JP2994577B2 - 光増幅装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１.０６μｍ帯の
波長を有する光信号を増幅する光増幅装置に関する。
波長を有する光信号を増幅する光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、波長１.０６μｍ帯の光信号を直
接増幅する場合、固体レーザ型光増幅器（以下、第１の
従来例という。例えば、Ｈ．Ｐｌａｅｓｓｍａｎｎ ｅ
ｔ ａｌ．，“Ｍｕｌｔｉｐａｓｓ ｄｉｏｄｅ−ｐｕ
ｍｐｅｄ ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｏｐｔｉｃａｌ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ，Ｖｏｌ．１８，ｐｐ１４２０−１４２２，１９９３
年参照。）又は、石英を用いた誘電体光導波路型光増幅
器（以下、第２の従来例という。例えば、和田充弘ほ
か、“ＬＤ励起によるＮｄドープ集積型光増幅素子の増
幅特性”，１９９２年電子情報通信学会春季大会，ＳＢ
−９−１，ｐｐ４２３−４２４参照）を用いていた。
接増幅する場合、固体レーザ型光増幅器（以下、第１の
従来例という。例えば、Ｈ．Ｐｌａｅｓｓｍａｎｎ ｅ
ｔ ａｌ．，“Ｍｕｌｔｉｐａｓｓ ｄｉｏｄｅ−ｐｕ
ｍｐｅｄ ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｏｐｔｉｃａｌ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ，Ｖｏｌ．１８，ｐｐ１４２０−１４２２，１９９３
年参照。）又は、石英を用いた誘電体光導波路型光増幅
器（以下、第２の従来例という。例えば、和田充弘ほ
か、“ＬＤ励起によるＮｄドープ集積型光増幅素子の増
幅特性”，１９９２年電子情報通信学会春季大会，ＳＢ
−９−１，ｐｐ４２３−４２４参照）を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
第１と第２の従来例の構成では十分に大きな利得を得る
ために、増幅媒質の結晶内において信号光と励起光が重
なる光路長を長くする必要があった。増幅媒質の濃度は
飽和濃度で制限されるため、増幅媒質の結晶を長くする
か、信号光を多数回にわたって増幅媒質の結晶を往復さ
せる必要があった。その結果装置は大型化するという問
題点があるとともに、第２の従来例においては１０ｄＢ
以上の高利得化は極めて難しく、一方、第１の従来例に
おいては、環境変動による光軸ずれの影響を受けやすい
という問題点があった。また、これらの従来例の利得
は、信号光の偏波依存性が大きく、信号光の偏波変動に
より利得が変動する問題もあった。
第１と第２の従来例の構成では十分に大きな利得を得る
ために、増幅媒質の結晶内において信号光と励起光が重
なる光路長を長くする必要があった。増幅媒質の濃度は
飽和濃度で制限されるため、増幅媒質の結晶を長くする
か、信号光を多数回にわたって増幅媒質の結晶を往復さ
せる必要があった。その結果装置は大型化するという問
題点があるとともに、第２の従来例においては１０ｄＢ
以上の高利得化は極めて難しく、一方、第１の従来例に
おいては、環境変動による光軸ずれの影響を受けやすい
という問題点があった。また、これらの従来例の利得
は、信号光の偏波依存性が大きく、信号光の偏波変動に
より利得が変動する問題もあった。
【０００４】さらに、装置を小型化するために、希土類
元素をドーピングした光ファイバケーブルを用いた光増
幅装置（以下、第３の従来例という。）が特開平１−９
４３２９号公報において開示されているが、１.０６μ
ｍ帯の波長を有する光信号を増幅することはできなかっ
た。
元素をドーピングした光ファイバケーブルを用いた光増
幅装置（以下、第３の従来例という。）が特開平１−９
４３２９号公報において開示されているが、１.０６μ
ｍ帯の波長を有する光信号を増幅することはできなかっ
た。
【０００５】本発明の目的は以上の問題点を解決し、
１.０６μｍ帯の波長を有する光信号を、信号光の偏波
変動により利得が変動することなく増幅することがで
き、しかも従来例に比較して小型・軽量である光増幅装
置を提供することにある。
１.０６μｍ帯の波長を有する光信号を、信号光の偏波
変動により利得が変動することなく増幅することがで
き、しかも従来例に比較して小型・軽量である光増幅装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の光増幅装置は、１.０６μｍ帯の波長を有する入力
された光信号を、入力端から出力端への一方向で通過さ
せる第１の光アイソレータと、主成分として石英ガラス
からなり所定の希土類元素と他の元素とがドーピングさ
れたコアと、石英ガラスのクラッドからなり、上記第１
の光アイソレータから出力される光信号をシングルモー
ドで伝送する光ファイバケーブルと、０．８μｍ帯の励
起波長を有する励起光を発生する励起光源と、上記励起
光を上記光ファイバケーブルに出力することにより上記
入力された光信号と合波し、上記励起光により励起され
た希土類元素による上記光ファイバケーブルにおける誘
導放出により増幅された１.０６μｍ帯の波長を有する
光信号を伝送して出力する光合波手段と、上記光合波手
段から出力される光信号を、入力端から出力端への一方
向で通過させる第２の光アイソレータとを備え、上記励
起波長は、０．８００μｍから０．８１５μｍまでの範
囲で設定され、上記希土類元素はＮｄであり、上記他の
元素の１つはＡｌであり、Ａｌの添加濃度を５００ｐｐ
ｍから１５，０００ｐｐｍまでの範囲で設定したことを
特徴とする。また、請求項２記載の光増幅装置は、請求
項１記載の光増幅装置において、上記他の元素の別の１
つはＧｅであり、上記コアにドーピングされたＧｅＯ2
の添加濃度を５重量％から３５重量％までの範囲で設定
したことを特徴とする。さらに、請求項３記載の光増幅
装置は、請求項１又は２記載の光増幅装置において、上
記光ファイバケーブルへのＮｄのドープ量と上記光ファ
イバケーブルの長さの積は、２ｋｍ・ｐｐｍから１５ｋ
ｍ・ｐｐｍまでの範囲で設定したことを特徴とする。ま
たさらに、請求項４記載の光増幅装置は、請求項１乃至
３のうちの１つに記載の光増幅装置において、上記光フ
ァイバケーブルのコアとクラッドの比屈折率差は、０．
８％から２％までの範囲で設定されたことを特徴とす
る。
載の光増幅装置は、１.０６μｍ帯の波長を有する入力
された光信号を、入力端から出力端への一方向で通過さ
せる第１の光アイソレータと、主成分として石英ガラス
からなり所定の希土類元素と他の元素とがドーピングさ
れたコアと、石英ガラスのクラッドからなり、上記第１
の光アイソレータから出力される光信号をシングルモー
ドで伝送する光ファイバケーブルと、０．８μｍ帯の励
起波長を有する励起光を発生する励起光源と、上記励起
光を上記光ファイバケーブルに出力することにより上記
入力された光信号と合波し、上記励起光により励起され
た希土類元素による上記光ファイバケーブルにおける誘
導放出により増幅された１.０６μｍ帯の波長を有する
光信号を伝送して出力する光合波手段と、上記光合波手
段から出力される光信号を、入力端から出力端への一方
向で通過させる第２の光アイソレータとを備え、上記励
起波長は、０．８００μｍから０．８１５μｍまでの範
囲で設定され、上記希土類元素はＮｄであり、上記他の
元素の１つはＡｌであり、Ａｌの添加濃度を５００ｐｐ
ｍから１５，０００ｐｐｍまでの範囲で設定したことを
特徴とする。また、請求項２記載の光増幅装置は、請求
項１記載の光増幅装置において、上記他の元素の別の１
つはＧｅであり、上記コアにドーピングされたＧｅＯ2
の添加濃度を５重量％から３５重量％までの範囲で設定
したことを特徴とする。さらに、請求項３記載の光増幅
装置は、請求項１又は２記載の光増幅装置において、上
記光ファイバケーブルへのＮｄのドープ量と上記光ファ
イバケーブルの長さの積は、２ｋｍ・ｐｐｍから１５ｋ
ｍ・ｐｐｍまでの範囲で設定したことを特徴とする。ま
たさらに、請求項４記載の光増幅装置は、請求項１乃至
３のうちの１つに記載の光増幅装置において、上記光フ
ァイバケーブルのコアとクラッドの比屈折率差は、０．
８％から２％までの範囲で設定されたことを特徴とす
る。
【０００７】以上のように構成された光増幅装置におい
ては、上記第１のアイソレータは、１.０６μｍ帯の波
長を有する入力された光信号を、入力端から出力端への
一方向で通過させる。次いで、上記石英ガラス光ファイ
バケーブルは、上記第１の光アイソレータから出力され
る光信号をシングルモードで伝送する。そして、上記光
合成手段は、上記励起光を上記光ファイバケーブルに出
力することにより上記入力された光信号と合波し、上記
励起光により励起された希土類元素による上記光ファイ
バケーブルにおける誘導放出により増幅された１.０６
μｍ帯の波長を有する光信号を伝送して出力する。さら
に、上記第２の光アイソレータは、上記光合波手段から
出力される光信号を、入力端から出力端への一方向で通
過させて、増幅された出力光信号として出力する。
ては、上記第１のアイソレータは、１.０６μｍ帯の波
長を有する入力された光信号を、入力端から出力端への
一方向で通過させる。次いで、上記石英ガラス光ファイ
バケーブルは、上記第１の光アイソレータから出力され
る光信号をシングルモードで伝送する。そして、上記光
合成手段は、上記励起光を上記光ファイバケーブルに出
力することにより上記入力された光信号と合波し、上記
励起光により励起された希土類元素による上記光ファイ
バケーブルにおける誘導放出により増幅された１.０６
μｍ帯の波長を有する光信号を伝送して出力する。さら
に、上記第２の光アイソレータは、上記光合波手段から
出力される光信号を、入力端から出力端への一方向で通
過させて、増幅された出力光信号として出力する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。図１は本発明に係る一実
施形態の光増幅装置１０のブロック図である。この光増
幅装置１０は、図１に示すように、光アイソレータ１１
と、光ファイバケーブル１２と、光合波モジュール１３
と、励起光源１４と、光アイソレータ１５とを備えて構
成される。
る実施形態について説明する。図１は本発明に係る一実
施形態の光増幅装置１０のブロック図である。この光増
幅装置１０は、図１に示すように、光アイソレータ１１
と、光ファイバケーブル１２と、光合波モジュール１３
と、励起光源１４と、光アイソレータ１５とを備えて構
成される。
【０００９】図１において、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ１は、
１．０６μｍ帯の波長を有する単一モードの光信号を発
生して、減衰器２を介して光増幅装置１０の光アイソレ
ータ１１に出力する。ここで、１．０６μｍ帯とは、
１．０５μｍから１．１０μｍまでの範囲の波長をい
う。光アイソレータ１１，１５は、波長選択性の光アイ
ソレータであって、図５に示すように、方解石６１と、
ファラデー回転子６２と、方解石６３と、方解石６４と
を備えて公知の如く構成され、入力端から入射する光信
号を入力端から出力端への一方向で伝送して出力する。
ここで、各方解石６１，６３，６４における矢印は、結
晶のＣ軸を表し、ファラデー回転子６２の矢印は、偏波
面の回転方向を表す。各方解石６１，６３，６４は入射
する光信号を結晶のＣ軸に平行な偏波成分と垂直な偏波
成分とに分離し、その平行な偏波成分の光軸をｚ軸から
ずらして出力する。なお、各方解石６１，６３，６４の
各長手方向の長さｌ1，ｌ2，ｌ3は次の数１の関係を有
するように設定される。
１．０６μｍ帯の波長を有する単一モードの光信号を発
生して、減衰器２を介して光増幅装置１０の光アイソレ
ータ１１に出力する。ここで、１．０６μｍ帯とは、
１．０５μｍから１．１０μｍまでの範囲の波長をい
う。光アイソレータ１１，１５は、波長選択性の光アイ
ソレータであって、図５に示すように、方解石６１と、
ファラデー回転子６２と、方解石６３と、方解石６４と
を備えて公知の如く構成され、入力端から入射する光信
号を入力端から出力端への一方向で伝送して出力する。
ここで、各方解石６１，６３，６４における矢印は、結
晶のＣ軸を表し、ファラデー回転子６２の矢印は、偏波
面の回転方向を表す。各方解石６１，６３，６４は入射
する光信号を結晶のＣ軸に平行な偏波成分と垂直な偏波
成分とに分離し、その平行な偏波成分の光軸をｚ軸から
ずらして出力する。なお、各方解石６１，６３，６４の
各長手方向の長さｌ1，ｌ2，ｌ3は次の数１の関係を有
するように設定される。
【００１０】
【数１】ｌ1＝√(２)・ｌ2＝√(２)・ｌ3
【００１１】入力される光信号が図５に示すようにｘ軸
とｙ軸に垂直なｚ軸方向に伝送されて方解石６１の入力
端面に入射するとき、当該光信号は方解石６１を介して
ファラデー回転子６２に入射し、このときファラデー回
転子６２は、入力されたｚ軸の回りに光信号の伝送方向
に向かって右回りで４５°だけ光信号の偏波を回転して
通過させて、方解石６３の入力端面に出力する。そし
て、当該光信号は方解石６３及び６４を介して出力され
る。ここで、出力される光信号は、出力側から方解石６
４の出力端面を見たときに、ｘ−ｙ平面上の第３象限の
所定の位置から出力される。従って、方解石６１の入力
端面に入射した光信号はすべて、偏波状態に依存せず、
方解石６４の出力端面から出力される。一方、方解石６
４の出力端面から出射した後入射する反射光は方解石６
１の入力端面側に出力されない。なお、光アイソレータ
１１，１５において、入射する光信号の偏波変動による
利得変動は０．２ｄＢ以下であり、光信号の偏波依存性
は実質的に無い。
とｙ軸に垂直なｚ軸方向に伝送されて方解石６１の入力
端面に入射するとき、当該光信号は方解石６１を介して
ファラデー回転子６２に入射し、このときファラデー回
転子６２は、入力されたｚ軸の回りに光信号の伝送方向
に向かって右回りで４５°だけ光信号の偏波を回転して
通過させて、方解石６３の入力端面に出力する。そし
て、当該光信号は方解石６３及び６４を介して出力され
る。ここで、出力される光信号は、出力側から方解石６
４の出力端面を見たときに、ｘ−ｙ平面上の第３象限の
所定の位置から出力される。従って、方解石６１の入力
端面に入射した光信号はすべて、偏波状態に依存せず、
方解石６４の出力端面から出力される。一方、方解石６
４の出力端面から出射した後入射する反射光は方解石６
１の入力端面側に出力されない。なお、光アイソレータ
１１，１５において、入射する光信号の偏波変動による
利得変動は０．２ｄＢ以下であり、光信号の偏波依存性
は実質的に無い。
【００１２】光アイソレータ１１は、減衰器２から入射
する光信号を入力端から出力端への一方向で伝送して光
ファイバケーブル１２に出力する。光アイソレータ１１
の出力端には、光ファイバーケーブル１２の一端が接続
され、その他端は、光合波モジュール１３のポートＰ１
に設けられる結合用フォーカスレンズ２１に接続され
る。
する光信号を入力端から出力端への一方向で伝送して光
ファイバケーブル１２に出力する。光アイソレータ１１
の出力端には、光ファイバーケーブル１２の一端が接続
され、その他端は、光合波モジュール１３のポートＰ１
に設けられる結合用フォーカスレンズ２１に接続され
る。
【００１３】光ファイバケーブル１２は、シングルモー
ドの光信号を伝送するための光ケーブルであって、図２
に示すように、円形断面のコア３１と、このコア３１の
周囲を覆う環状断面のクラッド３２とから構成されてお
り、コア３１及びクラッド３２は例えば屈折率の互いに
異なる石英ガラスからなる。この光ファイバケーブル１
２は例えば、公知のＶＡＤ法により製造され、当該光フ
ァイバケーブル１２には、主成分が石英ガラス（ＳｉＯ
2）であるコア３１の部分に、所定の希土類元素として
Ｎｄ（ネオジム）がドーピングされていると共に、他の
元素の１つとしてＡｌ（アルミニウム）がドーピングさ
れ、これによって、コア３１には実際にはＡｌ2Ｏ3が添
加されることになる。また、コア３１には、他の元素の
別の１つとして、好ましくはＧｅ（ゲルマニウム）がド
ーピングされ、これによって、コア３１には実際にはＧ
ｅＯ2が添加されることになる。コア３１の径は好まし
くは約５μｍであり、光ファイバケーブル１２のカット
オフ波長は好ましくは０．７５μｍである。
ドの光信号を伝送するための光ケーブルであって、図２
に示すように、円形断面のコア３１と、このコア３１の
周囲を覆う環状断面のクラッド３２とから構成されてお
り、コア３１及びクラッド３２は例えば屈折率の互いに
異なる石英ガラスからなる。この光ファイバケーブル１
２は例えば、公知のＶＡＤ法により製造され、当該光フ
ァイバケーブル１２には、主成分が石英ガラス（ＳｉＯ
2）であるコア３１の部分に、所定の希土類元素として
Ｎｄ（ネオジム）がドーピングされていると共に、他の
元素の１つとしてＡｌ（アルミニウム）がドーピングさ
れ、これによって、コア３１には実際にはＡｌ2Ｏ3が添
加されることになる。また、コア３１には、他の元素の
別の１つとして、好ましくはＧｅ（ゲルマニウム）がド
ーピングされ、これによって、コア３１には実際にはＧ
ｅＯ2が添加されることになる。コア３１の径は好まし
くは約５μｍであり、光ファイバケーブル１２のカット
オフ波長は好ましくは０．７５μｍである。
【００１４】励起光源１４は、単一モードの所定の０．
８μｍ帯の励起波長を有する励起光を発生して、光ファ
イバケーブル１６並びに、光合波モジュール１３のポー
トＰ３に設けられるコリメータレンズ２２及び結合用フ
ォーカスレンズ２３を介して多層誘電体板２５に向かっ
て出力する。ここで、０．８μｍ帯は、０．８００μｍ
から０．８１６μｍまでの範囲の波長をいう。上記励起
波長は、好ましくは、図１１から明らかなように、０．
８００μｍから０．８１５μｍまでの範囲に設定され
る。
８μｍ帯の励起波長を有する励起光を発生して、光ファ
イバケーブル１６並びに、光合波モジュール１３のポー
トＰ３に設けられるコリメータレンズ２２及び結合用フ
ォーカスレンズ２３を介して多層誘電体板２５に向かっ
て出力する。ここで、０．８μｍ帯は、０．８００μｍ
から０．８１６μｍまでの範囲の波長をいう。上記励起
波長は、好ましくは、図１１から明らかなように、０．
８００μｍから０．８１５μｍまでの範囲に設定され
る。
【００１５】光合波モジュール１３は、励起波長λｐを
有する励起光を反射するが信号波長λｓを有する光信号
を通過させる多層誘電体板２５を備えて構成される。多
層誘電体板２５は、図４に示すように、比較的高い屈折
率を有する誘電体薄膜６１と、比較的低い屈折率を有す
る誘電体薄膜６２とが交互にかつ、例えばあわせて２０
層乃至５０層だけ積層されて形成される。このように多
層化して形成するのは、波長の違いによる反射率と透過
率との差を大きく設定するためである。当該光合波モジ
ュール１３において、ポートＰ１とポートＰ２は、ポー
トＰ１からポートＰ２への光軸に対してφだけ入射面が
傾斜された多層誘電体板２５を介して対向する位置に設
けられ、ポートＰ３は、ポートＰ３からの励起光が多層
誘電体板２５に入射角θ＝９０°−φで入射して当該多
層誘電体板２５によって上記入射角と同一の反射角θで
反射されてその反射光がポートＰ１に到達するような位
置に設けられる。ここで、ポートＰ１には、光ファイバ
ケーブル１２と接続するための結合用フォーカスレンズ
２１が設けられ、ポートＰ２には、光アイソレータ１５
の入力端面と接続するための結合用フォーカスレンズ２
４が設けられる。さらに、ポートＰ３には、励起光源１
４の出力端に接続される光ファイバケーブル１６に接続
するためのコリメータレンズ２２及び結合用フォーカス
レンズ２３が設けられる。
有する励起光を反射するが信号波長λｓを有する光信号
を通過させる多層誘電体板２５を備えて構成される。多
層誘電体板２５は、図４に示すように、比較的高い屈折
率を有する誘電体薄膜６１と、比較的低い屈折率を有す
る誘電体薄膜６２とが交互にかつ、例えばあわせて２０
層乃至５０層だけ積層されて形成される。このように多
層化して形成するのは、波長の違いによる反射率と透過
率との差を大きく設定するためである。当該光合波モジ
ュール１３において、ポートＰ１とポートＰ２は、ポー
トＰ１からポートＰ２への光軸に対してφだけ入射面が
傾斜された多層誘電体板２５を介して対向する位置に設
けられ、ポートＰ３は、ポートＰ３からの励起光が多層
誘電体板２５に入射角θ＝９０°−φで入射して当該多
層誘電体板２５によって上記入射角と同一の反射角θで
反射されてその反射光がポートＰ１に到達するような位
置に設けられる。ここで、ポートＰ１には、光ファイバ
ケーブル１２と接続するための結合用フォーカスレンズ
２１が設けられ、ポートＰ２には、光アイソレータ１５
の入力端面と接続するための結合用フォーカスレンズ２
４が設けられる。さらに、ポートＰ３には、励起光源１
４の出力端に接続される光ファイバケーブル１６に接続
するためのコリメータレンズ２２及び結合用フォーカス
レンズ２３が設けられる。
【００１６】図６は、図１の光合波モジュール１３にお
けるポートＰ１−Ｐ３間の挿入損失の波長特性を示すグ
ラフである。図６から明らかなように、光合波モジュー
ル１３は、ポートＰ３から入射する０．８０μｍ帯の波
長を有する励起光のみを反射してポートＰ１に出力する
ことがわかる。図７は、図１の光合波モジュール１３に
おけるポートＰ１−Ｐ４間の透過損失の波長特性を示す
グラフである。図７から明らかなように、光合波モジュ
ール１３は、ポートＰ１から入射する１．０μｍ以上の
波長の光信号を通過させてポートＰ４に出力することが
わかる。
けるポートＰ１−Ｐ３間の挿入損失の波長特性を示すグ
ラフである。図６から明らかなように、光合波モジュー
ル１３は、ポートＰ３から入射する０．８０μｍ帯の波
長を有する励起光のみを反射してポートＰ１に出力する
ことがわかる。図７は、図１の光合波モジュール１３に
おけるポートＰ１−Ｐ４間の透過損失の波長特性を示す
グラフである。図７から明らかなように、光合波モジュ
ール１３は、ポートＰ１から入射する１．０μｍ以上の
波長の光信号を通過させてポートＰ４に出力することが
わかる。
【００１７】光ファイバケーブル１２は、光アイソレー
タ１１から出力される光信号をシングルモードで伝送す
る。一方、励起光源１４から出力される励起光は、光フ
ァイバケーブル１６、コリメータレンズ２２及び結合用
フォーカスレンズ２３を介して、多層誘電体板２５に入
射し、ここで、多層誘電体板２５は入射した励起光を反
射して、その反射光である励起光を結合用フォーカスレ
ンズ２１を介して光ファイバケーブル１２に出力する。
励起光を光ファイバケーブル１２に出力することにより
光ファイバケーブル１２をシングルモードで伝送してい
る光信号と合波し、上記励起光により励起されたコア３
１に含まれる希土類元素による光ファイバケーブル１２
における誘導放出により増幅され、当該増幅された１.
０６μｍ帯の波長を有する光信号は光ファイバケーブル
１２によって光合波モジュール１３への方向に伝送され
る。この増幅された光信号は、結合用フォーカスレンズ
２１を介して多層誘電体板２５に入射角θで入射する
が、多層誘電体板２５は当該光信号をそのまま透過させ
て、結合用フォーカスレンズ２４及び光ファイバケーブ
ル１７を介して光アイソレータ１５に出力する。光アイ
ソレータ１５は、入射する光信号を入力端から出力端へ
の一方向で伝送して、増幅された出力光として出力す
る。
タ１１から出力される光信号をシングルモードで伝送す
る。一方、励起光源１４から出力される励起光は、光フ
ァイバケーブル１６、コリメータレンズ２２及び結合用
フォーカスレンズ２３を介して、多層誘電体板２５に入
射し、ここで、多層誘電体板２５は入射した励起光を反
射して、その反射光である励起光を結合用フォーカスレ
ンズ２１を介して光ファイバケーブル１２に出力する。
励起光を光ファイバケーブル１２に出力することにより
光ファイバケーブル１２をシングルモードで伝送してい
る光信号と合波し、上記励起光により励起されたコア３
１に含まれる希土類元素による光ファイバケーブル１２
における誘導放出により増幅され、当該増幅された１.
０６μｍ帯の波長を有する光信号は光ファイバケーブル
１２によって光合波モジュール１３への方向に伝送され
る。この増幅された光信号は、結合用フォーカスレンズ
２１を介して多層誘電体板２５に入射角θで入射する
が、多層誘電体板２５は当該光信号をそのまま透過させ
て、結合用フォーカスレンズ２４及び光ファイバケーブ
ル１７を介して光アイソレータ１５に出力する。光アイ
ソレータ１５は、入射する光信号を入力端から出力端へ
の一方向で伝送して、増幅された出力光として出力す
る。
【００１８】以上のように構成された光増幅装置１０に
おいては、入力端と出力端にそれぞれ光アイソレータ１
１，１５を設けているので、光増幅装置１０の入力端と
出力端において反射光が生じず、増幅された光信号が入
力端に戻らないので、光増幅装置１０が発振することを
防止することができる。従って、１．０６μｍ帯の波長
を有する光信号を比較的な大きな利得で増幅して出力す
ることができる。
おいては、入力端と出力端にそれぞれ光アイソレータ１
１，１５を設けているので、光増幅装置１０の入力端と
出力端において反射光が生じず、増幅された光信号が入
力端に戻らないので、光増幅装置１０が発振することを
防止することができる。従って、１．０６μｍ帯の波長
を有する光信号を比較的な大きな利得で増幅して出力す
ることができる。
【００１９】また、誘導放出による光信号を増幅する光
ファイバケーブル１２と、２つの光アイソレータ１１，
１５と、光合波モジュール１３とは、たとえ入力された
光信号の偏波が変動しても利得の変動はほとんど無いの
で、偏波依存性は実質的に無い。従って、光増幅装置１
０は、入力された光信号の偏波が変動しても利得の変動
はほとんど無いので、偏波依存性は実質的に無い。光信
号の偏波の変動による光増幅装置１０の利得変動は、例
えば０．２ｄＢ以下におさえることができる。さらに、
光増幅装置１０は図１に示すように、第１及び第２の従
来例に比較して装置構成が簡単であるので、第１及び第
２の従来例に比較して小型・軽量化することができる。
ファイバケーブル１２と、２つの光アイソレータ１１，
１５と、光合波モジュール１３とは、たとえ入力された
光信号の偏波が変動しても利得の変動はほとんど無いの
で、偏波依存性は実質的に無い。従って、光増幅装置１
０は、入力された光信号の偏波が変動しても利得の変動
はほとんど無いので、偏波依存性は実質的に無い。光信
号の偏波の変動による光増幅装置１０の利得変動は、例
えば０．２ｄＢ以下におさえることができる。さらに、
光増幅装置１０は図１に示すように、第１及び第２の従
来例に比較して装置構成が簡単であるので、第１及び第
２の従来例に比較して小型・軽量化することができる。
【００２０】
【実施例】本発明者は、上記の光増幅装置１０を試作し
て実験を行い、以下に示す実験結果を得た。なお、指定
する箇所を除いて以下のようにパラメータを設定した。 （ａ）光ファイバケーブル１２の長さ＝１４３ｍ； （ｂ）Ｎｄのドープ量＝１４０ｐｐｍ； （ｃ）光ファイバケーブル１２の開口数ＮＡ＝０．２； （ｄ）励起光源１４の波長λｐ＝０．８０８μｍ； （ｅ）励起光源１４の励起光電力Ｐｐ＝５４ｍＷ； （ｆ）数３で定義される光ファイバケーブル１２の比屈
折率差＝１％； （ｇ）Ａｌの添加濃度＝４０００ｐｐｍ。
て実験を行い、以下に示す実験結果を得た。なお、指定
する箇所を除いて以下のようにパラメータを設定した。 （ａ）光ファイバケーブル１２の長さ＝１４３ｍ； （ｂ）Ｎｄのドープ量＝１４０ｐｐｍ； （ｃ）光ファイバケーブル１２の開口数ＮＡ＝０．２； （ｄ）励起光源１４の波長λｐ＝０．８０８μｍ； （ｅ）励起光源１４の励起光電力Ｐｐ＝５４ｍＷ； （ｆ）数３で定義される光ファイバケーブル１２の比屈
折率差＝１％； （ｇ）Ａｌの添加濃度＝４０００ｐｐｍ。
【００２１】図８は、図１の光ファイバケーブル１２の
蛍光強度の波長特性、すなわち蛍光スペクトルを示すグ
ラフである。図８から明らかなように、レーザ１から出
力される光信号の増幅に寄与する蛍光スペクトルのピー
ク波長は１．０６３μｍであって、その３ｄＢ帯域幅は
１５ｎｍであった。
蛍光強度の波長特性、すなわち蛍光スペクトルを示すグ
ラフである。図８から明らかなように、レーザ１から出
力される光信号の増幅に寄与する蛍光スペクトルのピー
ク波長は１．０６３μｍであって、その３ｄＢ帯域幅は
１５ｎｍであった。
【００２２】図９は、図１の光増幅装置１０における出
力光電力に対するグロス利得の特性を示すグラフであ
る。ここで、グロス利得Ｇｇとは、各結合部などの損失
を測定せずに光増幅装置１０の実質的な利得を測定する
ための利得であり、次の数２で表わすことができる。
力光電力に対するグロス利得の特性を示すグラフであ
る。ここで、グロス利得Ｇｇとは、各結合部などの損失
を測定せずに光増幅装置１０の実質的な利得を測定する
ための利得であり、次の数２で表わすことができる。
【００２３】
【数２】 Ｇｇ＝１０・ｌｏｇ{(Ｐon−Ｐoff)／Ｐin}(ｄＢ)
【００２４】ここで、Ｐinは光ファイバケーブル１２に
入力される光信号の光電力であり、Ｐonは光ファイバケ
ーブル１２が接続されているときの光増幅装置１０から
出力される光信号の光電力であり、Ｐoffは光ファイバ
ケーブル１２が接続されていないときの光増幅装置１０
から出力される光信号の光電力である。図９から明らか
なように、出力光電力が−３０ｄＢｍから０ｄＢｍまで
の間で約２５ｄＢのグロス利得が得られている。また、
飽和利得から３ｄＢ利得低下時の出力光電力で定義した
飽和出力は４ｄＢｍであった。
入力される光信号の光電力であり、Ｐonは光ファイバケ
ーブル１２が接続されているときの光増幅装置１０から
出力される光信号の光電力であり、Ｐoffは光ファイバ
ケーブル１２が接続されていないときの光増幅装置１０
から出力される光信号の光電力である。図９から明らか
なように、出力光電力が−３０ｄＢｍから０ｄＢｍまで
の間で約２５ｄＢのグロス利得が得られている。また、
飽和利得から３ｄＢ利得低下時の出力光電力で定義した
飽和出力は４ｄＢｍであった。
【００２５】図１０は、図１の光増幅装置１０における
励起光電力Ｐｐ＝５０ｍＷのときの濃度条長積に対する
グロス利得の特性を示すグラフである。ここで、濃度条
長積とはＮｄのドープ量又はドープ濃度（ｐｐｍ）と光
ファイバケーブル１２の長さ（ｋｍ）との積である。図
１０から明らかなように、濃度条長積は、好ましくは２
ｋｍ・ｐｐｍから１５ｋｍ・ｐｐｍまでの範囲で設定さ
れ、より好ましくは３ｋｍ・ｐｐｍから１５ｋｍ・ｐｐ
ｍまでの範囲で設定される。
励起光電力Ｐｐ＝５０ｍＷのときの濃度条長積に対する
グロス利得の特性を示すグラフである。ここで、濃度条
長積とはＮｄのドープ量又はドープ濃度（ｐｐｍ）と光
ファイバケーブル１２の長さ（ｋｍ）との積である。図
１０から明らかなように、濃度条長積は、好ましくは２
ｋｍ・ｐｐｍから１５ｋｍ・ｐｐｍまでの範囲で設定さ
れ、より好ましくは３ｋｍ・ｐｐｍから１５ｋｍ・ｐｐ
ｍまでの範囲で設定される。
【００２６】図１１は、図１の光増幅装置１０における
励起光波長に対するグロス利得の特性を示すグラフであ
る。図１１から明らかなように、励起光波長は、好まし
くは、０．８０６８μｍから０．８０８２μｍまでの範
囲に設定される。
励起光波長に対するグロス利得の特性を示すグラフであ
る。図１１から明らかなように、励起光波長は、好まし
くは、０．８０６８μｍから０．８０８２μｍまでの範
囲に設定される。
【００２７】図１２は、図１の光増幅装置１０における
光ファイバケーブル１２へのＡｌ添加濃度に対するグロ
ス利得の特性を示すグラフである。図１２から明らかな
ように、添加するＡｌの濃度の範囲は好ましくは、５０
０ｐｐｍから１５，０００ｐｐｍまでの範囲であって、
より好ましくは、１，５００ｐｐｍから１０，０００ｐ
ｐｍまでの範囲であるように設定される。Ａｌを添加す
ることによりＮｄのドープ濃度を、Ａｌを添加しないと
きに比較して、例えば１０倍以上上げてドーピングする
ことができる。
光ファイバケーブル１２へのＡｌ添加濃度に対するグロ
ス利得の特性を示すグラフである。図１２から明らかな
ように、添加するＡｌの濃度の範囲は好ましくは、５０
０ｐｐｍから１５，０００ｐｐｍまでの範囲であって、
より好ましくは、１，５００ｐｐｍから１０，０００ｐ
ｐｍまでの範囲であるように設定される。Ａｌを添加す
ることによりＮｄのドープ濃度を、Ａｌを添加しないと
きに比較して、例えば１０倍以上上げてドーピングする
ことができる。
【００２８】図１３は、図１の光増幅装置１０における
比屈折率差Δに対するグロス利得Ｇｇ及び装置利得Ｇｔ
の特性を示すグラフである。ここで、比屈折率差Δは光
ファイバケーブル１２のコア３１とクラッド３２との間
の比屈折率差Δであって、次の数３で定義される。
比屈折率差Δに対するグロス利得Ｇｇ及び装置利得Ｇｔ
の特性を示すグラフである。ここで、比屈折率差Δは光
ファイバケーブル１２のコア３１とクラッド３２との間
の比屈折率差Δであって、次の数３で定義される。
【００２９】
【数３】 Δ＝（ｎ1 2−ｎ2 2）／（２ｎ1 2）×１００（％）
【００３０】ここで、ｎ1はコア３１の屈折率であり、
ｎ2はクラッド３２の屈折率である。また、装置利得Ｇ
ｔは、装置全体の利得であって、次の数４で定義され
る。
ｎ2はクラッド３２の屈折率である。また、装置利得Ｇ
ｔは、装置全体の利得であって、次の数４で定義され
る。
【００３１】
【数４】Ｇｔ＝Ｇｇ−Ｌｔ（ｄＢ）
【００３２】ここで、Ｌｔは、各光アイソレータ１１，
１５の通過損失と、それらの入出力結合部の接続損失
と、光合波モジュール１３の通過損失と、その入出力結
合部の接続損失などを含む損失である。図１３から明ら
かなように、グロス利得Ｇｇは比屈折率差の増大ととも
に単調増加するが、装置全体の装置利得Ｇｔには極大値
（最大値）が存在する。これは、比屈折率差を増大させ
ると、光ファイバケーブル１２中の伝搬断面積（モード
フィールド径）が小さくなり、光アイソレータ１１との
接続損失が増大するためであると考えられる。また、上
記比屈折率差は、好ましくは、０．８％から２％までの
範囲で設定され、より好ましくは、１．４％から１．８
％までの範囲で設定される。
１５の通過損失と、それらの入出力結合部の接続損失
と、光合波モジュール１３の通過損失と、その入出力結
合部の接続損失などを含む損失である。図１３から明ら
かなように、グロス利得Ｇｇは比屈折率差の増大ととも
に単調増加するが、装置全体の装置利得Ｇｔには極大値
（最大値）が存在する。これは、比屈折率差を増大させ
ると、光ファイバケーブル１２中の伝搬断面積（モード
フィールド径）が小さくなり、光アイソレータ１１との
接続損失が増大するためであると考えられる。また、上
記比屈折率差は、好ましくは、０．８％から２％までの
範囲で設定され、より好ましくは、１．４％から１．８
％までの範囲で設定される。
【００３３】図１４は、図１の光増幅装置におけるＧｅ
Ｏ2の添加濃度に対する蛍光スペクトルのピーク波長と
比屈折率差の特性を示すグラフである。図１４から明ら
かなように、光ファイバケーブル１２にＧｅを添加し、
実際にはＧｅＯ2を添加することにより、蛍光スペクト
ルのピーク波長は信号光波長（１．０６μｍ）である短
い波長側にシフトする。Ｇｅの添加によるピーク波長の
シフト効果は、ＧｅＯ2の添加濃度が約５重量％程度で
あるときに飽和し、これがＧｅＯ2の添加濃度の下限値
となる。Ｇｅのコア３１への添加により比屈折率差も同
時に増大し、最適な比屈折率差の設定範囲の上限は図１
３から明らかなように約２％であることから、ＧｅＯ2
の添加濃度の上限値は約３５重量％となる。従って、コ
ア３１にドーピングされたＧｅＯ2の添加濃度を５重量
％から３５重量％までの範囲で設定することが好まし
い。
Ｏ2の添加濃度に対する蛍光スペクトルのピーク波長と
比屈折率差の特性を示すグラフである。図１４から明ら
かなように、光ファイバケーブル１２にＧｅを添加し、
実際にはＧｅＯ2を添加することにより、蛍光スペクト
ルのピーク波長は信号光波長（１．０６μｍ）である短
い波長側にシフトする。Ｇｅの添加によるピーク波長の
シフト効果は、ＧｅＯ2の添加濃度が約５重量％程度で
あるときに飽和し、これがＧｅＯ2の添加濃度の下限値
となる。Ｇｅのコア３１への添加により比屈折率差も同
時に増大し、最適な比屈折率差の設定範囲の上限は図１
３から明らかなように約２％であることから、ＧｅＯ2
の添加濃度の上限値は約３５重量％となる。従って、コ
ア３１にドーピングされたＧｅＯ2の添加濃度を５重量
％から３５重量％までの範囲で設定することが好まし
い。
【００３４】＜他の実施形態＞ 以上の実施形態においては、図１の光合波モジュール１
３を用いているが、本発明はこれに限らず、図３に示
す、光ファイバカップラを用いた光合波モジュールを用
いてもよい。図３に示すように、光ファイバケーブル５
０の一端は２方向に分岐して２つの光ファイバケーブル
５１及び５２に接続される一方、光ファイバケーブル５
０の他端は２方向に分岐して２つの光ファイバケーブル
５３及び５４に接続される。光ファイバケーブル５１の
端部は、ポートＰ１に設けられた結合用フォーカスレン
ズ４１を介して光ファイバケーブル１２に接続され、光
ファイバケーブル５２の端部は、ポートＰ２に設けられ
た結合用フォーカスレンズ４２を介して光終端器に接続
される。また、光ファイバケーブル５３の端部は、ポー
トＰ３に設けられた結合用フォーカスレンズ４３及び光
ファイバケーブルを介して励起光源１４に接続され、光
ファイバケーブル５４の端部は、ポートＰ４に設けられ
た結合用フォーカスレンズ４４を介して光アイソレータ
１５に接続される。以上のように構成された変形例の光
合波モジュールは、図１の光合波モジュールと同様に動
作する。
３を用いているが、本発明はこれに限らず、図３に示
す、光ファイバカップラを用いた光合波モジュールを用
いてもよい。図３に示すように、光ファイバケーブル５
０の一端は２方向に分岐して２つの光ファイバケーブル
５１及び５２に接続される一方、光ファイバケーブル５
０の他端は２方向に分岐して２つの光ファイバケーブル
５３及び５４に接続される。光ファイバケーブル５１の
端部は、ポートＰ１に設けられた結合用フォーカスレン
ズ４１を介して光ファイバケーブル１２に接続され、光
ファイバケーブル５２の端部は、ポートＰ２に設けられ
た結合用フォーカスレンズ４２を介して光終端器に接続
される。また、光ファイバケーブル５３の端部は、ポー
トＰ３に設けられた結合用フォーカスレンズ４３及び光
ファイバケーブルを介して励起光源１４に接続され、光
ファイバケーブル５４の端部は、ポートＰ４に設けられ
た結合用フォーカスレンズ４４を介して光アイソレータ
１５に接続される。以上のように構成された変形例の光
合波モジュールは、図１の光合波モジュールと同様に動
作する。
【００３５】以上の実施形態においては、Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザ１を用いているが、本発明はこれに限らず、半導
体レーザやファイバレーザを用いてもよい。このファイ
バレーザとは、光ファイバケーブルの両端にそれぞれ光
反射手段を設ける一方、当該光ファイバケーブル内に励
起光を入力することにより、当該光ファイバケーブル内
で励起光により生じる誘導放出光を両端間で繰り返し反
射させて共振させた光を取り出して出力するものであ
る。
レーザ１を用いているが、本発明はこれに限らず、半導
体レーザやファイバレーザを用いてもよい。このファイ
バレーザとは、光ファイバケーブルの両端にそれぞれ光
反射手段を設ける一方、当該光ファイバケーブル内に励
起光を入力することにより、当該光ファイバケーブル内
で励起光により生じる誘導放出光を両端間で繰り返し反
射させて共振させた光を取り出して出力するものであ
る。
【００３６】以上の実施形態において、クラッド３２に
フッソを添加してもよい。フッソを添加することによ
り、上記比屈折率差を変更することができる。
フッソを添加してもよい。フッソを添加することによ
り、上記比屈折率差を変更することができる。
【００３７】以上の実施形態においては、後方励起方式
の光増幅装置について図１を参照して説明しているが、
本発明はこれに限らず、前方励起方式の光増幅装置に適
用することができる。この前方励起方式の光増幅装置に
おいては、合波手段である光合波モジュール１３をアイ
ソレータ１１と光ファイバケーブル１２の一端との間に
設けて、この光合波モジュール１３に信号光と励起光と
を入力させて合波して、これら２つの光を同一の方向で
光ファイバケーブル１２内に入力させる。これ以降の作
用効果は前述の後方励起方式の光増幅装置と同様であ
る。
の光増幅装置について図１を参照して説明しているが、
本発明はこれに限らず、前方励起方式の光増幅装置に適
用することができる。この前方励起方式の光増幅装置に
おいては、合波手段である光合波モジュール１３をアイ
ソレータ１１と光ファイバケーブル１２の一端との間に
設けて、この光合波モジュール１３に信号光と励起光と
を入力させて合波して、これら２つの光を同一の方向で
光ファイバケーブル１２内に入力させる。これ以降の作
用効果は前述の後方励起方式の光増幅装置と同様であ
る。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、
１.０６μｍ帯の波長を有する入力された光信号を、入
力端から出力端への一方向で通過させる第１の光アイソ
レータと、主成分として石英ガラスからなり所定の希土
類元素と他の元素とがドーピングされたコアと、石英ガ
ラスのクラッドからなり、上記第１の光アイソレータか
ら出力される光信号をシングルモードで伝送する光ファ
イバケーブルと、０．８μｍ帯の励起波長を有する励起
光を発生する励起光源と、上記励起光を上記光ファイバ
ケーブルに出力することにより上記入力された光信号と
合波し、上記励起光により励起された希土類元素による
上記光ファイバケーブルにおける誘導放出により増幅さ
れた１.０６μｍ帯の波長を有する光信号を伝送して出
力する光合波手段と、上記光合波手段から出力される光
信号を、入力端から出力端への一方向で通過させる第２
の光アイソレータとを備え、上記励起波長は、０．８０
０μｍから０．８１５μｍまでの範囲で設定され、上記
希土類元素はＮｄであり、上記他の元素の１つはＡｌで
あり、Ａｌの添加濃度を５００ｐｐｍから１５，０００
ｐｐｍまでの範囲で設定している。従って、１.０６μ
ｍ帯の波長を有する光信号を、光信号の偏波変動により
利得が変動することなく、しかも従来例に比較してきわ
めて大きな利得で増幅することができる。さらには、従
来例に比較して小型・軽量であるという利点がある。
１.０６μｍ帯の波長を有する入力された光信号を、入
力端から出力端への一方向で通過させる第１の光アイソ
レータと、主成分として石英ガラスからなり所定の希土
類元素と他の元素とがドーピングされたコアと、石英ガ
ラスのクラッドからなり、上記第１の光アイソレータか
ら出力される光信号をシングルモードで伝送する光ファ
イバケーブルと、０．８μｍ帯の励起波長を有する励起
光を発生する励起光源と、上記励起光を上記光ファイバ
ケーブルに出力することにより上記入力された光信号と
合波し、上記励起光により励起された希土類元素による
上記光ファイバケーブルにおける誘導放出により増幅さ
れた１.０６μｍ帯の波長を有する光信号を伝送して出
力する光合波手段と、上記光合波手段から出力される光
信号を、入力端から出力端への一方向で通過させる第２
の光アイソレータとを備え、上記励起波長は、０．８０
０μｍから０．８１５μｍまでの範囲で設定され、上記
希土類元素はＮｄであり、上記他の元素の１つはＡｌで
あり、Ａｌの添加濃度を５００ｐｐｍから１５，０００
ｐｐｍまでの範囲で設定している。従って、１.０６μ
ｍ帯の波長を有する光信号を、光信号の偏波変動により
利得が変動することなく、しかも従来例に比較してきわ
めて大きな利得で増幅することができる。さらには、従
来例に比較して小型・軽量であるという利点がある。
【図１】 本発明に係る一実施形態である光増幅装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 図１の光ファイバケーブルの断面を示す断面
図である。
図である。
【図３】 変形例の光合波モジュールを示すブロック図
である。
である。
【図４】 図１の光合波モジュールに用いる多層誘電体
板の断面図である。
板の断面図である。
【図５】 図１の光アイソレータのブロック図である。
【図６】 図１の光合波モジュールにおけるポートＰ１
−Ｐ３間の反射損失の波長特性を示すグラフである。
−Ｐ３間の反射損失の波長特性を示すグラフである。
【図７】 図１の光合波モジュールにおけるポートＰ１
−Ｐ４間の通過損失の波長特性を示すグラフである。
−Ｐ４間の通過損失の波長特性を示すグラフである。
【図８】 図１の光ファイバケーブルの蛍光強度の波長
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図９】 図１の光増幅装置における出力光電力に対す
るグロス利得の特性を示すグラフである。
るグロス利得の特性を示すグラフである。
【図１０】 図１の光増幅装置における濃度条長積に対
するグロス利得の特性を示すグラフである。
するグロス利得の特性を示すグラフである。
【図１１】 図１の光増幅装置における励起光波長に対
するグロス利得の特性を示すグラフである。
するグロス利得の特性を示すグラフである。
【図１２】 図１の光増幅装置におけるＡｌ添加濃度に
対するグロス利得の特性を示すグラフである。
対するグロス利得の特性を示すグラフである。
【図１３】 図１の光増幅装置における比屈折率差に対
するグロス利得及び装置利得の特性を示すグラフであ
る。
するグロス利得及び装置利得の特性を示すグラフであ
る。
【図１４】 図１の光増幅装置におけるＧｅＯ2の添加
濃度に対する蛍光スペクトルのピーク波長と比屈折率差
の特性を示すグラフである。
濃度に対する蛍光スペクトルのピーク波長と比屈折率差
の特性を示すグラフである。
１…Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、 ２…減衰器、 １０…光増幅装置、 １１，１５…光アイソレータ、 １２…光ファイバケーブル、 １３…光合波モジュール、 １４…励起光源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 哲弥 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (72)発明者 唐沢 好男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (72)発明者 ▲吉▼田 実 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱 電線工業株式会社内 (72)発明者 御前 俊和 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱 電線工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−75191（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371931（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359230（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−331738（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−224511（ＪＰ，Ａ) Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ ｒｓ Ｖｏｌ．30、Ｎｏ．25 ｐｐ2142 −2143
Claims (4)
- 【請求項１】 １.０６μｍ帯の波長を有する入力され
た光信号を、入力端から出力端への一方向で通過させる
第１の光アイソレータと、 主成分として石英ガラスからなり所定の希土類元素と他
の元素とがドーピングされたコアと、石英ガラスのクラ
ッドからなり、上記第１の光アイソレータから出力され
る光信号をシングルモードで伝送する光ファイバケーブ
ルと、 ０．８μｍ帯の励起波長を有する励起光を発生する励起
光源と、 上記励起光を上記光ファイバケーブルに出力することに
より上記入力された光信号と合波し、上記励起光により
励起された希土類元素による上記光ファイバケーブルに
おける誘導放出により増幅された１.０６μｍ帯の波長
を有する光信号を伝送して出力する光合波手段と、 上記光合波手段から出力される光信号を、入力端から出
力端への一方向で通過させる第２の光アイソレータとを
備え、 上記励起波長は、０．８００μｍから０．８１５μｍま
での範囲で設定され、上記希土類元素はＮｄであり、上
記他の元素の１つはＡｌであり、Ａｌの添加濃度を５０
０ｐｐｍから１５，０００ｐｐｍまでの範囲で設定した
ことを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項２】 上記他の元素の別の１つはＧｅであり、
上記コアにドーピングされたＧｅＯ2の添加濃度を５重
量％から３５重量％までの範囲で設定したことを特徴と
する請求項１記載の光増幅装置。 - 【請求項３】 上記光ファイバケーブルへのＮｄのドー
プ量と上記光ファイバケーブルの長さの積は、２ｋｍ・
ｐｐｍから１５ｋｍ・ｐｐｍまでの範囲で設定したこと
を特徴とする請求項１又は２記載の光増幅装置。 - 【請求項４】 上記光ファイバケーブルのコアとクラッ
ドの比屈折率差は、０．８％から２％までの範囲で設定
されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの１つに
記載の光増幅装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP7183925A JP2994577B2 (ja) | 1994-08-31 | 1995-07-20 | 光増幅装置 |
| DE69526292T DE69526292D1 (de) | 1994-08-31 | 1995-08-30 | Optischer Faserverstärker im 1.06-um-Band |
| EP95113614A EP0700137B1 (en) | 1994-08-31 | 1995-08-30 | 1.06 um band fiber optical amplifier |
| US08/871,064 US6317253B1 (en) | 1994-08-31 | 1997-07-09 | 1.06 μm band optical amplifier apparatus utilizing induced emission in optical fiber by excited rare-earth element |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP20649294 | 1994-08-31 | ||
| JP6-206492 | 1994-08-31 | ||
| JP7183925A JP2994577B2 (ja) | 1994-08-31 | 1995-07-20 | 光増幅装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08125257A JPH08125257A (ja) | 1996-05-17 |
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| JP (1) | JP2994577B2 (ja) |
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- 1995-08-30 EP EP95113614A patent/EP0700137B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-07-09 US US08/871,064 patent/US6317253B1/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．２５ ｐｐ２１４２−２１４３ |
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| DE69526292D1 (de) | 2002-05-16 |
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