JPH08213675A - 光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は光通信分野において利用される光増
幅器の増幅強度を一定に保つ光増幅器の提供を目的とす
るものである。 【構成】 本発明の光増幅器は、図１に示したように希
土類元素を添加した励起用光ファイバ１を励起光波長と
信号光波長とを合波する機能と増幅光をある割合で分岐
する光ファイバカプラ２で合波、分岐し、これに光アイ
ソレータ３から信号光を入射し、これを増幅したのち、
アイソレータ４を経由して出射ラインに送られるが、励
起光源５から励起光を入射して信号光を増幅する際、増
幅信号光の一部を光ファイバカプラ２で分岐し、光受光
素子６で受光してこれを励起光源５に入射し、励起光源
５で比較器８の所定値と比較して、強度が制御された励
起光を光ファイバカプラ２に導入し、増幅光強度を所定
の一定値に保つようにするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光増幅器、特には光通信
分野において利用される光増幅器の増幅光強度を一定に
保つことができる光増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムにおいては、長距離伝送
によって減衰した光信号の増幅は、従来光信号を一旦電
気信号に変換して電気的に増幅した後、再度光信号に変
換する方法が実施されているが、このような方法では高
速性が求められる大容量通信の中継に制限があるうえ、
システムが複雑になり、高価なものになるという問題が
ある。そのため、最近では光信号を電気信号に変換する
ことなく、直接光信号を増幅することができる光増幅器
が利用されつつあり、この光増幅器は光を伝送するコア
部にエルビウムなどの希土類元素を添加して励起用光フ
ァイバに入射された励起光で活性化元素を励起させ、そ
の誘導放出光によりそこを通過する信号光を直接増幅す
るものである。

【０００３】この光増幅器の主要構成部品としては、励
起用光ファイバの他に活性化元素を励起するための励起
光源、励起光源を駆動するための電源回路、励起光源か
らの励起光と信号光とを合波させるための光合波器、励
起光あるいは信号光の反射光を除去するための光アイソ
レータなどがあり、励起用光ファイバへの励起光の入射
方向としては、励起用光ファイバへの入射側が信号光と
同一方向の前方励起、逆方向の後方向励起、励起用光フ
ァイバの両側からの双方向励起があり、それぞれ光増幅
器の使用目的に応じて使い分けることができるようにさ
れている。

【０００４】光増幅器の出力を安定化させるためには、
希土類元素を添加した励起用光ファイバの両端に具備し
てある光分岐部より信号を検出し、それらの比に基づい
て励起光パワーを制御する方法（特開平2-273976号公報
参照）、または希土類元素を添加した励起用光ファイバ
の両端に具備してある光学系より漏れる励起光を検出
し、その値によって励起光パワーを制御する方法（特開
平3-100527号公報参照）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来公知
の技術では増幅後、光を検出する手段として光検出専用
に光分岐器を設けなくてはならず、したがって光増幅器
内の部品数および接続点が増えて作業工程も増え、光増
幅器がコストの高いものとなるばかりか、光増幅器筐体
の大きさが大きくなってしまうという結果になるので、
これについては部品数を増やすことなく、光増幅器の出
力を一定化させる光増幅器の提供が求められている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような目的
を達成した光増幅器に関するもので、これは希土類元素
を添加した励起用光ファイバに信号光と励起光とを入射
させて得られる誘導放出光で前記信号光を増幅し、その
一部を検知しその光パワーによって励起光を制御し、増
幅光強度を一定に保つシステムを有した光増幅器におい
て、該検知の手段として光合波機能と光分岐機能を有し
た光ファイバカプラが用いられてなることを特徴とする
ものである。

【０００７】すなわち、本発明者らは部品数を増やすこ
となく、光増幅器の出力を安定化させる光増幅器を開発
すべく種々検討した結果、前記したように希土類元素を
添加した励起用光ファイバを使用し、これを光合波機能
と光分岐機能を有する光ファイバカプラで合波、分岐
し、これに励起光を入射させて得られる誘導放出光で増
幅するのであるが、この分岐された光ファイバで増幅光
強度を検知し、これを所定値と比較して励起光源に入射
する制御電流を制御すればこの増幅光強度を一定に保つ
ことができることを見出して、本発明を完成させた。

【０００８】

【作用】本発明の光増幅器は前記したように、希土類元
素を添加した励起用光ファイバに信号光と励起光を入射
させ、得られる誘導放出光でこの信号光を増幅するもの
であり、したがってこれは図１に示したように、希土類
元素を添加した励起光ファイバ１を信号光と励起光の光
合波機能と信号光の光分岐機能をもつ光ファイバカプラ
２に接続し、光ファイバカプラ２を励起光源５に接続し
たのち、この励起用光ファイバ１に光アイソレータ３か
らの1.55μｍの信号光を入射させてこれを増幅させたの
ち、光アイソレータ４を経由して送信用ファイバに送信
するのであるが、この際光ファイバカプラ２には励起光
源５から1.48μｍの励起光が入射されるので、ここで得
られた誘導放出光によってこの信号光は増幅される。

【０００９】しかし、この場合には図１に示したように
増幅信号光の一部は光ファイバカプラ２により分岐さ
れ、光受光素子６に入射されるので、これを励起光源５
に入射するとこの励起光源５ではこの光強度が比較器８
に予め記憶されている所定値と比較され、この値と所定
値との比較によって励起光源５から光ファイバカプラ２
に入射される励起光の強度が所望の値に制御されるの
で、この増幅光強度が所定の一定のものになるという有
利性が与えられる。

【００１０】したがって、これによれば信号光と励起光
の光合波機能と信号光の光分岐機能を有する光ファイバ
カプラと励起光源を配置するだけで所定の一定の増幅光
強度を与えることのできる光増幅器を得ることができ、
部品数、接続端子を増やすことなく、また大きな光増幅
器筐体なしで目的を達成することができる。

【００１１】また、ここに使用する光ファイバカプラは
励起光波長（1.48μｍ）と信号光波長（1.55μｍ）とを
合波する機能と、増幅光をある割合で分岐する機能を共
に有するものとされるが、この増幅光は光受光素子６の
受光で増幅信号光の強度を検知し、これを励起光源５に
送って励起光源５から光ファイバカプラ２への励起光の
強度を制御するためのものであることから、この受光量
は小さくてもよく、したがってこれは他の光ファイバの
受光量に比べて１／10以下、例えば他の光ファイバと光
ファイバ６との受光量は９：１から99：１の範囲のもの
とすればよい。

【００１２】ここで使用される光ファイバカプラ２は各
ポート出力をモニタしながら加熱延伸して作製するとい
う従来公知の方法で作られたものとすればよいが、これ
で分岐された光ファイバは上述の理由から増幅光が９：
１から99：１の範囲で相違する少なくとも２つの不等分
岐からなるものとすることが必要とされる。したがっ
て、これは例えば奇数本の複数光ファイバを平行に整列
させ、これらを部分的に加熱しながらその前後を把持し
て引っ張ることにより加熱融着すると共に結合部を形成
させ、所望の波長を入射し、出射光を監視しながら所望
の分岐比になったときに融着延伸を停止するようにすれ
ばよい。

【００１３】すなわち、この光ファイバカプラ２の製造
は図２に示した方法で行えばよい。図２は不等分岐光フ
ァイバカプラ製造装置の縦断面図を示したものである
が、これは３本の光ファイバ11、12、13をクランプ14、
15により延伸台22、23に固定したものであるが、この光
ファイバ11、12、13はクランプで固定されたのち被覆部
を除去してからバーナー16で加熱融着され、延伸台22、
23の外方への移動により延伸されて光ファイバカプラと
される。しかし、この延伸については光ファイバ11、12
に発光源17ａ、17ｂからそれぞれ所望とする単波長、例
えば17ａから1.55μｍの波長のモニター光24が、また17
ｂから1.48μｍのモニター光25が入射され、この出射光
26、27、28が受光器18、19、20で受光され、これをモニ
ター29で感知してこの３本のファイバの受光量が所望の
比になったときに融着延伸を停止すると、３本の光ファ
イバ11、12、13の受光量が所望の比となった不等分岐光
ファイバカプラを容易に得ることができる。

【００１４】

【実施例】つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 図２に示したように３本の△＝0.33％、コア径10μｍ、
外径 125μｍのシングルモード光ファイバ11、12、13を
クランプ14、15で延伸台22、23に固定し、被覆部を除い
たのちバーナー16で加熱融着し、延伸台22、23の外方へ
の移動により延伸したが、この際ファイバ11と12から波
長1.55μｍ光24を、又ファイバ13から波長1.48μｍ光25
をそれぞれ入射し、ファイバ11の出射光26、ファイバ12
の出射光27、ファイバ13の出射光28を受光器18、19、20
でそれぞれ受光し、これ等にモニター29をセットし、出
射光26と27の受光量比が１：９になり、出射光28の受光
量が入射光の80％となったときに融着延伸を終了させ
て、入射側に波長1.55μｍ光の入射ポートを有し、出射
側に分岐比が１：９の２ケの波長1.55μｍ光の出射ポー
トと波長1.48μｍ光の合波用ポートを有するカプラが得
られた。

【００１５】ついで、図１に示したように、上記で得た
光ファイバカプラ２の1.55μｍ光の入射ポートに希土類
元素のエルビウムをドープした励起用光ファイバ１の１
端を接続し、1.48μｍの合波用ポートに励起光源５を接
続し、1.55μｍ光の出射ポートの内分岐比１の出射ポー
トに光受光素子６を接続し、又、分岐比９の1.55μｍ光
の出射ポートに信号光の出射側のアイソレータ４を接続
した。又、励起用光ファイバ１の他端には1.55μｍ帯用
のアイソレータ３が接続された。 次いで、この系のア
イソレータ３に1.55μｍの信号光が入射され、励起光源
５より励起光の1.48μｍ光が光ファイバカプラ２の1.48
μｍ光の入射ポートを経由して励起用光ファイバ１に入
射され、1.55μｍの信号光が増幅されて、光ファイバカ
プラ２の分岐比９の1.55μｍ光の出射ポートを経由して
アイソレータ４を通って、出射ラインに出射された。

【００１６】一方、増幅された信号光の１部はカプラ２
の分岐比１の1.55μｍ光の出射ポートより分岐され、光
受光素子６で受光され、これが励起光源５に入射し、励
起光源５で受光した増幅光の強度を比較器８に記憶され
ている所定の値と比較して、励起光源５から励起用光フ
ァイバ１に入射する励起光の光量を所望の値に制御し
て、光ファイバカプラ２の1.48μｍ光の入射ポートより
入射したところ、増幅光の強度は所定の値の±１％以内
の範囲とすることが出来た。

【００１７】

【発明の効果】本発明は光増幅器に関するものである
が、これによれば光通信分野において利用されている光
増幅器の増幅強度を一定に保つことができるという有利
性が与えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光増幅器による光増幅のための構成部
品の結合図を示したものである。

【図２】本発明で使用される光ファイバカプラ製造装置
の縦断面図を示したものである。

【符号の説明】

１…励起用光ファイバ ２…光ファイバカプラ ３，４…光アイソレータ ５…励起光源 ６…光受光素子 ７…光増幅器筐体 ８…比較器 11，12，13…光ファイバ 14，15…クランプ 16…バーナー 17ａ，17ｂ…光源 18，19，20…受光器 21…融着部 22，23…延伸台 24，25…モニター光 26，27，28…出射光 29…モニター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希土類元素を添加した励起用光ファイバ
   に信号光と励起光とを入射させて得られる誘導放出光で
   前記信号光を増幅し、その一部を検知しその光パワーに
   よって励起光を制御し、増幅光強度を一定に保つシステ
   ムを有した光増幅器において、該検知の手段として光合
   波機能と光分岐機能を有した光ファイバカプラを用いて
   なることを特徴とする光増幅器。
2. 【請求項２】 光ファイバカプラが励起光波長と信号光
   波長を合波する機能と増幅光をある割合で分岐する機能
   とを共に有するものである請求項１に記載した光増幅
   器。
3. 【請求項３】 光ファイバカプラが1.55μｍ帯の光と1.
   48μｍ帯の光とを合波する機能を有するものである請求
   項２に記載した光増幅器。
4. 【請求項４】 光ファイバカプラが増幅光を９：１から
   99：１の割合で分岐するものである請求項２に記載した
   光増幅器。