JPH0950055A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気回路が動作する際に発生する熱により、光
ファイバ増幅器を構成する各素子の特性が変化しない光
ファイバ増幅器とする。 【解決手段】双方向励起型光ファイバ増幅器１は、基板
２、光ファイバ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｃ’、光アイソレ
ータ４ａ，４ｂ、希土類元素を添加した光ファイバ５、
リール５ａ、光合分波器６ａ，６ｂ、光コネクタ７ａ，
７ｂ、励起光源８ａ，８ｂ、励起光源用コネクタ９ａ，
９ｂ、電気回路１０より構成され、基板２の表面に電気
回路１０以外の双方向励起型光ファイバ増幅器１の各部
品を載置し、裏面に電気回路１０を載置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光計測等
に用いられる光信号を増幅するための光ファイバ増幅器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の逆方向励起型光ファイバ増幅器
は、図３の構成図に示すように、光ファイバ１３ａ、光
アイソレータ１４、希土類元素を添加した光ファイバ１
５、光ファイバ１３ｃにより励起光源１８が接続されて
いる光合分波器１６、光ファイバ１３ｂを順に接続して
構成される。

【０００３】このような構成により、光ファイバ１３ａ
から入射する光信号は、反射戻り光を遮断する光アイソ
レータ１４を通過した後、誘導放出効果により光増幅が
行われる希土類元素を添加した光ファイバ１５中を導波
した後、光信号と逆方向から合波させる光合分波器１６
で光信号と励起光信号とを合波して、光ファイバ１３ｂ
に出射される。これより、光ファイバ１３ａに入射した
光信号は、光ファイバ１３ｂに増幅されて出射されるよ
うになる。

【０００４】また、従来の順方向励起型光ファイバ増幅
器は、図４の構成図に示すように、光ファイバ１３ａ、
光ファイバ１３ｃにより励起光源１８が接続されている
光合分波器１６、希土類元素を添加した光ファイバ１
５、光アイソレータ１４、光ファイバ１３ｂを順に接続
して構成される。

【０００５】このような構成により、光ファイバ１３ａ
から入射する光信号は、光信号と同一方向に励起光を合
波させる光合分波器１５で光信号と励起光信号とを合波
した後、誘導放出効果により光増幅が行われる希土類元
素を添加した光ファイバ１５中を導波し、反射戻り光を
遮断する光アイソレータ１４を通過して、光ファイバ１
３ｂに出射される。これより、光ファイバ１３ａに入射
した光信号は、光ファイバ１３ｂに増幅されて出射され
るようになる。

【０００６】また、従来の双方向励起型光ファイバ増幅
器は、図５の構成図に示すように、光ファイバ１３ａ、
光アイソレータ１４ａ、光ファイバ１３ｃにより励起光
源１８ａが接続されている光合分波器１６ａ、希土類元
素を添加した光ファイバ１５、光ファイバ１３ｃ’によ
り励起光源１８ｂが接続されている光合分波器１６ｂ、
光アイソレータ１４ｂ、光ファイバ１３ｂを順に接続し
て構成される。このような構成により、光ファイバ１３
ａから入射する光信号は、光信号と同一方向および逆方
向から励起光を合波させるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の光フ
ァイバ増幅器では、励起光源を動作させるには電気回路
が必要となるが、この電気回路が動作する際に発生する
熱により、光ファイバ増幅器を構成する各素子の特性が
変化する場合があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
みてなされたものであり、希土類元素を添加した光ファ
イバの一端に少なくとも光アイソレータを接続して、他
端に少なくとも励起光源が接続された光合分波器を接続
して、光ファイバの一端より入射された光が、他端より
増幅されて出射するようにした光ファイバ増幅器におい
て、基板上に少なくとも光ファイバ、光アイソレータ、
光合分波器、励起光源を配設し、基板の裏面に励起光源
を動作させる電気回路を配設した光ファイバ増幅器とし
たものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を用い
て説明する。図１は、双方向励起型光ファイバ増幅器を
示す斜視図であり、（ａ）は表面、（ｂ）は裏面を示
す。

【００１０】図１に示すように、本発明の双方向励起型
光ファイバ増幅器１は、基板２、光ファイバ３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｃ’、光アイソレータ４ａ，４ｂ、希土類
元素を添加した光ファイバ５（以下、光ファイバ５と略
称する）、リール５ａ、光合分波器６ａ，６ｂ、光コネ
クタ７ａ，７ｂ、励起光源８ａ，８ｂ、励起光源用コネ
クタ９ａ，９ｂ、電気回路１０より構成され、基板２、
励起光源用コネクタ９ａ，９ｂ、電気回路１０以外の構
成は図５と同じである。なお、各符号に付されたａは光
信号の入射側であり、ｂは出射側である。

【００１１】基板２には、表面に電気回路１０以外の双
方向励起型光ファイバ増幅器１の各部品を載置し、裏面
に電気回路１０を載置する。基板２としては、セラミッ
ク基板，金属基板，樹脂基板などを用いればよい。な
お、基板２を多層基板として基板内部に電気配線を施
し、基板２の表面の励起光源８ａ，８ｂと裏面の電気回
路１０とをこの電気配線を介して接続すればよい。

【００１２】光ファイバ３ａ，３ｂは、途中で光アイソ
レータを介して、光合分波器６ａ，６ｂと光コネクタ７
ａ，７ｂとを接続する。

【００１３】光ファイバ３ｃ，３ｃ’は、途中で励起光
源用コネクタ９ａ，９ｂを介して、光合分波器６ａ，６
ｂと励起光源８ａ，８ｂとを接続する。

【００１４】光アイソレータ４ａ，４ｂは、反射戻り光
を遮断し、光信号の発振を防ぐものであるが、例えば偏
光無依存型光アイソレータを用いれば良い。また、通常
の光ファイバと希土類元素を添加した光ファイバとを接
続する場合には、光アイソレータの両端にコア拡大光フ
ァイバを接着させた光アイソレータを用いることが好ま
しい。これは、希土類元素を添加した光ファイバのモー
ドフィールド径は信号伝送路として用いられる光ファイ
バの光ファイバモードフィールド径よりも小さいが、コ
ア拡大光ファイバを介することにより両者のモードフィ
ールドの整合をとることができ、低損失な光信号の結合
とすることができるためである。なお、光アイソレータ
に接続する光ファイバがコア拡大型のものであれば同様
の効果を得ることができる。

【００１５】光ファイバ５は、エルビウムイオン、ネオ
ジウムイオン、プラセオデミュウムイオン、ツリウムイ
オン等の希土類元素が添加されており、希土類元素の誘
導放出効果を用いて光を増幅する。

【００１６】リール５ａは、光ファイバ５を巻き取るた
めに設けたものである。これにより、光ファイバ５の一
端から他端までの距離を短くでき、双方向励起型光ファ
イバ増幅器１の小型化を図ることができる。

【００１７】光合分波器６ａ，６ｂは、励起光源８ａ，
８ｂからの励起信号を入射してきた光信号と合波させ
る。光合分波器６ａは、信号光と同一方向に励起光を合
波させ、光合分波器６ｂは、信号光と逆方向に励起光を
合波させる。なお、光ファイバ５、光ファイバ３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｃ’と接続するために、光ファイバ融着型
光合分波器を用いることが好ましい。光フィアバ融着型
光合分波器を用いることにより、光ファイバを接続しや
すく、光ファイバとの接続が低損失な光合分波器とな
る。

【００１８】光コネクタ７ａ，７ｂは、外部の光ファイ
バなどの光部品と接続する部分であり、７ａから光信号
が入射され、７ｂから増幅された光信号が出射される。

【００１９】励起光源８ａ，８ｂは、光ファイバ５の添
加イオンを励起するための励起信号を出射するものであ
り、半導体レーザなどを使用すれば良い。

【００２０】励起光源用コネクタ９ａ，９ｂは、光ファ
イバ３ｃ，３ｃ’の途中に設けられている。これによ
り、励起光源８ａ，８ｂは、数１０〜数１００ミリワッ
トの比較的高出力で用いられるために損傷が起こる可能
性があるが、容易に交換できる。

【００２１】電気回路１０は、励起光源８ａ，８ｂを動
作させるための回路であり、基板２の裏面に載置され
る。なお、電気回路１０に増幅利得を制御する回路を付
加し、基板２の裏面に載置することも可能である。

【００２２】このように、電気回路１０を基板２の裏面
に載置することにより、熱の発生しやすい部品を他の光
ファイバ増幅器の部品から離すことができる。

【００２３】また、図１は各光ファイバ（光ファイバ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｃ’）の曲げに考慮して配置した図
を示しておらず、実際には各光ファイバの曲げによる損
失がないように折り曲げる角度を大きく取る必要があ
る。なお、それにより基板２の表面の各部品の配置が変
わっても何ら問題がなく、設計上好ましい位置に設けれ
ば良い。

【００２４】また、本実施例では、光ファイバ３ａの途
中に光アイソレータ４ａを設置し、端で光合分波器６ａ
を介して光ファイバ５と接続されているが、光ファイバ
３ａの途中に光合分波器６ａを設置し、端で光アイソレ
ータ４ａを介して光ファイバ５と接続されていてもよ
い。また、光ファイバ５と光ファイバ３ｂが光合分波器
６ｂを介して接続され、光ファイバ３ｂの途中に光アイ
ソレータ４ｂを設置しているが、光ファイバ５と光ファ
イバ３ｂが光アイソレータ４ｂを介して接続され、光フ
ァイバ３ｂの途中に光合分波器６ｂを設置してもよい。
また、光ファイバ５の入射側の光アイソレータ４ａまた
は出射側の光アイソレータ４ｂのいずれかを除去しても
双方向型光ファイバ増幅器として使用することができ
る。

【００２５】また、光ファイバ５の入射側または出射側
の光合分波器６ａまたは６ｂおよび光アイソレータ４ｂ
または４ａを除去しても逆方向励起型光ファイバ増幅
器、または順方向励起型光ファイバ増幅器として使用す
ることができる。

【００２６】

【実施例】図２は、図１の光ファイバ増幅器を多段配置
させた光ファイバ増幅装置を示す斜視図であり、光ファ
イバ増幅器１、収納ユニット２３、放熱ファン２４、光
ファイバ増幅器ユニット２５、電源回路２８、放熱孔２
９よりなる。

【００２７】放熱ファン２４、放熱孔２９は、収納ユニ
ット２３内の熱を放射して、温度を一定に保つために取
り付ける。

【００２８】光伝送路２７ａ，２７ｂは、光ファイバ増
幅器１の光コネクタ７ａ，７ｂに接続され、光伝送路２
７ａからの入射光が光ファイバ増幅器１を通った後、光
信号が増幅された光伝送路２７ｂに送られる。

【００２９】光ファイバ増幅器ユニット２５は、光ファ
イバ増幅器１を複数収納する。

【００３０】電源回路２８は、各光ファイバ増幅器１に
電気を供給する電源部であるが、熱の発生を考慮して、
光ファイバ増幅器１から離した構成とすることにより、
温度変化による増幅特性の変化を小さくすることが可能
となる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ増幅器によれば、熱の発生する電気回路を基板の裏面
に配設したことによって、表面の各素子の特性が変化し
にくくなり、しかも小型化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ増幅器を示す斜視図であ
り、（ａ）は表面、（ｂ）は裏面である。

【図２】本発明の他の光ファイバ増幅器の収納した光フ
ァイバ増幅装置を示す斜視図である。

【図３】従来の光ファイバ増幅器を示す構成図である。

【図４】従来の光ファイバ増幅器を示す構成図である。

【図５】従来の光ファイバ増幅器を示す構成図である。

【符号の説明】

１：光ファイバ増幅器 ２：基板 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｃ’、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、
１３ｃ’：光ファイバ ４ａ、４ｂ、１４、１４ａ、１４ｂ：光アイソレータ ５、１５：希土類元素を添加した光ファイバ ５ａ：リール部 ６ａ、６ｂ、１６、１６ａ、１６ｂ：光合分波器 ７ａ、７ｂ：光ファイバ用コネクタ ８ａ、８ｂ、１８、１８ａ、１８ｂ：励起光源 ９ａ、９ｂ：励起光源用コネクタ １０：電気回路 ２３：収納ユニット ２４：放熱ファン ２５：光ファイバ増幅器ユニット ２７ａ，２７ｂ：光伝送路 ２８：電源回路 ２９：放熱孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】希土類元素を添加した光ファイバの一端に
   少なくとも光アイソレータを接続して、他端に少なくと
   も励起光源が接続された光合分波器を接続して、前記光
   ファイバの一端より入射された光が、他端より増幅され
   て出射するようにした光ファイバ増幅器において、基板
   上に少なくとも前記光ファイバ、光アイソレータ、光合
   分波器、励起光源を配設し、前記基板の裏面に前記励起
   光源を動作させる電気回路を配設したことを特徴とする
   光ファイバ増幅器。