JP2003318468A - Wideband ase light source - Google Patents
Wideband ase light sourceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ツリウムあるいは
エルビウム等が添加された増幅用光ファイバから発生さ
れる自然放出光（ＡＳＥ光）を光源とする広帯域ＡＳＥ
光源に関するものであり、波長多重光通信システム、光
計測等の光源として使用するのに適するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a broadband ASE using as a light source spontaneous emission light (ASE light) generated from an amplification optical fiber doped with thulium, erbium or the like.
The present invention relates to a light source and is suitable for use as a light source for a wavelength division multiplexing optical communication system, optical measurement and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ツリウムあるいはエルビウム添加光ファ
イバは、ある波長範囲の励起光を入射することにより、
ある波長に対して大きな利得を得ることができる特性を
有する。このため、利得を有する波長帯の信号光をツリ
ウム添加光ファイバ（以下ＴｍＤＦ）あるいはエルビウ
ム添加光ファイバ（以下ＥＤＦ）内に透過させること
で、信号光の光強度を非常に大きくすることが可能であ
り、現在光増幅器として光通信の分野において利用され
ている。ＴｍＤＦあるいはＥＤＦに励起光を入射したと
き、ＴｍＤＦあるいはＥＤＦは信号光の利得を発生させ
ると共に自然放出光も発生する。発生した自然放出光
は、利得の影響を受けて光出力が増大する。このように
して発生した光は、Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａ
ｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ光（以下、ＡＳＥ光）と
呼ばれている。2. Description of the Related Art A thulium- or erbium-doped optical fiber is provided with a pumping light of a certain wavelength range.
It has a characteristic that a large gain can be obtained for a certain wavelength. Therefore, by transmitting the signal light in the wavelength band having a gain through the thulium-doped optical fiber (hereinafter TmDF) or the erbium-doped optical fiber (hereinafter EDF), the light intensity of the signal light can be extremely increased. And is currently used as an optical amplifier in the field of optical communication. When pumping light is incident on TmDF or EDF, TmDF or EDF generates a gain of signal light and also spontaneous emission light. The generated spontaneous emission light is affected by the gain and the optical output increases. The light generated in this manner is transmitted to the Ampli? Ed Sponta.
It is called a new emission light (hereinafter referred to as ASE light).
【０００３】ＥＤＦは、それ自身が持つ大きな利得によ
りＡＳＥ出力を出射することができ、広帯域光源として
使用することが可能である。近年、通信容量の拡大に伴
い、広い波長帯域を用いて、異なる波長を持つ光信号を
多重し、送受信する波長多重光通信システムが盛んに検
討されており、このような背景のもと、ＥＤＦのＡＳＥ
光を用いた広帯域光源が、インコヒーレントなＷＤＭ用
光源として、またＷＤＭシステム用光部品の試験用光源
として使用されている。The EDF can emit an ASE output due to its large gain, and can be used as a broadband light source. In recent years, with the expansion of communication capacity, wavelength-multiplexed optical communication systems that multiplex and transmit and receive optical signals having different wavelengths using a wide wavelength band have been actively studied. ASE
A broadband light source using light is used as an incoherent light source for WDM and as a light source for testing an optical component for a WDM system.
【０００４】ＴｍＤＦもそれ自身が持つ大きな利得によ
りＡＳＥ出力を出射することができるが、非特許文献１
によれば、ＴｍＤＦを用いた光ファイバ増幅器として、
励起波長１４２０／１５６０ｎｍの二波長励起方式によ
り、また非特許文献２によればツリウムを高濃度化させ
た方式により１４００ｎｍ励起により１４８０〜１５１
０ｎｍ帯増幅を実現した報告がされているが、ＡＳＥ光
源としての技術報告は見つからない。TmDF can emit an ASE output by its own large gain, but Non-Patent Document 1
According to, as an optical fiber amplifier using TmDF,
1480 to 151 by excitation at 1400 nm by a dual wavelength excitation method with an excitation wavelength of 1420/1560 nm, or according to Non-Patent Document 2, a method with a high concentration of thulium.
Although it has been reported that 0 nm band amplification was realized, no technical report as an ASE light source was found.
【０００５】一方通信容量を増大するため、光通信の利
用波長帯域が拡大されつつある。これまで利用されてき
た１５３０〜１５６５ｎｍ帯（Ｃバンド）に加え１５６
５〜１６２５ｎｍ帯（Ｌバンド）も用いられるようにな
ってきた。さらには１４６０〜１５３０ｎｍ帯（Ｓバン
ド）が使われ始めた。On the other hand, in order to increase the communication capacity, the wavelength band used for optical communication is being expanded. 156 in addition to the 1530 to 1565 nm band (C band) that has been used so far
The band 5 to 1625 nm (L band) has also come to be used. Furthermore, the 1460 to 1530 nm band (S band) has begun to be used.
【０００６】この波長帯域の拡大に伴い光通信用光コン
ポーネントはＳバンド、Ｃバンド、Ｌバンドでの動作が
必要で、その損失波長特性を測定するためには、この波
長帯域をカバーすると同時に測定ダイナミックレンジを
広げるため高出力な広帯域光源が求められている。With the expansion of this wavelength band, the optical component for optical communication needs to operate in the S band, C band and L band, and in order to measure the loss wavelength characteristic, the wavelength band is covered and measured at the same time. A broadband light source with high output is required to expand the dynamic range.
【０００７】図９は特許文献１に示されている広帯域Ａ
ＳＥ光源の構成図である。増幅用光ファイバとしてＥＤ
Ｆ１０５、励起光源１０３は１４８０ｎｍ帯の半導体レ
ーザ、ファイバ融着延伸型の合波器１０４、反射体１０
６、ＡＳＥ出力端に光アイソレータで構成されている。
ＥＤＦ１０５長と励起光源１０３のパワーを適切に選択
すると１５３０〜１６００ｎｍ帯を含むＡＳＥ光が得ら
れている。FIG. 9 shows the broadband A shown in Patent Document 1.
It is a block diagram of SE light source. ED as amplification optical fiber
F105, the pumping light source 103 is a 1480 nm band semiconductor laser, the fiber fusion drawing type multiplexer 104, the reflector 10
6. The ASE output terminal is composed of an optical isolator.
By appropriately selecting the length of the EDF 105 and the power of the pumping light source 103, ASE light including the 1530 to 1600 nm band is obtained.
【０００８】図１０は特許文献１のＡＳＥスペクトラム
波形を示す図である。１５６０ｎｍ付近にピークを持つ
１５３０〜１６００ｎｍ帯（Ｃ+Ｌバンド）を含むＡＳ
Ｅ光が得られている。FIG. 10 is a diagram showing an ASE spectrum waveform of Patent Document 1. AS including the 1530 to 1600 nm band (C + L band) having a peak near 1560 nm
E light is obtained.
【０００９】[0009]
【特許文献１】特開２００１−１３５８８０号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-135880
【非特許文献１】２０００年電子情報通信学会エレクト
ロニクスソサイエティ大会、Ｃ−３−９１[Non-Patent Document 1] 2000 Electronics Society Conference, IEICE, C-3-91
【非特許文献２】２００１年電子情報通信学会総合大
会、Ｃ−３−１４２[Non-Patent Document 2] 2001 IEICE General Conference, C-3-142.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では１５３０ｎｍ〜１６００ｎｍのＣ＋Ｌバン
ドのＡＳＥ光しか得られず、１４６０ｎｍ〜１５３０ｎ
ｍのＳバンドを含むＳ+Ｃ+ＬバンドのＡＳＥ光は得られ
ていなかった。ここではＳ+Ｃ+Ｌバンドを含むスペクト
ラム平坦性に優れた高出力なＡＳＥ光源を簡易な構成で
提供することを課題とする。However, in the above-mentioned prior art, only ASE light in the C + L band of 1530 nm to 1600 nm can be obtained, and 1460 nm to 1530 n.
ASE light of S + C + L band including the S band of m was not obtained. Here, it is an object to provide a high-output ASE light source including the S + C + L band and having excellent spectrum flatness with a simple configuration.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するためのものであり、第一の波長帯でＡＳＥ光を
放出するための第一の増幅用光ファイバと第一の励起光
源とを光学的に結合し、さらに第二の波長帯でＡＳＥ光
を放出するための第二の増幅用光ファイバと第二の励起
光源を光学的に結合し、前記第二の増幅用光ファイバの
一方端と第一の増幅用光ファイバの一方端とを光学的に
結合したことを特徴とする。The present invention is intended to solve these problems, and a first amplification optical fiber and a first pumping light source for emitting ASE light in the first wavelength band are provided. Are optically coupled, and a second amplification optical fiber for emitting ASE light in the second wavelength band and a second excitation light source are optically coupled, and the second amplification optical fiber One end is optically coupled to one end of the first amplification optical fiber.
【００１２】さらに、前記第二の増幅用光ファイバの一
方端と、第一の増幅用光ファイバの一方端との間に光ア
イソレータを具備することを特徴とする。さらに、前記
第二の増幅用光ファイバの他方端には、該他方端から放
出されるＡＳＥ光を前記第二の増幅用光ファイバ内に戻
す手段を具備することを特徴とする。Further, an optical isolator is provided between one end of the second amplification optical fiber and one end of the first amplification optical fiber. Further, the other end of the second amplification optical fiber is provided with means for returning the ASE light emitted from the other end into the second amplification optical fiber.
【００１３】また、前記第一の増幅用光ファイバの一方
端と前記第二の増幅用光ファイバの一方端との間には、
第一の増幅用光ファイバの一方端から放出される第一の
波長帯のＡＳＥ光を前記第一の増幅用光ファイバ内に戻
す手段を具備することを特徴とする。さらに、前記第一
の波長帯のＡＳＥ光を前記第一の増幅用光ファイバ内に
戻す手段として、第二の波長帯のＡＳＥ光を透過し、第
一の波長帯のＡＳＥ光を一部または全て反射させる光学
フィルタを用いたことを特徴とし、さらに、前記光学フ
ィルタがファイバブラッググレーティングであることを
特徴とする。Further, between the one end of the first amplification optical fiber and the one end of the second amplification optical fiber,
The ASE light of the first wavelength band emitted from one end of the first amplification optical fiber is returned to the inside of the first amplification optical fiber. Further, as a means for returning the ASE light in the first wavelength band into the first optical fiber for amplification, the ASE light in the second wavelength band is transmitted and the ASE light in the first wavelength band is partially or partially transmitted. It is characterized in that an optical filter that reflects all light is used, and further that the optical filter is a fiber Bragg grating.
【００１４】また、前記第一の増幅用光ファイバは希土
類元素であるツリウムが添加された光ファイバであり、
前記第二の増幅用光ファイバは希土類元素であるエルビ
ウムが添加された光ファイバであることを特徴とする。The first amplification optical fiber is an optical fiber doped with a rare earth element, thulium,
The second amplification optical fiber is an optical fiber doped with erbium which is a rare earth element.
【００１５】また、第一の波長帯でＡＳＥ光を放出する
ための第一の増幅用光ファイバと第一の励起光源とを光
学的に結合し、さらに第二の波長帯でＡＳＥ光を放出す
るための第二の増幅用光ファイバと第二の励起光源を光
学的に結合し、前記第二の増幅用光ファイバの一方端は
２つ以上のポートに分岐され、そのうち１つのポートは
第一の増幅用光ファイバの一方端に光学的に結合され、
残りの少なくとも一つのポートは第一の増幅用光ファイ
バの他方端と合波あるいは合分岐する手段を具備するこ
とを特徴とする。さらに、前記残りの少なくとも一つの
ポートが第一の増幅用光ファイバの他方端と合分岐する
手段はファイバ融着延伸型の合分岐器であることを特徴
とする。Further, the first amplification optical fiber for emitting the ASE light in the first wavelength band and the first pumping light source are optically coupled, and further the ASE light is emitted in the second wavelength band. For optically coupling a second amplification optical fiber and a second pumping light source, one end of the second amplification optical fiber is branched into two or more ports, one of which is a first port. Optically coupled to one end of one amplification optical fiber,
The remaining at least one port is provided with means for multiplexing or diverging with the other end of the first amplification optical fiber. Further, the means for branching and branching the remaining at least one port with the other end of the first amplification optical fiber is a fiber fusion splicing type branching and branching device.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明による広帯域ＡＳＥ
光源の実施形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Wideband ASE according to the present invention.
An embodiment of the light source will be described.
【００１７】図１は本発明の第一の実施形態を示す構成
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【００１８】ツリウム添加光ファイバ（ＴｍＤＦ）４の
一方端には合分波器５を介して反射体７を接続し、合分
波器５の信号ポートにはエルビウム添加光ファイバ（Ｅ
ＤＦ）９の一方端を光学的に結合している。またＴｍＤ
Ｆ４の他方端には合波器３の励起ポートを介して励起光
源６を接続し、前記合波器３の信号ポートには光アイソ
レータ２を介して出力端子が接続されている。ＥＤＦ９
の一方端には合波器８の励起ポートを介して励起光源１
１を接続し、前記合波器８の信号ポートは光アイソレー
タ１２を介して前記合分波器５の信号ポートに接続して
いる。また前記ＥＤＦ９の他方端に反射体１０を接続し
た構成である。A reflector 7 is connected to one end of the thulium-doped optical fiber (TmDF) 4 via a multiplexer / demultiplexer 5, and the signal port of the multiplexer / demultiplexer 5 is an erbium-doped optical fiber (Em).
DF) 9 is optically coupled at one end. See also TmD
A pumping light source 6 is connected to the other end of F4 via a pumping port of the multiplexer 3, and an output terminal is connected to a signal port of the multiplexer 3 via an optical isolator 2. EDF9
A pumping light source 1 is provided at one end through a pumping port of the multiplexer 8.
1 is connected, and the signal port of the multiplexer 8 is connected to the signal port of the multiplexer / demultiplexer 5 via the optical isolator 12. The reflector 10 is connected to the other end of the EDF 9.
【００１９】ＥＤＦ９は希土類元素であるエルビウムが
添加された信号光の増幅作用がある石英系光ファイバ
で、今日最も多く用いられている光増幅用光ファイバで
あり、励起波長と長さを適切に選ぶことで一方端からは
１５３０〜１６００ｎｍ帯のＡＳＥ光が出力される（特
許文献１）。 ここで出力される１５３０〜１６００ｎ
ｍ帯を第二の波長帯と呼ぶことにする。The EDF 9 is a silica-based optical fiber doped with a rare earth element, erbium, which has an amplifying effect on signal light. It is the most widely used optical amplification optical fiber today, and has an appropriate excitation wavelength and length. By selecting it, ASE light in the 1530 to 1600 nm band is output from one end (Patent Document 1). 1530 to 1600n output here
The m band will be called the second wavelength band.
【００２０】合波器８は、光ファイバを融着延伸して作
られている融着延伸型合波器か、誘電体多層膜を用いた
フィルタ型合波器のいずれかである。第二の励起光源１
１はＥＤＦ９のエルビウムイオンを励起するものであ
る。反射体１０はで光信号を反射するように誘電体多層
膜で構成した全反射ミラーを光ファイバ端面に接着接続
して構成したものである。The multiplexer 8 is either a fusion stretch type multiplexer made by fusion-spreading an optical fiber, or a filter type multiplexer using a dielectric multilayer film. Second pump light source 1
1 is for exciting the erbium ion of EDF 9. The reflector 10 is formed by bonding and connecting a total reflection mirror formed of a dielectric multilayer film to the end face of the optical fiber so as to reflect an optical signal.
【００２１】ＥＤＦ９の一方端には合波器８を介して半
導体レーザの第二の励起光源１１を接続し、ＥＤＦ９の
他方端には反射体１０を接続し、合波器８の信号ポート
から第二の波長帯のＡＳＥ光を出力するようにしてい
る。The second excitation light source 11 of the semiconductor laser is connected to one end of the EDF 9 through the multiplexer 8, and the reflector 10 is connected to the other end of the EDF 9 from the signal port of the multiplexer 8. The ASE light in the second wavelength band is output.
【００２２】励起光源１１から出力された励起光はその
波長が１４８０ｎｍ帯あるいは９８０ｎｍ帯であって合
波器８を介してＥＤＦ９に導かれる。上記励起光源１１
からの励起光が入射すると、合波器８側のＥＤＦ９前半
部分でまず１５５０ｎｍ帯のＡＳＥ光が放出され、ＥＤ
Ｆ９の両側に伝播する。合波器８側に伝播したＡＳＥ光
は１５５０ｎｍ帯であって合波器８の信号ポートから出
力される。さらに反射体１０側に伝播する上記１５５０
ｎｍ帯ＡＳＥは、その途中のＥＤＦ９後半部分で吸収さ
れることにより１５８０ｎｍ帯のＡＳＥになり、さらに
１５８０ｎｍ帯ＡＳＥ光は反射体１０で反射され、ＥＤ
Ｆ９内に戻ることで、ＥＤＦ９内で増幅されて合波器８
の信号ポートから出力される。この状態で合波器８の信
号ポートから１５５０ｎｍ帯と１５８０ｎｍ帯のＡＳＥ
光が合わさった状態すなわち本特許で第二の波長帯と呼
ぶＡＳＥ光が出力されるのである。The pumping light output from the pumping light source 11 has a wavelength of 1480 nm band or 980 nm band and is guided to the EDF 9 through the multiplexer 8. The excitation light source 11
When the excitation light from the ED enters, the ASE light in the 1550 nm band is first emitted in the first half of the EDF 9 on the multiplexer 8 side.
Propagate to both sides of F9. The ASE light propagating to the multiplexer 8 side is in the 1550 nm band and is output from the signal port of the multiplexer 8. Further, the above 1550 propagating to the side of the reflector 10
The nm band ASE becomes the 580 nm band ASE by being absorbed in the latter half of the EDF 9, and the 1580 nm band ASE light is reflected by the reflector 10 to
By returning to the inside of F9, it is amplified in the EDF 9 and the multiplexer 8
It is output from the signal port of. In this state, the ASE of 1550 nm band and 1580 nm band from the signal port of the multiplexer 8.
The ASE light, which is called the second wavelength band in this patent, is output in a state where the lights are combined.
【００２３】一方ツリウム添加光ファイバ（ＴｍＤＦ）
４は希土類元素であるツリウムが添加された信号光の増
幅作用があるフッ化物系光ファイバで、励起波長と長さ
を適切に選ぶことでファイバ端からは１４８０〜１５１
０ｎｍ帯の増幅作用（前出の非特許文献２による）があ
る。ＴｍＤＦ４の一方端には合分波器５を介して反射体
７を接続し、さらに合分波器５の信号ポートは合波器８
の信号ポートに接続されている。On the other hand, thulium-doped optical fiber (TmDF)
Reference numeral 4 is a fluoride-based optical fiber doped with thulium, which is a rare earth element, and has an action of amplifying the signal light. By appropriately selecting the pumping wavelength and the length, 1480 to 151
There is an amplifying action in the 0 nm band (according to Non-Patent Document 2 described above). A reflector 7 is connected to one end of the TmDF 4 via a multiplexer / demultiplexer 5, and the signal port of the multiplexer / demultiplexer 5 is a multiplexer 8
Connected to the signal port of.
【００２４】またＴｍＤＦ４の他方端には合波器３を介
して半導体レーザの第一の励起光源６を接続し、合波器
３の信号ポートには光アイソレータ２を通してＡＳＥ光
を出力するようになっている。光アイソレータ２がある
事で出力端側からの反射光がＴｍＤＦ４内に戻らないよ
うにする事でＡＳＥ光が不安定になるのを防ぐことがで
きる。光アイソレータ２は光信号を一方向のみ通過させ
るようにする働きをするもので、原理はファラデー回転
子を用いたものである。The other end of the TmDF 4 is connected to the first pumping light source 6 of the semiconductor laser via the multiplexer 3, and the signal port of the multiplexer 3 outputs ASE light through the optical isolator 2. Has become. The presence of the optical isolator 2 prevents the reflected light from the output end side from returning into the TmDF 4, thereby preventing the ASE light from becoming unstable. The optical isolator 2 functions to pass an optical signal in only one direction, and the principle is to use a Faraday rotator.
【００２５】励起光源６から出力された励起光はその波
長帯が１４００ｎｍ帯であり合波器３を介してＴｍＤＦ
４に導かれる。励起光源６からの励起光が入射すると、
ＴｍＤＦ４には励起光源６からの励起光と１５５０ｎｍ
帯と１５８０ｎｍ帯のＡＳＥ光が合わさった（第二の波
長帯と呼ぶ）ＡＳＥ光（以下第二波長帯ＡＳＥ）が入力
されることになる。The pumping light output from the pumping light source 6 has a wavelength band of 1400 nm and is transmitted through the multiplexer 3 to TmDF.
Guided to 4. When the excitation light from the excitation light source 6 enters,
TmDF4 has excitation light from excitation light source 6 and 1550 nm
The ASE light (hereinafter referred to as the second wavelength band), which is a combination of the band and the ASE light of the 1580 nm band (hereinafter referred to as the second wavelength band), is input.
【００２６】前述の非特許文献１に記されているよう
に、２波長励起状態となったＴｍＤＦ４の両端からは１
４５０〜１５２０ｎｍ帯すなわち第一の波長帯のＡＳＥ
（以下第一波長帯ＡＳＥ）が出力される。合分波器５側
に伝播した第一波長帯ＡＳＥは反射体７で反射されＴｍ
ＤＦ４に戻され、ＴｍＤＦ４内で増幅され、合波器３側
に伝播した第一波長帯ＡＳＥと共に、アイソレータ２を
通過し出力端１から出力される。反射体７を用いること
で出力端１からのＡＳＥ出力を増加させることが出来
る。As described in Non-Patent Document 1 described above, it is 1 from both ends of TmDF4 in a two-wavelength excited state.
ASE in the 450 to 1520 nm band, that is, the first wavelength band
(Hereinafter, the first wavelength band ASE) is output. The first wavelength band ASE propagating to the multiplexer / demultiplexer 5 side is reflected by the reflector 7 and Tm
It is returned to the DF4, amplified in the TmDF4, and passed through the isolator 2 together with the first wavelength band ASE propagated to the multiplexer 3 side, and is output from the output end 1. By using the reflector 7, the ASE output from the output end 1 can be increased.
【００２７】第二波長帯ＡＳＥはＴｍＤＦ４で第一波長
帯ＡＳＥ発生に寄与すると共に、ＴｍＤＦ４で吸収され
ながらも通過し、出力端１から出力される。このように
して出力端１から第一波長帯と第二波長帯のＡＳＥが出
力される。The second wavelength band ASE contributes to the generation of the first wavelength band ASE at TmDF4, passes through while being absorbed by TmDF4, and is output from the output end 1. In this way, the output terminal 1 outputs the ASE in the first and second wavelength bands.
【００２８】またここで反射体７、及び反射体１０は高
出力なＡＳＥ光を得るために用いたものであるが、これ
らを用いない場合ＡＳＥ光の出力が低下するものの、Ｔ
ｍＤＦ４及びＥＤＦ９のすることで出力端１から第一波
長帯と第二波長帯のＡＳＥ光を得ることができる。従っ
てＡＳＥ出力強度が低くても良い場合は反射体７、及び
反射体１０を用いなくてよい。The reflectors 7 and 10 are used to obtain high-output ASE light. If these are not used, the output of ASE light will be reduced, but T
By using mDF4 and EDF9, the ASE light in the first wavelength band and the second wavelength band can be obtained from the output end 1. Therefore, if the ASE output intensity may be low, the reflector 7 and the reflector 10 may not be used.
【００２９】さらに光アイソレータ１２はＴｍＤＦ４か
らＥＤＦ９に反射光が戻らないようにする事でＡＳＥ光
が不安定になるのを防いでいる。ただし、合分波器５に
より、ＴｍＤＦ４からのＥＤＦ９への戻り光を十分に防
げる場合、光アイソレータ１５は用いなくても良い。Further, the optical isolator 12 prevents the reflected light from returning from the TmDF 4 to the EDF 9 to prevent the ASE light from becoming unstable. However, when the multiplexer / demultiplexer 5 can sufficiently prevent the returning light from the TmDF 4 to the EDF 9, the optical isolator 15 may not be used.
【００３０】図２は本発明の第２の実施形態を示す構成
図である。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【００３１】光フィルタ１３は誘電体多層膜を用いたも
のか、光ファイバの屈折率を周期的に変化させ光ファイ
バを回折格子化したファイバブラッググレーティングを
用いる。The optical filter 13 uses a dielectric multilayer film or a fiber Bragg grating in which the refractive index of the optical fiber is periodically changed and the optical fiber is formed into a diffraction grating.
【００３２】光フィルタ１３は第一の波長帯のＡＳＥ光
を反射し、第二の波長帯のＡＳＥ光を透過させる機能を
持つが、これは第１の実施形態の光合分波器５と反射体
７の機能を併せ持っており、部品点数の削減、小型化の
効果をもつ。The optical filter 13 has a function of reflecting the ASE light of the first wavelength band and transmitting the ASE light of the second wavelength band, which is reflected by the optical multiplexer / demultiplexer 5 of the first embodiment. It also has the function of the body 7, and has the effect of reducing the number of parts and downsizing.
【００３３】さらにファイバブラッググレーティング
は、より小型化が可能になるだけでなく、反射波長帯と
透過波長帯の間に生じる反射・透過の不十分な波長帯域
が狭いという特長がある。誘電体多層膜型の光フィルタ
は数ｎｍであるのに対し、ファイバブラッググレーティ
ング型は１ｎｍ以下と狭く、反射・透過に有効な帯域が
広く、ＡＳＥ光の第二波長帯の透過損失の減少、および
第一波長帯の反射による出力増加が可能となり、より高
出力で広帯域なＡＳＥ光を生じさせる効果がある。Further, the fiber Bragg grating has a feature that not only can it be made smaller, but also the wavelength band in which reflection / transmission is insufficient between the reflection wavelength band and the transmission wavelength band is narrow. The optical filter of the dielectric multilayer film type has a thickness of several nm, while the fiber Bragg grating type has a narrow width of 1 nm or less, and has a wide effective band for reflection / transmission, which reduces the transmission loss in the second wavelength band of ASE light. Also, the output can be increased by the reflection in the first wavelength band, and there is an effect that ASE light having a higher output and a wider band is generated.
【００３４】図３は本発明の第３の実施形態を示す構成
図である。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
【００３５】合分波器１４は図１における合分波器５お
よび合波器８を一体化したもので、ファイバ融着延伸型
である。ファイバ融着延伸型の合分波器１４は一般にＷ
ＤＭカプラと呼ばれているもので、２本の光ファイバを
融着延伸して作り、４ポート構成にすると、２ポートを
共通ポートにすれば残り２ポートは合分波ポートが出来
る。２つの合分波ポートにはそれぞれ１４８０ｎｍ帯励
起光源１１と１４５０〜１５２０ｎｍ帯を反射する反射
体７を接続されている。ＡＳＥ出力特性は図１と同様で
あるが一体化したため小型化が可能となる効果がある。The multiplexer / demultiplexer 14 is a combination of the multiplexer / demultiplexer 5 and the multiplexer 8 shown in FIG. The fiber fusion splicing type multiplexer / demultiplexer 14 is generally a W
This is called a DM coupler. When two optical fibers are fused and drawn to form a 4-port structure, two ports can be used as common ports and the remaining two ports can be combined / demultiplexed ports. A pumping light source 11 for the 1480 nm band and a reflector 7 for reflecting the band between 1450 and 1520 nm are connected to the two multiplexing / demultiplexing ports, respectively. The ASE output characteristic is similar to that of FIG. 1, but since it is integrated, there is an effect that miniaturization is possible.
【００３６】尚本実施形態において、第一および第二の
励起光源はそれぞれ一つで説明されているが、出力を上
げるために複数の励起光源を用いてもよい。例えば第一
の実施形態において第二波長ＡＳＥの出力を増加させる
ため、ＥＤＦ９と反射体１０の間に励起光源を追加し、
ＥＤＦ９を双方向励起とすればＡＳＥ出力増加が可能と
なる。In this embodiment, each of the first and second pumping light sources is described as one, but a plurality of pumping light sources may be used to increase the output. For example, in order to increase the output of the second wavelength ASE in the first embodiment, an excitation light source is added between the EDF 9 and the reflector 10,
If the EDF 9 is bidirectionally excited, the ASE output can be increased.
【００３７】図４は第４の実施形態を示す構成図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing the fourth embodiment.
【００３８】第１の実施形態との違いは、第二波長帯Ａ
ＳＥ出力を分岐器１６で２つに分岐し、その一つを合分
波器５に接続し、ＴｍＤＦ４の励起光とすると共に、他
の一つを合波器１５に接続し、合波器３から出力される
第二波長帯のＡＳＥ光と合波することで出力端１からは
第一波長帯と第二波長帯のＡＳＥ光が出力される。特に
第二波長帯の出力を十分に確保できる効果がある。The difference from the first embodiment is that the second wavelength band A
The SE output is split into two by the splitter 16, one of which is connected to the multiplexer / demultiplexer 5 to serve as pumping light for the TmDF 4, and the other one is connected to the multiplexer 15 to combine the multiplexer. The ASE light of the second wavelength band and the ASE light of the second wavelength band are output from the output end 1 by being combined with the ASE light of the second wavelength band. In particular, there is an effect that a sufficient output in the second wavelength band can be secured.
【００３９】ＴｍＤＦ４内部のツリウム（Ｔｍ）イオン
の励起に必要な第二波長帯ＡＳＥをＴｍＤＦ４に最低限
のパワーで入力し、不必要パワーは出力端に直接加える
ようにしたものである。ＴｍＤＦ４あるいは第一波長帯
を中心に設計された合波器３、５の場合では第二波長帯
のＡＳＥの損失が大きくなって、第二波長帯の出力が低
下してしまう。そこでＴｍＤＦ４，合波器３，合分波器
５を迂回するように分岐器１６で第二波長帯のＡＳＥを
２つに分け、出力端側の合分波器１５で加算して出力し
たもので、第二波長帯のＡＳＥも十分な出力が確保でき
る効果がある。合分波器１５はＳバンドとＣバンド、Ｌ
バンドを合波するものである。The second wavelength band ASE necessary for exciting the thulium (Tm) ions inside the TmDF4 is input to the TmDF4 with the minimum power, and the unnecessary power is directly applied to the output end. In the case of the multiplexers 3 and 5 designed around the TmDF 4 or the first wavelength band, the ASE loss in the second wavelength band increases and the output in the second wavelength band decreases. Therefore, the ASE of the second wavelength band is divided into two by the branching device 16 so as to bypass the TmDF4, the multiplexing device 3, and the multiplexing / demultiplexing device 5, and added and output by the multiplexing / demultiplexing device 15 on the output end side. Therefore, the ASE in the second wavelength band is also effective in securing a sufficient output. The multiplexer / demultiplexer 15 has an S band, a C band, and an L band.
This is to combine the bands.
【００４０】図５は第５の実施形態を示す構成図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing the fifth embodiment.
【００４１】第４の実施形態で使用した合波器１５用い
ずに合分岐器１７を出力端子側に置いた例である。合分
岐器１７はファイバ融着延伸型の４ポート構造で一般に
３ｄＢカプラと呼ばれているもので、出力端子１と同じ
出力が出力端子１８から得られ、１台のＡＳＥ光源で２
チャンネルの出力が得られる効果がある。This is an example in which the multiplexer / demultiplexer 17 is placed on the output terminal side without using the multiplexer 15 used in the fourth embodiment. The merging / branching device 17 is a fiber fusion splicing type four-port structure which is generally called a 3 dB coupler.
The effect is that the output of the channel can be obtained.
【００４２】[0042]
【実施例】本発明の広帯域ＡＳＥ光源の実施例として図
１に示したＡＳＥ光源の試作を行った。各部品と構成に
ついて以下に説明する。EXAMPLES As an example of the broadband ASE light source of the present invention, the ASE light source shown in FIG. 1 was prototyped. Each part and configuration will be described below.
【００４３】励起光源１１は波長１４８０ｎｍで励起出
力を１８０ｍＷ、ＥＤＦ９は市販されている石英系のエ
ルビウム添加光ファイバを用いた。図１で使用したＥＤ
Ｆはエルビウム濃度１２００ｐｐｍ、ＥＤＦ長は１５
ｍ、反射体１０の反射率は９０％である。ＥＤＦ９の長
さは１５３０ｎｍ〜１６００ｎｍ帯ＡＳＥが出力される
ような長さであり、励起光源１１の励起出力を高めたこ
とで１５６０ｎｍ〜１６００ｎｍ帯の出力を従来技術よ
りも大きくした。これを第二波長帯のＡＳＥとして合分
波器５を経由してＴｍＤＦ４に入力している。一方、励
起光源６は波長１４１０ｎｍの半導体レーザで出力１１
０ｍＷである。ＴｍＤＦ４はＴｍ添加フッカ物光ファイ
バでＴｍ添加濃度２０００ｐｐｍ、ファイバ長２０ｍ、
反射体７の反射率は９０％である。The pumping light source 11 has a pumping output of 180 mW at a wavelength of 1480 nm, and the EDF 9 is a commercially available silica-based erbium-doped optical fiber. ED used in Figure 1
F is Erbium concentration 1200ppm, EDF length is 15
m, the reflectance of the reflector 10 is 90%. The length of the EDF 9 is such that an ASE of 1530 nm to 1600 nm band is output, and by increasing the pump output of the pump light source 11, the output of the 1560 nm to 1600 nm band is made larger than that of the conventional technique. This is input to the TmDF 4 via the multiplexer / demultiplexer 5 as the ASE of the second wavelength band. On the other hand, the pumping light source 6 is a semiconductor laser having a wavelength of 1410 nm and outputs 11
It is 0 mW. TmDF4 is a Tm-doped fluffer optical fiber, Tm-doped concentration 2000 ppm, fiber length 20 m,
The reflectance of the reflector 7 is 90%.
【００４４】図６は図１に示すＡＳＥ光源における波長
と出力の関係を示しており、Ｓ+Ｃ+ＬバンドのＡＳＥ出
力が得られることがわかる。FIG. 6 shows the relationship between the wavelength and the output in the ASE light source shown in FIG. 1, and it can be seen that the ASE output in the S + C + L band can be obtained.
【００４５】また本発明の広帯域ＡＳＥ光源の第２実施
例として図２に示したＡＳＥ光源の試作を行った。各部
品と構成について以下に説明する。光フィルタ１３はＴ
ｍＤＦ４から発生したＡＳＥ光のうち１４７０ｎｍ〜１
５１０ｎｍの成分を９０％以上反射させ、ＥＤＦ９から
発生するＡＳＥ光の１５１５ｎｍ以上の成分を透過させ
る。透過損失は０．５ｄＢ以下である。その他の構成部
品は実施例１と同じである。As a second embodiment of the broadband ASE light source of the present invention, the ASE light source shown in FIG. 2 was prototyped. Each part and configuration will be described below. The optical filter 13 is T
Of ASE light generated from mDF4, 1470 nm to 1
90% or more of the 510 nm component is reflected, and 1515 nm or more of the ASE light generated from the EDF 9 is transmitted. The transmission loss is 0.5 dB or less. The other components are the same as in the first embodiment.
【００４６】図７は図２に示すＡＳＥ光源における波長
と出力の関係を示している。実施例２は実施例１と比較
して、波長１５２０ｎｍ近傍の出力が増加しており、よ
り広帯域で平坦なＡＳＥ光が得られていることが分か
る。FIG. 7 shows the relationship between wavelength and output in the ASE light source shown in FIG. In the second embodiment, the output near the wavelength of 1520 nm is increased as compared with the first embodiment, and it can be seen that the flat ASE light having a wider band is obtained.
【００４７】また本発明の広帯域ＡＳＥ光源の第３実施
例として図３に示したＡＳＥ光源の試作を行った。各部
品と構成について以下に説明する。分岐器１６はファイ
バ融着延伸型のＴＡＰカプラで第二波長帯ＡＳＥを分割
して、合波器１５で加算している。その他は実施例１と
同じ物である。As a third embodiment of the broadband ASE light source of the present invention, the ASE light source shown in FIG. 3 was prototyped. Each part and configuration will be described below. The branching device 16 is a fiber fusion-spreading type TAP coupler that divides the second wavelength band ASE and adds it by the multiplexer 15. Others are the same as those in Example 1.
【００４８】図８は図４に示すＡＳＥ光源における波長
と出力の関係を示している。実施例３では実施例１に比
べ、波長１５７０〜１６００ｎｍでのＡＳＥ出力が増加
している。FIG. 8 shows the relationship between wavelength and output in the ASE light source shown in FIG. In the third embodiment, the ASE output at the wavelength of 1570 to 1600 nm is increased as compared with the first embodiment.
【００４９】以上から本発明によればＴｍＤＦおよびＥ
ＤＦを用いてＳ+Ｃ+ＬバンドのＡＳＥ出力が得られるこ
とを確認した。From the above, according to the present invention, TmDF and E
It was confirmed that ASE output of S + C + L band was obtained using DF.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上、本発明によれば、第一の波長帯で
ＡＳＥ光を放出するための第一の増幅用光ファイバと第
一の励起光源とを光学的に結合し、さらに第二の波長帯
でＡＳＥ光を放出するための第二の増幅用光ファイバと
第二の励起光源を光学的に結合し、前記第二の増幅用光
ファイバの一方端と第一の増幅用光ファイバの一方端と
を光学的に結合した簡易な構成で１４４０〜１６００ｎ
ｍ波長帯域におけるスペクトラム平坦性に優れた高出力
な広帯域ＡＳＥを得ることができる。As described above, according to the present invention, the first amplification optical fiber for emitting ASE light in the first wavelength band and the first pumping light source are optically coupled, and The second amplification optical fiber for emitting ASE light in the wavelength band of 1 and the second pumping light source are optically coupled, and one end of the second amplification optical fiber and the first amplification optical fiber 1440 to 1600n with a simple structure in which one end is optically coupled
It is possible to obtain a high-power wideband ASE having excellent spectrum flatness in the m wavelength band.
【図１】本発明における広帯域ＡＳＥ光源の第１の実施
形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a broadband ASE light source according to the present invention.
【図２】本発明における広帯域ＡＳＥ光源の第２の実施
形態を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of a broadband ASE light source according to the present invention.
【図３】本発明における広帯域ＡＳＥ光源の第３の実施
形態を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of a broadband ASE light source according to the present invention.
【図４】本発明における広帯域ＡＳＥ光源の第４の実施
形態を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a broadband ASE light source according to the present invention.
【図５】本発明における広帯域ＡＳＥ光源の第５の実施
形態を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a broadband ASE light source according to the present invention.
【図６】本発明における第１の実施形態のＡＳＥスペク
トラムを示す実験結果である。FIG. 6 is an experimental result showing an ASE spectrum of the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明における第２の実施形態のＡＳＥスペク
トラムを示す実験結果である。FIG. 7 is an experimental result showing an ASE spectrum of the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明における第３の実施形態のＡＳＥスペク
トラムを示す実験結果である。FIG. 8 is an experimental result showing an ASE spectrum of the third embodiment of the present invention.
【図９】従来のＡＳＥ光源の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional ASE light source.
【図１０】従来のＡＳＥ光源のＡＳＥスペクトラムを示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing an ASE spectrum of a conventional ASE light source.
１：出力端子 ２：光アイソレータ ３：合波器 ４：ツリウム添加光ファイバ（ＴｍＤＦ） ５： 合分波器 ６：励起光源 ７：反射体 ８：合波器 ９：エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ） １０：反射体 １１：励起光源 １２：光アイソレータ １３：光フィルタ １４：合分波器 １５：合波器 １６：分岐器 １７：合分岐器 １８：出力端子 １９：光アイソレータ 1: Output terminal 2: Optical isolator 3: Combiner 4: Thulium-doped optical fiber (TmDF) 5: Multiplexer 6: Excitation light source 7: Reflector 8: Combiner 9: Erbium-doped optical fiber (EDF) 10: Reflector 11: Excitation light source 12: Optical isolator 13: Optical filter 14: Multiplexer 15: Combiner 16: Switch 17: Junction switch 18: Output terminal 19: Optical isolator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木本 徳胤 東京都世田谷区玉川台２丁目14番９号 京 セラ株式会社東京用賀事業所内 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK07 PP07 RR01 YY17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tokuri Kimoto 2-14-9 Tamagawadai, Setagaya-ku, Tokyo Kyo Sera Co., Ltd. Tokyo Yoga Works F term (reference) 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK07 PP07 RR01 YY17
Claims (9)
第一の増幅用光ファイバと第一の励起光源とを光学的に
結合し、さらに第二の波長帯でＡＳＥ光を放出するため
の第二の増幅用光ファイバと第二の励起光源を光学的に
結合し、前記第二の増幅用光ファイバの一方端と第一の
増幅用光ファイバの一方端とを光学的に結合したことを
特徴とする広帯域ＡＳＥ光源。1. A first amplification optical fiber for emitting ASE light in a first wavelength band and a first pumping light source are optically coupled to each other, and ASE light is emitted in a second wavelength band. To optically couple the second amplification optical fiber and the second pumping light source, and to optically connect the one end of the second amplification optical fiber and the one end of the first amplification optical fiber. A broadband ASE light source characterized by being combined.
第一の増幅用光ファイバの一方端との間に光アイソレー
タを具備することを特徴とする請求項１記載の広帯域Ａ
ＳＥ光源。2. One end of the second amplification optical fiber,
2. The wide band A according to claim 1, further comprising an optical isolator provided between the first amplifying optical fiber and one end thereof.
SE light source.
は、該他方端から放出されるＡＳＥ光を前記第二の増幅
用光ファイバ内に戻す手段を具備することを特徴とする
請求項１または２記載の広帯域ＡＳＥ光源。3. The other end of the second amplification optical fiber is provided with means for returning the ASE light emitted from the other end into the second amplification optical fiber. Item 1. A broadband ASE light source according to item 1 or 2.
記第二の増幅用光ファイバの一方端との間には、第一の
増幅用光ファイバの一方端から放出される第一の波長帯
のＡＳＥ光を前記第一の増幅用光ファイバ内に戻す手段
を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の広帯域ＡＳＥ光源。4. A first emission optical fiber is emitted from one end between one end of the first amplification optical fiber and one end of the second amplification optical fiber. 4. The broadband ASE light source according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for returning the ASE light in the wavelength band of 1) into the first amplification optical fiber.
増幅用光ファイバ内に戻す手段として、第二の波長帯の
ＡＳＥ光を透過し、第一の波長帯のＡＳＥ光を一部また
は全て反射させる光学フィルタを用いたことを特徴とす
る請求項４記載の広帯域ＡＳＥ光源。5. As a means for returning the ASE light of the first wavelength band into the first amplification optical fiber, the ASE light of the second wavelength band is transmitted and the ASE light of the first wavelength band is transmitted. The broadband ASE light source according to claim 4, wherein an optical filter for reflecting a part or all of the light is used.
ーティングであることを特徴とする請求項５記載の広帯
域ＡＳＥ光源。6. The broadband ASE light source according to claim 5, wherein the optical filter is a fiber Bragg grating.
であるツリウムが添加された光ファイバであり、前記第
二の増幅用光ファイバは希土類元素であるエルビウムが
添加された光ファイバであることを特徴とする請求項１
から７記載の広帯域ＡＳＥ光源。7. The first amplification optical fiber is an optical fiber doped with a rare earth element, thulium, and the second amplification optical fiber is an optical fiber doped with a rare earth element, erbium. Claim 1 characterized by the above.
7. The broadband ASE light source according to 7).
第一の増幅用光ファイバと第一の励起光源とを光学的に
結合し、さらに第二の波長帯でＡＳＥ光を放出するため
の第二の増幅用光ファイバと第二の励起光源を光学的に
結合し、前記第二の増幅用光ファイバの一方端は２つ以
上のポートに分岐され、そのうち１つのポートは第一の
増幅用光ファイバの一方端に光学的に結合され、残りの
少なくとも一つのポートは第一の増幅用光ファイバの他
方端と合波あるいは合分岐する手段を具備することを特
徴とする広帯域ＡＳＥ光源。8. A first amplification optical fiber for emitting ASE light in a first wavelength band and a first pumping light source are optically coupled to each other, and ASE light is emitted in a second wavelength band. For optically coupling a second amplification optical fiber and a second pumping light source, one end of the second amplification optical fiber is branched into two or more ports, one of which is a first port. A broadband characterized in that it is optically coupled to one end of one amplification optical fiber, and at least one of the remaining ports is provided with means for multiplexing or diverging with the other end of the first amplification optical fiber. ASE light source.
の増幅用光ファイバの他方端と合分岐する手段はファイ
バ融着延伸型の合分岐器であることを特徴とする請求項
８記載の広帯域ＡＳＥ光源。9. The fiber fusion splicing-type merging / branching device according to claim 8, wherein the means for branching the remaining at least one port with the other end of the first amplification optical fiber is a fiber fusion splicing type diverter. Broadband ASE light source.
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|---|---|---|---|
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| JP2002-47081 | 2002-02-22 | ||
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2002
- 2002-12-16 JP JP2002364259A patent/JP2003318468A/en active Pending
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