JPH1084154A - 光増幅装置 - Google Patents

光増幅装置

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JPH1084154A
JPH1084154A JP8238160A JP23816096A JPH1084154A JP H1084154 A JPH1084154 A JP H1084154A JP 8238160 A JP8238160 A JP 8238160A JP 23816096 A JP23816096 A JP 23816096A JP H1084154 A JPH1084154 A JP H1084154A
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signal light
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doped
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Satoshi Sudo
聡 須藤
Koji Tomita
孝治 富田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の
削減を図ることが容易となる光増幅装置10を提供する
こと。 【解決手段】 励起光源204a、204b、光合波回
路206a、206b、及び光アイソレータ208a、
208bを共通のモジュール構造体20内に設け、希土
類添加光ファイバ202をこのモジュール構造体20の
周囲に巻装された状態で入射側及び出射側の光アイソレ
ータ208a、208bに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅装置に関
し、特に、誘導放出によって信号光を光増幅するための
希土類が添加された増幅媒体である希土類添加光ファイ
バと、当該希土類添加光ファイバにエネルギーの反転分
布を形成するための励起光を生成するエネルギー供給光
源である励起光源と、励起光と信号光とを合成又は分離
するために信号光の入射側及び出射側に各々設けられた
光合波回路と、信号光の伝搬方向を一方向に定めるため
に信号光の入射側又は出射側の少なくとも一方の側に設
けられた光アイソレータとを有する光増幅装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来この種の光増幅装置としては、例え
ば、図29に示すようなものがある。光増幅装置9は、
誘導放出によって信号光9Aを光増幅するための希土類
が添加された増幅媒体である希土類添加光ファイバ5
と、希土類添加光ファイバ5にエネルギーの反応分布を
形成するための励起光9Cを生成するエネルギー供給光
源である励起光源3a,3bと、励起光9Cと信号光9
Aとを合成又は分離するために信号光9Aの入射側及び
出射側に各々設けられた光合波回路2a,2bと、信号
光9Aの伝搬方向を一方向に定めるために信号光9Aの
入射側と出射側に設けられた光アイソレータ1a,1b
とを有する。
【0003】入射側の希土類添加光ファイバ5を介して
光アイソレータ1aに入射された信号光9Aは、順方向
(図29では、左から右に伝播する方向)の信号光9A
のみが光アイソレータ1を通過して入力側の光合波回路
2aに出力される。制御回路4は、励起光源3a,3b
が生成する励起光9Cの出力レベル及び出力タイミング
を制御する。
【0004】入力側の光合波回路2aは、信号光9Aが
逆方向(図29では、右から左に伝播する方向)に伝播
することを防ぐ。また入力側の光合波回路2aにおいて
は、励起光源3aが生成する励起光9Cと光アイソレー
タ1aを通過した信号光9Aとが合成され、希土類添加
光ファイバ5に出力される。また、出力側の光合波回路
2bは、励起光源3bが生成する励起光9Cを希土類添
加光ファイバ5に供給する。
【0005】希土類添加光ファイバ5においては、2つ
の励起光9Cによってエネルギーの反転分布が形成さ
れ、この反転分布を用いた誘導放出によって信号光9A
が光増幅されて出力側の光合波回路2bに出力される。
出力側の光合波回路2においては、光増幅された信号光
9Aと励起光9Cとが分離されて、光増幅された信号光
9Aが出力側の光アイソレータ1bに出力される。
【0006】このような従来の光増幅装置9では、前述
の希土類添加光ファイバ5、励起光源3a,3b、光合
波回路2a,2b、光アイソレータ1a,1bなどが各
々単体の状態でモジュール化された実装されていた。ま
た各モジュール間を接続するファイバの接続状態として
は、スプライス手法(光ファイバを加熱して接合する熱
融着手法)による接続が用いられていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光増幅装置9では、前述したように、モジュ
ール化された希土類添加光ファイバ5、励起光源3a,
3b、光合波回路2a,2b、光アイソレータ1a,1
bなどが光ファイバを介してスプライス手段によって接
続されているため、実装するモジュール数や光部品の点
数が増加すると、これらのための実装面積や実装高が増
加してしまうという技術的課題があった。
【0008】また、モジュールや光部品の間を結ぶ光フ
ァイバのファイバ曲げ半径Rは、30mm程度以上を要
していたため、光ファイバの配線(ファイバホーミング
という)が難しく、実装面積の増加や装置の大型化の要
因となり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み
立て工数の削減が難しいという技術的課題があった。
【0009】光ファイバの接続にスプライス手法を用い
た場合、スプライス作業に伴って装置の製造コストが増
加し、更に光部品の固定機構を必要とするために装置重
量が増加してしまうという技術的課題があり、その結
果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減が
難しいという技術的課題があった。
【0010】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、励起光源、光合波回路、及
び光アイソレータを共通のモジュール構造体内に設け、
希土類添加光ファイバをこのモジュール構造体の周囲に
巻装された状態で入射側及び出射側の光アイソレータに
接続することに依り、実装するモジュール数や光部品の
点数が増加しても、これらのための実装面積や実装高が
増加することがない光増幅装置を提供することを課題と
する。
【0011】同時に、モジュールや光部品の間を結ぶ光
ファイバを少なく又はなくすることが可能になり、ファ
イバフォーミングが容易となり、実装面積の増加や装置
の小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高
密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容
易となる光増幅装置を提供することを課題とする。
【0012】同時に、光ファイバの接続にスプライス手
法を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの低減を
図ることが容易となり、更に光部品の固定機構を省略す
ることが可能となり、装置重量の軽量化を図ることがで
きるようになり、その結果、装置の高密度実装、軽量
化、組み立て工数の削減を図ることが容易となる光増幅
装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、誘導放出によって信号光を光増幅するための希土類
が添加された増幅媒体である希土類添加光ファイバ(例
えば、実施例の202に相当)と、当該希土類添加光フ
ァイバ(202)にエネルギーの反転分布を形成するた
めの励起光(12)を生成するエネルギー供給光源であ
る励起光源(204a、204b)と、励起光(12)
と信号光(11)とを合成又は分離するために信号光
(11)の入射側及び出射側に各々設けられた光合波回
路(206a、206b)と、信号光(11)の伝搬方
向を一方向に定めるために信号光(11)の入射側又は
出射側の少なくとも一方の側に設けられた光アイソレー
タ(208a、208b)とを有する光増幅装置におい
て、前記励起光源(204a、204b)、前記光合波
回路(206a、206b)、及び前記光アイソレータ
(208a、208b)が内設されて構成されているモ
ジュール構造体(20)を有し、前記希土類添加光ファ
イバ(202)は、前記モジュール構造体(20)の周
囲に巻装された状態で前記入射側及び出射側の光アイソ
レータ(208a、208b)に接続されている、こと
を特徴とする光増幅装置(10)である。
【0014】請求項1に記載の発明によれば、実装する
モジュール数や光部品の点数が増加しても、これらのた
めの実装面積や実装高が増加することがないという効果
を奏する。同時に、モジュールや光部品の間を結ぶ光フ
ァイバを少なく又はなくすることができ、ファイバホー
ミングが容易となり、実装面積の増加や装置の小型化を
図ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。同時に、光ファイバの接続にスプラ
イス手法を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの
低減を図ることが容易となり、更に光部品の固定機構を
省略することが可能となり、装置重量の軽量化を図るこ
とができるようになり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。
【0015】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の光増幅装置(10)において、前記モジュール構造体
(20)は、前記希土類添加光ファイバ(202)を伝
播して前記モジュール構造体(20)に入力される信号
光(11)又は前記モジュール構造体(20)から出力
される信号光(11)をモニタリングするためのフォト
ダイオード(210a、210b)が内設されて構成さ
れていることを特徴とする光増幅装置(10)である。
【0016】請求項2に記載の発明によれば、光学部品
としてフォトダイオード(210a、210b)を増加
して実装しても、このための実装面積や実装高が増加す
ることがないという効果を奏する。同時に、実装面積の
増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結
果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を
図ることが容易となるという効果を奏する。
【0017】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の光増幅装置(10)において、前記モジュール構造体
(20)は、前記光合波回路(206a、206b)か
ら出力される信号光(11)の中から所定の波長範囲の
信号光のみを通過させて前記希土類添加光ファイバ(2
02)に伝播するための狭帯域光フィルタ(212)が
内設されて構成されていることを特徴とする光増幅装置
(10)である。
【0018】請求項3に記載の発明によれば、狭帯域光
フィルタを設けることにより、低雑音化を図ることが可
能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタ(21
2)を増加して実装しても、このための実装面積や実装
高が増加することがないという効果を奏する。同時に、
実装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易とな
り、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工
数の削減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0019】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の光増幅装置(10)において、前記モジュール構造体
(20)は、前記励起光源(204a、204b)を駆
動するための制御回路(214)が設けられて構成され
ていることを特徴とする光増幅装置(10)である。
【0020】請求項4に記載の発明によれば、制御回路
(214)をモジュール構造体(20)の上部に実装す
ることにより、モジュールとして制御回路(214)を
増加して実装しても、このための実装面積や実装高が増
加することがないという効果を奏する。同時に、実装面
積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その
結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減
を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0021】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
の光増幅装置(10)において、前記希土類添加光ファ
イバ(202)は、前記光アイソレータ(208a、2
08b)を介して分散補償ファイバ(14)に接続され
て構成されていることを特徴とする光増幅装置(10)
である。
【0022】請求項5に記載の発明によれば、光学部品
として分散補償ファイバ(14)を増加して実装して
も、このための実装面積や実装高が増加することがない
という効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の
小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高密
度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易
となるという効果を奏する。
【0023】請求項6に記載の発明は、誘導放出によっ
て信号光(11)を光増幅するための希土類が添加され
た増幅媒体である希土類添加石英光導波路(216)
と、当該希土類添加石英光導波路(216)にエネルギ
ーの反転分布を形成するための励起光(12)を生成す
るエネルギー供給光源である励起光源(204a、20
4b)と、励起光(12)と信号光(11)とを合成又
は分離するために信号光(11)の入射側及び出射側に
各々設けられた光合波回路(206a、206b)と、
信号光(11)の伝搬方向を一方向に定めるために信号
光(11)の入射側又は出射側の少なくとも一方の側に
設けられた光アイソレータ(208a、208b)とを
有する光増幅装置において、前記励起光源(204a、
204b)、前記光合波回路(206a、206b)、
前記希土類添加石英光導波路216、及び前記光アイソ
レータ(208a、208b)が内設されて構成されて
いるモジュール構造体(20)を有することを特徴とす
る光増幅装置(10)である。
【0024】請求項6に記載の発明によれば、希土類添
加光ファイバ(202)に代えて、光導波路型の光増幅
手段を用いることに依り、モジュール構造体(20)の
周囲に巻き付けるための前述の円筒構造が不要となり、
希土類添加光ファイバ(202)の場合に比べて巻き半
径を気にすることなくモジュール構造体(20)の自由
度の高い設計が可能となり、その結果、実装するモジュ
ール数や光部品の点数が増加しても、これらのための実
装面積や実装高が増加することがないという効果を奏す
る。同時に、モジュールや光部品の間を結ぶ光ファイバ
を少なく又はなくすることが可能となり、ファイバホー
ミングが容易となり、実装面積の増加や装置の小型化を
図ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。同時に、光ファイバの接続にスプラ
イス手法を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの
低減を図ることが容易となり、更に光部品の固定機構を
省略することが可能となり、装置重量の軽量化を図るこ
とができるようになり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。
【0025】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の光増幅装置(10)において、前記モジュール構造体
(20)は、これにに入力される信号光(11)又は前
記モジュール構造体(20)から出力される信号光(1
1)をモニタリングするためのフォトダイオード(21
0a、210b)が内設されて構成されていることを特
徴とする光増幅装置(10)である。
【0026】請求項7に記載の発明によれば、光学部品
としてフォトダイオード(210a、210b)を増加
して実装しても、このための実装面積や実装高が増加す
ることがないという効果を奏する。同時に、実装面積の
増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結
果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を
図ることが容易となるという効果を奏する。
【0027】請求項8に記載の発明は、請求項6に記載
の光増幅装置(10)において、前記モジュール構造体
(20)は、前記光合波回路(206a、206b)か
ら出力される信号光(11)の中から所定の波長範囲の
信号光のみを通過させて伝播するための狭帯域光フィル
タ(212)が内設されて構成されていることを特徴と
する光増幅装置(10)である。
【0028】請求項8に記載の発明によれば、狭帯域光
フィルタを設けることにより、低雑音化を図ることが可
能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタ(21
2)を増加して実装しても、このための実装面積や実装
高が増加することがないという効果を奏する。同時に、
実装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易とな
り、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工
数の削減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0029】請求項9に記載の発明は、請求項6に記載
の光増幅装置(10)において、前記モジュール構造体
(20)は、前記励起光源(204a、204b)を駆
動するための制御回路(214)が設けられて構成され
ていることを特徴とする光増幅装置(10)である。
【0030】請求項9に記載の発明によれば、制御回路
(214)をモジュール構造体(20)の上部に実装す
ることにより、モジュールとして制御回路(214)を
増加して実装しても、このための実装面積や実装高が増
加することがないという効果を奏する。同時に、実装面
積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その
結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減
を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0031】請求項10に記載の発明は、請求項6に記
載の光増幅装置(10)において、前記希土類添加石英
光導波路(216)は、前記光アイソレータ(208
a、208b)を介して分散補償ファイバ14に接続さ
れて構成されていることを特徴とする光増幅装置(1
0)である。
【0032】請求項10に記載の発明によれば、光学部
品として分散補償ファイバ(14)を増加して実装して
も、このための実装面積や実装高が増加することがない
という効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の
小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高密
度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易
となるという効果を奏する。
【0033】請求項11に記載の発明は、請求項6に記
載の光増幅装置(10)において、前記希土類添加石英
光導波路(216)は、前記モジュール構造体(20)
の所定の部位に螺設されて構成されていることを特徴と
する光増幅装置(10)である。
【0034】請求項11に記載の発明によれば、螺旋構
造とすることにより、石英光導波路の大きさを変えるこ
となく信号光(11)及び励起光(12)の光路長を自
由に設計できるようになり、希土類添加石英光導波路
(216)を光学部品として増加して実装しても、この
ための実装面積や実装高が増加することがないという効
果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を
図ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。
【0035】請求項12に記載の発明は、誘導放出によ
って信号光(11)を光増幅するための希土類が添加さ
れた増幅媒体である希土類添加石英光導波路(216)
と、当該希土類添加石英光導波路(216)にエネルギ
ーの反転分布を形成するための励起光(12)を生成す
るエネルギー供給光源である励起光源(204a、20
4b)と、励起光(12)と信号光(11)とを合成又
は分離するために信号光(11)の入射側及び出射側に
各々設けられた光合波回路(206a、206b)と、
信号光(11)の伝搬方向を一方向に定めるために信号
光(11)の入射側又は出射側の少なくとも一方の側に
設けられた光アイソレータ(208a、208b)とを
有する光増幅装置において、前記希土類添加石英光導波
路(216)と前記光合波回路(206a、206b)
とが共通の単一基板である導波路チップ(22)上に形
成されると共に、前記励起光源(204a、204b)
と前記光アイソレータ(208a、208b)とが当該
導波路チップ(22)上に実装されて構成されているモ
ジュール構造体(20)を有することを特徴とする光増
幅装置(10)である。
【0036】請求項12に記載の発明によれば、光学薄
膜状の希土類添加石英光導波路(216)が形成された
導波路チップ(22)上に各種の光学部品を直接実装す
ることが可能となり、その結果、実装するモジュール数
や光部品の点数が増加しても、これらのための実装面積
や実装高が増加することがないという効果を奏する。同
時に、モジュールや光部品の間を結ぶ光ファイバがなく
なり、モジュール内での信号光、励起光は石英光導波路
内部しか通過しないため空気中を通ることによる減衰を
防げる。また、実装面積の増加や装置の小型化を図るこ
とが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量
化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるという
効果を奏する。同時に、光ファイバの接続にスプライス
手法を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの低減
を図ることが容易となり、更に光部品の固定機構を省略
することが可能となり、装置重量の軽量化を図ることが
できるようになり、その結果、装置の高密度実装、軽量
化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるという
効果を奏する。
【0037】請求項13に記載の発明は、請求項12に
記載の光増幅装置(10)において、前記モジュール構
造体(20)は、これに入力される信号光(11)又は
前記モジュール構造体(20)から出力される信号光
(11)をモニタリングするためのフォトダイオード
(210a、210b)が内設されて構成されているこ
とを特徴とする光増幅装置(10)である。
【0038】請求項13に記載の発明によれば、光学部
品としてフォトダイオード(210a、210b)を導
波路チップ(22)上に増加して実装しても、このため
の実装面積や実装高が増加することがないという効果を
奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図る
ことが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量
化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるという
効果を奏する。
【0039】請求項14に記載の発明は、請求項12に
記載の光増幅装置(10)において、前記モジュール構
造体(20)は、前記光合波回路(206a、206
b)から出力される信号光(11)の中から所定の波長
範囲の信号光(11)のみを通過させて伝播するための
狭帯域光フィルタ(212)が内設されて構成されてい
ることを特徴とする光増幅装置(10)である。
【0040】請求項14に記載の発明によれば、狭帯域
光フィルタを設けることにより、低雑音化を図ることが
可能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタ(2
12)を導波路チップ(22)上に増加して実装して
も、このための実装面積や実装高が増加することがない
という効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の
小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高密
度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易
となるという効果を奏する。
【0041】請求項15に記載の発明は、請求項12に
記載の光増幅装置(10)において、前記モジュール構
造体(20)は、前記励起光源(204a、204b)
を駆動するための制御回路(214)が設けられて構成
されていることを特徴とする光増幅装置(10)であ
る。
【0042】請求項15に記載の発明によれば、制御回
路(214)をモジュール構造体(20)の上部に実装
することにより、モジュールとして制御回路(214)
を増加して実装しても、このための実装面積や実装高が
増加することがないという効果を奏する。同時に、実装
面積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、そ
の結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削
減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0043】請求項16に記載の発明は、請求項12に
記載の光増幅装置(10)において、前記希土類添加石
英光導波路(216)は、前記光アイソレータ(208
a、208b)を介して分散補償ファイバ(14)に接
続されて構成されていることを特徴とする請求項12に
記載の光増幅装置(10)である。
【0044】請求項16に記載の発明によれば、光学部
品として分散補償ファイバ(14)を導波路チップ(2
2)上の希土類添加石英光導波路(216)に実装して
も、このための実装面積や実装高が増加することがない
という効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の
小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高密
度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易
となるという効果を奏する。
【0045】請求項17に記載の発明は、請求項12に
記載の光増幅装置(10)において、前記希土類添加石
英光導波路(216)は、前記モジュール構造体(2
0)の所定の部位に螺設されて構成されていることを特
徴とする光増幅装置(10)である。
【0046】請求項17に記載の発明によれば、螺旋構
造とすることにより、希土類添加石英光導波路(21
6)を光学部品として導波路チップ(22)上に増加し
て実装しても、このための実装面積や実装高が増加する
ことがないという効果を奏する。同時に、実装面積の増
加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結果、
装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図る
ことが容易となるという効果を奏する。
【0047】
【発明の実施の形態】図1(a)は本発明の第1実施形
態の光増幅装置10の上面図であり、図1(b)は第1
実施形態の光増幅装置10の側面図である。本光増幅装
置10は、図1(a)に示すように、誘導放出によって
信号光11を光増幅するための希土類(例えば、エルビ
ウム)が添加された増幅媒体である希土類添加光ファイ
バ202と、希土類添加光ファイバ202にエネルギー
の反転分布を形成するための励起光12を生成するエネ
ルギー供給光源である励起光源204a,204bと、
励起光12と信号光11とを合成又は分離するために信
号光11の入射側及び出射側に各々設けられた光合波回
路206a,206bと、光増幅装置10が発振するこ
とを防止するために信号光11の伝搬方向を一方向に定
めるために信号光11の入射側又は出射側の少なくとも
一方の側に設けられる(この実施例では両方)光アイソ
レータ208a,208bとを有する。
【0048】希土類添加光ファイバ202は、光の増幅
媒体となる希土類が添加された単一モード光ファイバで
ある。希土類添加光ファイバ202のコア層(後述する
2162)には、微量のエルビウム等の希土類元素が添
加されている。エルビウムは、0.98μm又は1.4
8μmの励起光を効率よく吸収して前述のエネルギーの
反転状態を発生させることができる。本実施形態では、
レーザーダイオードを用いているため、励起光1の波長
は1.48μm近傍の値となる。
【0049】入射側の希土類添加光ファイバ202を介
して入射側の光アイソレータ208aに入射された信号
光11は、順方向(図1では、左から右に伝播する方
向)の信号光11のみが入射側の光アイソレータ208
aを通過して入射側の光合波回路206aに出射され
る。
【0050】入射側の光合波回路206aは、信号光1
1と入射側の励起光源204aが生成する励起光12と
を合波して、希土類添加光ファイバ202に出射する。
入射側及び出射側の励起光源204a,204bは例え
ば、エルビウムの吸収波長(即ち、0.98μm又は
1.48μm)を考慮して、1.53〜1.56μmの
発振波長を有するレーザーダイオード(図中のLD)で
ある。
【0051】希土類添加光ファイバ202においては、
励起光12によってエネルギーの反転分布が形成され、
この反転分布を用いた誘導放出によって信号光11が光
増幅されて出射側の光合波回路206bに出射される。
出射側の光合波回路206bは、出射側の励起光源20
4bが出力する励起光12を希土類添加光ファイバ20
2に出射する。また、増幅された信号光のみを光アイソ
レータ208bに出力する。
【0052】出射側の光アイソレータ208から出射さ
れた光増幅された信号光11は、出射側の希土類添加光
ファイバ202を順方向に伝播される。図2は図1の光
増幅装置10における具体的な実装状態を説明した上面
図である。図3は図1の光増幅装置10における具体的
な実装状態を説明した斜視図である。図4は図1の光増
幅装置10における具体的な実装状態を説明した断面図
である。
【0053】希土類添加光ファイバ202は、図1
(b)及び図2に示すように、モジュール構造体20の
周囲(具体的は、外周)に巻装された状態じて収容され
て入射側及び出射側の光アイソレータ208a,208
bに接続されている。往路側及び復路側における励起光
源204a,204b、光合波回路206a,206
b、光アイソレータ208a,208b、レンズ203
a〜203d等は、従来のように単体でモジュール化す
るのではなく、図2及び図3に示すように、各々をモジ
ュール構造体20内に設けられた共通の基板(具体的に
は、プリント基板)205上に直接実装している。な
お、レンズ203a〜203dは、図1に示す構成では
用いられていないが、図2及び図3に示すように設ける
ことが好ましい。
【0054】なお、ここで往路とは、図3において、左
から右に信号光11が伝播される光路を意味する。同様
の主旨で、復路とは、右から左に信号光11が伝播され
る光路を意味する。また、往路及び復路における入射側
とは、往路及び復路に設けられた光合波回路206a,
206bに信号光11が入射される側を意味する。同様
の主旨で、往路及び復路における出射側とは、往路及び
復路に設けられた光合波回路206a,206bから信
号光11が出射される側を意味する。
【0055】モジュール構造体20は、図4に示すよう
に、往路における励起光源204a、光合波回路206
b、及び光アイソレータ208bが中空部分に実装さ
れ、更に、復路における励起光源204b、光合波回路
206b、及び光アイソレータ208bが、同じ中空部
分に実装されて構成されている。
【0056】本実施形態では、中空部分を形成し易いよ
うに、モジュール構造体20の材質としてアルミニウム
材を用いている。往路における入射側及び出射側のフェ
ルール(光コネクタの一種)201a、201b、レン
ズ203a,203b、光アイソレータ208a,20
8b、及び光合波回路206aは、往路の入射側のフェ
ルール201bを介して接続された希土類添加光ファイ
バ202から入射される信号光11と同軸上に配置され
ている。
【0057】このため往路における信号光11は、往路
上に同軸上に配置された入射側及び出射側のフェルール
201a,201b、レンズ203a,203b、及び
光アイソレータ208a間を空間伝送されることにな
る。同様に、復路における入射側及び出射側のフェルー
ル201c,201d、レンズ203c,203d、光
アイソレータ208b及び光合波回路206bは、復路
の出射側のフェルール201cを介して接続された希土
類添加光ファイバ202から出射される信号光11と同
軸上に配置されている。
【0058】同様の主旨で、復路における信号光11
は、復路上に同軸上に配置された入射側及び出射側のフ
ェルール201c,201d、レンズ203c,203
d、及び光アイソレータ208b間を空間伝送されるこ
とになる。往路と復路の各々に設けられた光合波回路2
06a、206bには、励起光12を生成するための励
起光源204a,204bとしての面発光型のレーザー
ダイオードが各々設けられている。
【0059】往路の入射側と復路の出射側の各々に設け
られたアイソレータ208a,208bには、プリズム
を設けている。これにより、往路の入射側のフェルール
201aからプリズムの所定面に垂直に入射された光の
みが、往路の光合波回路206aに入射されるようにな
る。同様の主旨で、復路の光合波回路206bからプリ
ズムの所定面に垂直に出射された光のみが、復路の出射
側のレンズ203dに入射されるようになる。
【0060】本実施形態では、円筒形のモジュール構造
体20を用いており、その半径は、巻き付け時の希土類
添加光ファイバ202のファイバ曲げ半径Rが30mm
以上になるように設定されている。具体的には、モジュ
ール構造体20の直径を60cm程度に設定し、その内
部に光増幅装置10に必要な、往路側及び復路側におけ
る励起光源204a,204b、光合波回路206a,
206b、光アイソレータ208a,208b、レンズ
203a〜203d等を設けている。
【0061】このように、往路側及び復路側における光
学部品の各々をモジュール構造体20内に直接実装し、
これらの部品間で信号光11を空間伝送させることによ
って、モジュール構造体20内の空間を効率よく利用す
ることができ、その結果、モジュール構造体20の高さ
も10mm〜8mm程度に収まり、装置の小型を図るこ
とができるようになる。
【0062】以上説明したように、第1実施形態によれ
ば、実装するモジュール数や光部品の点数が増加して
も、これらのための実装面積や実装高が増加することが
ないという効果を奏する。同時に、モジュールや光部品
の間を結ぶ光ファイバのファイバ曲げ半径Rを従来より
も小さくすることが可能となり、ファイバホーミングが
容易となり、実装面積の増加や装置の小型化を図ること
が容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、
組み立て工数の削減を図ることが容易となるという効果
を奏する。同時に、光ファイバの接続にスプライス手法
を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの低減を図
ることが容易となり、更に光部品の固定機構を省略する
ことが可能となり、装置重量の軽量化を図ることができ
るようになり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、
組み立て工数の削減を図ることが容易となるという効果
を奏する。
【0063】次に、第2実施形態を説明する。図5は本
発明の第2実施形態の光増幅装置10の上面図である。
なお、フォトダイオード210a,210b以外の構成
要素、その機能及び効果について第1実施形態において
既に記述したものと同様の箇所には、同一符号を付し、
重複した説明は省略する。
【0064】本モジュール構造体20は、図5に示すよ
うに、往路の希土類添加光ファイバ202を伝播してモ
ジュール構造体20に入射される信号光11をモニタリ
ングするためのフォトダイオード210a(図中のP
D)が内設されて構成されている。往路のフォトダイオ
ード210aは、往路の光アイソレータ208aと光合
波回路206aとの間に設けられたビームスプリッタ2
17aから得られる信号光11の一部を受光できるよう
に配置されている。
【0065】同様の主旨で、本モジュール構造体20
は、復路の光合波回路206を伝播してモジュール構造
体20から出射される信号光11をモニタリングするた
めのフォトダイオード210b(図中のPD)が内設さ
れて構成されている。復路のフォトダイオード210b
は、復路の光アイソレータ20b8と光合波回路206
bとの間に設けられたビームスプリッタ217bから得
られる信号光11の一部を受光できるように配置されて
いる。
【0066】以上説明したように、第2実施形態によれ
ば、光学部品としてフォトダイオード210a、210
bを増加して実装しても、このための実装面積や実装高
が増加することがないという効果を奏する。同時に、実
装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、
その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の
削減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0067】次に、第3実施形態を説明する。図6は本
発明の第3実施形態の光増幅装置10の上面図である。
なお、狭帯域光フィルタ212以外の構成要素、その機
能及び効果について第1実施形態において既に記述した
ものと同様の箇所には、同一符号を付し、重複した説明
は省略する。
【0068】モジュール構造体20は、図6に示すよう
に、復路の光合波回路206bから出射される信号光1
1の中から所定の波長範囲の信号光11のみを通過させ
て希土類添加光ファイバ202に伝播するための狭帯域
光フィルタ212が内設されて構成されている。
【0069】このような狭帯域光フィルタ212は、復
路の出射側の光アイソレータ208bと復路の出射側の
希土類添加光ファイバ202との間に設けられている。
以上説明したように、第3実施形態によれば、狭帯域光
フィルタ212を設けることにより、低雑音化を図るこ
とが可能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタ
212を増加して実装しても、このための実装面積や実
装高が増加することがないという効果を奏する。同時
に、実装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易と
なり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て
工数の削減を図ることが容易となるという効果を奏す
る。
【0070】次に、第4実施形態を説明する。図7
(a)は本発明の第4実施形態の光増幅装置10に実装
される制御回路214の側面図であり、図7(b)は第
4実施形態の光増幅装置10の正面図である。図8は図
7の制御回路214が実装された光増幅装置10の正面
図である。
【0071】なお、制御回路214以外の構成要素、そ
の機能及び効果について第1実施形態において既に記述
したものと同様の箇所には、同一符号を付し、重複した
説明は省略する。制御回路214は、往路又は復路の励
起光源204a,204bを駆動して、励起光源204
a,204bが生成する励起光12,12の出力レベル
及び出力タイミングを制御するものであって、図7
(a)に示すように、各種のIC、コンデンサーC等が
プリント基板219上に組み合わされて構成されてい
る。
【0072】本モジュール構造体20においては、図7
(b)及び図8に示すように、このような制御回路21
4が構成されたプリント基板219がモジュール構造体
20の上部に実装されている。以上説明したように、第
4実施形態によれば、制御回路214をモジュール構造
体20の上部に実装することにより、モジュールとして
制御回路214を増加して実装しても、このための実装
面積や実装高が増加することがないという効果を奏す
る。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図ること
が容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、
組み立て工数の削減を図ることが容易となるという効果
を奏する。
【0073】次に、第5実施形態を説明する。図9は本
発明の第5実施形態の光増幅装置10の上面図である。
なお、分散補償ファイバ14以外の構成要素、その機能
及び効果について第1実施形態において既に記述したも
のと同様の箇所には、同一符号を付し、重複した説明は
省略する。
【0074】モジュール構造体20の周囲に巻き付けら
れた希土類添加光ファイバ202は、図9に示すよう
に、往路の入射側に設けられた光アイソレータ208a
を介して分散補償ファイバ14に接続され、更に、復路
の出射側に設けられた光アイソレータ208を介して分
散補償ファイバ14に接続されている。
【0075】以上説明したように、第5実施形態によれ
ば、光学部品として分散補償ファイバ14を増加して実
装しても、このための実装面積や実装高が増加すること
がないという効果を奏する。同時に、実装面積の増加や
装置の小型化を図ることが容易となり、その結果、装置
の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ること
が容易となるという効果を奏する。
【0076】次に、第6実施形態を説明する。図10は
本発明の第6実施形態の光増幅装置10の上面図であ
る。なお、モジュール構造体20の周囲に巻き付けられ
た希土類添加光ファイバ202に代えて用いられる希土
類添加石英光導波路216以外の構成要素、その機能及
び効果について第1実施形態において既に記述したもの
と同様の箇所には、同一符号を付し、重複した説明は省
略する。
【0077】モジュール構造体20は、図10に示すよ
うに、往路の希土類添加光ファイバ202からの信号光
11が入射される光アイソレータ208a、往路の光ア
イソレータ208aからの信号光11が入射される往路
の光合波回路206a、往路の光合波回路206aに設
けられた励起光源204a、往路の光合波回路206a
からの信号光11が入射される希土類添加石英光導波路
216、希土類添加石英光導波路216からの信号光1
1が入射される復路の光合波回路206b、復路の光合
波回路206bに設けられた励起光源204b、復路の
光合波回路206bからの信号光11が入射される復路
の光アイソレータ208b、復路の光アイソレータ20
8bからの信号光11が入射される復路の希土類添加光
ファイバ202から構成されている。
【0078】図11は図10の光増幅装置10における
具体的な実装状態を説明した斜視図である。図10では
図示されていないレンズ203a、203b等が用いら
れている。本実施形態では、図11に示すように、モジ
ュール構造体20の周囲に巻き付けられ、誘導放出によ
って信号光11を光増幅するための希土類が添加された
増幅媒体である希土類添加石英光導波路216を希土類
添加光ファイバ202に代えて用いている。
【0079】往路及び復路に設けられた励起光源204
a,204b(具体的には、レーザーダイオードを用い
ている)が出力する励起光12は、希土類添加石英光導
波路216にエネルギーの反転分布を形成するために生
成するエネルギー供給光源として機能する。往路及び復
路に設けられた光合波回路206a,206bは、励起
光12と信号光11とを合成又は分離するために、信号
光11の入射側及び出射側に各々設けられている。
【0080】以上説明したように、第6実施形態によれ
ば、希土類添加光ファイバ202に代えて、希土類添加
石英光導波路216のような光導波路型の光増幅手段を
用いることにより、モジュール構造体20の周囲に巻き
付けるための前述の円筒構造が不要となり、希土類添加
光ファイバ202の場合に比べて巻き半径に特別の注意
をすることなくモジュール構造体20の自由度の高い設
計が可能となり、その結果、実装するモジュール数や光
部品の点数が増加しても、これらのための実装面積や実
装高が増加することがないという効果を奏する。同時
に、モジュールや光部品の間を結ぶファイバがなくな
り、モジュール内での信号光、励起光は石英導波路しか
通過しないため、空気中を通過することによる減衰を防
げる。その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て
工数の削減を図ることが容易となるという効果を奏す
る。同時に、光ファイバの接続にスプライス手法を用い
る必要がなくなり、装置の製造コストの低減を図ること
が容易となり、更に光部品の固定機構を省略することが
可能となり、装置重量の軽量化を図ることができるよう
になり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立
て工数の削減を図ることが容易となるという効果を奏す
る。
【0081】次に、第7実施形態を説明する。図12は
本発明の第7実施形態の光増幅装置10の上面図であ
る。なお、フォトダイオード210a、210b以外の
構成要素、その機能及び効果は、第6実施形態において
既に記述したものと同様であり、フォトダイオード21
0aの構成要素、その機能及び効果について第2実施形
態において既に記述したものと同様の箇所には、同一符
号を付し、重複した説明は省略する。
【0082】第7実施形態によれば、光学部品としてフ
ォトダイオード210a、210bを増加して実装して
も、このための実装面積や実装高が増加することがない
という効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の
小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高密
度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易
となるという効果を奏する。
【0083】次に、第8実施形態を説明する。図13は
本発明の第8実施形態の光増幅装置10の上面図であ
る。なお、狭帯域光フィルタ212以外の構成要素、そ
の機能及び効果は、第6実施形態において既に記述した
ものと同様であり、狭帯域光フィルタ212の構成要
素、その機能及び効果について第3実施形態において既
に記述したものと同様の箇所には、同一符号を付し、重
複した説明は省略する。
【0084】本モジュール構造体20は、復路の光合波
回路206bから出射される信号光11の中から所定の
波長範囲の信号光11のみを通過させて伝播するための
狭帯域光フィルタ212が内設されて構成されている。
以上説明したように、第8実施形態によれば、狭帯域光
フィルタ212を設けることにより、低雑音化を図るこ
とが可能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタ
212を増加して実装しても、このための実装面積や実
装高が増加することがないという効果を奏する。同時
に、実装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易と
なり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て
工数の削減を図ることが容易となるという効果を奏す
る。
【0085】次に、第9実施形態を説明する。図14は
本発明の第9実施形態の光増幅装置10に制御回路21
4が実装される様子を説明した側面図である。なお、制
御回路214以外の構成要素、その機能及び効果は、第
6実施形態において既に記述したものと同様であり、制
御回路214の構成要素、その機能及び効果について第
4実施形態において既に記述したものと同様の箇所に
は、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【0086】本モジュール構造体20は、図14に示す
ように、往路又は復路の励起光源204a,204bを
駆動するための制御回路214がその上部に設けられて
構成されている。以上説明したように、第9実施形態に
よれば、制御回路214をモジュール構造体20の上部
に実装することにより、モジュールとして制御回路21
4を増加して実装しても、このための実装面積や実装高
が増加することがないという効果を奏する。同時に、実
装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、
その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の
削減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0087】次に、第10実施形態を説明する。図15
は本発明の第10実施形態の光ファイ増幅装置10の上
面図である。なお、分散補償ファイバ14以外の構成要
素、その機能及び効果は、第6実施形態において既に記
述したものと同様であり、分散補償ファイバ14の構成
要素、その機能及び効果について第5実施形態において
既に記述したものと同様の箇所には、同一符号を付し、
重複した説明は省略する。
【0088】希土類添加石英光導波路216は、往路及
び復路光アイソレータ208a,208bを介して分散
補償ファイバ14に各々接続されている。分散補償ファ
イバ14は、本モジュール構造体20の外周に巻き付け
られて実装されている。
【0089】以上説明したように、第10実施形態によ
れば、光学部品として分散補償ファイバ14を増加して
実装しても、このための実装面積や実装高が増加するこ
とがないという効果を奏する。同時に、実装面積の増加
や装置の小型化を図ることが容易となり、その結果、装
置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図るこ
とが容易となるという効果を奏する。
【0090】次に、第11実施形態を説明する。図16
は本発明の第11実施形態の光増幅装置10の上面図で
ある。図17(a)は図16の光増幅装置10に形成さ
れる希土類添加石英光導波路216の上面図であり、図
17(b)は図17(a)の希土類添加石英光導波路2
16の側面図である。
【0091】本実施例の希土類添加石英光導波路216
が螺旋構造を有する点以外の構成要素、その機能及び効
果について第1実施形態又は第6実施形態において既に
記述したものと同様の箇所には、同一符号を付し、重複
した説明は省略する。本実施形態における螺旋構造を有
する希土類添加石英光導波路216は、図16及び図1
7(a)に示すように、モジュール構造体20の周囲に
巻き付けられた形態を有する。
【0092】更に螺旋構造を有する希土類添加石英光導
波路216は、図17(b)に示すように、モジュール
構造体20の所定の部位(具体的には、モジュール構造
体20の円筒側面上)に、コア層2162が隣り合うク
ラッド層2164間に挟まれた構造体が螺設された螺旋
構造[2164,2162,2164],…,[216
4,2162,2164]を有する。
【0093】希土類添加石英光導波路216は、従来技
術として用いられている火災堆積法を用いて製造するこ
とができる。図18(a)ないし(q)は図16の光増
幅装置10に形成される希土類添加石英光導波路216
の作成プロセスを説明した図である。
【0094】先ず、図18(a)に示すように、シリコ
ン(Si)基板上にクラッド層2164を5度程度の角
度を持たせて火災堆積法を用いて形成する。続いて、図
18(b)に示すように、このクラッド層2164上に
コア層2162を火災堆積法を用いて形成する。
【0095】続いて、図18(c)に示すように、コア
層2162上に、図18(a)の場合と反対側に5度程
度の角度を持たせてクラッド層2164を再び形成す
る。続いて、図18(d)に示すように、このクラッド
層2164上にコア層2162を火災堆積法を用いて再
び形成する。
【0096】以下同様のプロセスを繰り返して、前述の
螺旋構造[2164,2162,2164],…,[2
164,2162,2164]を形成することができる
(図18(e)〜図18(q)参照)。以上説明したよ
うに、第11実施形態によれば、螺旋構造[2164,
2162,2164],…,[2164,2162,2
164]とすることにより、石英光導波路の大きさを変
えることなく信号光11及び励起光12の光路長を自由
に設計できるようになり、希土類添加石英光導波路21
6を光学部品として増加して実装しても、このための実
装面積や実装高が増加することがないという効果を奏す
る。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図ること
が容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、
組み立て工数の削減を図ることが容易となるという効果
を奏する。
【0097】次に、第12実施形態を説明する。図19
は本発明の第12実施形態の光増幅装置10の上面図で
ある。 なお、第1実施形態ないし第11実施形態にお
いて既に記述したものと同一の部分については、同一符
号を付し、重複した説明は省略する。
【0098】本実施形態のモジュール構造体20は、誘
導放出によって信号光11を光増幅するための希土類が
添加された増幅媒体である希土類添加石英光導波路21
6と、希土類添加石英光導波路216にエネルギーの反
転分布を形成するための励起光12を生成するエネルギ
ー供給光源である往路及び復路の励起光源204a,2
04b(具体的には、面発光型のレーザーダイオード)
と、励起光12と信号光11とを合成又は分離するため
に信号光11の入射側及び出射側に各々設けられた往路
及び復路の光合波回路206a,206bと、信号光1
1の伝搬方向を一方向に定めるために信号光11の入射
側及び出射側に設けられた往路及び復路の光アイソレー
タ208a,208bとを有する。
【0099】更にモジュール構造体20は、図19に示
すように、希土類添加石英光導波路216と往路及び復
路の光合波回路206a,206bとが共通の単一基板
である導波路チップ22上に形成されると共に、往路及
び復路の励起光源204a,204bと往路及び復路の
光アイソレータ208a,208bとがこの導波路チッ
プ22上に実装されて構成されている。
【0100】第12の実施形態によれば、光学薄膜状の
希土類添加石英光導波路216が形成された導波路チッ
プ22上に各種の光学部品(具体的には、光合波回路2
06a,206bや励起光源204a,204bや光ア
イソレータ208a,208b)を直接実装することが
可能となり、その結果、実装するモジュール数や光部品
の点数が増加しても、これらのための実装面積や実装高
が増加することがないという効果を奏する。同時に、モ
ジュールや光部品の間を結ぶ光ファイバがなくなり、モ
ジュール内での信号光、励起光は石英光導波路内部しか
通過しないため、空気中を通過することによる減衰を防
げる。また、実装面積の増加や装置の小型化を図ること
が容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、
組み立て工数の削減を図ることが容易となるという効果
を奏する。同時に、光ファイバの接続にスプライス手法
を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの低減を図
ることが容易となり、更に光部品の固定機構を省略する
ことが可能となり、装置重量の軽量化を図ることができ
るようになり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、
組み立て工数の削減を図ることが容易となるという効果
を奏する。
【0101】次に、第13実施形態を説明する。図20
は本発明の第13実施形態の光増幅装置10の上面図で
ある。 なお、フォトダイオード210a、210b以
外の構成要素、その機能及び効果は、第12実施形態に
おいて既に記述したものと同様であり、フォトダイオー
ド210a、210bの構成要素、その機能及び効果に
ついて第2実施形態において既に記述したものと同様の
箇所には、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【0102】往路のフォトダイオード210aは、図2
0に示すように、モジュール構造体20に入射される信
号光11の一部を、分枝された希土類添加石英光導波路
216を介してモニタリングできるように、往路の希土
類添加石英光導波路216の分枝に直接実装されてい
る。
【0103】同様に、復路のフォトダイオード210b
は、復路の光アイソレータ208bに出射される信号光
11の一部を、分枝された希土類添加石英光導波路21
6を介してモニタリングできるように、復路の希土類添
加石英光導波路216の分枝に直接実装されている。
【0104】以上説明したように、第13実施形態によ
れば、光学部品としてフォトダイオード210a、21
0bを導波路チップ22上に増加して実装しても、この
ための実装面積や実装高が増加することがないという効
果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を
図ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。
【0105】次に、第14実施形態を説明する。図21
は本発明の第14実施形態の光増幅装置10の上面図で
ある。 なお、狭帯域光フィルタ212以外の構成要
素、その機能及び効果は、第12実施形態において既に
記述したものと同様であり、狭帯域光フィルタ212の
構成要素、その機能及び効果について第3実施形態にお
いて既に記述したものと同様の箇所には、同一符号を付
し、重複した説明は省略する。
【0106】狭帯域光フィルタ212は、復路の光合波
回路206bを経て復路の光アイソレータ208bに出
射される信号光11の中から所定の波長範囲の信号光1
1のみを通過させて伝播できるように、復路の光アイソ
レータ208bの出射側に直接実装されている。
【0107】以上説明したように、第14実施形態によ
れば、狭帯域光フィルタ212を設けることにより、低
雑音化を図ることが可能となり、更に光学部品として狭
帯域光フィルタ212を導波路チップ22上に増加して
実装しても、このための実装面積や実装高が増加するこ
とがないという効果を奏する。同時に、実装面積の増加
や装置の小型化を図ることが容易となり、その結果、装
置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図るこ
とが容易となるという効果を奏する。
【0108】次に、第15実施形態を説明する。図22
は本発明の第15実施形態の光増幅装置10に制御用電
子回路214が実装される様子を説明した側面図であ
る。なお、制御回路214以外の構成要素、その機能及
び効果は、第12実施形態において既に記述したものと
同様であり、制御回路214の構成要素、その機能及び
効果について第4実施形態において既に記述したものと
同様の箇所には、同一符号を付し、重複した説明は省略
する。
【0109】制御回路214は、往路及び復路の励起光
源204a,204bを駆動して、往路及び復路の励起
光源204a,204bが生成する往路及び復路の励起
光12の出力レベル及び出力タイミングを制御するもの
であって、図22に示すように、各種のIC、コンデン
サーC等がプリント基板219上に組み合わされて構成
されている。
【0110】以上説明したように、第15実施形態によ
れば、制御回路214をモジュール構造体20の上部に
実装することにより、モジュールとして制御回路214
を増加して実装しても、このための実装面積や実装高が
増加することがないという効果を奏する。同時に、実装
面積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、そ
の結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削
減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0111】次に、第16実施形態を説明する。図23
は本発明の第16実施形態の光増幅装置10の上面図で
ある。図24は図23の光増幅装置10の斜視図であ
る。図25は図23の光増幅装置10の部品構成図であ
る。
【0112】なお、分散補償ファイバ14以外の構成要
素、その機能及び効果は、第12実施形態において既に
記述したものと同様であり、分散補償ファイバ14の構
成要素、その機能及び効果について第5実施形態におい
て既に記述したものと同様の箇所には、同一符号を付
し、重複した説明は省略する。
【0113】モジュール構造体20の周囲に巻き付けら
れた希土類添加光ファイバ202は、図23及び図25
に示すように、往路の入射側に設けられた光アイソレー
タ208aを介して分散補償ファイバ14に接続され、
更に、復路の出射側に設けられた光アイソレータ208
bを介して分散補償ファイバ14に接続されている。
【0114】導波路チップ22は、図24に示すよう
に、往路における励起光源204a、光合波回路206
a、及び光アイソレータ208aが実装され、更に、復
路における励起光源204b、光合波回路206b、及
び光アイソレータ208bが実装された状態で、モジュ
ール構造体20の中空部分に実装されている。
【0115】本実施形態では、中空部分を形成し易いよ
うに、モジュール構造体20の材質としてアルミニウム
材を用いている。以上説明したように、第16実施形態
によれば、光学部品として分散補償ファイバ14を導波
路チップ22上の希土類添加石英光導波路216に実装
しても、このための実装面積や実装高が増加することが
ないという効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装
置の小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の
高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが
容易となるという効果を奏する。
【0116】次に、第17実施形態を説明する。図26
は本発明の第17実施形態の光増幅装置10の上面図で
ある。図27は図26の光増幅装置10の部品構成図で
ある。図28は図26 の光増幅装置10の希土類添加石
英光導波路216の側面図である。
【0117】なお、希土類添加石英光導波路216以外
の構成要素、その機能及び効果は、第12実施形態にお
いて既に記述したものと同様であり、希土類添加石英光
導波路216の構成要素、その機能及び効果について第
11実施形態において既に記述したものと同様の箇所に
は、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【0118】図26及び図27に示すような構成の光増
幅装置10において、希土類添加石英光導波路216
は、図28に示すように、第11実施形態と同様に、モ
ジュール構造体20の所定の部位に螺設されて構成され
ている。以上説明したように、第17実施形態によれ
ば、螺旋構造とすることにより、希土類添加石英光導波
路216を光学部品として導波路チップ22上に増加し
て実装しても、このための実装面積や実装高が増加する
ことがないという効果を奏する。同時に、実装面積の増
加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結果、
装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図る
ことが容易となるという効果を奏する。
【0119】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、実装す
るモジュール数や光部品の点数が増加しても、これらの
ための実装面積や実装高が増加することがないという効
果を奏する。同時に、モジュールや光部品の間を結ぶ光
ファイバを少なく又はなくすることができ、ファイバホ
ーミングが容易となり、実装面積の増加や装置の小型化
を図ることが容易となり、その結果、装置の高密度実
装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易とな
るという効果を奏する。同時に、光ファイバの接続にス
プライス手法を用いる必要がなくなり、装置の製造コス
トの低減を図ることが容易となり、更に光部品の固定機
構を省略することが可能となり、装置重量の軽量化を図
ることができるようになり、その結果、装置の高密度実
装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易とな
るという効果を奏する。
【0120】請求項2に記載の発明によれば、光学部品
としてフォトダイオードを増加して実装しても、このた
めの実装面積や実装高が増加することがないという効果
を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図
ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽
量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるとい
う効果を奏する。
【0121】請求項3に記載の発明によれば、狭帯域光
フィルタを設けることにより、低雑音化を図ることが可
能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタを増加
して実装しても、このための実装面積や実装高が増加す
ることがないという効果を奏する。同時に、実装面積の
増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結
果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を
図ることが容易となるという効果を奏する。
【0122】請求項4に記載の発明によれば、制御用電
子回路をモジュール構造体の上部に実装することによ
り、モジュールとして制御用電子回路を増加して実装し
ても、このための実装面積や実装高が増加することがな
いという効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置
の小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高
密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容
易となるという効果を奏する。
【0123】請求項5に記載の発明によれば、光学部品
として分散補償ファイバを増加して実装しても、このた
めの実装面積や実装高が増加することがないという効果
を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図
ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽
量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるとい
う効果を奏する。
【0124】請求項6に記載の発明によれば、希土類添
加光ファイバに代えて、光導波路型の光増幅手段を用い
ることに依り、モジュール構造体の周囲に巻き付けるた
めの前述の円筒構造が不要となり、希土類添加光ファイ
バの場合に比べて巻き半径を気にすることなくモジュー
ル構造体20の自由度の高い設計が可能となり、その結
果、実装するモジュール数や光部品の点数が増加して
も、これらのための実装面積や実装高が増加することが
ないという効果を奏する。同時に、ファイバホーミング
が容易となり、実装面積の増加や装置の小型化を図るこ
とが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量
化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるという
効果を奏する。同時に、光ファイバの接続にスプライス
手法を用いる必要がなくなり、装置の製造コストの低減
を図ることが容易となり、更に光部品の固定機構を省略
することが可能となり、装置重量の軽量化を図ることが
できるようになり、その結果、装置の高密度実装、軽量
化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるという
効果を奏する。
【0125】請求項7に記載の発明によれば、光学部品
としてフォトダイオードを増加して実装しても、このた
めの実装面積や実装高が増加することがないという効果
を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図
ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽
量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるとい
う効果を奏する。
【0126】請求項8に記載の発明によれば、光学部品
として狭帯域光フィルタを増加して実装しても、このた
めの実装面積や実装高を増加することがないという効果
を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図
ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽
量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるとい
う効果を奏する。
【0127】請求項9に記載の発明によれば、制御用電
子回路をモジュール構造体の上部に実装することによ
り、モジュールとして制御用電子回路を増加して実装し
ても、このための実装面積や実装高が増加することがな
いという効果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置
の小型化を図ることが容易となり、その結果、装置の高
密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容
易となるという効果を奏する。
【0128】請求項10に記載の発明によれば、光学部
品として分散補償ファイバを増加して実装しても、この
ための実装面積や実装高が増加することがないという効
果を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を
図ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、
軽量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となると
いう効果を奏する。
【0129】請求項11に記載の発明によれば、螺旋構
造とすることにより、石英光導波路の大きさを変えるこ
となく信号光及び励起光の光路長を自由に設計できるよ
うになり、希土類添加石英光導波路を光学部品として増
加して実装しても、このための実装面積や実装高が増加
することがないという効果を奏する。同時に、実装面積
の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結
果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を
図ることが容易となるという効果を奏する。
【0130】請求項12に記載の発明によれば、光学薄
膜状の希土類添加石英光導波路2が形成された導波路チ
ップ上に各種の光学部品を直接実装することが可能とな
り、その結果、実装するモジュール数や光部品の点数が
増加しても、これらのための実装面積や実装高が増加す
ることがないという効果を奏する。同時に、モジュール
や光部品の間を結ぶ光ファイバが不要となり、モジュー
ル内での信号光、励起光は石英光導波路しか通過しない
ため、空気中を通ることによる減衰を防げる。また、実
装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易となり、
その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の
削減を図ることが容易となるという効果を奏する。同時
に、光ファイバの接続にスプライス手法を用いる必要が
なくなり、装置の製造コストの低減を図ることが容易と
なり、更に光部品の固定機構を省略することが可能とな
り、装置重量の軽量化を図ることができるようになり、
その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の
削減を図ることが容易となるという効果を奏する。
【0131】請求項13に記載の発明によれば、光学部
品としてフォトダイオードを導波路チップ上に増加して
実装しても、このための実装面積や実装高が増加するこ
とがないという効果を奏する。同時に、実装面積の増加
や装置の小型化を図ることが容易となり、その結果、装
置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を図るこ
とが容易となるという効果を奏する。
【0132】請求項14に記載の発明によれば、狭帯域
光フィルタを設けることにより、低雑音化を図ることが
可能となり、更に光学部品として狭帯域光フィルタを導
波路チップ上に増加して実装しても、このための実装面
積や実装高が増加することがないという効果を奏する。
同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図ることが容
易となり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み
立て工数の削減を図ることが容易となるという効果を奏
する。
【0133】請求項15に記載の発明によれば、制御用
電子回路214をモジュール構造体20の上部に実装す
ることにより、モジュールとして制御用電子回路を増加
して実装しても、このための実装面積や実装高が増加す
ることがないという効果を奏する。同時に、実装面積の
増加や装置の小型化を図ることが容易となり、その結
果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て工数の削減を
図ることが容易となるという効果を奏する。
【0134】請求項16に記載の発明によれば、光学部
品として分散補償ファイバを導波路チップ上の希土類添
加石英光導波路に実装しても、このための実装面積や実
装高が増加することがないという効果を奏する。同時
に、実装面積の増加や装置の小型化を図ることが容易と
なり、その結果、装置の高密度実装、軽量化、組み立て
工数の削減を図ることが容易となるという効果を奏す
る。
【0135】請求項17に記載の発明によれば、螺旋構
造とすることにより、希土類添加石英光導波路を光学部
品として導波路チップ上に増加して実装しても、このた
めの実装面積や実装高が増加することがないという効果
を奏する。同時に、実装面積の増加や装置の小型化を図
ることが容易となり、その結果、装置の高密度実装、軽
量化、組み立て工数の削減を図ることが容易となるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の第1実施形態の光増幅装
置の上面図であり、図1(b)は第1実施形態の光増幅
装置の側面図である。
【図2】図1の光増幅装置における具体的な実装状態を
説明した上面図である。
【図3】図1の光増幅装置における具体的な実装状態を
説明した斜視図である。
【図4】図1の光増幅装置における具体的な実施状態を
説明した断面図である。
【図5】本発明の第2実施形態の光増幅装置の上面図で
ある。
【図6】本発明の第3実施形態の光増幅装置の上面図で
ある。
【図7】図7(a)は本発明の第4実施形態の光増幅装
置に実装される制御用電子回路の側面図であり、図7
(b)は第4実施形態の光増幅装置の正面図である。
【図8】図7の制御用電子回路が実装された光増幅装置
の正面図である。
【図9】本発明の第5実施形態の光増幅装置の上面図で
ある。
【図10】本発明の第6実施形態の光増幅装置の上面図
である。
【図11】図10の光増幅装置における具体的な実装状
態を説明した斜視図である。
【図12】本発明の第7実施形態の光増幅装置の上面図
である。
【図13】本発明の第8実施形態の光増幅装置の上面図
である。
【図14】本発明の第9実施形態の光増幅装置に制御用
電子回路が実装される様子を説明した側面図である。
【図15】本発明の第10実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図16】本発明の第11実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図17】図17(a)は図16の光増幅装置に形成さ
れる希土類添加石英光導波路の上面図であり、図17
(b)は図17(a)の希土類添加石英光導波路の側面
図である。
【図18】図18(a)乃至(q)は図16の光増幅装
置に形成される希土類添加石英光導波路の作成プロセス
を説明した図である。
【図19】本発明の第12実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図20】本発明の第13実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図21】本発明の第14実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図22】本発明の第15実施形態の光増幅装置に制御
用電子回路が実装される様子を説明した側面図である。
【図23】本発明の第16実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図24】図23の光増幅装置の斜視図である。
【図25】図23の光増幅装置の部品構成図である。
【図26】本発明の第17実施形態の光増幅装置の上面
図である。
【図27】図26の光増幅装置の部品構成図である。
【図28】図26の光増幅装置の希土類添加石英光導波
路の側面図である。
【図29】従来の光増幅装置を示す上面図である。
【符号の説明】
10 光増幅装置 11 信号光 12 励起光 14 分散補償ファイバ 20 モジュール構造体 22 導波路チップ 202 希土類添加光ファイバ 204 励起光源 206 光合波回路 208 光アイソレータ 210 フォトダイオード 212 狭帯域光フィルタ 214 制御用電子回路 216 希土類添加石英導波路

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘導放出によって信号光を光増幅するた
    めの希土類が添加された増幅媒体である希土類添加光フ
    ァイバと、当該希土類添加光ファイバにエネルギーの反
    転分布を形成するための励起光を生成するエネルギー供
    給光源である励起光源と、励起光と信号光とを合成又は
    分離するために信号光の入射側及び出射側に各々設けら
    れた光合波回路と、信号光の伝搬方向を一方向に定める
    ために信号光の入射側又は出射側の少なくとも一方の側
    に設けられた光アイソレータとを有する光増幅装置にお
    いて、 前記励起光源、前記光合波回路、及び前記光アイソレー
    タが内設されて構成されているモジュール構造体を有
    し、 前記希土類添加光ファイバは、前記モジュール構造体の
    周囲に巻装された状態で前記入射側及び出射側の光アイ
    ソレータに接続されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のモジュール構造体は、
    前記希土類添加光ファイバを伝播して前記モジュール構
    造体に入力される信号光又は前記モジュール構造体から
    出力される信号光をモニタリングするためのフォトダイ
    オードが内設されて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のモジュール構造体は、
    前記光合波回路から出力される信号光の中から所定の波
    長範囲の信号光のみを通過させて前記希土類添加光ファ
    イバに伝播するための狭帯域光フィルタが内設されて構
    成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のモジュール構造体は、
    前記励起光源を駆動するための制御用電子回路が設けら
    れて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  5. 【請求項5】 前記希土類添加光ファイバは、前記光ア
    イソレータを介して分散補償ファイバに接続されて構成
    されている、 ことを特徴とする請求項1に記載の光増幅装置。
  6. 【請求項6】 誘導放出によって信号光を光増幅するた
    めの希土類が添加された増幅媒体である希土類添加石英
    光導波路と、当該希土類添加石英光導波路にエネルギー
    の反転分布を形成するための励起光を生成するエネルギ
    ー供給光源である励起光源と、励起光と信号光とを合成
    又は分離するために信号光の入射側及び出射側に各々設
    けられた光合波回路と、信号光の伝搬方向を一方向に定
    めるために信号光の入射側又は出射側の少なくとも一方
    の側に設けられた光アイソレータとを有する光増幅装置
    において、 前記励起光源、前記光合波回路、前記希土類添加石英光
    導波路、及び前記光アイソレータが内設されて構成され
    ているモジュール構造体を有する、 ことを特徴とする光増幅装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のモジュール構造体は、
    前記モジュール構造体に入力される信号光又は前記モジ
    ュール構造体から出力される信号光をモニタリングする
    ためのフォトダイオードが内設されて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載のモジュール構造体は、
    前記光合波回路から出力される信号光の中から所定の波
    長範囲の信号光のみを通過させて伝播するための狭帯域
    光フィルタが内設されて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  9. 【請求項9】 請求項6に記載のモジュール構造体は、
    前記励起光源を駆動するための制御用電子回路が設けら
    れて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  10. 【請求項10】 前記希土類添加石英光導波路は、前記
    光アイソレータを介して分散補償ファイバに接続されて
    構成されている、 ことを特徴とする請求項6に記載の光増幅装置。
  11. 【請求項11】 前記希土類添加石英光導波路は、前記
    モジュール構造体の所定の部位に螺設されて構成されて
    いる、 ことを特徴とする請求項6に記載の光増幅装置。
  12. 【請求項12】 誘導放出によって信号光を光増幅する
    ための希土類が添加された増幅媒体である希土類添加石
    英光導波路と、当該希土類添加石英光導波路にエネルギ
    ーの反転分布を形成するための励起光を生成するエネル
    ギー供給光源である励起光源と、励起光と信号光とを合
    成又は分離するために信号光の入射側及び出射側に各々
    設けられた光合波回路と、信号光の伝搬方向を一方向に
    定めるために信号光の入射側又は出射側の少なくとも一
    方の側に設けられた光アイソレータとを有する光増幅装
    置において、 前記希土類添加石英光導波路と前記光合波回路とが共通
    の単一基板である導波路チップ上に形成されると共に、
    前記励起光源と前記光アイソレータとが当該導波路チッ
    プ上に実装されて構成されているモジュール構造体を有
    する、 ことを特徴とする光増幅装置。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載のモジュール構造体
    は、前記モジュール構造体に入力される信号光又は前記
    モジュール構造体から出力される信号光をモニタリング
    するためのフォトダイオードが内設されて構成されてい
    る、 ことを特徴とする光増幅装置。
  14. 【請求項14】 請求項12に記載のモジュール構造体
    は、前記光合波回路から出力される信号光の中から所定
    の波長範囲の信号光のみを通過させて伝播するための狭
    帯域光フィルタが内設されて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  15. 【請求項15】 請求項12に記載のモジュール構造体
    は、前記励起光源を駆動するための制御用電子回路が設
    けられて構成されている、 ことを特徴とする光増幅装置。
  16. 【請求項16】 前記希土類添加石英光導波路は、前記
    光アイソレータを介して分散補償ファイバに接続されて
    構成されている、 ことを特徴とする請求項12に記載の光増幅装置。
  17. 【請求項17】 前記希土類添加石英光導波路は、前記
    モジュール構造体の所定の部位に螺設されて構成されて
    いる、 ことを特徴とする請求項12に記載の光増幅装置。
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