JPH07183604A - ファイバ増幅器 - Google Patents
ファイバ増幅器Info
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- JPH07183604A JPH07183604A JP6273077A JP27307794A JPH07183604A JP H07183604 A JPH07183604 A JP H07183604A JP 6273077 A JP6273077 A JP 6273077A JP 27307794 A JP27307794 A JP 27307794A JP H07183604 A JPH07183604 A JP H07183604A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
- H01S3/06758—Tandem amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094061—Shared pump, i.e. pump light of a single pump source is used to pump plural gain media in parallel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 出力を最適化された多段ファイバ増幅器を提
供すること。 【構成】 第１および第２の段が、増幅された自然発光
を減衰させるためのフィルタを含む手段によって接続さ
れている。ポンプ・ソ−スは１対の光ソ−スよりなり、
それらのソ−スはパワ−を２つの出力脚に等分に分割す
るカプラに接続されている。第２のカプラ出力脚からの
ポンプパワ−のすべてが第２の段に供給される。第２の
カプラ出力脚からのポンプパワ−の一部分が第１の段に
おいて増幅された信号および増幅された自然発光に変換
され、その脚からのパワ−の残部は第２の段に供給され
る。
供すること。 【構成】 第１および第２の段が、増幅された自然発光
を減衰させるためのフィルタを含む手段によって接続さ
れている。ポンプ・ソ−スは１対の光ソ−スよりなり、
それらのソ−スはパワ−を２つの出力脚に等分に分割す
るカプラに接続されている。第２のカプラ出力脚からの
ポンプパワ−のすべてが第２の段に供給される。第２の
カプラ出力脚からのポンプパワ−の一部分が第１の段に
おいて増幅された信号および増幅された自然発光に変換
され、その脚からのパワ−の残部は第２の段に供給され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信のための光増幅器
に関し、さらに詳細には単一の供給源から供給される全
体の利用可能なポンプ・パワ−が所定のスペクトル・レ
スポンスに対して最大利得と最小ノイズを与えるために
段間で最適に分割される多段ファイバ増幅器に関する。
に関し、さらに詳細には単一の供給源から供給される全
体の利用可能なポンプ・パワ−が所定のスペクトル・レ
スポンスに対して最大利得と最小ノイズを与えるために
段間で最適に分割される多段ファイバ増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばマルチ波長システムを含む多くの
用途で高出力パワ−増幅器が必要とされる。増幅器の重
要な性能特性の１つはそれの出力パワ−であり、その出
力パワ−はポンプ光が信号光にいかに効率的に変換され
るかによって大きく規制される。
用途で高出力パワ−増幅器が必要とされる。増幅器の重
要な性能特性の１つはそれの出力パワ−であり、その出
力パワ−はポンプ光が信号光にいかに効率的に変換され
るかによって大きく規制される。
【０００３】例えばエルビウムをド−プした増幅器でけ
でなく他の利得イオンをド−プした増幅器においても、
増幅のために利用可能な入力は信号だけではなく自然発
光（ＳＥ）をも含む。増幅された自然発光（ＡＳＥ）を
減少させるためには、ポンプ・パワ−を減少させること
はできない。なぜなら、ポンプ・パワ−は信号パワ−へ
の変換のために必要とされるからである（図１）。
でなく他の利得イオンをド−プした増幅器においても、
増幅のために利用可能な入力は信号だけではなく自然発
光（ＳＥ）をも含む。増幅された自然発光（ＡＳＥ）を
減少させるためには、ポンプ・パワ−を減少させること
はできない。なぜなら、ポンプ・パワ−は信号パワ−へ
の変換のために必要とされるからである（図１）。
【０００４】ＡＳＥ増幅を軽減させるための従来の提案
は、フィルタ、マルチプレクサ・カプラ、あるいは幾つ
かのポンプ・ソ−スのような付加的な回路および部品を
必要とする（IEEE Technology Letters, Vol. 4, page
1340-1348, December 1992;Electronic Letters, Vol.
26, page 661, 662, May 10, 1990; 米国特許第５０５
０９４９号参照）。
は、フィルタ、マルチプレクサ・カプラ、あるいは幾つ
かのポンプ・ソ−スのような付加的な回路および部品を
必要とする（IEEE Technology Letters, Vol. 4, page
1340-1348, December 1992;Electronic Letters, Vol.
26, page 661, 662, May 10, 1990; 米国特許第５０５
０９４９号参照）。
【０００５】ＡＳＥはエルビウム以外の利得イオンを利
用した増幅器における信号からのポンプ・パワ−を転向
させるから、本発明はエルビウム以外の利得イオン含む
ファイバ増幅器にも適用される。
用した増幅器における信号からのポンプ・パワ−を転向
させるから、本発明はエルビウム以外の利得イオン含む
ファイバ増幅器にも適用される。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
の１つの目的は、所定のスペクトル・レスポンスに対し
て出力パワ−が最適化されるような態様で単一のソ−ス
からのポンプ・パワ−が２つの段に不均等に結合される
多段ファイバ増幅器を提供することである。他の目的は
従来の装置の難点を克服するファイバ増幅器を提供する
ことである。
の１つの目的は、所定のスペクトル・レスポンスに対し
て出力パワ−が最適化されるような態様で単一のソ−ス
からのポンプ・パワ−が２つの段に不均等に結合される
多段ファイバ増幅器を提供することである。他の目的は
従来の装置の難点を克服するファイバ増幅器を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】簡単には、本発明は第１
および第２のファイバ増幅器段を具備し、第１の段から
の出力スペクトルが主としてＡＳＥに帰因する第１の波
長帯域を含んでいるファイバ増幅器に関する。第１およ
び第２の段は第１の波長帯域を減衰させるためのフィル
タを含んだ手段によって接続される。分配手段がソ−ス
から第１および第２の段にポンプ光を接続し、そのポン
プ光の半分以下のものが第１の増幅器段において信号お
よび増幅された自然発光に変換される。
および第２のファイバ増幅器段を具備し、第１の段から
の出力スペクトルが主としてＡＳＥに帰因する第１の波
長帯域を含んでいるファイバ増幅器に関する。第１およ
び第２の段は第１の波長帯域を減衰させるためのフィル
タを含んだ手段によって接続される。分配手段がソ−ス
から第１および第２の段にポンプ光を接続し、そのポン
プ光の半分以下のものが第１の増幅器段において信号お
よび増幅された自然発光に変換される。
【０００８】１つの実施例では、ポンプ・ソ−スは、パ
ワ−を２つの出力脚に等分する１対の光源よりなる。第
２のカプラ出力脚からのポンプ・パワ−のすべてが第２
の段に供給される。第２のカプラ出力脚からのポンプ・
パワ−の一部分が第１の段において増幅された信号およ
びＡＳＥに変換され、そしてその脚からのパワ−の残部
が第２の段に供給される。
ワ−を２つの出力脚に等分する１対の光源よりなる。第
２のカプラ出力脚からのポンプ・パワ−のすべてが第２
の段に供給される。第２のカプラ出力脚からのポンプ・
パワ−の一部分が第１の段において増幅された信号およ
びＡＳＥに変換され、そしてその脚からのパワ−の残部
が第２の段に供給される。
【０００９】
【実施例】ポンプ・信号変換効率を最大にするために
は、ＡＳＥに変換される光の量が最少限に抑えされるべ
きでる。本発明によれば、増幅器の第一の段におけるポ
ンプ・パワ−の消費が軽減されるように、単一のソ−ス
からのポンプ・パワ−が分割され、ＡＳＥに変換される
パワ−を少なくする。余剰のポンプ・パワ−は増幅器に
おける後続の段に送られ、そこで信号がより大きくなり
かつより良好な変換効率が得られる。
は、ＡＳＥに変換される光の量が最少限に抑えされるべ
きでる。本発明によれば、増幅器の第一の段におけるポ
ンプ・パワ−の消費が軽減されるように、単一のソ−ス
からのポンプ・パワ−が分割され、ＡＳＥに変換される
パワ−を少なくする。余剰のポンプ・パワ−は増幅器に
おける後続の段に送られ、そこで信号がより大きくなり
かつより良好な変換効率が得られる。
【００１０】本発明の基本的な概略図が図３に示されて
いる。増幅器は第１の段３１を具備しており、それはＡ
ＳＥフィルタ３３によって第２の段３２に接続されてい
る。ＡＳＥフィルタ３３、ならびに後述する増幅器のＡ
ＳＥフィルタは1530〜1540nmの間の光を出力テレメトリ
・ポ−トに転向させるものであればよい。ＡＳＥ放射の
ピ−クが完全に反転された増幅器のために見出されるの
はこのスペクトル領域においてである。ポンプ・ソ−ス
３４から所定のポンプ・バジェット（pump budget）が
得られる。得られたポンプ・パワ−の所定量xが段３１
に供給される。xは50％より小さい。得られるパワ−の
残部(1-x)が段３２に供給される。xの値は典型的には10
％と49％の間である。10％以下の値では、ノイズ性能が
著しく劣化される。xが49％の場合にはポンプ・信号変
換の効率はあまり改善されないことが明らかである。し
たがって、xの値は約20％と30％の間に選択されること
が多い。所定の増幅器に対するxの値を決定するために
は、このシステムで許容され得る増幅器ノイズの量が最
初に決定される。その後で、第１および第２の増幅器段
にポンプ・パワ−・バジェットを適当に配分することに
よって、利得がそのノイズ性能に対して最適化される。
いる。増幅器は第１の段３１を具備しており、それはＡ
ＳＥフィルタ３３によって第２の段３２に接続されてい
る。ＡＳＥフィルタ３３、ならびに後述する増幅器のＡ
ＳＥフィルタは1530〜1540nmの間の光を出力テレメトリ
・ポ−トに転向させるものであればよい。ＡＳＥ放射の
ピ−クが完全に反転された増幅器のために見出されるの
はこのスペクトル領域においてである。ポンプ・ソ−ス
３４から所定のポンプ・バジェット（pump budget）が
得られる。得られたポンプ・パワ−の所定量xが段３１
に供給される。xは50％より小さい。得られるパワ−の
残部(1-x)が段３２に供給される。xの値は典型的には10
％と49％の間である。10％以下の値では、ノイズ性能が
著しく劣化される。xが49％の場合にはポンプ・信号変
換の効率はあまり改善されないことが明らかである。し
たがって、xの値は約20％と30％の間に選択されること
が多い。所定の増幅器に対するxの値を決定するために
は、このシステムで許容され得る増幅器ノイズの量が最
初に決定される。その後で、第１および第２の増幅器段
にポンプ・パワ−・バジェットを適当に配分することに
よって、利得がそのノイズ性能に対して最適化される。
【００１１】図４に示されているように、ポンプ・ソ−
スはカプラ３８によって段１および２に接続されたレ−
ザダイオ−ド３７でありうる。そのカプラは、ポンプ波
長において、パワ−の半分以下（例えば25％）が段１に
供給され、ポンプ・パワ−の残部が第２の段に送られる
ようにポンプ・パワ−を分割する。このような構成は部
品が少なくてすむが、他の実施例で説明されるソフト・
フェ−ル機能（soft fail function）を増幅器に与えな
い。
スはカプラ３８によって段１および２に接続されたレ−
ザダイオ−ド３７でありうる。そのカプラは、ポンプ波
長において、パワ−の半分以下（例えば25％）が段１に
供給され、ポンプ・パワ−の残部が第２の段に送られる
ようにポンプ・パワ−を分割する。このような構成は部
品が少なくてすむが、他の実施例で説明されるソフト・
フェ−ル機能（soft fail function）を増幅器に与えな
い。
【００１２】図５は、増幅器が効率的なポンプパワ−・
信号変換効率を実現するように段間でポンプパワ−を分
ける単一のソ−スによってポンピングされる多段ファイ
バ増幅器を示している。ソ−ス４０のレ−ザダイオ−ド
４１および４２は３ｄＢカプラ４４に等量のポンプパワ
−を与える３ｄＢカプラ４３と、波長分割マルチプレク
サ（ＷＤＭ）カプラ４５に接続されている。ポンプソ−
スにカプラ４３を使用しているから、ソ−スのうち１つ
が故障しても、増幅器の利得は３ｄＢ以上は低下しな
い。このソフト・フェ−ル・ア−キテクチャがなけれ
ば、ポンプ・ダイオ−ドの１つが故障すると、利得が３
ｄＢ以上低下することになる。カプラ４４はＷＤＭカプ
ラ４６および４７に等量のポンプパワ−を与える。カプ
ラ４６に印加される波長８Sの信号が第１の増幅器段４
８によって増幅される。増幅された信号はポンプ・フィ
ルタ５０、ＡＳＥフィルタ５１、アイソレ−タ５２およ
びＷＤＭカプラ４７によって利得ファイバ５４に接続さ
れる。ポンプ・フィルタ５０はＡＳＥフィルタ５１がポ
ンプ光によって性能が劣化されるタイプのものである場
合に用いられる。この実施例では第１の段４７において
ポンプパワ−の２５％だけを使用しかつそのポンプパワ
−の７５％を離と宇久ファイバ５４および５６を具備
し、ＡＳＥフィルタ５１の後に配置された段にポンプパ
ワ−の７５％を供給することによってポンプ・信号変換
効率が改善される。アイソレ−タ４９、５２および５３
は反射ノイズを抑圧する。任意のポンプ・フィルタ５５
は下流の要素をそれらに対して有害な影響を与えるおそ
れのあるポンプ光から保護する。
信号変換効率を実現するように段間でポンプパワ−を分
ける単一のソ−スによってポンピングされる多段ファイ
バ増幅器を示している。ソ−ス４０のレ−ザダイオ−ド
４１および４２は３ｄＢカプラ４４に等量のポンプパワ
−を与える３ｄＢカプラ４３と、波長分割マルチプレク
サ（ＷＤＭ）カプラ４５に接続されている。ポンプソ−
スにカプラ４３を使用しているから、ソ−スのうち１つ
が故障しても、増幅器の利得は３ｄＢ以上は低下しな
い。このソフト・フェ−ル・ア−キテクチャがなけれ
ば、ポンプ・ダイオ−ドの１つが故障すると、利得が３
ｄＢ以上低下することになる。カプラ４４はＷＤＭカプ
ラ４６および４７に等量のポンプパワ−を与える。カプ
ラ４６に印加される波長８Sの信号が第１の増幅器段４
８によって増幅される。増幅された信号はポンプ・フィ
ルタ５０、ＡＳＥフィルタ５１、アイソレ−タ５２およ
びＷＤＭカプラ４７によって利得ファイバ５４に接続さ
れる。ポンプ・フィルタ５０はＡＳＥフィルタ５１がポ
ンプ光によって性能が劣化されるタイプのものである場
合に用いられる。この実施例では第１の段４７において
ポンプパワ−の２５％だけを使用しかつそのポンプパワ
−の７５％を離と宇久ファイバ５４および５６を具備
し、ＡＳＥフィルタ５１の後に配置された段にポンプパ
ワ−の７５％を供給することによってポンプ・信号変換
効率が改善される。アイソレ−タ４９、５２および５３
は反射ノイズを抑圧する。任意のポンプ・フィルタ５５
は下流の要素をそれらに対して有害な影響を与えるおそ
れのあるポンプ光から保護する。
【００１３】比較増幅器１は図５の増幅器の性能を評価
するように構成された。この比較増幅器は第２の段が単
一の利得ファイバよりなりかつポンプパワ−が２つの段
にソ−ス４０から直接供給された、すなわち各段が利用
可能なパワ−の５０％を受取ったことを除けば、図５の
増幅器と同様であった。図５に従って構成された増幅器
の出力パワ−は比較増幅器１の出力パワ−よりも1.5ｄ
Ｂ以上大きかった。
するように構成された。この比較増幅器は第２の段が単
一の利得ファイバよりなりかつポンプパワ−が２つの段
にソ−ス４０から直接供給された、すなわち各段が利用
可能なパワ−の５０％を受取ったことを除けば、図５の
増幅器と同様であった。図５に従って構成された増幅器
の出力パワ−は比較増幅器１の出力パワ−よりも1.5ｄ
Ｂ以上大きかった。
【００１４】図５の増幅器および比較増幅器１に対して
正確な数値モデルが構成された。それは、図５に従って
構成された増幅器の出力パワ−は、同等のノイズおよび
利得スペクトルにおいて比較増幅器１よりも1.4ｄＢ大
きい出力パワ−を有することを示した。
正確な数値モデルが構成された。それは、図５に従って
構成された増幅器の出力パワ−は、同等のノイズおよび
利得スペクトルにおいて比較増幅器１よりも1.4ｄＢ大
きい出力パワ−を有することを示した。
【００１５】図６では、レ−ザダイオ−ド６１および６
２がＷＤＭカプラ６４および６５に等量のポンプパワ−
を与える３ｄＢカプラ６３に接続されている。カプラ６
４に供給される波長８Sの信号が利得ファイバ６７より
なる第１のファイバ増幅器段によって増幅される。その
増幅された信号はＷＤＭカプラ７０、ＡＳＥフィルタ７
１、アイソレ−タ７２およびＷＤＭカプラ７４によって
利得ファイバ６８に接続される。第１の段の利得ファイ
バ６７の長さはカプラ６３および６４によってそれに供
給されるポンプパワ−のすべてを信号とＡＳＥに変換す
るのには不十分である。利得ファイバ６７は例えばポン
プパワ−を５０％しか吸収しえない。利得ファイバから
の残余のポンプパワ−はカプラ７０によってカプラ７４
に接続される。このポンプパワ−が利得ファイバを順方
向にポンピングする。利得ファイバ６８はカプラ６５か
らそれに供給されるポンプパワ−によって逆方向にポン
ピングされる。増幅された信号がＷＤＭカプラ６５とア
イソレ−タ７６によって利得ファイバ６８から出力ファ
イバ７５に結合される。上述のように、利得ファイバ６
７がそれに供給されるポンプパワ−を５０％しか吸収し
ないとすると、利得ファイバ６７はソ−スからの利用可
能なポンプパワ−・バジェットの実質的に25％を利用
し、そして利得ファイバ６８はソ−ス６０からの利用可
能なポンプＰ；アワ−・バジェットの実質的に75％を利
用する。上述のように、ポンプパワ−をこのように分割
することによってポンプ・信号変換効率が改善される。
２がＷＤＭカプラ６４および６５に等量のポンプパワ−
を与える３ｄＢカプラ６３に接続されている。カプラ６
４に供給される波長８Sの信号が利得ファイバ６７より
なる第１のファイバ増幅器段によって増幅される。その
増幅された信号はＷＤＭカプラ７０、ＡＳＥフィルタ７
１、アイソレ−タ７２およびＷＤＭカプラ７４によって
利得ファイバ６８に接続される。第１の段の利得ファイ
バ６７の長さはカプラ６３および６４によってそれに供
給されるポンプパワ−のすべてを信号とＡＳＥに変換す
るのには不十分である。利得ファイバ６７は例えばポン
プパワ−を５０％しか吸収しえない。利得ファイバから
の残余のポンプパワ−はカプラ７０によってカプラ７４
に接続される。このポンプパワ−が利得ファイバを順方
向にポンピングする。利得ファイバ６８はカプラ６５か
らそれに供給されるポンプパワ−によって逆方向にポン
ピングされる。増幅された信号がＷＤＭカプラ６５とア
イソレ−タ７６によって利得ファイバ６８から出力ファ
イバ７５に結合される。上述のように、利得ファイバ６
７がそれに供給されるポンプパワ−を５０％しか吸収し
ないとすると、利得ファイバ６７はソ−スからの利用可
能なポンプパワ−・バジェットの実質的に25％を利用
し、そして利得ファイバ６８はソ−ス６０からの利用可
能なポンプＰ；アワ−・バジェットの実質的に75％を利
用する。上述のように、ポンプパワ−をこのように分割
することによってポンプ・信号変換効率が改善される。
【００１６】ＷＤＭカプラ７０および７４の有限の信号
クロスト−クのために、ある程度の信号光がポンプ通路
ａ内に漏洩する。この信号は通路ｂからの主信号との同
期が外れる。その通路ｂでは、２つの通路間の通路長に
おける不可避的な小さい差のためにそれらの通路がカプ
ラ７４において再結合する。その非同期信号が付加され
るノイズの発生源となるであろう。ＷＤＭカプラ７０お
よび７４が信号波長で15ｄＢのクロスト−クを有する場
合には、通路長がソ−ス・コヒレンス長より大きいだけ
異なるときに、この30ｄＢ減衰された信号がノイズ指数
を26ｄＢ程度だけ劣化させことになることが計算され
た。通常ポンプ通路ａを通じて生ずるこの２次信号通路
を遮断するために、信号減衰ファイバ７３が通路ａに付
加される。通路ａ内の60ｄＢ信号減衰がこの付加的なノ
イズ発生源を除去することが計算された。利得ファイバ
がエルビウムをド−プされたものであれば、例えばプラ
セオジムヲド−プされたファイバの１メ−トルでもって
フィルタ−機能を容易に得ることができるであろう。
クロスト−クのために、ある程度の信号光がポンプ通路
ａ内に漏洩する。この信号は通路ｂからの主信号との同
期が外れる。その通路ｂでは、２つの通路間の通路長に
おける不可避的な小さい差のためにそれらの通路がカプ
ラ７４において再結合する。その非同期信号が付加され
るノイズの発生源となるであろう。ＷＤＭカプラ７０お
よび７４が信号波長で15ｄＢのクロスト−クを有する場
合には、通路長がソ−ス・コヒレンス長より大きいだけ
異なるときに、この30ｄＢ減衰された信号がノイズ指数
を26ｄＢ程度だけ劣化させことになることが計算され
た。通常ポンプ通路ａを通じて生ずるこの２次信号通路
を遮断するために、信号減衰ファイバ７３が通路ａに付
加される。通路ａ内の60ｄＢ信号減衰がこの付加的なノ
イズ発生源を除去することが計算された。利得ファイバ
がエルビウムをド−プされたものであれば、例えばプラ
セオジムヲド−プされたファイバの１メ−トルでもって
フィルタ−機能を容易に得ることができるであろう。
【００１７】図７は図６の第２の段６６に対する代替的
なデザインを示している。利得ファイバ６８は２本の利
得ファイバ８１および８２で置換されている。図６の第
２の段に入る接続ファイバａ、ｂおよびｃも図７に示さ
れている。利得ファイバ８１は接続ファイバａおよびＷ
ＤＭカプラ７４’を通じてそれに供給されるポンプパワ
−によって順方向にポンピングされる。接続ファイバか
らのポンプパワ−と利得ファイバ８１からの増幅された
信号がＷＤＭカプラ８４によって利得ファイバ８２に結
合され、それによって利得ファイバも順方向にポンピン
グされる。増幅された出力がポンプ・フィルタ８７とア
イソレ−タ８８によって出力ファイバ８６に接続され
る。
なデザインを示している。利得ファイバ６８は２本の利
得ファイバ８１および８２で置換されている。図６の第
２の段に入る接続ファイバａ、ｂおよびｃも図７に示さ
れている。利得ファイバ８１は接続ファイバａおよびＷ
ＤＭカプラ７４’を通じてそれに供給されるポンプパワ
−によって順方向にポンピングされる。接続ファイバか
らのポンプパワ−と利得ファイバ８１からの増幅された
信号がＷＤＭカプラ８４によって利得ファイバ８２に結
合され、それによって利得ファイバも順方向にポンピン
グされる。増幅された出力がポンプ・フィルタ８７とア
イソレ−タ８８によって出力ファイバ８６に接続され
る。
【００１８】図７の増幅器に対する正確な数値モデルも
構成された。それは図７のように構成された増幅器の出
力パワ−は対等なノイズおよびスペクトルにおいて比較
増幅器よりも1.9ｄＢだけ大きい出力パワ−を有するこ
とを示した。
構成された。それは図７のように構成された増幅器の出
力パワ−は対等なノイズおよびスペクトルにおいて比較
増幅器よりも1.9ｄＢだけ大きい出力パワ−を有するこ
とを示した。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、所定のスペクトル・レスポンスに対して出
力パワ−が最適化されるような態様で単一のソ−スから
のポンプ・パワ−が２つの段に不均等に結合される多段
ファイバ増幅器が提供され、冒頭において述べた従来の
装置の難点を克服することができる。
明によれば、所定のスペクトル・レスポンスに対して出
力パワ−が最適化されるような態様で単一のソ−スから
のポンプ・パワ−が２つの段に不均等に結合される多段
ファイバ増幅器が提供され、冒頭において述べた従来の
装置の難点を克服することができる。
【図１】利得ファイバの概略図である。
【図２】エルビウム・アルミニウムをド−プしたゲルマ
ニア・シリケ−ト・ファイバ増幅器の利得スペクトルを
示すグラフである。
ニア・シリケ−ト・ファイバ増幅器の利得スペクトルを
示すグラフである。
【図３】本発明によるファイバ増幅器の概略図である。
【図４】ポンプ・パワ−の分割を示す概略図である。
【図５】本発明の実施例の概略図である。
【図６】本発明の実施例の概略図である。
【図７】本発明の実施例の概略図である。
３１ 増幅器の第１の段 ３２ 増幅器の第２の段 ３３ ＡＳＥフィルタ ３４ ポンプ・ソ−ス ３７ レ−ザダイオ−ド ３８ カプラ ４０ ソ−ス ４１、４２ レ−ザダイオ−ド ４３ ３ｄＢカプラ ４４ カプラ ４５ 波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）カプラ ４６、４７ ＷＤＭカプラ ４９ アイソレ−タ ５０ ポンプ・フィルタ ５１ ＡＳＥフィルタ ５２ アイソレ−タ ５３ アイソレ−タ ５５ ポンプ・フィルタ ６１、６２ レ−ザダイオ−ド ６３ ３ｄＢカプラ ６４、６５ ＷＤＭカプラ ６７、６８ 利得ファイバ ７０ ＷＤＭカプラ ７１ ＡＳＥフィルタ ７２ アイソレ−タ ７４ ＷＤＭカプラ ７６ アイソレ−タ ８１、８２ 利得ファイバ ８４ ＷＤＭカプラ ８６ 出力ファイバ ８７ ポンプ・フィルタ ８８ アイソレ−タ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/094 3/17 Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16
Claims (8)
- 【請求項１】 ファイバ増幅器において、 主として増幅された自然発光に基因する第の波長帯域を
含む出力スペクトルを生ずる第１のファイバ増幅器段
と、 第のファイバ増幅器段と、 前記第１の波長帯域を減衰させるフィルタを具備してい
て、前記第１の段を前記第２の段に接続する接続手段
と、 ポンプ光のソ−スと、 前記ソ−スからのポンプ光を前記第１の段および前記第
２の段に接続して、前記ポンプ光の半分以下が前記第１
の段で信号および増幅された自然放射に変換されるよう
にする分配手段を具備したファイバ増幅器。 - 【請求項２】 前記ポンプ光のソ−スが単一の発光ダイ
オ−ドを具備し、そして前記分配手段が前記ダイオ−ド
からのポンプ光を第１および第２の出力脚に不平等に分
割するカプラ手段を具備し、前記第１の出力脚が前記第
１の段に接続され、前記第２の出力脚が前記第２の段に
接続されている請求項１のファイバ増幅器。 - 【請求項３】 前記ソ−スが２つの入力脚と２つの出力
脚を有する第１のカプラを具備し、前記第１のカプラの
特性は、前記第１のカプラ出力脚に供給されるパワ−の
実質的に半分が前記第１のカプラ出力脚のそれぞれに結
合されるようになされており、前記ソ−スは前記第１お
よび第２の入力脚にそれぞれ接続された第１および第２
のポンプ光ソ−スを具備しており、 前記分配手段は前記第２のカプラ出力脚からのポンプ光
のすべてを前記第２の段に接続する手段と、前記第１の
カプラ出力脚からのポンプ光の一部分を前記第の段に接
続する手段と、前記第１のカプラ出力脚からのポンプ光
の残部を前記第２の段に接続する手段を具備している請
求項１のファイバ増幅器。 - 【請求項４】 前記分配手段が、前記第１のカプラの第
２の出力脚を前記第２の段に接続する手段と、１つの脚
および２つの出力脚を有する第２のカプラを具備し、こ
の第２のカプラの特性は前記第２のカプラ入力脚に供給
されたパワ−の一部分が前記第２のカプラの第１の出力
脚に結合され、前記第２のカプラ入力脚に供給されたパ
ワ−の残部が前記第２のカプラの第２の出力脚に結合さ
れるようになされており、さらに前記第２のカプラの入
力脚を前記第１のカプラの第１の出力脚に接続する手段
と、前記第２のカプラの第１の出力脚を前記第１の段に
接続する手段と、前記第２のカプラの第２の出力脚を前
記第２の段に接続する手段を具備するように修正された
請求項３のファイバ増幅器。 - 【請求項５】 前記第１の段が供給されるポンプパワ−
を増幅された信号および増幅された自然発光に変換する
のには不十分な長さの利得ファイバよりなり、（ａ）前
記分配手段が前記第１の段の出力からのポンプ光を前記
第２の段に接続する手段を具備し、かつ／または（ｂ）
前記接続手段が波長分割マルチプレクサ・カプラを具備
しており、そのカプラの１つの出力が前記増幅された自
然発光フィルタに接続され、他方の出力は前記第２の手
段に接続されている請求項１のファイバ増幅器。 - 【請求項６】 前記ポンプパワ−・ソ−スが少なくとも
１つのレ−ザダイオ−ドと、前記ダイオ−ドからのパワ
−を第１および第の出力脚に配分するカプラを具備して
おり、前記第２の段は第１および第２の段部を有する単
一の利得ファイバ（６８）を具備し、前記第２のカプラ
の出力脚は前記単一の利得ファイバの第２の端部に接続
され、前記波長分割マルチプレクサ・カプラの他方の出
力は前記単一の利得ファイバの第１の端部に接続されて
いる請求項５のファイバ増幅器。 - 【請求項７】 前記第２の段が第２および第３の利得フ
ァイバ（８１、８２）の直列接続を具備し、前記第２の
カプラの出力脚が前記第３の利得ファイバに接続されて
おり、第１の段の長さはそれに供給されたポンプパワ−
を増幅された信号および増幅された自然発光に変換する
のには不十分であり、前記接続手段は波長分割マルチプ
レクサ・カプラを具備しており、そのカプラの１つの出
力は前記増幅された自然発光に接続され、他方の出力は
前記第２の利得ファイバに接続される請求項６のファイ
バ増幅器。 - 【請求項８】 ファイバ増幅器において、 第１のファイバ増幅器段と、 第２のファイバ増幅器段と、 前記第１の段を前記第２の段に接続する接続手段と、 前記第１の増幅器段の出力に現れる増幅された自然発光
を減衰させる前記接続手段における手段と、 等量のポンプパワ−が現れる２つの出力脚を有するポン
プ光のソ−スと、 前記第２のソ−ス出力脚からの光のすべてを前記第２の
段に接続する手段と、 前記第１のソ−ス出力脚からの光の一部分を前記第１の
段に接続する手段と、 前記第１のソ−ス出力脚からの光の一部分を前記第２の
段に接続する手段を具備したファイバ増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US137270 | 1993-10-14 | ||
| US08/137,270 US5406411A (en) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | Fiber amplifier having efficient pump power utilization |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183604A true JPH07183604A (ja) | 1995-07-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6273077A Pending JPH07183604A (ja) | 1993-10-14 | 1994-10-13 | ファイバ増幅器 |
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| US (1) | US5406411A (ja) |
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| JP (1) | JPH07183604A (ja) |
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| CN (1) | CN1041658C (ja) |
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| CA (1) | CA2127725A1 (ja) |
| DE (1) | DE69410209T2 (ja) |
| TW (1) | TW356947U (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |