JP2634298B2 - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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Description
本発明は、光通信において光信号を電気信号に変換す
ることなく、光信号のまま増幅する光ファイバ増幅器に
関するものである。
ることなく、光信号のまま増幅する光ファイバ増幅器に
関するものである。
エルビウムがドープされた光ファイバに波長が1.45〜
1.49μｍ近傍の光を入れると、エルビウム原子が高いエ
ネルギ準位に励起されて反転分布が形成され、この光フ
ァイバに波長1.53〜1.55μｍの信号光が入って来た場合
に誘導放出が生じて信号光が増幅されることが知られて
いる。この光ファイバ増幅器は、伝送路を通過し減衰し
た信号光を一旦電気信号に変換して電気信号の状態で増
幅・信号処理した後、再度光信号に変換する従来の再生
中継器に比べ構成が極めて単純であるため、光通信シス
テム等における次世代の中継器、特に大洋横断の海底方
式用中継器として有望視され開発が進められている。
1.49μｍ近傍の光を入れると、エルビウム原子が高いエ
ネルギ準位に励起されて反転分布が形成され、この光フ
ァイバに波長1.53〜1.55μｍの信号光が入って来た場合
に誘導放出が生じて信号光が増幅されることが知られて
いる。この光ファイバ増幅器は、伝送路を通過し減衰し
た信号光を一旦電気信号に変換して電気信号の状態で増
幅・信号処理した後、再度光信号に変換する従来の再生
中継器に比べ構成が極めて単純であるため、光通信シス
テム等における次世代の中継器、特に大洋横断の海底方
式用中継器として有望視され開発が進められている。
上記光ファイバ増幅器の励起用光源として、小型にす
ることが可能な半導体レーザが使用されるが、この半導
体レーザは長期使用することによって劣化することが明
らかにされている。 すなわち、上記光ファイバ増幅器では大きな増幅度を
得るため、数10mWという非常に高い励起光を必要とする
から、励起用光源となる半導体レーザに過大な電流が通
電されることになり、比較的短い期間で半導体レーザが
劣化すると予想される。従って、海底方式のように高い
信頼性が要求される光通信方式に光ファイバ増幅器を適
用する場合には、予備の励起用半導体レーザ光源を配備
することが不可欠と考えられる。 本発明の目的は光ファイバ増幅器の信頼性を向上する
ため、励起用半導体レーザ光源の劣化に際して容易に予
備の光源へ切り替えることができて、信頼性が高められ
た光ファイバ増幅器を提供することにある。
ることが可能な半導体レーザが使用されるが、この半導
体レーザは長期使用することによって劣化することが明
らかにされている。 すなわち、上記光ファイバ増幅器では大きな増幅度を
得るため、数10mWという非常に高い励起光を必要とする
から、励起用光源となる半導体レーザに過大な電流が通
電されることになり、比較的短い期間で半導体レーザが
劣化すると予想される。従って、海底方式のように高い
信頼性が要求される光通信方式に光ファイバ増幅器を適
用する場合には、予備の励起用半導体レーザ光源を配備
することが不可欠と考えられる。 本発明の目的は光ファイバ増幅器の信頼性を向上する
ため、励起用半導体レーザ光源の劣化に際して容易に予
備の光源へ切り替えることができて、信頼性が高められ
た光ファイバ増幅器を提供することにある。
本発明は、複数の励起用半導体レーザの発光を波長合
波器、あるいは、偏波合波器を介して、エルビウムがド
ープされた光ファイバの端部へ供給するようにしたこと
を最も主要な特徴とし、前記複数の励起用半導体レーザ
を択一的に駆動することにより、他のものを予備の励起
用半導体レーザ光源として利用するようにしたものであ
る。
波器、あるいは、偏波合波器を介して、エルビウムがド
ープされた光ファイバの端部へ供給するようにしたこと
を最も主要な特徴とし、前記複数の励起用半導体レーザ
を択一的に駆動することにより、他のものを予備の励起
用半導体レーザ光源として利用するようにしたものであ
る。
上記構成であると、波長合波器、あるいは、偏波合波
器を介して、駆動された励起用レーザ光源からの励起光
を光ファイバの一端へ導いて信号光に合波することがで
きる。
器を介して、駆動された励起用レーザ光源からの励起光
を光ファイバの一端へ導いて信号光に合波することがで
きる。
本発明の実施例を詳述する前に、まず、本発明の光回
路で使用される光部品である偏光合波器と波長合波器の
一例を、それぞれ、第１図と第２図に示し、その概略を
説明する。 前記偏光合波器は、第１図の紙面に垂直に偏光した光
（以降Ｓ波と呼ぶ）を反射し、第１図の紙面に平行に偏
光した光（以降Ｐ波と呼ぶ）を透過する誘電体多層膜１
に対して、第１図に示すように光を入射させたものであ
り、下方からきたＳ波は誘電体多層膜１で反射され、ま
た、左方からきたＰ波は誘電体多層膜１を透過する。ま
たＳ波とＰ波の両者が入射した場合には、これらが合波
されて右方に伝搬していくようになっている。 前記波長合波器は、ある波長λｃ以下の波長の光を反
射し、前記波長λｃ以上の波長の光を透過する誘電体多
層膜２に対して、第２図に示すように光を入射させたも
のであり、下方からきた光（λ１＜λｃ）は誘電体多層
膜２で反射され、また、左方からきた光（λ２＞λｃ）
は誘電体多層膜２を透過する。また、下方および左方か
ら入射した場合、両光が合波され右方に伝搬していくよ
うになっている。 第３図は上記原理に基づく光ファイバ増幅器の第１参
考例である。この参考例では、1.45〜1.46μｍ近傍で発
光する第１の励起用半導体レーザ３と1.48〜1.49μｍ近
傍で発光する第２の励起用半導体レーザ４の出力光とを
第１の波長合波器５へ入射し、この合波器５を出た励起
光を第２の波長合波器６により、入力ファイバ７を伝搬
してきた信号光と合波し、エルビウムがドーブされた光
ファイバ８に入射する。このようにして入射された励起
光は信号光と同方向でエルビウムがドーブされた光ファ
イバ８を伝搬して行き、エルビウム原子を高いエネルギ
準位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を増幅する。
エルビウムがドーブされた光ファイバ８の他端には誘電
体多層膜９が配位されており、励起光は、誘電体多層膜
９で反射され信号光のみが誘電体多層膜９を透過し、光
分岐器10で信号光の一部が分岐され大部分は出力ファイ
バ11に入り出力ファイバ11を伝搬していく。また光分岐
器10で分岐された信号光の一部は、光検出器12に入射さ
れてその光量が測定される。 ここで通電使用されているいずれかの励起用半導体レ
ーザが劣化すると、エルビウムがドーブされた光ファイ
バ８内の励起光の光量が減少し信号光の増幅率が所要の
値より下がるので、光検出器12での光量測定により、励
起用半導体レーザの劣化の感知が可能である。 このような構成になっているので、初期状態で第１の
励起用半導体レーザ３を使用して、その劣化が起こった
場合には、この劣化によるレベル低下が光検出器12で感
知され、劣化が感知されたことを条件に電源13からの通
電を第１の励起用半導体レーザ３から第２の励起用半導
体レーザ４へ切り替えれば、エルビウムがドーブされた
光ファイバ８の増幅率を所要の増幅率に復帰させること
が可能である。 第４図は上記原理に基づく第２参考例である。この参
考例では、第１の励起用半導体レーザ14の出力光を第１
の波長合波器15により、入力ファイバ７を伝搬してきた
信号光と合波し、エルビウムがドーブされた光ファイバ
８に入射する。このようにして入射された励起光は信号
光と同方向でエルビウムがドーブされた光ファイバ８を
伝搬して行きエルビウム原子を高いエネルギ準位に励起
し、誘導放出を発生させ信号光を増幅する。第２の励起
用半導体レーザ16の出力光は第２の波長合波器17内の誘
電体多層膜で反射され、エルビウムがドーブされた光フ
ァイバ８に入射される。第２の励起用半導体レーザ16か
らの励起光は、エルビウムがドーブされた光ファイバ８
を信号光と逆方向で伝搬して行き、エルビウム原子を高
いエネルギ準位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を
増幅する。一方、エルビウムがドーブされた光ファイバ
８を伝搬し増幅を受けた信号光は第２の波長合波器17内
の誘電体多層膜を透過し、光分岐器10で信号光の一部が
分岐され大部分は出力ファイバ11に入り、出力ファイバ
11を伝搬していく。光分岐器10で分岐された信号光の一
部は光検出器12でその光量が測定される。なお励起用半
導体レーザ14,16を切り替えるために使用される光検出
器12および電源13の構成および運用法は第３図に示した
第１参考例と同じであって、光検出器12によるレベル低
下の検出に基づいて励起用半導体レーザ14,16が択一的
に駆動されるようになっている。 第５図は上記原理に基づく第３参考例である。この参
考例では、励起用光源として用いる半導体レーザの出射
光が活性層に平行な方向に偏光しているので、偏波保持
ファイバ18,19を介せば、第１の半導体レーザ20の出力
光は偏光合波器21にＳ波として、また、第２の半導体レ
ーザ22の出力光は偏光合波器21にＰ波として入射され
る。したがって、先に説明したように、光ファイバ増幅
器励起用の二つの半導体レーザ20,22からの励起光は偏
光合波器21で合波される。偏光合波器21で合波された励
起光は、波長合波器23により、入力ファイバ７を伝搬し
てきた信号光と合波され、エルビウムがドーブされた光
ファイバ８に入射される。このようにして入射された励
起光は信号光と同方向でエルビウムがドーブされた光フ
ァイバ８を伝搬して行き、エルビウム原子を高いエネル
ギ準位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を増幅す
る。エルビウムがドーブされた光ファイバ８の他端には
誘電体多層膜９が配置されており、励起光は誘電体多層
膜９で反射され信号光のみが誘電体多層膜９を透過し、
光分岐器10で信号光の一部が分岐され大部分は出力ファ
イバ11に入り出力ファイバ11を伝搬していく。光分岐器
10で分岐された信号光の一部は光検出器12でその光量が
測定される。励起用半導体レーザ20,22を択一的に切替
えるために使用される光検出器12および電源13の構成お
よび運用法は第３図に示した第１参考例と同じであり、
いずれの半導体レーザ20,21の励起光が信号光に合波さ
れることとなる。 第６図は本発明の請求項１に対応する第１実施例であ
る。この実施例では、1.45〜1.46μｍ近傍で発光する第
１の励起用半導体レーザ24と1.48〜1.49μｍ近傍で発光
する第２の励起用半導体レーザ25の出力光を第１の波長
合波器26で合波し、この合波された励起光を第２の波長
合波器27により、入力ファイバ７を伝搬してきた信号光
と合波し、エルビウムがドーブされた光ファイバ８に入
射する。このようにして入射された励起光は信号光と同
方向でエルビウムがドーブされた光ファイバ８を伝搬し
て行きエルビウム原子を高いエネルギ準位に励起し、誘
導放出を発生させ信号光を増幅する。1.45〜1.46μｍ近
傍で発光する第３の励起用半導体レーザ28と1.48〜1.49
μｍ近傍で発光する第４の励起用半導体レーザ29の出力
光を第３の波長合波器30で合波し、この合波された励起
光は第４の波長合波器31内の誘電体多層膜で反射され、
エルビウムがドーブされた光ファイバ８に入射される。
第３の波長合波器30で合成された第３と第４の励起用半
導体レーザ28,29からの励起光は、エルビウムがドーブ
された光ファイバ８を信号光と逆方向で伝搬して行きエ
ルビウム原子を高いエネルギ準位に励起し、誘導放出を
発生させ信号光を増幅する。一方、エルビウムがドーブ
された光ファイバ８を伝搬し増幅を受けた信号光は第４
の波長合波器31内の誘電体多層膜を透過し、光分岐器10
で信号光の一部が分岐され大部分は出力ファイバ11に入
り出力ファイバ11を伝搬していく。なお、本実施例の光
回路構成では、第１と第２の励起用半導体レーザ24,25
からの励起光はエルビウムがドーブされた光ファイバ８
を伝搬した後、第４の波長合波器31内の誘電体多層膜で
反射され、第３と第４の励起用半導体レーザ28,29に入
射されるので、第１と第２の励起用半導体レーザ24,25
からの励起光の影響を排除するため、第３と第４の励起
用半導体レーザ28,29にはアイソレータを具備している
ことが望ましい。第１と第２の励起用半導体レーザ24,2
5もこれと同様であり、第３と第４の励起用半導体レー
ザ28,29からの励起光の影響を排除するためアイソレー
タを具備していることが望ましい。光分岐器10で分岐さ
れた信号光の一部は光検出器12でその光量が測定され
る。励起用半導体レーザ24,25,28,29を択一的に切替え
るために使用される光検出器12および電源13の構成およ
び運用法は第３図に示した本発明の第１参考例と同じで
あり、その切替により、いずれかの励起用半導体レーザ
24,25,28,29の励起光が信号光と合波される。 第７図は本発明の請求項２に対応する第２実施例であ
る。この実施例では、上で説明したように励起用光源と
して用いる半導体レーザの出射光は活性層に平行な方向
に偏光しているので、偏波保持ファイバ32,33を介せ
ば、第１の半導体レーザ34の出力光は第１の偏光合波器
35にＳ波として、また、第２の半導体レーザ36の出力光
は第１の偏光合波器35にＰ波として入射されるので、上
で説明したように、光ファイバ増幅器励起用の二つの半
導体レーザ34,36からの励起光は第１の偏光合波器35で
合波される。第１の偏光合波器35で合波された励起光は
第１の波長合波器37により、入力ファイバ７を伝搬して
きた信号光と合波され、エルビウムがドーブされた光フ
ァイバ８に入射される。このようにして入射された励起
光は信号光と同方向でエルビウムがドーブされた光ファ
イバ８を伝搬して行きエルビウム原子を高いエネルギ準
位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を増幅する。第
１と第２の励起用半導体レーザ34,36の場合と同様に第
３と第４の励起用半導体レーザ38,39の出力光を第２の
偏光合波器40で合波し、この合波された励起光は第２の
波長合波器41内の誘電体多層膜で反射され、エルビウム
がドーブされた光ファイバ８に入射される。第２の偏光
合波器40で合波された第３と第４の励起用半導体レーザ
38,39からの励起光は、エルビウムがドープされた光フ
ァイバ８を信号光と逆方向で伝搬して行きエルビウム原
子を高いエネルギ準位に励起し、誘導放出を発生させ信
号光を増幅する。一方、エルビウムがドープされた光フ
ァイバ８を伝搬し増幅を受けた信号光は第２の波長合波
器41内の誘電体多層膜を透過し、光分岐器10で信号光の
一部が分岐され大部分は出力ファイバ11に入り出力ファ
イバ11を伝搬していく。第６図の第１実施例で説明した
と同様に、励起用半導体レーザ34,36,38,39は、他の半
導体レーザからの励起光の影響を排除するためアイソレ
ータを具備していることが望ましい。光分岐器10で分岐
された信号光の一部は光検出器12でその光量が測定され
る。励起用半導体レーザ34,36,38,39を択一的に切替え
るために使用される光検出器12および電源13の構成およ
び運用法は、第３図に示した本発明の第１参考例と同じ
であり、励起用半導体レーザ34,36,38,39のいずれかの
励起光が信号に合波される。 第８図は本発明の請求項３に対応する第３実施例であ
る。この第３実施例では、偏波保持ファイバ42,43を介
して1.45〜1.46μｍ近傍で発光する第１と第２の励起用
半導体レーザ44,45を第１の偏光合波器46で合波し、ま
た、偏波保持ファイバ47,48を介して1.48〜1.49μｍ近
傍で発光する第３と第４の励起用半導体レーザ49,50を
第２の偏光合波器51で合波する。第１の偏光合波器46で
合波された1.45〜1.46μｍ近傍で発光する励起光と第２
の偏光合波器51で合波された1.48〜1.49μｍ近傍で発光
する励起光は、第１の波長合波器52で合波される。第１
の波長合波器52で合波された励起光は、第２の波長合波
器53により、入力ファイバ７を伝搬してきた信号光と合
波され、エンビウムがドープされた光ファイバ８に入射
される。このようにして入射された励起光は信号光と同
方向でエンビウムがドープされた光ファイバ８を伝搬し
て行きエンビウム原子を高いエネルギ準位に励起し、誘
導放出を発生させ信号光を増幅する。エンビウムがドー
プされた光ファイバ８の他端には誘電体多層膜９が配位
されており、励起光は誘電体多層膜９で反射され信号光
のみが誘電体多層膜９を透過し、光分岐器10で信号光の
一部が分岐され大部分は出力ファイバ11に入り出力ファ
イバ11を伝搬していく。光分岐器10で分岐された信号光
の一部は光検出器12でその光量が測定される。励起用半
導体レーザ44,45,49,50を択一的に切替えるために使用
される光検出器12および電源13の構成および運用法は第
３図に示した第１参考例と同じであり、励起用半導体レ
ーザ44,45,49,50のいずれかの励起光が信号に合波され
る。
路で使用される光部品である偏光合波器と波長合波器の
一例を、それぞれ、第１図と第２図に示し、その概略を
説明する。 前記偏光合波器は、第１図の紙面に垂直に偏光した光
（以降Ｓ波と呼ぶ）を反射し、第１図の紙面に平行に偏
光した光（以降Ｐ波と呼ぶ）を透過する誘電体多層膜１
に対して、第１図に示すように光を入射させたものであ
り、下方からきたＳ波は誘電体多層膜１で反射され、ま
た、左方からきたＰ波は誘電体多層膜１を透過する。ま
たＳ波とＰ波の両者が入射した場合には、これらが合波
されて右方に伝搬していくようになっている。 前記波長合波器は、ある波長λｃ以下の波長の光を反
射し、前記波長λｃ以上の波長の光を透過する誘電体多
層膜２に対して、第２図に示すように光を入射させたも
のであり、下方からきた光（λ１＜λｃ）は誘電体多層
膜２で反射され、また、左方からきた光（λ２＞λｃ）
は誘電体多層膜２を透過する。また、下方および左方か
ら入射した場合、両光が合波され右方に伝搬していくよ
うになっている。 第３図は上記原理に基づく光ファイバ増幅器の第１参
考例である。この参考例では、1.45〜1.46μｍ近傍で発
光する第１の励起用半導体レーザ３と1.48〜1.49μｍ近
傍で発光する第２の励起用半導体レーザ４の出力光とを
第１の波長合波器５へ入射し、この合波器５を出た励起
光を第２の波長合波器６により、入力ファイバ７を伝搬
してきた信号光と合波し、エルビウムがドーブされた光
ファイバ８に入射する。このようにして入射された励起
光は信号光と同方向でエルビウムがドーブされた光ファ
イバ８を伝搬して行き、エルビウム原子を高いエネルギ
準位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を増幅する。
エルビウムがドーブされた光ファイバ８の他端には誘電
体多層膜９が配位されており、励起光は、誘電体多層膜
９で反射され信号光のみが誘電体多層膜９を透過し、光
分岐器10で信号光の一部が分岐され大部分は出力ファイ
バ11に入り出力ファイバ11を伝搬していく。また光分岐
器10で分岐された信号光の一部は、光検出器12に入射さ
れてその光量が測定される。 ここで通電使用されているいずれかの励起用半導体レ
ーザが劣化すると、エルビウムがドーブされた光ファイ
バ８内の励起光の光量が減少し信号光の増幅率が所要の
値より下がるので、光検出器12での光量測定により、励
起用半導体レーザの劣化の感知が可能である。 このような構成になっているので、初期状態で第１の
励起用半導体レーザ３を使用して、その劣化が起こった
場合には、この劣化によるレベル低下が光検出器12で感
知され、劣化が感知されたことを条件に電源13からの通
電を第１の励起用半導体レーザ３から第２の励起用半導
体レーザ４へ切り替えれば、エルビウムがドーブされた
光ファイバ８の増幅率を所要の増幅率に復帰させること
が可能である。 第４図は上記原理に基づく第２参考例である。この参
考例では、第１の励起用半導体レーザ14の出力光を第１
の波長合波器15により、入力ファイバ７を伝搬してきた
信号光と合波し、エルビウムがドーブされた光ファイバ
８に入射する。このようにして入射された励起光は信号
光と同方向でエルビウムがドーブされた光ファイバ８を
伝搬して行きエルビウム原子を高いエネルギ準位に励起
し、誘導放出を発生させ信号光を増幅する。第２の励起
用半導体レーザ16の出力光は第２の波長合波器17内の誘
電体多層膜で反射され、エルビウムがドーブされた光フ
ァイバ８に入射される。第２の励起用半導体レーザ16か
らの励起光は、エルビウムがドーブされた光ファイバ８
を信号光と逆方向で伝搬して行き、エルビウム原子を高
いエネルギ準位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を
増幅する。一方、エルビウムがドーブされた光ファイバ
８を伝搬し増幅を受けた信号光は第２の波長合波器17内
の誘電体多層膜を透過し、光分岐器10で信号光の一部が
分岐され大部分は出力ファイバ11に入り、出力ファイバ
11を伝搬していく。光分岐器10で分岐された信号光の一
部は光検出器12でその光量が測定される。なお励起用半
導体レーザ14,16を切り替えるために使用される光検出
器12および電源13の構成および運用法は第３図に示した
第１参考例と同じであって、光検出器12によるレベル低
下の検出に基づいて励起用半導体レーザ14,16が択一的
に駆動されるようになっている。 第５図は上記原理に基づく第３参考例である。この参
考例では、励起用光源として用いる半導体レーザの出射
光が活性層に平行な方向に偏光しているので、偏波保持
ファイバ18,19を介せば、第１の半導体レーザ20の出力
光は偏光合波器21にＳ波として、また、第２の半導体レ
ーザ22の出力光は偏光合波器21にＰ波として入射され
る。したがって、先に説明したように、光ファイバ増幅
器励起用の二つの半導体レーザ20,22からの励起光は偏
光合波器21で合波される。偏光合波器21で合波された励
起光は、波長合波器23により、入力ファイバ７を伝搬し
てきた信号光と合波され、エルビウムがドーブされた光
ファイバ８に入射される。このようにして入射された励
起光は信号光と同方向でエルビウムがドーブされた光フ
ァイバ８を伝搬して行き、エルビウム原子を高いエネル
ギ準位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を増幅す
る。エルビウムがドーブされた光ファイバ８の他端には
誘電体多層膜９が配置されており、励起光は誘電体多層
膜９で反射され信号光のみが誘電体多層膜９を透過し、
光分岐器10で信号光の一部が分岐され大部分は出力ファ
イバ11に入り出力ファイバ11を伝搬していく。光分岐器
10で分岐された信号光の一部は光検出器12でその光量が
測定される。励起用半導体レーザ20,22を択一的に切替
えるために使用される光検出器12および電源13の構成お
よび運用法は第３図に示した第１参考例と同じであり、
いずれの半導体レーザ20,21の励起光が信号光に合波さ
れることとなる。 第６図は本発明の請求項１に対応する第１実施例であ
る。この実施例では、1.45〜1.46μｍ近傍で発光する第
１の励起用半導体レーザ24と1.48〜1.49μｍ近傍で発光
する第２の励起用半導体レーザ25の出力光を第１の波長
合波器26で合波し、この合波された励起光を第２の波長
合波器27により、入力ファイバ７を伝搬してきた信号光
と合波し、エルビウムがドーブされた光ファイバ８に入
射する。このようにして入射された励起光は信号光と同
方向でエルビウムがドーブされた光ファイバ８を伝搬し
て行きエルビウム原子を高いエネルギ準位に励起し、誘
導放出を発生させ信号光を増幅する。1.45〜1.46μｍ近
傍で発光する第３の励起用半導体レーザ28と1.48〜1.49
μｍ近傍で発光する第４の励起用半導体レーザ29の出力
光を第３の波長合波器30で合波し、この合波された励起
光は第４の波長合波器31内の誘電体多層膜で反射され、
エルビウムがドーブされた光ファイバ８に入射される。
第３の波長合波器30で合成された第３と第４の励起用半
導体レーザ28,29からの励起光は、エルビウムがドーブ
された光ファイバ８を信号光と逆方向で伝搬して行きエ
ルビウム原子を高いエネルギ準位に励起し、誘導放出を
発生させ信号光を増幅する。一方、エルビウムがドーブ
された光ファイバ８を伝搬し増幅を受けた信号光は第４
の波長合波器31内の誘電体多層膜を透過し、光分岐器10
で信号光の一部が分岐され大部分は出力ファイバ11に入
り出力ファイバ11を伝搬していく。なお、本実施例の光
回路構成では、第１と第２の励起用半導体レーザ24,25
からの励起光はエルビウムがドーブされた光ファイバ８
を伝搬した後、第４の波長合波器31内の誘電体多層膜で
反射され、第３と第４の励起用半導体レーザ28,29に入
射されるので、第１と第２の励起用半導体レーザ24,25
からの励起光の影響を排除するため、第３と第４の励起
用半導体レーザ28,29にはアイソレータを具備している
ことが望ましい。第１と第２の励起用半導体レーザ24,2
5もこれと同様であり、第３と第４の励起用半導体レー
ザ28,29からの励起光の影響を排除するためアイソレー
タを具備していることが望ましい。光分岐器10で分岐さ
れた信号光の一部は光検出器12でその光量が測定され
る。励起用半導体レーザ24,25,28,29を択一的に切替え
るために使用される光検出器12および電源13の構成およ
び運用法は第３図に示した本発明の第１参考例と同じで
あり、その切替により、いずれかの励起用半導体レーザ
24,25,28,29の励起光が信号光と合波される。 第７図は本発明の請求項２に対応する第２実施例であ
る。この実施例では、上で説明したように励起用光源と
して用いる半導体レーザの出射光は活性層に平行な方向
に偏光しているので、偏波保持ファイバ32,33を介せ
ば、第１の半導体レーザ34の出力光は第１の偏光合波器
35にＳ波として、また、第２の半導体レーザ36の出力光
は第１の偏光合波器35にＰ波として入射されるので、上
で説明したように、光ファイバ増幅器励起用の二つの半
導体レーザ34,36からの励起光は第１の偏光合波器35で
合波される。第１の偏光合波器35で合波された励起光は
第１の波長合波器37により、入力ファイバ７を伝搬して
きた信号光と合波され、エルビウムがドーブされた光フ
ァイバ８に入射される。このようにして入射された励起
光は信号光と同方向でエルビウムがドーブされた光ファ
イバ８を伝搬して行きエルビウム原子を高いエネルギ準
位に励起し、誘導放出を発生させ信号光を増幅する。第
１と第２の励起用半導体レーザ34,36の場合と同様に第
３と第４の励起用半導体レーザ38,39の出力光を第２の
偏光合波器40で合波し、この合波された励起光は第２の
波長合波器41内の誘電体多層膜で反射され、エルビウム
がドーブされた光ファイバ８に入射される。第２の偏光
合波器40で合波された第３と第４の励起用半導体レーザ
38,39からの励起光は、エルビウムがドープされた光フ
ァイバ８を信号光と逆方向で伝搬して行きエルビウム原
子を高いエネルギ準位に励起し、誘導放出を発生させ信
号光を増幅する。一方、エルビウムがドープされた光フ
ァイバ８を伝搬し増幅を受けた信号光は第２の波長合波
器41内の誘電体多層膜を透過し、光分岐器10で信号光の
一部が分岐され大部分は出力ファイバ11に入り出力ファ
イバ11を伝搬していく。第６図の第１実施例で説明した
と同様に、励起用半導体レーザ34,36,38,39は、他の半
導体レーザからの励起光の影響を排除するためアイソレ
ータを具備していることが望ましい。光分岐器10で分岐
された信号光の一部は光検出器12でその光量が測定され
る。励起用半導体レーザ34,36,38,39を択一的に切替え
るために使用される光検出器12および電源13の構成およ
び運用法は、第３図に示した本発明の第１参考例と同じ
であり、励起用半導体レーザ34,36,38,39のいずれかの
励起光が信号に合波される。 第８図は本発明の請求項３に対応する第３実施例であ
る。この第３実施例では、偏波保持ファイバ42,43を介
して1.45〜1.46μｍ近傍で発光する第１と第２の励起用
半導体レーザ44,45を第１の偏光合波器46で合波し、ま
た、偏波保持ファイバ47,48を介して1.48〜1.49μｍ近
傍で発光する第３と第４の励起用半導体レーザ49,50を
第２の偏光合波器51で合波する。第１の偏光合波器46で
合波された1.45〜1.46μｍ近傍で発光する励起光と第２
の偏光合波器51で合波された1.48〜1.49μｍ近傍で発光
する励起光は、第１の波長合波器52で合波される。第１
の波長合波器52で合波された励起光は、第２の波長合波
器53により、入力ファイバ７を伝搬してきた信号光と合
波され、エンビウムがドープされた光ファイバ８に入射
される。このようにして入射された励起光は信号光と同
方向でエンビウムがドープされた光ファイバ８を伝搬し
て行きエンビウム原子を高いエネルギ準位に励起し、誘
導放出を発生させ信号光を増幅する。エンビウムがドー
プされた光ファイバ８の他端には誘電体多層膜９が配位
されており、励起光は誘電体多層膜９で反射され信号光
のみが誘電体多層膜９を透過し、光分岐器10で信号光の
一部が分岐され大部分は出力ファイバ11に入り出力ファ
イバ11を伝搬していく。光分岐器10で分岐された信号光
の一部は光検出器12でその光量が測定される。励起用半
導体レーザ44,45,49,50を択一的に切替えるために使用
される光検出器12および電源13の構成および運用法は第
３図に示した第１参考例と同じであり、励起用半導体レ
ーザ44,45,49,50のいずれかの励起光が信号に合波され
る。
以上説明したように、本発明の光ファイバ増幅器では
半導体レーザを駆動する電流をON/OFFするいう究めて容
易な手段により、現用の励起用半導体レーザとの切り替
えが可能な予備の励起用半導体レーザを具備しているか
ら、半導体レーザの出力を高くすることが必須の光ファ
イバ増幅器において、高出力に起因する励起用半導体レ
ーザの劣化に応じて、予備の励起半導体レーザに切り換
えることができ、したがって、その信頼性を高めること
ができるという利点がある。
半導体レーザを駆動する電流をON/OFFするいう究めて容
易な手段により、現用の励起用半導体レーザとの切り替
えが可能な予備の励起用半導体レーザを具備しているか
ら、半導体レーザの出力を高くすることが必須の光ファ
イバ増幅器において、高出力に起因する励起用半導体レ
ーザの劣化に応じて、予備の励起半導体レーザに切り換
えることができ、したがって、その信頼性を高めること
ができるという利点がある。
第１図は本発明の光ファイバ増幅器の光回路で使用され
る偏光合波器の簡略化された構成を示す図、第２図は本
発明の光ファイバ増幅器の光回路で使用される波長合波
器の簡略化された構成を示す図、第３図は本発明の第１
参考例を示す図、第４図は本発明の第２参考例を示す
図、第５図は本発明の第３参考例を示す図、第６図は本
発明の第１実施例を示す図、第７図は本発明の第２実施
例を示す図、第８図は本発明の第３実施例を示す図であ
る。 1,2,9……誘電体多層膜、18,19,32,33,42,43,47,48……
偏波保持ファイバ、3,4,14,16,20,22,24,25,28,29,34,3
6,38,39,44,45,49,50……半導体レーザ、21,35,40,46,5
1……偏光合波器、6,15,17,23,26,27,30,31,37,41,52,5
3……波長合波器、７……入力ファイバ、８……エルビ
ウムがドープされた光ファイバ、10……光分岐器、11…
…出力ファイバ、12……光検出器、13……電源。
る偏光合波器の簡略化された構成を示す図、第２図は本
発明の光ファイバ増幅器の光回路で使用される波長合波
器の簡略化された構成を示す図、第３図は本発明の第１
参考例を示す図、第４図は本発明の第２参考例を示す
図、第５図は本発明の第３参考例を示す図、第６図は本
発明の第１実施例を示す図、第７図は本発明の第２実施
例を示す図、第８図は本発明の第３実施例を示す図であ
る。 1,2,9……誘電体多層膜、18,19,32,33,42,43,47,48……
偏波保持ファイバ、3,4,14,16,20,22,24,25,28,29,34,3
6,38,39,44,45,49,50……半導体レーザ、21,35,40,46,5
1……偏光合波器、6,15,17,23,26,27,30,31,37,41,52,5
3……波長合波器、７……入力ファイバ、８……エルビ
ウムがドープされた光ファイバ、10……光分岐器、11…
…出力ファイバ、12……光検出器、13……電源。
Claims (3)
- 【請求項１】第１の励起用半導体レーザと第２の励起用
半導体レーザの出力光とを第１の波長合波器に入射し、
この励起光を第２の波長合波器により信号光と合波し、
エルビウムがドープされた光ファイバの一方の端から信
号光と励起光が同方向に進行するように入射させ、前記
第１の励起用半導体レーザと同波長で発光する第３の励
起用半導体レーザと、前記第２の励起用半導体レーザと
同波長で発光する第４の励起用半導体レーザとの出力光
を第３の波長合波器に入射し、この励起光を第４の波長
合波器を用いて、エルビウムがドープされた該光ファイ
バの他方の端から信号光と励起光が逆方向に進行するよ
うに入射させる光回路から構成され、上記４個の励起用
半導体レーザは択一的に通電駆動されることを特徴とす
る光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】第１の励起用半導体レーザと、第２の励起
用半導体レーザと、該第１の励起用半導体レーザと第２
の励起用半導体レーザとから出射される出力光を偏波保
持ファイバを介して第１の偏光合波器へ入射し、この励
起光を第１の波長合波器により信号光と合波し、エルビ
ウムがドープされた光ファイバの一方の端から信号光と
励起光が同方向に進行するように入射させ、また、前記
第１の励起用半導体レーザと同波長で発光する第３の半
導体レーザと、前記第２の励起用半導体レーザと同波長
で発光する第４の半導体レーザの出力光とを偏波保持フ
ァイバを介して第２の偏光合波器へ入射し、この励起光
を第２の波長合波器を用いて、エルビウムがドープされ
た光ファイバの他方の端から信号光と励起光が逆方向に
進行するように入射させる光回路から構成され、上記４
個の励起用半導体レーザは択一的に通電駆動されること
を特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】第１第２の励起用半導体レーザの出力光を
偏波保持ファイバを介して第１の偏光合波器へ入射し、
前記第１第２の励起用半導体レーザと異なる波長で発光
する第３第４の励起用半導体レーザの出力光を偏波保持
ファイバを介して第２の偏光合波器へ入射し、上記の２
個の偏光合波器から出た光を第１の波長合波器へ入射
し、この励起光を第２の波長合波器により信号光と合波
し、エルビウムがドープされた光ファイバの一方の端か
ら信号光と共に入射させるような光回路から構成され、
上記４個の励起用半導体レーザは択一的に通電駆動され
ることを特徴とする光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130827A JP2634298B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130827A JP2634298B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425825A JPH0425825A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2634298B2 true JP2634298B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=15043635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130827A Expired - Lifetime JP2634298B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634298B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3273911B2 (ja) * | 1996-11-15 | 2002-04-15 | 松下電器産業株式会社 | 光ファイバ増幅器、励起用半導体レーザモジュールおよび光信号伝送システム |
| US5890816A (en) * | 1997-03-07 | 1999-04-06 | Lucent Technologies Inc. | Polarization maintaining optical amplifier |
| JPH10294518A (ja) * | 1997-04-21 | 1998-11-04 | Nec Corp | 光結合器 |
| US6404525B1 (en) | 1997-07-31 | 2002-06-11 | Nec Corporation | Optical add-drop multiplexer |
| JP2000150992A (ja) * | 1998-11-11 | 2000-05-30 | Nec Corp | 光増幅器 |
| MY129886A (en) | 2001-05-09 | 2007-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Molding process of disk with shaft shaped portion |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0738474B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1995-04-26 | 国際電信電話株式会社 | ポンピング光用光源の冗長方式 |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP2130827A patent/JP2634298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0425825A (ja) | 1992-01-29 |
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