JPH0344206A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、光フアイバ中を伝搬する光信号を増幅する光
増幅器に関するものである。
増幅器に関するものである。
石英系の光ファイバにEr(エルビウム〉やNd(ネオ
ジウム)の希土類元素をドープしたものは増幅素子とし
て使えることが知られている。
ジウム)の希土類元素をドープしたものは増幅素子とし
て使えることが知られている。
Erドープの光フアイバ増幅器については、文献: (
1) K、Hagimoto et、al+ ”A
2121aaNon−repeated Trans
sission Experimentat 1.
8Gb/s using LD Puo+ped
Er”Doped Fiber Amplif
iers in an IM/Direct−D
etection Repeater Syste
mOF C’ 89 、 Po5t Deadli
ne Paper。
1) K、Hagimoto et、al+ ”A
2121aaNon−repeated Trans
sission Experimentat 1.
8Gb/s using LD Puo+ped
Er”Doped Fiber Amplif
iers in an IM/Direct−D
etection Repeater Syste
mOF C’ 89 、 Po5t Deadli
ne Paper。
Houston、 Feb、 1989. 、又は
(2)萩本他、“ファイバ増幅器を用いた長スパンギガ
ビット/秒光伝送システムの検討パ、信学技報、osc
a9−3、に述べられている。
(2)萩本他、“ファイバ増幅器を用いた長スパンギガ
ビット/秒光伝送システムの検討パ、信学技報、osc
a9−3、に述べられている。
第7図に従来の希土類ドープ光フアイバ型増幅器の基本
構成を示す。同図において、21は増幅器の入力側の光
ファイバ、22は希土類(文献(1)、(2)ではEr
) ドープの光ファイバ、23は増幅器の出力側の光フ
ァイバ、24は励起用光源、25は励起光を伝搬させる
ための光ファイバ、26は光結合器で信号光と励起光を
希土類ドープの光ファイバ22に導くためのもの、27
は励起光除去のための光フィルタである。
構成を示す。同図において、21は増幅器の入力側の光
ファイバ、22は希土類(文献(1)、(2)ではEr
) ドープの光ファイバ、23は増幅器の出力側の光フ
ァイバ、24は励起用光源、25は励起光を伝搬させる
ための光ファイバ、26は光結合器で信号光と励起光を
希土類ドープの光ファイバ22に導くためのもの、27
は励起光除去のための光フィルタである。
第7図に従って増幅器の原理を説明する。信号の流れは
図中に矢印Yで示した。信号光は光ファイバ21により
、励起光は光ファイバ25により光結合器26に導かれ
る。光結合器26により信号光と励起光は希土類ドープ
の光ファイバ22に導かれ、光フアイバ22中で励起光
により、励起されたエネルギーの一部が信号光に変換さ
れ、信号光の増幅が行われる。
図中に矢印Yで示した。信号光は光ファイバ21により
、励起光は光ファイバ25により光結合器26に導かれ
る。光結合器26により信号光と励起光は希土類ドープ
の光ファイバ22に導かれ、光フアイバ22中で励起光
により、励起されたエネルギーの一部が信号光に変換さ
れ、信号光の増幅が行われる。
上記の文献(1)、 (2)では、励起用光源24とし
て波長1.48μmの半導体レーザを用いている。Er
ドープの光ファイバ22の長さは100m以下である。
て波長1.48μmの半導体レーザを用いている。Er
ドープの光ファイバ22の長さは100m以下である。
光フィルタ27は励起光を除去し、信号光のみを通過す
るように設計されている。また、必要に応じて入出力側
に光アイソレータを挿入し、光フアイバ端面からの反射
によって生じる増幅器の不安定動作を抑圧する。
るように設計されている。また、必要に応じて入出力側
に光アイソレータを挿入し、光フアイバ端面からの反射
によって生じる増幅器の不安定動作を抑圧する。
第8図は文献(2)によるErドープの光フアイバ型増
幅器の利得波長特性を示した特性図である。1.535
μmと1.551μmに遷移のピークが見られる。利得
はErドープの光ファイバの長さ、励起光の強度に依存
する。文献(2)の実験ではErドープ光ファイバ長と
して90m、励起光強度94mWの時に最大利得として
、波長1.535μmで約35dBが得られている。
幅器の利得波長特性を示した特性図である。1.535
μmと1.551μmに遷移のピークが見られる。利得
はErドープの光ファイバの長さ、励起光の強度に依存
する。文献(2)の実験ではErドープ光ファイバ長と
して90m、励起光強度94mWの時に最大利得として
、波長1.535μmで約35dBが得られている。
希土類ドープの光フアイバ型増幅器は、半導体レーザを
用いた増幅器と比較して、■増幅特性が入射光の偏波状
態に依存しない、■伝送路の光ファイバとの接続損失が
小さく大きな利得が得られる、という特長を有している
。
用いた増幅器と比較して、■増幅特性が入射光の偏波状
態に依存しない、■伝送路の光ファイバとの接続損失が
小さく大きな利得が得られる、という特長を有している
。
しかし、Erドープの光フアイバ型増幅器の場合、3d
B波長域が1.535μm付近で2nm、1゜551μ
m付近で4nmであり、半導体レーザ増幅器の3dB波
長域が50nm以上であることに比べて狭い、このため
、信号光の波長が温度等により変動すると、増幅器の利
得が変動し安定な増幅特性を得ることが困難となる。
B波長域が1.535μm付近で2nm、1゜551μ
m付近で4nmであり、半導体レーザ増幅器の3dB波
長域が50nm以上であることに比べて狭い、このため
、信号光の波長が温度等により変動すると、増幅器の利
得が変動し安定な増幅特性を得ることが困難となる。
本発明の目的は、使用可能な波長域の拡大された希土類
ドープの光フアイバ型の増幅器を提供することにある。
ドープの光フアイバ型の増幅器を提供することにある。
上記目的達成のため本発明では、希土類ドープの光フア
イバ型増幅器を構成する希土類ドープ光ファイバの信号
入力側もしくは信号出力側もしくはその双方の側に、あ
る波長範囲において増幅器の利得波長特性の平坦化をは
かる等化光フィルタを挿入した。
イバ型増幅器を構成する希土類ドープ光ファイバの信号
入力側もしくは信号出力側もしくはその双方の側に、あ
る波長範囲において増幅器の利得波長特性の平坦化をは
かる等化光フィルタを挿入した。
それにより使用可能な波長域を拡大することができる。
〔実施例]
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、35は第7図で示した希土類ドープの光フ
アイバ型増幅器である。34はある波長範囲において増
幅器の利得波長特性を平坦化するための等化光フィルタ
である。31,32゜33はそれぞれ信号伝送用光ファ
イバであり、信号は矢印Yの方向に流れる。
図において、35は第7図で示した希土類ドープの光フ
アイバ型増幅器である。34はある波長範囲において増
幅器の利得波長特性を平坦化するための等化光フィルタ
である。31,32゜33はそれぞれ信号伝送用光ファ
イバであり、信号は矢印Yの方向に流れる。
等化光フィルタ34としては、例えばErドープの光フ
アイバ型増幅器の波長1.535μm付近での利得波長
特性の平坦化のためには、第2図に示すような波長特性
のものを用いればよい。この場合、ピーク利得は減少す
るが1.535μm付近で利得波長特性の平坦化が実現
できる。このような波長特性のフィルタは、種々の方法
により実現可能であるが、その−例を第3図に示す。5
1は1、535μmを透過中心波長とする誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタであり、52は金属蒸着膜であ
る。
アイバ型増幅器の波長1.535μm付近での利得波長
特性の平坦化のためには、第2図に示すような波長特性
のものを用いればよい。この場合、ピーク利得は減少す
るが1.535μm付近で利得波長特性の平坦化が実現
できる。このような波長特性のフィルタは、種々の方法
により実現可能であるが、その−例を第3図に示す。5
1は1、535μmを透過中心波長とする誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタであり、52は金属蒸着膜であ
る。
この反射特性を利用することにより第2図の特性の等化
フィルタが実現できることを以下に述べる。いま、帯域
通過型フィルタ51の透過特性をTl(λ)とすると、
その反射特性は(1−Tl(λ)〕となる。その特性の
一例を第4図に示す。
フィルタが実現できることを以下に述べる。いま、帯域
通過型フィルタ51の透過特性をTl(λ)とすると、
その反射特性は(1−Tl(λ)〕となる。その特性の
一例を第4図に示す。
透過率の最大値、反射率の最大値ともほぼ100%(損
失零)となる。金属蒸着膜52は第8図に示した程度の
波長範囲ではその透過特性T2(λ)の波長依存性は無
視できる。したがって、第3図のフィルタの透過特性T
(λ)、反射特性R(λ)は、51および52での吸収
損失が無視できると仮定すると、 T(λ)=T1(λ)・T2 ・・・・・・
(1)R(λ)=1−TI(λ)・T2 ・
・・・・・(2)で表わされる。
失零)となる。金属蒸着膜52は第8図に示した程度の
波長範囲ではその透過特性T2(λ)の波長依存性は無
視できる。したがって、第3図のフィルタの透過特性T
(λ)、反射特性R(λ)は、51および52での吸収
損失が無視できると仮定すると、 T(λ)=T1(λ)・T2 ・・・・・・
(1)R(λ)=1−TI(λ)・T2 ・
・・・・・(2)で表わされる。
1、535μmより離れた波長では、はぼTl(λ)=
O(反射率が100%)のためにR(λ)=1となり、
1.535μmではほぼ、Tl(λ)=1のためにR(
λ)= (1−72)で金属蒸着膜の反射率で決まる反
射特性が得られる。上記式(1)と式(2)を示したも
のが第5図であり、第2図の波長損失特性を持つ等化光
フィルタが実現できることがわかる。T2の値は金属蒸
着膜の厚みを変えて制御可能である。
O(反射率が100%)のためにR(λ)=1となり、
1.535μmではほぼ、Tl(λ)=1のためにR(
λ)= (1−72)で金属蒸着膜の反射率で決まる反
射特性が得られる。上記式(1)と式(2)を示したも
のが第5図であり、第2図の波長損失特性を持つ等化光
フィルタが実現できることがわかる。T2の値は金属蒸
着膜の厚みを変えて制御可能である。
第5図の損失のピーク値は、等化する波長範囲により決
定される。例えば第5図で損失ピーク値が20dB(反
射率で1%)の場合には、第8図で利得ピークから20
dB下がった波長範囲の1.532〜1.540μmの
波長域で利得波長特性の平坦化が実現できる。この場合
の特性を第6図に示す。
定される。例えば第5図で損失ピーク値が20dB(反
射率で1%)の場合には、第8図で利得ピークから20
dB下がった波長範囲の1.532〜1.540μmの
波長域で利得波長特性の平坦化が実現できる。この場合
の特性を第6図に示す。
以上の説明では、Erドープの光フアイバ型増幅器の1
.535μm付近の利得波長特性の平坦化の方法につい
て説明したが、同様の原理でもう1つの利得のピークで
ある1、551μm付近でも利得波長特性の平坦化が実
現可能である。さらに、これらの光フィルタを縦続接続
すれば、1.53〜1.56μmの広い範囲で利得波長
特性の平坦化も実現できる。
.535μm付近の利得波長特性の平坦化の方法につい
て説明したが、同様の原理でもう1つの利得のピークで
ある1、551μm付近でも利得波長特性の平坦化が実
現可能である。さらに、これらの光フィルタを縦続接続
すれば、1.53〜1.56μmの広い範囲で利得波長
特性の平坦化も実現できる。
第1図の実施例では希土類ドープ光フアイバ型増幅器の
信号入力側に等化光フィルタを挿入しているが、出力側
に挿入しても所要の特性を得ることができる。また、入
出力側双方に光フィルタを挿入し、総合特性として利得
波長特性の平坦化を実現してもよい。
信号入力側に等化光フィルタを挿入しているが、出力側
に挿入しても所要の特性を得ることができる。また、入
出力側双方に光フィルタを挿入し、総合特性として利得
波長特性の平坦化を実現してもよい。
以上述べたように、本発明の光増幅器によれば、希土類
ドープ光ファイバの信号入力側もしくは信号出力側もし
くはその双方の側に、ある波長範囲において希土類ドー
プ光ファイバの利得波長特性を平坦化するための等化光
フィルタを挿入したことにより平坦な利得波長特性が得
られ、使用可能な波長域が拡大できるという利点がある
。
ドープ光ファイバの信号入力側もしくは信号出力側もし
くはその双方の側に、ある波長範囲において希土類ドー
プ光ファイバの利得波長特性を平坦化するための等化光
フィルタを挿入したことにより平坦な利得波長特性が得
られ、使用可能な波長域が拡大できるという利点がある
。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
等化光フィルタの特性例を示す特性図、第3図は等化光
フィルタの構成例を示す断面図、第4図は誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタの特性例を示す特性図、第5図
は第3図で示す等化光フィルタの特性例を示す特性図、
第6図はErドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を平坦化した一例を示す特性図、第7図は希土類ドー
プの光フアイバ型増幅器の基本構成を示すブロック図、
第8図はErドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を示す特性図、である。 符号の説明 21.23,31,32.33・・・信号伝送用の光フ
ァイバ、22・・・希土類ドープの光ファイバ、24・
・・励起用光源、25・・・励起光を光結合器まで導く
ための光ファイバ、26・・・光結合器(光フアイバ増
幅器で信号光と励起光を結合するためのもの)、27・
・・励起光除去用光フィルタ、34・・・等化光フィル
タ、35・・・希土類ドープの光フアイバ型増幅器、5
1・・・誘電体多層膜型の帯域通過型フィルタ、 52・・・金属蒸着膜
等化光フィルタの特性例を示す特性図、第3図は等化光
フィルタの構成例を示す断面図、第4図は誘電体多層膜
型の帯域通過型フィルタの特性例を示す特性図、第5図
は第3図で示す等化光フィルタの特性例を示す特性図、
第6図はErドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を平坦化した一例を示す特性図、第7図は希土類ドー
プの光フアイバ型増幅器の基本構成を示すブロック図、
第8図はErドープの光フアイバ型増幅器の利得波長特
性を示す特性図、である。 符号の説明 21.23,31,32.33・・・信号伝送用の光フ
ァイバ、22・・・希土類ドープの光ファイバ、24・
・・励起用光源、25・・・励起光を光結合器まで導く
ための光ファイバ、26・・・光結合器(光フアイバ増
幅器で信号光と励起光を結合するためのもの)、27・
・・励起光除去用光フィルタ、34・・・等化光フィル
タ、35・・・希土類ドープの光フアイバ型増幅器、5
1・・・誘電体多層膜型の帯域通過型フィルタ、 52・・・金属蒸着膜
Claims (1)
- 1)希土類をドープした光ファイバを増幅素子として用
いる光増幅器において、前記希土類ドープ光ファイバの
信号入力側もしくは信号出力側もしくはその双方の側に
、ある波長範囲において増幅器の利得波長特性を平坦化
する光フィルタを挿入して成ることを特徴とする光増幅
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17798589A JPH0344206A (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17798589A JPH0344206A (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 光増幅器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0344206A true JPH0344206A (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=16040518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17798589A Pending JPH0344206A (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 光増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0344206A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US8004752B2 (en) | 1996-05-28 | 2011-08-23 | Fujitsu Limited | Multi-wavelength light amplifier |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP17798589A patent/JPH0344206A/ja active Pending
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