JPH11242130A - 合波機能内蔵光源モジュールとこれを用いた光増幅器および双方向光伝送装置 - Google Patents
合波機能内蔵光源モジュールとこれを用いた光増幅器および双方向光伝送装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光増幅器において励起光源から希土類添加光
ファイバまでに生じる損失を低減し利得の低下を防止す
る。また、光増幅器等の全体の小型化を図る。 【解決手段】 本発明の光源モジュールは、第１の波長
の光を出力する光源と、当該光を平行ビームにする第１
のレンズと、第２の波長の光を出力する光出力部と、当
該光を平行ビームにする第２のレンズと、第１のレンズ
と第２のレンズとの間に配置され第１の波長を有する光
を透過するとともに第２の波長を有する光を反射する光
フィルタとを備えている。光入力部には第２のレンズに
よって集光された第１及び第２の波長を有する光が入力
され、これを介して合波された合波光が出力される。上
記光源モジュールの合波光が出力される側に直接希土類
添加光ファイバを接続することにより光増幅器が構成さ
れる。光源モジュールを直列多段接続することにより波
長多重光源を構成することもできる。
ファイバまでに生じる損失を低減し利得の低下を防止す
る。また、光増幅器等の全体の小型化を図る。 【解決手段】 本発明の光源モジュールは、第１の波長
の光を出力する光源と、当該光を平行ビームにする第１
のレンズと、第２の波長の光を出力する光出力部と、当
該光を平行ビームにする第２のレンズと、第１のレンズ
と第２のレンズとの間に配置され第１の波長を有する光
を透過するとともに第２の波長を有する光を反射する光
フィルタとを備えている。光入力部には第２のレンズに
よって集光された第１及び第２の波長を有する光が入力
され、これを介して合波された合波光が出力される。上
記光源モジュールの合波光が出力される側に直接希土類
添加光ファイバを接続することにより光増幅器が構成さ
れる。光源モジュールを直列多段接続することにより波
長多重光源を構成することもできる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の合波機能内蔵光源モ
ジュールは、光通信装置および光情報処理装置に適用さ
れるものであり、また光増幅器および双方向光伝送装置
は光通信分野への適用が可能である。
ジュールは、光通信装置および光情報処理装置に適用さ
れるものであり、また光増幅器および双方向光伝送装置
は光通信分野への適用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】長距離光ファイバ通信システムでは、伝
送路ファイバ内で減衰した信号光を増幅するための光中
継装置が用いられる。光中継装置としては、希土類添加
光ファイバを増幅媒体として信号光を直接増幅する光フ
ァイバ増幅器が広く知られている。この光ファイバ増幅
器では、希土類添加光ファイバを励起して光増幅作用を
行わせるための励起光を信号光と共に希土類添加光ファ
イバに導く必要がある。このため、光ファイバ増幅器を
構成するためには、信号光と励起光とを合波するための
波長合波器、いわゆるＷＤＭカプラが必要となる。
送路ファイバ内で減衰した信号光を増幅するための光中
継装置が用いられる。光中継装置としては、希土類添加
光ファイバを増幅媒体として信号光を直接増幅する光フ
ァイバ増幅器が広く知られている。この光ファイバ増幅
器では、希土類添加光ファイバを励起して光増幅作用を
行わせるための励起光を信号光と共に希土類添加光ファ
イバに導く必要がある。このため、光ファイバ増幅器を
構成するためには、信号光と励起光とを合波するための
波長合波器、いわゆるＷＤＭカプラが必要となる。
【０００３】すなわち、従来の光ファイバ増幅器は、励
起光を出力する励起光源と、励起光と信号光とを合波し
て希土類添加光ファイバへ導くＷＤＭカプラと、増幅媒
体である希土類添加光ファイバとを備えている。なお、
ＷＤＭカプラには、光ファイバ融着型カプラや誘電体多
層膜により構成された光フィルタを利用したもの等があ
る。
起光を出力する励起光源と、励起光と信号光とを合波し
て希土類添加光ファイバへ導くＷＤＭカプラと、増幅媒
体である希土類添加光ファイバとを備えている。なお、
ＷＤＭカプラには、光ファイバ融着型カプラや誘電体多
層膜により構成された光フィルタを利用したもの等があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバ増幅
器は、励起光源から希土類添加光ファイバへ至る光の経
路に、励起光源と光ファイバとの光結合部とＷＤＭカプ
ラが挿入、配置されるため、励起光源の出力がこの光結
合部とＷＤＭカプラで減衰してしまい、従って希土類添
加光ファイバへ入射される励起光パワーが減少する。こ
のため、希土類添加光ファイバにおける信号光の利得が
減少してしまうという欠点がある。
器は、励起光源から希土類添加光ファイバへ至る光の経
路に、励起光源と光ファイバとの光結合部とＷＤＭカプ
ラが挿入、配置されるため、励起光源の出力がこの光結
合部とＷＤＭカプラで減衰してしまい、従って希土類添
加光ファイバへ入射される励起光パワーが減少する。こ
のため、希土類添加光ファイバにおける信号光の利得が
減少してしまうという欠点がある。
【０００５】本発明の合波機能内蔵光源モジュールおよ
び光増幅器は、励起光源から希土類添加光ファイバに至
るまでに生じる損失を低減して、希土類添加光ファイバ
の利得の低下を防止することにある。また、同時に光増
幅器等の全体の小型化を図るということも目的としてい
る。
び光増幅器は、励起光源から希土類添加光ファイバに至
るまでに生じる損失を低減して、希土類添加光ファイバ
の利得の低下を防止することにある。また、同時に光増
幅器等の全体の小型化を図るということも目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の合波機能内蔵光
源モジュールは、第１の波長を有する光を出力する光源
と、第１の波長を有する光を平行ビームにする第１のレ
ンズと、第２の波長を有する光を出力する光出力部と、
第２の波長を有する光を平行ビームにする第２のレンズ
と、第１のレンズと第２のレンズとの間に配置され第１
の波長を有する光を透過するとともに第２の波長を有す
る光を反射する光フィルタとを備えている。そして、光
入力部に第２のレンズによって集光された第１の波長を
有する光と第２の波長を有する光が入力され、これを介
して第１及び第２の波長を有する光が合波された合波光
を出力することを特徴としている。
源モジュールは、第１の波長を有する光を出力する光源
と、第１の波長を有する光を平行ビームにする第１のレ
ンズと、第２の波長を有する光を出力する光出力部と、
第２の波長を有する光を平行ビームにする第２のレンズ
と、第１のレンズと第２のレンズとの間に配置され第１
の波長を有する光を透過するとともに第２の波長を有す
る光を反射する光フィルタとを備えている。そして、光
入力部に第２のレンズによって集光された第１の波長を
有する光と第２の波長を有する光が入力され、これを介
して第１及び第２の波長を有する光が合波された合波光
を出力することを特徴としている。
【０００７】光源から出力された第１の波長を有する光
は、第１のレンズにより平行ビームとなって光フィルタ
を透過した後、第２のレンズで集光されて光入力部に結
合する。一方、光出力部から出力された第２の波長を有
する光は、第２のレンズにより平行ビームとなって光フ
ィルタで反射され、再び第２のレンズで集光されて光入
力部に結合する。
は、第１のレンズにより平行ビームとなって光フィルタ
を透過した後、第２のレンズで集光されて光入力部に結
合する。一方、光出力部から出力された第２の波長を有
する光は、第２のレンズにより平行ビームとなって光フ
ィルタで反射され、再び第２のレンズで集光されて光入
力部に結合する。
【０００８】このとき、第２の波長の光の光フィルタ板
への入射角度を調整することにより、第１の波長の光と
第２の波長の光の集光点を一致させ、共に光入力部に結
合させることができる。これにより、両波長の光は合波
され、光入力部を介して外部に出力されるようにするこ
とができる。
への入射角度を調整することにより、第１の波長の光と
第２の波長の光の集光点を一致させ、共に光入力部に結
合させることができる。これにより、両波長の光は合波
され、光入力部を介して外部に出力されるようにするこ
とができる。
【０００９】ここで、光フィルタは、光を透過する基板
上に形成された誘電体多層膜により構成される。そし
て、第１のレンズの第２のレンズに対向する第１の端面
と、第２のレンズの第１のレンズに対向する第２の端面
は平面であり、第１の端面または第２の端面に光フィル
タが配置されていることを特徴としている。
上に形成された誘電体多層膜により構成される。そし
て、第１のレンズの第２のレンズに対向する第１の端面
と、第２のレンズの第１のレンズに対向する第２の端面
は平面であり、第１の端面または第２の端面に光フィル
タが配置されていることを特徴としている。
【００１０】第２のレンズには、屈折率分布型レンズを
用いても良い。また、第１のレンズの少なくとも光源の
側の端面は球面であり、第2のレンズの第1のレンズに対
向する第２の端面は平面であり、第２の端面に光フィル
タが配置されている。
用いても良い。また、第１のレンズの少なくとも光源の
側の端面は球面であり、第2のレンズの第1のレンズに対
向する第２の端面は平面であり、第２の端面に光フィル
タが配置されている。
【００１１】ここで、第１の波長が１４８０ｎｍ帯であ
り第２の波長が１５５０ｎｍ帯であるか、または第１の
波長が９８０ｎｍ帯であり第２の波長が１５５０ｎｍ帯
であるか、または第１の波長が１０１６ｎｍ帯であり第
２の波長が１３００ｎｍ帯であることを特徴としてい
る。
り第２の波長が１５５０ｎｍ帯であるか、または第１の
波長が９８０ｎｍ帯であり第２の波長が１５５０ｎｍ帯
であるか、または第１の波長が１０１６ｎｍ帯であり第
２の波長が１３００ｎｍ帯であることを特徴としてい
る。
【００１２】また、本発明の光増幅器は、上記合波機能
内蔵光源モジュールと、その光入力部に接続された希土
類添加光ファイバとから構成されていることを特徴とし
ている。上記光増幅器の構成において、光入力部は、第
２のレンズにより集光された第１の波長を有する光と第
２の波長を有する光を希土類添加光ファイバの端面に結
合させることにより構成されるようにすることもでき
る。
内蔵光源モジュールと、その光入力部に接続された希土
類添加光ファイバとから構成されていることを特徴とし
ている。上記光増幅器の構成において、光入力部は、第
２のレンズにより集光された第１の波長を有する光と第
２の波長を有する光を希土類添加光ファイバの端面に結
合させることにより構成されるようにすることもでき
る。
【００１３】上記光増幅器において、合波機能内蔵光源
モジュールの第１の波長が１４８０ｎｍ帯であり第２の
波長が１５５０ｎｍ帯である場合、または第１の波長が
９８０ｎｍ帯であり第２の波長が１５５０ｎｍ帯である
場合には、希土類添加光ファイバには、エルビウム添加
光ファイバを、一方、第１の波長が１０１６ｎｍ帯であ
り第２の波長が１３００ｎｍ帯である場合には、プラセ
オジウム添加光ファイバが用いられる。また、本発明の
合波機能内蔵光源モジュールは、上記合波機能内蔵光源
モジュールを複数用いて下記の構成とすることもでき
る。すなわち、第１の波長がλ１で第２の波長がλ２で
あって、λ１とλ２の波長を含む合波光を出力する第１
の合波機能内蔵光源モジュールと、第１の波長がλ３で
あって第１の合波機能内蔵光源モジュールの光入力部に
光出力部が接続され、λ１とλ２の波長を含む合波光が
入力される第２の合波機能内蔵光源モジュールとを備え
ている。そして、第２の合波機能内蔵光源モジュールの
光入力部を介して、λ１とλ２の波長を含む合波光とλ
３の波長の光の合波光を出力することを特徴としてい
る。
モジュールの第１の波長が１４８０ｎｍ帯であり第２の
波長が１５５０ｎｍ帯である場合、または第１の波長が
９８０ｎｍ帯であり第２の波長が１５５０ｎｍ帯である
場合には、希土類添加光ファイバには、エルビウム添加
光ファイバを、一方、第１の波長が１０１６ｎｍ帯であ
り第２の波長が１３００ｎｍ帯である場合には、プラセ
オジウム添加光ファイバが用いられる。また、本発明の
合波機能内蔵光源モジュールは、上記合波機能内蔵光源
モジュールを複数用いて下記の構成とすることもでき
る。すなわち、第１の波長がλ１で第２の波長がλ２で
あって、λ１とλ２の波長を含む合波光を出力する第１
の合波機能内蔵光源モジュールと、第１の波長がλ３で
あって第１の合波機能内蔵光源モジュールの光入力部に
光出力部が接続され、λ１とλ２の波長を含む合波光が
入力される第２の合波機能内蔵光源モジュールとを備え
ている。そして、第２の合波機能内蔵光源モジュールの
光入力部を介して、λ１とλ２の波長を含む合波光とλ
３の波長の光の合波光を出力することを特徴としてい
る。
【００１４】さらに、本発明の上記合波機能内蔵光源モ
ジュールを用いて、双方向光伝送装置を構成することも
できる。すなわち、第１の波長をλ１とし光入力部を介
して波長λ２の光が入力される第１の合波機能内蔵光源
モジュールと、合波機能内蔵光源モジュールの光出力部
に接続され波長λ２の光を受光して電気信号に変換する
第１の受光素子とを含む第１の光送受信装置と、これら
と同様の構成で波長を互いに入れ替えた第２の光送受信
装置とを備え、両装置が伝送路ファイバにより接続され
ていることを特徴としている。
ジュールを用いて、双方向光伝送装置を構成することも
できる。すなわち、第１の波長をλ１とし光入力部を介
して波長λ２の光が入力される第１の合波機能内蔵光源
モジュールと、合波機能内蔵光源モジュールの光出力部
に接続され波長λ２の光を受光して電気信号に変換する
第１の受光素子とを含む第１の光送受信装置と、これら
と同様の構成で波長を互いに入れ替えた第２の光送受信
装置とを備え、両装置が伝送路ファイバにより接続され
ていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の合波機能内蔵光源
モジュールおよびこれを用いた光増幅器、双方向光伝送
装置の各構成について、図面を参照して以下に詳細に説
明する。
モジュールおよびこれを用いた光増幅器、双方向光伝送
装置の各構成について、図面を参照して以下に詳細に説
明する。
【００１６】図１は、本発明の合波機能内蔵光源モジュ
ールの第１の実施の形態の構成を示す図である。光源１
１から出力された第１の波長λ１を有する光は、第１の
レンズにより平行ビームとなって光フィルタ板５１を透
過する。この後、第２のレンズ６２で集光されて第１の
光ファイバ２１に結合し、入射する。
ールの第１の実施の形態の構成を示す図である。光源１
１から出力された第１の波長λ１を有する光は、第１の
レンズにより平行ビームとなって光フィルタ板５１を透
過する。この後、第２のレンズ６２で集光されて第１の
光ファイバ２１に結合し、入射する。
【００１７】一方、第１の光ファイバ２１に近接して平
行に配置された第２の光ファイバ２２からは波長λ２の
光が入射し、第２のレンズ６２により平行ビームとなっ
て光フィルタ板５１に入射する。波長λ２の光は、光フ
ィルタ５１で反射されて再び第２のレンズ６２に入射
し、集光されて第１の光ファイバ２１に入射する。な
お、光学系の相反性により、波長λ２の光を光ファイバ
２１から入射させ、光ファイバ２２へ出力させることも
できる。
行に配置された第２の光ファイバ２２からは波長λ２の
光が入射し、第２のレンズ６２により平行ビームとなっ
て光フィルタ板５１に入射する。波長λ２の光は、光フ
ィルタ５１で反射されて再び第２のレンズ６２に入射
し、集光されて第１の光ファイバ２１に入射する。な
お、光学系の相反性により、波長λ２の光を光ファイバ
２１から入射させ、光ファイバ２２へ出力させることも
できる。
【００１８】上記構成において、本実施例では、光源１
１には半導体レーザが、第１および第２の光ファイバ２
１，２２には単一モードファイバが用いられている。光
フィルタ５１は、ガラス基板上に誘電体多層膜をコート
して作製された多層膜フィルタが用いられている。な
お、光源１１の半導体レーザの発振動作の安定化を図る
ため、反射光が半導体レーザに戻らないようにレンズ６
１と光フィルタ板５１との間に光アイソレータを配置す
ることができる。
１には半導体レーザが、第１および第２の光ファイバ２
１，２２には単一モードファイバが用いられている。光
フィルタ５１は、ガラス基板上に誘電体多層膜をコート
して作製された多層膜フィルタが用いられている。な
お、光源１１の半導体レーザの発振動作の安定化を図る
ため、反射光が半導体レーザに戻らないようにレンズ６
１と光フィルタ板５１との間に光アイソレータを配置す
ることができる。
【００１９】次に、本発明の合波機能内蔵光源モジュー
ルの第２の実施の形態について説明する。
ルの第２の実施の形態について説明する。
【００２０】図２は、第２の実施例の構成を示す図であ
る。本実施例では、第２のレンズ６３に円柱状のレンズ
が用いられている。円柱状レンズには、円柱状ガラスの
一端を球面に他端を平面に加工したロッドレンズを用い
ることができる。また、このようなレンズを用いた場合
には、上記ガラス基板を用いた光フィルタ板を貼り付け
る構成の他、光フィルタ膜５２を直接端面に形成するこ
ともできる。
る。本実施例では、第２のレンズ６３に円柱状のレンズ
が用いられている。円柱状レンズには、円柱状ガラスの
一端を球面に他端を平面に加工したロッドレンズを用い
ることができる。また、このようなレンズを用いた場合
には、上記ガラス基板を用いた光フィルタ板を貼り付け
る構成の他、光フィルタ膜５２を直接端面に形成するこ
ともできる。
【００２１】本実施例では、第２のレンズ６３には、円
柱状レンズであって同心円状に中心から周囲へ向かって
屈折率が低下するように分布した屈折率分布型レンズが
用いられている。
柱状レンズであって同心円状に中心から周囲へ向かって
屈折率が低下するように分布した屈折率分布型レンズが
用いられている。
【００２２】次に、本発明の上記合波機能内蔵光源モジ
ュールにより構成した波長多重光源の実施例について説
明する。
ュールにより構成した波長多重光源の実施例について説
明する。
【００２３】図３は、本発明の合波機能内蔵光源モジュ
ールの第３の実施の形態の構成を示す図である。本実施
例の光源モジュールは、すでに説明した本発明の合波機
能内蔵光源モジュールを複数直列に配置することによっ
て、複数の光源から出力される互いに波長の異なる複数
の波長の光を合波して出力することを可能としている。
ールの第３の実施の形態の構成を示す図である。本実施
例の光源モジュールは、すでに説明した本発明の合波機
能内蔵光源モジュールを複数直列に配置することによっ
て、複数の光源から出力される互いに波長の異なる複数
の波長の光を合波して出力することを可能としている。
【００２４】図３の構成において、第２の光源モジュー
ル１０２の第１の波長はλ２、第２の波長はλ３であ
る。また、第１の光ファイバ、第２の光ファイバの相当
するのはそれぞれ光ファイバ２３，２４である。
ル１０２の第１の波長はλ２、第２の波長はλ３であ
る。また、第１の光ファイバ、第２の光ファイバの相当
するのはそれぞれ光ファイバ２３，２４である。
【００２５】第２の光源モジュール１０２の第１の光フ
ァイバ２３から出力された波長λ２の光は、光ファイバ
２２を介して第１の光源モジュール１０１に入射され、
光源モジュール１０１の光ファイバ２１からは波長λ１
の光と波長λ２の光の合波光が出力される。このように
して、本発明の光源モジュールにより波長多重光源を構
成することができる。
ァイバ２３から出力された波長λ２の光は、光ファイバ
２２を介して第１の光源モジュール１０１に入射され、
光源モジュール１０１の光ファイバ２１からは波長λ１
の光と波長λ２の光の合波光が出力される。このように
して、本発明の光源モジュールにより波長多重光源を構
成することができる。
【００２６】同様にして、本発明の光源モジュールを直
列に多段接続していけば、順次光源の波長多重数を増加
させることができる。すなわち、第ｎ−１番目の光源モ
ジュールの第２の光ファイバに第２番目の光源モジュー
ルの第１の光ファイバを順次接続していけば、初段の光
源モジュールの第１の光ファイバから出力される光の波
長多重数を増やすことができる。
列に多段接続していけば、順次光源の波長多重数を増加
させることができる。すなわち、第ｎ−１番目の光源モ
ジュールの第２の光ファイバに第２番目の光源モジュー
ルの第１の光ファイバを順次接続していけば、初段の光
源モジュールの第１の光ファイバから出力される光の波
長多重数を増やすことができる。
【００２７】ここで、本発明の光源モジュールによる上
記波長多重光源は、上記特長に加えて光源を動作中であ
っても順次追加することができるという特長も有してい
る。すなわち、伝送路ファイバに接続された初段の光源
モジュールの後段に順次別の光源モジュールを接続させ
る構成を採用しているので、すでに伝送路ファイバに接
続された光源モジュールを動作させた状態であっても、
なんらこの動作を中断することなく後段に新たな光源モ
ジュールを追加接続することもできるという特長があ
る。
記波長多重光源は、上記特長に加えて光源を動作中であ
っても順次追加することができるという特長も有してい
る。すなわち、伝送路ファイバに接続された初段の光源
モジュールの後段に順次別の光源モジュールを接続させ
る構成を採用しているので、すでに伝送路ファイバに接
続された光源モジュールを動作させた状態であっても、
なんらこの動作を中断することなく後段に新たな光源モ
ジュールを追加接続することもできるという特長があ
る。
【００２８】次に、上述した本発明の合波機能内蔵光源
モジュールにより構成された光増幅器の実施例について
説明する。
モジュールにより構成された光増幅器の実施例について
説明する。
【００２９】図４および図５は、いずれも本発明の合波
機能内蔵光源モジュールにより構成した光増幅器の実施
例の構成を示す図である。図４は、増幅用光ファイバで
ある希土類添加光ファイバ１１０の前段に励起光源を配
置するいわゆる前方励起型の光増幅器の構成を示したも
のであり、図５は、後段に配置するいわゆる後方励起型
の光増幅器の構成を示したものである。
機能内蔵光源モジュールにより構成した光増幅器の実施
例の構成を示す図である。図４は、増幅用光ファイバで
ある希土類添加光ファイバ１１０の前段に励起光源を配
置するいわゆる前方励起型の光増幅器の構成を示したも
のであり、図５は、後段に配置するいわゆる後方励起型
の光増幅器の構成を示したものである。
【００３０】例えば、図４を参照して本発明の光源モジ
ュールによる光増幅器について説明すると、光ファイバ
２１には波長λ１の光によって励起され波長λ２の入力
信号光を増幅する希土類添加光ファイバ１１０の一端が
接続されている。ここでは、光源モジュール１０１内部
にある光源１１は、希土類添加光ファイバ１１０の希土
類イオンを励起するための励起光源として機能する。
ュールによる光増幅器について説明すると、光ファイバ
２１には波長λ１の光によって励起され波長λ２の入力
信号光を増幅する希土類添加光ファイバ１１０の一端が
接続されている。ここでは、光源モジュール１０１内部
にある光源１１は、希土類添加光ファイバ１１０の希土
類イオンを励起するための励起光源として機能する。
【００３１】希土類添加光ファイバ１１０としては、現
在広く用いられているものにエルビウム（Ｅｒ）添加光
ファイバがある。この場合、光源モジュール１０１の内
部にある光源１１は、１４８０ｎｍ帯の光を出力する半
導体レーザを用いることができる。従って、この場合に
は、上記説明における波長λ１は、１４８０ｎｍ帯とな
る。
在広く用いられているものにエルビウム（Ｅｒ）添加光
ファイバがある。この場合、光源モジュール１０１の内
部にある光源１１は、１４８０ｎｍ帯の光を出力する半
導体レーザを用いることができる。従って、この場合に
は、上記説明における波長λ１は、１４８０ｎｍ帯とな
る。
【００３２】エルビウム添加光ファイバが用いられる場
合、光ファイバ２２から入射される信号光の波長λ２
は、エルビウム添加光ファイバの増幅波長帯である１５
５０ｎｍとされる。光ファイバ２２から入射された１５
５０ｎｍ帯（λ２）の光と、光源モジュール１０１内部
の光源１１から出力される１４８０ｎｍ帯（λ１）の光
は、光源モジュール１０１内部で合波されて、ともに光
ファイバ２１から出力され希土類添加光ファイバ１１０
に入射される。１４８０ｎｍ帯の光により希土類添加光
ファイバ１１０のＥｒが励起され、１５５０ｎｍ帯の光
が増幅され、希土類添加光ファイバ１１０の遠端から出
力される。
合、光ファイバ２２から入射される信号光の波長λ２
は、エルビウム添加光ファイバの増幅波長帯である１５
５０ｎｍとされる。光ファイバ２２から入射された１５
５０ｎｍ帯（λ２）の光と、光源モジュール１０１内部
の光源１１から出力される１４８０ｎｍ帯（λ１）の光
は、光源モジュール１０１内部で合波されて、ともに光
ファイバ２１から出力され希土類添加光ファイバ１１０
に入射される。１４８０ｎｍ帯の光により希土類添加光
ファイバ１１０のＥｒが励起され、１５５０ｎｍ帯の光
が増幅され、希土類添加光ファイバ１１０の遠端から出
力される。
【００３３】本実施例では、従来の光増幅器で必要とな
っていた光源モジュールと希土類添加光ファイバとの間
のＷＤＭカプラが不要となるため、励起光源の出力光を
希土類添加光ファイバへ効率よく導いて希土類添加光フ
ァイバの増幅利得を高く維持することができる。すなわ
ち、従来の技術において課題となっていたＷＤＭカプラ
挿入による希土類添加光ファイバの利得低下を回避する
ことができるようになる。また、ＷＤＭカプラが不要と
なるため、光学系全体の小型化を図ることもできる。
っていた光源モジュールと希土類添加光ファイバとの間
のＷＤＭカプラが不要となるため、励起光源の出力光を
希土類添加光ファイバへ効率よく導いて希土類添加光フ
ァイバの増幅利得を高く維持することができる。すなわ
ち、従来の技術において課題となっていたＷＤＭカプラ
挿入による希土類添加光ファイバの利得低下を回避する
ことができるようになる。また、ＷＤＭカプラが不要と
なるため、光学系全体の小型化を図ることもできる。
【００３４】なお、上記実施例では、エルビウム添加光
ファイバを用いた場合の励起光源の波長を１４８０ｎｍ
としたが、９８０ｎｍの波長の励起光を用いることもで
きる。
ファイバを用いた場合の励起光源の波長を１４８０ｎｍ
としたが、９８０ｎｍの波長の励起光を用いることもで
きる。
【００３５】図５に示される構成は、後方励起型光増幅
器であり、図４に示される前方励起型との相違点は、波
長λ２の光が希土類添加光ファイバ１１０を介して光フ
ァイバ２１から光源モジュール１０１へ入射される点に
ある。希土類添加光ファイバ１１０で増幅された波長λ
２の光は、光ファイバ２１から光源モジュール１０１へ
入射した後、光ファイバ２２から出力される。
器であり、図４に示される前方励起型との相違点は、波
長λ２の光が希土類添加光ファイバ１１０を介して光フ
ァイバ２１から光源モジュール１０１へ入射される点に
ある。希土類添加光ファイバ１１０で増幅された波長λ
２の光は、光ファイバ２１から光源モジュール１０１へ
入射した後、光ファイバ２２から出力される。
【００３６】上述した両実施例いずれの場合において
も、異なった波長帯の光を増幅する光増幅器としても用
いることができる。例えば、波長λ１、λ２をそれぞれ
１０１６ｎｍ帯、１３００ｎｍ帯とし、希土類添加光フ
ァイバ１１０としてプラセオジウム（Ｐｒ）添加光ファ
イバを用いることができる。
も、異なった波長帯の光を増幅する光増幅器としても用
いることができる。例えば、波長λ１、λ２をそれぞれ
１０１６ｎｍ帯、１３００ｎｍ帯とし、希土類添加光フ
ァイバ１１０としてプラセオジウム（Ｐｒ）添加光ファ
イバを用いることができる。
【００３７】通常、プラセオジウム添加光ファイバは、
フッ化物をホストガラスとして形成されるため、伝送路
ファイバとして一般的に使用されている石英をホストガ
ラスとプラセオジウム添加光ファイバとを融着接続する
のは困難である。このため、伝送路ファイバとプラセオ
ジウム添加光ファイバとの接続には、光ファイバ同士を
突き当ててコネクタなどにより機械的に接続するか、あ
るいはレンズを介して結合させる構成を採らざるを得
ず、新たに接続損失が生じたり、小型化できない等の問
題がある。
フッ化物をホストガラスとして形成されるため、伝送路
ファイバとして一般的に使用されている石英をホストガ
ラスとプラセオジウム添加光ファイバとを融着接続する
のは困難である。このため、伝送路ファイバとプラセオ
ジウム添加光ファイバとの接続には、光ファイバ同士を
突き当ててコネクタなどにより機械的に接続するか、あ
るいはレンズを介して結合させる構成を採らざるを得
ず、新たに接続損失が生じたり、小型化できない等の問
題がある。
【００３８】これに対して、本発明の構成によれば、プ
ラセオジウム添加光ファイバを用いる場合でも、プラセ
オジウム添加光ファイバ自体を光源モジュールの光ファ
イバ２１として用いればよく、上記のような問題を生じ
ることはない。
ラセオジウム添加光ファイバを用いる場合でも、プラセ
オジウム添加光ファイバ自体を光源モジュールの光ファ
イバ２１として用いればよく、上記のような問題を生じ
ることはない。
【００３９】本発明の光源モジュールを用いることによ
り、双方向光伝送装置を構成することもできる。図６
は、本発明の双方向光伝送装置の実施の形態の構成を示
す図である。
り、双方向光伝送装置を構成することもできる。図６
は、本発明の双方向光伝送装置の実施の形態の構成を示
す図である。
【００４０】図６に示されるように、光源モジュール１
０１と光源モジュール１０３は、伝送路ファイバ２０１
により接続されている。また、それぞれの光源モジュー
ルには、受光モジュール３０１と３０２が接続されてい
る。
０１と光源モジュール１０３は、伝送路ファイバ２０１
により接続されている。また、それぞれの光源モジュー
ルには、受光モジュール３０１と３０２が接続されてい
る。
【００４１】光源モジュール１０１の第１の波長および
第２の波長はそれぞれλ１、λ２である。また、光源モ
ジュール１０３の第１の波長および第２の波長はそれぞ
れ、λ２、λ１である。光源モジュール１０１の第１の
光ファイバ２１から出力された波長λ１の光は、伝送路
ファイバ２０１を経て光源モジュール１０３の第１の光
ファイバ２５へ入力され、光源モジュール１０３の第２
の光ファイバ２６から出力されて受光モジュール３０２
に入射され受信される。一方、光源モジュール１０３の
第１の光ファイバ２５から出力された波長λ２の光は、
伝送路ファイバ２０１を経て光源モジュール１０１の第
１の光ファイバ２１へ入力され、光源モジュール１０１
の第２の光ファイバ２２から出力されて受光モジュール
３０１で受信される。なお、本実施例においては、例え
ば、λ１、λ２にはそれぞれ波長１３００ｎｍ、１５５
０ｎｍの光を割り当てて双方向波長多重光伝送を行うこ
とができる。受光モジュール３０１，３０２には、フォ
トダイオード、アバランシェ・ダイオード等の受光素子
を適用することができる。
第２の波長はそれぞれλ１、λ２である。また、光源モ
ジュール１０３の第１の波長および第２の波長はそれぞ
れ、λ２、λ１である。光源モジュール１０１の第１の
光ファイバ２１から出力された波長λ１の光は、伝送路
ファイバ２０１を経て光源モジュール１０３の第１の光
ファイバ２５へ入力され、光源モジュール１０３の第２
の光ファイバ２６から出力されて受光モジュール３０２
に入射され受信される。一方、光源モジュール１０３の
第１の光ファイバ２５から出力された波長λ２の光は、
伝送路ファイバ２０１を経て光源モジュール１０１の第
１の光ファイバ２１へ入力され、光源モジュール１０１
の第２の光ファイバ２２から出力されて受光モジュール
３０１で受信される。なお、本実施例においては、例え
ば、λ１、λ２にはそれぞれ波長１３００ｎｍ、１５５
０ｎｍの光を割り当てて双方向波長多重光伝送を行うこ
とができる。受光モジュール３０１，３０２には、フォ
トダイオード、アバランシェ・ダイオード等の受光素子
を適用することができる。
【００４２】このように、図６に示されるような本発明
の光源モジュールを用いた双方向光伝送装置によれば、
送受信側で波長分離用のＷＤＭカプラが不要となるた
め、過剰損失が少ない双方向光伝送システムを構成する
ことができる。また、送受信側の装置自体の小型化を図
ることもできる。
の光源モジュールを用いた双方向光伝送装置によれば、
送受信側で波長分離用のＷＤＭカプラが不要となるた
め、過剰損失が少ない双方向光伝送システムを構成する
ことができる。また、送受信側の装置自体の小型化を図
ることもできる。
【００４３】なお、光源モジュールは、すでに説明した
第１〜第３の実施例のいずれのものを用いてもよい。
第１〜第３の実施例のいずれのものを用いてもよい。
【００４４】
【発明の効果】本発明の合波機能内蔵光源モジュール
は、光源素子から出力される光と、外部から入射された
光とを合波して出力する機能を備えている。従って、本
発明の光源モジュールに希土類添加光ファイバを接続す
ることにより、小型で高い利得の光増幅器を構成するこ
とができる。
は、光源素子から出力される光と、外部から入射された
光とを合波して出力する機能を備えている。従って、本
発明の光源モジュールに希土類添加光ファイバを接続す
ることにより、小型で高い利得の光増幅器を構成するこ
とができる。
【００４５】また、本発明の光源モジュールを直列多段
接続することにより、波長多重光源とすることができ、
波長多重光増幅器を構成することもできる。このとき、
光源モジュールの後段に順次新たな波長の光源モジュー
ルを接続することができるので、光増幅器等の動作を中
断することなく追加が可能になる。
接続することにより、波長多重光源とすることができ、
波長多重光増幅器を構成することもできる。このとき、
光源モジュールの後段に順次新たな波長の光源モジュー
ルを接続することができるので、光増幅器等の動作を中
断することなく追加が可能になる。
【００４６】さらに、伝送路ファイバの両端に本発明の
光源モジュールと受光モジュールを接続することによ
り、双方向光伝送装置を構成することもできる。
光源モジュールと受光モジュールを接続することによ
り、双方向光伝送装置を構成することもできる。
【図１】本発明の合波機能内蔵光源モジュールの第１の
実施の形態の構成を示す図である。
実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の合波機能内蔵光源モジュールの第２の
実施の形態の構成を示す図である。
実施の形態の構成を示す図である。
【図３】本発明の合波機能内蔵光源モジュールの第３の
実施の形態の構成を示す図である。
実施の形態の構成を示す図である。
【図４】本発明の光増幅器の第１の実施の形態の構成を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の光増幅器の第２の実施の形態の構成を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明の双方向光伝送装置の実施の形態の構成
を示す図である。
を示す図である。
１１ 光源 ２１，２２，２３，２４，２５，２６ 光ファイバ ３１ 端末部 ４１ 結合部 ５１ 光フィルタ板 ５２ 光フィルタ膜 ６１，６２，６３ レンズ １０１，１０２，１０３ 光源モジュール ２０１ 伝送路ファイバ ３０１，３０２ 受光モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/24 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｇ
Claims (14)
- 【請求項１】 第１の波長を有する光を出力する光源
と、 前記第１の波長を有する光を平行ビームにする第１のレ
ンズと、 第２の波長を有する光を出力する光出力手段と、 前記第２の波長を有する光を平行ビームにする第２のレ
ンズと、 前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配置さ
れ、前記第１の波長を有する光を透過するとともに前記
第２の波長を有する光を反射する光フィルタと、 前記第２のレンズによって集光された前記第１の波長を
有する光と前記第２の波長を有する光が入力される光入
力手段とを備え、 前記光入力手段を介して、前記第１の波長を有する光と
前記第２の波長を有する光が合波された合波光を出力す
ることを特徴とする合波機能内蔵光源モジュール。 - 【請求項２】 前記光フィルタは、光を透過する基板上
に形成された誘電体多層膜を含むことを特徴とする請求
項１記載の合波機能内蔵光源モジュール。 - 【請求項３】 前記第１のレンズの前記第２のレンズに
対向する第１の端面と、前記第２のレンズの前記第１の
レンズに対向する第２の端面は、平面であり、 前記第１の端面または前記第２の端面に前記光フィルタ
が配置されていることを特徴とする請求項１記載の合波
機能内蔵光源モジュール。 - 【請求項４】 前記第２のレンズは、屈折率分布型レン
ズであることを特徴とする請求項２記載の合波機能内蔵
光源モジュール。 - 【請求項５】 前記第１のレンズの少なくとも前記光源
の側の端面は球面であり、 前記第２のレンズの前記第１のレンズに対向する第２の
端面は平面であり、 前記第２の端面に前記光フィルタが配置されていること
を特徴とする請求項１記載の合波機能内蔵光源モジュー
ル。 - 【請求項６】 第１の波長が１４８０ｎｍ帯であり、前
記第２の波長が１５５０ｎｍ帯であることを特徴とする
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の
合波機能内蔵光源モジュール。 - 【請求項７】 第１の波長が９８０ｎｍ帯であり、前記
第２の波長が１５５０ｎｍ帯であることを特徴とする請
求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の合
波機能内蔵光源モジュール。 - 【請求項８】 第１の波長が１０１６ｎｍ帯であり、前
記第２の波長が１３００ｎｍ帯であることを特徴とする
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の
合波機能内蔵光源モジュール。 - 【請求項９】 請求項１から請求項５までのいずれかの
請求項に記載の合波機能内蔵光源モジュールと、 前記光入力手段に接続された希土類添加光ファイバとを
備えていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１０】 請求項１から請求項５までのいずれか
の請求項に記載の合波機能内蔵光源モジュールと、 希土類添加光ファイバとを備えた光増幅器であって、 前記光入力手段は、前記第２のレンズにより集光された
前記第１の波長を有する光と前記第２の波長を有する光
を前記希土類添加光ファイバの端面に結合させることに
より構成されていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１１】 請求項６または請求項７記載の合波機
能内蔵光源モジュールと、 前記光入力手段に接続されたエルビウム添加光ファイバ
とを備えていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１２】 請求項８記載の合波機能内蔵光源モジ
ュールと、 前記光入力手段に接続されたプラセオジウム添加光ファ
イバとを備えていることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項１３】 請求項１記載の合波機能内蔵光源モジ
ュールであって、前記第１の波長がλ１で前記第２の波
長がλ２であって、λ１とλ２の波長を含む合波光を出
力する第１の合波機能内蔵光源モジュールと、 請求項１記載の合波機能内蔵光源モジュールであって、
前記第１の波長がλ３であって、前記第１の合波機能内
蔵光源モジュールの光入力手段に光出力手段が接続さ
れ、前記λ１とλ２の波長を含む合波光が入力される第
２の合波機能内蔵光源モジュールとを備え、 前記第２の合波機能内蔵光源モジュールの光入力手段を
介して、前記λ１とλ２の波長を含む合波光と前記λ３
の波長の光の合波光を出力することを特徴とする合波機
能内蔵光源モジュール。 - 【請求項１４】 請求項１記載の合波機能内蔵光源モジ
ュールであって、前記第１の波長をλ１とし、前記光入
力手段を介して波長λ２の光が入力される第１の合波機
能内蔵光源モジュールと、 前記第１の合波機能内蔵光源モジュールの前記光出力手
段に接続され、前記波長λ２の光を受光して電気信号に
変換する第１の受光手段とを含む第１の光送受信装置
と、 請求項１記載の合波機能内蔵光源モジュールであって、
前記第１の波長をλ２とし、前記光入力手段を介して波
長λ１の光が入力される第２の合波機能内蔵光源モジュ
ールと、 前記第２の合波機能内蔵光源モジュールの前記光出力手
段に接続され、前記波長λ１の光を受光して電気信号に
変換する第２の受光手段とを含む第２の光送受信装置
と、 前記第１の光送受信装置と前記第２の光送受信装置とを
接続する伝送路ファイバとを備えたことを特徴とする双
方向光伝送装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045469A JPH11242130A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 合波機能内蔵光源モジュールとこれを用いた光増幅器および双方向光伝送装置 |
| US09/256,315 US6389192B1 (en) | 1998-02-26 | 1999-02-24 | Light source with WDM function, and optical amplifier and two-way optical transmission apparatus applied therewith |
| EP99102828A EP0939465A3 (en) | 1998-02-26 | 1999-02-26 | Light-source with WDM function, and optical amplifier and two-way optical transmission applied therewith |
| EP99102829A EP0939466A3 (en) | 1998-02-26 | 1999-02-26 | Light source with WDM function, and optical amplifier and two-way optical transmission applied therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045469A JPH11242130A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 合波機能内蔵光源モジュールとこれを用いた光増幅器および双方向光伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11242130A true JPH11242130A (ja) | 1999-09-07 |
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ID=12720256
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1999
- 1999-02-24 US US09/256,315 patent/US6389192B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US6389192B1 (en) | 2002-05-14 |
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