JPH08204257A - 光ファイバ増幅器および光ファイバレーザ - Google Patents
光ファイバ増幅器および光ファイバレーザInfo
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- JPH08204257A JPH08204257A JP934795A JP934795A JPH08204257A JP H08204257 A JPH08204257 A JP H08204257A JP 934795 A JP934795 A JP 934795A JP 934795 A JP934795 A JP 934795A JP H08204257 A JPH08204257 A JP H08204257A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 希土類をコアに添加した希土類添加光ファイ
バを利得媒質とした光ファイバ増幅器の希土類添加光フ
ァイバと他の光ファイバとの接続部において、信号光お
よび励起光の両方の光について接続損失を小さく抑え
る。 【構成】 希土類添加光ファイバ１２とこれに接続され
る光ファイバ型カプラ１１を構成する光ファイバとの正
規化周波数を等しく設定する。これら両ファイバのコア
内に加熱により拡散されやすいドーパントを添加し、こ
れらの接続部で該ドーパントの拡散によりコアを拡径さ
せて、両ファイバのモードフィールド径を整合させる。
バを利得媒質とした光ファイバ増幅器の希土類添加光フ
ァイバと他の光ファイバとの接続部において、信号光お
よび励起光の両方の光について接続損失を小さく抑え
る。 【構成】 希土類添加光ファイバ１２とこれに接続され
る光ファイバ型カプラ１１を構成する光ファイバとの正
規化周波数を等しく設定する。これら両ファイバのコア
内に加熱により拡散されやすいドーパントを添加し、こ
れらの接続部で該ドーパントの拡散によりコアを拡径さ
せて、両ファイバのモードフィールド径を整合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類添加光ファイバを
用いてなる光ファイバ増幅器およびレーザに係り、希土
類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部における
接続損失を低減させることができるようにした技術に関
する。
用いてなる光ファイバ増幅器およびレーザに係り、希土
類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部における
接続損失を低減させることができるようにした技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１は光ファイバ増幅器の基本構成を例
示したものである。図中符号１１は波長多重型（ＷＤＭ
型：wavelength division multiplexing）の光ファイバ
型カプラ、１２は増幅用ファイバ、１３は光アイソレー
タ、１４は波長選択フィルタをそれぞれ示す。増幅用フ
ァイバ１２は希土類添加光ファイバであり、例えばエル
ビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）が用られる。この光フ
ァイバ増幅器において、光ファイバ型カプラ１１を介し
てＥＤＦ１２に波長λPの励起光が入射されると、ＥＤ
Ｆ１２のコアに添加されているエルビウム（Ｅｒ）イオ
ンが励起される。そしてこの励起状態にあるＥｒイオン
に貯えられたエネルギーは、光ファイバ型カプラ１１を
介してＥＤＦ１２に波長λSの信号光が入射されると、
誘導放出により同じ波長（λS）の光に転化され増幅作
用を生じる。この誘導放出によって増幅された光信号
は、必要に応じて設けられた光アイソレータ１３および
波長選択フィルタ１４を介して出射される。このような
ＥＤＦを用いた光ファイバ増幅器に用いられる励起光
は、一般的にはλP＝０．９８μｍとλP＝１．４８μｍ
の２つの波長からいずれかを選択して使用され、波長λ
S＝１．５５μｍの増幅光が得られる。また一般に、安
定な動作特性を得るために、希土類添加光ファイバを用
いた光増幅器には実質的に単一モード光ファイバが使用
される。
示したものである。図中符号１１は波長多重型（ＷＤＭ
型：wavelength division multiplexing）の光ファイバ
型カプラ、１２は増幅用ファイバ、１３は光アイソレー
タ、１４は波長選択フィルタをそれぞれ示す。増幅用フ
ァイバ１２は希土類添加光ファイバであり、例えばエル
ビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）が用られる。この光フ
ァイバ増幅器において、光ファイバ型カプラ１１を介し
てＥＤＦ１２に波長λPの励起光が入射されると、ＥＤ
Ｆ１２のコアに添加されているエルビウム（Ｅｒ）イオ
ンが励起される。そしてこの励起状態にあるＥｒイオン
に貯えられたエネルギーは、光ファイバ型カプラ１１を
介してＥＤＦ１２に波長λSの信号光が入射されると、
誘導放出により同じ波長（λS）の光に転化され増幅作
用を生じる。この誘導放出によって増幅された光信号
は、必要に応じて設けられた光アイソレータ１３および
波長選択フィルタ１４を介して出射される。このような
ＥＤＦを用いた光ファイバ増幅器に用いられる励起光
は、一般的にはλP＝０．９８μｍとλP＝１．４８μｍ
の２つの波長からいずれかを選択して使用され、波長λ
S＝１．５５μｍの増幅光が得られる。また一般に、安
定な動作特性を得るために、希土類添加光ファイバを用
いた光増幅器には実質的に単一モード光ファイバが使用
される。
【０００３】このようなＥＤＦ１２を用いた光ファイバ
増幅器において、Ｅｒ（希土類）は通常コア中にほぼ一
様に添加されており、ＥＤＦ１２の励起効率を高めるた
めに、コア内での励起光パワー密度が高いことが好まし
い。そのためにＥＤＦ１２は、一般にコア・クラッド間
の比屈折率差は１％以上と大きく、かつコア径は細く設
定されている。例えば、図２に示すようなステップ型屈
折率分布を有するＥＤＦ（図２中実線は屈折率分布、破
線は励起光波長におけるモードフィールド分布を示す）
において、励起光強度（破線）は軸対称な分布を持ち、
コアの中心から遠ざかるに連れその強度が弱くなる。そ
して、ＥＤＦ１２では図２（ａ）に示すように、励起光
波長λpにおけるモードフィールド径がコア径よりも大
きくなるように、コア径が小さく設定されている。この
ようにすることにより、コアに添加されているＥｒを完
全に励起させて効率良く光増幅効果を得ることができ
る。
増幅器において、Ｅｒ（希土類）は通常コア中にほぼ一
様に添加されており、ＥＤＦ１２の励起効率を高めるた
めに、コア内での励起光パワー密度が高いことが好まし
い。そのためにＥＤＦ１２は、一般にコア・クラッド間
の比屈折率差は１％以上と大きく、かつコア径は細く設
定されている。例えば、図２に示すようなステップ型屈
折率分布を有するＥＤＦ（図２中実線は屈折率分布、破
線は励起光波長におけるモードフィールド分布を示す）
において、励起光強度（破線）は軸対称な分布を持ち、
コアの中心から遠ざかるに連れその強度が弱くなる。そ
して、ＥＤＦ１２では図２（ａ）に示すように、励起光
波長λpにおけるモードフィールド径がコア径よりも大
きくなるように、コア径が小さく設定されている。この
ようにすることにより、コアに添加されているＥｒを完
全に励起させて効率良く光増幅効果を得ることができ
る。
【０００４】これに対して、光ファイバ型カプラ１１を
構成している光ファイバや、光ファイバ増幅器を構成し
ているＥＤＦ以外の光ファイバなどで一般に用いられて
いる構造では、図２（ｂ）に示すように、コア径はモー
ドフィールド径より若干小さい程度である。仮にＥＤＦ
１２もこの図２（ｂ）のような構造とした場合には、コ
ア中心付近のＥｒは完全に励起されるが、コアの縁近辺
にあるＥｒは励起光強度が弱いために励起不十分となっ
てしまう。このように空間的に不均一な反転分布が形成
された状態で信号光が入射されると、コアの中心部では
誘導放出による光信号の増幅が生じるが、コアの縁近辺
では励起されなかったＥｒによる誘導吸収が生じ、十分
な光増幅効果が得られないことになる。
構成している光ファイバや、光ファイバ増幅器を構成し
ているＥＤＦ以外の光ファイバなどで一般に用いられて
いる構造では、図２（ｂ）に示すように、コア径はモー
ドフィールド径より若干小さい程度である。仮にＥＤＦ
１２もこの図２（ｂ）のような構造とした場合には、コ
ア中心付近のＥｒは完全に励起されるが、コアの縁近辺
にあるＥｒは励起光強度が弱いために励起不十分となっ
てしまう。このように空間的に不均一な反転分布が形成
された状態で信号光が入射されると、コアの中心部では
誘導放出による光信号の増幅が生じるが、コアの縁近辺
では励起されなかったＥｒによる誘導吸収が生じ、十分
な光増幅効果が得られないことになる。
【０００５】ところで、コア径２ａとモードフィールド
径（以下、ＭＦＤと略記する）との間には、下記数式
（Ｉ）で表される関係がある。
径（以下、ＭＦＤと略記する）との間には、下記数式
（Ｉ）で表される関係がある。
【数１】 ここで、Ｖは正規化周波数と呼ばれるもので、光ファイ
バ中のモード状態を示すパラメータである。これは光フ
ァイバのコア径、コア屈折率、コアとクラッドの比屈折
率差、光の波長によって決まり、下記数式（II）で計算
される。
バ中のモード状態を示すパラメータである。これは光フ
ァイバのコア径、コア屈折率、コアとクラッドの比屈折
率差、光の波長によって決まり、下記数式（II）で計算
される。
【数２】 すなわち、図２（ａ）に示されるようにコア径２ａに対
するＭＦＤの比（ＭＦＤ／２ａ）が大きいＥＤＦは、Ｖ
が小さく設定されており、図２（ｂ）に示すような光フ
ァイバは、Ｖが大きく設定されているものである。
するＭＦＤの比（ＭＦＤ／２ａ）が大きいＥＤＦは、Ｖ
が小さく設定されており、図２（ｂ）に示すような光フ
ァイバは、Ｖが大きく設定されているものである。
【０００６】しかしながら、上記のようにコア径が小さ
く設定されているＥＤＦと、光ファイバ増幅器を構成す
る他の光ファイバとの接続においてはコア径差があり、
接続損失の要因となる。したがって、これらコア径の異
なる光ファイバを接続する際には、両ファイバの端面で
ＭＦＤを一致させることによって接続損失を低減させる
ことが行われている。
く設定されているＥＤＦと、光ファイバ増幅器を構成す
る他の光ファイバとの接続においてはコア径差があり、
接続損失の要因となる。したがって、これらコア径の異
なる光ファイバを接続する際には、両ファイバの端面で
ＭＦＤを一致させることによって接続損失を低減させる
ことが行われている。
【０００７】ＭＦＤを一致させる技術の１つとして、コ
ア内に含まれるドーパントを熱拡散させる技術があり、
このようなドーパントとしては、コアの屈折率を増加さ
せることができ、加熱によって拡散されやすいものが用
いられ、ゲルマニウムが好ましく用いられる。そして図
３（ａ）に示すように、コア径が異なる２本の光ファイ
バを接続する際に、まず両方の光ファイバの端部をそれ
ぞれ加熱することによってコア内に含まれているゲルマ
ニウムを拡散させてコア径を実質的に拡大させることに
よってこれらのＭＦＤを制御する。
ア内に含まれるドーパントを熱拡散させる技術があり、
このようなドーパントとしては、コアの屈折率を増加さ
せることができ、加熱によって拡散されやすいものが用
いられ、ゲルマニウムが好ましく用いられる。そして図
３（ａ）に示すように、コア径が異なる２本の光ファイ
バを接続する際に、まず両方の光ファイバの端部をそれ
ぞれ加熱することによってコア内に含まれているゲルマ
ニウムを拡散させてコア径を実質的に拡大させることに
よってこれらのＭＦＤを制御する。
【０００８】このとき、コア径が例えば２倍に拡大され
ても、コア・クラッド間の比屈折率差を維持するのに寄
与していたドーパントは拡散されただけでその量は変化
していないので、濃度が１／２2＝１／４になり、よっ
て、コア・クラッド間の比屈折率差が１／４になる。上
記数式（II）においてコア径２ａが２倍になり、コア・
クラッド間の比屈折率差△が１／４になるとき、Ｖは一
定で変化しないことがわかる。したがって、上記数式
（Ｉ）においてＶが一定であるので、コア径２ａを拡大
させればこれに比例してＭＦＤが拡大されることがわか
る。このようにして、モードフィールド径（ＭＦＤ）を
整合させた光ファイバを、図３（ｂ）に示すように、端
面どうしを突き合わせた状態で融着接続を行なうことに
よって、ＭＦＤが整合している接続部を形成することが
できる。
ても、コア・クラッド間の比屈折率差を維持するのに寄
与していたドーパントは拡散されただけでその量は変化
していないので、濃度が１／２2＝１／４になり、よっ
て、コア・クラッド間の比屈折率差が１／４になる。上
記数式（II）においてコア径２ａが２倍になり、コア・
クラッド間の比屈折率差△が１／４になるとき、Ｖは一
定で変化しないことがわかる。したがって、上記数式
（Ｉ）においてＶが一定であるので、コア径２ａを拡大
させればこれに比例してＭＦＤが拡大されることがわか
る。このようにして、モードフィールド径（ＭＦＤ）を
整合させた光ファイバを、図３（ｂ）に示すように、端
面どうしを突き合わせた状態で融着接続を行なうことに
よって、ＭＦＤが整合している接続部を形成することが
できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、コア内の
ドーパントを熱拡散させて実質的なコア径を拡大させ、
これによって接続部におけるＭＦＤの整合性を図る方法
は、使用波長が１つである場合には有効であるが、光フ
ァイバ増幅器のように信号光および励起光の波長の異な
る２つの光が伝搬される場合に、その両方の波長におけ
るＭＦＤの整合性が同時に得られず、一方の光について
は接続損失が大きくなってしまうことがあるという問題
があった。
ドーパントを熱拡散させて実質的なコア径を拡大させ、
これによって接続部におけるＭＦＤの整合性を図る方法
は、使用波長が１つである場合には有効であるが、光フ
ァイバ増幅器のように信号光および励起光の波長の異な
る２つの光が伝搬される場合に、その両方の波長におけ
るＭＦＤの整合性が同時に得られず、一方の光について
は接続損失が大きくなってしまうことがあるという問題
があった。
【００１０】すなわち、数式（II）に示されるように信
号光波長λSにおける正規化周波数ＶSと、励起光波長λ
Pにおける正規化周波数ＶPとは異なる値であり、したが
って数式（Ｉ）より、異なる波長に対してはＭＦＤも異
なる値となる。また、λSとλPの差が大きいほどＶSと
ＶPの差は大きくなり、したがって両波長におけるＭＦ
Ｄの差も大きくなってしまう。さらに、図４は、数式
（II）で示されるコア径２ａに対するＭＦＤの比（ＭＦ
Ｄ／２ａ）と正規化周波数Ｖとの関係をグラフに示した
ものであるが、これより、特にＶが小さく設定されてい
るＥＤＦにあっては、ＶSとＶPの差に対してＭＦＤの差
が顕著であることがわかる。
号光波長λSにおける正規化周波数ＶSと、励起光波長λ
Pにおける正規化周波数ＶPとは異なる値であり、したが
って数式（Ｉ）より、異なる波長に対してはＭＦＤも異
なる値となる。また、λSとλPの差が大きいほどＶSと
ＶPの差は大きくなり、したがって両波長におけるＭＦ
Ｄの差も大きくなってしまう。さらに、図４は、数式
（II）で示されるコア径２ａに対するＭＦＤの比（ＭＦ
Ｄ／２ａ）と正規化周波数Ｖとの関係をグラフに示した
ものであるが、これより、特にＶが小さく設定されてい
るＥＤＦにあっては、ＶSとＶPの差に対してＭＦＤの差
が顕著であることがわかる。
【００１１】例えば、図１に示すようなＥＤＦを用いて
なる光ファイバ増幅器において、効果的に光増幅作用を
得るためには、光ファイバ型カプラ１１とＥＤＦ１２と
の接続点Ｓ1で、信号光波長および励起光波長の両方に
ついて接続損失が小さいことが要求される。ＥＤＦ１２
を用いた光ファイバ増幅器に用いられる励起光は、λP
＝０．９８μｍとλP＝１．４８μｍの２つの波長から
いずれかを選択して用いられ、信号光はλS＝１．５５
μｍである。よって、λP＝１．４８μｍ、λS＝１．５
５μｍの場合は、λSとλPの差が比較的小さいのでＶS
とＶPの差も小さく、ＭＦＤ／２ａはほぼ近い値とな
る。したがって、このときは信号光または励起光のいず
れか一方の波長におけるＭＦＤの整合性を図れば、他方
の波長においてもＭＦＤの整合性がほぼ得られる。しか
しながら、λP＝０．９８μｍ、λS＝１．５５μｍの場
合は、０．９８／１．５５≒６３％と両波長の差が大き
いので、ＶSとＶPの差が大きく、ＭＦＤ／２ａの差も大
きくなる。この場合には、一方の波長におけるＭＦＤの
整合性を図っても、他方の波長におけるＭＦＤの整合性
は得られない。このことを図４中に示す。例えば励起光
波長λP＝０．９８μｍにおいてＶP＝２．２と小さく設
定されているＥＤＦにおいては、信号光波長λS＝１．
５５μｍにおいてはＶS＝１．３９となり、両波長にお
けるＭＦＤ／２ａの差は０．８３と大きくなってしまう
（図中●で示す）。これに対して、例えば励起光波長λ
P＝０．９８μｍにおいてＶP＝３．０と大きく設定され
ている通常の光ファイバにおいては、信号光波長λS＝
１．５５μｍにおいてはＶS＝１．８９となり、両波長
におけるＭＦＤ／２ａの差は０．４と比較的小さいもの
である（図中○で示す）。
なる光ファイバ増幅器において、効果的に光増幅作用を
得るためには、光ファイバ型カプラ１１とＥＤＦ１２と
の接続点Ｓ1で、信号光波長および励起光波長の両方に
ついて接続損失が小さいことが要求される。ＥＤＦ１２
を用いた光ファイバ増幅器に用いられる励起光は、λP
＝０．９８μｍとλP＝１．４８μｍの２つの波長から
いずれかを選択して用いられ、信号光はλS＝１．５５
μｍである。よって、λP＝１．４８μｍ、λS＝１．５
５μｍの場合は、λSとλPの差が比較的小さいのでＶS
とＶPの差も小さく、ＭＦＤ／２ａはほぼ近い値とな
る。したがって、このときは信号光または励起光のいず
れか一方の波長におけるＭＦＤの整合性を図れば、他方
の波長においてもＭＦＤの整合性がほぼ得られる。しか
しながら、λP＝０．９８μｍ、λS＝１．５５μｍの場
合は、０．９８／１．５５≒６３％と両波長の差が大き
いので、ＶSとＶPの差が大きく、ＭＦＤ／２ａの差も大
きくなる。この場合には、一方の波長におけるＭＦＤの
整合性を図っても、他方の波長におけるＭＦＤの整合性
は得られない。このことを図４中に示す。例えば励起光
波長λP＝０．９８μｍにおいてＶP＝２．２と小さく設
定されているＥＤＦにおいては、信号光波長λS＝１．
５５μｍにおいてはＶS＝１．３９となり、両波長にお
けるＭＦＤ／２ａの差は０．８３と大きくなってしまう
（図中●で示す）。これに対して、例えば励起光波長λ
P＝０．９８μｍにおいてＶP＝３．０と大きく設定され
ている通常の光ファイバにおいては、信号光波長λS＝
１．５５μｍにおいてはＶS＝１．８９となり、両波長
におけるＭＦＤ／２ａの差は０．４と比較的小さいもの
である（図中○で示す）。
【００１２】このような２つの異なる波長における接続
損失の問題は、光ファイバレーザでも同様である。希土
類添加光ファイバを利得媒質とし、これに励起光を入射
して得られる自然放出光を再び希土類添加光ファイバに
入射させ、利得媒質に帰還をかけることによって、レー
ザ光の発振が得られることは知られている。このような
希土類添加光ファイバを用いた光ファイバレーザにおい
ても、希土類添加光ファイバとレーザを構成する他の光
ファイバとの接続部において、励起光と発振光の２つの
波長の異なる光が伝搬される場合には、これらの光につ
いて同時に低接続損失を達成することが要求される。
損失の問題は、光ファイバレーザでも同様である。希土
類添加光ファイバを利得媒質とし、これに励起光を入射
して得られる自然放出光を再び希土類添加光ファイバに
入射させ、利得媒質に帰還をかけることによって、レー
ザ光の発振が得られることは知られている。このような
希土類添加光ファイバを用いた光ファイバレーザにおい
ても、希土類添加光ファイバとレーザを構成する他の光
ファイバとの接続部において、励起光と発振光の２つの
波長の異なる光が伝搬される場合には、これらの光につ
いて同時に低接続損失を達成することが要求される。
【００１３】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部
において、信号光（または発振光）および励起光の両方
の光について接続損失を小さく抑えることができるよう
にした光ファイバ増幅器およびレーザを提供することを
目的とする。
で、希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部
において、信号光（または発振光）および励起光の両方
の光について接続損失を小さく抑えることができるよう
にした光ファイバ増幅器およびレーザを提供することを
目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の光ファイバ増幅器は、希土
類をコアに添加した希土類添加光ファイバを利得媒質と
した光ファイバ増幅器であって、希土類添加光ファイバ
とこれに接続される他の光ファイバとの接続部で、両フ
ァイバの励起光波長におけるＭＦＤおよび信号光波長に
おけるＭＦＤがいずれも整合されていることを特徴とす
るものである。また請求項２記載の光ファイバ増幅器
は、上記希土類添加光ファイバとこれに接続される他の
光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ該希土類添
加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファイバが
コア内に加熱により拡散されやすいドーパントを含んで
なるとともに、これらの接続部で該ドーパントの拡散に
よりコアが拡径されて、上記の如きＭＦＤの整合性を得
ているものである。
に、本発明の請求項１記載の光ファイバ増幅器は、希土
類をコアに添加した希土類添加光ファイバを利得媒質と
した光ファイバ増幅器であって、希土類添加光ファイバ
とこれに接続される他の光ファイバとの接続部で、両フ
ァイバの励起光波長におけるＭＦＤおよび信号光波長に
おけるＭＦＤがいずれも整合されていることを特徴とす
るものである。また請求項２記載の光ファイバ増幅器
は、上記希土類添加光ファイバとこれに接続される他の
光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ該希土類添
加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファイバが
コア内に加熱により拡散されやすいドーパントを含んで
なるとともに、これらの接続部で該ドーパントの拡散に
よりコアが拡径されて、上記の如きＭＦＤの整合性を得
ているものである。
【００１５】本発明の請求項３記載の光ファイバレーザ
は、希土類をコアに添加した希土類添加光ファイバを利
得媒質とした光ファイバレーザであって、希土類添加光
ファイバとこれに接続される他の光ファイバとの接続部
で、両ファイバの励起光波長におけるＭＦＤおよび発振
光波長におけるＭＦＤがいずれも整合されていることを
特徴とするものである。また請求項４記載の光ファイバ
レーザは、上記希土類添加光ファイバとこれに接続され
る他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ該希
土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファ
イバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパントを
含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパントの
拡散によりコアが拡径されて、上記の如きＭＦＤの整合
性を得ているものである。
は、希土類をコアに添加した希土類添加光ファイバを利
得媒質とした光ファイバレーザであって、希土類添加光
ファイバとこれに接続される他の光ファイバとの接続部
で、両ファイバの励起光波長におけるＭＦＤおよび発振
光波長におけるＭＦＤがいずれも整合されていることを
特徴とするものである。また請求項４記載の光ファイバ
レーザは、上記希土類添加光ファイバとこれに接続され
る他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ該希
土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファ
イバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパントを
含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパントの
拡散によりコアが拡径されて、上記の如きＭＦＤの整合
性を得ているものである。
【００１６】
【作用】本発明の希土類添加光ファイバを用いた光ファ
イバ増幅器によれば、希土類添加光ファイバとこれに接
続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの励
起光波長におけるＭＦＤおよび信号光波長におけるＭＦ
Ｄがいずれも整合されているので、接続部における信号
光および励起光の接続損失を小さく抑えることができ、
高効率の光増幅作用が得られる。同様に、本発明の光フ
ァイバレーザによれば、希土類添加光ファイバとこれに
接続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの
励起光波長におけるＭＦＤおよび発振光波長におけるＭ
ＦＤがいずれも整合されているので、発振光および励起
光の接続損失を小さく抑えることができ、高効率のレー
ザ光発振作用が得られる。具体的には、光ファイバ増幅
器においても、また光ファイバレーザにおいても、希土
類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイバと
の正規化周波数を等しく設定するとともに、該希土類添
加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファイバの
コア内に加熱により拡散されやすいドーパントを添加
し、該ドーパントを加熱拡散せしめてコアを拡径させて
接続部を形成することによって、波長の異なる光に対す
るＭＦＤの整合性を同時に得ることができる。
イバ増幅器によれば、希土類添加光ファイバとこれに接
続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの励
起光波長におけるＭＦＤおよび信号光波長におけるＭＦ
Ｄがいずれも整合されているので、接続部における信号
光および励起光の接続損失を小さく抑えることができ、
高効率の光増幅作用が得られる。同様に、本発明の光フ
ァイバレーザによれば、希土類添加光ファイバとこれに
接続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの
励起光波長におけるＭＦＤおよび発振光波長におけるＭ
ＦＤがいずれも整合されているので、発振光および励起
光の接続損失を小さく抑えることができ、高効率のレー
ザ光発振作用が得られる。具体的には、光ファイバ増幅
器においても、また光ファイバレーザにおいても、希土
類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイバと
の正規化周波数を等しく設定するとともに、該希土類添
加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファイバの
コア内に加熱により拡散されやすいドーパントを添加
し、該ドーパントを加熱拡散せしめてコアを拡径させて
接続部を形成することによって、波長の異なる光に対す
るＭＦＤの整合性を同時に得ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の光
ファイバ増幅器は図１に示した基本構成を用いることが
できる。本発明の光ファイバ増幅器が、従来のものと大
きく異なる点は、希土類添加光ファイバ１２と光ファイ
バ型カプラ１１との接続点Ｓ1において、両ファイバの
信号光波長λSにおけるＭＦＤおよび励起光波長λPにお
けるＭＦＤがいずれも整合されている点である。希土類
添加光ファイバ１２としては、コアに希土類、好ましく
はエルビウム（Ｅｒ）が添加されたものが用いられる。
ファイバ増幅器は図１に示した基本構成を用いることが
できる。本発明の光ファイバ増幅器が、従来のものと大
きく異なる点は、希土類添加光ファイバ１２と光ファイ
バ型カプラ１１との接続点Ｓ1において、両ファイバの
信号光波長λSにおけるＭＦＤおよび励起光波長λPにお
けるＭＦＤがいずれも整合されている点である。希土類
添加光ファイバ１２としては、コアに希土類、好ましく
はエルビウム（Ｅｒ）が添加されたものが用いられる。
【００１８】本実施例の光ファイバ増幅器においては、
少なくとも希土類添加光ファイバ１２と、これに接続さ
れる光ファイバ型カプラ１１を構成する光ファイバと
の、信号光波長λSにおける正規化周波数ＶSおよび励起
光波長λPにおける正規化周波数ＶPがいずれも等しく設
定されている。正規化周波数Ｖは、上記数式（II）で計
算されるもので、コア径２ａ、コア屈折率ｎ1、および
クラッド屈折率ｎ2を適宜調節することによって設定さ
れる。尚、光ファイバ型カプラを構成する光ファイバと
希土類添加光ファイバとは、ＶSおよびＶPが等しければ
よく、コア径、比屈折率差は相違していてよい。すなわ
ち、数式（II）よりＶ＝（２ａπｎ1√２△）／λであ
るので、希土類添加光ファイバ１２およびこれに接続さ
れる光ファイバの（２ａπｎ1√２△）の値が等しくな
るように設定すれば、ＶPもＶSも両ファイバ間で一致し
た値となる。ここで、正規化周波数ＶSおよびＶPは両フ
ァイバ間で等しいことが望ましいが、必ずしも厳密に等
しくなくてもよく、これらの差は接続損失の増大につな
がるので、用途等によって接続損失がその許容範囲内と
なるようにすればよい。
少なくとも希土類添加光ファイバ１２と、これに接続さ
れる光ファイバ型カプラ１１を構成する光ファイバと
の、信号光波長λSにおける正規化周波数ＶSおよび励起
光波長λPにおける正規化周波数ＶPがいずれも等しく設
定されている。正規化周波数Ｖは、上記数式（II）で計
算されるもので、コア径２ａ、コア屈折率ｎ1、および
クラッド屈折率ｎ2を適宜調節することによって設定さ
れる。尚、光ファイバ型カプラを構成する光ファイバと
希土類添加光ファイバとは、ＶSおよびＶPが等しければ
よく、コア径、比屈折率差は相違していてよい。すなわ
ち、数式（II）よりＶ＝（２ａπｎ1√２△）／λであ
るので、希土類添加光ファイバ１２およびこれに接続さ
れる光ファイバの（２ａπｎ1√２△）の値が等しくな
るように設定すれば、ＶPもＶSも両ファイバ間で一致し
た値となる。ここで、正規化周波数ＶSおよびＶPは両フ
ァイバ間で等しいことが望ましいが、必ずしも厳密に等
しくなくてもよく、これらの差は接続損失の増大につな
がるので、用途等によって接続損失がその許容範囲内と
なるようにすればよい。
【００１９】また希土類添加光ファイバ１２、これに接
続される光ファイバ型カプラ１１を構成する光ファイ
バ、および好ましくは希土類添加光ファイバ１２の出射
側に接続される光ファイバには、そのコア内に加熱によ
って拡散され易いドーパントが添加されている。ここで
用いられるドーパントとしては、ゲルマニウムが好まし
い。そして、このドーパントの拡散により接続部のコア
径が拡大され、必要に応じてＭＦＤが整合されている。
ここで、希土類添加光ファイバ３２と光ファイバ型カプ
ラ３１の接続部では、これらの正規化周波数ＶPおよび
ＶSがいずれも等しく設定されており、上述のように正
規化周波数はドーパントの熱拡散によって変化しない。
したがって、上記数式（Ｉ）より、励起光波長（λP）
または信号光波長（λS）のいずれか一方の波長につい
てＭＦＤを一致させれば、同時に他方の波長についても
ＭＦＤの整合性が得られる。実際には、両ファイバのコ
ア径（２ａ）を実質的に一致させることにより、ＭＦＤ
を一致させることができる。
続される光ファイバ型カプラ１１を構成する光ファイ
バ、および好ましくは希土類添加光ファイバ１２の出射
側に接続される光ファイバには、そのコア内に加熱によ
って拡散され易いドーパントが添加されている。ここで
用いられるドーパントとしては、ゲルマニウムが好まし
い。そして、このドーパントの拡散により接続部のコア
径が拡大され、必要に応じてＭＦＤが整合されている。
ここで、希土類添加光ファイバ３２と光ファイバ型カプ
ラ３１の接続部では、これらの正規化周波数ＶPおよび
ＶSがいずれも等しく設定されており、上述のように正
規化周波数はドーパントの熱拡散によって変化しない。
したがって、上記数式（Ｉ）より、励起光波長（λP）
または信号光波長（λS）のいずれか一方の波長につい
てＭＦＤを一致させれば、同時に他方の波長についても
ＭＦＤの整合性が得られる。実際には、両ファイバのコ
ア径（２ａ）を実質的に一致させることにより、ＭＦＤ
を一致させることができる。
【００２０】希土類添加光ファイバ１２と他の光ファイ
バとの接続は上述の図３に示すように、まず接続すべき
光ファイバの端部を加熱することによって、コア内に含
まれているドーパントを拡散させ、これによってコア径
を実質的に拡大させる。このときの加熱温度は光ファイ
バを構成するガラスの組成等によって変化し得るが、１
７００〜２０００℃程度に好ましく設定される。そして
必要に応じて、接続点を伝搬する光の波長（信号光波長
λSまたは励起光波長λP）におけるＭＦＤを観察しなが
ら加熱時間を制御し、所望のＭＦＤを得る。このように
してＭＦＤが一致された接続端の端面どうしを突き合わ
せて、これらを周知の手法で融着接続する。
バとの接続は上述の図３に示すように、まず接続すべき
光ファイバの端部を加熱することによって、コア内に含
まれているドーパントを拡散させ、これによってコア径
を実質的に拡大させる。このときの加熱温度は光ファイ
バを構成するガラスの組成等によって変化し得るが、１
７００〜２０００℃程度に好ましく設定される。そして
必要に応じて、接続点を伝搬する光の波長（信号光波長
λSまたは励起光波長λP）におけるＭＦＤを観察しなが
ら加熱時間を制御し、所望のＭＦＤを得る。このように
してＭＦＤが一致された接続端の端面どうしを突き合わ
せて、これらを周知の手法で融着接続する。
【００２１】あるいは、希土類添加光ファイバ１２と他
の光ファイバの接続方法として、まず融着接続を行った
後に、接続部分を加熱し、コア内のドーパントを拡散さ
せてＭＦＤの整合性を得ることもできる。この場合に
は、希土類添加光ファイバ１２と他の光ファイバにおけ
るドーパントの熱拡散係数を変えておくことが必要であ
る。例えば、希土類添加光ファイバのコアにゲルマニウ
ムを添加するとともに、クラッドにフッ素を添加してお
く。一方、他の光ファイバのコアにはゲルマニウムを添
加し、クラッドはドーパントを含まないシリカとする。
このように、クラッドの組成を違えておくことによっ
て、コア内のドーパントの熱拡散係数が異なるものとな
る。ここでは、希土類添加光ファイバ１２のほうが、大
きな熱拡散係数をもつので、加熱時間を適宜設定するこ
とによって、融着接続された希土類添加光ファイバと他
の光ファイバのドーパントを同時に加熱拡散させて接続
部におけるＭＦＤを一致させることができる。
の光ファイバの接続方法として、まず融着接続を行った
後に、接続部分を加熱し、コア内のドーパントを拡散さ
せてＭＦＤの整合性を得ることもできる。この場合に
は、希土類添加光ファイバ１２と他の光ファイバにおけ
るドーパントの熱拡散係数を変えておくことが必要であ
る。例えば、希土類添加光ファイバのコアにゲルマニウ
ムを添加するとともに、クラッドにフッ素を添加してお
く。一方、他の光ファイバのコアにはゲルマニウムを添
加し、クラッドはドーパントを含まないシリカとする。
このように、クラッドの組成を違えておくことによっ
て、コア内のドーパントの熱拡散係数が異なるものとな
る。ここでは、希土類添加光ファイバ１２のほうが、大
きな熱拡散係数をもつので、加熱時間を適宜設定するこ
とによって、融着接続された希土類添加光ファイバと他
の光ファイバのドーパントを同時に加熱拡散させて接続
部におけるＭＦＤを一致させることができる。
【００２２】このようにして、本実施例では希土類添加
光ファイバ１２と光ファイバ型カプラ１１の接続点Ｓ1
では、信号光および励起光の両方の波長におけるＭＦＤ
が整合されている。したがって、励起光および信号光を
効率よく希土類添加光ファイバに入射することができ
る。また希土類添加光ファイバ１２とその出射側に接続
される光ファイバの接続点Ｓ2においては、コア内のド
ーパントの熱拡散によって、信号光波長についてのみＭ
ＦＤの整合性が満たされており、希土類添加光ファイバ
で励起された信号光の接続損失を抑えて効率よく出射す
ることができる。したがって、この接続点Ｓ2について
は、特に正規化周波数Ｖを等しく設定する必要はない。
光ファイバ１２と光ファイバ型カプラ１１の接続点Ｓ1
では、信号光および励起光の両方の波長におけるＭＦＤ
が整合されている。したがって、励起光および信号光を
効率よく希土類添加光ファイバに入射することができ
る。また希土類添加光ファイバ１２とその出射側に接続
される光ファイバの接続点Ｓ2においては、コア内のド
ーパントの熱拡散によって、信号光波長についてのみＭ
ＦＤの整合性が満たされており、希土類添加光ファイバ
で励起された信号光の接続損失を抑えて効率よく出射す
ることができる。したがって、この接続点Ｓ2について
は、特に正規化周波数Ｖを等しく設定する必要はない。
【００２３】このような光ファイバ増幅器にあっては、
信号光波長についても励起光波長についても、接続損失
が小さく抑えられているので、信号光波長に対する励起
光波長の比（λP／λS×１００）が８０％以下と、これ
らの波長が離れている場合にも、高効率の光増幅作用を
得ることができる。
信号光波長についても励起光波長についても、接続損失
が小さく抑えられているので、信号光波長に対する励起
光波長の比（λP／λS×１００）が８０％以下と、これ
らの波長が離れている場合にも、高効率の光増幅作用を
得ることができる。
【００２４】図５は本発明の光ファイバ増幅器の第２の
構成例を示したものである。この例では、希土類添加光
ファイバ２２の一方から信号光が入射され、他方から光
ファイバ型カプラ２１を介して励起光が入射されるよう
に構成されている。また希土類添加光ファイバ２２から
出射される増幅された信号光は、光ファイバ型カプラ２
１および好ましく設けられたアイソレータ２３を介して
出力されるようになっている。この光ファイバ増幅器に
おいては、希土類添加光ファイバ２２と光ファイバ型カ
プラ２１の接続点Ｓ4において、両ファイバ間で信号光
波長および励起光波長における正規化周波数が等しく設
定されている。またこれらの接続に際して、コア内のド
ーパントの熱拡散により、両ファイバの接続端面のＭＦ
Ｄが一致するように形成されている。また希土類添加光
ファイバ２２と信号光源との接続点Ｓ3、および光ファ
イバ型カプラ２１光アイソレータ２３との接続点Ｓ6で
は、コア内のドーパントの熱拡散により、両ファイバの
信号光波長におけるＭＦＤが一致するように形成されて
おり、光ファイバ型カプラ２１と励起光源との接続点Ｓ
5では、同様にして両ファイバの励起光波長におけるＭ
ＦＤが一致するように形成されている。接続点Ｓ4以外
では特に接続される両ファイバの正規化周波数Ｖを等し
く設定する必要はない。
構成例を示したものである。この例では、希土類添加光
ファイバ２２の一方から信号光が入射され、他方から光
ファイバ型カプラ２１を介して励起光が入射されるよう
に構成されている。また希土類添加光ファイバ２２から
出射される増幅された信号光は、光ファイバ型カプラ２
１および好ましく設けられたアイソレータ２３を介して
出力されるようになっている。この光ファイバ増幅器に
おいては、希土類添加光ファイバ２２と光ファイバ型カ
プラ２１の接続点Ｓ4において、両ファイバ間で信号光
波長および励起光波長における正規化周波数が等しく設
定されている。またこれらの接続に際して、コア内のド
ーパントの熱拡散により、両ファイバの接続端面のＭＦ
Ｄが一致するように形成されている。また希土類添加光
ファイバ２２と信号光源との接続点Ｓ3、および光ファ
イバ型カプラ２１光アイソレータ２３との接続点Ｓ6で
は、コア内のドーパントの熱拡散により、両ファイバの
信号光波長におけるＭＦＤが一致するように形成されて
おり、光ファイバ型カプラ２１と励起光源との接続点Ｓ
5では、同様にして両ファイバの励起光波長におけるＭ
ＦＤが一致するように形成されている。接続点Ｓ4以外
では特に接続される両ファイバの正規化周波数Ｖを等し
く設定する必要はない。
【００２５】このような光ファイバ増幅器にあっては、
信号光波長についても励起光波長についても、各接続点
における接続損失が小さく抑えられており、効率よく光
増幅作用を得ることができる。
信号光波長についても励起光波長についても、各接続点
における接続損失が小さく抑えられており、効率よく光
増幅作用を得ることができる。
【００２６】（実施例１）希土類添加光ファイバ２２と
して、下記表１に示すパラメータを有するエルビウム添
加光ファイバ（ＥＤＦ）を用いて図５に示す構成の光フ
ァイバ増幅器を作製した。この希土類添加光ファイバ２
２に接続されるＷＤＭ型光ファイバカプラ２１の光ファ
イバＡは、下記表１に示すように、ＥＤＦとは異なるコ
ア径、比屈折率差を有し、励起光波長におけるＶPおよ
び信号光波長におけるＶSがいずれもＥＤＦのものと等
しくなるように形成した。このＥＤＦと光ファイバＡと
の接続点Ｓ4において、励起光波長λP＝０．９８μｍお
よび信号光波長λS＝１．５５μｍにおける接続損失を
測定したところ、下記表１に示すように、いずれの波長
においても小さい値であった。また上記Ｓ4以外の接続
点Ｓ3、Ｓ5、およびＳ6における接続損失はいずれも
０．１ｄＢ以下に抑えられていた。
して、下記表１に示すパラメータを有するエルビウム添
加光ファイバ（ＥＤＦ）を用いて図５に示す構成の光フ
ァイバ増幅器を作製した。この希土類添加光ファイバ２
２に接続されるＷＤＭ型光ファイバカプラ２１の光ファ
イバＡは、下記表１に示すように、ＥＤＦとは異なるコ
ア径、比屈折率差を有し、励起光波長におけるＶPおよ
び信号光波長におけるＶSがいずれもＥＤＦのものと等
しくなるように形成した。このＥＤＦと光ファイバＡと
の接続点Ｓ4において、励起光波長λP＝０．９８μｍお
よび信号光波長λS＝１．５５μｍにおける接続損失を
測定したところ、下記表１に示すように、いずれの波長
においても小さい値であった。また上記Ｓ4以外の接続
点Ｓ3、Ｓ5、およびＳ6における接続損失はいずれも
０．１ｄＢ以下に抑えられていた。
【００２７】
【表１】
【００２８】さらに、この光ファイバ増幅器に、励起光
として波長０．９８μｍのレーザ光を入射させ、かつ信
号光として１．５５μｍの光を入射させて、増幅された
信号光（波長１．５５μｍ）を得た。このときの励起光
パワーに対する飽和出力光の比率（変換効率）を調べ
た。信号光の入力を−５ｄＢｍ、励起光パワーを６０ｍ
Ｗとしたとき、変換効率５３％であった。尚、この変換
効率は、図５中点Ｓ5における励起光入射パワーに対す
る点Ｓ7における信号光出力パワーを測定したものであ
って、アイソレータ２３等での損失は含まれていない。
として波長０．９８μｍのレーザ光を入射させ、かつ信
号光として１．５５μｍの光を入射させて、増幅された
信号光（波長１．５５μｍ）を得た。このときの励起光
パワーに対する飽和出力光の比率（変換効率）を調べ
た。信号光の入力を−５ｄＢｍ、励起光パワーを６０ｍ
Ｗとしたとき、変換効率５３％であった。尚、この変換
効率は、図５中点Ｓ5における励起光入射パワーに対す
る点Ｓ7における信号光出力パワーを測定したものであ
って、アイソレータ２３等での損失は含まれていない。
【００２９】（比較例１）希土類添加光ファイバ２２に
接続されるＷＤＭ型光ファイバカプラ２１の光ファイバ
として、上記表１に示すパラメータを有する光ファイバ
Ｂを用いた以外は同様にして光ファイバ増幅器を構成し
た。このＥＤＦと光ファイバＢとの接続点Ｓ4につい
て、上記実施例１と同様にして接続損失を測定したとこ
ろ、上記表１に示すように大きい値となった。また上記
実施例１と同様にして、励起光パワーに対する飽和出力
光の比率（変換効率）を調べたところ３８％であった。
上記実施例１および比較例１の結果より、本発明によれ
ば希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部に
おける接続損失を抑えて、高効率の光ファイバ増幅器が
得られることが認められた。
接続されるＷＤＭ型光ファイバカプラ２１の光ファイバ
として、上記表１に示すパラメータを有する光ファイバ
Ｂを用いた以外は同様にして光ファイバ増幅器を構成し
た。このＥＤＦと光ファイバＢとの接続点Ｓ4につい
て、上記実施例１と同様にして接続損失を測定したとこ
ろ、上記表１に示すように大きい値となった。また上記
実施例１と同様にして、励起光パワーに対する飽和出力
光の比率（変換効率）を調べたところ３８％であった。
上記実施例１および比較例１の結果より、本発明によれ
ば希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部に
おける接続損失を抑えて、高効率の光ファイバ増幅器が
得られることが認められた。
【００３０】図６は本発明の光ファイバレーザの一例と
して、リング共振型光ファイバレーザの構成例を示した
ものである。図中符号３１はＷＤＭ型の光ファイ型バカ
プラ、３２は希土類添加光ファイバ、３３は光アイソレ
ータをそれぞれ示す。励起光（波長λP）は、光ファイ
バ型カプラ３１を介して希土類添加光ファイバ３２から
なるリング型共振器に入射され、希土類添加光ファイバ
３２を励起する。励起された希土類添加光ファイバ３２
は、波長λSの自然放出光を発光し、この波長λSの光を
光ファイバ型カプラ３１を介して再びリング型共振器３
２へ入射させ、希土類添加光ファイバ３２に光帰還をか
けることによって、波長λSの発振光が得られる。そし
て、ここで発振された発振光（波長λS）は、その一部
が光ファイバ型カプラ３１を介して取り出されるように
なっている。
して、リング共振型光ファイバレーザの構成例を示した
ものである。図中符号３１はＷＤＭ型の光ファイ型バカ
プラ、３２は希土類添加光ファイバ、３３は光アイソレ
ータをそれぞれ示す。励起光（波長λP）は、光ファイ
バ型カプラ３１を介して希土類添加光ファイバ３２から
なるリング型共振器に入射され、希土類添加光ファイバ
３２を励起する。励起された希土類添加光ファイバ３２
は、波長λSの自然放出光を発光し、この波長λSの光を
光ファイバ型カプラ３１を介して再びリング型共振器３
２へ入射させ、希土類添加光ファイバ３２に光帰還をか
けることによって、波長λSの発振光が得られる。そし
て、ここで発振された発振光（波長λS）は、その一部
が光ファイバ型カプラ３１を介して取り出されるように
なっている。
【００３１】この光ファイバレーザにおいては、少なく
とも光ファイバ型カプラ３１と希土類添加光ファイバ３
２との接続点Ｓ8において、励起光と発振光の２つの波
長の異なる光について、同時にＭＦＤの整合性が得られ
るように構成されている。すなわち、少なくとも希土類
添加光ファイバ３２と、これに接続される光ファイバカ
プラ３１を構成する光ファイバとは、励起光波長λPに
おける正規化周波数ＶPおよび発振光波長λSにおける正
規化周波数ＶSおよびがいずれも等しく設定されてい
る。また希土類添加光ファイバ３２、これに接続される
光ファイバ型カプラ３１を構成する光ファイバには、そ
のコア内に、加熱によって拡散され易いドーパントが添
加されている。そして、接続端部を加熱することによっ
てドーパントを拡散させて、希土類添加光ファイバ３２
と、これに接続される光ファイバとの接続端におけるＭ
ＦＤが一致するように形成されている。希土類添加光フ
ァイバ３２のコアに添加される希土類は各種のものを用
いることができ、希土類の種類によって異なる波長の発
振光が得られる。希土類添加光ファイバ３２と光ファイ
バ型カプラ３１との接続は上述の光ファイバ増幅器の場
合と同様にして行なうことができる。
とも光ファイバ型カプラ３１と希土類添加光ファイバ３
２との接続点Ｓ8において、励起光と発振光の２つの波
長の異なる光について、同時にＭＦＤの整合性が得られ
るように構成されている。すなわち、少なくとも希土類
添加光ファイバ３２と、これに接続される光ファイバカ
プラ３１を構成する光ファイバとは、励起光波長λPに
おける正規化周波数ＶPおよび発振光波長λSにおける正
規化周波数ＶSおよびがいずれも等しく設定されてい
る。また希土類添加光ファイバ３２、これに接続される
光ファイバ型カプラ３１を構成する光ファイバには、そ
のコア内に、加熱によって拡散され易いドーパントが添
加されている。そして、接続端部を加熱することによっ
てドーパントを拡散させて、希土類添加光ファイバ３２
と、これに接続される光ファイバとの接続端におけるＭ
ＦＤが一致するように形成されている。希土類添加光フ
ァイバ３２のコアに添加される希土類は各種のものを用
いることができ、希土類の種類によって異なる波長の発
振光が得られる。希土類添加光ファイバ３２と光ファイ
バ型カプラ３１との接続は上述の光ファイバ増幅器の場
合と同様にして行なうことができる。
【００３２】このように形成された、希土類添加光ファ
イバ３２と光ファイバ型カプラ３１の接続点Ｓ8では、
これらの正規化周波数ＶSおよびＶPが等しく設定されて
いることから、励起光波長（λP）または発振光波長
（λS）のいずれか一方の波長についてＭＦＤを一致さ
せれば、同時に他方の波長についてもＭＦＤの整合性が
得られる。したがって、励起光および発振光が効率よく
希土類添加光ファイバに入射される。このような光ファ
イバレーザにあっては、励起光波長についても、発振光
波長についても、接続損失を小さく抑えることができる
ので、励起光波長と発振光波長とが離れている場合に
も、高効率のレーザ光発振作用を得ることができる。
イバ３２と光ファイバ型カプラ３１の接続点Ｓ8では、
これらの正規化周波数ＶSおよびＶPが等しく設定されて
いることから、励起光波長（λP）または発振光波長
（λS）のいずれか一方の波長についてＭＦＤを一致さ
せれば、同時に他方の波長についてもＭＦＤの整合性が
得られる。したがって、励起光および発振光が効率よく
希土類添加光ファイバに入射される。このような光ファ
イバレーザにあっては、励起光波長についても、発振光
波長についても、接続損失を小さく抑えることができる
ので、励起光波長と発振光波長とが離れている場合に
も、高効率のレーザ光発振作用を得ることができる。
【００３３】尚、本発明の希土類添加光ファイバを用い
た光ファイバ増幅器および光ファイバレーザは上記の構
成に限らず、各種の構成が可能である。そして、希土類
添加光ファイバと他の光ファイバとの接続点であって、
波長の異なる複数の光が同時に伝搬される点について、
正規化周波数Ｖを等しく設定するとともに、ドーパント
の加熱拡散によりＭＦＤを一致させて、両方の波長につ
いてＭＦＤを同時に整合させることが有効である。
た光ファイバ増幅器および光ファイバレーザは上記の構
成に限らず、各種の構成が可能である。そして、希土類
添加光ファイバと他の光ファイバとの接続点であって、
波長の異なる複数の光が同時に伝搬される点について、
正規化周波数Ｖを等しく設定するとともに、ドーパント
の加熱拡散によりＭＦＤを一致させて、両方の波長につ
いてＭＦＤを同時に整合させることが有効である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の希土類添
加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器は、希土類添加
光ファイバとこれに接続される他の光ファイバとの接続
部で、両ファイバの励起光波長におけるＭＦＤおよび信
号光波長におけるＭＦＤがいずれも整合されているもの
である。したがって、希土類添加光ファイバと他の光フ
ァイバとの接続部において、信号光および励起光の両方
の光について接続損失を小さく抑えることができる。よ
って、信号光波長に対する励起光波長の比（λP／λS×
１００）が８０％以下と、これらの波長が離れている場
合にも、高効率の光増幅作用を得ることができる。
加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器は、希土類添加
光ファイバとこれに接続される他の光ファイバとの接続
部で、両ファイバの励起光波長におけるＭＦＤおよび信
号光波長におけるＭＦＤがいずれも整合されているもの
である。したがって、希土類添加光ファイバと他の光フ
ァイバとの接続部において、信号光および励起光の両方
の光について接続損失を小さく抑えることができる。よ
って、信号光波長に対する励起光波長の比（λP／λS×
１００）が８０％以下と、これらの波長が離れている場
合にも、高効率の光増幅作用を得ることができる。
【００３５】また本発明の希土類添加光ファイバを用い
た光ファイバレーザは、希土類添加光ファイバとこれに
接続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの
励起光波長におけるＭＦＤおよび発振光波長におけるＭ
ＦＤがいずれも整合されているものである。したがっ
て、希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部
において、信号光および発振光の両方の光について接続
損失を小さく抑えることができる。よって、発振光波長
に対する励起光波長の比（λP／λS×１００）が８０％
以下と、これらの波長が離れている場合にも、高効率の
レーザ光発振作用を得ることができる。
た光ファイバレーザは、希土類添加光ファイバとこれに
接続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの
励起光波長におけるＭＦＤおよび発振光波長におけるＭ
ＦＤがいずれも整合されているものである。したがっ
て、希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部
において、信号光および発振光の両方の光について接続
損失を小さく抑えることができる。よって、発振光波長
に対する励起光波長の比（λP／λS×１００）が８０％
以下と、これらの波長が離れている場合にも、高効率の
レーザ光発振作用を得ることができる。
【図１】 光ファイバ増幅器の例を示した概略構成図で
ある。
ある。
【図２】 希土類添加光ファイバおよび他の光ファイバ
におけるコア径とモードフィールド径を示す説明図であ
る。
におけるコア径とモードフィールド径を示す説明図であ
る。
【図３】 コア径が異なる光ファイバの融着接続の例を
示す工程図である。
示す工程図である。
【図４】 コア径に対するモードフィールド径の比と正
規化周波数との関係を示したグラフである。
規化周波数との関係を示したグラフである。
【図５】 光ファイバ増幅器の他の例を示した概略構成
図である。
図である。
【図６】 光ファイバレーザの例を示す概略構成図であ
る。
る。
１１，２１，３１……光ファイバ型カプラ １２，２２，３２……希土類添加光ファイバ
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類をコアに添加した希土類添加光フ
ァイバを利得媒質とした光ファイバ増幅器であって、 希土類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイ
バとの接続部で、両ファイバの励起光波長におけるモー
ドフィールド径および信号光波長におけるモードフィー
ルド径がいずれも整合されていることを特徴とする光フ
ァイバ増幅器。 - 【請求項２】 上記希土類添加光ファイバとこれに接続
される他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ
該希土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光
ファイバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパン
トを含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパン
トの拡散によりコアが拡径されてなることを特徴とする
請求項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 希土類をコアに添加した希土類添加光フ
ァイバを利得媒質とした光ファイバレーザであって、 希土類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイ
バとの接続部で、両ファイバの励起光波長におけるモー
ドフィールド径および発振光波長におけるモードフィー
ルド径がいずれも整合されていることを特徴とする光フ
ァイバレーザ。 - 【請求項４】 上記希土類添加光ファイバとこれに接続
される他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ
該希土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光
ファイバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパン
トを含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパン
トの拡散によりコアが拡径されてなることを特徴とする
請求項３記載の光ファイバレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP934795A JP3558714B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 光ファイバ増幅器および光ファイバレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP934795A JP3558714B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 光ファイバ増幅器および光ファイバレーザ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004017585A Division JP2004120002A (ja) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | 光ファイバ増幅器および光ファイバレーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204257A true JPH08204257A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3558714B2 JP3558714B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=11717947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP934795A Expired - Lifetime JP3558714B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 光ファイバ増幅器および光ファイバレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3558714B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016569A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | ファイバアンプ装置とその発熱抑制方法 |
| WO2023210404A1 (ja) | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅用伝送路 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP934795A patent/JP3558714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016569A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | ファイバアンプ装置とその発熱抑制方法 |
| WO2023210404A1 (ja) | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅用伝送路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3558714B2 (ja) | 2004-08-25 |
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