JP2834867B2 - エルビウムドープ光ファイバ増幅器 - Google Patents
エルビウムドープ光ファイバ増幅器Info
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- JP2834867B2 JP2834867B2 JP2201440A JP20144090A JP2834867B2 JP 2834867 B2 JP2834867 B2 JP 2834867B2 JP 2201440 A JP2201440 A JP 2201440A JP 20144090 A JP20144090 A JP 20144090A JP 2834867 B2 JP2834867 B2 JP 2834867B2
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Description
【発明の詳細な説明】 概要 光信号を電気信号に変換することなく直接光領域のみ
で光信号の増幅を行うエルビウム（Er）ドープ光ファイ
バ増幅器に関し、 Erドープ光ファイバ内で発生する自然放出光を減少さ
せ、自然放出光が信号光に与える悪影響を無くすことに
よって、適正な信号光を得ることができるエルビウムド
ープ光ファイバ増幅器を目的とし、 Erをドープした光ファイバに信号光とポンピング光と
を入射することにより、信号光を直接増幅するエルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器において、前記光ファイバ
（10）内で発生する自然放出光の内、前記信号光の増幅
に影響を与える波長の光を分波して除去する分波手段を
具備して構成する。
で光信号の増幅を行うエルビウム（Er）ドープ光ファイ
バ増幅器に関し、 Erドープ光ファイバ内で発生する自然放出光を減少さ
せ、自然放出光が信号光に与える悪影響を無くすことに
よって、適正な信号光を得ることができるエルビウムド
ープ光ファイバ増幅器を目的とし、 Erをドープした光ファイバに信号光とポンピング光と
を入射することにより、信号光を直接増幅するエルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器において、前記光ファイバ
（10）内で発生する自然放出光の内、前記信号光の増幅
に影響を与える波長の光を分波して除去する分波手段を
具備して構成する。
産業上の利用分野 本発明は光信号を電気信号に変換することなく直接光
領域のみで光信号の増幅を行うエルビウム（Er）ドープ
光ファイバ増幅器に関する。
領域のみで光信号の増幅を行うエルビウム（Er）ドープ
光ファイバ増幅器に関する。
現在実用化されている光ファイバ通信システムにおい
ては、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償する
ために、一定距離ごとに中継器を挿入している。中継器
では、光信号をフォトダイオードにより電気信号に変換
して、電子増幅器により信号を増幅した後、半導体レー
ザ等により光信号に変換し、光ファイバ伝送路に再び送
り出すという構成を取っている。もし、この光信号を低
雑音で直接光信号のまま増幅することができれば、光中
継器の小型化、経済化を図ることができる。
ては、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償する
ために、一定距離ごとに中継器を挿入している。中継器
では、光信号をフォトダイオードにより電気信号に変換
して、電子増幅器により信号を増幅した後、半導体レー
ザ等により光信号に変換し、光ファイバ伝送路に再び送
り出すという構成を取っている。もし、この光信号を低
雑音で直接光信号のまま増幅することができれば、光中
継器の小型化、経済化を図ることができる。
そこで、光信号を直接増幅できる光増幅器の研究が盛
んに進められており、研究の対象とされている光増幅器
を大別すると、希土類元素（Er,Nb,Yb等）をドープし
た光ファイバとポンピング光を組み合わせたもの、希
土類元素をドープした半導体レーザによるもの、光フ
ァイバ中の非線形効果を利用した誘導ラマン増幅器、誘
導ブリリュアン増幅器の３つがある。
んに進められており、研究の対象とされている光増幅器
を大別すると、希土類元素（Er,Nb,Yb等）をドープし
た光ファイバとポンピング光を組み合わせたもの、希
土類元素をドープした半導体レーザによるもの、光フ
ァイバ中の非線形効果を利用した誘導ラマン増幅器、誘
導ブリリュアン増幅器の３つがある。
このうちの希土類ドープ光ファイバ（以下ドープ光
ファイバと略称する）とポンピング光を組み合わせた光
増幅器は、偏波依存性がないこと、低雑音であること、
伝送路との結合損失が小さいといった優れた特徴があ
り、光ファイバ伝送システムにおける伝送中継距離の飛
躍的増大、光信号の多数への分配を可能にすると期待さ
れている。
ファイバと略称する）とポンピング光を組み合わせた光
増幅器は、偏波依存性がないこと、低雑音であること、
伝送路との結合損失が小さいといった優れた特徴があ
り、光ファイバ伝送システムにおける伝送中継距離の飛
躍的増大、光信号の多数への分配を可能にすると期待さ
れている。
従来の技術 第６図にErドープ光ファイバによる光増幅の原理を示
す。２はコア４及びクラッド６から構成された光ファイ
バであり、コア４中にエルビウム（Er）がドープされて
いる。このようなErドープ光ファイバ２にポンピング光
（励起光）が入射されると、Er原子が高いエネルギー準
位に励起される。このように高いエネルギー準位に励起
された光ファイバ２中のEr原子に信号光が入ってくる
と、Er原子が低いエネルギー準位に遷移するが、このと
き光の誘導放出が生じ、信号光のパワーが光ファイバに
沿って次第に大きくなり信号光の増幅が行われる。
す。２はコア４及びクラッド６から構成された光ファイ
バであり、コア４中にエルビウム（Er）がドープされて
いる。このようなErドープ光ファイバ２にポンピング光
（励起光）が入射されると、Er原子が高いエネルギー準
位に励起される。このように高いエネルギー準位に励起
された光ファイバ２中のEr原子に信号光が入ってくる
と、Er原子が低いエネルギー準位に遷移するが、このと
き光の誘導放出が生じ、信号光のパワーが光ファイバに
沿って次第に大きくなり信号光の増幅が行われる。
このような原理を用いた従来の後方励起法によるエル
ビウムドープ光ファイバ増幅器の例を第７図に示し、そ
の説明を行う。
ビウムドープ光ファイバ増幅器の例を第７図に示し、そ
の説明を行う。
10はErをドープしたErドープ光ファイバであり、Erド
ープ光ファイバ10には信号光入力端11が光アイソレータ
12を介して信号光が入射されるとともに、ポンピング光
源（励起光源）13から出射されたポンピング光（励起
光）が光アイソレータ14及び合分波器15を介して入射さ
れる。ポンピング光の光パワーを十分大きくすることに
より、Erドープ光ファイバ10中のEr原子を高いエネルギ
ー準位に励起することができ、信号光の入射により同一
波長の光が誘導放出され、増幅された信号光が合分波器
15及び光アイソレータ16を介して信号光出射端17から出
射される。
ープ光ファイバ10には信号光入力端11が光アイソレータ
12を介して信号光が入射されるとともに、ポンピング光
源（励起光源）13から出射されたポンピング光（励起
光）が光アイソレータ14及び合分波器15を介して入射さ
れる。ポンピング光の光パワーを十分大きくすることに
より、Erドープ光ファイバ10中のEr原子を高いエネルギ
ー準位に励起することができ、信号光の入射により同一
波長の光が誘導放出され、増幅された信号光が合分波器
15及び光アイソレータ16を介して信号光出射端17から出
射される。
次に、前方励起法によるエルビウムドープ光ファイバ
増幅器の例を第８図に示し、その説明を行う。なお、第
８図において第７図の各部に対応する部分には同一の符
号が付してある。
増幅器の例を第８図に示し、その説明を行う。なお、第
８図において第７図の各部に対応する部分には同一の符
号が付してある。
信号光入力端11からの信号光とポンピング光源13から
のポンピング光とが合分波器15及びアイソレータ18を介
してErドープ光ファイバ10に入射され、Erドープ光ファ
イバ10中で励起状態となったEr原子が誘導放出すること
によって、信号光がErドープ光ファイバ10内を伝搬する
うちに増幅され、アイソレータ19を介して信号光出射端
17から出射される。
のポンピング光とが合分波器15及びアイソレータ18を介
してErドープ光ファイバ10に入射され、Erドープ光ファ
イバ10中で励起状態となったEr原子が誘導放出すること
によって、信号光がErドープ光ファイバ10内を伝搬する
うちに増幅され、アイソレータ19を介して信号光出射端
17から出射される。
発明が解決しようとする課題 Erドープ光ファイバ10による光増幅作用を、第９図の
エネルギー準位図を参照して説明する。
エネルギー準位図を参照して説明する。
Er原子は、波長0.98μｍ又は1.48μｍのポンピング光
のエネルギーで基底準位（4I15/2）から励起準位に上が
り、励起準位内で遷移し、1.55μｍ帯準位（4I13/2）に
落ちる。このとき信号光として1.536μｍの光を入射す
ると、矢印Ａで示すように1.55μｍ帯準位（4I13/2）に
とどまっていたEr原子の誘導放出が起こり、信号光が増
幅される。この時、1.55μｍ帯準位（4I13/2）の広がり
のため矢印Ｂで示すように1.53〜1.57μｍの自然放出光
も同時に発生する。しかし、このErドープ光ファイバ10
内で発生した自然放出光は、信号光の増幅と同様にErド
ープ光ファイバ10内でポンピング光のエネルギーによっ
て増幅されるために、信号光の増幅作用に悪影響を与え
る。従って、適正な信号光を得ることができない問題が
あった。
のエネルギーで基底準位（4I15/2）から励起準位に上が
り、励起準位内で遷移し、1.55μｍ帯準位（4I13/2）に
落ちる。このとき信号光として1.536μｍの光を入射す
ると、矢印Ａで示すように1.55μｍ帯準位（4I13/2）に
とどまっていたEr原子の誘導放出が起こり、信号光が増
幅される。この時、1.55μｍ帯準位（4I13/2）の広がり
のため矢印Ｂで示すように1.53〜1.57μｍの自然放出光
も同時に発生する。しかし、このErドープ光ファイバ10
内で発生した自然放出光は、信号光の増幅と同様にErド
ープ光ファイバ10内でポンピング光のエネルギーによっ
て増幅されるために、信号光の増幅作用に悪影響を与え
る。従って、適正な信号光を得ることができない問題が
あった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
Erドープ光ファイバ内で発生する自然放出光を減少さ
せ、自然放出光が信号光に与える悪影響を無くすことに
よって、適正な信号光を得ることができるエルビウムド
ープ光ファイバ増幅器を提供することである。
Erドープ光ファイバ内で発生する自然放出光を減少さ
せ、自然放出光が信号光に与える悪影響を無くすことに
よって、適正な信号光を得ることができるエルビウムド
ープ光ファイバ増幅器を提供することである。
課題を解決するための手段 Erをドープした光ファイバに信号光とポンピング光と
を入射することにより、信号光を直接増幅するエルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器において、前記光ファイバ内
で発生する自然放出光の内、前記信号光の増幅に影響を
与える波長の光を分波して除去する分波手段を具備して
構成する。
を入射することにより、信号光を直接増幅するエルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器において、前記光ファイバ内
で発生する自然放出光の内、前記信号光の増幅に影響を
与える波長の光を分波して除去する分波手段を具備して
構成する。
また、他の構成手段として、前記光ファイバを、前記
信号光の曲げ損失が微小であって、該信号光に関与する
自然放出光の曲げ損失が大きくなるように曲げ半径を設
定してコイル状に巻いて構成する。
信号光の曲げ損失が微小であって、該信号光に関与する
自然放出光の曲げ損失が大きくなるように曲げ半径を設
定してコイル状に巻いて構成する。
更に、その他の構成手段として、前記光ファイバのコ
ア全体にErをドーピングすると共に、該コアの中心部に
アルミニュウムをドーピングして構成してもよい。
ア全体にErをドーピングすると共に、該コアの中心部に
アルミニュウムをドーピングして構成してもよい。
作用 上述した本発明によれば、分波手段によって、増幅器
に入射される信号光の増幅に影響を与える波長の自然放
出光が分波されて除去されるので、信号光が適正に増幅
されて出力される。
に入射される信号光の増幅に影響を与える波長の自然放
出光が分波されて除去されるので、信号光が適正に増幅
されて出力される。
また、信号光の曲げ損失が微小であって、該信号光に
関与する自然放出光の曲げ損失が大きくなるように曲げ
半径を設定してコイル状に巻かれた光ファイバを増幅器
に適用した場合は、信号光に関与する自然放出光がコイ
ルによって除去されるので、信号光が適正に増幅されて
出力される。
関与する自然放出光の曲げ損失が大きくなるように曲げ
半径を設定してコイル状に巻かれた光ファイバを増幅器
に適用した場合は、信号光に関与する自然放出光がコイ
ルによって除去されるので、信号光が適正に増幅されて
出力される。
更に、光ファイバのコア全体にErがドーピングされる
と共に、該コアの中心部にアルミニュウムがドーピング
された光ファイバを増幅器に適用した場合は、コアの中
心部にドーピングされたアルミニュウムによって、信号
光に影響を与える波長の蛍光が減少し、更に、コア全体
に広範囲にドーピングされたErによって、ポンピング光
のしきい値以下のEr分布が増幅に関与せず信号光と同じ
波長付近の吸収損失の増加に作用するようになる。この
ため、信号光に影響を与える波長の自然放出光が小さく
なる。つまり、信号光に影響を与える波長の自然放出光
を小さくすることができると共に、この自然放出光の増
幅に使われているポンピング光のエネルギーを信号光の
増幅に用いることが可能となり、信号光の増幅率が向上
する。
と共に、該コアの中心部にアルミニュウムがドーピング
された光ファイバを増幅器に適用した場合は、コアの中
心部にドーピングされたアルミニュウムによって、信号
光に影響を与える波長の蛍光が減少し、更に、コア全体
に広範囲にドーピングされたErによって、ポンピング光
のしきい値以下のEr分布が増幅に関与せず信号光と同じ
波長付近の吸収損失の増加に作用するようになる。この
ため、信号光に影響を与える波長の自然放出光が小さく
なる。つまり、信号光に影響を与える波長の自然放出光
を小さくすることができると共に、この自然放出光の増
幅に使われているポンピング光のエネルギーを信号光の
増幅に用いることが可能となり、信号光の増幅率が向上
する。
実 施 例 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例の後方励起法によるエ
ルビウムドープ光ファイバ増幅器を説明するための図で
ある。この図において、第７図に示す従来例の各部に対
応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
ルビウムドープ光ファイバ増幅器を説明するための図で
ある。この図において、第７図に示す従来例の各部に対
応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
この第１の実施例が、第７図に示す従来例と異なる点
は、第１図に示すように、２つのErドープ光ファイバ10
a,10bを設け、それらErドープ光ファイバ10a,10b間に、
分波器20を介装したことである。分波器20は、信号光入
力端11に入射される信号光よりも長波長側の自然放出光
（1.55μｍ以上の光）を分岐して放出するものである。
は、第１図に示すように、２つのErドープ光ファイバ10
a,10bを設け、それらErドープ光ファイバ10a,10b間に、
分波器20を介装したことである。分波器20は、信号光入
力端11に入射される信号光よりも長波長側の自然放出光
（1.55μｍ以上の光）を分岐して放出するものである。
即ち、このような構成によれば、ポンピング光源13か
ら出射されたポンピング光は、光アイソレータ14及び合
分波器15を介してErドープ光ファイバ10a、分波器20、E
rドープ光ファイバ10bと伝搬する。一方、信号光は信号
光入力端11に入射され、光アイソレータ12を介してErド
ープ光ファイバ10bに入射され、ここでポンピング光の
パワーにより増幅される。この時、従来例で説明したよ
うに自然放出光も発生するが、次段の分波器20によっ
て、その自然放出光の信号光よりも長波長側の1.55μｍ
以上の光は分岐されて放出される。そして、分波器20か
ら出力された信号光は、Erドープ光ファイバ10a内で、
更に増幅され、合分波器15及び光アイソレータ16を介し
て信号光出射端17から出射される。また、Erドープ光フ
ァイバ10a内で発生した自然放出光においても、前記同
様、その1.55μｍ以上の光が、分波器20によって分岐さ
れて放出されるので、Erドープ光ファイバ10bに入射さ
れることはない。
ら出射されたポンピング光は、光アイソレータ14及び合
分波器15を介してErドープ光ファイバ10a、分波器20、E
rドープ光ファイバ10bと伝搬する。一方、信号光は信号
光入力端11に入射され、光アイソレータ12を介してErド
ープ光ファイバ10bに入射され、ここでポンピング光の
パワーにより増幅される。この時、従来例で説明したよ
うに自然放出光も発生するが、次段の分波器20によっ
て、その自然放出光の信号光よりも長波長側の1.55μｍ
以上の光は分岐されて放出される。そして、分波器20か
ら出力された信号光は、Erドープ光ファイバ10a内で、
更に増幅され、合分波器15及び光アイソレータ16を介し
て信号光出射端17から出射される。また、Erドープ光フ
ァイバ10a内で発生した自然放出光においても、前記同
様、その1.55μｍ以上の光が、分波器20によって分岐さ
れて放出されるので、Erドープ光ファイバ10bに入射さ
れることはない。
従って、各Erドープ光ファイバ10a,10b内で発生した
自然放出光の1.55μｍ以上の光が、分波器20によって除
かれるので、信号光の増幅作用に悪影響を与えることが
無くなり、適正な信号光を得ることができる。しかも、
自然放出光の増幅に使われていたポンピング光のエネル
ギーを信号光の増幅に移すことが可能となるので信号光
の増幅率の向上を図ることができる。
自然放出光の1.55μｍ以上の光が、分波器20によって除
かれるので、信号光の増幅作用に悪影響を与えることが
無くなり、適正な信号光を得ることができる。しかも、
自然放出光の増幅に使われていたポンピング光のエネル
ギーを信号光の増幅に移すことが可能となるので信号光
の増幅率の向上を図ることができる。
また、この例では分波器20を１個だけ用いたが複数個
用いることも可能である。
用いることも可能である。
次に、本発明の第２の実施例の前方励起法によるエル
ビウムドープ光ファイバ増幅器を、第２図を参照して説
明する。なお、この第２図において、第８図に示す従来
例の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。
ビウムドープ光ファイバ増幅器を、第２図を参照して説
明する。なお、この第２図において、第８図に示す従来
例の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。
この第２の実施例が、第８図に示す従来例と異なる点
は、第２図に示すように、２つのErドープ光ファイバ10
a,10bを設け、それらErドープ光ファイバ10a,10b間に、
分波器20を介装したことである。分波器20は、信号光入
力端11に入射される信号光よりも長波長側の自然放出光
（1.55μｍ以上の光）を分岐して放出するものである。
は、第２図に示すように、２つのErドープ光ファイバ10
a,10bを設け、それらErドープ光ファイバ10a,10b間に、
分波器20を介装したことである。分波器20は、信号光入
力端11に入射される信号光よりも長波長側の自然放出光
（1.55μｍ以上の光）を分岐して放出するものである。
即ち、このような構成によれば、ポンピング光源13か
ら出射されたポンピング光は、合分波器15を介してErド
ープ光ファイバ10a、分波器20、Erドープ光ファイバ10b
と伝搬する。一方、信号光入力端11に入射された信号光
は、合分波器15を介してErドープ光ファイバ10aに入射
され、ここでポンピング光のパワーにより増幅される。
この時、第１実施例でも説明したように自然放出光も発
生する。この自然放出光は、次段の分波器20によって、
その信号光よりも長波長側の1.55μｍ以上の光が除去さ
れる。そして、分波器20からは信号光のみが出力され、
Erドープ光ファイバ10bで、更に増幅され、光アイソレ
ータ19を介して信号光出射端17から出射される。また、
Erドープ光ファイバ10b内で発生した自然放出光におい
ても、前記同様、その1.55μｍ以上の光は、分波器20に
よって分岐されて除去されるので、Erドープ光ファイバ
10aに入射されることはない。
ら出射されたポンピング光は、合分波器15を介してErド
ープ光ファイバ10a、分波器20、Erドープ光ファイバ10b
と伝搬する。一方、信号光入力端11に入射された信号光
は、合分波器15を介してErドープ光ファイバ10aに入射
され、ここでポンピング光のパワーにより増幅される。
この時、第１実施例でも説明したように自然放出光も発
生する。この自然放出光は、次段の分波器20によって、
その信号光よりも長波長側の1.55μｍ以上の光が除去さ
れる。そして、分波器20からは信号光のみが出力され、
Erドープ光ファイバ10bで、更に増幅され、光アイソレ
ータ19を介して信号光出射端17から出射される。また、
Erドープ光ファイバ10b内で発生した自然放出光におい
ても、前記同様、その1.55μｍ以上の光は、分波器20に
よって分岐されて除去されるので、Erドープ光ファイバ
10aに入射されることはない。
従って、この第２実施例においても第１実施例同様、
適正な信号光を得ることができる。
適正な信号光を得ることができる。
次に、本発明の第３の実施例の後方励起法によるエル
ビウムドープ光ファイバ増幅器を、第３図を参照して説
明する。なお、この第３図において、第１図に示す第１
実施例の各部に対応する部分には同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。
ビウムドープ光ファイバ増幅器を、第３図を参照して説
明する。なお、この第３図において、第１図に示す第１
実施例の各部に対応する部分には同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。
この第３実施例が第１実施例と異なる点は、第３図に
示すように、光アイソレータ12と合分波器15との間に、
コイル状Erドープ光ファイバ21を介装したことである。
このコイル状Erドープ光ファイバ21は、波長1.536μｍ
の信号光の曲げ損失が微小であってErドープ光ファイバ
21内で発生する信号光よりも長波長側の自然放出光（1.
55μｍ以上の光）における曲げ損失が大きくなるよう
に、曲げ半径を設定してコイル状に巻いたものである。
この曲げ半径は、例えば半径20mm程度とする。これは、
第４図の曲げ半径ＲとErドープ光ファイバ21の利得との
関係図に示すように、波長1.55μｍ以上の自然放出光を
除去し、かつ波長1.536μｍの信号光を増幅するErドー
プ光ファイバ21の利得が、曲げ半径Ｒ＝20mm±3mm程度
が最も良いことから定めたものである。なお、第４図か
ら分かるように、曲げ半径Ｒ＝13mm以下では利得が減少
する。
示すように、光アイソレータ12と合分波器15との間に、
コイル状Erドープ光ファイバ21を介装したことである。
このコイル状Erドープ光ファイバ21は、波長1.536μｍ
の信号光の曲げ損失が微小であってErドープ光ファイバ
21内で発生する信号光よりも長波長側の自然放出光（1.
55μｍ以上の光）における曲げ損失が大きくなるよう
に、曲げ半径を設定してコイル状に巻いたものである。
この曲げ半径は、例えば半径20mm程度とする。これは、
第４図の曲げ半径ＲとErドープ光ファイバ21の利得との
関係図に示すように、波長1.55μｍ以上の自然放出光を
除去し、かつ波長1.536μｍの信号光を増幅するErドー
プ光ファイバ21の利得が、曲げ半径Ｒ＝20mm±3mm程度
が最も良いことから定めたものである。なお、第４図か
ら分かるように、曲げ半径Ｒ＝13mm以下では利得が減少
する。
即ち、このような構成によれば、ポンピング光源13か
ら出射されたポンピング光は、光アイソレータ14及び合
分波器15を介してコイル状Erドープ光ファイバ21へ伝搬
される。一方、信号光は信号光入力端11に入射され、光
アイソレータ12を介してコイル状Erドープ光ファイバ21
に入射され、ここでポンピング光のパワーにより増幅さ
れる。この時発生する波長1.55μｍ以上の自然放出光
は、曲げ損失が大きいためにファイバ21内を伝搬せずに
除去される。更に、コイル状Erドープ光ファイバ21内を
増幅されながら伝搬した信号光は、合分波器15及び光ア
イソレータ16を介して信号光出射端17から出射される。
ら出射されたポンピング光は、光アイソレータ14及び合
分波器15を介してコイル状Erドープ光ファイバ21へ伝搬
される。一方、信号光は信号光入力端11に入射され、光
アイソレータ12を介してコイル状Erドープ光ファイバ21
に入射され、ここでポンピング光のパワーにより増幅さ
れる。この時発生する波長1.55μｍ以上の自然放出光
は、曲げ損失が大きいためにファイバ21内を伝搬せずに
除去される。更に、コイル状Erドープ光ファイバ21内を
増幅されながら伝搬した信号光は、合分波器15及び光ア
イソレータ16を介して信号光出射端17から出射される。
従って、この第３実施例によれば、コイル状Erドープ
光ファイバ21によって、波長1.55μｍ以上の自然放出光
が除去され、かつ波長1.536μｍの信号光が増幅される
ので、第１実施例と同様な効果を得ることができる。
光ファイバ21によって、波長1.55μｍ以上の自然放出光
が除去され、かつ波長1.536μｍの信号光が増幅される
ので、第１実施例と同様な効果を得ることができる。
また、この第３実施例は、後方励起法によるエルビウ
ムドープ光ファイバ増幅器にコイル状Erドープ光ファイ
バ21を用いた場合であるが、第２図に示す前方励起法に
よるエルビウムドープ光ファイバ増幅器の合分波器15と
光アイソレータ19との間に、コイル状Erドープ光ファイ
バ21を介装して用いても同様の効果がある。
ムドープ光ファイバ増幅器にコイル状Erドープ光ファイ
バ21を用いた場合であるが、第２図に示す前方励起法に
よるエルビウムドープ光ファイバ増幅器の合分波器15と
光アイソレータ19との間に、コイル状Erドープ光ファイ
バ21を介装して用いても同様の効果がある。
次に、本発明の第４の実施例を説明する。
この第４実施例は、第５図の断面図に示す構造のErド
ープ光ファイバ22を用いて、エルビウムドープ光ファイ
バ増幅器を構成したものである。
ープ光ファイバ22を用いて、エルビウムドープ光ファイ
バ増幅器を構成したものである。
第５図に示すErドープ光ファイバ22は、コア22aの中
心部にアルミニュウム（Al）をドーピングすると共に、
Erをコア22a全体に広範囲にドーピングして形成したも
のである。
心部にアルミニュウム（Al）をドーピングすると共に、
Erをコア22a全体に広範囲にドーピングして形成したも
のである。
このようなErドープ光ファイバ22においては、アルミ
ニュウムがコア22aの中心部にドーピングされることに
よって波長1.53μｍの蛍光が減少し、更に、Erがコア22
a全体に広範囲にドーピングされることによって、ポン
ピング光のしきい値以下のEr分布が増幅に関与せず波長
1.536μｍ付近の吸収損失の増加に作用するようにな
る。このため、波長1.53μｍ付近の自然放出光が小さく
なる。
ニュウムがコア22aの中心部にドーピングされることに
よって波長1.53μｍの蛍光が減少し、更に、Erがコア22
a全体に広範囲にドーピングされることによって、ポン
ピング光のしきい値以下のEr分布が増幅に関与せず波長
1.536μｍ付近の吸収損失の増加に作用するようにな
る。このため、波長1.53μｍ付近の自然放出光が小さく
なる。
つまり、今までの第３実施例までの説明においては、
波長1.536μｍの信号光を用いたが、この第４実施例に
おいては、波長1.53μｍ付近の自然放出光が除去される
ことになるので、波長1.55μｍの信号光を用いることに
なる。また、第５図に示すErドープ光ファイバ22は、第
７図又は第８図に示すエルビウムドープ光ファイバ増幅
器のErドープ光ファイバ10の代わりに用いればよい。
波長1.536μｍの信号光を用いたが、この第４実施例に
おいては、波長1.53μｍ付近の自然放出光が除去される
ことになるので、波長1.55μｍの信号光を用いることに
なる。また、第５図に示すErドープ光ファイバ22は、第
７図又は第８図に示すエルビウムドープ光ファイバ増幅
器のErドープ光ファイバ10の代わりに用いればよい。
このように第７図又は第８図に示すエルビウムドープ
光ファイバ増幅器にErドープ光ファイバ22を用いること
によって、波長1.53μｍ付近の自然放出光を小さくする
ことができると共に、この自然放出光の増幅に使われて
いるポンピング光のエネルギーを波長1.55μｍの信号光
の増幅に用いることが可能となり、信号光の増幅率の向
上を図ることができる。
光ファイバ増幅器にErドープ光ファイバ22を用いること
によって、波長1.53μｍ付近の自然放出光を小さくする
ことができると共に、この自然放出光の増幅に使われて
いるポンピング光のエネルギーを波長1.55μｍの信号光
の増幅に用いることが可能となり、信号光の増幅率の向
上を図ることができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、信号光の増幅
率の向上を図ることができると共に、適正な出力信号光
を得ることができる効果がある。
率の向上を図ることができると共に、適正な出力信号光
を得ることができる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器を説明するための図、 第２図は本発明の第２の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器を説明するための図、 第３図は本発明の第３の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器を説明するための図、 第４図はErドープ光ファイバの利得とErドープ光ファイ
バの曲げ半径との関係図、 第５図は本発明の第４の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器に適用されるErドープ光ファイバの構
成を示す図、 第６図はErドープ光ファイバによる光増幅の原理を示す
図、 第７図は従来の後方励起法によるエルビウムドープ光フ
ァイバ増幅器を説明するための図、 第８図は従来の前方励起法によるエルビウムドープ光フ
ァイバ増幅器を説明するための図、 第９図は従来例のエネルギー準位を説明するための図で
ある。 10……Erドープ光ファイバ、 20……分波手段、 21……コイル状のErドープ光ファイバ、 22a……Erドープ光ファイバのコア。
光ファイバ増幅器を説明するための図、 第２図は本発明の第２の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器を説明するための図、 第３図は本発明の第３の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器を説明するための図、 第４図はErドープ光ファイバの利得とErドープ光ファイ
バの曲げ半径との関係図、 第５図は本発明の第４の実施例によるエルビウムドープ
光ファイバ増幅器に適用されるErドープ光ファイバの構
成を示す図、 第６図はErドープ光ファイバによる光増幅の原理を示す
図、 第７図は従来の後方励起法によるエルビウムドープ光フ
ァイバ増幅器を説明するための図、 第８図は従来の前方励起法によるエルビウムドープ光フ
ァイバ増幅器を説明するための図、 第９図は従来例のエネルギー準位を説明するための図で
ある。 10……Erドープ光ファイバ、 20……分波手段、 21……コイル状のErドープ光ファイバ、 22a……Erドープ光ファイバのコア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−145881（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132422（ＪＰ，Ａ) 1990年電子情報通信学会春季全国大会 講演論文集（４）ｐ．４−159 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/07 H01S 3/10 H01S 3/17 H01S 3/094 G02F 1/35 501 H04B 10/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】Erをドープした光ファイバに信号光とポン
ピング光とを入射することにより、信号光を直接増幅す
るエルビウムドープ光ファイバ増幅器において、 前記光ファイバ中に分波手段を設け、 該分波手段は該分波手段より信号光伝搬方向前方の前記
光ファイバにより発生する自然放出光を前記分波手段よ
り後方の前記光ファイバに入力しないよう分岐して除去
すると共に、前記分波手段より後方の前記光ファイバに
より発生する自然放出光が前記分波手段より前方の前記
光ファイバに入力しないよう分岐して除去することを特
徴とするエルビウムドープ光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】前記分波手段を信号光の伝搬方向に複数個
設けたことを特徴とする請求項１記載のエルビウムドー
プ光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】前記光ファイバのコア全体にErをドーピン
グすると共に、該コアの中心にAlをドーピングしたこと
を特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項４】Erをドープした光ファイバに信号光とポン
ピング光とを入射することにより、信号光を直接増幅す
るエルビウムドープ光ファイバ増幅器において、 前記光ファイバを、前記信号光の曲げ損失が微小であっ
て、該信号光に関与する自然放出光の曲げ損失が大きく
なるように曲げ半径を設定してコイル状に巻いたことを
特徴とするエルビウムドープ光ファイバ増幅器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201440A JP2834867B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | エルビウムドープ光ファイバ増幅器 |
| US07/736,932 US5155621A (en) | 1990-07-31 | 1991-07-29 | Optical fiber amplifier |
| CA002048145A CA2048145C (en) | 1990-07-31 | 1991-07-30 | Optical fiber amplifier |
| DE69113714T DE69113714T2 (de) | 1990-07-31 | 1991-07-31 | Lichtverstärker mit optischer Faser. |
| EP91112890A EP0470497B1 (en) | 1990-07-31 | 1991-07-31 | Optical fiber amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201440A JP2834867B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | エルビウムドープ光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0486728A JPH0486728A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2834867B2 true JP2834867B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=16441126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2201440A Expired - Fee Related JP2834867B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | エルビウムドープ光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834867B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3244579B2 (ja) * | 1993-12-17 | 2002-01-07 | 富士通株式会社 | 光ファイバ増幅器 |
| JP2962248B2 (ja) * | 1996-11-01 | 1999-10-12 | 日本電気株式会社 | 波長多重光伝送用光増幅装置 |
| JP2003031879A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-31 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光学装置及び該光学装置に用いられる光ファイバ、並びにパルス発生装置、光増幅装置及びファイバレーザ装置 |
| JP5227882B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2013-07-03 | 富士通株式会社 | 光出力装置、光伝送システムおよびそれらの制御方法 |
| WO2023148863A1 (ja) * | 2022-02-03 | 2023-08-10 | 日本電信電話株式会社 | 希土類添加ファイバ、光増幅器及び光増幅器を制御する方法 |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP2201440A patent/JP2834867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９０年電子情報通信学会春季全国大会講演論文集（４）ｐ．４−１５９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0486728A (ja) | 1992-03-19 |
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