JP2508846B2 - 光増幅器および光増幅方法 - Google Patents
光増幅器および光増幅方法Info
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- JP2508846B2 JP2508846B2 JP18304989A JP18304989A JP2508846B2 JP 2508846 B2 JP2508846 B2 JP 2508846B2 JP 18304989 A JP18304989 A JP 18304989A JP 18304989 A JP18304989 A JP 18304989A JP 2508846 B2 JP2508846 B2 JP 2508846B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光通信、光計測、光情報等の分野における光
増幅方法に関する。
増幅方法に関する。
(従来の技術) 信号光を光電変換することなく直接増幅する光増幅器
は光通信の長距離化、大容量化、光交換システムの大規
模化、光情報処理の高度化等に非常に有効である。この
光増幅器の一種であるファイバ型光アンプは光ファイバ
伝送路との接続損が殆どないこと、偏光依存性が小さい
こと、低雑音であること等の点で光ファイバ伝送系にお
ける光増幅器として非常に適している。ファイバ型光ア
ンプには希土類元素を光ファイバにドープした希土類元
素を光ファイバにドープした希土類ドープ・光ファイバ
・アンプと、光ファイバの非線形性減少を利用して光増
幅を行う光ファイバ・ラマン・アンプおよび光ファイバ
・ブリュリアン・アンプとがある。希土類ドープ・光フ
ァイバ・アンプの中では、石英光ファイバの低損失波長
帯である1.5μm帯に利得を持ち、1.5μm帯半導体レー
ザを励起光源に使用でき、かつ高効率であるエルビウム
ドープ・光ファイバ・アンプが近年特に注目を集めてい
る。このエルビウム ドープ・光ファイバ・アンプに関
してはK.HAGIMOTOらにより‘A212km NON−REPEATED TRA
NSMISSION EXPERIMENT AT1.8Gb/sUSING LD PUMPED FIBE
R AMPLIFIERS IN AN IM/DIRECT−DETECTION REPEATER S
YSTEM',OFC'89 POSTDEADLINE PAPERS PDP15,1989年等の
文献に詳細に説明がなされている。
は光通信の長距離化、大容量化、光交換システムの大規
模化、光情報処理の高度化等に非常に有効である。この
光増幅器の一種であるファイバ型光アンプは光ファイバ
伝送路との接続損が殆どないこと、偏光依存性が小さい
こと、低雑音であること等の点で光ファイバ伝送系にお
ける光増幅器として非常に適している。ファイバ型光ア
ンプには希土類元素を光ファイバにドープした希土類元
素を光ファイバにドープした希土類ドープ・光ファイバ
・アンプと、光ファイバの非線形性減少を利用して光増
幅を行う光ファイバ・ラマン・アンプおよび光ファイバ
・ブリュリアン・アンプとがある。希土類ドープ・光フ
ァイバ・アンプの中では、石英光ファイバの低損失波長
帯である1.5μm帯に利得を持ち、1.5μm帯半導体レー
ザを励起光源に使用でき、かつ高効率であるエルビウム
ドープ・光ファイバ・アンプが近年特に注目を集めてい
る。このエルビウム ドープ・光ファイバ・アンプに関
してはK.HAGIMOTOらにより‘A212km NON−REPEATED TRA
NSMISSION EXPERIMENT AT1.8Gb/sUSING LD PUMPED FIBE
R AMPLIFIERS IN AN IM/DIRECT−DETECTION REPEATER S
YSTEM',OFC'89 POSTDEADLINE PAPERS PDP15,1989年等の
文献に詳細に説明がなされている。
(発明が解決しようとする課題) 上記のファイバ型光アンプを用いて光増幅を行う場
合、ファイバ型光アンプを励起するため信号光と励起光
を多重してファイバ型光アンプに導入する必要がある。
そしてファイバ型光アンプ通過後の励起光は、光源や受
信器に影響を及ぼさないよう信号光と分離する必要があ
る。従来この励起光と信号光の多重および分離を損失な
く行うためには、波長多重・波長分離技術が用いられて
きた。
合、ファイバ型光アンプを励起するため信号光と励起光
を多重してファイバ型光アンプに導入する必要がある。
そしてファイバ型光アンプ通過後の励起光は、光源や受
信器に影響を及ぼさないよう信号光と分離する必要があ
る。従来この励起光と信号光の多重および分離を損失な
く行うためには、波長多重・波長分離技術が用いられて
きた。
しかしファイバ型光アンプのなかには信号光と励起光
の波長が非常に近接しているものがある。例えばエルビ
ウムドープ・光ファイバ・アンプの場合、利得のピーク
波長は1.536μm付近であり、もっとも効率のよい励起
光波長は1.485μm付近である。このように信号光と励
起光の波長が非常に近接している場合、両者の多重およ
び分離を波長多重・波長分離によって行うのは、波長特
性が急峻でかつ低損失な波長フィルタが得にくい等の理
由で非常に困難である。従って本発明の目的は、ファイ
バ型光アンプを用いた光増幅において、信号光と励起光
の波長にかかわらず両者を高効率で多重および分離する
ことのできる光増幅方法を提供することにある。
の波長が非常に近接しているものがある。例えばエルビ
ウムドープ・光ファイバ・アンプの場合、利得のピーク
波長は1.536μm付近であり、もっとも効率のよい励起
光波長は1.485μm付近である。このように信号光と励
起光の波長が非常に近接している場合、両者の多重およ
び分離を波長多重・波長分離によって行うのは、波長特
性が急峻でかつ低損失な波長フィルタが得にくい等の理
由で非常に困難である。従って本発明の目的は、ファイ
バ型光アンプを用いた光増幅において、信号光と励起光
の波長にかかわらず両者を高効率で多重および分離する
ことのできる光増幅方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の光増幅器は、2つの入力ポートから入力した
光をそれぞれ直交する2つの偏光方向に分離し、直交し
た偏光成分同士を多重する偏光多重器と、該偏光多重器
の2つの出力ポートにそれぞれ接続されたファイバ型光
アンプと、該2つのファイバ型光アンプの出力光を2つ
の入力ポートで受け、この出力光を前記偏光多重器で分
離した偏光方向と同じまたは直交した偏光方向で分離
し、異なる入力ポートから入力した光の直交した偏光成
分同士を多重する偏光分離器とからなることを特徴とす
る。
光をそれぞれ直交する2つの偏光方向に分離し、直交し
た偏光成分同士を多重する偏光多重器と、該偏光多重器
の2つの出力ポートにそれぞれ接続されたファイバ型光
アンプと、該2つのファイバ型光アンプの出力光を2つ
の入力ポートで受け、この出力光を前記偏光多重器で分
離した偏光方向と同じまたは直交した偏光方向で分離
し、異なる入力ポートから入力した光の直交した偏光成
分同士を多重する偏光分離器とからなることを特徴とす
る。
また、信号光および励起光をそれぞれ直交する2つの
偏光方向に分離し、該分離した信号光および励起光の直
交した偏光成分同士を多重し、該2つの多重光を2つの
ファイバ型光アンプにそれぞれ入力して該2つのファイ
バ型光アンプの励起を行い、前記ファイバ型光アンプ透
過後の前記2つの多重光を偏光分離し、前記信号光同士
の直交した偏光成分、および前記励起光の直交した偏光
成分同士を合波して信号光と励起光の分離を行うことを
特徴とする光増幅方法である。
偏光方向に分離し、該分離した信号光および励起光の直
交した偏光成分同士を多重し、該2つの多重光を2つの
ファイバ型光アンプにそれぞれ入力して該2つのファイ
バ型光アンプの励起を行い、前記ファイバ型光アンプ透
過後の前記2つの多重光を偏光分離し、前記信号光同士
の直交した偏光成分、および前記励起光の直交した偏光
成分同士を合波して信号光と励起光の分離を行うことを
特徴とする光増幅方法である。
さらに、信号光の偏光分離を行い、該偏光分離された
信号光を2つのファイバ型光アンプにそれぞれ入力し、
励起光の偏光分離を行い、該偏光分離された励起光を前
記信号光の偏光方向と直交する側の前記2つのファイバ
型光アンプに前記信号光と逆方向から入力し、該2つの
ファイバ型光アンプの励起を行う、該2つのファイバ型
光アンプ透過後の偏光分離された信号光を合波し、前記
ファイバ型光アンプ透過後の偏光分離された励起光合を
波することを特徴光増幅方法である。
信号光を2つのファイバ型光アンプにそれぞれ入力し、
励起光の偏光分離を行い、該偏光分離された励起光を前
記信号光の偏光方向と直交する側の前記2つのファイバ
型光アンプに前記信号光と逆方向から入力し、該2つの
ファイバ型光アンプの励起を行う、該2つのファイバ型
光アンプ透過後の偏光分離された信号光を合波し、前記
ファイバ型光アンプ透過後の偏光分離された励起光合を
波することを特徴光増幅方法である。
信号光および励起光をそれぞれ直交する2つの偏光方
向に分離し、該分離した信号光と第1の励起光の直交し
た偏光成分同士を偏光多重し、該2つの多重光を2つの
ファイバ型光アンプにそれぞれ入力し、該ファイバ型光
アンプ透過後の前記2つの多重光を偏光分離し、前記信
号光の直交する成分同士および前記励起光の直交する成
分同士を合波して信号光と第1の励起光を分離し、第2
の励起光を直交する2つの偏光方向に分離し、第2の励
起光を前記信号光の偏光方向と直交する側の前記2つの
ファイバ型光アンプに前記多重光と逆方向から入力し、
前記第1の励起光と共に該2つのファイバ型光アンプの
励起を行い、該ファイバ型光アンプを透過した第2の励
起光を前記信号光光路から分離することを特徴とする光
増幅方法である。
向に分離し、該分離した信号光と第1の励起光の直交し
た偏光成分同士を偏光多重し、該2つの多重光を2つの
ファイバ型光アンプにそれぞれ入力し、該ファイバ型光
アンプ透過後の前記2つの多重光を偏光分離し、前記信
号光の直交する成分同士および前記励起光の直交する成
分同士を合波して信号光と第1の励起光を分離し、第2
の励起光を直交する2つの偏光方向に分離し、第2の励
起光を前記信号光の偏光方向と直交する側の前記2つの
ファイバ型光アンプに前記多重光と逆方向から入力し、
前記第1の励起光と共に該2つのファイバ型光アンプの
励起を行い、該ファイバ型光アンプを透過した第2の励
起光を前記信号光光路から分離することを特徴とする光
増幅方法である。
(作用) 本発明によると信号光と励起光の多重及び分離は偏光
多重・分離によって行われる。第2図はこの偏光多重・
分離の方法を説明するための図である。まず信号光1と
励起光2を偏光多重器3の入力ポートである第1、第2
のポート4,5にそれぞれ入力し、偏光多重器3の出力ポ
ートである第3,第4のポート6,7から多重光8,9を出力す
ることによって信号光1と励起光2の偏光多重を行う。
このとき多重光8には信号光の水平偏光成分10と励起光
の垂直偏光成分11が多重されており、多重光9には信号
光の垂直偏光成分12と励起光の水平偏光成分13が多重さ
れている。
多重・分離によって行われる。第2図はこの偏光多重・
分離の方法を説明するための図である。まず信号光1と
励起光2を偏光多重器3の入力ポートである第1、第2
のポート4,5にそれぞれ入力し、偏光多重器3の出力ポ
ートである第3,第4のポート6,7から多重光8,9を出力す
ることによって信号光1と励起光2の偏光多重を行う。
このとき多重光8には信号光の水平偏光成分10と励起光
の垂直偏光成分11が多重されており、多重光9には信号
光の垂直偏光成分12と励起光の水平偏光成分13が多重さ
れている。
偏光多重3の第3,第4のポート6,7から出力された多
重光8,9はそれぞれファイバ型光アンプ14,15に入力され
る。多重光8,9中の信号光成分と励起光成分は互いに偏
光状態が直交しているが、ファイバ型光アンプ14,15の
増幅特性は信号光と励起光の偏光状態に存在しないの
で、このファイバ型光アンプ14,15によって多重光8,9中
の信号光成分が増幅される。
重光8,9はそれぞれファイバ型光アンプ14,15に入力され
る。多重光8,9中の信号光成分と励起光成分は互いに偏
光状態が直交しているが、ファイバ型光アンプ14,15の
増幅特性は信号光と励起光の偏光状態に存在しないの
で、このファイバ型光アンプ14,15によって多重光8,9中
の信号光成分が増幅される。
このファイバ型光アンプ14,15通過後の多重光8,9は偏
光分離器16の入力ポートである第5,第6のポート17,18
に入力される。偏光分離器16では偏光分離がおこなわ
れ、多重光8のうち信号光の水平偏光成分10は偏光分離
器16の第7のポート19から、励起光の垂直偏光成分11は
偏光分離器16の第8ポート20から出力される。また多重
光9のうち信号光の垂直偏光成分12は偏光分離器16の第
7のポート19から、励起光の水平偏光成分13は偏光分離
器16の第8のポート20から出力される。このように偏光
分離器の出力ポートである第7のポート19からは増幅後
の信号光21が出力され、第8のポート20からは励起後の
励起光22が出力され、信号光と励起光の分離か行われ
る。
光分離器16の入力ポートである第5,第6のポート17,18
に入力される。偏光分離器16では偏光分離がおこなわ
れ、多重光8のうち信号光の水平偏光成分10は偏光分離
器16の第7のポート19から、励起光の垂直偏光成分11は
偏光分離器16の第8ポート20から出力される。また多重
光9のうち信号光の垂直偏光成分12は偏光分離器16の第
7のポート19から、励起光の水平偏光成分13は偏光分離
器16の第8のポート20から出力される。このように偏光
分離器の出力ポートである第7のポート19からは増幅後
の信号光21が出力され、第8のポート20からは励起後の
励起光22が出力され、信号光と励起光の分離か行われ
る。
なお信号光1の偏光状態によって信号光の水平偏光成
分10と信号光の垂直偏光成分12の強度や位相が変化す
る。しかしどちらの信号光成分もファイバ型光アンプ1
4,15によって等しい利得で増幅された後、偏光分離器16
において合波されるため、増幅後の信号光21の強度は信
号光1の偏光状態に係わらす一定となる。また偏光分離
器16における信号光の水平偏光成分10と信号光の垂直偏
光成分12の合波の際、両者は偏光状態が直交しているの
で両者がどのような位相関係にあっても干渉によりお互
いに打ち消し合ったりすることはない。従って本発明に
よれば信号光1の偏光状態にかかわらない光増幅を行う
ことができる。
分10と信号光の垂直偏光成分12の強度や位相が変化す
る。しかしどちらの信号光成分もファイバ型光アンプ1
4,15によって等しい利得で増幅された後、偏光分離器16
において合波されるため、増幅後の信号光21の強度は信
号光1の偏光状態に係わらす一定となる。また偏光分離
器16における信号光の水平偏光成分10と信号光の垂直偏
光成分12の合波の際、両者は偏光状態が直交しているの
で両者がどのような位相関係にあっても干渉によりお互
いに打ち消し合ったりすることはない。従って本発明に
よれば信号光1の偏光状態にかかわらない光増幅を行う
ことができる。
また本発明によれば励起光を信号光と逆方向に多重す
ることもできる。すなわち第2図で励起光2を偏光多重
器3の第2のポート5に入力するのではなく偏光分離器
16の第8のポート20に入力することも可能である。この
場合単に励起光2の進行方向が逆になるだけであり、励
起光と信号光を同方向から入力した場合と同様に損失な
く励起光1と信号光2の偏光多重・分離を行うことがで
きる。この場合、信号光1と励起光2の分離が不十分で
あっても、信号光1の信号方向すなわち光受信機がある
方向に励起光2が漏れ込むことがないという利点があ
る。
ることもできる。すなわち第2図で励起光2を偏光多重
器3の第2のポート5に入力するのではなく偏光分離器
16の第8のポート20に入力することも可能である。この
場合単に励起光2の進行方向が逆になるだけであり、励
起光と信号光を同方向から入力した場合と同様に損失な
く励起光1と信号光2の偏光多重・分離を行うことがで
きる。この場合、信号光1と励起光2の分離が不十分で
あっても、信号光1の信号方向すなわち光受信機がある
方向に励起光2が漏れ込むことがないという利点があ
る。
さらに本発明によれば信号光と同方向および逆方向に
2つの励起光を多重することもできる。すなわち2つの
励起光を第2図における第2のポート5および第8のポ
ート20に同時に入力することも可能である。この場合も
励起光と信号光の無損失の偏光多重・分離が可能であ
り、しかもファイバ型光アンプ内に入力される励起光量
が増大するため利得を大きくすることができる。
2つの励起光を多重することもできる。すなわち2つの
励起光を第2図における第2のポート5および第8のポ
ート20に同時に入力することも可能である。この場合も
励起光と信号光の無損失の偏光多重・分離が可能であ
り、しかもファイバ型光アンプ内に入力される励起光量
が増大するため利得を大きくすることができる。
(実施例) 第1図に本発明の第1の実施例の構成図を示す。第1
の実施例では偏光多重器3および偏光分離器16に偏光ビ
ームスプリッタを用い、ファイバ型光アンプ14,15とし
てエルビウムをドープした光ファイバ型光増幅器を用い
た。光ファイバ23,24によって送られてきた信号光1お
よび励起光2は、レンズ25,26によってコリメート光と
された後、偏光多重器3の第1及び第2のポート4,5に
それぞれ入力され、偏光多重される。本実施例では偏光
多重器3入力時の信号光1の波長は1.535μm、強度−3
0dBm、励起光2の波長は1.48μm、強度は+13dBmであ
った。偏光多重器3の第3及び第4のポート6,7からは
信号光1と励起光2が偏光多重された多重光8,9が出力
され、この多重光8,9はレンズ27,28によって集光され、
ファイバ型光アンプ14,15に入力される。ただし偏光多
重器3に入力時の励起光2の偏光状態は、多重光8,9中
の励起光成分の強度が等しくなるよう偏光調整器29によ
って調整される。この偏光調整器29は1/2波長板と1/4波
長板を組み合せたもので、入力光を任意の偏光状態に調
整して出力することが可能である。多重光8,9中の信号
光成分はファイバ型光アンプ14,15によりいずれも15dB
増幅された。
の実施例では偏光多重器3および偏光分離器16に偏光ビ
ームスプリッタを用い、ファイバ型光アンプ14,15とし
てエルビウムをドープした光ファイバ型光増幅器を用い
た。光ファイバ23,24によって送られてきた信号光1お
よび励起光2は、レンズ25,26によってコリメート光と
された後、偏光多重器3の第1及び第2のポート4,5に
それぞれ入力され、偏光多重される。本実施例では偏光
多重器3入力時の信号光1の波長は1.535μm、強度−3
0dBm、励起光2の波長は1.48μm、強度は+13dBmであ
った。偏光多重器3の第3及び第4のポート6,7からは
信号光1と励起光2が偏光多重された多重光8,9が出力
され、この多重光8,9はレンズ27,28によって集光され、
ファイバ型光アンプ14,15に入力される。ただし偏光多
重器3に入力時の励起光2の偏光状態は、多重光8,9中
の励起光成分の強度が等しくなるよう偏光調整器29によ
って調整される。この偏光調整器29は1/2波長板と1/4波
長板を組み合せたもので、入力光を任意の偏光状態に調
整して出力することが可能である。多重光8,9中の信号
光成分はファイバ型光アンプ14,15によりいずれも15dB
増幅された。
このファイバ型光アンプ14,15通過後の多重光8,9はレ
ンズ30,31によってコリメート光とされた後、それぞれ
偏光分離器16の第5,第6のポート17,18に入力される。
ただし多重光8の偏光状態は、第7のポート19から多重
光8中の信号光成分のみが出力されるよう偏光調整器32
によって調整される。このとき多重光8中の励起光成分
は、信号光成分と直交偏光状態にあるため第8のポート
20から出力される。同様に多重光9の偏光状態は、多重
光9中の信号光成分が第7のポート19から出力され、励
起光成分が第8のポート20から出力されるよう偏光調整
器33によって調整される。このようにして第7のポート
19から増幅後の信号光21が出力され、第8のポート20か
らは励起後の励起光22が出力される。この増幅後の信号
光21はレンズ34によって集光され伝送路である光ファイ
バ53に入力される。このとき第7のポート19に増幅後の
信号光21と共に出力された励起光成分の強度は−40dBm
以下の非常に低いレベルに抑えられた。
ンズ30,31によってコリメート光とされた後、それぞれ
偏光分離器16の第5,第6のポート17,18に入力される。
ただし多重光8の偏光状態は、第7のポート19から多重
光8中の信号光成分のみが出力されるよう偏光調整器32
によって調整される。このとき多重光8中の励起光成分
は、信号光成分と直交偏光状態にあるため第8のポート
20から出力される。同様に多重光9の偏光状態は、多重
光9中の信号光成分が第7のポート19から出力され、励
起光成分が第8のポート20から出力されるよう偏光調整
器33によって調整される。このようにして第7のポート
19から増幅後の信号光21が出力され、第8のポート20か
らは励起後の励起光22が出力される。この増幅後の信号
光21はレンズ34によって集光され伝送路である光ファイ
バ53に入力される。このとき第7のポート19に増幅後の
信号光21と共に出力された励起光成分の強度は−40dBm
以下の非常に低いレベルに抑えられた。
第3図に本発明の第2実施例の構成図を示す。第2の
実施例では偏光多重器3および偏光分離器16にファイバ
カプラ型の偏光ビームスプリッタを用い、ファイバ型光
アンプ14,15として偏光保存光ファイバにエルビウムを
ドープした光ファイバ型光増幅器を使用した。また励起
光2は信号光1と進行方向が逆になるよう多重した。第
3図において、光ファイバ23中を伝送されてきた信号光
1は光ファイバカプラ形の偏光多重器3の第1のポート
4に入力され、第3,第4のポート6,7から信号光の水平
偏光成分10、信号光の垂直偏光成分12がそれぞれ出力さ
れる。また光ファイバ36中を伝送されてきた励起光2は
ファイバカプラ型の偏光分離器16の第8のポート20に入
力され、第5,第6のポート17,18から励起光の垂直偏光
成分11、励起光の水平偏光成分13がそれぞれ出力され
る。光ファイバ36としては偏光保存光ファイバが用いら
れており、励起光の垂直偏光成分11と励起光の水平偏光
成分13の強度が等しくなるようひねり角が調整された後
に第8のポート20とスプライスにより接続されている。
偏光多重器3の第3、第4のポート6,7と偏光分離器16
の第5、第6のポート17,18とは偏光保存光ファイバ性
のファイバ型光アンプ14,15を介してスプライスによっ
て接続されている。ただしファイバ型光アンプ14中の信
号光の水平偏光成分10と励起光の垂直偏光成分11、およ
びファイバ型光アンプ15中の信号光の垂直偏光成分12の
励起光の水平偏光成分13の偏光状態がいずれも互いに直
交するよう、ファイバ型光アンプ14,15と第3,第4,第5,
第6のポート6,7,17,18との接続の際のひねり角が調整
される。このように接続されることにより信号光の水平
偏光成分10と信号光の垂直偏光成分12は偏光分離器16に
よって偏光多重され、第7のポート19から増幅後の信号
光21として出力される。また励起光の垂直偏光成分11と
励起光の水平偏光成分13は偏光多重器3で多重され、励
起後の励起光22として第2のポート5から出力される。
本実施例の場合も第1の実施例と同様、波長1.48μm、
強度+13dBmの励起光2を用いて波長1.535μm、強度−
30dBmの信号光1を15dB増幅することができた。
実施例では偏光多重器3および偏光分離器16にファイバ
カプラ型の偏光ビームスプリッタを用い、ファイバ型光
アンプ14,15として偏光保存光ファイバにエルビウムを
ドープした光ファイバ型光増幅器を使用した。また励起
光2は信号光1と進行方向が逆になるよう多重した。第
3図において、光ファイバ23中を伝送されてきた信号光
1は光ファイバカプラ形の偏光多重器3の第1のポート
4に入力され、第3,第4のポート6,7から信号光の水平
偏光成分10、信号光の垂直偏光成分12がそれぞれ出力さ
れる。また光ファイバ36中を伝送されてきた励起光2は
ファイバカプラ型の偏光分離器16の第8のポート20に入
力され、第5,第6のポート17,18から励起光の垂直偏光
成分11、励起光の水平偏光成分13がそれぞれ出力され
る。光ファイバ36としては偏光保存光ファイバが用いら
れており、励起光の垂直偏光成分11と励起光の水平偏光
成分13の強度が等しくなるようひねり角が調整された後
に第8のポート20とスプライスにより接続されている。
偏光多重器3の第3、第4のポート6,7と偏光分離器16
の第5、第6のポート17,18とは偏光保存光ファイバ性
のファイバ型光アンプ14,15を介してスプライスによっ
て接続されている。ただしファイバ型光アンプ14中の信
号光の水平偏光成分10と励起光の垂直偏光成分11、およ
びファイバ型光アンプ15中の信号光の垂直偏光成分12の
励起光の水平偏光成分13の偏光状態がいずれも互いに直
交するよう、ファイバ型光アンプ14,15と第3,第4,第5,
第6のポート6,7,17,18との接続の際のひねり角が調整
される。このように接続されることにより信号光の水平
偏光成分10と信号光の垂直偏光成分12は偏光分離器16に
よって偏光多重され、第7のポート19から増幅後の信号
光21として出力される。また励起光の垂直偏光成分11と
励起光の水平偏光成分13は偏光多重器3で多重され、励
起後の励起光22として第2のポート5から出力される。
本実施例の場合も第1の実施例と同様、波長1.48μm、
強度+13dBmの励起光2を用いて波長1.535μm、強度−
30dBmの信号光1を15dB増幅することができた。
第4図に本発明の第3実施例の構成図を示す。第2実
施例では信号光と逆方向の励起光を多重したが、第3の
実施例はさらに信号光と同方向の励起光を同時に多重し
たものである。第3の実施例では第2の実施例と同様、
偏光多重器3および偏光分離器16にファイバカプラ型の
偏光ビームスプリッタを用い、ファイバ型光アンプ14、
15として偏光保存光ファイバにエルビウムをドープした
光ファイバ型光増幅器を使用した。光ファイバ24、36に
よって伝送されてきた第1,第2の励起光37,38はそれぞ
れ第2,第8のポート5,20に入力される。ここで光ファイ
バ24,36は偏光保存光ファイバであり、第2,第8のポー
ト5,20との接続の際、ファイバ型光アンプ14,15におけ
る第1および第2の励起光37,38に強度がそれぞれ等し
くなるようひねり角が調整される。また第2の実施例と
同様、ファイバ型光アンプ14,15と第3、第4、第5、
第6のポート6,7,17,18との接続の際のひねり角は、信
号光1が第7のポート19のみから出力されるよう調整さ
れる。このとき第2のポート3から入力された第1の励
起光37は、第1の励起後の励起光39として第8のポート
20から出力される。また第8のポート20から入力された
第2の励起光38は、第2の励起後の励起光40として第2
のポート3から出力される。これら第1,2の励起後の励
起光39,40が励起光光源に戻らないよう、光ファイバ24,
36には光アイソレータ41,42がもうけてある。本実施例
の場合、励起光2,37の波長および強度はいずれも1.48μ
m、+13dBmであった。この2つの励起光2,37を用いて
ファイバ型光アンプ14,15を励起した結果、波長1.535μ
m、強度−30dBmの信号光1を25dB増幅することができ
た。
施例では信号光と逆方向の励起光を多重したが、第3の
実施例はさらに信号光と同方向の励起光を同時に多重し
たものである。第3の実施例では第2の実施例と同様、
偏光多重器3および偏光分離器16にファイバカプラ型の
偏光ビームスプリッタを用い、ファイバ型光アンプ14、
15として偏光保存光ファイバにエルビウムをドープした
光ファイバ型光増幅器を使用した。光ファイバ24、36に
よって伝送されてきた第1,第2の励起光37,38はそれぞ
れ第2,第8のポート5,20に入力される。ここで光ファイ
バ24,36は偏光保存光ファイバであり、第2,第8のポー
ト5,20との接続の際、ファイバ型光アンプ14,15におけ
る第1および第2の励起光37,38に強度がそれぞれ等し
くなるようひねり角が調整される。また第2の実施例と
同様、ファイバ型光アンプ14,15と第3、第4、第5、
第6のポート6,7,17,18との接続の際のひねり角は、信
号光1が第7のポート19のみから出力されるよう調整さ
れる。このとき第2のポート3から入力された第1の励
起光37は、第1の励起後の励起光39として第8のポート
20から出力される。また第8のポート20から入力された
第2の励起光38は、第2の励起後の励起光40として第2
のポート3から出力される。これら第1,2の励起後の励
起光39,40が励起光光源に戻らないよう、光ファイバ24,
36には光アイソレータ41,42がもうけてある。本実施例
の場合、励起光2,37の波長および強度はいずれも1.48μ
m、+13dBmであった。この2つの励起光2,37を用いて
ファイバ型光アンプ14,15を励起した結果、波長1.535μ
m、強度−30dBmの信号光1を25dB増幅することができ
た。
以上本発明の3つの実施例を説明したが、本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではなく本発明の範囲内
で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例え
ば第1の実施例では多重光8,9中の励起光成分の強度が
等しくなるように励起光2の偏光状態を偏光調整器29で
調整した。これはファイバ型光アンプ14,15の利得に差
があると増幅後の信号光1の偏光状態によって変化して
しまうからである。しかしファイバ型光アンプ14,15の
増幅特性に差があったり、ファイバ型光アンプ14,15と
偏光多重器3、偏光分離器16の結合にバラ付きかあるば
あい、偏光調整器29で励起光2の偏光状態を調整しファ
イバ型光アンプ14,15の利得を変えることによって、ト
ータルでみた利得の偏光状態依存性をなくすことができ
る。また第1の実施例では偏光調整器29,32,33として波
長板を用いたものを使用したが、無論外の種類の偏光調
整器、例えば光ファイバに応力やひねりを加えることに
よって偏光状態を調整する光ファイバ型の偏光調整器を
使用することもできる。この場合ファイバ型光アンプ1
4,15に応力やひねりを加えることで、ファイバ型光アン
プ14,15と偏光調整器32,33を一体化することができる。
れらの実施例に限定されるものではなく本発明の範囲内
で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例え
ば第1の実施例では多重光8,9中の励起光成分の強度が
等しくなるように励起光2の偏光状態を偏光調整器29で
調整した。これはファイバ型光アンプ14,15の利得に差
があると増幅後の信号光1の偏光状態によって変化して
しまうからである。しかしファイバ型光アンプ14,15の
増幅特性に差があったり、ファイバ型光アンプ14,15と
偏光多重器3、偏光分離器16の結合にバラ付きかあるば
あい、偏光調整器29で励起光2の偏光状態を調整しファ
イバ型光アンプ14,15の利得を変えることによって、ト
ータルでみた利得の偏光状態依存性をなくすことができ
る。また第1の実施例では偏光調整器29,32,33として波
長板を用いたものを使用したが、無論外の種類の偏光調
整器、例えば光ファイバに応力やひねりを加えることに
よって偏光状態を調整する光ファイバ型の偏光調整器を
使用することもできる。この場合ファイバ型光アンプ1
4,15に応力やひねりを加えることで、ファイバ型光アン
プ14,15と偏光調整器32,33を一体化することができる。
また励起光強度を増大するために複数の光源の出力光
を波長多重あるいは偏光多重したものを励起光として用
いることも可能である。
を波長多重あるいは偏光多重したものを励起光として用
いることも可能である。
さらに本発明の2つの実施例ではファイバ型光アンプ
14,15としてエルビウムをドープした光ファイバ型光増
幅器を用いたが、他のファイバ型光アンプを用いること
も無論可能である。
14,15としてエルビウムをドープした光ファイバ型光増
幅器を用いたが、他のファイバ型光アンプを用いること
も無論可能である。
(発明の効果) 本発明ではファイバ型光アンプを用いた光増幅におけ
る使用光と励起光の多重を偏光多重・分離によって行っ
ている。従って本発明によれば信号光と励起光の波長に
かかわらず両者を高効率で多重および分離することがで
き、信号光を非常に高効率で増幅することができる。
る使用光と励起光の多重を偏光多重・分離によって行っ
ている。従って本発明によれば信号光と励起光の波長に
かかわらず両者を高効率で多重および分離することがで
き、信号光を非常に高効率で増幅することができる。
第1図は本発明の第1の実施例の構成図、第2図は本発
明の作用を説明するための図、第3図は本発明の第2の
実施例の構成図、第4図は本発明の第3の実施例の構成
図である。 各図において 1…信号光、2,37…励起光、3…偏光多重器、4,5,6,7
…第1、第2、第3、第4のポート、8,9…多重光、10
…信号光の水平偏光成分、11…励起光の垂直偏光成分、
12…信号光の垂直偏光成分、13…励起光の偏光成分、1
4,15…ファイバ型光アンプ、16…偏光分離器、17,18,1
9,20…第5、第6、第7、第8のポート、21…増幅後の
信号光、22…励起後の励起光、23,24,35,36…光ファイ
バ、25,26,27,28,30,31,34…レンズ、29,32,33…偏光調
整器、37,38…第1、第2の励起光、39,40…第1、第2
の励起後の励起光、41,42…光アイソレータである。
明の作用を説明するための図、第3図は本発明の第2の
実施例の構成図、第4図は本発明の第3の実施例の構成
図である。 各図において 1…信号光、2,37…励起光、3…偏光多重器、4,5,6,7
…第1、第2、第3、第4のポート、8,9…多重光、10
…信号光の水平偏光成分、11…励起光の垂直偏光成分、
12…信号光の垂直偏光成分、13…励起光の偏光成分、1
4,15…ファイバ型光アンプ、16…偏光分離器、17,18,1
9,20…第5、第6、第7、第8のポート、21…増幅後の
信号光、22…励起後の励起光、23,24,35,36…光ファイ
バ、25,26,27,28,30,31,34…レンズ、29,32,33…偏光調
整器、37,38…第1、第2の励起光、39,40…第1、第2
の励起後の励起光、41,42…光アイソレータである。
Claims (4)
- 【請求項1】2つの入力ポートから入力した光をそれぞ
れ直交する2つの偏光方向に分離し、直交した偏光成分
同士を多重する偏光多重器と、該偏光多重器の2つの出
力ポートにそれぞれ接続されたファイバ型光アンプと、
該2つのファイバ型光アンプの出力光を2つの入力ポー
トで受け、この出力光を前記偏光多重器で分離した偏光
方向と同じまたは直交した偏光方向で分離し、異なる入
力ポートから入力した光の直交した偏光成分同士を多重
する偏光分離器とからなることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項2】信号光および励起光をそれぞれ直交する2
つの偏光方向に分離し、該分離した信号光および励起光
の直交した偏光成分同士を多重し、該2つの多重光を2
つのファイバ型光アンプにそれぞれ入力して該2つのフ
ァイバ型光アンプの励起を行い、前記ファイバ型光アン
プ透過後の前記2つの多重光を偏光分離し、前記信号光
同士の直交した偏光成分、および前記励起光の直交した
偏光成分同士を合波して信号光と励起光の分離を行うこ
とを特徴とする光増幅方法。 - 【請求項3】信号光の偏光分離を行い、該偏光分離され
た信号光を2つのファイバ型光アンプにそれぞれ入力
し、励起光の偏光分離を行い、該偏光分離された励起光
を前記信号光の偏光方向と直交する側の前記2つのファ
イバ型光アンプに前記信号光と逆方向から入力し、該2
つのファイバ型光アンプの励起を行い、該2つのファイ
バ型光アンプ透過後の偏光分離された信号光を合波し、
前記ファイバ型光アンプ透過後の偏光分離された励起光
を合波することを特徴とする光増幅方法。 - 【請求項4】信号光および励起光をそれぞれ直交する2
つの偏光方向に分離し、該分離した信号光と第1の励起
光の直交した偏光成分同士を偏光多重し、該2つの多重
光を2つのファイバ型光アンプにそれぞれ入力し、該フ
ァイバ型光アンプ透過後の前記2つの多重光を偏光分離
し、前記信号光の直交する成分同士および前記励起光の
直交する成分同士を合波して信号光と第1の励起光を分
離し、第2の励起光を直交する2つの偏光方向に分離
し、第2の励起光を前記信号光の偏光方向と直交する側
の前記2つのファイバ型光アンプに前記多重光と逆方向
から入力し、前記第1の励起光と共に該2つのファイバ
型光アンプの励起を行い、該ファイバ型光アンプを透過
した第2の励起光を前記信号光光路から分離することを
特徴とする光増幅方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18304989A JP2508846B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 光増幅器および光増幅方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18304989A JP2508846B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 光増幅器および光増幅方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0346637A JPH0346637A (ja) | 1991-02-27 |
JP2508846B2 true JP2508846B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=16128847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18304989A Expired - Lifetime JP2508846B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 光増幅器および光増幅方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2508846B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5400164A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-21 | At&T Corp. | Polarization-insensitive optical four-photon mixer |
US5528724A (en) * | 1995-03-15 | 1996-06-18 | Hewlett-Packard Company | Apparatus and method for aligning optical fibers with respect to one another |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18304989A patent/JP2508846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0346637A (ja) | 1991-02-27 |
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