JP3004207B2 - 光増幅装置用の光アイソレータ - Google Patents

光増幅装置用の光アイソレータ

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JP3004207B2
JP3004207B2 JP8198084A JP19808496A JP3004207B2 JP 3004207 B2 JP3004207 B2 JP 3004207B2 JP 8198084 A JP8198084 A JP 8198084A JP 19808496 A JP19808496 A JP 19808496A JP 3004207 B2 JP3004207 B2 JP 3004207B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光増幅装置に関し、
特に、Ｅｒドープファイバを使用した光増幅装置（ＥＤ
ＦＡ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光増幅装置には光アイソレータ
が少なくとも２つ内蔵される。これについて図１を参照
して説明する。入力端に接続された光ファイバによる入
力光信号は、まず、入力端に設けられた光アイソレータ
１を通ることで逆方向への戻り（逆進）が防止される。
そして、この光アイソレータ１を通過した光信号は、波
長分割多重化器２で、励起光源３から出力される光信号
を用いて合波された後、増幅光ファイバ(Erbium Doped
Fiber:EDF)４を進行する。増幅光ファイバ４を通過する
光信号は増幅されて出力端に設けられた光アイソレータ
５へ送られ、出力端に接続された光ファイバとの接続部
位での逆進が防止され、順方向への光信号が出力され
る。即ち、入力端と出力端に設けられる光アイソレータ
１，５は同じ用途で使用される必須アイテムである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
光増幅装置においては少なくとも２つの光アイソレータ
が構成されるが、光アイソレータは他の部品に比べて大
きいので、光増幅装置の大型化や製品コストの上昇を招
く結果となっており、また、組立や設置における作業性
の悪さにつながっている。
【０００４】そこで本発明は、光アイソレータを１つで
すますことのできるような光増幅装置用の光アイソレー
タを提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的のために本発明
では、多段(multi-stage) 接続が可能な光アイソレータ
を使用して光増幅装置を構成する。即ち、本発明による
光増幅装置用の光アイソレータは、所定間隔で設置され
た第１、第２入力ポートから入射される光信号をフォー
カシングする第１レンズと、該第１レンズを通った光信
号を垂直／水平偏光に分ける第１複屈折レンズと、該第
１複屈折レンズを通った光信号の位相をシフトさせるフ
ァラデーローテータと、該ファラデーローテータを通っ
た光信号をフォーカシングする第２複屈折レンズと、該
第２複屈折レンズを通った光信号を所定間隔で設置され
た第１、第２出力ポートへ出射する第２レンズと、を有
し、前記第１入力ポートから前記第１出力ポートへ進む
光信号の進路と前記第２入 力ポートから前記第２出力ポ
ートへ進む光信号の進路とが内部でクロスする関係にな
っており、入力光信号を前記第１入力ポートから入射し
逆進を防止して前記第１出力ポートから増幅光ファイバ
へ出射すると共に、該増幅光ファイバの出力光信号を前
記第２入力ポートから入射し逆進を防止して前記第２出
力ポートから出射するようになっていることを特徴とす
る。
【０００６】このような本発明によれば、入力光信号を
第１入力ポートから入射し逆進を防止して第１出力ポー
トから出射すると共に、出力光信号を第２入力ポートか
ら入射し逆進を防止して第２出力ポートから出射する上
記本発明の多段光アイソレータと、増幅用に光信号を発
生する励起光源と、該励起光源による光信号及び前記多
段光アイソレータの第１出力ポートから出射される光信
号を合波する波長分割多重化器と、該波長分割多重化器
から出射される光信号を増幅して前記出力光信号とし、
前記多段光アイソレータの第２入力ポートへ伝える増幅
光ファイバと、を備えた光増幅装置が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】図２に、多段光アイソレータを使用した光
増幅装置の構成を示す。この光増幅装置は、入力光信号
が第１入力ポート７Ａへ入ると逆進を防止して第１出力
ポート８Ａから出射し、出力光信号が第２入力ポート７
Ｂに入ると逆進を防止して第２出力ポートから出射する
ようにして、２つの入力ポート７Ａ，７Ｂと２つの出力
ポート８Ａ，８Ｂを使用する多段光アイソレータ６と、
入力光信号の増幅用に所定の光信号を発生する励起光源
３と、多段光アイソレータ６の第１出力ポート８Ａを通
じて進行してくる光信号と励起光源３による光信号とを
受けて波長分割多重化する波長分割多重化器２と、波長
分割多重化器２から出射される光信号を増幅して多段光
アイソレータ６の第２入力ポート７Ｂへ伝達する増幅光
ファイバ（Ｅｒドープファイバ）７と、からなる。
【０００９】図３は、多段光アイソレータ６の構成を示
している。この多段光アイソレータ６は、所定間隔で設
置された両入力ポート７Ａ，７Ｂから入射される光信号
をフォーカシングする第１レンズ９と、このフォーカシ
ングされた光信号を垂直／水平偏光に分ける第１複屈折
レンズ１３と、第１複屈折レンズ１３を通じて分けられ
た光信号の位相をシフトさせるファラデーローテータ(f
araday rotator)１１と、ファラデーローテータ１１に
より位相シフトした光信号をフォーカシングする第２複
屈折レンズ１２と、第２複屈折レンズ１２によってフォ
ーカシングされた光信号を所定間隔で設置された該当出
力ポート８Ａ，８Ｂの光ファイバへ出射する第２レンズ
１０と、から構成される。この多段光アイソレータ６の
第１入力ポート７Ａ及び第１出力ポート８Ａと、第２入
力ポート７Ｂ及び第２出力ポート８Ｂと、は、多段光ア
イソレータ６内でその各光進路がクロスするような関係
としてある。
【００１０】図４は、多段光アイソレータ６内部の光進
行メカニズム及び光の位置を示すもので、図５は、光フ
ァイバフェルール(ferrule)断面での光ファイバの位置
及び逆進光の位置を示すものである。また、図６は、複
屈折レンズ内部の光の進路及び分離程度を示し、図７
は、複屈折レンズ軸と光の進行軸からなる角度に対する
光の分離程度を示すグラフである。
【００１１】以下、図２〜図７を参照し本実施形態の光
増幅装置につき詳細に説明する。
【００１２】入力側の光ファイバを伝わってくる入力光
信号は、多段光アイソレータ６の第１入力ポート７Ａに
入力され、そして第１出力ポート８Ａから光ファイバを
通じて波長分割多重化器２へ進行する。このとき多段光
アイソレータ６が、光ファイバと光ファイバ或いはアイ
ソレータと光ファイバとの接続部分での逆進を防止する
が、この多段光アイソレータ６の動作を図３に基づいて
より詳細に説明すれば次の通りである。
【００１３】入力側の光ファイバを通じて第１入力ポー
ト７Ａから入る入力光信号は、第１レンズ９を通過して
偏光物質のＴｉＯ2で構成された第１複屈折レンズ１３
へ入射される。入射された光信号は第１複屈折レンズ１
３を通過しながら垂直（正常）／水平（異常）偏光に分
離されるが、このとき、第１複屈折レンズ１３は光進路
方向の長さに応じて分離程度が調節され、第１複屈折レ
ンズ１３の長さを５ｍｍとした場合、分離程度は最大５
００μｍとなる。第１複屈折レンズ１３を通過して分離
された光信号は、ファラデーローテータ１１を通過する
ことで位相シフトされる。ここでの位相シフトはそれぞ
れ４５°を傾けるものとする。ファラデーローテータ１
１を通過して位相シフトした後は第２複屈折レンズ１２
へ入り、第１複屈折レンズ１３による分離が第２複屈折
レンズ１２を通過することで合わせられる。この第２複
屈折レンズ１２を通過した光信号は第２レンズ１０を通
じて第１出力ポート８Ａの光ファイバへ出射される。
【００１４】第１出力ポート８Ａへ光信号が出射された
際に、該ポートに接続される光ファイバの端面で反射光
が発生するが、この反射光は第２レンズ１０を通過して
第２複屈折レンズ１２で垂直（正常）／水平（異常）偏
光に分離され、そしてファラデーローテータ１１を通過
する分離光は第１複屈折レンズ１３及び第１レンズ９を
通過して入力ポート側へ戻ることになる。このようにし
て入力ポートへ戻る反射光は、図５に示すように、多段
光アイソレータ６の第１入力ポート７Ａに接続の光ファ
イバフェルールに対し外れた状態となる。従って、光信
号の逆進が防止される。
【００１５】多段光アイソレータ６を通過した入力光信
号は波長分割多重化器２へ送られ、励起光源３による光
信号をもって増幅のために合波される。このとき、励起
光源３はポンプレーザダイオードを使用して９８０ｎｍ
又は１４８０ｎｍの波長の光信号を出力する。合波され
た光信号が増幅光ファイバ７を通ることで入力光信号が
増幅される。この増幅光ファイバ７は、波長分割多重化
器２と多段光アイソレータ６を取り巻くようにして周囲
に配設されており、その曲げ(bending) 直径を５ｃｍ以
上として損失を最少化するようにしてある。
【００１６】増幅光ファイバ７を通過して増幅された出
力光信号は、今度は多段光アイソレータ６の第２入力ポ
ート７Ｂに送られる。第２入力ポート７Ｂから入射され
る光信号は、第１入力ポート７Ａと第２入力ポート７Ｂ
との間隔に従い第１入力ポート７Ａからの入射のときと
は異なる位置で第１レンズ９を通過し、第１複屈折レン
ズ１３へ入ることになる。第１複屈折レンズ１３へ入っ
た光信号は垂直（正常）／水平（異常）偏光に分離され
るが、このとき第１複屈折レンズ１３の長さが５ｍｍで
あれば、その分離程度は最大５００μｍまでになる。そ
して、第１複屈折レンズ１３を出た光信号はファラデー
ローテータ１１で位相シフトさせられる。この位相シフ
トはそれぞれ４５°を傾けるものとする。ファラデーロ
ーテータ１１を通過して位相シフトした後は第２複屈折
レンズ１２へ入り、第１複屈折レンズ１３による分離が
第２複屈折レンズ１２を通過することにより合わせられ
る。第２複屈折レンズ１２を通過した後は第２レンズ１
０を通じて第２出力ポート８Ｂに接続された光ファイバ
へ伝達される。
【００１７】第２出力ポート８Ｂへ光信号が出射された
際に、第２出力ポート８Ｂの光ファイバ端面による反射
光が発生するが、この反射光は第２レンズ１０を通過し
て第２複屈折レンズ１２で垂直（正常）／水平（異常）
偏光に分離されてファラデーローテータ１１を通過し、
そして第１複屈折レンズ１３及び第１レンズ９を通過し
て入力ポートへ戻ることになる。このようにして入力ポ
ートへ戻る反射光は、図５に示すように、多段光アイソ
レータ６の第２入力ポート７Ｂに接続の光ファイバフェ
ルールに対し外れた状態になる。従って光信号の逆進が
防止される。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、光増幅装置の入力端及
び出力端に、多段接続が可能な１つの光アイソレータを
兼用することができるので、２つ以上の光アイソレータ
を必要とした従来装置に比べ、コンパクト化及び製品コ
ストの低減が可能であり、また、その組立、設置の作業
性が向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光増幅装置の構成図。
【図２】本発明に係る光増幅装置の構成図。
【図３】本発明による多段光アイソレータの構成図。
【図４】多段光アイソレータ内部の光進行メカニズム及
び光の位置を示す説明図。
【図５】光ファイバフェルール断面における光ファイバ
の位置及び逆進光の位置を示す説明図。
【図６】複屈折レンズ内部の光の進路及び分離度を示す
説明図。
【図７】複屈折レンズと光の進行方向からなる角度に対
する光の分離度を示したグラフ。
【符号の説明】
２ 波長分割多重化器 ３ 励起光源 ６ 多段光アイソレータ ７ 増幅光ファイバ ９，１０ レンズ １１ ファラデーローテータ １２，１３ 複屈折レンズ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 増幅光ファイバを使用した光増幅装置用
    の光アイソレータであって、 所定間隔で設置された第１、第２入力ポートから入射さ
    れる各光信号をそれぞれ所定角度傾けて出射する第１レ
    ンズと、該第１レンズから出射され所定角度で入射され
    る光信号を垂直／水平偏光に分ける第１複屈折レンズ
    と、該第１複屈折レンズから出射される光信号の偏光面
    を回転させるファラデーローテータと、該ファラデーロ
    ーテータから出射され垂直／水平偏光に分けられている
    光信号を合成する第２複屈折レンズと、該第２複屈折レ
    ンズから出射される光信号を所定間隔で設置された第
    １、第２出力ポートへ出射する第２レンズと、を有し、
    前記第１入力ポートから前記第１出力ポートへ進む光信
    号の進路と前記第２入力ポートから前記第２出力ポート
    へ進む光信号の進路とが内部でクロスする関係になって
    おり、前記第１、第２出力ポートから前記第２複屈折レ
    ンズ、ファラデーローテータ及び第１複屈折レンズを経
    て逆進する反射光が前記第１、第２入力ポートを外れた
    位置に戻るように、前記各複屈折レンズの長さと前記第
    １、第２入力ポートの間隔が設定され、これにより、入
    力光信号を前記第１入力ポートから入射し逆進を防止し
    て前記第１出力ポートから増幅光ファイバへ出射すると
    ともに該増幅光ファイバの出力光信号を前記第２入力ポ
    ートから入射し逆進を防止して前記第２出力ポートから
    出射するようになっている多段接続可能な光アイソレー
    タ。
  2. 【請求項２】 ファラデーローテータは、分離されて入
    ってくる光信号の偏光面を４５°回転させる請求項１記
    載の光アイソレータ。
JP8198084A 1995-08-04 1996-07-26 光増幅装置用の光アイソレータ Expired - Lifetime JP3004207B2 (ja)

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