JPH0832524A - ファイバ光増幅器を構成する光回路モジュール - Google Patents

ファイバ光増幅器を構成する光回路モジュール

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JPH0832524A
JPH0832524A JP6165232A JP16523294A JPH0832524A JP H0832524 A JPH0832524 A JP H0832524A JP 6165232 A JP6165232 A JP 6165232A JP 16523294 A JP16523294 A JP 16523294A JP H0832524 A JPH0832524 A JP H0832524A
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陽一郎 香月
Ikuo Fukuzaki
郁夫 福崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファイバ光増幅器の小型化や、組み立ての作
業性の向上を可能にし、結合損失の小さい光回路モジュ
ールを提供する。 【構成】 この発明の光回路モジュールでは、第1コリ
メータと、第2コリメータと、第3コリメータとを光回
路モジュールに対し同一側に、励起光および信号光のそ
れぞれの入出力光の各光軸が平行となるように、設けて
いる。また、各ブロックの内部では、励起光または信号
光が2回反射している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ファイバ光増幅器を
構成する光回路モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ファイバ光増幅器として、エ
ルビウムドープファイバ(以下、EDFと称する場合が
ある)光増幅器が知られている(例えば、文献:「光増
幅器とその応用」オーム社発行、1992年、第100
頁〜111頁)。このEDF光増幅器には、後方励起型
と前方励起型とがある。
【0003】また、最近、EDF光増幅器の小型化を図
るために、主として、ロングウェーブパスフィルタ(L
WPF)、アイソレータおよびカプラで構成される部分
の光機能を集積化した光回路モジュールが使用されてい
る。その一例が、文献「1992年電子情報通信学会秋
季大会予稿集、C−222」(p4−244)に開示さ
れている。
【0004】従来の後方励起型の光回路モジュールの構
成を簡単に説明する。図3は、従来の光回路モジュール
の構成を説明するために簡略化して示した構成図であ
る。従来の光回路モジュール10では、第1コリメータ
28から入力する励起光12が、LWPF70で直角に
反射した後、第2コリメータ30から出力してEDF
(図示せず)に入力するように、第1コリメータ28、
LWPF70、第2コリメータ30を配置する。第2コ
リメータ30から入射した信号光14は、励起光12が
第2コリメータ30に入射する方向と逆方向に進行す
る。第2コリメータ30から入射する信号光14は、L
WPF70を通過した後、アイソレータ26を通過す
る。アイソレータ26を通過した信号光14の大部分
は、カプラ58を通過し、その後、第3コリメータ32
から出力する。このように、LWPF70、カプラ5
8、第3コリメータ32を配置する。また、カプラ58
により、一部分反射する信号光14は、モニタ用受光素
子66に入射する。
【0005】このような光回路モジュール10を使用し
て光増幅器を構成すると、光回路モジュールとEDFと
の接続や外部出力コネクタの取り付け等のため、光ファ
イバの余長を処理する必要がある。このとき、光ファイ
バの余長を処理するために、光ファイバの許容曲げ半径
を確保する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の光回路モジュー
ルでは、四角形状のケース本体の三辺に光ファイバが設
けられており、従って、光ファイバ引き出し方向が3方
向となるため、光ファイバの余長を処理するためのスペ
ースを3方向に設ける必要があり、光増幅器の小型化の
妨げとなっている。また、光ファイバの収容性も悪く、
光増幅器の組み立ての作業効率が低下するという問題が
ある。
【0007】また、光回路モジュールに入力する励起光
や信号光は、フィルタで1回反射した後、出力するの
で、フィルタの固定時や温度変化による膨張収縮時の角
度ずれや軸ずれによる光学素子間や光学素子と光ファイ
バとの間での結合損失が増加するという問題もある。
【0008】ここでは、従来の後方励起型の光回路モジ
ュールの問題点を示したが、前方励起型の光回路モジュ
ールにおいても、同様の問題がある。
【0009】従って、小型化が可能であり、かつ、組み
立ての作業性の優れたEDF光増幅器用の光回路モジュ
ールが望まれていた。
【0010】さらに、結合損失が少なくて信頼性の高い
光回路モジュールが望まれていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】このため、この発明の光
回路モジュールによれば、励起光を入力し、励起光を出
力し、信号光を入力し、および信号光を出力する各機能
のうち、いずれか一つの機能あるいは複数の機能を有す
る複数のポートと、励起光を入力する機能を有するポー
トから励起光を出力する機能を有するポートへ励起光を
導く反射光学系と、信号光を入力する機能を有するポー
トから信号光を出力する機能を有するポートへ信号光を
導く反射光学系と、信号光を入力する機能を有するポー
トから信号光を出力する機能を有するポートへ信号光を
導く反射光学系の光路に設けられ、信号光を通過させて
信号光を出力する機能を有するポートへ信号光を出力す
るアイソレータとを具えており、ポートすべてを光回路
モジュールに対し同一側に、励起光および信号光のそれ
ぞれの入出力光の各光軸が平行となるように、設けてあ
ることを特徴とする。
【0012】さらに、この発明の好適実施例では、励起
光を入力するポートから励起光を出力するポートへ励起
光を導く反射光学系と信号光を入力するポートから信号
光を出力するポートへ信号光を導く反射光学系を、励起
光と信号光が内部で2以上の偶数回反射するタイプの光
学素子をもって構成するのが良い。
【0013】この発明の実施例においては、好ましく
は、信号光を入力するポートから信号光を出力するポー
トへ信号光を導く反射光学系を2つの光学素子をもって
構成し、これら光学素子間にアイソレータを配置するの
が良い。
【0014】
【作用】このように構成すれば、励起光入力ポート、信
号光入力ポート、励起光出力ポートおよび信号光出力ポ
ートを光回路モジュールに対し同一側に設けてあるの
で、これらポートに接続される光ファイバの入出力方向
が同一である。このため、光ファイバの余長を処理する
ための収容スペースが光回路モジュールの一つの側だけ
ですみ、また、光ファイバの収容性も良くなる。
【0015】また、第1および第2反射光学系を、2以
上の偶数回反射するタイプのブロック状光学素子で構成
した場合には、光学素子の角度ずれあるいは軸ずれが生
じたとしても、これら光学素子からの出射光は平行にず
れるだけである。そして、光線のずれ量と結合損失の関
係は、光学素子の軸ずれに対して許容値が緩く、このた
め、温度変化等の膨張収縮等でコリメータや、フィルタ
を固定している各ブロックの角度ずれや軸ずれが発生し
ても、光線のずれ量が小さいため、結合損失も小さくな
る。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。これらの図面において、各構成成分は、この
発明が理解出来る程度に概略的に示してあるにすぎず、
従って、これらの構成成分の形状、寸法、配置は図示例
に限定されるものではない。
【0017】図1は、この発明の光回路モジュールの構
成の第1実施例を説明するための概略的な構成図であ
る。この実施例のような構成の光回路モジュールを有す
る増幅器を後方励起型という。
【0018】この光回路モジュール10は、励起光12
を入力し、励起光12を出力し、信号光14を入力し、
および信号光14を出力する各機能のうち、いずれか一
つの機能あるいは複数の機能を有する複数のポート、す
なわち、第1ポート16、第2ポート18、第3ポート
20を具える。この実施例では、第1ポート16は励起
光12を入力する機能を有し、第2ポート18は励起光
12を出力し信号光14を入力する機能を有し、第3ポ
ート20は信号光14を出力する機能を有する。さら
に、このモジュール10は、励起光12を入力する機能
を有する第1ポート16から励起光12を出力する機能
を有する第2ポート18へ励起光12を導く第1反射光
学系22と、信号光14を入力する機能を有する第2ポ
ート18から信号光14を出力する機能を有する第3ポ
ート20へ信号光14を導く第2反射光学系24と、第
2反射光学系24の光路に設けられ、信号光14を通過
させて信号光14を出力する機能を有する第3ポート2
0へ信号光14を出力するアイソレータ26とを具えて
いる。この実施例では、それぞれのポートとして、コリ
メータ28、30および32を設けている。これらコリ
メータ28、30および32は、ケース本体34の一
辺、すなわち同一側に設計に応じた好適な間隔で並置さ
せて、それぞれの光軸が平行となるように設けてある。
ここでは、第1コリメータ28を中心とし、その左側に
第2コリメータ30を設け、右側に第3コリメータ32
を設けてある。また、第1光学反射系22をブロック状
の光学素子36で構成し、第2光学反射系24を、ブロ
ック状の光学素子38と40とで構成している。なお、
この光学素子36、38、40を以下、単にブロックと
称することもある。また、これらブロック36、38、
40を好適な透明な光学材料、例えば、信号光や励起光
に対して透過率の低いガラスやプラスチックで構成す
る。または、金属などに穴をあけて光学素子を固定して
構成してもよい。そして、この実施例では、ブロック3
8と40の間の光路にアイソレータ26を配設させてお
く。また、所要に応じて、アイソレータ26とブロック
40との間の光路に別のブロック状の光学素子42を設
けておく。この光学素子42も、単にブロックと称する
ことがある。
【0019】光ファイバ44を経て第1コリメータ28
から光回路モジュール10に入力する波長1.48μm
帯の励起光12が、ブロック36の一方の表面に形成さ
れた反射ミラー50で反射した後、同じブロック36の
他方の表面に形成された反射ミラー52で反射する。反
射ミラー52で反射した励起光12はブロック38の一
方の表面に形成されたショートウェーブパスフィルタ
(以下、SWPFと称する場合がある)54を通過し、
第2コリメータ30から出力し、光ファイバ46を経て
EDF(図示せず)に入力する。SWPF54は、励起
光である1.48μm帯を通過させるが、信号光である
1.55μm帯を反射する。
【0020】波長1.55μm帯の信号光14がEDF
(図示せず)に入力すると、信号光14はEDFにより
増幅される。この場合、信号光14は、励起光12がE
DFへ入力する方向とは逆の方向からEDFに入力す
る。増幅された信号光14は、共通の光ファイバ46を
経て励起光12がEDFに入力する方向と逆方向に進行
し、第2コリメータ30から光回路モジュール10に入
力する。光回路モジュール10に入力した信号光14
は、ブロック38の一方の表面に形成されたSWPF5
4で反射した後、同じブロック38の他方の表面に形成
された反射ミラー56で反射されて、光回路モジュール
10への入力方向と直角方向に進行する。反射ミラー5
6で反射した信号光14は、アイソレータ26を通過す
る。アイソレータ26は、一方向に光を通過させ、その
反対方向への光の通過を阻止するので、光増幅器内の光
部品の反射によって生じる発振を防止する。この実施例
では、アイソレータ26は矢印aの方向に光を通過させ
る。アイソレータ26を通過した信号光14は、ブロッ
ク42の一方の表面に形成されたカプラ58で一部分岐
する。カプラ58を用いて、例えば10対1に分岐す
る。カプラ58を通過する大部分の信号光14は、ブロ
ック40の一方の表面に形成された反射ミラー62で反
射した後、同じブロック40の他方の表面に形成された
反射ミラー64で反射し、第3コリメータ32から出力
する。このようにして、各コリメータ28、30、32
に対する、光回路モジュール10内での入出力光は平行
となっている。一方、カプラ58で反射する信号光14
は、ブロック42の他方の表面に形成された反射ミラー
60で反射した後、モニタ用受光素子66に入力し、電
気変化されモニタ出力として出力される。この実施例で
用いた、反射ミラー50、52、56、60、62、6
4、SWPF54、カプラ58は誘電体膜で形成されて
いる。
【0021】図2は、この発明の光回路モジュールの構
成の第2実施例を説明するための概略的な構成図であ
る。この実施例のような構成の光回路モジュールを有す
る増幅器を前方励起型という。
【0022】なお、この前方励起型の光回路モジュール
の構成は、すでに説明した後方励起型の光回路モジュー
ルとは、以下の点で相違する。すなわち、第2反射光学
系24の光路に設けたアイソレータ26の光を通す向き
が逆方向であり、また、ブロック42の配置の向きが相
違する。そして、この前方励起型では、信号光14を第
3ポート20、すなわち第3コリメータ32ヘ入力させ
て、第2ポート18、すなわち、第2コリメータ30か
ら出力させている。
【0023】この実施例においても、光ファイバ44を
経て第1コリメータ28から光回路モジュールに入力す
る励起光12は、第1反射光学系22を通過した後、第
2コリメータ30から出力し、光ファイバ46を経てE
DF(図示せず)に入力する。
【0024】また、この実施例では、信号光14は光フ
ァイバ48を経て第3コリメータ32から光回路モジュ
ール10に入力する。光回路モジュール10に入力した
信号光14は、ブロック40の一方の表面に形成された
反射ミラー64で反射した後、同じブロック40の他方
の表面に形成された反射ミラー62で反射され、光回路
モジュール10への入力方向と直角方向に進行する。反
射ミラー62で反射した信号光14は、ブロック42の
一方の表面に形成されたカプラ58で一部分岐する。カ
プラ58を通過する大部分の信号光14は、アイソレー
タ26を通過する。この実施例では、アイソレータ26
は矢印bの方向に光を通過させる。アイソレータ26を
通過した信号光14は、ブロック38の一方の表面に形
成された反射ミラー56で反射した後、同じブロック3
8の他方の表面に形成されたSWPF54で反射し、第
2コリメータ30から出力し、光ファイバ46を経てE
DF(図示せず)に入力する。このようにして、各コリ
メータ28、30、32に対する、光回路モジュール1
0内での入出力光は平行となっている。信号光14がE
DF(図示せず)に入力すると、信号光14はEDFに
より増幅される。一方、カプラ58で反射する信号光1
4は、ブロック42の他方の表面に形成された反射ミラ
ー60で反射した後、モニタ用受光素子66に入力し、
電気変化されモニタ出力として出力される。
【0025】このように第1および第2実施例からも理
解できるように、この発明では、第1コリメータ28
と、第2コリメータ30と、第3コリメータ32とを光
回路モジュールに対し同一側に、励起光および信号光の
それぞれの入出力光の各光軸が平行となるように設けて
いる。また、各ブロックの内部では、信号光または励起
光が2回反射している。
【0026】この発明は上述した各実施例に限定される
ものではないことは明らかである。例えば、上述の各実
施例では、励起光としてを波長1.48μm帯を用いた
が、それ以外にも、例えば0.98μm帯を用いてもよ
い。
【0027】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明による光回路モジュールによれば、3つの光ファイ
バの入出力方向が同一であるため、光ファイバの余長を
処理するための収容スペースが1方向だけですむ。ま
た、光ファイバの収容性も良くなる。そのため、光増幅
器の小型化や、光増幅器の組み立ての作業性の向上がは
かれる。
【0028】また、第1および第2反射光学系を、2以
上の偶数回反射するタイプのブロック状光学素子で構成
した場合には、光学素子の角度ずれあるいは軸ずれが生
じたとしても、これら光学素子からの出射光は平行にず
れるだけである。そして、光線のずれ量と結合損失の関
係は、光学素子の軸ずれに対して許容値が緩く、このた
め、温度変化等の膨張収縮等でコリメータや、フィルタ
を固定している各ブロックの角度ずれや軸ずれが発生し
ても、光線のずれ量が小さいため、結合損失の増加が少
ない信頼性の高い光回路モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の光回路モジュールの構成の第1実施
例を示す概略的構成図である。
【図2】この発明の光回路モジュールの構成の第2実施
例を示す概略的構成図である。
【図3】従来の光回路モジュールの構成を説明するため
の概略的構成図である。
【符号の説明】
10:光回路モジュール 12:励起光 14:信号光 16:第1ポート 18:第2ポート 20:第3ポート 22:第1反射光学系 24:第2反射光学系 26:アイソレータ 28:第1コリメータ 30:第2コリメータ 32:第3コリメータ 34:ケース本体 36、38、40、42:ブロック 44、46、48:光ファイバ 50、52、56、60、62、64:反射ミラー 54:SWPF 58:カプラ 66:モニタ用受光素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファイバ光増幅器を構成する光回路モジ
    ュールにおいて、 励起光を入力し、励起光を出力し、信号光を入力し、お
    よび信号光を出力する各機能のうち、いずれか一つの機
    能あるいは複数の機能を有する複数のポートと、励起光
    を入力する機能を有するポートから励起光を出力する機
    能を有するポートへ励起光を導く第1反射光学系と、信
    号光を入力する機能を有するポートから信号光を出力す
    る機能を有するポートへ信号光を導く第2反射光学系
    と、該第2反射光学系の光路に設けられ、前記信号光を
    通過させて信号光を出力する機能を有するポートへ信号
    光を出力するアイソレータとを具え、 ポートすべてを前記光回路モジュールに対し同一側に、
    前記励起光および前記信号光のそれぞれの入出力光の各
    光軸が平行となるように、設けてあることを特徴とする
    光回路モジュール。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光回路モジュールにお
    いて、前記第1反射光学系と前記第2反射光学系とを、
    2以上の偶数回反射するタイプのブロック状の光学素子
    をもって構成することを特徴とする光回路モジュール。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の光回路モジュールにお
    いて、前記第2反射光学系を2つの前記光学素子をもっ
    て構成し、これら光学素子間に前記アイソレータを配置
    してあることを特徴とする光回路モジュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05343785A (ja) * 1992-06-10 1993-12-24 Fujitsu Ltd 光増幅器用光モジュール
JPH05341233A (ja) * 1992-06-10 1993-12-24 Fujitsu Ltd 光増幅器用光モジュール

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