JP6998754B2 - 光結合器及び光増幅器 - Google Patents
光結合器及び光増幅器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6998754B2 JP6998754B2 JP2017241049A JP2017241049A JP6998754B2 JP 6998754 B2 JP6998754 B2 JP 6998754B2 JP 2017241049 A JP2017241049 A JP 2017241049A JP 2017241049 A JP2017241049 A JP 2017241049A JP 6998754 B2 JP6998754 B2 JP 6998754B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- excitation light
- optical fiber
- fiber
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 276
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 262
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 254
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 95
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 40
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 40
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 14
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 35
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 28
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 5
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- -1 erbium ion Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 108010023082 activin A Proteins 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000007526 fusion splicing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06729—Peculiar transverse fibre profile
- H01S3/06737—Fibre having multiple non-coaxial cores, e.g. multiple active cores or separate cores for pump and gain
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
- G02B6/0286—Combination of graded index in the central core segment and a graded index layer external to the central core segment
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02042—Multicore optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
- G02B6/0288—Multimode fibre, e.g. graded index core for compensating modal dispersion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
- G02B6/2835—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
- H01S3/094007—Cladding pumping, i.e. pump light propagating in a clad surrounding the active core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
- H01S3/094015—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with pump light recycling, i.e. with reinjection of the unused pump light back into the fiber, e.g. by reflectors or circulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094049—Guiding of the pump light
- H01S3/094053—Fibre coupled pump, e.g. delivering pump light using a fibre or a fibre bundle
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
- G02B6/0281—Graded index region forming part of the central core segment, e.g. alpha profile, triangular, trapezoidal core
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2852—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2861—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using fibre optic delay lines and optical elements associated with them, e.g. for use in signal processing, e.g. filtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0064—Anti-reflection devices, e.g. optical isolaters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06729—Peculiar transverse fibre profile
- H01S3/06733—Fibre having more than one cladding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094061—Shared pump, i.e. pump light of a single pump source is used to pump plural gain media in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094069—Multi-mode pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/5009—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement being polarisation-insensitive
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
図1は、実施形態1に係る光増幅器の構成を示す模式図である。図1に示すように、光増幅器100は、7個の光アイソレータ1、光ファイバファンイン(FAN IN)2、半導体レーザ3、第1光結合器4、マルチコアEDF5、第2光結合器6、ポンプストリッパ7、光ファイバファンアウト(FAN OUT)8、7個の光アイソレータ9と、を備えている。なお、図中「×」の記号は光ファイバの融着接続点を示している。
ここで、平均屈折率は、例えば以下の式で定義される。
図6は、第1光結合器の変形例の構成を示す模式図である。この変形例の第1光結合器4Aは、図3に示す第1光結合器4において、励起光供給用光ファイバ4cを励起光供給用光ファイバ4Acに置き換えた構成を有する。励起光供給用光ファイバ4Acは、励起光入出力用光ファイバ4bと同じ光ファイバである。その結果、励起光供給用光ファイバ4Acの、主光ファイバ4aの内側クラッド部4abに融着接続されて接触する接触領域4Acaにおける平均屈折率も、内側クラッド部4abの屈折率よりも大きくなる。これにより、矢印Ar1のように半導体レーザ3から入力された励起光の内側クラッド部4abに対する結合効率を向上させることができ、励起効率も向上する。
つぎに、本発明における励起効率の向上の効果を確認するために行った実験例について説明する。図7は、実験例1を説明する図である。実験例1を行うために、励起光として波長975nmのレーザ光を出力する半導体レーザ10に、コア径/クラッド径が105μm/125μmのステップインデックス型のマルチモード光ファイバ10aを取り付け、マルチモード光ファイバ10aを光結合器11に接続した。なお、マルチモード光ファイバ10aは、コア部が純石英ガラスからなり、クラッド部がフッ素を添加した石英系ガラスからなり純石英ガラスに対する比屈折率差が-1.25%程度のものであり、平均屈折率が-0.36%のものである。光結合器11は、第2光結合器6の主光ファイバ6aと同様の構造を有するマルチコアファイバ11aと、マルチモード光ファイバ10aと同一のマルチモード光ファイバ11bと、図5に示す屈折率分布を有するクラッド無しGIファイバ11cとを備えている。マルチモード光ファイバ10aとマルチコアファイバ11aとは「×」の記号の位置で融着接続した。マルチモード光ファイバ10aとマルチコアファイバ11aとは、マルチモード光ファイバ10aから出力した励起光がマルチコアファイバ11aの内側クラッド部に結合するように接続した。マルチモード光ファイバ11bとクラッド無しGIファイバ11cとは、マルチコアファイバ11aの外側コア部を除去した部分の内側クラッド部に、第2光結合器6における励起光入出力用光ファイバ6bと同様の態様にて接続した。
マルチモード光ファイバ11b :4.8%
クラッド無しGIファイバ11c:25.8%
マルチコアファイバ11a :68.3%
であった。また、サンプル1-2では、
マルチモード光ファイバ11b :4.0%
クラッド無しGIファイバ11c:28.0%
マルチコアファイバ11a :66.1%
であった。以上の結果から、マルチモード光ファイバ11bよりもクラッド無しGIファイバ11cの方が、比率が大きく、励起光の回収に有効であることが確認された。
クラッド無しGIファイバ11c:23.3%
クラッド無しGIファイバ11c:24.6%
マルチコアファイバ11a :51.5%
であった。また、サンプル1´-2では、
クラッド無しGIファイバ11c:24.6%
クラッド無しGIファイバ11c:23.7%
マルチコアファイバ11a :50.4%
であった。以上の結果から、クラッド無しGIファイバ11cは、励起光の回収に有効であることが確認された。
クラッド無しGIファイバ11c:17.4%
クラッド無しGIファイバ11c:16.9%
マルチコアファイバ11a :41.3%
であった。また、サンプル2-2では、
クラッド無しGIファイバ11c:15.9%
クラッド無しGIファイバ11c:16.5%
マルチコアファイバ11a :46.8%
であった。以上の結果から、クラッド無しGIファイバ11cは、励起光の回収に有効であることが確認された。
次に、実施例1として、図1に示す実施形態1に係る光増幅器100と同じ構成の光増幅器を作製した。なお、第1光結合器の励起光入出力用光ファイバと第2光結合器の励起光入出力用光ファイバとはいずれも図5に示す特性のクラッド無しGIファイバとした。そして、マルチコアEDFは、Cバンド(約1.53~1.565μm)の波長帯の信号光を好適に光増幅できるように8mとした。そして、入力側の光アイソレータを介してマルチコアEDFの中心軸近傍のコア部(センターコア)に対して波長が1550nm、光パワーが-5dBmのCW光の信号光を入力し、半導体レーザに5Aの駆動電流を流しながら、出力側の光アイソレータから出力された信号光のパワー(出力パワー)を測定した。そして、光増幅器の利得と雑音指数(NF)を算出した。なお、半導体レーザに5Aの駆動電流を流したときに半導体レーザから出力される励起光のパワーは約10Wであり、消費電力は21.65Wである。
図13は、実施形態2に係る光増幅器の構成を示す模式図である。図13に示すように、光増幅器200は、図1に示す実施形態1に係る光増幅器100の第1光結合器4、第2光結合器6をそれぞれ第1光結合器4C、第2光結合器6Aに置き換えた構成を有している。
図14は、実施形態3に係る光増幅器の構成を示す模式図である。図14に示すように、光増幅器300は、図13に示す実施形態2に係る光増幅器200の第2光結合器6Aを複数の第2光結合器6に置き換えた構成を有している。
図15は、実施形態4に係る光増幅器の構成を示す模式図である。図15に示すように、光増幅器400は、図13に示す実施形態2に係る光増幅器200の第1光結合器4Cを第1光結合器4に置き換え、さらに励起光合波器15を追加した構成を有している。
2 光ファイバファンイン
2a シングルモード光ファイバ
2b、11a マルチコアファイバ
2ba、4aa、4Baa、6aa コア部
2bb クラッド部
2c 結合部
3、10 半導体レーザ
4、4A、4C 第1光結合器
4B、11、11A 光結合器
4a、4Ba、6a 主光ファイバ
4ab、4Bab、6ab 内側クラッド部
4ac、6ac 外側クラッド部
4b、6b 励起光入出力用光ファイバ
4ba、4Aca、6ba 接触領域
4c、4Ac 励起光供給用光ファイバ
4d、6d 保護部
4e、6e 部分
5、12、20、30 マルチコアEDF
6、6A 第2光結合器
7 ポンプストリッパ
8 光ファイバファンアウト
10a、11b マルチモード光ファイバ
11c クラッド無しGIファイバ
15 励起光合波器
100、200、300、400 光増幅器
Claims (12)
- 信号光を伝搬する複数のコア部と、前記コア部の外周に形成され、前記コア部よりも屈折率が低い内側クラッド部と、前記内側クラッド部の外周に形成され、前記内側クラッド部よりも屈折率が低い外側クラッド部とを少なくとも備え、長手方向の一部において前記外側クラッド部が除去されている主光ファイバと、
前記主光ファイバの前記外側クラッド部が除去された部分における前記内側クラッド部に溶融接続され、前記内側クラッド部に接触する接触領域における平均屈折率が、前記内側クラッド部の屈折率よりも大きい、少なくとも1本の励起光入出力用光ファイバと、
を備え、
前記励起光入出力用光ファイバを伝搬する励起光が前記接触領域から前記内側クラッド部の側面に横結合型にて結合して前記内側クラッド部を伝搬する、又は前記内側クラッド部を伝搬した前記励起光が前記接触領域から前記励起光入出力用光ファイバに横結合型にて結合して前記励起光入出力用光ファイバを伝搬する
ことを特徴とする光結合器。 - 前記内側クラッド部の屈折率に対する前記励起光入出力用光ファイバの前記接触領域における平均屈折率の比屈折率差が、0.05%以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の光結合器。 - 複数の前記励起光入出力用光ファイバを備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光結合器。 - 前記複数の励起光入出力用光ファイバのそれぞれを伝搬する前記励起光を合波する励起光合波器を備える
ことを特徴とする請求項3に記載の光結合器。 - 一端が前記励起光を出力する励起光源に接続されるとともに、別の一端が前記主光ファイバの前記外側クラッド部が除去された部分における前記内側クラッド部に溶融接続され、前記主光ファイバに前記励起光を供給する励起光供給用光ファイバをさらに備える
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一つに記載の光結合器。 - 前記励起光供給用光ファイバの前記内側クラッド部に接触する接触領域における平均屈折率が、前記内側クラッド部の屈折率よりも大きい
ことを特徴とする請求項5に記載の光結合器。 - 前記励起光入出力用光ファイバはクラッド無しGIファイバである
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一つに記載の光結合器。 - 励起光源と、
光増幅媒体を含む光増幅コア部を備えるクラッド励起型の光増幅ファイバと、
請求項5又は6に記載の光結合器であって、前記励起光供給用光ファイバに前記励起光源が接続され、前記光増幅ファイバの一端が前記主光ファイバの一端に接続されている第1光結合器と、
請求項1~4のいずれか一つに記載の光結合器であって、前記光増幅ファイバの別の一端が前記主光ファイバの一端に接続される第2光結合器と、
を備え、
前記第1光結合器の前記励起光入出力用光ファイバと前記第2光結合器の前記励起光入出力用光ファイバとが接続されている
ことを特徴とする光増幅器。 - 前記光増幅ファイバは、複数の前記光増幅コア部を備える
ことを特徴とする請求項8に記載の光増幅器。 - 前記複数の光増幅コア部は、前記光増幅媒体としてエルビウムを含む
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の光増幅器。 - 前記第1光結合器の前記励起光入出力用光ファイバの屈折率分布と前記第2光結合器の前記励起光入出力用光ファイバの屈折率分布との差異が、比屈折率差にして±0.2%の範囲内である
ことを特徴とする請求項8~10のいずれか一つに記載の光増幅器。 - 前記第2光結合器の前記励起光入出力用光ファイバの開口数が、前記第1光結合器の前記励起光入出力用光ファイバの開口数以下である
ことを特徴とする請求項8~11のいずれか一つに記載の光増幅器。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017241049A JP6998754B2 (ja) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | 光結合器及び光増幅器 |
EP18889588.2A EP3726673B1 (en) | 2017-12-15 | 2018-12-17 | Optical coupler and optical amplifier |
CN201880080111.4A CN111492545A (zh) | 2017-12-15 | 2018-12-17 | 光耦合器以及光放大器 |
PCT/JP2018/046393 WO2019117314A1 (ja) | 2017-12-15 | 2018-12-17 | 光結合器及び光増幅器 |
US16/893,589 US11073656B2 (en) | 2017-12-15 | 2020-06-05 | Optical coupler and optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017241049A JP6998754B2 (ja) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | 光結合器及び光増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019110171A JP2019110171A (ja) | 2019-07-04 |
JP6998754B2 true JP6998754B2 (ja) | 2022-01-18 |
Family
ID=66819276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017241049A Active JP6998754B2 (ja) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | 光結合器及び光増幅器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11073656B2 (ja) |
EP (1) | EP3726673B1 (ja) |
JP (1) | JP6998754B2 (ja) |
CN (1) | CN111492545A (ja) |
WO (1) | WO2019117314A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7036199B2 (ja) * | 2018-04-11 | 2022-03-15 | 日本電気株式会社 | 光増幅装置および光増幅方法 |
JP2020194937A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 住友電気工業株式会社 | 光増幅器 |
JP7221901B2 (ja) * | 2020-03-12 | 2023-02-14 | Kddi株式会社 | 光増幅装置 |
JP2021163791A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-11 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ増幅システムおよび光通信システム |
JP7441129B2 (ja) | 2020-06-25 | 2024-02-29 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザ装置 |
CN116742471A (zh) * | 2022-03-01 | 2023-09-12 | 华为技术有限公司 | 单波长激光产生的方法和装置 |
CN114578474A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-03 | 创昇光电科技(苏州)有限公司 | 掺铒多芯宽带放大光纤 |
WO2023228348A1 (ja) * | 2022-05-26 | 2023-11-30 | 日本電信電話株式会社 | 側方励起光ファイバ及び光増幅器 |
CN115201968B (zh) * | 2022-06-14 | 2024-04-19 | 核工业理化工程研究院 | 一种光纤耦合器及其应用 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002027369A1 (fr) | 2000-09-26 | 2002-04-04 | Highwave Optical Technologies | Dispositif d'injection pour fibre optique et procede de preparation |
JP2002237637A (ja) | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Toshiba Corp | ファイバレーザ装置 |
US20040196537A1 (en) | 2003-02-11 | 2004-10-07 | Andrei Starodoumov | Optical fiber coupling arrangement |
JP2006019490A (ja) | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Toyoda Mach Works Ltd | ファイバレーザ発振装置 |
JP2009129940A (ja) | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Toyota Central R&D Labs Inc | 光ファイバ装置及びその製造方法並びに光ファイバレーザ装置 |
JP2010239035A (ja) | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ増幅器の設計方法および光ファイバ増幅器 |
JP2012209430A (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Fujikura Ltd | 増幅用光学部品、及び、これを用いた光ファイバ増幅器、並びに、ファイバレーザ装置 |
JP2015510253A (ja) | 2011-12-13 | 2015-04-02 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | マルチコアエルビウムドープファイバアンプ |
US20170194761A1 (en) | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Nlight, Inc. | Pump combiner for multi-clad fibers |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4815079A (en) * | 1987-12-17 | 1989-03-21 | Polaroid Corporation | Optical fiber lasers and amplifiers |
DE3812203A1 (de) * | 1988-04-13 | 1989-10-26 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zur ein-/auskopplung von licht in/aus einem lichtwellenleiter |
CA2019253C (en) * | 1989-06-23 | 1994-01-11 | Shinya Inagaki | Optical fiber amplifier |
JPH0325985A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ増幅器 |
CN201417320Y (zh) * | 2009-06-05 | 2010-03-03 | 深圳朗光科技有限公司 | 光纤端面泵浦合束器 |
CN102044830B (zh) * | 2010-11-05 | 2013-10-16 | 山西飞虹激光科技有限公司 | 一种大功率光纤激光器的侧面耦合器及制作方法 |
-
2017
- 2017-12-15 JP JP2017241049A patent/JP6998754B2/ja active Active
-
2018
- 2018-12-17 EP EP18889588.2A patent/EP3726673B1/en active Active
- 2018-12-17 CN CN201880080111.4A patent/CN111492545A/zh active Pending
- 2018-12-17 WO PCT/JP2018/046393 patent/WO2019117314A1/ja unknown
-
2020
- 2020-06-05 US US16/893,589 patent/US11073656B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002027369A1 (fr) | 2000-09-26 | 2002-04-04 | Highwave Optical Technologies | Dispositif d'injection pour fibre optique et procede de preparation |
JP2002237637A (ja) | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Toshiba Corp | ファイバレーザ装置 |
US20040196537A1 (en) | 2003-02-11 | 2004-10-07 | Andrei Starodoumov | Optical fiber coupling arrangement |
JP2006019490A (ja) | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Toyoda Mach Works Ltd | ファイバレーザ発振装置 |
JP2009129940A (ja) | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Toyota Central R&D Labs Inc | 光ファイバ装置及びその製造方法並びに光ファイバレーザ装置 |
JP2010239035A (ja) | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ増幅器の設計方法および光ファイバ増幅器 |
JP2012209430A (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Fujikura Ltd | 増幅用光学部品、及び、これを用いた光ファイバ増幅器、並びに、ファイバレーザ装置 |
JP2015510253A (ja) | 2011-12-13 | 2015-04-02 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | マルチコアエルビウムドープファイバアンプ |
US20170194761A1 (en) | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Nlight, Inc. | Pump combiner for multi-clad fibers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3726673A4 (en) | 2021-09-15 |
JP2019110171A (ja) | 2019-07-04 |
EP3726673A1 (en) | 2020-10-21 |
EP3726673B1 (en) | 2024-05-22 |
US11073656B2 (en) | 2021-07-27 |
US20200301066A1 (en) | 2020-09-24 |
WO2019117314A1 (ja) | 2019-06-20 |
CN111492545A (zh) | 2020-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6998754B2 (ja) | 光結合器及び光増幅器 | |
US8094370B2 (en) | Cladding pumped fibre laser with a high degree of pump isolation | |
JP6348535B2 (ja) | ハイパワー・ダブルクラッド(dc)・ポンプ・エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器(edfa) | |
US8548013B2 (en) | Fiber laser | |
JP6059560B2 (ja) | マルチモード伝送用光増幅器 | |
JPH10284777A (ja) | 光ファイバレーザ | |
JP2021163814A (ja) | 光ファイバ増幅器および光通信システム | |
JP2019216162A (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
JP2010232373A (ja) | 光源装置 | |
JP5659341B2 (ja) | マルチコア光伝送システム、光増幅及び光増幅用部品 | |
WO2014073459A1 (ja) | 増幅用光ファイバ及び光増幅器 | |
JP7214527B2 (ja) | マルチコア光増幅ファイバ、マルチコア光ファイバ増幅器および光通信システム | |
US20230003934A1 (en) | Multi-core optical amplifying fiber, multi-core optical fiber amplifier, and optical communication system | |
JP2003031879A (ja) | 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 | |
CN116134685A (zh) | 多芯光纤模块及多芯光纤放大器 | |
WO2019172398A1 (ja) | 余剰光除去装置及びファイバレーザ | |
JP5202820B2 (ja) | 光結合器、ファイバレーザ及び光ファイバ増幅器 | |
Simonneau et al. | High-power air-clad photonic crystal fiber cladding-pumped EDFA for WDM applications in the C-band | |
WO2021199820A1 (ja) | 光ファイバ増幅システムおよび光通信システム | |
WO2022044088A1 (ja) | 希土類添加ファイバ及び光ファイバ増幅器 | |
Jung et al. | Multi-wavelength fiber laser using a single multicore erbium doped fiber | |
WO2023157177A1 (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
JP2007294534A (ja) | 光学的モジュール | |
US20220344888A1 (en) | Amplification fiber and optical amplifier | |
JP2003264330A (ja) | 光増幅用光ファイバ及び光ファイバ増幅器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210720 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211221 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6998754 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |