JPH08110497A - ４波長多重方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバ増幅器の増幅可能な波長域におい
て波長が異なる４つの光波を小さい光損で合波すること
を目的とする。 【構成】 第１の光源３０１からの波長が１．５３０μ
ｍのｐ偏光と第２の光源３０２からの波長が１．５３５
μｍのｓ偏光とを偏波多重合波器３０５で合波し、第３
の光源３０３からの波長が１．５５０μｍのｐ偏光と第
４の光源３０４からの波長が１．５５５μｍのｓ偏光と
を偏波多重合波器３０９で合波する。偏波多重合波器３
０５，３０９でそれぞれ合波された光出力を多重合波器
３１３で合波して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は４波長多重方法に関
し、特に、４つの異なる波長の光波を１本の光ファイバ
に入射する方法に関するものであり、１本の光ファイバ
を異なる４つの波長の光波で用いる方式である４波長多
重通信に必要とされるような４波長多重方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つ以上の光波を１本の光ファイバに入
射することを合波すると称され、２つの光波を合波する
方法としては、従来より以下に述べる４つの方法がよく
知られている。

【０００３】第１の方法は、３ｄＢカプラと呼ばれる光
結合器を用いる方法である。この光カプラは、たとえば
２本の光ファイバの一定部分を溶融接着させることによ
って得られる４端子の光部品であり、合波する光波の波
長への制限が緩やかであるという利点を有するが、入射
光パワーの半分が捨てられるという欠点を持っている。

【０００４】第２の方法は、回折格子といわれる特殊な
鏡を用いる方法である。この鏡には、数１００本／ｍｍ
の割合でｖ字状の溝が刻印されており、鏡によって反射
される光波の角度が波長によって異なるという性質を有
している。したがって、異なる波長の光波の、鏡への入
射角度をそれぞれ調節すれば、反射して光波が重なるよ
うに入射角度を設定することができる。この方法によ
り、波長の異なる数１０もの光波を多重化することが可
能である。しかし、鏡の光損が６ｄＢ程度と大きいこと
や、入射角度の設定が容易ではないという欠点を有して
いる。

【０００５】第３の方法は、偏波多重方式と呼ばれる方
法である。偏波とは光波が伝播する際の全体の空間的な
変化の仕方をいうが、合波のためには直線偏波が適して
いる。直線偏波は直線偏光とも呼ばれる。直線偏波で
は、全体の変化の方向が１つの直線上にあり、半導体レ
ーザからの出力光は一般的に直線偏光である。直線偏光
が誘電体平面に斜めに入射するとき、偏光の方向が入射
面内にある光波をｐ偏光といい、偏光の方向が入射面内
に垂直な光波をｓ偏光という。入射面とは、誘電体平面
の法線と入射光波の進行方向を含む面である。

【０００６】ｓ偏光とｐ偏光とでは誘電体膜の反射や透
過の特性が大きく異なるので、入射角度をうまく選ぶと
ｓ偏光のみが反射するようにできる。さらに、光学的性
質の異なる誘電体の多層の膜を２つの三角プリズムの斜
めの面でサンドイッチすると、波長域においてｓ偏光を
反射し、ｐ偏光を透過するような性質を持たせることが
できる。このような光部品はプリズム型偏光子としてす
でに公知であり、市販品を容易に入手できる。

【０００７】図２はプリズム型偏光子の機能を説明する
ための概要図であって、光の入出力端子が光コネクタが
取付けられた偏波保持光ファイバで構成されている例で
ある。図２において、プリズム型偏光子１０１には、レ
ンズ１０７を介して共通光ファイバ端子となる光コネク
タ１０２が結合され、レンズ１０５を介してｓ偏光の入
出力端子となる光コネクタ１０３が結合され、レンズ１
０６を介してｐ偏光の入出力端子となる光コネクタ１０
４が結合されている。１つの半導体レーザからの出力光
がｓ偏光になるように光コネクタ１０３に入射され、も
う１つの半導体レーザからの出力光がｐ偏光になるよう
に光コネクタ１０４に入射されると、光コネクタ１０２
からはこれら２つの半導体レーザの光波が合波されて取
出される。レンズ１０５，１０６は光ファイバから出力
する光波を偏光ビームに偏光し、レンズ１０７は偏光ビ
ームを光ファイバに集光する。このような偏波多重は、
波長に対する制限が緩く、また光損が１ｄＢ以下にでき
るという利点を有するが、基本的には２光波の多重にし
か適用できないという欠点を有する。

【０００８】第４の方法は、誘電体の多層膜の透過およ
び反射の特性が波長によって異なることを利用する波長
多重の方法である。この原理や特性は公知である。その
波長特性の一例を図３に示す。図３において、横軸は波
長であり、縦軸は透過時の光損を示している。特性２０
１は、共通端子と波長が１．５３μｍ付近の光波の端子
との間の光損であり、特性２０２は共通端子と波長が
１．５５μｍ付近の光波の端子との間の光損である。

【０００９】このような波長多重は、光損が１ｄＢ以下
にできるという利点を有するが、合波される光波の波長
は一定以上離れていなければならない。図３に示した特
性の例は２つの波長が最も接近している例である。光フ
ァイバ通信に適した波長域は十分に広い波長域である
が、エルビュウムドープ光ファイバ増幅器（以下、光フ
ァイバ増幅器と称する）を適用する場合には、波長域は
１．５２５μｍから１．５７μｍに限定される。この光
増幅が可能な波長域で波長多重を行なう場合、図３の特
性の合波値は基本的に２合波の多重にしか適用できない
という欠点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ増幅器の増
幅可能な波長域にあって、波長が異なる複数の光波を１
本の光ファイバに合波して入射する場合、従来では２つ
の光波については光損を小さく合波できたが、４つの合
波については光損の大きい回折格子型の合波器を用いな
ければならなかった。

【００１１】それゆえに、この発明の主たる目的は、光
ファイバ増幅器の増幅可能な波長域において、波長が異
なる４つの光波を小さい光損で合波し得る４波長多重方
法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は波長がλ１の
第１の光波と、波長がλ１よりも大きいλ２である第２
の光波と、波長がλ２よりも大きいλ３である第３の光
波と、波長がλ３よりも大きいλ４である第４の光波と
を合波する４波長多重方法であって、波長λ１およびλ
２は、１．５２８μｍよりも大きくかつ１．５３８μｍ
よりも小さい値であり、波長λ３およびλ４は１．５４
５μｍよりも大きくかつ１．５７μｍより小さい値であ
り、第１の光波と第２の光波は偏波面を互いに直交させ
て合波する偏波多重方法により合波され、第３の光波と
第４の光波は偏波面を互いに直交させて合波する偏波多
重方法により合波され、第１および第２の光波を多重化
した光波と、第３および第４の光波を多重化した光波と
が波長多重により合波されるように構成される。

【００１３】

【作用】この発明に係る４波長多重方法は、偏波多重に
より小さい光損で、２つの光波が１ｄＢ以下の光損で合
波され、このような合波された光波２つがさらに１ｄＢ
以下の光損で合波されるため、波長の異なる４つの光波
が光損２ｄＢ以下で合波される。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す図である。
図１において、第１の光源３０１は波長が１．５３０μ
ｍでｐ偏光の出力を有しており、第２の光源３０２は波
長が１．５３５μｍでｓ偏光の出力を有しており、第３
の光源３０３は波長が１．５５０μｍでｐ偏光の出力を
有し、第４の光源３０４は波長が１．５５５μｍでｓ偏
光の出力を有している。第１の光源からのｐ偏光はｐ偏
光入力用コネクタ付光コード３０６を介して偏波多重合
波器３０５に入射され、第２の光源３０２からのｓ偏光
はｓ偏光入力用コネクタ付光コード３０７を介して偏波
多重合波器３０５に入射され、偏波多重合波器３０５は
入射されたｐ偏光とｓ偏光を合波し、合波光出力用コネ
クタ付光コード３０８に出力する。合波光出力用コネク
タ付光コード３０８は短波長光波入力用コネクタ付光コ
ード３１４に接続されている。

【００１５】第３の光源３０３からのｐ偏光はｐ偏光入
力用コネクタ付光コード３１０を介して偏波多重合波器
３０９に入射され、第４の光源３０４からのｓ偏光はｓ
偏光入力用コネクタ付光コード３１１を介して偏波多重
合波器３０９に入射され、偏波多重合波器３０９はこれ
らのｐ偏光とｓ偏光を合波し、合波光出力用コネクタ付
光コード３１２に出力する。合波光出力用コネクタ付光
コード３１２は長波長光波入力用コネクタ付光コード３
１５に接続されている。波長多重合波器３１３は波長が
１．５２８μｍ以上で１．５３８μｍ以下の短波長域の
光波と、波長が１．５４５μｍ以上で１．５７０μｍ以
下の長波長域の光波を合波するものであり、合波された
光波は光波光出力用コネクタ付光コード３１６に出力さ
れる。

【００１６】図１で示した構成において、第１の光源３
０１からの光波と第２の光源３０２からの光波は偏波多
重合波器３０５で合波され、１ｄＢ以下の光損で合波光
出力用コネクタ付光コード３０８から出力され、この出
力された２つの光波は短波長光波入力用コネクタ付光コ
ード３１４を介して波長多重合波器３１３に入力される
が、波長が短波長帯の透過域にあるので、１ｄＢ以下の
光損で合波光出力用コネクタ付光コード３１６に出力さ
れる。第３の光源３０３からの光波と第４の光源３０４
からの光波は偏波多重合波器３０９で合波され、１ｄＢ
以下の光損で合波光出力用コネクタ付光コード３１２か
ら出力され、出力される２つの光波は長波長光波入力用
コネクタ付光コード３１５を介して波長多重合波器３１
３に入力されるが、波長は長波長帯の透過域にあるの
で、１ｄＢ以下の光損で合波光出力用コネクタ付光コー
ド３１６に出力される。したがって、第１と第２と第３
と第４の光源３０１，３０２，３０３，３０４から出力
される光波は２ｄＢ以下の光損で合波される。

【００１７】なお、図１において、第１ないし第４の光
源３０１ないし３０４として半導体レーザを用いること
なく、偏光が安定な光源であれば、偏光調整器を併用す
ることによって直線偏光とすることができるので、半導
体レーザを置換えることができる。

【００１８】また、図１において、第１の光源３０１と
第２の光源３０２はコネクタ付光コード３０６，３０７
で偏波多重合波器３０５に接続されているが、光源から
の出力光をレンズ系を介してプリズム型偏光子に入射す
ることも可能である。こうすることによって、合波装置
の小型化を図ることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、エリ
ビュウム光ファイバ増幅器の増幅可能な波長域にある、
４つの異なる波長の光波を、２ｄＢ以下の光損で多重化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】従来のプリズム型偏光子の機能を説明するため
の概要図である

【図３】波長多重用合波器の光損の測定例である。

【符号の説明】

３０１ 第１の光源 ３０２ 第２の光源 ３０３ 第３の光源 ３０４ 第４の光源 ３０５，３０９ 偏波多重合波器 ３０６〜３０８，３１０〜３１２，３１４〜３１６ コ
ネクタ付光コード ３１３ 波長多重合波器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長がλ１の第１の光波と、波長が前記
   λ１よりも大きいλ２である第２の光波と、波長が前記
   λ２よりも大きいλ３である第３の光波と、波長が前記
   λ３よりも大きいλ４である第４の光波とを合波する４
   波長多重方法であって、 前記波長λ１およびλ２は、１．５２８μｍより大きく
   かつ１．５３８μｍより小さい値であり、前記波長λ３
   およびλ４は１．５４５μｍより大きくかつ１．５７μ
   ｍより小さい値であり、前記第１の光波と前記第２の光
   波は、偏波面を互いに直交させて合波する偏波多重方法
   により合波され、 前記第３の光波と第４の光波は偏波面を互いに直交させ
   て合波する偏波多重方法により合波され、 前記第１および第２の光波を多重化した光波と、前記第
   ３および第４の光波を多重化した光波とが波長多重によ
   り合波されるようにしたことを特徴とする、４波長多重
   方法。