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JPH05347444A - Optical amplifier - Google Patents

Optical amplifier

Info

Publication number
JPH05347444A
JPH05347444A JP4153899A JP15389992A JPH05347444A JP H05347444 A JPH05347444 A JP H05347444A JP 4153899 A JP4153899 A JP 4153899A JP 15389992 A JP15389992 A JP 15389992A JP H05347444 A JPH05347444 A JP H05347444A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
amplification
fiber
pumping light
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4153899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasutake Oishi
泰丈 大石
Makoto Shimizu
誠 清水
Makoto Yamada
誠 山田
Shoichi Sudo
昭一 須藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP4153899A priority Critical patent/JPH05347444A/en
Publication of JPH05347444A publication Critical patent/JPH05347444A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 2の双方向励起光増幅ユニットA,Bが、光
フィルタ10と光アイソレータ11とを介して直列に接
続されてなる光増幅器で、上記双方向励起光増幅ユニッ
トA、Bが、第1の入力端に第1の励起光源1A又は1
Bが接続され、第2の入力端から信号光が入力される第
1の光カップラ2A又は2Bと、該第1の光カップラ2
A又は2Bの出力端に一端が接続された希土類添加増幅
用光ファイバ3A又は3Bと、該増幅用光ファイバ3A
又は3Bに接続され、第2の励起光源4A又は4Bから
の励起光を該増幅用光ファイバ3A又は3Bの他端から
入射し、かつ該増幅用光ファイバ3A又は3Bから伝搬
される増幅信号光を出力する第2の光カップラ5A又は
5Bとを備えたものである。 【効果】 アップコンバージョンおよびASEによる利
得飽和を、同時に抑えることができ、光増幅器の利得効
率が向上する。
(57) [Summary] [Construction] An optical amplifier in which two bidirectional pumping light amplifying units A and B are connected in series via an optical filter 10 and an optical isolator 11, and the above bidirectional pumping light amplifying unit is used. A and B have the first pumping light source 1A or 1 at the first input end.
B is connected, and the first optical coupler 2A or 2B to which the signal light is input from the second input end, and the first optical coupler 2
A rare-earth-doped amplification optical fiber 3A or 3B, one end of which is connected to the output end of A or 2B, and the amplification optical fiber 3A
Or 3B, the pumping light from the second pumping light source 4A or 4B is incident from the other end of the amplifying optical fiber 3A or 3B, and the amplified signal light is propagated from the amplifying optical fiber 3A or 3B. And a second optical coupler 5A or 5B for outputting [Effect] Gain saturation due to up-conversion and ASE can be suppressed at the same time, and the gain efficiency of the optical amplifier is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムなどで
使用される光増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier used in an optical communication system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバのコアに希土類イオ
ン、Er3+イオンをドープし、4f殻内遷移の誘導放出
を用いた光ファイバ増幅器の研究が勢力的に行われ、
1.5μm帯の光通信システムへの応用が進められてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, research on an optical fiber amplifier using a stimulated emission of a transition in a 4f shell by doping a core of an optical fiber with rare earth ions and Er 3+ ions has been actively conducted.
Application to optical communication systems in the 1.5 μm band is underway.

【0003】ところで、石英系光ファイバの波長分散が
零となる1.3μm帯は1.5μm帯と並んで、光通信シ
ステムの実用波長帯であり、1.3μmで動作する光フ
ァイバ増幅器としてPr3+ドープフッ化物ファイバ増幅
器が提案されている。(Y.Ohishi,T.Kanamori,S.Takaha
shi,E.Snitzer and G.H.Sigel“Technical Digest ofOp
tical Fiber Communication Conference '91 San Dieg
o”(1991 PD2)) この光ファイバ増幅器は、ZrF4系のフッ化物ガラス
をホスト材料Pr3+を活性イオンとして、図2のエネル
ギーダイヤグラムで示すような、Pr3+1435
移の誘導放出を利用したものである。
By the way, the 1.3 μm band in which the chromatic dispersion of a silica-based optical fiber is zero is a practical wavelength band of an optical communication system along with the 1.5 μm band, and Pr is used as an optical fiber amplifier operating at 1.3 μm. 3 + -doped fluoride fiber amplifiers have been proposed. (Y.Ohishi, T.Kanamori, S.Takaha
shi, E.Snitzer and GHSigel “Technical Digest ofOp
tical Fiber Communication Conference '91 San Dieg
o ”(1991 PD2)) This optical fiber amplifier uses a ZrF 4 type fluoride glass as a host material Pr 3+ as an active ion, and a Pr 3+ 1 G 43 as shown in the energy diagram of FIG. It utilizes the stimulated emission of the H 5 transition.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この光
ファイバ増幅器では、Pr3+14レベルとその下のレ
ベルである34レベルとのエネルギー差が約3000c
ー1と小さく、またホスト材料であるZrF4系ガラス
のフォノンエネルギーが500cm-1と大きいため、1
4レベルから34レベルへのフォノン放出緩和が起き
易く、1435遷移の量子効率が3%という低い値に
なるため利得係数が0.2dB/mW程度に抑えられて
いる(Y.Ohishi,T.Kanamori,J.Temmyo,M.Wada,M.Yamad
a,M.Shimizu,K.Yoshino,H.Hanafusa,M.Horiguti and S.
Takahashi,Electron.Lett.,vol.27,No.22,p.1995,199
1)。
However, in this optical fiber amplifier, the energy difference between the 1 G 4 level of Pr 3+ and the 3 F 4 level below it is about 3000 c.
Since m-1 and smaller and the phonon energy of ZrF 4 glass which is a host material as large as 500 cm -1, 1
Phonon emission relaxation from the G 4 level to the 3 F 4 level is likely to occur, and the quantum efficiency of the 1 G 43 H 5 transition is as low as 3%, so the gain coefficient is suppressed to about 0.2 dB / mW. (Y.Ohishi, T.Kanamori, J.Temmyo, M.Wada, M.Yamad
a, M.Shimizu, K.Yoshino, H.Hanafusa, M.Horiguti and S.
Takahashi, Electron.Lett., Vol.27, No.22, p.1995,199
1).

【0005】また利得係数を低下させるメカニズムとし
て上記フォノン放出緩和の他に、図3に示したように、
1412のアップコンバージョンおよびASE(ampl
ified spontaneous emission(スーパーフルオレッセン
ス))による利得の飽和現象がある。Pr3+ドープファ
イバ増幅器の場合、本質的に利得係数が小さいため、こ
れら2つの要因による利得特性の劣化を抑え、利得特性
を改善することはきわめて重要な技術となる。
As a mechanism for lowering the gain coefficient, in addition to the above relaxation of phonon emission, as shown in FIG.
1 G 41 D 2 up-conversion and ASE (ampl
There is a gain saturation phenomenon due to ified spontaneous emission (superfluorescence). In the case of a Pr 3+ -doped fiber amplifier, since the gain coefficient is essentially small, it is a very important technique to suppress the deterioration of the gain characteristic due to these two factors and improve the gain characteristic.

【0006】上記2つのメカニズムのうち、アップコン
バージョンによる利得の低下は、双方向励起により抑え
られることが知られている。この原理を用いて利得低下
を抑える光増幅器としては、例えば、図4に示すよう
に、第1の入力端に第1の励起光源1が接続され、第2
の入力端から信号光が入力される第1のカップラ2と、
該第1のカップラ2の出力端に一端が接続された希土類
添加増幅用光ファイバ3と、該増幅用光ファイバ3に接
続され、第2の励起光源4からの励起光を該光ファイバ
3の他端から入射し、かつ該光ファイバ3から伝搬され
る増幅信号光を出力する第2の光カップラ5とを備えた
双方向励起光増幅器がある(特願平3ー224405号
参照)。図4において、信号光源6から光アイソレータ
7を通してこの双方向励起光増幅器に信号光を入射し、
増幅信号を光アイソレータ8を通して、光スペクトルア
ナライザ9でモニターすると、アップコンバージョンの
低下がみられる。しかしながら、このような構成の双方
向励起光増幅器では、ASEを抑制することはできず、
アップコンバージョンおよびASEを同時に抑制できる
光増幅器は知られていない。
Of the above two mechanisms, it is known that the decrease in gain due to up-conversion can be suppressed by bidirectional pumping. As an optical amplifier that suppresses the gain reduction using this principle, for example, as shown in FIG. 4, a first pumping light source 1 is connected to a first input end, and a second pumping light source 1
A first coupler 2 to which the signal light is input from the input end of
The rare-earth-doped amplification optical fiber 3 having one end connected to the output end of the first coupler 2, and the excitation light from the second excitation light source 4 connected to the amplification optical fiber 3 There is a bidirectional pumping optical amplifier that includes a second optical coupler 5 that outputs amplified signal light that is incident from the other end and that is propagated from the optical fiber 3 (see Japanese Patent Application No. 3-224405). In FIG. 4, signal light is incident on this bidirectional pumping optical amplifier from the signal light source 6 through the optical isolator 7,
When the amplified signal is monitored by the optical spectrum analyzer 9 through the optical isolator 8, a decrease in upconversion is observed. However, the bidirectional pumping optical amplifier having such a configuration cannot suppress ASE,
There is no known optical amplifier capable of suppressing up-conversion and ASE at the same time.

【0007】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、アップコンバージョンおよびASEによる利得の低
下を抑え、利得特性の向上した光ファイバ増幅器を提供
するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical fiber amplifier having improved gain characteristics by suppressing a decrease in gain due to up-conversion and ASE.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明においては、2以
上の双方向励起光増幅ユニットが、光フィルタと光アイ
ソレータとを介して直列に接続されてなる光増幅器とす
ることを前記課題の解決手段とした。
In the present invention, an optical amplifier in which two or more bidirectional pumping optical amplification units are connected in series via an optical filter and an optical isolator is provided. The means.

【0009】[0009]

【作用】従来の光ファイバ増幅器の基本構成は、コアに
希土類イオンが添加された1本の増幅用光ファイバを増
幅媒体としているが、本発明では同ファイバを少なくと
も2本以上用いて、この各々の増幅用光ファイバを双方
向から励起し、かつそれらを信号光付近の波長の光を透
過する光フィルタおよび光アイソレータを介して直列に
結合して増幅媒体とすることを最も主要な特徴とする。
In the basic structure of the conventional optical fiber amplifier, one amplifying optical fiber having a rare earth ion added to the core is used as the amplifying medium. However, in the present invention, at least two or more such optical fibers are used. The most main feature is to pump the amplification optical fibers from both directions in both directions, and couple them in series through an optical filter and an optical isolator that transmit light of a wavelength near the signal light to form an amplification medium. ..

【0010】増幅用光ファイバを各々結合するにあた
り、光フィルタおよび光アイソレータを介するのは、光
フィルタおよび光アイソレータに結合された一方の増幅
用光ファイバからのASEが他方の増幅用光ファイバ伝
搬し、利得飽和を引き起こして利得の低下をきたすこと
を抑制するためである。
In coupling the amplifying optical fibers with each other, the ASE from one amplifying optical fiber coupled to the optical filter and the optical isolator propagates through the optical filter and the optical isolator. This is to suppress the gain saturation caused by the gain saturation.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図1は本発
明の光増幅器の一実施例を示したものである。この光増
幅器は、2の双方向励起光増幅ユニットA、Bが光フィ
ルタ10と光アイソレータ11とを介して直列に接続さ
れてなるものである。本実施例においては、各々の双方
向励起光増幅ユニットA、Bは、図4で示した従来の双
方向励起光増幅器と同様の構成となっており、その共通
部分には同一符号を付してその説明を簡略化する。
The present invention will be described in detail below. FIG. 1 shows an embodiment of the optical amplifier of the present invention. In this optical amplifier, two bidirectional pumping light amplification units A and B are connected in series via an optical filter 10 and an optical isolator 11. In this embodiment, each of the bidirectional pumping light amplification units A and B has the same configuration as the conventional bidirectional pumping light amplifier shown in FIG. 4, and the common parts are denoted by the same reference numerals. To simplify the explanation.

【0012】すなわち双方向励起光増幅ユニットAは、
図1に示すように、第1の入力端2Aaに第1の励起光
源1Aが接続され、第2の入力端2Abから信号光が入
力される第1のカップラ2Aと、該第1のカップラ2A
の出力端2Acに一端3Aaが接続された希土類添加増
幅用光ファイバ3Aと、該増幅用光ファイバ3Aに接続
され、第2の励起光源4Aからの励起光を該光ファイバ
3Aの他端3Abから入射し、かつ該光ファイバ3Aか
ら伝搬される増幅信号光を出力端5Aaから出力する第
2の光カップラ5Aとを備えたものである。
That is, the bidirectional pumping light amplification unit A is
As shown in FIG. 1, a first coupler 2A, to which a first pumping light source 1A is connected to a first input end 2Aa, and a signal light is input from a second input end 2Ab, and the first coupler 2A.
Of the rare-earth-doped amplification optical fiber 3A, one end 3Aa of which is connected to the output end 2Ac thereof, and pumping light from the second pumping light source 4A, which is connected to the amplification optical fiber 3A, from the other end 3Ab of the optical fiber 3A. The second optical coupler 5A is provided which outputs the amplified signal light that is incident and propagated from the optical fiber 3A from the output end 5Aa.

【0013】これと同様に、双方向励起光増幅ユニット
Bは、第1の入力端2Baに第1の励起光源1Bが接続
され、第2の入力端2Bbから信号光が入力される第1
のカップラ2Bと、該第1のカップラ2Bの出力端2B
cに一端3Baが接続された希土類添加増幅用光ファイ
バ3Bと、該増幅用光ファイバ3Bに接続され、第2の
励起光源4Bからの励起光を該光ファイバ3Bの他端3
Bbから入射し、かつ該光ファイバ3Bから伝搬される
増幅信号光を出力端5Baから出力する第2の光カップ
ラ5Bとを備えたものである。
Similarly, in the bidirectional pumping light amplifying unit B, the first pumping light source 1B is connected to the first input end 2Ba, and the signal light is input from the second input end 2Bb.
Coupler 2B and the output end 2B of the first coupler 2B
The rare-earth doped amplification optical fiber 3B having one end 3Ba connected to c and the pumping light from the second pumping light source 4B connected to the amplification optical fiber 3B and the other end 3 of the optical fiber 3B.
A second optical coupler 5B that outputs amplified signal light that is incident from Bb and propagated from the optical fiber 3B from an output end 5Ba is provided.

【0014】上記励起光源1A、1B、4A、4Bは、
各々、2の半導体レーザ12、12および偏波合成用モ
ジュール13から構成されている。半導体レーザ12と
しては、InGaAs歪量子井戸半導体レーザなどが用
いられる。
The excitation light sources 1A, 1B, 4A and 4B are
Each is composed of two semiconductor lasers 12, 12 and a polarization combining module 13. As the semiconductor laser 12, an InGaAs strained quantum well semiconductor laser or the like is used.

【0015】上記光カップラ2A、5Aと増幅用光ファ
イバ3Aとは、バットジョイント部14A、14Aによ
り接続され、上記光カップラ2B、5Bと増幅用光ファ
イバ3Bとは、バットジョイント部14B、14Bによ
り接続されている。上記光カップラ2Aは、信号光と励
起光を結合させ、増幅用光ファイバ3Aに入射するため
ものである。そして、光カップラ5A、2B、5Bは、
増幅用光ファイバ3Aまたは3Bを双方向励起させると
ともに、光カップラ5A、2Bは、増幅用光ファイバ3
Aから出射された信号光を増幅用光ファイバ3Bに導入
するためのものである。また光カップラ5Bは、増幅用
光ファイバ3Bからの増幅信号光を出力するためのもの
である。
The optical couplers 2A, 5A and the amplification optical fiber 3A are connected by butt joints 14A, 14A, and the optical couplers 2B, 5B and the amplification optical fiber 3B are connected by butt joints 14B, 14B. It is connected. The optical coupler 2A is for coupling the signal light and the excitation light and making them enter the amplification optical fiber 3A. And the optical couplers 5A, 2B, 5B are
While bidirectionally pumping the amplification optical fiber 3A or 3B, the optical couplers 5A and 2B connect the amplification optical fiber 3
This is for introducing the signal light emitted from A into the amplification optical fiber 3B. The optical coupler 5B is for outputting the amplified signal light from the amplification optical fiber 3B.

【0016】増幅用光ファイバ3A、3Bとしては、P
3+ドープファイバに限られず、Er3+ドープファイ
バ、あるいは、Pr3+またはEr3+を単独にコアにドー
プしたファイバだけでなく、例えばPr3+−Yb
3+(1.3μm帯増幅)、Pr3+−Nd3+(1.3μm
帯増幅)、Pr3+−Er3+(1.3μm帯増幅)、Er
3+−Yb3+(1.5μm帯増幅)、Tm3+−Ho
3+(1.47μm帯増幅)、Tm3+−Ho3+−Eu
3+(1.47μm帯増幅)、Tm3+(1.65μm帯増
幅)、Tm3+−Er3+(1.65μm帯増幅)等のコド
ープファイバでもよく、用途に応じて適宜選択する。な
かでも、Pr3+ドープファイバを用いた増幅器は、上述
の如く、本質的に低効率であるため、本発明の構成をと
ることにより、その増幅特性の改善効果が特に大きい。
As the amplification optical fibers 3A and 3B, P
Not only the r 3+ -doped fiber, but also the Er 3+ -doped fiber or the fiber in which the core is solely doped with Pr 3+ or Er 3+ , for example, Pr 3+ -Yb
3+ (1.3 μm band amplification), Pr 3+ -Nd 3+ (1.3 μm
Band amplification), Pr 3+ -Er 3+ (1.3 μm band amplification), Er
3+ −Yb 3+ (1.5 μm band amplification), Tm 3+ −Ho
3+ (1.47 μm band amplification), Tm 3+ -Ho 3+ -Eu
3+ (1.47 μm band amplification), Tm 3+ (1.65 μm band amplification), Tm 3+ -Er 3+ (1.65 μm band amplification), or other co-doped fiber may be used, which is appropriately selected according to the application. . Among them, the amplifier using the Pr 3+ -doped fiber has an inherently low efficiency as described above, so that the configuration of the present invention has a particularly large effect of improving the amplification characteristic.

【0017】また、ファイバ材料としては、フッ化物ガ
ラスに限らず、酸化物ガラス、カルコゲナイドガラス、
塩化物ガラス、臭化物ガラス、ヨウ化物ガラス、カルコ
ハライドガラス、複数のハライドイオンを含んだミック
ストハライドガラスであってもよいし、結晶材料でもよ
い。
Further, the fiber material is not limited to fluoride glass, but oxide glass, chalcogenide glass,
It may be a chloride glass, a bromide glass, an iodide glass, a chalcohalide glass, a mixed halide glass containing a plurality of halide ions, or a crystalline material.

【0018】そして、光カップラ5Aの出力端5Aa
と、光カップラ2Bの第2の入力端2Bbとが、光フィ
ルタ10と光アイソレータ11とを介して接続されるこ
とにより、双方向励起光増幅ユニットA、Bが直列に接
続されている。光フィルタ10は、信号光とともに伝搬
するファイバ3AからのASEのパワーを除去するため
のもので、信号光付近の波長の光を透過するバンドパス
フィルターなどが好ましく用いられる。また、光アイソ
レータ11は、ファイバ3Bより発生し、ファイバ3A
に向かって伝搬するASEを遮断するためのものであ
る。
The output end 5Aa of the optical coupler 5A
And the second input end 2Bb of the optical coupler 2B are connected via the optical filter 10 and the optical isolator 11, whereby the bidirectional pumping optical amplification units A and B are connected in series. The optical filter 10 is for removing the ASE power from the fiber 3A propagating with the signal light, and a bandpass filter or the like that transmits light having a wavelength near the signal light is preferably used. Further, the optical isolator 11 is generated from the fiber 3B, and the fiber 3A
This is for blocking the ASE propagating toward.

【0019】さらに、上記光カップラ2Aaの第2の入
力端2Abには、信号光源6が接続されている。信号光
源6としては、DFBレーザなどが用いられる。そし
て、光カップラ5Bの出力端5Baには、光アイソレー
タ8を介して光スペクトルアナライザ9が接続されてい
る。
Further, a signal light source 6 is connected to the second input end 2Ab of the optical coupler 2Aa. A DFB laser or the like is used as the signal light source 6. An optical spectrum analyzer 9 is connected to the output end 5Ba of the optical coupler 5B via an optical isolator 8.

【0020】上記構成の光増幅器にあっては、増幅媒体
である増幅用光ファイバ3A、3Bは、それぞれ半導体
レーザ12、12および偏波合成用モジュール13から
なる励起光源1A、4Aまたは1B、4Bにより双方向
より励起されている。ファイバ3Aで増幅された信号光
は、光カップラ5A、光フィルタ10、光アイソレータ
11、光カップラ2Aを介して光ファイバ3Bに入射さ
れ、再度増幅される。このとき信号光とともに伝搬する
ファイバ3AからのASEの大部分のパワーは光フィル
タ10により除去される。またファイバ3Bより発生
し、ファイバ3Aに向かって伝搬するASEは光アイソ
レータ11によって遮断され、ファイバ3Aには入射さ
れない。またファイバ3A及びファイバ3Bとも双方向
励起されており、アップコンバージョンによる利得低下
が抑えられる構成となっている。
In the optical amplifier having the above structure, the amplification optical fibers 3A and 3B, which are amplification media, are pumping light sources 1A, 4A or 1B, 4B, which are semiconductor lasers 12, 12 and a polarization synthesizing module 13, respectively. Is excited in both directions by. The signal light amplified by the fiber 3A enters the optical fiber 3B via the optical coupler 5A, the optical filter 10, the optical isolator 11, and the optical coupler 2A, and is amplified again. At this time, most of the power of ASE from the fiber 3A propagating with the signal light is removed by the optical filter 10. The ASE generated from the fiber 3B and propagating toward the fiber 3A is blocked by the optical isolator 11 and does not enter the fiber 3A. Further, both the fiber 3A and the fiber 3B are bidirectionally pumped, so that the gain reduction due to the up-conversion is suppressed.

【0021】またここでは、2本のPr3+ドープファイ
バを増幅器の構成として示したが、3本以上にファイバ
を用いてもよく、またこの場合全体の励起光量を一定に
した場合、1本当りに入射される励起光量は下げられる
ので、アップコンバージョンにより利得の低下を抑える
にはより効果がある(特願平3−224405号参照)
という利点もあるので、増幅用の半導体レーザの数は増
えるもののより好ましい構成といえる。
Although two Pr 3+ -doped fibers are shown in the configuration of the amplifier here, three or more fibers may be used, and in this case, if the total amount of pumping light is constant, one fiber is used. Since the amount of pumping light incident on a hit can be reduced, it is more effective in suppressing a decrease in gain by up-conversion (see Japanese Patent Application No. 3-224405).
Therefore, the number of semiconductor lasers for amplification increases, but it can be said to be a more preferable configuration.

【0022】(実施例)図1で示した構成の光上記増幅
用光ファイバをPr3+ドープファイバとし、その諸元
を、コアガラス組成(56)ZrF4−(14)BdF2
−(15)PbF2−(3.5)LaF3−(2)YF3
−(2.5)AlF3−(7モル%)LiF、クラッド
ガラス組成(47.5)ZrF4−(23.5)BaF2
−(2.5)LaF3−(2)YF3−(4.5)AlF
3−(20モル%)NaFとし、コア径を2μm、比屈
折率差を3.7%、コア中のPr3+濃度を500pp
m、長さを10mとした。
[0022] (Example) light the amplification optical fiber having the configuration shown in FIG. 1 and Pr 3+ doped fiber, the specifications, the core glass composition (56) ZrF 4 - (14 ) BdF 2
− (15) PbF 2 − (3.5) LaF 3 − (2) YF 3
- (2.5) AlF 3 - ( 7 mol%) LiF, the cladding glass composition (47.5) ZrF 4 - (23.5 ) BaF 2
-(2.5) LaF 3- (2) YF 3- (4.5) AlF
3- (20 mol%) NaF, core diameter 2 μm, relative refractive index difference 3.7%, Pr 3+ concentration in core 500 pp
m and the length was 10 m.

【0023】信号光源6としては、発信波長1.31μ
mの半導体レーザを用い、上記励起光源の半導体レーザ
12…としては、発信波長1.017μmのものを用い
た。光フィルタ10としては、中心波長1.31μm、
半値巾3nmのバンドパスフィルターを用いた。
The signal light source 6 has an emission wavelength of 1.31 μm.
m semiconductor laser, and the semiconductor lasers 12 ... Of the excitation light source used had an emission wavelength of 1.017 μm. The optical filter 10 has a center wavelength of 1.31 μm,
A bandpass filter with a half width of 3 nm was used.

【0024】上記実施例の双方向励起光増幅器につい
て、利得の励起強度依存性を調べた。その結果を図5に
おいて、実線で示す。
With respect to the bidirectional pumping optical amplifier of the above embodiment, the dependence of the gain on the pumping strength was examined. The result is shown by a solid line in FIG.

【0025】(比較例)図4で示した構成の双方向励起
光増幅器について、上記実施例と同様に利得の励起強度
依存性を調べた。ただし増幅用光ファイバ3の長さは2
0mとした。その結果を併せて、図5において破線で示
す。
(Comparative Example) With respect to the bidirectional pumping optical amplifier having the configuration shown in FIG. However, the length of the amplification optical fiber 3 is 2
It was set to 0 m. The result is also shown by a broken line in FIG.

【0026】図5の結果より、同一の励起強度に対し
て、実施例の方が比較例を上回る利得が得られることが
わかる。特にこの傾向は、励起強度が大きくなるに従
い、顕著になっている。これは、実施例においては、上
記構成により、ASEによる利得飽和が抑えられている
ためである。また、低励起強度域でも、実施例の方が、
比較例より大きな利得が得られているのは、Pr3+ドー
プファイバを2分割することにより、トータルの励起強
度が一定であっても、1つのファイバ端から入射させる
励起強度が下げられ、アップコンバージョンによる利得
の低下が抑制されているためである。
From the results shown in FIG. 5, it can be seen that the gain of the embodiment is higher than that of the comparative example for the same excitation intensity. In particular, this tendency becomes remarkable as the excitation intensity increases. This is because the gain saturation due to ASE is suppressed by the above configuration in the embodiment. Further, even in the low excitation intensity range, the embodiment is
A larger gain than that of the comparative example is obtained by dividing the Pr 3+ -doped fiber into two, and even if the total pumping intensity is constant, the pumping intensity injected from one fiber end is lowered and This is because the decrease in gain due to conversion is suppressed.

【0027】なお、上記実施例において、Pr3+ドープ
ファイバの代わりに、Er3+ドープファイバを用いて
も、アップコンバージョンおよびASEによる利得飽和
を抑えられることが確認できた(結果は省略)。同様に
して、Pr3+−Yb3+(1.3μm帯増幅)、Pr3+
Nd3+(1.3μm帯増幅)、Pr3+−Er3+(1.3
μm帯増幅)、Er3+−Yb3+(1.5μm帯増幅)、
Tm3+−Ho3+(1.47μm帯増幅)、Tm3+−Ho
3+−Eu3+(1.47μm帯増幅)、Tm3+(1.65
μm帯増幅)、Tm3+−Er3+(1.65μm帯増幅)
等のコドープファイバにおいても、アップコンバージョ
ンおよびASEによる利得特性劣化の抑制が確認された
(結果は省略)。
It was confirmed that the gain saturation due to the up-conversion and the ASE could be suppressed by using the Er 3+ -doped fiber instead of the Pr 3+ -doped fiber in the above example (the result is omitted). Similarly, Pr 3+ -Yb 3+ (1.3 μm band amplification), Pr 3+ -
Nd 3+ (1.3 μm band amplification), Pr 3+ -Er 3+ (1.3
μm band amplification), Er 3+ -Yb 3+ (1.5 μm band amplification),
Tm 3+ -Ho 3+ (1.47 μm band amplification), Tm 3+ -Ho
3+ −Eu 3+ (1.47 μm band amplification), Tm 3+ (1.65
μm band amplification), Tm 3+ -Er 3+ (1.65 μm band amplification)
Also in the co-doped fiber such as, the suppression of gain characteristic deterioration due to up-conversion and ASE was confirmed (the result is omitted).

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光増幅器
は、2以上の双方向励起光増幅ユニットが、光フィルタ
と光アイソレータとを介して直列に接続されてなるもの
である。したがって、アップコンバージョンおよびAS
Eによる利得飽和を、同時に抑えることができ、光増幅
器の利得効率が向上する。上記構成の光増幅器を光通信
システム中で用いることにより、システムの高性能化、
経済化がはかれる。
As described above, the optical amplifier of the present invention comprises two or more bidirectional pumping optical amplification units connected in series via an optical filter and an optical isolator. Therefore, upconversion and AS
Gain saturation due to E can be suppressed at the same time, and the gain efficiency of the optical amplifier is improved. By using the optical amplifier having the above configuration in an optical communication system, high performance of the system,
Economicization is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光増幅器の一実施例を示した概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an optical amplifier of the present invention.

【図2】Pr3+のエネルギーダイヤグラムを示したもの
である。
FIG. 2 is an energy diagram of Pr 3+ .

【図3】Pr3+イオン間のアップコンバージョンを示し
たものである。
FIG. 3 shows up-conversion between Pr 3+ ions.

【図4】従来の光増幅器の一例を示した概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a conventional optical amplifier.

【図5】本発明の光増幅器の一実施例と従来の双方向励
起光増幅器の利得特性を比較したグラフである。
FIG. 5 is a graph comparing gain characteristics of an optical amplifier according to an embodiment of the present invention and a conventional bidirectional pumping optical amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1A、1B 励起光源 2、2A、2B 第1の光カップラ 2Aa、2Ba 第1の入力端 2Ab、2Bb 第2の入力端 2Ac、2Bc 出力端 3、3A、3B 増幅用光ファイバ 3Aa、3Ba 一端 3Ab、3Bb 他端 4、4A、4B 励起光源 5、5A、5B 光カップラ 10 光フィルタ 11 光アイソレータ A、B 双方向励起光増幅ユニット 1, 1A, 1B Pumping light source 2, 2A, 2B First optical coupler 2Aa, 2Ba First input end 2Ab, 2Bb Second input end 2Ac, 2Bc Output end 3, 3A, 3B Amplifying optical fiber 3Aa, 3Ba One end 3Ab, 3Bb The other end 4, 4A, 4B Pumping light source 5, 5A, 5B Optical coupler 10 Optical filter 11 Optical isolator A, B Bidirectional pumping light amplification unit

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/131 8934−4M 3/17 8934−4M (72)発明者 須藤 昭一 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location H01S 3/131 8934-4M 3/17 8934-4M (72) Inventor Shoichi Sudo 1-chome, Uchiyuki-cho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 6 Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2以上の双方向励起光増幅ユニットが、
光フィルタと光アイソレータとを介して直列に接続され
てなる光増幅器。
1. Two or more bidirectional pumping light amplification units,
An optical amplifier connected in series via an optical filter and an optical isolator.
【請求項2】 上記双方向励起光増幅ユニットが、第1
の入力端に第1の励起光源が接続され、第2の入力端か
ら信号光が入力される第1の光カップラと、該第1の光
カップラの出力端に一端が接続された希土類添加増幅用
光ファイバと、該増幅用光ファイバに接続され、第2の
励起光源からの励起光を該増幅用光ファイバの他端から
入射し、かつ該増幅用光ファイバから伝搬される増幅信
号光を出力する第2の光カップラとを備えたものである
請求項1記載の光増幅器。
2. The bidirectional pumping light amplification unit comprises:
To a first pumping light source connected to the input end of the first optical coupler, and a first optical coupler to which signal light is input from the second input end, and a rare earth-doped amplifier whose one end is connected to the output end of the first optical coupler Optical fiber for amplification, and an amplification signal light which is connected to the amplification optical fiber and which receives pumping light from a second pumping light source from the other end of the amplification optical fiber and propagates from the amplification optical fiber. The optical amplifier according to claim 1, further comprising a second optical coupler for outputting.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996029627A1 (en) * 1995-03-20 1996-09-26 Hitachi, Ltd. Optical fiber amplifier
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