JPH09200146A - 光ファイバ増幅装置 - Google Patents
光ファイバ増幅装置Info
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- JPH09200146A JPH09200146A JP8006931A JP693196A JPH09200146A JP H09200146 A JPH09200146 A JP H09200146A JP 8006931 A JP8006931 A JP 8006931A JP 693196 A JP693196 A JP 693196A JP H09200146 A JPH09200146 A JP H09200146A
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- 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
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- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- 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
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- 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
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
- H01S3/10023—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by functional association of additional optical elements, e.g. filters, gratings, reflectors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コストアップすることなく、高出力の光増幅
を行っても光学発振が発生することのない光ファイバ増
幅装置を提供する。 【解決手段】 信号光を入力する入力光ファイバ１１
と、入力した光信号を光増幅するためのエルビウムドー
プ光ファイバ１３と、エルビウムドープ光ファイバ１３
で増幅された光信号を取り出す光合分岐器１５と、光合
分岐器１５から取り出された光信号を出力する光信号出
力光ファイバ１６と、励起光源１４と、励起光源１４か
ら出射された光を光合分岐器１５に入力する励起光入力
光ファイバ１９とを備えた光ファイバ増幅装置１０であ
って、光合分岐器１５は信号光を反射して励起光を透過
する誘電体多層膜フィルタ１８を有している。
を行っても光学発振が発生することのない光ファイバ増
幅装置を提供する。 【解決手段】 信号光を入力する入力光ファイバ１１
と、入力した光信号を光増幅するためのエルビウムドー
プ光ファイバ１３と、エルビウムドープ光ファイバ１３
で増幅された光信号を取り出す光合分岐器１５と、光合
分岐器１５から取り出された光信号を出力する光信号出
力光ファイバ１６と、励起光源１４と、励起光源１４か
ら出射された光を光合分岐器１５に入力する励起光入力
光ファイバ１９とを備えた光ファイバ増幅装置１０であ
って、光合分岐器１５は信号光を反射して励起光を透過
する誘電体多層膜フィルタ１８を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
使用される光ファイバ増幅装置に関するものである。
使用される光ファイバ増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバ増幅装置として図４に
示すものが提案されている。この光ファイバ増幅装置５
０は、信号光を入力する入力光ファイバ５１と、入力光
ファイバ５１に入力された光信号の戻り光を阻止する第
１のアイソレータ５２と、入力した光信号を光増幅する
ためのエルビウムドープ光ファイバ５３と、励起光源５
４と、エルビウムドープ光ファイバ５３に入力する励起
光源５４の励起光を合波する光合分岐器５５と、光合分
岐器５５に接続された増幅された光信号を出力する光信
号出力光ファイバ５６と、光信号出力光ファイバ５６に
設けられた第２のアイソレータ５７とを備えている。
示すものが提案されている。この光ファイバ増幅装置５
０は、信号光を入力する入力光ファイバ５１と、入力光
ファイバ５１に入力された光信号の戻り光を阻止する第
１のアイソレータ５２と、入力した光信号を光増幅する
ためのエルビウムドープ光ファイバ５３と、励起光源５
４と、エルビウムドープ光ファイバ５３に入力する励起
光源５４の励起光を合波する光合分岐器５５と、光合分
岐器５５に接続された増幅された光信号を出力する光信
号出力光ファイバ５６と、光信号出力光ファイバ５６に
設けられた第２のアイソレータ５７とを備えている。
【０００３】入力光ファイバ５１は、例えば１．５５μ
ｍの波長の信号光を第１のアイソレータ５２を介してエ
ルビウムドープ光ファイバ５３に出力する。エルビウム
ドープ光ファイバ５３の一端は光合分岐器５５に接続さ
れている。光合分岐器５５には図５に示すように光合分
岐部に誘電体多層膜フィルタ５８が設けられている。誘
電体多層膜フィルタ５８は、例えば１．４８μｍの波長
の励起光を反射して１．５５μｍの波長の信号光を透過
するものである。励起光源５４からの１．４８μｍの波
長の励起光は、光合分岐器５５の誘電体多層膜フィルタ
５８で反射してエルビウムドープ光ファイバ５３に入射
し、エルビウムドープ光ファイバ５３内のエルビウム原
子を励起する。
ｍの波長の信号光を第１のアイソレータ５２を介してエ
ルビウムドープ光ファイバ５３に出力する。エルビウム
ドープ光ファイバ５３の一端は光合分岐器５５に接続さ
れている。光合分岐器５５には図５に示すように光合分
岐部に誘電体多層膜フィルタ５８が設けられている。誘
電体多層膜フィルタ５８は、例えば１．４８μｍの波長
の励起光を反射して１．５５μｍの波長の信号光を透過
するものである。励起光源５４からの１．４８μｍの波
長の励起光は、光合分岐器５５の誘電体多層膜フィルタ
５８で反射してエルビウムドープ光ファイバ５３に入射
し、エルビウムドープ光ファイバ５３内のエルビウム原
子を励起する。
【０００４】このとき、エルビウムドープ光ファイバ５
３に１．５５μｍの波長の信号光が入力されていると、
誘導放出が生じて１．５５μｍの波長の信号光が光増幅
される。１．５５μｍの波長の増幅された信号光は光合
分岐器５５の誘電体多層膜フィルタ５８と透過して光信
号出力光ファイバ５６に設けられた第２のアイソレータ
５７を経て出力される。
３に１．５５μｍの波長の信号光が入力されていると、
誘導放出が生じて１．５５μｍの波長の信号光が光増幅
される。１．５５μｍの波長の増幅された信号光は光合
分岐器５５の誘電体多層膜フィルタ５８と透過して光信
号出力光ファイバ５６に設けられた第２のアイソレータ
５７を経て出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光ファイバ
増幅装置５０は、励起光を反射して信号光を透過させる
タイプの信号光透過型光合分岐器を使用した後方励起型
光ファイバ増幅装置である。この光ファイバ増幅装置５
０は高出力の光増幅を行う場合に次のような問題が発生
することが分かった。増幅された信号光の一部が光合分
岐器５５の誘電体多層膜フィルタ５８で反射して励起光
源５４側に漏れることである。
増幅装置５０は、励起光を反射して信号光を透過させる
タイプの信号光透過型光合分岐器を使用した後方励起型
光ファイバ増幅装置である。この光ファイバ増幅装置５
０は高出力の光増幅を行う場合に次のような問題が発生
することが分かった。増幅された信号光の一部が光合分
岐器５５の誘電体多層膜フィルタ５８で反射して励起光
源５４側に漏れることである。
【０００６】励起光源５４側に漏れた信号光は励起光源
５４側の光ファイバ５９の端面で反射して再度誘電体多
層膜フィルタ５８で反射してエルビウムドープ光ファイ
バ５３に信号光が戻ってくるために光学発振が生じ易く
なることである。特に＋１５ｄＢｍ以上の高出力の光増
幅を行う場合にはこの光学発振が顕著に発生する。この
光学発振を防止する方法として励起光源にアイソレータ
を内蔵することによって防ぐことが可能となるが、アイ
ソレータを設けることによって励起光源の出力の低下を
招くことになるのみならず、光ファイバ増幅装置のコス
トがアップするという問題がある。
５４側の光ファイバ５９の端面で反射して再度誘電体多
層膜フィルタ５８で反射してエルビウムドープ光ファイ
バ５３に信号光が戻ってくるために光学発振が生じ易く
なることである。特に＋１５ｄＢｍ以上の高出力の光増
幅を行う場合にはこの光学発振が顕著に発生する。この
光学発振を防止する方法として励起光源にアイソレータ
を内蔵することによって防ぐことが可能となるが、アイ
ソレータを設けることによって励起光源の出力の低下を
招くことになるのみならず、光ファイバ増幅装置のコス
トがアップするという問題がある。
【０００７】本発明は上記の課題を解決し、コストアッ
プすることなく、高出力の光増幅を行っても光学発振が
発生することのない光ファイバ増幅装置を提供すること
を目的とするものである。
プすることなく、高出力の光増幅を行っても光学発振が
発生することのない光ファイバ増幅装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。
決するために以下のような手段を有している。
【０００９】本発明の光ファイバ増幅装置は、信号光を
入力する入力光ファイバと、入力した光信号を光増幅す
るためのエルビウムドープ光ファイバと、エルビウムド
ープ光ファイバで増幅された光信号を取り出す光合分岐
器と、光合分岐器から取り出された光信号を出力する光
信号出力光ファイバと、励起光源と、励起光源から出射
された光を光合分岐器に入力する励起光入力光ファイバ
とを備えた光ファイバ増幅装置であって、前記光合分岐
器は信号光を反射して励起光を透過する誘電体多層膜フ
ィルタを有していることを特徴とする。
入力する入力光ファイバと、入力した光信号を光増幅す
るためのエルビウムドープ光ファイバと、エルビウムド
ープ光ファイバで増幅された光信号を取り出す光合分岐
器と、光合分岐器から取り出された光信号を出力する光
信号出力光ファイバと、励起光源と、励起光源から出射
された光を光合分岐器に入力する励起光入力光ファイバ
とを備えた光ファイバ増幅装置であって、前記光合分岐
器は信号光を反射して励起光を透過する誘電体多層膜フ
ィルタを有していることを特徴とする。
【００１０】本発明の光ファイバ増幅装置によれば、光
合分岐器は信号光を反射して励起光を透過する誘電体多
層膜フィルタを有しているので、光学発振を以下の作用
により抑えることができる。従来の光ファイバ増幅装置
５０のような信号光透過型の光合分岐器５５を使用した
場合、図６（イ）に示すように光合分岐器５５のエルビ
ウムドープ光ファイバ接続端５５ａと励起光源接続端５
５ｂ間の透過帯域には１〜５％のリップルが通常存在し
ている。このリップルが反射光成分となり光学発振の原
因となる。なお、図６（ロ）はエルビウムドープ光ファ
イバ接続端５５ａと光信号出力光ファイバ接続端間５５
ｃの波長特性を示す説明図である。
合分岐器は信号光を反射して励起光を透過する誘電体多
層膜フィルタを有しているので、光学発振を以下の作用
により抑えることができる。従来の光ファイバ増幅装置
５０のような信号光透過型の光合分岐器５５を使用した
場合、図６（イ）に示すように光合分岐器５５のエルビ
ウムドープ光ファイバ接続端５５ａと励起光源接続端５
５ｂ間の透過帯域には１〜５％のリップルが通常存在し
ている。このリップルが反射光成分となり光学発振の原
因となる。なお、図６（ロ）はエルビウムドープ光ファ
イバ接続端５５ａと光信号出力光ファイバ接続端間５５
ｃの波長特性を示す説明図である。
【００１１】具体的には、誘電体多層膜フィルタ５８に
よる励起光源５４側への信号光のもれ量は１３〜２０ｄ
Ｂカット、励起光源内の光ファイバ端面の反射量は１４
ｄＢ、再び誘電体多層膜フィルタ５８を通りエルビウム
ドープ光ファイバ５３への戻り光が１３〜２０ｄＢであ
り、４０〜５４ｄＢの信号光が戻ってくる。一方、本発
明の光ファイバ増幅装置に使用される信号光反射型の光
合分岐器の波長特性は図３に示すようになっている。具
体的には誘電体多層膜フィルタによる励起光源側への信
号光のもれ量は３０ｄＢ以上カット、励起光源内の光フ
ァイバ端面の反射量は１４ｄＢ、再び誘電体多層膜フィ
ルタで反射してエルビウムドープ光ファイバへの戻り光
は３０ｄＢ以上のカットとなり、信号光の戻り光は７４
ｄＢ以上減衰した。
よる励起光源５４側への信号光のもれ量は１３〜２０ｄ
Ｂカット、励起光源内の光ファイバ端面の反射量は１４
ｄＢ、再び誘電体多層膜フィルタ５８を通りエルビウム
ドープ光ファイバ５３への戻り光が１３〜２０ｄＢであ
り、４０〜５４ｄＢの信号光が戻ってくる。一方、本発
明の光ファイバ増幅装置に使用される信号光反射型の光
合分岐器の波長特性は図３に示すようになっている。具
体的には誘電体多層膜フィルタによる励起光源側への信
号光のもれ量は３０ｄＢ以上カット、励起光源内の光フ
ァイバ端面の反射量は１４ｄＢ、再び誘電体多層膜フィ
ルタで反射してエルビウムドープ光ファイバへの戻り光
は３０ｄＢ以上のカットとなり、信号光の戻り光は７４
ｄＢ以上減衰した。
【００１２】以上のように、信号光反射型光合分岐器を
用いたことにより、エルビウムドープ光ファイバへの信
号光の戻り光が減少し光学的発振を抑えることが可能と
なった。このエルビウムドープ光ファイバへの信号光の
戻り光の減少は高出力型の光ファイバ増幅装置には特に
有効に作用する。
用いたことにより、エルビウムドープ光ファイバへの信
号光の戻り光が減少し光学的発振を抑えることが可能と
なった。このエルビウムドープ光ファイバへの信号光の
戻り光の減少は高出力型の光ファイバ増幅装置には特に
有効に作用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施の形態により
詳細に説明する。図１は本発明の光ファイバ増幅装置１
０を示すもので、光ファイバ増幅装置１０は、信号光を
入力する入力光ファイバ１１と、入力光ファイバ１１に
入力された光信号の戻り光を阻止する第１のアイソレー
タ１２と、入力した光信号を光増幅するためのエルビウ
ムドープ光ファイバ１３と、励起光源１４と、エルビウ
ムドープ光ファイバ１３に入力する励起光源１４の励起
光を合波する光合分岐器１５と、光合分岐器１５に接続
された増幅された光信号を出力する光信号出力光ファイ
バ１６と、光信号出力光ファイバ１６に設けられた第２
のアイソレータ１７と、光合分岐器１５と励起光源１４
の間を連結する励起光入力光ファイバ１９とを備えてい
る。
詳細に説明する。図１は本発明の光ファイバ増幅装置１
０を示すもので、光ファイバ増幅装置１０は、信号光を
入力する入力光ファイバ１１と、入力光ファイバ１１に
入力された光信号の戻り光を阻止する第１のアイソレー
タ１２と、入力した光信号を光増幅するためのエルビウ
ムドープ光ファイバ１３と、励起光源１４と、エルビウ
ムドープ光ファイバ１３に入力する励起光源１４の励起
光を合波する光合分岐器１５と、光合分岐器１５に接続
された増幅された光信号を出力する光信号出力光ファイ
バ１６と、光信号出力光ファイバ１６に設けられた第２
のアイソレータ１７と、光合分岐器１５と励起光源１４
の間を連結する励起光入力光ファイバ１９とを備えてい
る。
【００１４】入力光ファイバ１１は、例えば１．５５μ
ｍの波長の信号光を第１のアイソレータ１２を介してエ
ルビウムドープ光ファイバ１３に入力する。エルビウム
ドープ光ファイバ１３の一端は光合分岐器１５に接続さ
れている。光合分岐器１５には図２に示すように光合分
岐部に誘電体多層膜フィルタ１８が設けられている。誘
電体多層膜フィルタ１８は、例えば１．４８μｍの波長
の励起光を透過して１．５５μｍの波長の信号光を反射
するものである。励起光源１４からの１．４８μｍの波
長の励起光は、光合分岐器１５の誘電体多層膜フィルタ
１８を透過してエルビウムドープ光ファイバ１３に入射
し、エルビウムドープ光ファイバ１３内のエルビウム原
子を励起する。
ｍの波長の信号光を第１のアイソレータ１２を介してエ
ルビウムドープ光ファイバ１３に入力する。エルビウム
ドープ光ファイバ１３の一端は光合分岐器１５に接続さ
れている。光合分岐器１５には図２に示すように光合分
岐部に誘電体多層膜フィルタ１８が設けられている。誘
電体多層膜フィルタ１８は、例えば１．４８μｍの波長
の励起光を透過して１．５５μｍの波長の信号光を反射
するものである。励起光源１４からの１．４８μｍの波
長の励起光は、光合分岐器１５の誘電体多層膜フィルタ
１８を透過してエルビウムドープ光ファイバ１３に入射
し、エルビウムドープ光ファイバ１３内のエルビウム原
子を励起する。
【００１５】このとき、エルビウムドープ光ファイバ１
３に１．５５μｍの波長の信号光が入力されていると、
誘導放出が生じて１．５５μｍの波長の信号光が光増幅
される。１．５５μｍの波長の増幅された信号光は光合
分岐器１５の誘電体多層膜フィルタ１８で反射して光信
号出力光ファイバ１６に設けられた第２のアイソレータ
１７を経て出力される。本実施の形態の光ファイバ増幅
装置１０に使用された光合分岐器１５の波長特性は図３
に示すようになっている。図３（イ）は光合分岐器１５
のエルビウムドープ光ファイバ側の接続端１５ａと光信
号出力光ファイバ側の接続端１５ｂ間の波長特性を示す
説明図である。図３（ロ）はエルビウムドープ光ファイ
バ側の接続端１５ａと励起光源側の接続端１５ｃ間の波
長特性を示す説明図である。
３に１．５５μｍの波長の信号光が入力されていると、
誘導放出が生じて１．５５μｍの波長の信号光が光増幅
される。１．５５μｍの波長の増幅された信号光は光合
分岐器１５の誘電体多層膜フィルタ１８で反射して光信
号出力光ファイバ１６に設けられた第２のアイソレータ
１７を経て出力される。本実施の形態の光ファイバ増幅
装置１０に使用された光合分岐器１５の波長特性は図３
に示すようになっている。図３（イ）は光合分岐器１５
のエルビウムドープ光ファイバ側の接続端１５ａと光信
号出力光ファイバ側の接続端１５ｂ間の波長特性を示す
説明図である。図３（ロ）はエルビウムドープ光ファイ
バ側の接続端１５ａと励起光源側の接続端１５ｃ間の波
長特性を示す説明図である。
【００１６】具体的には誘電体多層膜フィルタ１８によ
る信号光の励起光源側へのもれ量は３０ｄＢ以上カッ
ト、励起光源に接続された励起光入力光ファイバ１９の
端面の反射量は１４ｄＢ、再び誘電体多層膜フィルタ１
８を透過してエルビウムドープ光ファイバ１３に入射す
る戻り光は３０ｄＢ以上のカットとなり、信号光の戻り
は７４ｄＢ以上減衰した状態となっている。この結果、
高出力においても光学発振のない光ファイバ増幅装置を
実現できた。
る信号光の励起光源側へのもれ量は３０ｄＢ以上カッ
ト、励起光源に接続された励起光入力光ファイバ１９の
端面の反射量は１４ｄＢ、再び誘電体多層膜フィルタ１
８を透過してエルビウムドープ光ファイバ１３に入射す
る戻り光は３０ｄＢ以上のカットとなり、信号光の戻り
は７４ｄＢ以上減衰した状態となっている。この結果、
高出力においても光学発振のない光ファイバ増幅装置を
実現できた。
【００１７】なお、上記の実施の形態において、光ファ
イバ増幅装置１０は後方励起型の光ファイバ増幅装置の
例について説明したが、後方励起型に限らず、前方励起
型の光ファイバ増幅装置や双方励起型の光ファイバ増幅
装置であっても信号光反射型の光合分岐器を用いること
によって光学発振のない光ファイバ増幅装置を実現でき
る。
イバ増幅装置１０は後方励起型の光ファイバ増幅装置の
例について説明したが、後方励起型に限らず、前方励起
型の光ファイバ増幅装置や双方励起型の光ファイバ増幅
装置であっても信号光反射型の光合分岐器を用いること
によって光学発振のない光ファイバ増幅装置を実現でき
る。
【００１８】また、上記の実施の形態において、光ファ
イバ増幅装置１０の励起光源として励起光波長が１．４
８μｍを用いた例について説明したが、励起光源の励起
光波長は１．４８μｍに限るものではなく０．９８μｍ
のものであっても適用可能である。
イバ増幅装置１０の励起光源として励起光波長が１．４
８μｍを用いた例について説明したが、励起光源の励起
光波長は１．４８μｍに限るものではなく０．９８μｍ
のものであっても適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ファイバ
増幅装置によれば、信号光反射型の光合分岐器を用いる
ことによって光学発振のない光ファイバ増幅装置を実現
できた。また励起光源と光合分岐器間にアイソレータを
挿入する必要がないので、高出力を可能にして低コスト
な光ファイバ増幅装置を実現できた。
増幅装置によれば、信号光反射型の光合分岐器を用いる
ことによって光学発振のない光ファイバ増幅装置を実現
できた。また励起光源と光合分岐器間にアイソレータを
挿入する必要がないので、高出力を可能にして低コスト
な光ファイバ増幅装置を実現できた。
【図１】本発明の光ファイバ増幅装置の一実施の形態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】図１の光ファイバ増幅装置の主要部を示す説明
図である。
図である。
【図３】図１の光ファイバ増幅装置の光合分岐器の波長
特性を示す説明図である。
特性を示す説明図である。
【図４】従来の光ファイバ増幅装置の一例を示す説明図
である。
である。
【図５】図４の光ファイバ増幅装置の主要部を示す説明
図である。
図である。
【図６】図４の光ファイバ増幅装置の光合分岐器の波長
特性を示す説明図である。
特性を示す説明図である。
【符号の説明】 １０ 光ファイバ増幅装置 １１ 入力光ファイバ １２ 第１のアイソレータ １３ エルビウムドープ光ファイバ １４ 励起光源 １５ 光合分岐器 １６ 光信号出力光ファイバ １７ 第２のアイソレータ １８ 誘電体多層膜フィルタ １９ 励起光源に接続された励起光入力光ファイバ
Claims (1)
- 【請求項１】 信号光を入力する入力光ファイバと、入
力した光信号を光増幅するためのエルビウムドープ光フ
ァイバと、エルビウムドープ光ファイバで増幅された光
信号を取り出す光合分岐器と、光合分岐器から取り出さ
れた光信号を出力する光信号出力光ファイバと、励起光
源と、励起光源から出射された光を光合分岐器に入力す
る励起光入力光ファイバとを備えた光ファイバ増幅装置
であって、前記光合分岐器は信号光を反射して励起光を
透過する誘電体多層膜フィルタを有していることを特徴
とする光ファイバ増幅装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP8006931A JPH09200146A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 光ファイバ増幅装置 |
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Family Applications (1)
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