JP4216206B2 - 光合波方法および光合波器、並びに、それを用いた光増幅器 - Google Patents
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Description
しかしながら、厳しい信頼度(寿命)が要求される光通信用の光増幅器に対して、信頼性は劣るが安価である励起光源を用いた光増幅器を適用可能にするためには、コストメリットを持たせつつ信頼度を所定値まで向上させることが重要となる。
図1は、本発明による光合波器の一実施形態を示す構成図である。
図1において、本実施形態の光合波器は、例えば、光ファイバ1の中を伝搬する波長λ1の光L1に対して、該光L1とは波長の異なる波長λ2の光L2を合波する光合波器であって、光ファイバ1上に、波長λ2の光L2に対して十分に高い反射率を有し光ファイバ1の軸方向に対してグレーティング方向を傾けて形成されたチルト型ファイバブラックグレーティング(tilted FBG)2を備え、光ファイバ1の外部より与えられる波長λ2の光L2が、チルト型FBG2のグレーティングピッチ(周期)Pおよび波長λ2に応じて決まる角度θ0の方向より自由空間を通ってチルト型FBG2に直接照射されるようにしたものである。ここでは、波長λ2の光L2を発生する光源3がチルト型FBG2に対して角度θ0の方向に配置され、光源3から出射される光L2がその途中に光ファイバ等を介すことなくチルト型FBG2に直接照射される。
まず、一般にファイバグレーティングとは、光ファイバのコアの紫外光誘起による屈折率変化を用いて、光ファイバ上にブラッグ回折格子(グレーティング)を形成したものであり、ブラッグ波長の光のみを反射(または遮断)する反射フィルタとして機能する。また、ファイバグレーティングは、光ファイバの長手方向に数万層もの格子を形成することにより、波長に対して反射率(または透過率)が急峻に変化するシャープなスペクトル特性を実現することができる。
λB=2nP…(1)
また、反射スペクトルの帯域幅ΔλBは、グレーティング長Lおよび屈折率変調の振幅Δnを用いて、(2)式により表される。
さらに、グレーティング反射率RBは、コア領域に含まれる伝搬光エネルギーの割合γを用いて、(3)式により表される。
RB=tanh2(πLΔnγ/λB)…(3)
上記のようなファイバグレーティングは、ファイバ型光部品の特長(低損失、光線路との結合性の良さ)と優れた反射スペクトル特性から、グレーティングピッチPやグレーティング長L等の各種設計パラメータを制御することにより、例えば、分散補償ファイバ、チューナブル光フィルタ、利得等化器等といった広い範囲で応用され、実用化されている。
(A)合波光の高結合効率の向上
合波光を発生する光源3のコストを低く抑え、信頼性を高く保つためには、合波光の結合効率を向上させることが求められ、具体的にはチルト型FBG2における合波光の反射率を可能な限り高くすることが重要となる。高反射率の実現のためには、前述の(3)式より、グレーティング長Lと屈折率変調の振幅Δnを大きくすれば良いことが分かる。屈折率変調の振幅Δnを大きくする手段としては、例えば、光ファイバ1のコアの屈折率を高くするために添加されるゲルマニウム(Ge)を高濃度化する方法や、光ファイバ1に水素添加処理を施す方法などがある。このような方法を適用することによって、99%以上の反射率を有するファイバグレーティングを実現させることが可能になる。また、チルト型FBG2の反射率は、後述するように光ファイバ1の軸方向に対するグレーティング方向の角度によっても変化するため、チルト型FBG2に入射される波長λ2の光L2の入射角度を最適化することも重要となる。合波光L2の最適な入射角度の詳細については後述する。
異なる波長λ1,λ2の光L1,L2の合波を実現可能にするためには、チルト型FBG2の反射波長特性が波長λ2において所望の狭帯域性(必要最小限度の帯域)を有するように設計を行うことが必要となり、具体的には、次に示す関係式を用いてチルト型FBG2の反射波長特性を最適化する。
また、上記チルト型FBG2の反射波長λB’と、図3に示すような反射光の放射角度θ0およびグレーティング面の斜度θTとの関係については、次の(5)式により表されることも知られている。
λB’=λB(1+cosθ0)/2cosθT…(5)
上記の(4)式および(5)式の関係より、反射光の放射角度θ0、換言すれば、チルト型FBG2に対する合波光L2の入射角度θ0は、反射波長λB’とグレーティングピッチPに応じて決まることが分かる。反射波長λB’をλ2に固定した場合には、それに対応したグレーティングピッチPが(4)式により決まり、さらに、波長λ2およびグレーティングピッチPに対応した最適な入射角度θ0が(5)式により決まる。したがって、このグレーティングピッチPを有するチルト型FBG2を光ファイバ1に形成し、入射角度θ0の方向に一致させて光源3を配置することで、合波光L2の波長λ2に対応したチルト型FBG2の最適な反射波長特性が実現されるようになる。
図5は、本発明による光合波器の他の実施形態を示す構成図である。
図5において、本実施形態の光合波器は、上述の図1に示した構成について、光ファイバ1上に低反射FBG4を設け、合波光を出射する半導体レーザを用いた光源3との間で外部共振構造を形成し、合波光の波長安定化を図るようにしたことを特徴とする。
低反射FBG4は、チルト型FBG2に外部から入射して反射された光が伝搬する側に位置する光ファイバ1上に、波長λ2の光に対してチルト型FBG2の反射率よりも十分に低い反射率(例えば、数%〜10%程度)を有し、グレーティング方向が光ファイバ1の軸方向に対して垂直なブラッググレーティングを形成したものである。この低反射FBG4は、外部共振構造の低反射部として機能する。なお、低反射FBG4は、光ファイバ1内を伝搬する波長λ1の光L1に対してほぼ100%の透過率を有するものとする。図8は、低反射FBG4およびチルト型FBG2の透過波長特性の一例である。
図10は、上記光合波器の変形例を示す構成図である。
図10の光合波器は、上述の図5に示した構成について、一定のグレーティングピッチPを有するチルト型FBG2に代えて、グレーティングピッチPを光ファイバ1の軸方向に沿って徐々に変化させたチャープ型(chirped)の構成を適用したチルト型FBG(以下、チルト・チャープ型FBGと表記する)2’を設けたことを特徴とする。このチルト・チャープ型FBG2’は、その反射帯域が光源3から出射される光の殆どの波長成分を含むように、上述したチルト型FBG2についてチャープ型の構成を適用して反射帯域の広帯域化を図ったものである。
次に、上述したような光合波器の実施形態についての他の変形例を説明する。
図11の光合波器は、光ファイバ1を伝搬する波長λ1の光L1に対して複数の波長λ2,λ3,…,λnの光L2,L3,…,Lnを合波できるようにしたものである。具体的には、上述の図5に示した構成について、チルト型FBG2、光源3および低反射FBG4を各波長λ2〜λnに対応させて各々複数設ける。各波長λ2〜λn用のチルト型FBG2−2〜2−nは、光ファイバ1上に縦列(タンデム)配置され、全体として図12に例示するような透過波長特性が得られるように構成されている。また、これと同様にして、各波長λ2〜λn用の低反射FBG4−2〜4−nも光ファイバ1上に縦列(タンデム)配置される。なお、各々の波長に対応したチルト型FBGおよび低反射FBGの反射率や反射帯域は、上述の図5に示した実施形態の場合と同様にして設定される。
図13は、上記光合波器の別の変形例を示す構成図である。
図13の光合波器は、上述した図10の変形例において説明したチルト・チャープ型FBGの集光性を利用し、光ファイバ1の一部分に形成したチルト・チャープ型FBG2’を用いて、複数の波長λ2〜λnの光L2〜Lnの合波を行うようにしたものである。ここでは、光ファイバ1上の1つのチルト・チャープ型FBG2’に対して、n−1個の光源3−2〜3−nが光ファイバ1の軸方向に垂直な方向に直線的に配置される。各光源3−2〜3−nの配置は、チルト・チャープ型FBG2’において前述の図12に示した特性と同様の透過波長特性が得られるように、チルト・チャープ型FBG2’および低反射FBG4−2〜4−nの各設計パラメータに従って位置決めされている。なお、各光源3−2〜3−nの特性および各波長λ2〜λnに対応した低反射FBG4−2〜4−nについては、前述の図11に示した変形例の場合と同様である。
また、各波長λ2〜λnの合波光の発生源として各々1台ずつ光源3−2〜3−nを設けるようにしたが、例えば図14に示すように、各波長λ2〜λnについてそれぞれ、偏波状態の異なる光を出射する光源3−2〜3−nを2台ずつ設け、各々の光源から出射される光を偏波合成器6−2〜6−nを用いて合成し、各偏波合成器6−2〜6−nから出射される光を各チルト型FBG2−2〜2−nに照射するようにしてもよい。
加えて、上述した本発明の光合波器の各実施形態およびその変形例に関しては、チルト型FBG2、チルト・チャープ型FBG2’および低反射FBG4の各FBG部分について、各々の温度若しくは圧力またはその両方を変化させることにより反射波長特性を変化させることができるため、合波波長を可変にする応用も可能である。
図16は、本発明による光増幅器の一実施形態を示す構成図である。
図16において、本実施形態は、複数の波長λp1,λp2,…,λpnの励起光Lp1,Lp2,…,Lpnを増幅媒体10に供給することにより、増幅媒体10を伝搬する信号光Lsを増幅して出力する光増幅器(例えば、希土類添加ファイバ増幅器やラマン増幅器など)について、上記複数の波長λp1〜λpnの励起光Lp1〜Lpnを増幅媒体10に供給するための励起光合波系の構成として、例えば上述の図11に示した構成を適用したものである。具体的に、ここでは例えば、信号光Lsが一端より入力される増幅媒体10の他端に繋がる光ファイバ1上にチルト型FBG部20および低反射FBG部40が形成され、励起光源部30から出射される各波長λp1〜λpnの励起光Lp1〜Lpnがチルト型FBG部20に照射されることにより、光ファイバ1上に結合された各励起光Lp1〜Lpnが後方励起光として増幅媒体10に供給されるようにしたものである。
また、励起光波長λp1〜λpnに対応させて複数の励起光源3−p1〜3−pnを個別に設けるようにしたが、例えば図19に示すように、各々の励起光源について共通の機能を有する部品をアレイ集積部品として構成することも可能である(ここでは、LDアレイ3Aおよびレンズアレイ3Bとしている。ただし、(LD+レンズ)アレイであってよい)。このようなアレイ集積部品を用いることで、光増幅器の部品点数およびアセンブリコストのさらなる削減を図ることが可能である。
図20は、本発明を適用した希土類添加ファイバ増幅器の構成例を示す図である。
図20の希土類添加ファイバ増幅器は、増幅媒体10として、希土類元素を光ファイバに添加した希土類添加ファイバを備える。この希土類添加ファイバ10には、信号光入力端の近傍にチルト型FBG部20および低反射FBG部40が形成されており、励起光源部30の励起光源3−p1,3−p2から出射される励起光Lp1,Lp2がチルト型FBG2−p1,2−p2に照射されることで前方励起光として与えられる。また、希土類添加ファイバ10の信号光入出力端には光アイソレータ51,52が接続されており、さらに、希土類添加ファイバ10に入力される信号光Lsをモニタするための入力モニタ53および希土類添加ファイバ10から出力される信号光Lsをモニタするための出力モニタ54も設けられている。
次に、上述したような本発明による光増幅器において励起光を増設する場合の応用例について説明する。
図24〜図26の構成例では、増設を行う前の励起光合波系として、増幅媒体10上にチルト型FBG2−p1〜2−p3および低反射FBG4−p1〜4−p3が形成され、チルト型FBG2−p1〜2−p3に励起光Lp1〜Lp3を照射する励起光源3−p1〜3−p3が設けられている。このような励起光合波系を備えた光増幅器について、例えば、波長λp4,λp5の励起光Lp4,Lp5の増設を行う場合、図24の構成例では、増幅媒体10とは別の光ファイバ上に形成したチルト型FBG2−p4,2−p5および低反射FBG4−p4,4−p5と、励起光源3−p4〜3−p5とを有する増設部81を用意し、その増設部81の光ファイバの両端が増幅媒体10上に融着スプライスや光コネクタ等により接続される。また、図25の構成例では、予め励起光の増設を予測してチルト型FBG2−p4,2−p5および低反射FBG4−p4,4−p5を増幅媒体10上に形成しておき、励起光源3−p4〜3−p5を有する増設部82が増設時に所定の位置へ装着される。さらに、図26の構成例では、増幅媒体10上に励起光増設用の光合波器83を予め設けておき、前述した図24の場合と同様の構成をもつ増設部81の光ファイバ一端が、融着スプライスや光コネクタ等により光合波器83の合波ポートに接続される。
一般に、大容量波長多重光通信システムに適用する光増幅器に関しては、単バンドにおける増幅帯域の拡大を如何に低コストに実現するかということが課題となる。例えば、希土類添加ファイバ増幅器やラマン増幅器等については、ある特定の帯域において大きな利得ピークを有し、励起光パワーが余分な利得に過剰に消費されることに起因したコストアップという課題がある。これに対して、従来、過剰な利得分を抑圧する手段を設けることにより、所要の励起光パワーの低減を図る技術が提案されている(例えば、特開平3−263889号公報や特開平6−342175号公報参照)。しかし、このような従来の技術では、過剰な利得分を抑圧する手段が信号帯域の背景損失を増加させる要因となり得るため、増幅効率の低下および雑音指数の劣化という課題が残されている。
まず、所要の励起光パワーを低減させる手段として、信号帯域内の一部の帯域について過剰な利得分を選択的に抑圧する抑圧手段を増幅媒体の長手方向に分布的に備えるようにする。この抑圧手段の特徴としては、比較的大きな利得を有する波長帯域を選択して過剰な利得分を抑圧することとし、例えば信号帯域の30%程の半値幅を有した単純な形状(例えば.ガウシアン等)の波長特性を備えるものとする。また、抑圧手段を増幅媒体の長手方向に形成する方法については、形成位置を密にせず例えばほぼ等間隔の配置を基本とし、増幅媒体全長の1割程度の間隔で抑圧手段を形成するようにする。
前記第1の光を透過し、かつ、前記第2の光を反射する透過波長特性を有し、前記光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングに、前記光ファイバの外部より与えられる前記第2の光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より自由空間を介して照射し、
該第1のファイバブラッググレーティングで反射した前記第2の光を前記光ファイバの中に結合させることを特徴とする光合波方法。
前記第1の光を透過し、かつ、前記第2の光を反射する透過波長特性を有し、前記光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングに、光源から出射される前記第2の光の波長成分を含んだ光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より照射し、
該第1のファイバブラッググレーティングで反射した前記第2の光を前記光ファイバの中に結合させ、
前記第2の光に対して前記第1のファイバブラッググレーティングの反射率よりも低い反射率を有し、前記光ファイバ1の軸方向に対して垂直なグレーティング面を持ち、前記光ファイバの中に結合された前記第2の光が伝搬する側にある光ファイバ上に形成した第2のファイバブラッググレーティングと、前記光源との間で、前記第2の光を共振させるようにしたことを特徴とする光合波方法。
前記光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる複数の光を合波するとき、
前記複数の光に対応させて前記第1および第2のファイバブラッググレーティングをそれぞれ複数設けると共に、当該各ファイバブラッググレーティングを前記光ファイバ上に縦列配置し、
前記複数の光に対応させて複数設けた前記光源から出射される各光を前記縦列配置した第1のファイバブラッググレーティングにそれぞれ照射することを特徴とする光合波方法。
前記光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる複数の光を合波するとき、
前記第1のファイバブラッググレーティングに対して、グレーティングピッチを光ファイバの軸方向に沿って徐々に変化させたチャープ型の構成を適用して、前記複数の光の波長を含んだ反射帯域を持たせ、
前記複数の光に対応させて前記第2のファイバブラッググレーティングを複数設けると共に、当該各ファイバブラッググレーティングを前記光ファイバ上に縦列配置し、
前記複数の光に対応させて複数設けた前記光源から出射される各光を、前記チャープ型の構成を適用した第1のファイバブラッググレーティングの集光性に応じて決まる角度の方向より前記第1のファイバブラッググレーティングに照射することを特徴とする光合波方法。
前記第1の光を透過し、かつ、前記第2の光を反射する透過波長特性を有し、前記光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングを備え、
前記光ファイバの外部より与えられる前記第2の光が、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より自由空間を介して前記第1のファイバブラックグレーティングに照射され、該第1のファイバブラッググレーティングで反射した前記第2の光が前記光ファイバの中に結合されることを特徴とする光合波器。
前記第1の光を透過し、かつ、前記第2の光を反射する透過波長特性を有し、前記光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングと、
前記第2の光の波長成分を含んだ光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より前記第1のファイバブラックグレーティングに照射する光源と、
前記第2の光に対して前記第1のファイバブラッググレーティングの反射率よりも低い反射率を有し、前記光ファイバの軸方向に対して垂直なグレーティング面を持ち、前記光源から前記第1のファイバブラッググレーティングに照射され前記光ファイバの中に結合された前記第2の光が伝搬する側にある光ファイバ上に形成した第2のファイバブラッググレーティングと、を備え、
前記第2の光が、前記第1のファイバブラッググレーティングを介して、前記光源と前記第2のファイバブラッググレーティングとの間で共振するようにしたことを特徴とする光合波器。
前記第1のファイバブラッググレーティングは、前記第2の光に対して略100%の反射率を有し、前記第2のファイバブラッググレーティングは、前記第2の光の波長において反射率が急峻に変化する狭帯域反射スペクトル特性を持つことを特徴とする光合波器。
前記第1のファイバブラッググレーティングは、グレーティングピッチを光ファイバの軸方向に沿って徐々に変化させたチャープ型の構成を適用したことを特徴とする光合波器。
前記光源の出射ビームの電界分布と、前記第1のファイバブラッググレーティングに対して入出射される前記第2の光の電界分布とを近づけることにより、前記第2の光の結合効率を高くする手段を備えたことを特徴とする光合波器。
前記第2の光の結合効率を高くする手段は、前記光源および前記第1のファイバブラッググレーティングの間における光学系の設計を最適化することを特徴とする光合波器。
前記第2の光の結合効率を高くする手段は、前記第1のファイバブラッググレーティングのパラメータ設計を最適化することを特徴とする光合波器。
前記光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる複数の光を合波するとき、
前記第1および第2のファイバブラッググレーティングが前記複数の光に対応させてそれぞれ複数設けられ、当該各ファイバブラッググレーティングが前記光ファイバ上に縦列配置され、
前記光源が前記複数の光に対応させて複数設けられ、当該各光源から出射される光が前記縦列配置された第1のファイバブラッググレーティングにそれぞれ照射されることを特徴とする光合波器。
前記光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる複数の光を合波するとき、
前記第1のファイバブラッググレーティングは、グレーティングピッチを光ファイバの軸方向に沿って徐々に変化させたチャープ型の構成を適用することで、前記複数の光の波長を含んだ反射帯域を有し、
前記第2のファイバブラッググレーティングが前記複数の光に対応させて複数設けられ、当該各ファイバブラッググレーティングが前記光ファイバ上に縦列配置され、
前記光源が前記複数の光に対応させて複数設けられ、当該各光源が前記チャープ型の構成を適用した第1のファイバブラッググレーティングの集光性に応じて決まる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする光合波器。
前記光源は、偏波状態の異なる複数の光を偏波合成して得た光を前記第1のファイバブラッググレーティングに照射することを特徴とするを光合波器。
前記信号光を透過し、かつ、前記励起光を反射する透過波長特性を有し、前記増幅媒体に接続される光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングを備え、
前記光ファイバの外部より与えられる前記励起光が、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記励起光の波長に応じて決まる角度の方向より自由空間を介して前記第1のファイバブラックグレーティングに照射され、該第1のファイバブラッググレーティングで反射した前記励起光が前記光ファイバの中に結合されて前記増幅媒体に供給されることを特徴とする光増幅器。
前記信号光を透過し、かつ、前記励起光を反射する透過波長特性を有し、前記増幅媒体に接続される光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングと、
前記励起光の波長成分を含んだ光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より前記第1のファイバブラックグレーティングに照射する励起光源と、
前記励起光に対して前記第1のファイバブラッググレーティングの反射率よりも低い反射率を有し、前記光ファイバの軸方向に対して垂直なグレーティング面を持ち、前記励起光源から出射され前記第1のファイバブラッググレーティングに照射され前記光ファイバの中に結合された前記励起光が伝搬する側にある光ファイバ上に形成した第2のファイバブラッググレーティングと、を備え、
前記励起光が、前記第1のファイバブラッググレーティングを介して、前記励起光源と前記第2のファイバブラッググレーティングとの間で共振するようにしたことを特徴とする光増幅器。
前記第1のファイバブラッググレーティングは、前記励起光に対して略100%の反射率を有し、前記第2のファイバブラッググレーティングは、前記励起光の波長において反射率が急峻に変化する狭帯域反射スペクトル特性を持つことを特徴とする光増幅器。
前記第1のファイバブラッググレーティングは、グレーティングピッチを光ファイバの軸方向に沿って徐々に変化させたチャープ型の構成を適用したことを特徴とする光増幅器。
前記励起光源の出射ビームの電界分布と、前記第1のファイバブラッググレーティングに対して入出射される前記励起光の電界分布とを近づけることにより、前記励起光の結合効率を高くする手段を備えたことを特徴とする光増幅器。
前記増幅媒体に対して波長の異なる複数の励起光を供給するとき、
前記第1および第2のファイバブラッググレーティングが前記複数の励起光に対応させてそれぞれ複数設けられ、当該各ファイバブラッググレーティングが前記光ファイバ上に縦列配置され、
前記励起光源が前記複数の励起光に対応させて複数設けられ、当該各励起光源から出射される励起光が前記縦列配置された第1のファイバブラッググレーティングにそれぞれ照射されることを特徴とする光増幅器。
前記増幅媒体に対して波長の異なる複数の励起光を供給するとき、
前記第1のファイバブラッググレーティングは、グレーティングピッチを光ファイバの軸方向に沿って徐々に変化させたチャープ型の構成を適用することで、前記複数の励起光の波長を含んだ反射帯域を有し、
前記第2のファイバブラッググレーティングが前記複数の励起光に対応させて複数設けられ、当該各ファイバブラッググレーティングが前記光ファイバ上に縦列配置され、
前記励起光源が前記複数の励起光に対応させて複数設けられ、当該各励起光源が前記チャープ型の構成を適用した第1のファイバブラッググレーティングの集光性に応じて決まる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする光増幅器。
前記励起光源は、偏波状態の異なる複数の光を偏波合成して得た励起光を前記第1のファイバブラッググレーティングに照射することを特徴とするを光増幅器。
前記第1および第2のファイバブラッググレーティングが、前記増幅媒体自体にそれぞれ形成されたことを特徴とする光増幅器。
前記増幅媒体が、エルビウムドープファイバであり、
前記励起光源は、発振波長が0.5μm帯、0.6μm帯または0.8μm帯の半導体レーザであることを特徴とする光増幅器。
前記信号光の波長帯域内の少なくとも一部の帯域について過剰な利得分を選択的に抑圧する抑圧手段を前記増幅媒体の長手方向に分布的に備えたことを特徴とする光増幅器。
前記抑圧手段は、前記信号光が前記増幅媒体の長手方向に伝搬するのに伴って生じる、前記一部の帯域における信号光パワーの成長を抑えることにより、該信号光パワーの成長を抑えない場合よりも信号光波長帯域における増幅効率を高くし、かつ、雑音指数を低減することが可能な抑圧波長特性を有することを特徴とする光増幅器。
前記抑圧手段は、前記信号光の波長帯域外の帯域についても信号帯域内における抑圧量に比べて大きな抑圧量を用いて選択的に抑圧することを特徴とする光増幅器。
2…チルト型FBG
2’…チルト・チャープ型FBG
3…光源
3A…半導体レーザチップ
3a…HRミラー
3B,5…レンズ
4…低反射FBG
6…偏波合成器
10…増幅媒体
20…チルト型FBG部
30…励起光源部
40…低反射FBG部
81,82…増設部
Ls…信号光
Lp1〜Lpn…励起光
P…グレーティングピッチ
θ0…入射角度
θT…グレーティング面の斜度
Claims (4)
- 光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる第2の光を合波する光合波方法であって、
前記第1の光を透過し、かつ、前記第2の光を反射する透過波長特性を有し、前記光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングに、光源から出射される前記第2の光の波長成分を含んだ光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より自由空間を介して照射し、
該第1のファイバブラッググレーティングで反射した前記第2の光を前記光ファイバの中に結合させ、
前記第2の光に対して前記第1のファイバブラッググレーティングの反射率よりも低い反射率を有し、前記光ファイバ1の軸方向に対して垂直なグレーティング面を持ち、前記光ファイバの中に結合された前記第2の光が伝搬する側にある光ファイバ上に形成した第2のファイバブラッググレーティングと、前記光源との間で、前記第2の光を共振させるようにしたことを特徴とする光合波方法。 - 光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる第2の光を合波する光合波器であって、
前記第1の光を透過し、かつ、前記第2の光を反射する透過波長特性を有し、前記光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングと、
前記第2の光の波長成分を含んだ光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より前記第1のファイバブラックグレーティングに照射する光源と、
前記第2の光に対して前記第1のファイバブラッググレーティングの反射率よりも低い反射率を有し、前記光ファイバの軸方向に対して垂直なグレーティング面を持ち、前記光源から前記第1のファイバブラッググレーティングに照射され前記光ファイバの中に結合された前記第2の光が伝搬する側にある光ファイバ上に形成した第2のファイバブラッググレーティングと、を備え、
前記第2の光が、前記第1のファイバブラッググレーティングを介して、前記光源と前記第2のファイバブラッググレーティングとの間で共振するようにしたことを特徴とする光合波器。 - 請求項2に記載の光合波器であって、
前記光ファイバを伝搬する第1の光に対して、該第1の光とは波長の異なる複数の光を合波するとき、
前記第1および第2のファイバブラッググレーティングが前記複数の光に対応させてそれぞれ複数設けられ、当該各ファイバブラッググレーティングが前記光ファイバ上に縦列配置され、
前記光源が前記複数の光に対応させて複数設けられ、当該各光源から出射される光が前記縦列配置された第1のファイバブラッググレーティングにそれぞれ照射されることを特徴とする光合波器。 - 増幅媒体に励起光を供給することで該増幅媒体を伝搬する信号光の光増幅を行う光増幅器であって、
前記信号光を透過し、かつ、前記励起光を反射する透過波長特性を有し、前記増幅媒体に接続される光ファイバの軸方向に対してグレーティング方向を傾けて前記光ファイバ上に形成した第1のファイバブラックグレーティングと、
前記励起光の波長成分を含んだ光を、前記第1のファイバブラッググレーティングのグレーティングピッチおよび前記第2の光の波長に応じて決まる角度の方向より前記第1のファイバブラックグレーティングに照射する励起光源と、
前記励起光に対して前記第1のファイバブラッググレーティングの反射率よりも低い反射率を有し、前記光ファイバの軸方向に対して垂直なグレーティング面を持ち、前記励起光源から出射され前記第1のファイバブラッググレーティングに照射され前記光ファイバの中に結合された前記励起光が伝搬する側にある光ファイバ上に形成した第2のファイバブラッググレーティングと、を備え、
前記励起光が、前記第1のファイバブラッググレーティングを介して、前記励起光源と前記第2のファイバブラッググレーティングとの間で共振するようにしたことを特徴とする光増幅器。
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