JPH10261826A - 光増幅器及び該光増幅器に適用可能な光ファイバ - Google Patents
光増幅器及び該光増幅器に適用可能な光ファイバInfo
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- JPH10261826A JPH10261826A JP9063442A JP6344297A JPH10261826A JP H10261826 A JPH10261826 A JP H10261826A JP 9063442 A JP9063442 A JP 9063442A JP 6344297 A JP6344297 A JP 6344297A JP H10261826 A JPH10261826 A JP H10261826A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は光増幅器及び該光増幅器に適用可能
な光ファイバに関し、大きな利得を得ることができ且つ
ＷＤＭ（波長分割多重）に適用したときに各入力パワー
のダイナミックレンジを大きくすることができる光増幅
器の提供を主な課題としている。 【解決手段】 第１のガラス組成（例えばＡｌ−Ｓｉガ
ラス）に第１のドーパント（例えばＥｒ）がドープされ
た第１の領域２６と第２のガラス組成（例えばＡｌ−Ｐ
−Ｓｉガラス）に第２のドーパント（例えばＥｒ）及び
第３のドーパント（例えばＹｂ）がドープされた第２の
領域２８とを含む光導波構造と、光導波構造が第１のガ
ラス組成及び第１のドーパントによって決定される第１
の利得特性を提供するように第１のドーパントをポンピ
ングする手段と、光導波構造が第２のガラス組成及び第
２のドーパントによって決定される第２の利得特性を提
供するように第３のドーパントをポンピングする第２の
手段とから構成する。
な光ファイバに関し、大きな利得を得ることができ且つ
ＷＤＭ（波長分割多重）に適用したときに各入力パワー
のダイナミックレンジを大きくすることができる光増幅
器の提供を主な課題としている。 【解決手段】 第１のガラス組成（例えばＡｌ−Ｓｉガ
ラス）に第１のドーパント（例えばＥｒ）がドープされ
た第１の領域２６と第２のガラス組成（例えばＡｌ−Ｐ
−Ｓｉガラス）に第２のドーパント（例えばＥｒ）及び
第３のドーパント（例えばＹｂ）がドープされた第２の
領域２８とを含む光導波構造と、光導波構造が第１のガ
ラス組成及び第１のドーパントによって決定される第１
の利得特性を提供するように第１のドーパントをポンピ
ングする手段と、光導波構造が第２のガラス組成及び第
２のドーパントによって決定される第２の利得特性を提
供するように第３のドーパントをポンピングする第２の
手段とから構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重（Ｗ
ＤＭ）に適した光増幅器及び該光増幅器に適用可能な光
ファイバに関する。
ＤＭ）に適した光増幅器及び該光増幅器に適用可能な光
ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋ
ｍ）な光ファイバの製造技術及び使用技術が確立され、
光ファイバを伝送路とする光通信システムが実用化され
ている。また、光ファイバの損失を補償して長距離の伝
送を可能にするために、光信号を増幅するための光増幅
器の使用が提案され或いは実用化されている。
ｍ）な光ファイバの製造技術及び使用技術が確立され、
光ファイバを伝送路とする光通信システムが実用化され
ている。また、光ファイバの損失を補償して長距離の伝
送を可能にするために、光信号を増幅するための光増幅
器の使用が提案され或いは実用化されている。
【０００３】一方、一本の光ファイバによる伝送容量を
増大させるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）
がある。ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、互い
に異なる波長を有する複数の光信号が光マルチプレクサ
により波長分割多重され、その結果得られたＷＤＭ信号
光が光ファイバ伝送路に送出される。受信側では受けた
ＷＤＭ信号光が光デマルチプレクサによって個々の光信
号に分離され、各光信号に基づいて伝送データが再生さ
れる。
増大させるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）
がある。ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、互い
に異なる波長を有する複数の光信号が光マルチプレクサ
により波長分割多重され、その結果得られたＷＤＭ信号
光が光ファイバ伝送路に送出される。受信側では受けた
ＷＤＭ信号光が光デマルチプレクサによって個々の光信
号に分離され、各光信号に基づいて伝送データが再生さ
れる。
【０００４】従来の光増幅器の１つとして、希土類元素
がドープされた光ファイバ（ドープファイバ）と、ドー
プファイバが光信号の波長を含む利得帯域を有するよう
にドープファイバをポンピングするためのポンプ光源と
を備えたものが知られている。例えば、波長１．５５μ
ｍ帯の光信号を増幅するための光増幅器として、エルビ
ウムドープファイバ（ＥＤＦ）と波長０．９８μｍ帯或
いは１．４８μｍ帯のポンプ光を出力するレーザダイオ
ードとを備えたＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ増
幅器）が開発されている。
がドープされた光ファイバ（ドープファイバ）と、ドー
プファイバが光信号の波長を含む利得帯域を有するよう
にドープファイバをポンピングするためのポンプ光源と
を備えたものが知られている。例えば、波長１．５５μ
ｍ帯の光信号を増幅するための光増幅器として、エルビ
ウムドープファイバ（ＥＤＦ）と波長０．９８μｍ帯或
いは１．４８μｍ帯のポンプ光を出力するレーザダイオ
ードとを備えたＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ増
幅器）が開発されている。
【０００５】ＷＤＭが適用されるシステムにＥＤＦＡを
組み入れる場合、各チャネルの光信号について出力制御
をし得ることが望ましい。一般的なＥＤＦにおいてはド
ーパントとしてのエルビウムがコア内に均等にドープさ
れているので利得特性（利得の波長依存性）は一義的に
決定され、従って、各チャネルの光信号について独立に
出力制御を行うことは不可能である。
組み入れる場合、各チャネルの光信号について出力制御
をし得ることが望ましい。一般的なＥＤＦにおいてはド
ーパントとしてのエルビウムがコア内に均等にドープさ
れているので利得特性（利得の波長依存性）は一義的に
決定され、従って、各チャネルの光信号について独立に
出力制御を行うことは不可能である。
【０００６】このような点に鑑み、本願発明者は、各チ
ャネルの光信号の出力制御を行うための特定のＥＤＦの
構造及びその使用技術について、ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＭ
ＰＬＩＦＩＥＲＳ ＡＮＤ ＴＨＥＩＲ ＡＰＰＬＩＣ
ＡＴＩＯＮＳ（ＯＡＡ）のＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＤＩＧ
ＥＳＴにおいて公開した（１９９６年７月）。
ャネルの光信号の出力制御を行うための特定のＥＤＦの
構造及びその使用技術について、ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＭ
ＰＬＩＦＩＥＲＳ ＡＮＤ ＴＨＥＩＲ ＡＰＰＬＩＣ
ＡＴＩＯＮＳ（ＯＡＡ）のＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＤＩＧ
ＥＳＴにおいて公開した（１９９６年７月）。
【０００７】この技術について図１及び図２により簡単
に説明しておく。図１において符号２はそのＥＤＦのコ
ア近傍の断面構成を表している。このＥＤＦは、Ｓｉ−
Ｇｅガラスからなる第１の領域４と、Ｓｉ−Ａｌガラス
からなる第２の領域６とを有している。第１及び第２の
領域４及び６の各々にはエルビウム（Ｅｒ）がドープさ
れている。第１の領域４はコア中心近傍に位置し、第２
の領域６は第１の領域４を囲むようにリング状に設けら
れている。
に説明しておく。図１において符号２はそのＥＤＦのコ
ア近傍の断面構成を表している。このＥＤＦは、Ｓｉ−
Ｇｅガラスからなる第１の領域４と、Ｓｉ−Ａｌガラス
からなる第２の領域６とを有している。第１及び第２の
領域４及び６の各々にはエルビウム（Ｅｒ）がドープさ
れている。第１の領域４はコア中心近傍に位置し、第２
の領域６は第１の領域４を囲むようにリング状に設けら
れている。
【０００８】図１において符号８及び１０はそれぞれ波
長０．９８μｍ帯のポンプ光及び波長１．４８μｍ帯の
ポンプ光をＥＤＦ内に導波させた場合におけるパワー密
度の径方向の分布を表している。波長０．９８μｍ帯の
ポンプ光のモードフィールド径は符号１２で示されるよ
うに比較的小さく、波長１．４８μｍ帯のポンプ光のモ
ードフィールド径は符号１４で示されるように比較的大
きい。
長０．９８μｍ帯のポンプ光及び波長１．４８μｍ帯の
ポンプ光をＥＤＦ内に導波させた場合におけるパワー密
度の径方向の分布を表している。波長０．９８μｍ帯の
ポンプ光のモードフィールド径は符号１２で示されるよ
うに比較的小さく、波長１．４８μｍ帯のポンプ光のモ
ードフィールド径は符号１４で示されるように比較的大
きい。
【０００９】従って、このＥＤＦにおいては、第１の領
域４にドープされたエルビウムについては波長０．９８
μｍ帯のポンプ光による選択的なポンピングが可能であ
り、一方第２の領域６にドープされたエルビウムについ
ては波長１．４８μｍ帯のポンプ光による選択的なポン
ピングが可能である。
域４にドープされたエルビウムについては波長０．９８
μｍ帯のポンプ光による選択的なポンピングが可能であ
り、一方第２の領域６にドープされたエルビウムについ
ては波長１．４８μｍ帯のポンプ光による選択的なポン
ピングが可能である。
【００１０】図２を参照すると、図１のＥＤＦにおいて
得られる２つの利得特性が示されている。図において縦
軸は放射（又は放射断面積）の規格化値であり、横軸は
波長（ｎｍ）である。放射の波長特性はＥＤＦの単位長
さ当たりの利得（ｄＢ／ｍ）の波長特性、即ち利得特性
に対応することが知られている。
得られる２つの利得特性が示されている。図において縦
軸は放射（又は放射断面積）の規格化値であり、横軸は
波長（ｎｍ）である。放射の波長特性はＥＤＦの単位長
さ当たりの利得（ｄＢ／ｍ）の波長特性、即ち利得特性
に対応することが知られている。
【００１１】第１及び第２の領域４及び６のガラス組成
が異なることに基づき、波長０．９８μｍ帯のポンプ光
によりＥＤＦをポンピングした場合には符号１６で示さ
れるように比較的急峻な利得特性が得られており、波長
１．４８μｍ帯のポンプ光によりＥＤＦをポンピングし
た場合には符号１８で示されるように比較的なだらかな
利得特性が得られている。
が異なることに基づき、波長０．９８μｍ帯のポンプ光
によりＥＤＦをポンピングした場合には符号１６で示さ
れるように比較的急峻な利得特性が得られており、波長
１．４８μｍ帯のポンプ光によりＥＤＦをポンピングし
た場合には符号１８で示されるように比較的なだらかな
利得特性が得られている。
【００１２】従ってこのようなＥＤＦ及び少なくとも２
つのポンプ光源を用いて光増幅器を構成し、この光増幅
器をＷＤＭシステムに適用した場合に、各チャネルの光
信号について出力パワーの独立した制御が可能になる。
つのポンプ光源を用いて光増幅器を構成し、この光増幅
器をＷＤＭシステムに適用した場合に、各チャネルの光
信号について出力パワーの独立した制御が可能になる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図１により説明したＥ
ＤＦを用いた光増幅器においては、次に示すような理由
に基づき少なくとも２つの欠点が生じる可能性がある。
ＤＦを用いた光増幅器においては、次に示すような理由
に基づき少なくとも２つの欠点が生じる可能性がある。
【００１４】（１）第２の領域６が波長１．４８μｍ帯
のポンプ光のパワー密度が比較的小さい位置にあるため
に、光増幅器の利得を大きくすることができない恐れが
ある。
のポンプ光のパワー密度が比較的小さい位置にあるため
に、光増幅器の利得を大きくすることができない恐れが
ある。
【００１５】（２）第１及び第２の領域４及び６はそれ
ぞれ主として０．９８μｍ帯のポンプ光及び１．４８μ
ｍ帯のポンプ光によってポンピングされるものの、両ポ
ンプ光のモードフィールドが重なっていることにより、
第１の領域４は１．４８μｍ帯のポンプ光によってもポ
ンピングされ、また第２の領域６は０．９８μｍ帯のポ
ンプ光によってもポンピングされてしまう。
ぞれ主として０．９８μｍ帯のポンプ光及び１．４８μ
ｍ帯のポンプ光によってポンピングされるものの、両ポ
ンプ光のモードフィールドが重なっていることにより、
第１の領域４は１．４８μｍ帯のポンプ光によってもポ
ンピングされ、また第２の領域６は０．９８μｍ帯のポ
ンプ光によってもポンピングされてしまう。
【００１６】その結果、ＷＤＭに適用した場合に各入力
パワーのダイナミックレンジを大きくすることができな
くなる恐れがある。ここで、「各入力パワーのダイナミ
ックレンジ」というのは、第１及び第２のチャネルの光
信号を含むＷＤＭ信号光が光増幅器に供給される場合に
おいて、第１及び第２のチャネルの何れか一方の光信号
の入力パワーを固定したときに、増幅された第１及び第
２のチャネルの光信号のパワーが等しくなる条件を満足
する他方の光信号の入力パワーの許容範囲を意味してい
る。
パワーのダイナミックレンジを大きくすることができな
くなる恐れがある。ここで、「各入力パワーのダイナミ
ックレンジ」というのは、第１及び第２のチャネルの光
信号を含むＷＤＭ信号光が光増幅器に供給される場合に
おいて、第１及び第２のチャネルの何れか一方の光信号
の入力パワーを固定したときに、増幅された第１及び第
２のチャネルの光信号のパワーが等しくなる条件を満足
する他方の光信号の入力パワーの許容範囲を意味してい
る。
【００１７】よって、本発明の目的は、大きな利得を得
ることができ且つＷＤＭに適用したときに各入力パワー
のダイナミックレンジを大きくすることができる光増幅
器を提供することにある。
ることができ且つＷＤＭに適用したときに各入力パワー
のダイナミックレンジを大きくすることができる光増幅
器を提供することにある。
【００１８】本発明の他の目的は、このような光増幅器
を提供するための光ファイバ（ドープファイバ）を提供
することにある。
を提供するための光ファイバ（ドープファイバ）を提供
することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のある側面による
と、光導波構造並びにこの光導波構造についてポンピン
グを行う第１及び第２の手段を備えた光増幅器が提供さ
れる。光導波構造は、第１のガラス組成に第１のドーパ
ントがドープされた第１の領域と、第２のガラス組成に
第２のドーパント及び第３のドーパントがドープされた
第２の領域とを含む。第１の手段は、光導波構造が第１
のガラス組成及び第１のドーパントによって決定される
第１の利得特性を提供するように第１のドーパントをポ
ンピングする。第２の手段は、光導波構造が第２のガラ
ス組成及び第２のドーパントによって決定される第２の
利得特性を提供するように第３のドーパントをポンピン
グする。
と、光導波構造並びにこの光導波構造についてポンピン
グを行う第１及び第２の手段を備えた光増幅器が提供さ
れる。光導波構造は、第１のガラス組成に第１のドーパ
ントがドープされた第１の領域と、第２のガラス組成に
第２のドーパント及び第３のドーパントがドープされた
第２の領域とを含む。第１の手段は、光導波構造が第１
のガラス組成及び第１のドーパントによって決定される
第１の利得特性を提供するように第１のドーパントをポ
ンピングする。第２の手段は、光導波構造が第２のガラ
ス組成及び第２のドーパントによって決定される第２の
利得特性を提供するように第３のドーパントをポンピン
グする。
【００２０】本発明の光増幅器にあっては、各ガラス組
成と各ドーパントのポンピングとの組み合わせによって
互いに異なる２つの利得特性（第１及び第２の利得特
性）が選択的に得られるようにしているので、従来のよ
うにモードフィールド径の違いにより利得特性を選択的
に得るようにした場合の不都合が生じない。即ち、本発
明によると、大きな利得を得ることができ且つＷＤＭに
適用したときに各入力パワーのダイナミックレンジを大
きくすることができる光増幅器の提供が可能になる。
成と各ドーパントのポンピングとの組み合わせによって
互いに異なる２つの利得特性（第１及び第２の利得特
性）が選択的に得られるようにしているので、従来のよ
うにモードフィールド径の違いにより利得特性を選択的
に得るようにした場合の不都合が生じない。即ち、本発
明によると、大きな利得を得ることができ且つＷＤＭに
適用したときに各入力パワーのダイナミックレンジを大
きくすることができる光増幅器の提供が可能になる。
【００２１】本発明の他の側面によると、光増幅器に使
用される光ファイバが提供される。この光ファイバは第
１のドーパントがドープされた第１の領域と、第２のド
ーパント及び第３のドーパントがドープされた第２の領
域とを備えている。第１の領域は、第１のドーパントと
共に第１の利得特性を提供するための第１のガラス組成
を有している。第２の領域は、第２のドーパントと共に
第１の利得特性と異なる第２の利得特性を提供するため
の第２のガラス組成を有している。第３のドーパント
は、第３のドーパントがポンピングされたときにポンピ
ングされた第３のドーパントによって第２のドーパント
がポンピングさせるように選択される。
用される光ファイバが提供される。この光ファイバは第
１のドーパントがドープされた第１の領域と、第２のド
ーパント及び第３のドーパントがドープされた第２の領
域とを備えている。第１の領域は、第１のドーパントと
共に第１の利得特性を提供するための第１のガラス組成
を有している。第２の領域は、第２のドーパントと共に
第１の利得特性と異なる第２の利得特性を提供するため
の第２のガラス組成を有している。第３のドーパント
は、第３のドーパントがポンピングされたときにポンピ
ングされた第３のドーパントによって第２のドーパント
がポンピングさせるように選択される。
【００２２】この光ファイバを用いることによって、上
述した原理に従って、大きな利得を得ることができ且つ
ＷＤＭに適用したときに各入力パワーのダイナミックレ
ンジを大きくすることができる光増幅器の提供が可能に
なる。
述した原理に従って、大きな利得を得ることができ且つ
ＷＤＭに適用したときに各入力パワーのダイナミックレ
ンジを大きくすることができる光増幅器の提供が可能に
なる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施の形
態を詳細に説明する。図３は本発明によるドープファイ
バの実施形態を示す断面図である。
態を詳細に説明する。図３は本発明によるドープファイ
バの実施形態を示す断面図である。
【００２４】この出願において、「ドープファイバ」と
いう語は、光信号に利得を与えるためのドーパントがド
ープされた光ファイバという意味で使用される。ドーパ
ントは望ましくは希土類元素を含む。ここで「ドーパン
トが希土類元素を含む」というのは、ドーパントが希土
類元素、そのイオン又はその化合物であることを意味す
る。
いう語は、光信号に利得を与えるためのドーパントがド
ープされた光ファイバという意味で使用される。ドーパ
ントは望ましくは希土類元素を含む。ここで「ドーパン
トが希土類元素を含む」というのは、ドーパントが希土
類元素、そのイオン又はその化合物であることを意味す
る。
【００２５】この出願において、「ドープファイバ」と
いう語は広く解釈すべきである。即ち、一般に光ファイ
バとその製造プロセスの中間媒体であるプリフォームと
は相似な断面構造を有しているという事実に鑑み、「ド
ープファイバ」はそのプリフォームを含むものとして理
解すべきである。
いう語は広く解釈すべきである。即ち、一般に光ファイ
バとその製造プロセスの中間媒体であるプリフォームと
は相似な断面構造を有しているという事実に鑑み、「ド
ープファイバ」はそのプリフォームを含むものとして理
解すべきである。
【００２６】図３を参照とすると、ドープファイバ２０
は、比較的高屈折率なコア２２と、コア２２を囲む比較
的低屈折率なクラッド２４とを備えている。コア２２及
びクラッド２４によって光導波構造が提供される。
は、比較的高屈折率なコア２２と、コア２２を囲む比較
的低屈折率なクラッド２４とを備えている。コア２２及
びクラッド２４によって光導波構造が提供される。
【００２７】ドープファイバ２０は、第１のガラス組成
に第１のドーパントがドープされた第１の領域２６と、
第２のガラス組成に第２のドーパント及び第３のドーパ
ントがドープされた第２の領域２８とを有している。製
造技術上の観点から、領域２６及び２８の一方は他方を
囲んでいる。図示された例では、第２の領域２８が第１
の領域２６によって囲まれており、領域２６及び２８は
コア２２に含まれている。
に第１のドーパントがドープされた第１の領域２６と、
第２のガラス組成に第２のドーパント及び第３のドーパ
ントがドープされた第２の領域２８とを有している。製
造技術上の観点から、領域２６及び２８の一方は他方を
囲んでいる。図示された例では、第２の領域２８が第１
の領域２６によって囲まれており、領域２６及び２８は
コア２２に含まれている。
【００２８】以下、この発明の具体的な把握を容易にす
るために、第１の領域２６において、第１のドーパント
はＥｒ（エルビウム）を含み、第１のガラス組成はＡｌ
−Ｓｉガラスであり、第２の領域２８において、第２及
び第３のドーパントはそれぞれＥｒ及びＹｂ（イットリ
ビウム）であり、第２のガラス組成はＡｌ−Ｐ−Ｓｉガ
ラスであるとする。
るために、第１の領域２６において、第１のドーパント
はＥｒ（エルビウム）を含み、第１のガラス組成はＡｌ
−Ｓｉガラスであり、第２の領域２８において、第２及
び第３のドーパントはそれぞれＥｒ及びＹｂ（イットリ
ビウム）であり、第２のガラス組成はＡｌ−Ｐ−Ｓｉガ
ラスであるとする。
【００２９】ここで、Ａｌ−ＳｉガラスはＡｌ（アルミ
ニウム）の酸化物及びＳｉ（ケイ素）の酸化物を含むガ
ラスであり、Ａｌ−Ｐ−ＳｉガラスはＡｌの酸化物、Ｐ
（リン）の酸化物及びＳｉの酸化物を含むガラスであ
る。
ニウム）の酸化物及びＳｉ（ケイ素）の酸化物を含むガ
ラスであり、Ａｌ−Ｐ−ＳｉガラスはＡｌの酸化物、Ｐ
（リン）の酸化物及びＳｉの酸化物を含むガラスであ
る。
【００３０】図４を参照すると、ドーパントがＥｒを含
むドープファイバにおけるガラス組成による利得特性の
違いが示されている。図において縦軸は放射又は放射断
面積の規格化値であり、横軸は波長（ｎｍ）である。Ｓ
ｉガラス（ケイ素酸化物を主成分とするガラス）におい
ては、一点鎖線で示されるように、波長１５５０ｎｍの
近傍に急峻なピークを有する利得特性が得られている。
この利得特性では波長に応じて利得が大きく変化するの
で、この利得特性は波長１．５５μｍ帯のＷＤＭには適
していない。
むドープファイバにおけるガラス組成による利得特性の
違いが示されている。図において縦軸は放射又は放射断
面積の規格化値であり、横軸は波長（ｎｍ）である。Ｓ
ｉガラス（ケイ素酸化物を主成分とするガラス）におい
ては、一点鎖線で示されるように、波長１５５０ｎｍの
近傍に急峻なピークを有する利得特性が得られている。
この利得特性では波長に応じて利得が大きく変化するの
で、この利得特性は波長１．５５μｍ帯のＷＤＭには適
していない。
【００３１】Ａｌ−Ｓｉガラスにおいては、実線で示さ
れるように、急峻なピークが消失し比較的なだらかな利
得特性が得られている。この利得特性は、Ａｌ−Ｓｉガ
ラス（第１のガラス組成）及びＥｒ（第１のドーパン
ト）により決定されており、これを「第１の利得特性」
と称することにする。
れるように、急峻なピークが消失し比較的なだらかな利
得特性が得られている。この利得特性は、Ａｌ−Ｓｉガ
ラス（第１のガラス組成）及びＥｒ（第１のドーパン
ト）により決定されており、これを「第１の利得特性」
と称することにする。
【００３２】Ａｌ−Ｐ−Ｓｉガラスにおいては、破線で
示されるように、波長１５４０ｎｍよりも長い波長領域
で利得が単調に減少するような利得特性が得られてい
る。この利得特性は、Ａｌ−Ｐ−Ｓｉガラス（第２のガ
ラス組成）及びＥｒ（第２のドーパント）によって決定
されており、これを第２の利得特性と称することにす
る。
示されるように、波長１５４０ｎｍよりも長い波長領域
で利得が単調に減少するような利得特性が得られてい
る。この利得特性は、Ａｌ−Ｐ−Ｓｉガラス（第２のガ
ラス組成）及びＥｒ（第２のドーパント）によって決定
されており、これを第２の利得特性と称することにす
る。
【００３３】第１及び第２の利得特性は互いに異なる。
従って、もし、第１及び第２の利得特性が選択的に得ら
れ、或いは、第１及び第２の利得特性の合成におけるこ
れらの比率を変化させることができるとすれば、ＷＤＭ
を実施する場合に、各チャネルの光信号について出力パ
ワーの制御を独立に行うことができる。
従って、もし、第１及び第２の利得特性が選択的に得ら
れ、或いは、第１及び第２の利得特性の合成におけるこ
れらの比率を変化させることができるとすれば、ＷＤＭ
を実施する場合に、各チャネルの光信号について出力パ
ワーの制御を独立に行うことができる。
【００３４】そのために、この実施形態では、図３の断
面構造において、特定の波長のポンプ光を用いて第２の
領域２８にドープされているＥｒが選択的にポンピング
される。第２の領域２８にドープされたＥｒだけがポン
ピングされているときには、第２の利得特性が得られ、
第１及び第２の領域２６及び２８の各々にドープされて
いるＥｒがポンピングされているときには、第１及び第
２の利得特性の合成が得られる。
面構造において、特定の波長のポンプ光を用いて第２の
領域２８にドープされているＥｒが選択的にポンピング
される。第２の領域２８にドープされたＥｒだけがポン
ピングされているときには、第２の利得特性が得られ、
第１及び第２の領域２６及び２８の各々にドープされて
いるＥｒがポンピングされているときには、第１及び第
２の利得特性の合成が得られる。
【００３５】図５を参照すると、Ｅｒ（Ｅｒ3+）及びＹ
ｂ（Ｙｂ3+）の吸収特性が示されている。図において縦
軸は減衰（ｄＢ／ｋｍ）であり、横軸は波長（ｎｍ）で
ある。例えば０．７〜１．６μｍの範囲では、Ｅｒは３
つの吸収帯を有しており、ＹｂはＥｒの３つの吸収帯の
うちの２つを包含する１つの吸収帯を有している。
ｂ（Ｙｂ3+）の吸収特性が示されている。図において縦
軸は減衰（ｄＢ／ｋｍ）であり、横軸は波長（ｎｍ）で
ある。例えば０．７〜１．６μｍの範囲では、Ｅｒは３
つの吸収帯を有しており、ＹｂはＥｒの３つの吸収帯の
うちの２つを包含する１つの吸収帯を有している。
【００３６】より正確には、図６に示されるように、Ｅ
ｒの吸収帯は８００乃至８４０ｎｍの帯域と９６０乃至
１０００ｎｍの帯域と１４５５乃至１４９５ｎｍの帯域
とによって提供され、Ｙｂの吸収帯は７００乃至１１０
０ｎｍの帯域によって提供される。
ｒの吸収帯は８００乃至８４０ｎｍの帯域と９６０乃至
１０００ｎｍの帯域と１４５５乃至１４９５ｎｍの帯域
とによって提供され、Ｙｂの吸収帯は７００乃至１１０
０ｎｍの帯域によって提供される。
【００３７】Ｅｒの吸収帯に含まれる波長を有する第１
のポンプ光を用いることによって、Ｅｒをポンピングす
ることができる。また、Ｙｂの吸収帯に含まれる波長を
有する第２のポンプ光を用いることによって、Ｙｂをポ
ンピングすることができる。
のポンプ光を用いることによって、Ｅｒをポンピングす
ることができる。また、Ｙｂの吸収帯に含まれる波長を
有する第２のポンプ光を用いることによって、Ｙｂをポ
ンピングすることができる。
【００３８】従って、図３のドープファイバにおいて
は、第１のポンプ光によって領域２６及び２８にドープ
されている各Ｅｒをポンピングすることができ、第２の
ポンプ光を用いることによって、領域２８にドープされ
ているＹｂをポンピングすることができる。領域２８に
おいてＹｂがポンピングされると、Ｙｂからのエネルギ
ー移動によって領域２８のＥｒがポンピングされる。従
って、特に、第２のポンプ光の波長がＥｒの吸収帯に含
まれていない場合には、第２のポンプ光によって領域２
８にドープされているＥｒだけを選択的にポンピングす
ることができる。
は、第１のポンプ光によって領域２６及び２８にドープ
されている各Ｅｒをポンピングすることができ、第２の
ポンプ光を用いることによって、領域２８にドープされ
ているＹｂをポンピングすることができる。領域２８に
おいてＹｂがポンピングされると、Ｙｂからのエネルギ
ー移動によって領域２８のＥｒがポンピングされる。従
って、特に、第２のポンプ光の波長がＥｒの吸収帯に含
まれていない場合には、第２のポンプ光によって領域２
８にドープされているＥｒだけを選択的にポンピングす
ることができる。
【００３９】図７を参照してＹｂからＥｒへのエネルギ
ー移動を説明する。第２のポンプ光によって、Ｙｂは、
基底状態に相当するエネルギー準位 2Ｆ7/2 からエネル
ギー準位 2Ｆ5/2 へポンピングされる。このポンピング
されたＹｂからのＥｒへのエネルギー移動によって、Ｅ
ｒは、基底状態に相当するエネルギー準位 4Ｉ15/2から
エネルギー準位 4Ｉ13/2を経てエネルギー準位 4Ｉ11/2
にポンピングされる。
ー移動を説明する。第２のポンプ光によって、Ｙｂは、
基底状態に相当するエネルギー準位 2Ｆ7/2 からエネル
ギー準位 2Ｆ5/2 へポンピングされる。このポンピング
されたＹｂからのＥｒへのエネルギー移動によって、Ｅ
ｒは、基底状態に相当するエネルギー準位 4Ｉ15/2から
エネルギー準位 4Ｉ13/2を経てエネルギー準位 4Ｉ11/2
にポンピングされる。
【００４０】尚、ＹｂからＥｒへのエネルギー移動につ
いては、ＯＦＣ’９１のテクニカルダイジェスト（ポス
トデッドラインペーパーズ）のＰＤ７（３１〜３４頁）
も参照されたい。
いては、ＯＦＣ’９１のテクニカルダイジェスト（ポス
トデッドラインペーパーズ）のＰＤ７（３１〜３４頁）
も参照されたい。
【００４１】図８を参照すると、本発明による光増幅器
の実施形態が示されている。この光増幅器は、図３に示
されるドープファイバ２０と、図４に実線で示される第
１の利得特性を提供するための第１のポンプ光を出力す
る光源ユニット２２と、図４に破線で示される第２の利
得特性を提供するための第２のポンプ光を出力する光源
ユニット２４とを備えている。第１のポンプ光の波長λ
P1はＥｒの吸収帯に含まれるように設定され、第２のポ
ンプ光の波長λP2はＹｂの吸収帯に含まれるがＥｒの吸
収帯には含まれないように設定される。
の実施形態が示されている。この光増幅器は、図３に示
されるドープファイバ２０と、図４に実線で示される第
１の利得特性を提供するための第１のポンプ光を出力す
る光源ユニット２２と、図４に破線で示される第２の利
得特性を提供するための第２のポンプ光を出力する光源
ユニット２４とを備えている。第１のポンプ光の波長λ
P1はＥｒの吸収帯に含まれるように設定され、第２のポ
ンプ光の波長λP2はＹｂの吸収帯に含まれるがＥｒの吸
収帯には含まれないように設定される。
【００４２】この実施形態では、光源ユニット２２はレ
ーザダイオード（ＬＤ）２３を含み、波長λP1は概略
１．４８μｍに設定されており、光源ユニット２４はＹ
ＡＧレーザ２５を含み、波長λP2は概略１．０６μｍに
設定されている。
ーザダイオード（ＬＤ）２３を含み、波長λP1は概略
１．４８μｍに設定されており、光源ユニット２４はＹ
ＡＧレーザ２５を含み、波長λP2は概略１．０６μｍに
設定されている。
【００４３】ドープファイバ２０の第１端２０Ａ及び光
源ユニット２４はＷＤＭカプラ２６に接続され、これに
より、ＹＡＧレーザ２５から出力された第２のポンプ光
はＷＤＭカプラ２６を通って第１端２０Ａからドープフ
ァイバ２０に供給される。
源ユニット２４はＷＤＭカプラ２６に接続され、これに
より、ＹＡＧレーザ２５から出力された第２のポンプ光
はＷＤＭカプラ２６を通って第１端２０Ａからドープフ
ァイバ２０に供給される。
【００４４】ドープファイバ２０の第２端２０Ｂ及び光
源ユニット２２はＷＤＭカプラ２８に接続されており、
これにより、レーザダイオード２３から出力された第１
のポンプ光はＷＤＭカプラ２８を通って第２端２０Ｂか
らドープファイバ２０へ供給される。
源ユニット２２はＷＤＭカプラ２８に接続されており、
これにより、レーザダイオード２３から出力された第１
のポンプ光はＷＤＭカプラ２８を通って第２端２０Ｂか
らドープファイバ２０へ供給される。
【００４５】ＷＤＭカプラ２６にはまた入力側の光アイ
ソレータ３０が接続されており、ＷＤＭカプラ２８には
出力側の光アイソレータ３２が接続されている。波長λ
1 の光信号と波長λ2 の光信号とを波長分割多重してな
るＷＤＭ信号光が光アイソレータ３０及びＷＤＭカプラ
２６を通ってドープファイバ２０に供給される。第１及
び第２ポンプ光によってポンピングされているドープフ
ァイバ２０にＷＤＭ信号光が供給されると、ＷＤＭ信号
光はドープファイバ２０内において増幅され、増幅され
たＷＤＭ信号光はＷＤＭカプラ２８及び光アイソレータ
３２をこの順に通ってこの光増幅器から出力される。
ソレータ３０が接続されており、ＷＤＭカプラ２８には
出力側の光アイソレータ３２が接続されている。波長λ
1 の光信号と波長λ2 の光信号とを波長分割多重してな
るＷＤＭ信号光が光アイソレータ３０及びＷＤＭカプラ
２６を通ってドープファイバ２０に供給される。第１及
び第２ポンプ光によってポンピングされているドープフ
ァイバ２０にＷＤＭ信号光が供給されると、ＷＤＭ信号
光はドープファイバ２０内において増幅され、増幅され
たＷＤＭ信号光はＷＤＭカプラ２８及び光アイソレータ
３２をこの順に通ってこの光増幅器から出力される。
【００４６】図では増幅すべきＷＤＭ信号光のチャネル
数が２であるが、チャネル数は２より大きくてもよい。
以下、波長λ1 及びλ2 がそれぞれ１５３５ｎｍ及び１
５５８ｎｍであるとしてこの光増幅器の動作を説明す
る。
数が２であるが、チャネル数は２より大きくてもよい。
以下、波長λ1 及びλ2 がそれぞれ１５３５ｎｍ及び１
５５８ｎｍであるとしてこの光増幅器の動作を説明す
る。
【００４７】今、ＹＡＧレーザ２５からの第２のポンプ
光だけによってドープファイバ２０がポンピングされて
いるとすると、第２の領域２８（図３参照）にドープさ
れているＥｒだけが選択的にポンピングされるので、図
４に破線で示されるような第２の利得特性が得られる。
また、レーザダイオード２３からの第１のポンプ光だけ
によってドープファイバ２０がポンピングされている場
合には、領域２６及び２８（図３参照）にドープされて
いる各Ｅｒがポンピングされるので、図４に実線で示さ
れる第１の利得特性と破線で示される第２の利得特性と
の間の利得特性（中間利得特性）が得られる。
光だけによってドープファイバ２０がポンピングされて
いるとすると、第２の領域２８（図３参照）にドープさ
れているＥｒだけが選択的にポンピングされるので、図
４に破線で示されるような第２の利得特性が得られる。
また、レーザダイオード２３からの第１のポンプ光だけ
によってドープファイバ２０がポンピングされている場
合には、領域２６及び２８（図３参照）にドープされて
いる各Ｅｒがポンピングされるので、図４に実線で示さ
れる第１の利得特性と破線で示される第２の利得特性と
の間の利得特性（中間利得特性）が得られる。
【００４８】図４から明らかなように、波長λ1 （１５
３５ｎｍ）の光信号に対して第１の利得特性によって与
えられる利得と波長λ1 の光信号に対して中間利得特性
によって与えられる利得とは殆ど同じである。これに対
して、波長λ2 （１５５８ｎｍ）の光信号については、
第１の利得特性によって与えられる利得に比べて中間利
得特性によって与えられる利得は大きい。
３５ｎｍ）の光信号に対して第１の利得特性によって与
えられる利得と波長λ1 の光信号に対して中間利得特性
によって与えられる利得とは殆ど同じである。これに対
して、波長λ2 （１５５８ｎｍ）の光信号については、
第１の利得特性によって与えられる利得に比べて中間利
得特性によって与えられる利得は大きい。
【００４９】従って、波長λ1 の光信号に対する利得は
第１及び第２のポンプ光のパワーの変化に従ってほぼ同
じように変化するのに対して、波長λ2 の光信号に対す
る利得は第１及び第２のポンプ光の各々のパワーの変化
に従うだけでなく第１及び第２のポンプ光のパワー比の
変化に従っても変化する。それ故に、第１及び第２のポ
ンプ光のパワー比並びに各パワーを適切に制御すること
によって、各光信号についてこの光増幅器の出力パワー
を独立に制御することができるのである。
第１及び第２のポンプ光のパワーの変化に従ってほぼ同
じように変化するのに対して、波長λ2 の光信号に対す
る利得は第１及び第２のポンプ光の各々のパワーの変化
に従うだけでなく第１及び第２のポンプ光のパワー比の
変化に従っても変化する。それ故に、第１及び第２のポ
ンプ光のパワー比並びに各パワーを適切に制御すること
によって、各光信号についてこの光増幅器の出力パワー
を独立に制御することができるのである。
【００５０】この実施形態では、ＹＡＧレーザ２５を用
いて第２のポンプ光の波長λP2を概略１．０６μｍに設
定している。図６から明らかなように、波長１．０６μ
ｍはＹｂの吸収帯に含まれるがＥｒの何れの吸収帯にも
含まれていない。従って、第２のポンプ光によって第２
の領域２８（図３参照）にドープされているＥｒだけを
選択的にポンピングすることができる。その結果、従来
技術のようにモードフィールド径の違いによって選択的
なポンピングを行う場合と比較して、ＷＤＭにおける各
入力パワーのダイナミックレンジを大きくすることがで
きる。
いて第２のポンプ光の波長λP2を概略１．０６μｍに設
定している。図６から明らかなように、波長１．０６μ
ｍはＹｂの吸収帯に含まれるがＥｒの何れの吸収帯にも
含まれていない。従って、第２のポンプ光によって第２
の領域２８（図３参照）にドープされているＥｒだけを
選択的にポンピングすることができる。その結果、従来
技術のようにモードフィールド径の違いによって選択的
なポンピングを行う場合と比較して、ＷＤＭにおける各
入力パワーのダイナミックレンジを大きくすることがで
きる。
【００５１】また、波長１．５５μｍ帯（１．５０μｍ
乃至１．６０μｍ）の光信号に利得を与えるための各Ｅ
ｒがドープされている第１及び第２の領域２６及び２８
が、図３に示されるように、光導波構造においてパワー
密度が十分大きくなるコア２２に含まれているので、光
増幅器の利得を大きくすることができる。
乃至１．６０μｍ）の光信号に利得を与えるための各Ｅ
ｒがドープされている第１及び第２の領域２６及び２８
が、図３に示されるように、光導波構造においてパワー
密度が十分大きくなるコア２２に含まれているので、光
増幅器の利得を大きくすることができる。
【００５２】コア２２の直径は、波長１．０６μｍで単
一モードとなるように、例えば約２μｍに設定される。
図８の実施形態では、第１及び第２のポンプ光がそれぞ
れドープファイバ２０の第２端２０Ｂ及び第１端２０Ａ
に供給されるようにしているが、第１及び第２のポンプ
光がそれぞれ第１端２０Ａ及び第２端２０Ｂからドープ
ファイバ２０に供給されるようにするために、光源ユニ
ット２２及び２４を入れ換えてもよい。
一モードとなるように、例えば約２μｍに設定される。
図８の実施形態では、第１及び第２のポンプ光がそれぞ
れドープファイバ２０の第２端２０Ｂ及び第１端２０Ａ
に供給されるようにしているが、第１及び第２のポンプ
光がそれぞれ第１端２０Ａ及び第２端２０Ｂからドープ
ファイバ２０に供給されるようにするために、光源ユニ
ット２２及び２４を入れ換えてもよい。
【００５３】また、図８の実施形態では、ドープファイ
バ２０内において、第２のポンプ光が各光信号と同じ向
きに伝搬し第１のポンプ光が各光信号と逆向きに伝搬す
るようにして双方向ポンピングがなされているが、フォ
ワードポンピング又はバックワードポンピングも採用可
能である。フォワードポンピングでは、第１及び第２の
ポンプ光はドープファイバ２０内において各光信号と同
じ向きに伝搬し、バックワードポンピングでは、第１及
び第２のポンプ光はドープファイバ２０内において各光
信号と逆向きに伝搬する。
バ２０内において、第２のポンプ光が各光信号と同じ向
きに伝搬し第１のポンプ光が各光信号と逆向きに伝搬す
るようにして双方向ポンピングがなされているが、フォ
ワードポンピング又はバックワードポンピングも採用可
能である。フォワードポンピングでは、第１及び第２の
ポンプ光はドープファイバ２０内において各光信号と同
じ向きに伝搬し、バックワードポンピングでは、第１及
び第２のポンプ光はドープファイバ２０内において各光
信号と逆向きに伝搬する。
【００５４】図３の実施形態において、第２の領域２８
が第１の領域２６に囲まれるようにしているのは、第１
の領域２６にドープされているＥｒをポンピングするた
めの第１のポンプ光の波長λP1が第２の領域２８にドー
プされているＹｂをポンピングするための第２のポンプ
光λP2よりも長く、従って第１のポンプ光のモードフィ
ールド径の方が第２のポンプ光のモードフィールド径よ
りも大きいからである。
が第１の領域２６に囲まれるようにしているのは、第１
の領域２６にドープされているＥｒをポンピングするた
めの第１のポンプ光の波長λP1が第２の領域２８にドー
プされているＹｂをポンピングするための第２のポンプ
光λP2よりも長く、従って第１のポンプ光のモードフィ
ールド径の方が第２のポンプ光のモードフィールド径よ
りも大きいからである。
【００５５】図示はしないが、図３に示される第１の領
域２６と第２の領域２８とを入れ換えて、第１の領域が
第２の領域によって囲まれるようにしてもよい。この場
合には、大きな利得の光増幅器を提供するために、第１
のポンプ光の波長を第２のポンプ光の波長よりも短く設
定するのが望ましい。例えば、第２のポンプ光としてＹ
ＡＧレーザからの光が用いられている場合には、第１の
ポンプ光の光源としては波長０．９８μｍ帯で発振する
レーザダイオードを用いることができる。
域２６と第２の領域２８とを入れ換えて、第１の領域が
第２の領域によって囲まれるようにしてもよい。この場
合には、大きな利得の光増幅器を提供するために、第１
のポンプ光の波長を第２のポンプ光の波長よりも短く設
定するのが望ましい。例えば、第２のポンプ光としてＹ
ＡＧレーザからの光が用いられている場合には、第１の
ポンプ光の光源としては波長０．９８μｍ帯で発振する
レーザダイオードを用いることができる。
【００５６】図３の実施形態では、第１の領域２６のガ
ラス組成がＡｌ−Ｓｉガラスであり、第２の領域２８の
ガラス組成がＡｌ−Ｐ−Ｓｉガラスであるとしたが、こ
れらのガラス組成を入れ換えてもよい。
ラス組成がＡｌ−Ｓｉガラスであり、第２の領域２８の
ガラス組成がＡｌ−Ｐ−Ｓｉガラスであるとしたが、こ
れらのガラス組成を入れ換えてもよい。
【００５７】図９を参照すると、本発明による光増幅器
の他の実施形態が示されている。この光増幅器は、図８
の光増幅器と対比して、増幅された波長λ1 及びλ2 の
光信号のパワーが実質的に等しくなるように第１及び第
２のポンプ光のパワーの比を制御するメカニズムを付加
的に備えている点で特徴付けられる。具体的には次の通
りである。
の他の実施形態が示されている。この光増幅器は、図８
の光増幅器と対比して、増幅された波長λ1 及びλ2 の
光信号のパワーが実質的に等しくなるように第１及び第
２のポンプ光のパワーの比を制御するメカニズムを付加
的に備えている点で特徴付けられる。具体的には次の通
りである。
【００５８】出力側の光アイソレータ３２を通過した増
幅されたＷＤＭ信号光の一部は、光カプラ３４によって
抽出される。抽出された光はもう１つの光カプラ３６に
よって第１及び第２の分岐光に分岐される。第１の分岐
光は光帯域通過フィルタ３８を通過したのちフォトディ
テクタ（ＰＤ）４０によって電気信号に変換され、第２
の分岐光は光帯域通過フィルタ４２を通過したのちフォ
トディテクタ４４によって電気信号に変換される。
幅されたＷＤＭ信号光の一部は、光カプラ３４によって
抽出される。抽出された光はもう１つの光カプラ３６に
よって第１及び第２の分岐光に分岐される。第１の分岐
光は光帯域通過フィルタ３８を通過したのちフォトディ
テクタ（ＰＤ）４０によって電気信号に変換され、第２
の分岐光は光帯域通過フィルタ４２を通過したのちフォ
トディテクタ４４によって電気信号に変換される。
【００５９】フィルタ３８は波長λ1 を含む通過帯域を
有しており、フィルタ４２は波長λ 2 を含む通過帯域を
有している。フォトディテクタ４０及び４４の出力電気
信号はパワーモニタ４６に供給される。フォトディテク
タ４０及び４４の出力電気信号のレベルは、それぞれ、
この光増幅器において増幅された波長λ1 及びλ2 の光
信号のパワーに対応している。制御回路４８はパワーモ
ニタ４６の出力信号に基づいてレーザダイオード２３の
駆動電流とＹＡＧレーザ２５の駆動電流とを制御する。
有しており、フィルタ４２は波長λ 2 を含む通過帯域を
有している。フォトディテクタ４０及び４４の出力電気
信号はパワーモニタ４６に供給される。フォトディテク
タ４０及び４４の出力電気信号のレベルは、それぞれ、
この光増幅器において増幅された波長λ1 及びλ2 の光
信号のパワーに対応している。制御回路４８はパワーモ
ニタ４６の出力信号に基づいてレーザダイオード２３の
駆動電流とＹＡＧレーザ２５の駆動電流とを制御する。
【００６０】具体的には、レーザダイオード２３から出
力される第１のポンプ光のパワーとＹＡＧレーザ２５か
ら出力される第２のポンプ光のパワーとの比が制御回路
４８によって制御され、それにより、図４に実線で示さ
れる第１の利得特性と破線で示される第２の利得特性と
の合成比率が変化し、この光増幅器により増幅されたλ
1 の光信号のパワーと波長λ2 の光信号のパワーとが実
質的に等しくなる。
力される第１のポンプ光のパワーとＹＡＧレーザ２５か
ら出力される第２のポンプ光のパワーとの比が制御回路
４８によって制御され、それにより、図４に実線で示さ
れる第１の利得特性と破線で示される第２の利得特性と
の合成比率が変化し、この光増幅器により増幅されたλ
1 の光信号のパワーと波長λ2 の光信号のパワーとが実
質的に等しくなる。
【００６１】以上説明した実施形態では、シリカ光ファ
イバによるドープファイバによって本発明を説明した
が、本発明の光増幅器はそのようなドープファイバによ
って限定されない。例えばフッ化物等のハロゲン化物を
主成分とするドープファイバを用いて本発明を実施する
こともできる。更には、ドープファイバによらない光導
波構造（例えば誘電体光導波路）を用いて光増幅器を構
成することもできる。
イバによるドープファイバによって本発明を説明した
が、本発明の光増幅器はそのようなドープファイバによ
って限定されない。例えばフッ化物等のハロゲン化物を
主成分とするドープファイバを用いて本発明を実施する
こともできる。更には、ドープファイバによらない光導
波構造（例えば誘電体光導波路）を用いて光増幅器を構
成することもできる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
大きな利得を得ることができ且つＷＤＭに適用したとき
に各入力パワーのダイナミックレンジを大きくすること
ができる光増幅器の提供が可能になるという効果が生じ
る。また、本発明によると、そのような光増幅器に適用
可能な新規な構成を有する光ファイバの提供が可能にな
るという効果も生じる。
大きな利得を得ることができ且つＷＤＭに適用したとき
に各入力パワーのダイナミックレンジを大きくすること
ができる光増幅器の提供が可能になるという効果が生じ
る。また、本発明によると、そのような光増幅器に適用
可能な新規な構成を有する光ファイバの提供が可能にな
るという効果も生じる。
【図１】従来のドープファイバの断面構成及びポンプ光
のモードフィールドを示す図である。
のモードフィールドを示す図である。
【図２】図１の従来技術により得られる２つの利得特性
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明によるドープファイバの実施形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】ガラス組成による利得特性の違いを示す図であ
る。
る。
【図５】Ｅｒ及びＹｂの吸収特性を示す図である。
【図６】Ｅｒ及びＹｂの吸収帯を示す図である。
【図７】ＹｂからＥｒへのエネルギー移動の説明図であ
る。
る。
【図８】本発明による光増幅器の実施形態を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図９】本発明による光増幅器の他の実施形態を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
２０ ドープファイバ ２２ コア ２４ クラッド ２６ 第１の領域 ２８ 第２の領域 ２２，２４ 光源ユニット ２３ レーザダイオード ２５ ＹＡＧレーザ
Claims (20)
- 【請求項１】 第１のガラス組成に第１のドーパントが
ドープされた第１の領域と第２のガラス組成に第２のド
ーパント及び第３のドーパントがドープされた第２の領
域とを含む光導波構造と、 上記光導波構造が上記第１のガラス組成及び上記第１の
ドーパントによって決定される第１の利得特性を提供す
るように上記第１のドーパントをポンピングする第１の
手段と、 上記光導波構造が上記第２のガラス組成及び上記第２の
ドーパントによって決定される第２の利得特性を提供す
るように上記第３のドーパントをポンピングする第２の
手段とを備えた光増幅器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光増幅器であって、 上記第１及び第２のドーパントは同じである光増幅器。
- 【請求項３】 請求項１に記載の光増幅器であって、 上記第２の領域においては上記第２の手段によってポン
ピングされた上記第３のドーパントからのエネルギー移
動によって上記第２のドーパントがポンピングされ、そ
れにより上記光導波構造が上記第２の利得特性を提供す
る光増幅器。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光増幅器であって、 上記第１、第２及び第３のドーパントの各々は希土類元
素を含む光増幅器。 - 【請求項５】 請求項１に記載の光増幅器であって、 上記光導波構造は比較的高い屈折率を有するコアと比較
的低い屈折率を有するクラッドとからなり、 上記第１及び第２の領域は上記コアに含まれる光増幅
器。 - 【請求項６】 請求項１に記載の光増幅器であって、 上記第２の領域は上記第１の領域に囲まれている光増幅
器。 - 【請求項７】 請求項１に記載の光増幅器であって、 上記第１及び第２のドーパントの各々はＥｒ（エルビウ
ム）を含み、 上記第３のドーパントはＹｂ（イットリビウム）を含む
光増幅器。 - 【請求項８】 請求項７に記載の光増幅器であって、 上記第１の手段はＥｒに吸収される第１の波長帯に含ま
れる第１の波長の第１のポンプ光を発生させる第１の光
源を含み、 上記第２の手段はＹｂに吸収される第２の波長帯に含ま
れるが上記第１の波長帯には含まれない第２の波長の第
２のポンプ光を発生させる第２の光源を含む光増幅器。 - 【請求項９】 請求項８に記載の光増幅器であって、 上記第１の波長帯は、８００乃至８４０ｎｍの帯域、９
６０乃至１０００ｎｍの帯域及び１４５５乃至１４９５
ｎｍの帯域の少なくとも何れかによって提供され、 上記第２の波長帯は７００乃至１１００ｎｍの帯域によ
って提供される光増幅器。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の光増幅器であって、 上記第１の光源はレーザダイオードからなり、上記第１
の波長は概略１．４８μｍであり、 上記第２の光源はＹＡＧレーザからなり、上記第２の波
長は概略１．０６μｍである光増幅器。 - 【請求項１１】 請求項８に記載の光増幅器であって、 上記光導波構造は第１端及び第２端を有する光ファイバ
によって提供され、 上記第１及び第２のポンプ光の一方及び他方はそれぞれ
上記第１端及び第２端から上記光ファイバに提供される
光増幅器。 - 【請求項１２】 請求項８に記載の光増幅器であって、 上記第１及び第２のガラス組成の一方はＡｌ（アルミニ
ウム）、Ｐ（リン）及びＳｉ（ケイ素）を含み他方はＡ
ｌ及びＳｉを含む光増幅器。 - 【請求項１３】 請求項８に記載の光増幅器であって、 上記光増幅器に波長が異なる少なくとも２つの光信号が
供給されたときに、増幅された上記２つの光信号のパワ
ーが実質的に等しくなるように上記第１及び第２のポン
プ光のパワーの比を制御する手段を更に備えた光増幅
器。 - 【請求項１４】 光増幅器に使用される光ファイバであ
って、 第１のドーパントがドープされた第１の領域と、 第２のドーパント及び第３のドーパントがドープされた
第２の領域とを備え、 上記第１の領域は、上記第１のドーパントと共に第１の
利得特性を提供するための第１のガラス組成を有し、 上記第２の領域は、上記第２のドーパントと共に上記第
１の利得特性と異なる第２の利得特性を提供するための
第２のガラス組成を有し、 上記第３のドーパントは、上記第３のドーパントがポン
ピングされたときに該ポンピングされた第３のドーパン
トによって上記第２のドーパントがポンピングされるよ
うに選択される光ファイバ。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の光ファイバであっ
て、 上記第１及び第２のドーパントは同じである光ファイ
バ。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の光ファイバであっ
て、 上記第１、第２及び第３のドーパントの各々は希土類元
素を含む光ファイバ。 - 【請求項１７】 請求項１４に記載の光ファイバであっ
て、 上記第１及び第２の領域は比較的高い屈折率を有するコ
アに含まれ、 該コアを囲む比較的低い屈折率を有するクラッドを更に
備えた光ファイバ。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の光ファイバであっ
て、 上記第２の領域は上記第１の領域に囲まれている光ファ
イバ。 - 【請求項１９】 請求項１４に記載の光ファイバであっ
て、 上記第１及び第２のドーパントの各々はＥｒ（エルビウ
ム）を含み、 上記第３のドーパントはＹｂ（イットリビウム）を含む
光ファイバ。 - 【請求項２０】 請求項１４に記載の光ファイバであっ
て、 上記第１及び第２のガラス組成の一方はＡｌ（アルミニ
ウム）、Ｐ（リン）及びＳｉ（ケイ素）を含み他方はＡ
ｌ及びＳｉを含む光ファイバ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06344297A JP3621220B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 光増幅器及び光導波構造 |
| US08/921,015 US6043930A (en) | 1997-03-17 | 1997-08-29 | Optical amplifier and optical fiber applicable to optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06344297A JP3621220B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 光増幅器及び光導波構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261826A true JPH10261826A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3621220B2 JP3621220B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=13229384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06344297A Expired - Fee Related JP3621220B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 光増幅器及び光導波構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3621220B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6463201B2 (en) | 2000-06-23 | 2002-10-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Light amplification optical fiber and light amplifier using the same |
| JPWO2006112071A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2008-11-27 | 富士通株式会社 | 光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器 |
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|---|---|---|---|---|
| CN1138159C (zh) * | 1998-04-01 | 2004-02-11 | 浜松光子学株式会社 | 光学部件 |
| US6459526B1 (en) * | 1999-08-09 | 2002-10-01 | Corning Incorporated | L band amplifier with distributed filtering |
| US6603598B1 (en) * | 1999-09-29 | 2003-08-05 | Corning O.T.I. Inc. | Optical amplifying unit and optical transmission system |
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| WO2002079829A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Optical Power Systems | Ring core fiber |
| US7233739B2 (en) * | 2001-10-22 | 2007-06-19 | Patel C Kumar N | Optical bit stream reader system |
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| US9225142B2 (en) | 2008-10-23 | 2015-12-29 | Advalue Photonics, Inc. | Fiber amplifier with multi section core |
| CN104865635B (zh) * | 2015-06-01 | 2018-10-12 | 武汉睿芯特种光纤有限责任公司 | 一种椭圆包层保偏大模场增益光纤 |
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| US5363463A (en) * | 1982-08-06 | 1994-11-08 | Kleinerman Marcos Y | Remote sensing of physical variables with fiber optic systems |
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-
1997
- 1997-03-17 JP JP06344297A patent/JP3621220B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-29 US US08/921,015 patent/US6043930A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3621220B2 (ja) | 2005-02-16 |
| US6043930A (en) | 2000-03-28 |
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