JP2859386B2 - 双方向光ファイバ増幅器 - Google Patents
双方向光ファイバ増幅器Info
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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、反射光を抑圧し且つ光パルス試験器の使用
可能な光ファイバ増幅器に関する。
可能な光ファイバ増幅器に関する。
〈従来の技術〉 従来より、コア部分に希土類元素を添加した光ファイ
バは光増幅特性を有することが知られている。かかる希
土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器の基本的
構成を第４図に示す。同図に示すように、希土類添加光
ファイバ01の前後には光アイソレータ02が結合されてお
り、その入射側には光結合器03が結合されている。光結
合器03の一方の入射端には励起光源04が結合されてお
り、この光結合器03により入力信号と励起光とが波長多
重されて希土類添加光ファイバ01に入力されるようにな
っている。一方、希土類添加光ファイバ01の出力側の光
アイソレータ02の後方には光フィルタ05が結合されてい
る。
バは光増幅特性を有することが知られている。かかる希
土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器の基本的
構成を第４図に示す。同図に示すように、希土類添加光
ファイバ01の前後には光アイソレータ02が結合されてお
り、その入射側には光結合器03が結合されている。光結
合器03の一方の入射端には励起光源04が結合されてお
り、この光結合器03により入力信号と励起光とが波長多
重されて希土類添加光ファイバ01に入力されるようにな
っている。一方、希土類添加光ファイバ01の出力側の光
アイソレータ02の後方には光フィルタ05が結合されてい
る。
このような光増幅器では希土類添加光ファイバ01とし
てEr添加光ファイバを用いれば、1.5μｍ帯の光増幅特
性を得ることができ、光結合器03に入射された入力信号
と励起光とが波長多重されて希土類添加光ファイバ01に
入力されると、希土類添加光ファイバ01は励起光によっ
て反転分布状態にされ、その結果、信号光が増幅され
る。そして、増幅された信号光が光フィルタ05を通って
出射される。ここで、励起光としては通常、0.98μｍ帯
や1.45〜1.5μｍ帯のレーザ光を使用する。そして、増
幅された信号光には雑音成分である自然放出光を含むた
め、これを除去する目的で光フィルタ05が設けられてい
る。なお、希土類添加光ファイバ01の前後に設けられて
いる光アイソレータ02は、反射光を抑圧するためのもの
である。つまり、光結合器03、光フィルタ05及び光コネ
クタなどが信号光の反射点となり反射光が入ると光ファ
イバ増幅器が発振を起こす可能性があるので、この反射
光を抑圧する必要があるからである。
てEr添加光ファイバを用いれば、1.5μｍ帯の光増幅特
性を得ることができ、光結合器03に入射された入力信号
と励起光とが波長多重されて希土類添加光ファイバ01に
入力されると、希土類添加光ファイバ01は励起光によっ
て反転分布状態にされ、その結果、信号光が増幅され
る。そして、増幅された信号光が光フィルタ05を通って
出射される。ここで、励起光としては通常、0.98μｍ帯
や1.45〜1.5μｍ帯のレーザ光を使用する。そして、増
幅された信号光には雑音成分である自然放出光を含むた
め、これを除去する目的で光フィルタ05が設けられてい
る。なお、希土類添加光ファイバ01の前後に設けられて
いる光アイソレータ02は、反射光を抑圧するためのもの
である。つまり、光結合器03、光フィルタ05及び光コネ
クタなどが信号光の反射点となり反射光が入ると光ファ
イバ増幅器が発振を起こす可能性があるので、この反射
光を抑圧する必要があるからである。
〈発明が解決しようとする課題〉 希土類添加光ファイバ01の増幅特性は原理的に双方向
性であるが、前述したように通常の光ファイバ増幅器の
構成では光アイソレータ02を含むので、一方向（図中、
Ａ方向）の光増幅器としてしか使用できない。このた
め、このような光ファイバ増幅器が挿入された伝送路
は、双方向伝送路として使用するシステムには不向きで
あった。
性であるが、前述したように通常の光ファイバ増幅器の
構成では光アイソレータ02を含むので、一方向（図中、
Ａ方向）の光増幅器としてしか使用できない。このた
め、このような光ファイバ増幅器が挿入された伝送路
は、双方向伝送路として使用するシステムには不向きで
あった。
ところで、近年、光ファイバ増幅器を利用した光中継
器を使用して長距離伝送実験が行われている。例えば、
光ファイバ長が2000kmを超える実験がNTTより報告され
ている（Optical Fiber Communication Conferrence OF
C'90 PD−2 1990）。このようなシステムの実用化のた
めには、光ファイバの障害点・光ファイバ増幅器の故障
点が正確に把握でき、迅速かつ確実に修理が行える必要
がある。光ファイバ増幅器が伝送路に挿入されたシステ
ムにおいて、全伝送路の状況把握を光パルス試験器を用
いて行う場合、パルス光の後方散乱光がファイバ増幅器
を逆方向に通過する必要がある。しかし、従来の光ファ
イバ増幅器は上述したように光アイソレータをもってい
るので、全伝送路にわたっての光パルス試験器の使用は
できないという問題がある。
器を使用して長距離伝送実験が行われている。例えば、
光ファイバ長が2000kmを超える実験がNTTより報告され
ている（Optical Fiber Communication Conferrence OF
C'90 PD−2 1990）。このようなシステムの実用化のた
めには、光ファイバの障害点・光ファイバ増幅器の故障
点が正確に把握でき、迅速かつ確実に修理が行える必要
がある。光ファイバ増幅器が伝送路に挿入されたシステ
ムにおいて、全伝送路の状況把握を光パルス試験器を用
いて行う場合、パルス光の後方散乱光がファイバ増幅器
を逆方向に通過する必要がある。しかし、従来の光ファ
イバ増幅器は上述したように光アイソレータをもってい
るので、全伝送路にわたっての光パルス試験器の使用は
できないという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑み、反射光を抑圧し且つ
光パルス試験器の使用可能な双方向光ファイバ増幅器を
提供することを目的とする。
光パルス試験器の使用可能な双方向光ファイバ増幅器を
提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する双方向光ファイバ増幅器は、希土
類添加光ファイバと光の入出力端子となる四つのポート
を有する光サーキュレータとを具備する光ファイバ増幅
器であって、光サーキュレータの入出力ポートとなり得
る二組の入出力ポートの一方の組の入力側には一端側に
励起光と信号光とが結合される第一の希土類添加光ファ
イバの他端側が接続され且つ出力側には光ファイバが接
続され、一方、上記光サーキュレータの他方の組の入力
側には励起光と信号光とを結合する部分を含むと共に一
端に反射面を有する光ファイバの他端が接続され且つ出
力側には一端側に反射面が接続された第二の希土類添加
光ファイバの他端側が接続されていることを特徴とし、 また、希土類添加光ファイバと光の入出力端子となる
四つのポートを有する光サーキュレータとを具備する光
ファイバ増幅器であって、第一の光サーキュレータの入
出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の
入力側には励起光と信号光とを結合する部分を含む第一
の光ファイバが接続され且つ出力側には第一の希土類フ
ァイバの一端側が接続され、一方、上記第一の光サーキ
ュレータの他方の組の入力側には励起光と信号光とを結
合する部分を含むと共に一端に反射面を有する第二の光
ファイバの他端が接続され且つ出力側には一端側に反射
面が接続された第二の希土類添加光ファイバの他端側が
接続されており、また、第二の光サーキュレータの入出
力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の入
力側には上記第一の希土類添加光ファイバの他端側が接
続され且つ出力側には第三の光ファイバが接続され、一
方、上記第二の光サーキュレータの他方の組の入力側に
は励起光と信号光とを結合する部分を含むと共に一端に
反射面を有する第四の光ファイバが接続され且つ出力側
には一端側に反射面が接続された第三の希土類添加光フ
ァイバが接続されていることを特徴とする。
類添加光ファイバと光の入出力端子となる四つのポート
を有する光サーキュレータとを具備する光ファイバ増幅
器であって、光サーキュレータの入出力ポートとなり得
る二組の入出力ポートの一方の組の入力側には一端側に
励起光と信号光とが結合される第一の希土類添加光ファ
イバの他端側が接続され且つ出力側には光ファイバが接
続され、一方、上記光サーキュレータの他方の組の入力
側には励起光と信号光とを結合する部分を含むと共に一
端に反射面を有する光ファイバの他端が接続され且つ出
力側には一端側に反射面が接続された第二の希土類添加
光ファイバの他端側が接続されていることを特徴とし、 また、希土類添加光ファイバと光の入出力端子となる
四つのポートを有する光サーキュレータとを具備する光
ファイバ増幅器であって、第一の光サーキュレータの入
出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の
入力側には励起光と信号光とを結合する部分を含む第一
の光ファイバが接続され且つ出力側には第一の希土類フ
ァイバの一端側が接続され、一方、上記第一の光サーキ
ュレータの他方の組の入力側には励起光と信号光とを結
合する部分を含むと共に一端に反射面を有する第二の光
ファイバの他端が接続され且つ出力側には一端側に反射
面が接続された第二の希土類添加光ファイバの他端側が
接続されており、また、第二の光サーキュレータの入出
力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の入
力側には上記第一の希土類添加光ファイバの他端側が接
続され且つ出力側には第三の光ファイバが接続され、一
方、上記第二の光サーキュレータの他方の組の入力側に
は励起光と信号光とを結合する部分を含むと共に一端に
反射面を有する第四の光ファイバが接続され且つ出力側
には一端側に反射面が接続された第三の希土類添加光フ
ァイバが接続されていることを特徴とする。
〈作用〉 第一の構成の双方向光ファイバ増幅器では、信号光と
励起光とを結合して第一の希土類添加光ファイバへ入力
すると、信号光は増幅されて光サーキュレータの一方の
入力側のポートへ入力され、その出力側のポートから出
力される。
励起光とを結合して第一の希土類添加光ファイバへ入力
すると、信号光は増幅されて光サーキュレータの一方の
入力側のポートへ入力され、その出力側のポートから出
力される。
ここで、光サーキュレータの他方の入力側のポートか
ら励起光を入力しないと、上述のように増幅されて出力
された信号光の反射光が、上記他方の入力側から出力側
へ出力して伝搬する際に第二の希土類添加光ファイバは
光減衰器として作用し、反射光は抑圧される。
ら励起光を入力しないと、上述のように増幅されて出力
された信号光の反射光が、上記他方の入力側から出力側
へ出力して伝搬する際に第二の希土類添加光ファイバは
光減衰器として作用し、反射光は抑圧される。
また、上記励起光を入力すると第二の希土類添加光フ
ァイバは光増幅器として作用し、すなわち上記反射光の
進む方向へも光が伝搬される。
ァイバは光増幅器として作用し、すなわち上記反射光の
進む方向へも光が伝搬される。
一方、第二の構成の双方向光ファイバ増幅器では、第
一の光サーキュレータの一方の入力側から信号光と励起
光とを結合して入力する場合の作用は上述したものと同
様である。また、この場合の反射光に対しては第二及び
第三の希土類添加光ファイバに励起光を入力しなければ
これらは光減衰器として作用し、反射光は抑圧される。
このとき、第一の光サーキュレータに結合された第二の
希土類添加光ファイバは第二の光サーキュレータより前
での反射光を抑圧する。逆に、第二及び第三の希土類添
加光ファイバに励起光を入力すれば、これらは光増幅器
として作用し、すなわち上記反射光の進む方向へも光が
伝搬される。
一の光サーキュレータの一方の入力側から信号光と励起
光とを結合して入力する場合の作用は上述したものと同
様である。また、この場合の反射光に対しては第二及び
第三の希土類添加光ファイバに励起光を入力しなければ
これらは光減衰器として作用し、反射光は抑圧される。
このとき、第一の光サーキュレータに結合された第二の
希土類添加光ファイバは第二の光サーキュレータより前
での反射光を抑圧する。逆に、第二及び第三の希土類添
加光ファイバに励起光を入力すれば、これらは光増幅器
として作用し、すなわち上記反射光の進む方向へも光が
伝搬される。
〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図には一実施例に係る双方向光ファイバ増幅器を
示す。同図中、1aは第一の希土類添加光ファイバ、２は
光サーキュレータである。光サーキュレータ２は２−A,
2−B,2−C,2−Ｄの四つのポートを有するものであり、
２−Ａから２−Ｂへ、２−Ｂから２−Ｃへ、２−Ｃから
２−Ｄへ、２−Ｄから２−Ａへと光が通過できるように
なっている。なお、光サーキュレータ２の構成について
は、例えば「光サーキュレータが持つ偏向依存性除去の
試み」電子通信学会、光・量子エレクトロニクス研究会
資料、OQE78−149,1978、等に述べられている。
示す。同図中、1aは第一の希土類添加光ファイバ、２は
光サーキュレータである。光サーキュレータ２は２−A,
2−B,2−C,2−Ｄの四つのポートを有するものであり、
２−Ａから２−Ｂへ、２−Ｂから２−Ｃへ、２−Ｃから
２−Ｄへ、２−Ｄから２−Ａへと光が通過できるように
なっている。なお、光サーキュレータ２の構成について
は、例えば「光サーキュレータが持つ偏向依存性除去の
試み」電子通信学会、光・量子エレクトロニクス研究会
資料、OQE78−149,1978、等に述べられている。
光サーキュレータ２の第一のポート２−Ａには第一の
希土類添加光ファイバ1aの一端側が接続されており、そ
の他端側から信号光と励起光とが結合された状態で入力
されるようになっている。すなわち、希土類添加光ファ
イバ1aの他端側には第一の光結合器3aが接続されてお
り、その一方の入力端には第一の励起光源4aが結合され
ている。また、光サーキュレータ２の第二のポート２−
Ｂには光フィルタ５が介装された第一の光ファイバ6aが
結合されている。
希土類添加光ファイバ1aの一端側が接続されており、そ
の他端側から信号光と励起光とが結合された状態で入力
されるようになっている。すなわち、希土類添加光ファ
イバ1aの他端側には第一の光結合器3aが接続されてお
り、その一方の入力端には第一の励起光源4aが結合され
ている。また、光サーキュレータ２の第二のポート２−
Ｂには光フィルタ５が介装された第一の光ファイバ6aが
結合されている。
光サーキュレータ２の第三のポート２−Ｃには第二の
光結合器3bが介装された第二の光ファイバ6bの一端が結
合されており、第二の光ファイバの他端は反射面7aとな
っている。また、光結合器3bの他の入力端には第二の励
起光源4bが結合されている。一方、光サーキュレータ２
の第四のポート２−Ｄには第二の希土類添加光ファイバ
1bの一端側が結合されており、その他端側には反射面7b
が設けられている。なお、図中、8a,8bは接続点を示
す。
光結合器3bが介装された第二の光ファイバ6bの一端が結
合されており、第二の光ファイバの他端は反射面7aとな
っている。また、光結合器3bの他の入力端には第二の励
起光源4bが結合されている。一方、光サーキュレータ２
の第四のポート２−Ｄには第二の希土類添加光ファイバ
1bの一端側が結合されており、その他端側には反射面7b
が設けられている。なお、図中、8a,8bは接続点を示
す。
このような光ファイバ増幅器において、接続点8aには
長距離の伝送路光ファイバを接続し、希土類添加光ファ
イバ1aの図中左側には接続点8aを含めて反射点が存在し
ない場合を考える。
長距離の伝送路光ファイバを接続し、希土類添加光ファ
イバ1aの図中左側には接続点8aを含めて反射点が存在し
ない場合を考える。
ここで、図中Ａ方向（左から右）、つまり接続点8aか
ら接続点8bへのみ信号光が伝搬する場合を考える。な
お、この場合には第一の励起光源4aのみを作動させれば
よい。
ら接続点8bへのみ信号光が伝搬する場合を考える。な
お、この場合には第一の励起光源4aのみを作動させれば
よい。
接続点8aから入力された信号光は光結合器3aにより励
起光と波長多重されて第一の希土類添加光ファイバ1aに
入力される。入力された波長多重光のうち、励起光は第
一の希土類添加光ファイバ1aを励起し、信号光はこの希
土類添加光ファイバ1aによって増幅される。増幅された
信号光は自然放出光とともに光サーキュレータ２のポー
ト２−Ａに入力される。ポート２−Ａに入力された信号
光と自然放出光はポート２−Ｂに出力されて光フィルタ
５に入力される。光フィルタ５によって信号光のみが接
続点8bより出力される。光サーキュレータのポート２−
Ａとポート２−Ｂとの間は一方向性なので、接続点8bか
ら出力された信号光が反射を受けてもポート２−Ｂから
ポート２−Ａへの経路で戻ってくることはない。しか
し、この反射光はポート２−Ｂからポート２−Ｃ、ポー
ト２−Ｄ、ポート２−Ａへの経路で伝搬する。一方、第
二の励起光源4bから励起光が入射されないと、第二の希
土類添加光ファイバ1bは、図中Ｂ方向（右から左）に伝
搬する反射光に対して光減衰器として動作する。しか
も、実験によれば20dB以上の減衰量は容易に実現可能で
ある。したがって、このような状態では接続点8bの出力
先で生じた反射光は接続点8aには出力されることはな
い。
起光と波長多重されて第一の希土類添加光ファイバ1aに
入力される。入力された波長多重光のうち、励起光は第
一の希土類添加光ファイバ1aを励起し、信号光はこの希
土類添加光ファイバ1aによって増幅される。増幅された
信号光は自然放出光とともに光サーキュレータ２のポー
ト２−Ａに入力される。ポート２−Ａに入力された信号
光と自然放出光はポート２−Ｂに出力されて光フィルタ
５に入力される。光フィルタ５によって信号光のみが接
続点8bより出力される。光サーキュレータのポート２−
Ａとポート２−Ｂとの間は一方向性なので、接続点8bか
ら出力された信号光が反射を受けてもポート２−Ｂから
ポート２−Ａへの経路で戻ってくることはない。しか
し、この反射光はポート２−Ｂからポート２−Ｃ、ポー
ト２−Ｄ、ポート２−Ａへの経路で伝搬する。一方、第
二の励起光源4bから励起光が入射されないと、第二の希
土類添加光ファイバ1bは、図中Ｂ方向（右から左）に伝
搬する反射光に対して光減衰器として動作する。しか
も、実験によれば20dB以上の減衰量は容易に実現可能で
ある。したがって、このような状態では接続点8bの出力
先で生じた反射光は接続点8aには出力されることはな
い。
次に、接続点8aと接続点8bとの双方向（図中Ａ方向及
びＢ方向）に信号光が伝搬する場合について考える。図
中Ａ方向に伝搬する信号光の増幅過程は上記で説明した
通りである。よって以下に図中Ｂ方向に伝搬する信号光
について考える。なお、この場合には励起光源4bも作動
する。
びＢ方向）に信号光が伝搬する場合について考える。図
中Ａ方向に伝搬する信号光の増幅過程は上記で説明した
通りである。よって以下に図中Ｂ方向に伝搬する信号光
について考える。なお、この場合には励起光源4bも作動
する。
信号光は光フィルタ５を通過した後、光サーキュレー
タ２のポート２−Ｂに入力され、ポート２−Ｃに出力さ
れる。ポート２−Ｃに出力された信号光は反射面7aで反
射され、光結合器3bによって励起光源4bからの励起光と
波長多重されて、ポート２−Ｄに出力される。ポート２
−Ｄに出力された信号光と励起光のうち、励起光は反射
面7bで反射されるので第二の希土類添加光ファイバ1bを
双方向から励起し、信号光も反射面7bで反射されるので
第二の希土類添加光ファイバ1bで往復とも増幅されて、
ポート２−Ａに出力される。ポート２−Ａに出力された
信号光は励起された第一の希土類添加光ファイバ1aによ
って増幅され、接続点8aに出力される。
タ２のポート２−Ｂに入力され、ポート２−Ｃに出力さ
れる。ポート２−Ｃに出力された信号光は反射面7aで反
射され、光結合器3bによって励起光源4bからの励起光と
波長多重されて、ポート２−Ｄに出力される。ポート２
−Ｄに出力された信号光と励起光のうち、励起光は反射
面7bで反射されるので第二の希土類添加光ファイバ1bを
双方向から励起し、信号光も反射面7bで反射されるので
第二の希土類添加光ファイバ1bで往復とも増幅されて、
ポート２−Ａに出力される。ポート２−Ａに出力された
信号光は励起された第一の希土類添加光ファイバ1aによ
って増幅され、接続点8aに出力される。
双方向に信号光を増幅する場合の問題としては、光フ
ァイバ増幅器の内部もしくは入出力端あるいは、伝送路
上に存在する光コネクタ等の反射点で生じた反射光のた
めに光ファイバ増幅器の動作状態が不安定になることで
ある。例えば、第１図において接続点8aから入力された
信号光は接続点8bに出力されるが、その先で反射点が存
在すると反射光はポート２−Ｂからポート２−C,ポート
２−D,ポート２−Ａと伝搬し、双方向光増幅器としての
動作を不安定にする可能性がある。しかし、この問題は
二つの励起光源4a,4bを同時に使用する場合を光ファイ
バ伝送路の障害点探索のみに限定し、しかも反射点の反
射減衰量と二つの希土類添加光ファイバ1a,1bの増幅利
得との関係を適当に設定することにより解決できる。例
えば、第一の希土類添加光ファイバ1aの利得を20dB、接
続点8bの先にある反射点の反射減衰量を30dB、第二の希
土類添加光ファイバ1bの増幅利得を0dBに設定すれば、
ポート２−Ｂからポート２−C,ポート２−D,ポート２−
Ａへのループ利得は−10dBとなる。このループ利得にお
いて、光ファイバ増幅器の雑音が増加し伝送すべき光パ
ルスの信号波形が劣化するおそれはあるが、少なくとも
発振等の不安定要素は存在しない。この双方向光ファイ
バ増幅器を含む光ファイバ伝送路に光パルス試験器を用
いた場合、波形劣化が測定精度へ与える影響は、受光し
た後方散乱光を平均化処理することで低減できる。この
結果、障害点探索時に波形劣化が測定精度へ与える影響
は、通常の光信号伝送系においてパルス波形劣化が伝送
品質を劣化させるよりも小さいと考えられる。
ァイバ増幅器の内部もしくは入出力端あるいは、伝送路
上に存在する光コネクタ等の反射点で生じた反射光のた
めに光ファイバ増幅器の動作状態が不安定になることで
ある。例えば、第１図において接続点8aから入力された
信号光は接続点8bに出力されるが、その先で反射点が存
在すると反射光はポート２−Ｂからポート２−C,ポート
２−D,ポート２−Ａと伝搬し、双方向光増幅器としての
動作を不安定にする可能性がある。しかし、この問題は
二つの励起光源4a,4bを同時に使用する場合を光ファイ
バ伝送路の障害点探索のみに限定し、しかも反射点の反
射減衰量と二つの希土類添加光ファイバ1a,1bの増幅利
得との関係を適当に設定することにより解決できる。例
えば、第一の希土類添加光ファイバ1aの利得を20dB、接
続点8bの先にある反射点の反射減衰量を30dB、第二の希
土類添加光ファイバ1bの増幅利得を0dBに設定すれば、
ポート２−Ｂからポート２−C,ポート２−D,ポート２−
Ａへのループ利得は−10dBとなる。このループ利得にお
いて、光ファイバ増幅器の雑音が増加し伝送すべき光パ
ルスの信号波形が劣化するおそれはあるが、少なくとも
発振等の不安定要素は存在しない。この双方向光ファイ
バ増幅器を含む光ファイバ伝送路に光パルス試験器を用
いた場合、波形劣化が測定精度へ与える影響は、受光し
た後方散乱光を平均化処理することで低減できる。この
結果、障害点探索時に波形劣化が測定精度へ与える影響
は、通常の光信号伝送系においてパルス波形劣化が伝送
品質を劣化させるよりも小さいと考えられる。
光ファイバ増幅器の前後に反射点が存在する場合の双
方向光ファイバ増幅器の一例を第３図に示す。同図に示
すように、本実施例では第一の希土類添加光ファイバ11
aの前後側に光サーキュレータ12a,12bを設けることによ
り、信号光の反射光を抑圧するようになっている。な
お、光サーキュレータ12a,12bは上述した光サーキュレ
ータ２と同様なものであり、それぞれのポート12a−B,1
2b−Ｂを入出力ポートとして使用する。
方向光ファイバ増幅器の一例を第３図に示す。同図に示
すように、本実施例では第一の希土類添加光ファイバ11
aの前後側に光サーキュレータ12a,12bを設けることによ
り、信号光の反射光を抑圧するようになっている。な
お、光サーキュレータ12a,12bは上述した光サーキュレ
ータ２と同様なものであり、それぞれのポート12a−B,1
2b−Ｂを入出力ポートとして使用する。
第一の光サーキュレータ12aのポート12a−Ｂには第一
の光結合器13aを介装した第一の光ファイバ16aが結合さ
れており、第一の光結合器13aの他方の入力端には第一
の励起光源14aが結合されている。そして、ポート12a−
Ｂに対応する出力側のポート12a−Ｃには上記第一の希
土類添加光ファイバ11aの一端側が結合されている。光
サーキュレータ12aのポート12a−Ｄには第二の光結合器
13bが介装される第二の光ファイバ16bの一端が結合され
ており、その他端には反射面17aが設けられている。ま
た、第二の光結合器13bの他方の入力端には第二の励起
光源14bが結合されている。光サーキュレータ12aのポー
ト12a−Ａには第二の希土類添加光ファイバ11bの一端側
が結合されており、その他端側には反射面17bが設けら
れている。
の光結合器13aを介装した第一の光ファイバ16aが結合さ
れており、第一の光結合器13aの他方の入力端には第一
の励起光源14aが結合されている。そして、ポート12a−
Ｂに対応する出力側のポート12a−Ｃには上記第一の希
土類添加光ファイバ11aの一端側が結合されている。光
サーキュレータ12aのポート12a−Ｄには第二の光結合器
13bが介装される第二の光ファイバ16bの一端が結合され
ており、その他端には反射面17aが設けられている。ま
た、第二の光結合器13bの他方の入力端には第二の励起
光源14bが結合されている。光サーキュレータ12aのポー
ト12a−Ａには第二の希土類添加光ファイバ11bの一端側
が結合されており、その他端側には反射面17bが設けら
れている。
一方、上記第一の希土類添加光ファイバ11aの他端側
は第二の光サーキュレータ12bのポート12b−Ａに結合さ
れており、この第二の光サーキュレータ12bに関しては
上記実施例（第１図）と同様である。すなわち、ポート
12b−Ｂには光フィルタ15が介装された第三の光ファイ
バ16cが結合され、ポート12b−Ｃには光結合器13cが介
装されると共に一端に反射面17cが設けられた第四の光
ファイバ16dの他端が結合され且つ第三の光結合器13cの
他方の入射端には第三の励起光源14cが結合され、ま
た、ポート12b−Ｄには一端側に反射面17dが設けられて
いる第三の希土類添加光ファイバ11cの他端側が結合さ
れている。なお、図中、18a,18bは接続点を示す。
は第二の光サーキュレータ12bのポート12b−Ａに結合さ
れており、この第二の光サーキュレータ12bに関しては
上記実施例（第１図）と同様である。すなわち、ポート
12b−Ｂには光フィルタ15が介装された第三の光ファイ
バ16cが結合され、ポート12b−Ｃには光結合器13cが介
装されると共に一端に反射面17cが設けられた第四の光
ファイバ16dの他端が結合され且つ第三の光結合器13cの
他方の入射端には第三の励起光源14cが結合され、ま
た、ポート12b−Ｄには一端側に反射面17dが設けられて
いる第三の希土類添加光ファイバ11cの他端側が結合さ
れている。なお、図中、18a,18bは接続点を示す。
ここで、上記実施例と同様に図中Ａ方向（左から
右）、つまり接続点18aから接続点18bへのみ信号光が伝
搬する場合を考える。なお、この場合には第一の励起光
源14aのみを作動させればよい。
右）、つまり接続点18aから接続点18bへのみ信号光が伝
搬する場合を考える。なお、この場合には第一の励起光
源14aのみを作動させればよい。
信号光は光結合器13aによって励起光源14aからの励起
光と波長多重されて第一の光サーキュレータ12aのポー
ト12a−Ｂに入力される。入力された波長多重光はポー
ト12a−Ｃに出力され、励起光は第一の希土類添加光フ
ァイバ11aを励起し、信号光はこの希土類添加光ファイ
バ11aによって増幅される。増幅された信号光は自然放
出光とともに第二の光サーキュレータ12bのポート12b−
Ａに入力されてポート12b−Ｂから出力され、光フィル
タ15によって信号光のみが接続点18bから出力される。
光サーキュレータ12a,12bの一方向性区間であるポート1
2a−Ｂからポート12a−Ｃ及びポート12b−Ａからポート
12b−Ｂの間に希土類元素添加光ファイバ11aをはさんで
いるので、ポート12b−Ｂに出力された信号光が反射を
受けてもポート12b−Ｂからポート12b−A,ポート12a−
C,ポート12a−Ｂの経路で戻ってくることはない。ま
た、励起光源14b,14cを作動しないと、第二及び第三の
希土類添加光ファイバ11b,11cは反射光に対して光減衰
器として動作するので、ポート12b−Ｂの出力先、ある
いは第二の光サーキュレータ12bより前、例えばポート1
2a−Ａで生じた反射光はポート12a−Ｂには出力される
ことはない。したがって、図中Ａ方向に伝搬する信号光
の増幅に関しては第１図の構成と等価になる。
光と波長多重されて第一の光サーキュレータ12aのポー
ト12a−Ｂに入力される。入力された波長多重光はポー
ト12a−Ｃに出力され、励起光は第一の希土類添加光フ
ァイバ11aを励起し、信号光はこの希土類添加光ファイ
バ11aによって増幅される。増幅された信号光は自然放
出光とともに第二の光サーキュレータ12bのポート12b−
Ａに入力されてポート12b−Ｂから出力され、光フィル
タ15によって信号光のみが接続点18bから出力される。
光サーキュレータ12a,12bの一方向性区間であるポート1
2a−Ｂからポート12a−Ｃ及びポート12b−Ａからポート
12b−Ｂの間に希土類元素添加光ファイバ11aをはさんで
いるので、ポート12b−Ｂに出力された信号光が反射を
受けてもポート12b−Ｂからポート12b−A,ポート12a−
C,ポート12a−Ｂの経路で戻ってくることはない。ま
た、励起光源14b,14cを作動しないと、第二及び第三の
希土類添加光ファイバ11b,11cは反射光に対して光減衰
器として動作するので、ポート12b−Ｂの出力先、ある
いは第二の光サーキュレータ12bより前、例えばポート1
2a−Ａで生じた反射光はポート12a−Ｂには出力される
ことはない。したがって、図中Ａ方向に伝搬する信号光
の増幅に関しては第１図の構成と等価になる。
次に、図中Ａ方向及びＢ方向の双方向に信号光が伝搬
する場合について考える。Ａ方向に伝搬する信号光の増
幅過程は上記で説明した通りである。よって以下にＢ方
向に伝搬する信号光について考える。なお、この場合に
は励起光源14b,14cも作動する。
する場合について考える。Ａ方向に伝搬する信号光の増
幅過程は上記で説明した通りである。よって以下にＢ方
向に伝搬する信号光について考える。なお、この場合に
は励起光源14b,14cも作動する。
信号光は光フィルタ５を通過した後、ポート12b−Ｂ
に入力され、ポート12b−Ｃに出力される。ポート12b−
Ｃに出力された信号光は反射面17eで反射され、光結合
器13cによって励起光源14cの励起光と波長多重されて、
ポート12b−Ｄに出力される。ポート12b−Ｄに出力され
た信号光と励起光のうち、励起光は反射面17dで反射さ
れるので第三の希土類添加光ファイバ11cを双方向から
励起し、信号光も反射面17dで反射されるので第三の希
土類添加光ファイバ11cで往復とも増幅されて、ポート1
2b−Ａに出力される。ポート12b−Ａに出力された信号
光は第一の光サーキュレータ12aのポート12a−Ｂから入
射された励起光によって励起された第一の希土類添加光
ファイバ11aによって増幅され、ポート12a−Ｃに入力さ
れる。ポート12a−Ｃに入力された信号はポート12a−Ｄ
に出力され、その信号光は反射面17aで反射され、光結
合器14bによって励起光源14bの励起光と波長多重され
て、ポート12a−Ａに出力される。ポート12a−Ａに出力
された信号光と励起光のうち、励起光は反射面17bで反
射されるので第二の希土類添加光ファイバ11bを双方向
から励起し、信号光も反射面17bで反射されるので希土
類添加光ファイバ11bで往復とも増幅されて、ポート12a
−Ｂに出力される。
に入力され、ポート12b−Ｃに出力される。ポート12b−
Ｃに出力された信号光は反射面17eで反射され、光結合
器13cによって励起光源14cの励起光と波長多重されて、
ポート12b−Ｄに出力される。ポート12b−Ｄに出力され
た信号光と励起光のうち、励起光は反射面17dで反射さ
れるので第三の希土類添加光ファイバ11cを双方向から
励起し、信号光も反射面17dで反射されるので第三の希
土類添加光ファイバ11cで往復とも増幅されて、ポート1
2b−Ａに出力される。ポート12b−Ａに出力された信号
光は第一の光サーキュレータ12aのポート12a−Ｂから入
射された励起光によって励起された第一の希土類添加光
ファイバ11aによって増幅され、ポート12a−Ｃに入力さ
れる。ポート12a−Ｃに入力された信号はポート12a−Ｄ
に出力され、その信号光は反射面17aで反射され、光結
合器14bによって励起光源14bの励起光と波長多重され
て、ポート12a−Ａに出力される。ポート12a−Ａに出力
された信号光と励起光のうち、励起光は反射面17bで反
射されるので第二の希土類添加光ファイバ11bを双方向
から励起し、信号光も反射面17bで反射されるので希土
類添加光ファイバ11bで往復とも増幅されて、ポート12a
−Ｂに出力される。
双方向に光信号を増幅する場合には反射光によって動
作不安定が生ずる可能性がある。しかし、第１図の実施
例と同様に三つの励起光を同時に使用する場合を光ファ
イバ伝送路の障害点探索のみに限定し、しかも反射点の
反射減衰量と三つの希土類添加光ファイバ11a,11b,11c
の増幅利得との関係を適当に設定することにより解決で
きる。
作不安定が生ずる可能性がある。しかし、第１図の実施
例と同様に三つの励起光を同時に使用する場合を光ファ
イバ伝送路の障害点探索のみに限定し、しかも反射点の
反射減衰量と三つの希土類添加光ファイバ11a,11b,11c
の増幅利得との関係を適当に設定することにより解決で
きる。
本発明の具体的な適用例を第３図に示す。100は本発
明の双方向光ファイバ増幅器（第１図，第２図に示すも
の）である。通常の信号光伝送時においては、第３図
（ａ）に示すように、全ての光ファイバ増幅器の増幅方
向が同一となるように、それぞれ１つの励起光のみを用
いた一方向性の光ファイバ増幅器として使用する。一
方、この伝送路の状況把握を光パルス試験器を用いて行
う場合を第３図（ｂ）に示す。光パルス試験器では光フ
ァイバ増幅器の増幅帯域内でかつ光フィルタの通過する
波長を使用する。また、各光ファイバ増幅器では残りの
励起光も用いた双方向性の光ファイバ増幅器として使用
する。伝送路の構成では送信用伝送装置110のかわり
に、光パルス試験器130を接続し、測定用光パルスを入
射する。送信側から、入射された光パルスは光ファイバ
によって損失をうけるとともに、光ファイバ増幅器によ
って増幅をうけつつ、光ファイバ伝送路を伝搬する。伝
送路で生じた後方散乱光は再び光ファイバによって損失
を受けるとともに、増幅を受け、光パルス試験器に入力
する。後方散乱光を解析することで、光ファイバ増幅器
を含んだ全区間の試験が１回でできる。受信用伝送装置
120のかわりに、光パルス試験器130を接続し、信号光の
伝搬方向とは逆に測定用光パルスを入射しても同様に光
ファイバ増幅器を含んだ全区間の試験が１回でできる。
明の双方向光ファイバ増幅器（第１図，第２図に示すも
の）である。通常の信号光伝送時においては、第３図
（ａ）に示すように、全ての光ファイバ増幅器の増幅方
向が同一となるように、それぞれ１つの励起光のみを用
いた一方向性の光ファイバ増幅器として使用する。一
方、この伝送路の状況把握を光パルス試験器を用いて行
う場合を第３図（ｂ）に示す。光パルス試験器では光フ
ァイバ増幅器の増幅帯域内でかつ光フィルタの通過する
波長を使用する。また、各光ファイバ増幅器では残りの
励起光も用いた双方向性の光ファイバ増幅器として使用
する。伝送路の構成では送信用伝送装置110のかわり
に、光パルス試験器130を接続し、測定用光パルスを入
射する。送信側から、入射された光パルスは光ファイバ
によって損失をうけるとともに、光ファイバ増幅器によ
って増幅をうけつつ、光ファイバ伝送路を伝搬する。伝
送路で生じた後方散乱光は再び光ファイバによって損失
を受けるとともに、増幅を受け、光パルス試験器に入力
する。後方散乱光を解析することで、光ファイバ増幅器
を含んだ全区間の試験が１回でできる。受信用伝送装置
120のかわりに、光パルス試験器130を接続し、信号光の
伝搬方向とは逆に測定用光パルスを入射しても同様に光
ファイバ増幅器を含んだ全区間の試験が１回でできる。
以上のように本発明を用いることにより、光ファイバ
増幅器を含んだ伝送路であっても、光パルス試験器を利
用することができ、これを利用して全伝送路区間の試験
を行うことができる。
増幅器を含んだ伝送路であっても、光パルス試験器を利
用することができ、これを利用して全伝送路区間の試験
を行うことができる。
〈発明の効果〉 以上に説明したように、本発明を用いれば、希土類添
加光ファイバの前後の少なくとも一方に光サーキュレー
タを用いる構成とすることにより、反射光を抑圧するこ
とができ、しかも、光ファイバ増幅器を含む長距離伝送
路を１回の光パルス試験器の測定で、光ファイバの障害
点・光ファイバ増幅器の故障点を正確に把握でき、迅速
かつ確実に修理が行うことができる。
加光ファイバの前後の少なくとも一方に光サーキュレー
タを用いる構成とすることにより、反射光を抑圧するこ
とができ、しかも、光ファイバ増幅器を含む長距離伝送
路を１回の光パルス試験器の測定で、光ファイバの障害
点・光ファイバ増幅器の故障点を正確に把握でき、迅速
かつ確実に修理が行うことができる。
第１図は一実施例に係る双方向光ファイバ増幅器を示す
構成図、第２図は他の実施例に係る双方向光ファイバ増
幅器を示す構成図、第３図は実施例の双方向光ファイバ
増幅器の使用例を示す説明図、第４図は従来技術に係る
光ファイバ増幅器を示す構成図である。 図面中、 1a,1b,11a,11b,11cは希土類添加光ファイバ、2,12a,12b
は光サーキュレータ、3a,3b,13a,13b,13cは光結合器、4
a,4b,14a,14b,14cは励起光源、5,15は光フィルタ、6a,6
b,16a,16b,16c,16dは光ファイバ、7a,7b,17a,17b,17c,1
7dは反射面、8a,8b,18a,18bは接続点である。
構成図、第２図は他の実施例に係る双方向光ファイバ増
幅器を示す構成図、第３図は実施例の双方向光ファイバ
増幅器の使用例を示す説明図、第４図は従来技術に係る
光ファイバ増幅器を示す構成図である。 図面中、 1a,1b,11a,11b,11cは希土類添加光ファイバ、2,12a,12b
は光サーキュレータ、3a,3b,13a,13b,13cは光結合器、4
a,4b,14a,14b,14cは励起光源、5,15は光フィルタ、6a,6
b,16a,16b,16c,16dは光ファイバ、7a,7b,17a,17b,17c,1
7dは反射面、8a,8b,18a,18bは接続点である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−231030（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−144527（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−29123（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/10 H01S 3/07 H01S 3/17 G02F 1/35 501 H04B 10/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】希土類添加光ファイバと光の入出力端子と
なる四つのポートを有する光サーキュレータとを具備す
る光ファイバ増幅器であって、光サーキュレータの入出
力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の入
力側には一端側に励起光と信号光とが結合される第一の
希土類添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側に
は光ファイバが接続され、一方、上記光サーキュレータ
の他方の組の入力側には励起光と信号光とを結合する部
分を含むと共に一端に反射面を有する光ファイバの他端
が接続され且つ出力側には一端側に反射面が接続された
第二の希土類添加光ファイバの他端側が接続されている
ことを特徴とする双方向光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】希土類添加光ファイバと光の入出力端子と
なる四つのポートを有する光サーキュレータとを具備す
る光ファイバ増幅器であって、第一の光サーキュレータ
の入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の
組の入力側には励起光と信号光とを結合する部分を含む
第一の光ファイバが接続され且つ出力側には第一の希土
類添加光ファイバの一端側が接続され、一方、上記第一
の光サーキュレータの他方の組の入力側には励起光と信
号光とを結合する部分を含むと共に一端に反射面を有す
る第二の光ファイバの他端が接続され且つ出力側には一
端側に反射面が接続された第二の希土類添加光ファイバ
の他端側が接続されており、また、第二の光サーキュレ
ータの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一
方の組の入力側には上記第一の希土類添加光ファイバの
他端が接続され且つ出力側には第三の光ファイバが接続
され、一方、上記第二の光サーキュレータの他方の組の
入力側には励起光と信号光とを結合する部分を含むと共
に一端に反射面を有する第四の光ファイバが接続され且
つ出力側には一端側に反射面が接続された第三の希土類
添加光ファイバが接続されていることを特徴とする双方
向光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172767A JP2859386B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 双方向光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172767A JP2859386B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 双方向光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462527A JPH0462527A (ja) | 1992-02-27 |
| JP2859386B2 true JP2859386B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=15947961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2172767A Expired - Fee Related JP2859386B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 双方向光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2859386B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2550862B2 (ja) * | 1993-05-31 | 1996-11-06 | 日本電気株式会社 | 双方向光増幅器 |
| US5548438A (en) * | 1993-12-23 | 1996-08-20 | At&T Corp. | Bidirectional optical amplifier |
| US5748363A (en) * | 1995-11-30 | 1998-05-05 | Fitel Inc. | Wavelength dependent crossover system for bi-directional transmission |
| GB0713265D0 (en) * | 2007-07-09 | 2007-08-15 | Spi Lasers Uk Ltd | Apparatus and method for laser processing a material |
-
1990
- 1990-07-02 JP JP2172767A patent/JP2859386B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0462527A (ja) | 1992-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |