JPH11354871A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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Abstract
バ増幅器を提供する。 【解決手段】 広いスペクトラムを有する発光素子であ
るファブリペロ型半導体レーザ素子1と、このファブリ
ペロ型半導体レーザ素子1の波長域から長波長側の、光
ファイバ増幅器にて増幅可能な信号光領域の波長のみを
反射するような回折格子を有したファイバグレーティン
グ2と、信号光と同じ波長域での高いアイソレーション
を有しているインラインアイソレータ3と、信号光を誘
導増幅する光ファイバ4とを具備して構成される。本構
成の光ファイバ増幅器は、信号光を送信する信号光源8
と信号光を励起する励起光源9とが同一のファブリペロ
型半導体レーザ素子1で構成される。従って、同一の発
光素子からの信号光を誘導増幅することができることに
より、光ファイバの小型化、低価格化、NF特性の向上
化が可能となる。
Description
起光源が一体型の光ファイバ増幅器に関する。
光を発生する信号光源と励起光を発生する励起光源と
を、それぞれ別個に設けている。
器の構成例を示す回路構成ブロック図である。本従来例
1の光ファイバ増幅器は、インラインアイソレータ3
と、希土類ドープ光ファイバ4と、外部変調器5と、波
長合波カプラ7と、信号光源8と、励起光源9とにより
構成される。
源と励起光を発生する励起光源は別々であり、それぞれ
が別の場所に配置されている。信号光源8から発生した
信号光と励起光源9から発生した励起光とは、波長合波
カプラ7で合波され、インラインアイソレータ4と希土
類ドープ光ファイバ4を経て、外部変調器5へ入射され
ている。
085号公報の「光ファイバ増幅器」は、2つの独立し
た光ファイバ増幅器を備え、2段構成あるいは独立した
2方向伝送の光ファイバ増幅装置として構成されてい
る。本従来例2においては、励起効率を向上させ、励起
光源の低電流化、利得の向上、高出力化を図っている。
621号公報の「光ファイバ増幅装置」は、入力信号光
のパワーを受光する機能を有する複合光部品を光ファイ
バ増幅器の入力側に設けている。また、励起光を信号光
と逆方向に伝搬させる励起機構を有した構成としてい
る。
従来技術においては、信号光源と励起光源とが別々であ
るためコスト高になり、また、別々に配置する収納スペ
ースを必要とするため、光ファイバ増幅器全体が大きく
なる等の問題点がある。
した光ファイバ増幅器を提供することを目的とする。
に、請求項1記載の発明は、信号光を送信する信号光源
と信号光を励起する励起光源とを有する光ファイバ増幅
器において、広いスペクトラムを備える発光素子と、発
光素子の波長域から長波長側の、光ファイバ増幅器にて
増幅可能な信号光領域の波長のみを反射するような回折
格子を有したファイバグレーティングと、信号光と同じ
波長域での高いアイソレーションを備えているインライ
ンアイソレータと、信号光を誘導増幅する光ファイバと
を有し、信号光源と励起光源とが同一の発光素子で構成
されていることを特徴とする。
明において、発光素子は、ファブリペロ型半導体レーザ
素子であることを特徴とする。
明において、ファブリペロ型半導体レーザ素子は、1.
48μm帯での発振波長特性を有し、発振光が1.48
μm帯の広いスペクトラムを有することを特徴とする。
いずれか1項に記載の発明において、光ファイバは、希
土類ドープ光ファイバであることを特徴とする。
明において、希土類ドープ光ファイバは、ホストガラス
としての石英ガラスまたはフッ化物ガラスに希土類を添
加して構成される光ファイバであることを特徴とする。
いずれか1項に記載の発明において、光ファイバ増幅器
は、信号光を送信する1.55μm帯の信号光源モジュ
ールと、希土類ドープ光ファイバを励起する1.48μ
m帯の励起光源とが、一体化されたモジュールとして構
成されていることを特徴とする。
いずれか1項に記載の発明において、光ファイバ増幅器
は、信号光を変調する外部変調器を有して構成されてい
ることを特徴とする。
明において、外部変調器は、光ファイバの後段に配置さ
れ、光ファイバにて増幅された信号光を変調することを
特徴とする。
明において、光ファイバ増幅器は、ファイバグレーティ
ングとインラインアイソレータとの間に外部変調器が配
置され、外部変調器の前段に波長分波カプラと後段に波
長合波カプラとを有し、波長分波カプラと波長合波カプ
ラとの間が外部変調器の迂回回路で連結され、迂回回路
により波長分波カプラで分波された分波光が波長合波カ
プラにおいて合波されるように構成されていることを特
徴とする。
による光ファイバ増幅器の実施の形態を詳細に説明す
る。図1および図2を参照すると、本発明の光ファイバ
増幅器の実施形態が示されている。図1は、本発明の第
1の実施形態の光ファイバ増幅器、図2は、本発明の第
2の実施形態の光ファイバ増幅器をそれぞれ示してい
る。
ある光ファイバ増幅器は、ファブリペロ型半導体レーザ
素子1と、ファイバグレーティング2と、インラインア
イソレータ3と、希土類ドープ光ファイバ4と、外部変
調器5とを有して構成されている。上記の各部により構
成される本実施形態の光ファイバ増幅器は、信号光を送
信する1.55μm帯の信号光源モジュールと、希土類
ドープ光ファイバを励起する1.48μm帯の励起光源
とが一体化されたモジュールとして構成される。
子1は、インジウムIn、ガリウムGa、ヒ素As、リ
ンP等の結晶を利用した1.48μm帯での発振波長特
性を有している。従って、このファブリペロ型半導体レ
ーザ素子1による発振光は、1.48μm帯で広いスペ
クトラムを有する。
ロ型半導体レーザ素子1の波長域から長波長側の光ファ
イバ増幅器で増幅可能な信号光領域の波長1.5μm帯
の回折格子を有して構成される。このファイバグレーテ
ィング2は、紫外光誘起屈折率変化を用いて、ファイバ
コア中にブラッグ回折格子を形成した狭帯域のファイバ
グレーティングであり、回折格子の波長として、ファブ
リペロ型半導体レーザ素子1の波長域から長波長側の光
ファイバ増幅器で増幅可能な信号光領域の波長帯を有し
ている。また、反射率としては、0.1〜50%、特に
2〜10%を有している。なお、ファイバグレーティン
グ2の半値幅としては、ファブリペロ型半導体レーザ素
子1を狭帯域に発振させたい任意の半値幅で設定する。
回転子等を利用したインラインアイソレータであり、信
号光と同じ波長域での高いアイソレーションを有してい
る。
スとしての石英ガラス、フッ化物ガラスに、エルビウム
Er、ネオジムNd等の希土類を添加し、ガラス中に添
加された希土類イオンが励起光である1.48μm帯の
光により活性化し、反転分布を形成する。このことによ
り、1.5μm帯の信号光を誘導増幅する。
の効果を利用したEA変調器、LN変調器等、あるい
は、音響光学効果などの効果を利用したAO変調器等で
ある。
バ増幅器において、ファブリペロ型半導体レーザ素子1
と波長帯の離れたファイバグレーティング2との間で外
部共振器が形成される。この共振により、ファイバグレ
ーティング2の回折格子の波長、つまりファブリペロ型
半導体レーザ素子1の波長域から長波長側の、光ファイ
バ増幅器で増幅可能な信号光領域の波長1.5μm帯で
狭帯域発振させることができる。
ザ素子1とファイバグレーティング2の回折格子波長と
は、約30nm以上離れている。このため、ファイバグ
レーティング2でファブリペロ型半導体レーザ素子1単
体の波長をすべて引き込むことができず、ファブリペロ
型半導体レーザ素子1単体での波長域でも発振する。従
って、光ファイバからは、ファイバグレーティング2で
決定される波長とファブリペロ型半導体レーザ素子1の
波長の二波長が取り出される。本実施形態では、この二
つの波長を光ファイバ増幅器の信号光と励起光として使
用する。
バ増幅器は、信号光と励起光を同じファブリペロ型半導
体レーザ素子1から取り出し、取り出した信号光を希土
類ドープ光ファイバ4で増幅させた後、外部変調器5で
変調処理を行う。
形態における動作について添付図面を参照して説明す
る。ファブリペロ型半導体レーザ素子1から出射した光
は、ブラッグ回折格子を形成したファイバグレーティン
グ2を有する光ファイバに集光され、このファイバグレ
ーティング2で一部の光が反射され、ファブリペロ型半
導体レーザ素子1の後面と外部共振器を形成する。この
外部共振器により、発振波長幅50nm(40dBダウ
ン幅)以上と広いファブリペロ型半導体レーザ素子1の
波長範囲のうち、ファイバグレーティング2の回折格子
で決定される任意の波長のみを、例えば、半値幅1nm
以下で狭帯域発振させることが可能である。
体レーザ素子1とファイバグレーティング2の回折格子
波長とは、数10nm離れている。このため、ファブリ
ペロ型半導体レーザ素子1の波長の全てをファイバグレ
ーティング2で決定される波長に引き込むことができな
い。この結果として、ファブリペロ型半導体レーザ素子
1の単体の波長とファイバグレーティング2で決定され
る任意の二波長をファイバ出力として取り出すことがで
きる。
を通って、希土類ドープ光ファイバ4に入射され、希土
類ドープ光ファイバ4内で1.5μm帯の信号光は、
1.48μm励起光の誘導放出によって増幅される。増
幅された信号光は、外部変調器5で高周波に変調され、
不図示の光ファイバ端から取り出される。また、希土類
ドープ光ファイバ4で発生したASE(自然放出光)
は、インラインアイソレータ3によりファブリペロ型半
導体レーザ素子1に入るのを防いでいる。
は、光ファイバ増幅器を小型化できる点である。その理
由は、従来信号光源と励起光源とを別々に配置する必要
があったが、それを一体化したからである。
の効果は、安価な光ファイバ増幅器を提供できる点であ
る。その理由は、信号光源と励起光源が一体であり、し
かも従来必要であった信号光と励起光を合波させる波長
合波カプラが不要だからである。
三の効果は、光ファイバ増幅器のNF(雑音指数)を小
さくできる点である。その理由は、波長合波カプラを必
要としないため、その損失がなくなるため、希土類ドー
プ光ファイバの前の入力段での損失を小さくできるから
である。
付図面を参照して説明する。図2において、本発明の第
2の実施形態の光ファイバ増幅器は、ファブリペロ型半
導体レーザ素子1と、ファイバグレーティング2と、波
長分波カプラ6と、外部変調器5と、波長合波カプラ7
と、インラインアイソレータ3と、希土類ドープ光ファ
イバ4とが順次直列接続されて構成される。さらに、波
長分波カプラ6と波長合波カプラ7との間が連結され、
波長分波カプラ6で分波された分波光が波長合波カプラ
7において合波される。
イバグレーティング2からの出射光を波長分波カプラ6
で信号光と励起光に分離し、信号光のみを外部変調器5
で変調させる。その変調後、波長合波カプラ7で信号光
と励起光を合波させ、希土類ドープ光ファイバ4で信号
光を増幅する。
の一例である。但し、これに限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施
が可能である。
光ファイバ増幅器によれば、ファイバグレーティングに
より、広いスペクトラムを有する発光素子の波長域から
長波長側の、光ファイバ増幅器で増幅可能な信号光領域
の波長帯が発振される。また、発光素子とファイバグレ
ーティングの波長が数10nm離れているため、発光素
子の波長全てがファイバグレーティングの回折波長に引
き込まれず、発光素子の波長域でも発振する。従って、
信号光源と励起光源とが同一の発光素子からの信号光を
誘導増幅することが可能となる。
示す回路ブロック構成図である。
示す回路ブロック構成図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 信号光を送信する信号光源と前記信号光
を励起する励起光源とを有する光ファイバ増幅器におい
て、 広いスペクトラムを備える発光素子と、 該発光素子の波長域から長波長側の、光ファイバ増幅器
にて増幅可能な信号光領域の波長のみを反射するような
回折格子を有したファイバグレーティングと、 前記信号光と同じ波長域での高いアイソレーションを備
えているインラインアイソレータと、 前記信号光を誘導増幅する光ファイバとを有し、 前記信号光源と前記励起光源とが同一の前記発光素子で
構成されていることを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項2】 前記発光素子は、ファブリペロ型半導体
レーザ素子であることを特徴とする請求項1記載の光フ
ァイバ増幅器。 - 【請求項3】 前記ファブリペロ型半導体レーザ素子
は、1.48μm帯での発振波長特性を有し、 発振光が前記1.48μm帯の広いスペクトラムを有す
ることを特徴とする請求項2記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項4】 前記光ファイバは、希土類ドープ光ファ
イバであることを特徴とする請求項1から3のいずれか
1項に記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項5】 前記希土類ドープ光ファイバは、ホスト
ガラスとしての石英ガラスまたはフッ化物ガラスに希土
類を添加して構成される光ファイバであることを特徴と
する請求項4記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項6】 前記光ファイバ増幅器は、前記信号光を
送信する1.55μm帯の信号光源モジュールと、前記
希土類ドープ光ファイバを励起する1.48μm帯の励
起光源とが、一体化されたモジュールとして構成されて
いることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に
記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項7】 前記光ファイバ増幅器は、前記信号光を
変調する外部変調器を有して構成されていることを特徴
とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光ファイ
バ増幅器。 - 【請求項8】 前記外部変調器は、前記光ファイバの後
段に配置され、該光ファイバにて増幅された前記信号光
を変調することを特徴とする請求項7記載の光ファイバ
増幅器。 - 【請求項9】 前記光ファイバ増幅器は、前記ファイバ
グレーティングとインラインアイソレータとの間に前記
外部変調器が配置され、 該外部変調器の前段に波長分波カプラと後段に波長合波
カプラとをさらに有し、 前記波長分波カプラと前記波長合波カプラとの間が前記
外部変調器の迂回回路で連結され、該迂回回路により前
記波長分波カプラで分波された分波光が前記波長合波カ
プラにおいて合波されるように構成されていることを特
徴とする請求項7記載の光ファイバ増幅器。
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