、１０１は信号光を入力するための
光コネクタコード、１０２は信号光と励起光を合波する
ための光合波器、１０３は希土類光ファイバ、１０４は
雑音除去のための光フィルタ、１０５は信号光を出力す
るための光コネクタコード、１０６および１０７は戻り
光を阻止するための光アイソレータ、１０８は励起光源
である。希土類元素としてはエルビュウムをドープした
エルビュウム光ファイバが一般的であり、その場合に
は、励起光源１０８には発振波長１．４８ミクロンメー
トル（μｍ）の半導体レーザが用いられ、信号光の波長
は１．５５μｍが適している。
【０００４】図１の希土類光ファイバ１０３の中で信号
光が増幅されるが、それと同時に１０３の中では自然放
出光が発生し、信号光と同様に増幅される。増幅された
自然放出光は通常Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎ
ｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎを略してＡＳＥと称され
る。ＡＳＥは雑音であり光通信にとっては有害であるの
で、１０４の雑音除去のための光フィルタによって大部
分は除去される。しかし、希土類光ファイバ１０３の中
で増幅されることにかわりはないので、励起光が無駄に
使用されているという問題が残っている。このことを解
決するために、希土類光ファイバ１０３の途中にも光フ
ィルタを挿入することが文献（Ｈ．Ｍａｓｕｄａ ａｎ
ｄ Ｔ．Ｔａｋａｄａ：Ｈｉｇｈ ｇａｉｎ ｔｗｏ
ｓｔａｇｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅ
ｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉ
ｅｒ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ
ｌ．２，Ｎｏ．１０，ｐｐ．６６１−６６２，１９９
０）に提案されている。波長多重方式では、希土類光フ
ァイバ１０３を異なる波長をもつ複数の信号光が伝搬す
ることになるが、その場合のＡＳＥの抑圧方法について
は提案されていない。
光が増幅されるが、それと同時に１０３の中では自然放
出光が発生し、信号光と同様に増幅される。増幅された
自然放出光は通常Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎ
ｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎを略してＡＳＥと称され
る。ＡＳＥは雑音であり光通信にとっては有害であるの
で、１０４の雑音除去のための光フィルタによって大部
分は除去される。しかし、希土類光ファイバ１０３の中
で増幅されることにかわりはないので、励起光が無駄に
使用されているという問題が残っている。このことを解
決するために、希土類光ファイバ１０３の途中にも光フ
ィルタを挿入することが文献（Ｈ．Ｍａｓｕｄａ ａｎ
ｄ Ｔ．Ｔａｋａｄａ：Ｈｉｇｈ ｇａｉｎ ｔｗｏ
ｓｔａｇｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅ
ｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｒｅ ａｍｐｌｉｆｉ
ｅｒ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ
ｌ．２，Ｎｏ．１０，ｐｐ．６６１−６６２，１９９
０）に提案されている。波長多重方式では、希土類光フ
ァイバ１０３を異なる波長をもつ複数の信号光が伝搬す
ることになるが、その場合のＡＳＥの抑圧方法について
は提案されていない。
【０００５】図２は、波長多重された信号光用の光フィ
ルタの構成で、４波長多重の例である。２０１は信号光
を入力するための光コネクタコード、２０２は信号光を
波長別に分離する光分波器、２０３、２０４、２０５お
よび２０６は狭帯域光フィルタ、２０７は波長の異なる
信号光を合波する合波器、２０８は信号光を出力するた
めの光コネクタコードである。この光フィルタの機能は
明瞭である。４つの信号光に個別の光フィルタを用いて
信号以外の波長成分を減衰させるものである。公開特許
公報昭６２−２４５７４０では、このフィルタを、光増
幅器の後、すなわち光増幅器に続く光伝送路に挿入する
方法が提案されている。また、該公報では、波長の周期
的な透過特性を有する干渉形フィルタを同様に挿入する
ことが提案されている。それらの方法の意図する所は、
光増幅器で発生したＡＳＥを除去することであるが、光
増幅器の高利得化にはなんら寄与しない。
ルタの構成で、４波長多重の例である。２０１は信号光
を入力するための光コネクタコード、２０２は信号光を
波長別に分離する光分波器、２０３、２０４、２０５お
よび２０６は狭帯域光フィルタ、２０７は波長の異なる
信号光を合波する合波器、２０８は信号光を出力するた
めの光コネクタコードである。この光フィルタの機能は
明瞭である。４つの信号光に個別の光フィルタを用いて
信号以外の波長成分を減衰させるものである。公開特許
公報昭６２−２４５７４０では、このフィルタを、光増
幅器の後、すなわち光増幅器に続く光伝送路に挿入する
方法が提案されている。また、該公報では、波長の周期
的な透過特性を有する干渉形フィルタを同様に挿入する
ことが提案されている。それらの方法の意図する所は、
光増幅器で発生したＡＳＥを除去することであるが、光
増幅器の高利得化にはなんら寄与しない。
【０００６】図３は従来から知られている光ファイバ形
光結合器の動作を説明するための、光結合器の構造の概
略であり、２本の光ファイバの一部が溶融接合されてい
ることを示している。コアが接近している部分を以下で
は結合部という。３０１、３０２および３０３は、それ
ぞれ一方の光ファイバの入力端と出力端およびコア、３
０４、３０５および３０６は、それぞれ他方の光ファイ
バの入力端と出力端およびコアである。３０７は結合部
を示している。光結合器を構成する２本の光ファイバの
構造が同一であるとき、結合部始端からの距離ｚにおけ
る光波の振幅Ａ1(ｚ）およびＡ2(ｚ）が、結合部の始端
での振幅Ａ1(ｏ）、Ａ2(ｏ）を用いて、次式で表される
ことが光結合理論によって明らかになっている。
光結合器の動作を説明するための、光結合器の構造の概
略であり、２本の光ファイバの一部が溶融接合されてい
ることを示している。コアが接近している部分を以下で
は結合部という。３０１、３０２および３０３は、それ
ぞれ一方の光ファイバの入力端と出力端およびコア、３
０４、３０５および３０６は、それぞれ他方の光ファイ
バの入力端と出力端およびコアである。３０７は結合部
を示している。光結合器を構成する２本の光ファイバの
構造が同一であるとき、結合部始端からの距離ｚにおけ
る光波の振幅Ａ1(ｚ）およびＡ2(ｚ）が、結合部の始端
での振幅Ａ1(ｏ）、Ａ2(ｏ）を用いて、次式で表される
ことが光結合理論によって明らかになっている。
【０００７】 Ａ1(ｚ）＝Ａ1(ｏ）ｃｏｓＣｚ＋ｊＡ2(ｏ）ｓｉｎＣｚ ……(1) Ａ2(ｚ）＝Ａ2(ｏ）ｃｏｓＣｚ＋ｊＡ1(ｏ）ｓｉｎＣｚ ……(2) ただし、ｊは虚数を表す。また、Ｃは結合係数と呼ば
れ、結合部の形状と伝搬する光波の波長の関数である。
式(1) 、(2) はＡ1(ｚ）およびＡ2(ｚ）がＣｚの変化に
対して周期的に変化することを示している。このような
光ファイバ形光結合器は従来より、２つの光波の合波器
や分波器として用いられている。合波される一つの光波
の波長をλ1 、他方の光波の波長をλ2 とし、λ1 の光
波を３０１に入射し、λ2 の光波を３０４に入射する。
λ1 の光波は結合部を伝搬するにつれ３０３→３０６→
３０３→３０６というように伝搬路が入れ替わる。λ2
の光波は結合部を伝搬するにつれ３０６→３０３→３０
６→３０３というように伝搬路が入れ替わる。λ1 の光
波とλ2 の光波は波長が異なるので結合係数が異なり、
伝搬路の入れ替わる周期が異なるので、λ1 の光波とλ
2 の光波が同時に、３０２から出力する結合部長が存在
する。このような結合部長を選ぶと合波器となる。同じ
構造の結合器で、入力端と出力端とし、出力端を入力端
として用いると、光の分波器となる。従来、光ファイバ
形光結合器は上述のような光の光合分波器として用いら
れているが、多波長用の光フィルタとして用いられた例
はなく、また、希土類光ファイバの途中に挿入して、自
然放出光の増幅を抑圧するといったことは実施された例
がない。
れ、結合部の形状と伝搬する光波の波長の関数である。
式(1) 、(2) はＡ1(ｚ）およびＡ2(ｚ）がＣｚの変化に
対して周期的に変化することを示している。このような
光ファイバ形光結合器は従来より、２つの光波の合波器
や分波器として用いられている。合波される一つの光波
の波長をλ1 、他方の光波の波長をλ2 とし、λ1 の光
波を３０１に入射し、λ2 の光波を３０４に入射する。
λ1 の光波は結合部を伝搬するにつれ３０３→３０６→
３０３→３０６というように伝搬路が入れ替わる。λ2
の光波は結合部を伝搬するにつれ３０６→３０３→３０
６→３０３というように伝搬路が入れ替わる。λ1 の光
波とλ2 の光波は波長が異なるので結合係数が異なり、
伝搬路の入れ替わる周期が異なるので、λ1 の光波とλ
2 の光波が同時に、３０２から出力する結合部長が存在
する。このような結合部長を選ぶと合波器となる。同じ
構造の結合器で、入力端と出力端とし、出力端を入力端
として用いると、光の分波器となる。従来、光ファイバ
形光結合器は上述のような光の光合分波器として用いら
れているが、多波長用の光フィルタとして用いられた例
はなく、また、希土類光ファイバの途中に挿入して、自
然放出光の増幅を抑圧するといったことは実施された例
がない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】希土類光ファイバを用
いる光増幅器では、信号光の波長以外の波長の光が自然
発生しさらに増幅されるため、信号光の増幅利得を高め
るためには、希土類光ファイバの途中に信号光と励起光
のみを透過させる光フィルタを挿入することが有効であ
るが、波長多重された信号光を増幅する場合の自然放出
光抑圧方法は提案されていなかった。光波長多重通信に
用いられる光分波器によって各波長成分を取り出し、各
波長の出力端に狭帯域な波長可変フィルタを接続し、さ
らに光合波器で多重化して光信号を取り出す方法は、従
来技術から類推できるが、挿入損失が１０デシベル（ｄ
Ｂ）程度と大きく、これを希土類光ファイバの途中に挿
入しても高利得化には寄与しないという欠点がある。
いる光増幅器では、信号光の波長以外の波長の光が自然
発生しさらに増幅されるため、信号光の増幅利得を高め
るためには、希土類光ファイバの途中に信号光と励起光
のみを透過させる光フィルタを挿入することが有効であ
るが、波長多重された信号光を増幅する場合の自然放出
光抑圧方法は提案されていなかった。光波長多重通信に
用いられる光分波器によって各波長成分を取り出し、各
波長の出力端に狭帯域な波長可変フィルタを接続し、さ
らに光合波器で多重化して光信号を取り出す方法は、従
来技術から類推できるが、挿入損失が１０デシベル（ｄ
Ｂ）程度と大きく、これを希土類光ファイバの途中に挿
入しても高利得化には寄与しないという欠点がある。
【０００９】そこで、本発明は、光ファイバ光増幅器の
自然放出光抑圧による高利得化が波長多重光信号に対し
て図られた、波長多重光信号用の光増幅器を提供するこ
とを課題とする。
自然放出光抑圧による高利得化が波長多重光信号に対し
て図られた、波長多重光信号用の光増幅器を提供するこ
とを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】波長変化に対して周期的
な透過特性を有し、かつ透過波長における光損が小さい
光フィルタとして、近接する２本の光フィルタのコアの
間で、波長変化に対して周期的な光の結合を有する光フ
ァイバ形光結合器、あるいは光の共振器である光ファイ
バファブリペロフィルタ、あるいは多層薄膜の作用によ
る干渉フィルタを希土類光ファイバの途中の１以上の箇
所に挿入する構成とした。光ファイバ形光結合器にあっ
ては結合部の形状設計により、干渉フィルタにあっては
膜の種類と厚みにより、また、光ファイバファブリペロ
フィルタにあっては共振器部の設計により、周期的な透
過波長を所望の波長とすることができる。また、信号光
の波長も有る程度は可変である。したがって、波長多重
化された信号の波長と周期的な透過波長とを厳密に一致
させることが可能である。
な透過特性を有し、かつ透過波長における光損が小さい
光フィルタとして、近接する２本の光フィルタのコアの
間で、波長変化に対して周期的な光の結合を有する光フ
ァイバ形光結合器、あるいは光の共振器である光ファイ
バファブリペロフィルタ、あるいは多層薄膜の作用によ
る干渉フィルタを希土類光ファイバの途中の１以上の箇
所に挿入する構成とした。光ファイバ形光結合器にあっ
ては結合部の形状設計により、干渉フィルタにあっては
膜の種類と厚みにより、また、光ファイバファブリペロ
フィルタにあっては共振器部の設計により、周期的な透
過波長を所望の波長とすることができる。また、信号光
の波長も有る程度は可変である。したがって、波長多重
化された信号の波長と周期的な透過波長とを厳密に一致
させることが可能である。
【００１１】
【作用】波長変化に対して周期的な透過特性を有する光
フィルタが希土類光ファイバの途中に挿入されている
と、透過波長以外の波長はこの光フィルタによって大き
な減衰を受けるため、自然放出光の増幅が抑圧され、光
増幅器の励起光は信号光に対して効果的に作用し、高利
得な波長多重光増幅器となる。
フィルタが希土類光ファイバの途中に挿入されている
と、透過波長以外の波長はこの光フィルタによって大き
な減衰を受けるため、自然放出光の増幅が抑圧され、光
増幅器の励起光は信号光に対して効果的に作用し、高利
得な波長多重光増幅器となる。
【００１２】
【実施例】図４は本発明の実施例の構成の概略図であ
る。４０１は光増幅器の信号入力のための光コネクタコ
ード、４０２、４０３は励起光と信号光の光合波器、４
０４、４０５は励起光源、４０６、４０７は光アイソレ
ータ、４０８、４０９および４１０は希土類光ファイ
バ、４１１、４１２および４１３は光ファイバ形光結合
器部である。図４は、４１１、４１２および４１３が挿
入されていることを除くと、従来よりよく知られている
両方向励起形の光増幅器である。
る。４０１は光増幅器の信号入力のための光コネクタコ
ード、４０２、４０３は励起光と信号光の光合波器、４
０４、４０５は励起光源、４０６、４０７は光アイソレ
ータ、４０８、４０９および４１０は希土類光ファイ
バ、４１１、４１２および４１３は光ファイバ形光結合
器部である。図４は、４１１、４１２および４１３が挿
入されていることを除くと、従来よりよく知られている
両方向励起形の光増幅器である。
【００１３】図５は光ファイバ形光結合器部の構成の概
略図である。５０１は信号光および励起光の入力端、５
０２は信号光と励起光の光分波器、５０３は光ファイバ
形光結合器、５０４は励起光のバイパスとなる光ファイ
バ、５０５は信号光と励起光の光合波器、５０６は信号
光と励起光の出力端である。図５の光ファイバ形光結合
器部の機能について説明する。励起光と複数の波長の光
波からなる信号光は５０１から入射する。励起光は、５
０２、５０４、５０５を通過して、５０６から出力す
る。信号光は５０１、５０２、５０３、５０５を通過し
て、５０６から出力する。光ファイバ形光結合器の構造
は図３に示すものであるが、本発明では信号光は３０１
から入射し、３０２から出力するのみで、３０４や３０
５は開放端である。式(1) において、Ａ2(ｏ）＝０、結
合部長＝Ｌとすると、 Ａ1(ｚ）＝Ａ1(ｏ）ｃｏｓＣＬ ……(3) となるが、波長が変化すると結合係数Ｃが変化するた
め、波長を連続的に変化させると、３０３で観測される
光強度は正弦関数的に変化する。すなわち、特定の波長
の光波はほとんど減衰することなく３０３から出力する
が、その中間の波長の光波は大きい減衰を受ける。以下
では、ほとんど減衰することなく出力する波長を完全透
過波長という。複数の信号光の波長を、完全透過波長と
一致させることにより、信号光は小さい光損で伝搬し、
信号光以外の波長の光すなわち、自然放出光は大きい減
衰を受ける。このような作用によって、自然放出光の増
幅により励起光の消耗が阻止され、信号光にとって高利
得な光増幅器となる。
略図である。５０１は信号光および励起光の入力端、５
０２は信号光と励起光の光分波器、５０３は光ファイバ
形光結合器、５０４は励起光のバイパスとなる光ファイ
バ、５０５は信号光と励起光の光合波器、５０６は信号
光と励起光の出力端である。図５の光ファイバ形光結合
器部の機能について説明する。励起光と複数の波長の光
波からなる信号光は５０１から入射する。励起光は、５
０２、５０４、５０５を通過して、５０６から出力す
る。信号光は５０１、５０２、５０３、５０５を通過し
て、５０６から出力する。光ファイバ形光結合器の構造
は図３に示すものであるが、本発明では信号光は３０１
から入射し、３０２から出力するのみで、３０４や３０
５は開放端である。式(1) において、Ａ2(ｏ）＝０、結
合部長＝Ｌとすると、 Ａ1(ｚ）＝Ａ1(ｏ）ｃｏｓＣＬ ……(3) となるが、波長が変化すると結合係数Ｃが変化するた
め、波長を連続的に変化させると、３０３で観測される
光強度は正弦関数的に変化する。すなわち、特定の波長
の光波はほとんど減衰することなく３０３から出力する
が、その中間の波長の光波は大きい減衰を受ける。以下
では、ほとんど減衰することなく出力する波長を完全透
過波長という。複数の信号光の波長を、完全透過波長と
一致させることにより、信号光は小さい光損で伝搬し、
信号光以外の波長の光すなわち、自然放出光は大きい減
衰を受ける。このような作用によって、自然放出光の増
幅により励起光の消耗が阻止され、信号光にとって高利
得な光増幅器となる。
【００１４】図６は、代表的な光増幅器であるエルビュ
ウムドープ光ファイバ増幅器で、２波長多重増幅可能な
光ファイバ形光結合器の特性の測定例である。横軸は波
長を表し、縦軸は透過光損を表している。完全透過波長
は１．５３μｍと１．５７μｍの２波長である。
ウムドープ光ファイバ増幅器で、２波長多重増幅可能な
光ファイバ形光結合器の特性の測定例である。横軸は波
長を表し、縦軸は透過光損を表している。完全透過波長
は１．５３μｍと１．５７μｍの２波長である。
【００１５】完全透過波長の波長間隔が大きい程、光フ
ァイバ形光結合器の製作は容易であるが、結合器部長を
長くすることにより、間隔を小さくできる。
ァイバ形光結合器の製作は容易であるが、結合器部長を
長くすることにより、間隔を小さくできる。
【００１６】自然放出光は希土類光ファイバを伝搬する
につれ、イクスポネンシャルに強度が大きくなるため、
希土類光ファイバ中に適切な間隔で、光ファイバ形光結
合部を複数個挿入するのがよい。しかし、完全透過波長
においても透過光損があるため、個数には上限が存在す
る。
につれ、イクスポネンシャルに強度が大きくなるため、
希土類光ファイバ中に適切な間隔で、光ファイバ形光結
合部を複数個挿入するのがよい。しかし、完全透過波長
においても透過光損があるため、個数には上限が存在す
る。
【００１７】図５においては、励起光のためのバイパス
を設けることによって励起光の減衰を回避しているが、
励起光が完全透過波長に一致するように光ファイバ形光
結合器を設計できる場合がある。エルビュウムドープ光
ファイバ増幅器のように、励起光波長（＝１．４８μ
ｍ）が信号光波長に近接している場合には可能となり、
この場合には信号光と励起光の光合分波器が不要となっ
て、波長多重用光増幅器のコストダウンを図れる。
を設けることによって励起光の減衰を回避しているが、
励起光が完全透過波長に一致するように光ファイバ形光
結合器を設計できる場合がある。エルビュウムドープ光
ファイバ増幅器のように、励起光波長（＝１．４８μ
ｍ）が信号光波長に近接している場合には可能となり、
この場合には信号光と励起光の光合分波器が不要となっ
て、波長多重用光増幅器のコストダウンを図れる。
【００１８】光ファイバ形光結合器は通常石英系の光フ
ァイバで製作されるが、光増幅器を構成する希土類光フ
ァイバと同じ光ファイバで製作することが透過光損を小
さくする上で効果的である。
ァイバで製作されるが、光増幅器を構成する希土類光フ
ァイバと同じ光ファイバで製作することが透過光損を小
さくする上で効果的である。
【００１９】周期的な透過波長を有する光部品としては
光ファイバファブリペロフィルタと呼ばれる一種の共振
器を用いることができる。これは近接した２平面間で光
の多重反射をおこさせると、透過波長に周期的な鋭い波
長選択性が現れる物理現象を利用したもので、市販品を
利用できる。波長選択性が良いので、ＡＳＥを効果的に
抑圧できるが、高価であることと、光ファイバ形光結合
器より挿入光損が大きいという欠点がある。
光ファイバファブリペロフィルタと呼ばれる一種の共振
器を用いることができる。これは近接した２平面間で光
の多重反射をおこさせると、透過波長に周期的な鋭い波
長選択性が現れる物理現象を利用したもので、市販品を
利用できる。波長選択性が良いので、ＡＳＥを効果的に
抑圧できるが、高価であることと、光ファイバ形光結合
器より挿入光損が大きいという欠点がある。
【００２０】周期的な透過波長を有する光部品としては
誘電体の多層膜による光の干渉を利用した干渉フィルタ
を用いることができる。薄膜の材料と膜厚および層数の
組み合わせによって、種々の特性の干渉フィルタが開発
されている。図７は、干渉フィルタの特性の実測値の一
例である。図の横軸は波長を、縦軸は透過率である。透
過率最大の波長における光損は０．６ｄＢであり、２番
目に大きい透過波長では光損は１．２ｄＢである。これ
らの２波長はエルビュウムドープ光ファイバの増幅に適
した波長ではないが、透過率が極大となる波長の差は２
０ｎｍであるので、膜厚の設計変更により、エルビュウ
ムドープ光ファイバの増幅波長域の約５０ｎｍに対して
は、２波長以上の透過波長が得られると推測できる。
誘電体の多層膜による光の干渉を利用した干渉フィルタ
を用いることができる。薄膜の材料と膜厚および層数の
組み合わせによって、種々の特性の干渉フィルタが開発
されている。図７は、干渉フィルタの特性の実測値の一
例である。図の横軸は波長を、縦軸は透過率である。透
過率最大の波長における光損は０．６ｄＢであり、２番
目に大きい透過波長では光損は１．２ｄＢである。これ
らの２波長はエルビュウムドープ光ファイバの増幅に適
した波長ではないが、透過率が極大となる波長の差は２
０ｎｍであるので、膜厚の設計変更により、エルビュウ
ムドープ光ファイバの増幅波長域の約５０ｎｍに対して
は、２波長以上の透過波長が得られると推測できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光フ
ァイバ増幅器の希土類光ファイバの途中に、複数の波長
の光波が選択的に透過する光ファイバ形の光結合器や光
ファイバファブリペロフィルタあるいは干渉フィルタを
挿入するので、波長多重された光信号を増幅する場合、
信号光以外の光の増幅が抑圧され、複数の信号光におい
て高利得が得られるという効果がある。
ァイバ増幅器の希土類光ファイバの途中に、複数の波長
の光波が選択的に透過する光ファイバ形の光結合器や光
ファイバファブリペロフィルタあるいは干渉フィルタを
挿入するので、波長多重された光信号を増幅する場合、
信号光以外の光の増幅が抑圧され、複数の信号光におい
て高利得が得られるという効果がある。
【図１】公知である光ファイバ増幅器の基本構造図
【図２】従来提案されている波長多重光増幅器の光フィ
ルタの構成図
ルタの構成図
【図３】従来から知られている光ファイバ形光結合器の
動作を説明するための、結合器の構造の概略図
動作を説明するための、結合器の構造の概略図
【図４】本発明の実施例の構成の概略図
【図５】光ファイバ形光結合器部の構成の概略図
【図６】エルビュウムドープ光ファイバ増幅器で、２波
長多重増幅するための光ファイバ形光結合器の特性の実
測値
長多重増幅するための光ファイバ形光結合器の特性の実
測値
【図７】干渉フィルタの光透過特性の測定例
１０１ 光コネクタコード １０２ 光合波器 １０３ 希土類光ファイバ １０４ 光フィルタ １０５ 光コネクタコード １０６ 光アイソレータ １０７ 光アイソレータ １０８ 励起光源 ２０１ 光コネクタコード ２０２ 光分波器 ２０３ 狭帯域光フィルタ ２０４ 狭帯域光フィルタ ２０５ 狭帯域光フィルタ ２０６ 狭帯域光フィルタ ２０７ 光合波器 ２０８ 光コネクタコード ３０１ 光入力端 ３０２ 光出力端 ３０３ 光ファイバのコア ３０４ 光入力端 ３０５ 光出力端 ３０６ 光ファイバのコア ３０７ 結合部 ４０１ 光コネクタコード ４０２ 光合波器 ４０３ 光合波器 ４０４ 励起光源 ４０５ 励起光源 ４０６ 光アイソレータ ４０７ 光アイソレータ ４０８ 希土類光ファイバ ４０９ 希土類光ファイバ ４１０ 希土類光ファイバ ４１１ 光ファイバ形光結合器部 ４１２ 光ファイバ形光結合器部 ４１３ 光ファイバ形光結合器部 ５０１ 光入力端 ５０２ 光分波器 ５０３ 光ファイバ形光結合器 ５０４ 光ファイバ ５０５ 光合波器 ５０６ 光出力端
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類光ファイバと、該希土類光ファイ
バを励起するための励起光源と、励起光と信号光とを合
波して該希土類光ファイバに入射するための合波器と、
光の一方向素子である光アイソレータとを主たる構成要
素とする光ファイバ光増幅器において、波長変化に対し
て周期的な透過特性を有する光フィルタが、前記希土類
光ファイバの所定の一箇所もしくは複数の箇所に挿入さ
れ、該波長変化に対して周期的な透過特性を有する光フ
ィルタが、近接する２本の光ファイバのコアの間で、波
長変化に対して周期的な光の結合を有する光ファイバ形
光結合器であることを特徴とする波長多重用光増幅器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の波長変化に対して周期
的な透過特性を有する光フィルタの、透過する波長のひ
とつが励起用光源の波長であることを特徴とする波長多
重用光増幅器。 - 【請求項３】 請求項１に記載の波長変化に対して周期
的な透過特性を有する光フィルタが、光の共振器である
光ファイバファブリペロフィルタであることを特徴とす
る波長多重用光増幅器。 - 【請求項４】 請求項１に記載の波長変化に対して周期
的な透過特性を有する光フィルタが、干渉フィルタであ
ることを特徴とする波長多重用光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15025093A JPH0715074A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 波長多重用光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15025093A JPH0715074A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 波長多重用光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715074A true JPH0715074A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15492844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15025093A Pending JPH0715074A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 波長多重用光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715074A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160658A (en) * | 1996-11-01 | 2000-12-12 | Nec Corporation | Optical amplifier for wavelength multiplexing optical transmission |
| US6542666B2 (en) | 2000-03-13 | 2003-04-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical component |
| JP2005277370A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-10-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅性導波路、光増幅モジュールおよび光通信システム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04250681A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-09-07 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 多段光学増幅器 |
| JPH04271330A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-09-28 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 連鎖接続された光増幅器の動作方法 |
| JPH055912A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多段光増幅装置 |
| JPH05226734A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅器 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP15025093A patent/JPH0715074A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04250681A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-09-07 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 多段光学増幅器 |
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| JP2005277370A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-10-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅性導波路、光増幅モジュールおよび光通信システム |
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