JPH08204257A - Optical fiber amplifier and optical fiber laser - Google Patents
Optical fiber amplifier and optical fiber laserInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は希土類添加光ファイバを
用いてなる光ファイバ増幅器およびレーザに係り、希土
類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部における
接続損失を低減させることができるようにした技術に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber amplifier and a laser using a rare earth-doped optical fiber, and it is possible to reduce the connection loss at the connection between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber. Regarding the technology done.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1は光ファイバ増幅器の基本構成を例
示したものである。図中符号11は波長多重型(WDM
型:wavelength division multiplexing)の光ファイバ
型カプラ、12は増幅用ファイバ、13は光アイソレー
タ、14は波長選択フィルタをそれぞれ示す。増幅用フ
ァイバ12は希土類添加光ファイバであり、例えばエル
ビウム添加光ファイバ(EDF)が用られる。この光フ
ァイバ増幅器において、光ファイバ型カプラ11を介し
てEDF12に波長λPの励起光が入射されると、ED
F12のコアに添加されているエルビウム(Er)イオ
ンが励起される。そしてこの励起状態にあるErイオン
に貯えられたエネルギーは、光ファイバ型カプラ11を
介してEDF12に波長λSの信号光が入射されると、
誘導放出により同じ波長(λS)の光に転化され増幅作
用を生じる。この誘導放出によって増幅された光信号
は、必要に応じて設けられた光アイソレータ13および
波長選択フィルタ14を介して出射される。このような
EDFを用いた光ファイバ増幅器に用いられる励起光
は、一般的にはλP=0.98μmとλP=1.48μm
の2つの波長からいずれかを選択して使用され、波長λ
S=1.55μmの増幅光が得られる。また一般に、安
定な動作特性を得るために、希土類添加光ファイバを用
いた光増幅器には実質的に単一モード光ファイバが使用
される。2. Description of the Related Art FIG. 1 illustrates a basic configuration of an optical fiber amplifier. Reference numeral 11 in the figure is a wavelength division multiplexing type (WDM
Type: optical fiber type coupler of wavelength division multiplexing, 12 is an amplifying fiber, 13 is an optical isolator, and 14 is a wavelength selection filter. The amplification fiber 12 is a rare earth-doped optical fiber, and for example, an erbium-doped optical fiber (EDF) is used. In this optical fiber amplifier, when pumping light of wavelength λ P enters the EDF 12 via the optical fiber type coupler 11, the ED
Erbium (Er) ions added to the core of F12 are excited. Then, the energy stored in the Er ions in the excited state, when the signal light of the wavelength λ S enters the EDF 12 through the optical fiber type coupler 11,
It is converted into light of the same wavelength (λ S ) by stimulated emission, and an amplification effect occurs. The optical signal amplified by this stimulated emission is emitted through the optical isolator 13 and the wavelength selection filter 14 provided as necessary. The pumping light used in the optical fiber amplifier using such an EDF is generally λ P = 0.98 μm and λ P = 1.48 μm.
One of the two wavelengths of
Amplified light of S = 1.55 μm is obtained. Further, generally, in order to obtain stable operation characteristics, a single mode optical fiber is substantially used in an optical amplifier using a rare earth-doped optical fiber.
【0003】このようなEDF12を用いた光ファイバ
増幅器において、Er(希土類)は通常コア中にほぼ一
様に添加されており、EDF12の励起効率を高めるた
めに、コア内での励起光パワー密度が高いことが好まし
い。そのためにEDF12は、一般にコア・クラッド間
の比屈折率差は1%以上と大きく、かつコア径は細く設
定されている。例えば、図2に示すようなステップ型屈
折率分布を有するEDF(図2中実線は屈折率分布、破
線は励起光波長におけるモードフィールド分布を示す)
において、励起光強度(破線)は軸対称な分布を持ち、
コアの中心から遠ざかるに連れその強度が弱くなる。そ
して、EDF12では図2(a)に示すように、励起光
波長λpにおけるモードフィールド径がコア径よりも大
きくなるように、コア径が小さく設定されている。この
ようにすることにより、コアに添加されているErを完
全に励起させて効率良く光増幅効果を得ることができ
る。In an optical fiber amplifier using such an EDF 12, Er (rare earth) is usually added almost uniformly in the core, and in order to increase the pumping efficiency of the EDF 12, the pumping light power density in the core is increased. Is preferably high. Therefore, the EDF 12 is generally set to have a large relative refractive index difference of 1% or more between the core and the clad, and a small core diameter. For example, an EDF having a step type refractive index distribution as shown in FIG. 2 (in FIG. 2, the solid line shows the refractive index distribution, and the broken line shows the mode field distribution at the excitation light wavelength).
, The excitation light intensity (dashed line) has an axisymmetric distribution,
Its strength weakens as it moves away from the center of the core. Then, in the EDF 12, as shown in FIG. 2A, the core diameter is set small so that the mode field diameter at the excitation light wavelength λ p is larger than the core diameter. By doing so, Er added to the core can be completely excited and an optical amplification effect can be efficiently obtained.
【0004】これに対して、光ファイバ型カプラ11を
構成している光ファイバや、光ファイバ増幅器を構成し
ているEDF以外の光ファイバなどで一般に用いられて
いる構造では、図2(b)に示すように、コア径はモー
ドフィールド径より若干小さい程度である。仮にEDF
12もこの図2(b)のような構造とした場合には、コ
ア中心付近のErは完全に励起されるが、コアの縁近辺
にあるErは励起光強度が弱いために励起不十分となっ
てしまう。このように空間的に不均一な反転分布が形成
された状態で信号光が入射されると、コアの中心部では
誘導放出による光信号の増幅が生じるが、コアの縁近辺
では励起されなかったErによる誘導吸収が生じ、十分
な光増幅効果が得られないことになる。On the other hand, in the structure generally used for the optical fiber forming the optical fiber type coupler 11 and the optical fibers other than the EDF forming the optical fiber amplifier, the structure shown in FIG. As shown in, the core diameter is slightly smaller than the mode field diameter. If EDF
When 12 also has the structure shown in FIG. 2B, Er near the center of the core is completely excited, but Er near the edge of the core is not sufficiently excited because the excitation light intensity is weak. turn into. When the signal light is incident with the spatially non-uniform population inversion formed, the optical signal is amplified by stimulated emission in the center of the core, but is not excited near the edge of the core. Induced absorption due to Er occurs, and a sufficient light amplification effect cannot be obtained.
【0005】ところで、コア径2aとモードフィールド
径(以下、MFDと略記する)との間には、下記数式
(I)で表される関係がある。By the way, the core diameter 2a and the mode field diameter (hereinafter abbreviated as MFD) have a relationship represented by the following mathematical expression (I).
【数1】 ここで、Vは正規化周波数と呼ばれるもので、光ファイ
バ中のモード状態を示すパラメータである。これは光フ
ァイバのコア径、コア屈折率、コアとクラッドの比屈折
率差、光の波長によって決まり、下記数式(II)で計算
される。[Equation 1] Here, V is called a normalized frequency and is a parameter indicating a mode state in the optical fiber. This is determined by the core diameter of the optical fiber, the core refractive index, the relative refractive index difference between the core and the clad, and the wavelength of light, and is calculated by the following formula (II).
【数2】 すなわち、図2(a)に示されるようにコア径2aに対
するMFDの比(MFD/2a)が大きいEDFは、V
が小さく設定されており、図2(b)に示すような光フ
ァイバは、Vが大きく設定されているものである。[Equation 2] That is, as shown in FIG. 2A, the EDF having a large MFD ratio (MFD / 2a) to the core diameter 2a is
Is set to be small, and V is set to be large in the optical fiber as shown in FIG.
【0006】しかしながら、上記のようにコア径が小さ
く設定されているEDFと、光ファイバ増幅器を構成す
る他の光ファイバとの接続においてはコア径差があり、
接続損失の要因となる。したがって、これらコア径の異
なる光ファイバを接続する際には、両ファイバの端面で
MFDを一致させることによって接続損失を低減させる
ことが行われている。However, there is a difference in core diameter between the EDF whose core diameter is set small as described above and the other optical fibers constituting the optical fiber amplifier.
It causes connection loss. Therefore, when connecting these optical fibers having different core diameters, the connection loss is reduced by matching the MFDs at the end faces of both fibers.
【0007】MFDを一致させる技術の1つとして、コ
ア内に含まれるドーパントを熱拡散させる技術があり、
このようなドーパントとしては、コアの屈折率を増加さ
せることができ、加熱によって拡散されやすいものが用
いられ、ゲルマニウムが好ましく用いられる。そして図
3(a)に示すように、コア径が異なる2本の光ファイ
バを接続する際に、まず両方の光ファイバの端部をそれ
ぞれ加熱することによってコア内に含まれているゲルマ
ニウムを拡散させてコア径を実質的に拡大させることに
よってこれらのMFDを制御する。As one of the techniques for matching the MFD, there is a technique for thermally diffusing the dopant contained in the core.
As such a dopant, one that can increase the refractive index of the core and is easily diffused by heating is used, and germanium is preferably used. Then, as shown in FIG. 3A, when connecting two optical fibers having different core diameters, first, the end portions of both optical fibers are heated to diffuse the germanium contained in the core. These MFDs are controlled by causing the core diameter to substantially increase.
【0008】このとき、コア径が例えば2倍に拡大され
ても、コア・クラッド間の比屈折率差を維持するのに寄
与していたドーパントは拡散されただけでその量は変化
していないので、濃度が1/22=1/4になり、よっ
て、コア・クラッド間の比屈折率差が1/4になる。上
記数式(II)においてコア径2aが2倍になり、コア・
クラッド間の比屈折率差△が1/4になるとき、Vは一
定で変化しないことがわかる。したがって、上記数式
(I)においてVが一定であるので、コア径2aを拡大
させればこれに比例してMFDが拡大されることがわか
る。このようにして、モードフィールド径(MFD)を
整合させた光ファイバを、図3(b)に示すように、端
面どうしを突き合わせた状態で融着接続を行なうことに
よって、MFDが整合している接続部を形成することが
できる。At this time, even if the core diameter is doubled, for example, the dopant that has contributed to maintaining the relative refractive index difference between the core and the clad is diffused, and its amount does not change. Therefore, the concentration becomes 1/2 2 = 1/4, and thus the relative refractive index difference between the core and the cladding becomes 1/4. In the above formula (II), the core diameter 2a is doubled,
It can be seen that when the relative refractive index difference Δ between the clads is ¼, V is constant and does not change. Therefore, since V is constant in the above formula (I), it can be seen that when the core diameter 2a is increased, the MFD is increased in proportion to this. In this way, as shown in FIG. 3B, the optical fibers whose mode field diameters (MFDs) are matched are fusion-spliced with their end faces abutted to each other, whereby the MFDs are matched. A connection can be formed.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このように、コア内の
ドーパントを熱拡散させて実質的なコア径を拡大させ、
これによって接続部におけるMFDの整合性を図る方法
は、使用波長が1つである場合には有効であるが、光フ
ァイバ増幅器のように信号光および励起光の波長の異な
る2つの光が伝搬される場合に、その両方の波長におけ
るMFDの整合性が同時に得られず、一方の光について
は接続損失が大きくなってしまうことがあるという問題
があった。As described above, the dopant in the core is thermally diffused to increase the substantial core diameter,
This method of achieving MFD matching in the connection section is effective when the number of wavelengths used is one, but two lights having different wavelengths of signal light and pumping light are propagated like an optical fiber amplifier. In this case, there is a problem in that the MFDs of both wavelengths cannot be matched at the same time, and one of the lights may have a large connection loss.
【0010】すなわち、数式(II)に示されるように信
号光波長λSにおける正規化周波数VSと、励起光波長λ
Pにおける正規化周波数VPとは異なる値であり、したが
って数式(I)より、異なる波長に対してはMFDも異
なる値となる。また、λSとλPの差が大きいほどVSと
VPの差は大きくなり、したがって両波長におけるMF
Dの差も大きくなってしまう。さらに、図4は、数式
(II)で示されるコア径2aに対するMFDの比(MF
D/2a)と正規化周波数Vとの関係をグラフに示した
ものであるが、これより、特にVが小さく設定されてい
るEDFにあっては、VSとVPの差に対してMFDの差
が顕著であることがわかる。[0010] That is, the normalized frequency V S of the signal light wavelength lambda S as shown in equation (II), the pumping light wavelength lambda
The value is different from the normalized frequency V P in P, and therefore, according to the formula (I), the MFD is also different for different wavelengths. Further, the larger the difference between λ S and λ P, the larger the difference between V S and V P , and therefore the MF at both wavelengths.
The difference in D also becomes large. Furthermore, FIG. 4 shows the ratio (MF) of the MFD to the core diameter 2a represented by the formula (II).
The relationship between the D / 2a) and the normalized frequency V is shown in the graph. From this, in the EDF in which V is set to be particularly small, the MFD with respect to the difference between V S and V P. It can be seen that the difference between is remarkable.
【0011】例えば、図1に示すようなEDFを用いて
なる光ファイバ増幅器において、効果的に光増幅作用を
得るためには、光ファイバ型カプラ11とEDF12と
の接続点S1で、信号光波長および励起光波長の両方に
ついて接続損失が小さいことが要求される。EDF12
を用いた光ファイバ増幅器に用いられる励起光は、λP
=0.98μmとλP=1.48μmの2つの波長から
いずれかを選択して用いられ、信号光はλS=1.55
μmである。よって、λP=1.48μm、λS=1.5
5μmの場合は、λSとλPの差が比較的小さいのでVS
とVPの差も小さく、MFD/2aはほぼ近い値とな
る。したがって、このときは信号光または励起光のいず
れか一方の波長におけるMFDの整合性を図れば、他方
の波長においてもMFDの整合性がほぼ得られる。しか
しながら、λP=0.98μm、λS=1.55μmの場
合は、0.98/1.55≒63%と両波長の差が大き
いので、VSとVPの差が大きく、MFD/2aの差も大
きくなる。この場合には、一方の波長におけるMFDの
整合性を図っても、他方の波長におけるMFDの整合性
は得られない。このことを図4中に示す。例えば励起光
波長λP=0.98μmにおいてVP=2.2と小さく設
定されているEDFにおいては、信号光波長λS=1.
55μmにおいてはVS=1.39となり、両波長にお
けるMFD/2aの差は0.83と大きくなってしまう
(図中●で示す)。これに対して、例えば励起光波長λ
P=0.98μmにおいてVP=3.0と大きく設定され
ている通常の光ファイバにおいては、信号光波長λS=
1.55μmにおいてはVS=1.89となり、両波長
におけるMFD/2aの差は0.4と比較的小さいもの
である(図中○で示す)。For example, in the optical fiber amplifier using the EDF as shown in FIG. 1, in order to effectively obtain the optical amplification effect, the signal light is connected at the connection point S 1 between the optical fiber type coupler 11 and the EDF 12. A small connection loss is required for both the wavelength and the pumping light wavelength. EDF12
Excitation light used in the optical fiber amplifier using the, lambda P
= 0.98 μm and λ P = 1.48 μm, one of them is selected and used, and the signal light is λ S = 1.55.
μm. Therefore, λ P = 1.48 μm, λ S = 1.5
In the case of 5 μm, the difference between λ S and λ P is relatively small, so V S
The difference between V P and V P is also small, and MFD / 2a is a value close to each other. Therefore, at this time, if the matching of the MFD at one wavelength of the signal light or the pumping light is achieved, the matching of the MFD at the other wavelength can be almost obtained. However, when λ P = 0.98 μm and λ S = 1.55 μm, the difference between both wavelengths is large at 0.98 / 1.55≈63%, so the difference between V S and V P is large, and MFD / The difference of 2a also becomes large. In this case, even if the MFD at one wavelength is matched, the MFD at the other wavelength cannot be matched. This is shown in FIG. For example, in the EDF in which V P = 2.2 is set small at the pumping light wavelength λ P = 0.98 μm, the signal light wavelength λ S = 1.
At 55 μm, V S = 1.39, and the difference in MFD / 2a at both wavelengths becomes as large as 0.83 (indicated by ● in the figure). On the other hand, for example, the pumping light wavelength λ
In an ordinary optical fiber in which V P = 3.0 is set large at P = 0.98 μm, the signal light wavelength λ S =
In 1.55μm V S = 1.89, and the difference between MFD / 2a at both wavelengths is relatively small as 0.4 (in the figure indicated by ○).
【0012】このような2つの異なる波長における接続
損失の問題は、光ファイバレーザでも同様である。希土
類添加光ファイバを利得媒質とし、これに励起光を入射
して得られる自然放出光を再び希土類添加光ファイバに
入射させ、利得媒質に帰還をかけることによって、レー
ザ光の発振が得られることは知られている。このような
希土類添加光ファイバを用いた光ファイバレーザにおい
ても、希土類添加光ファイバとレーザを構成する他の光
ファイバとの接続部において、励起光と発振光の2つの
波長の異なる光が伝搬される場合には、これらの光につ
いて同時に低接続損失を達成することが要求される。The problem of connection loss at two different wavelengths is the same for optical fiber lasers. Laser light oscillation can be obtained by using a rare earth-doped optical fiber as a gain medium, inputting spontaneous emission light obtained by injecting pumping light into the gain medium, and then returning the light to the gain medium. Are known. Even in an optical fiber laser using such a rare earth-doped optical fiber, light having two different wavelengths, pumping light and oscillating light, is propagated in a connection portion between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber constituting the laser. In this case, it is required to simultaneously achieve low splice loss for these lights.
【0013】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部
において、信号光(または発振光)および励起光の両方
の光について接続損失を小さく抑えることができるよう
にした光ファイバ増幅器およびレーザを提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a small connection loss for both signal light (or oscillated light) and pumping light at a connecting portion between a rare earth-doped optical fiber and another optical fiber. An object is to provide an optical fiber amplifier and a laser that can be suppressed.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項1記載の光ファイバ増幅器は、希土
類をコアに添加した希土類添加光ファイバを利得媒質と
した光ファイバ増幅器であって、希土類添加光ファイバ
とこれに接続される他の光ファイバとの接続部で、両フ
ァイバの励起光波長におけるMFDおよび信号光波長に
おけるMFDがいずれも整合されていることを特徴とす
るものである。また請求項2記載の光ファイバ増幅器
は、上記希土類添加光ファイバとこれに接続される他の
光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ該希土類添
加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファイバが
コア内に加熱により拡散されやすいドーパントを含んで
なるとともに、これらの接続部で該ドーパントの拡散に
よりコアが拡径されて、上記の如きMFDの整合性を得
ているものである。In order to solve the above problems, an optical fiber amplifier according to claim 1 of the present invention is an optical fiber amplifier using a rare earth-doped optical fiber having a core doped with rare earth as a gain medium. The MFD at the pumping light wavelength and the MFD at the signal light wavelength of both fibers are matched at the connection between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto. is there. In the optical fiber amplifier according to claim 2, the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto have the same normalized frequency, and the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto. Contains a dopant that is easily diffused by heating in the core, and the core is expanded in diameter by the diffusion of the dopant at these connecting portions to obtain the MFD conformity as described above.
【0015】本発明の請求項3記載の光ファイバレーザ
は、希土類をコアに添加した希土類添加光ファイバを利
得媒質とした光ファイバレーザであって、希土類添加光
ファイバとこれに接続される他の光ファイバとの接続部
で、両ファイバの励起光波長におけるMFDおよび発振
光波長におけるMFDがいずれも整合されていることを
特徴とするものである。また請求項4記載の光ファイバ
レーザは、上記希土類添加光ファイバとこれに接続され
る他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ該希
土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファ
イバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパントを
含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパントの
拡散によりコアが拡径されて、上記の如きMFDの整合
性を得ているものである。An optical fiber laser according to a third aspect of the present invention is an optical fiber laser using a rare-earth-doped optical fiber having a core doped with rare-earth as a gain medium, and the rare-earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto. The MFD at the pumping light wavelength and the MFD at the oscillating light wavelength of both fibers are matched at the connection with the optical fiber. Further, in the optical fiber laser according to claim 4, the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto have the same normalized frequency, and the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto. Contains a dopant that is easily diffused by heating in the core, and the core is expanded in diameter by the diffusion of the dopant at these connecting portions to obtain the MFD conformity as described above.
【0016】[0016]
【作用】本発明の希土類添加光ファイバを用いた光ファ
イバ増幅器によれば、希土類添加光ファイバとこれに接
続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの励
起光波長におけるMFDおよび信号光波長におけるMF
Dがいずれも整合されているので、接続部における信号
光および励起光の接続損失を小さく抑えることができ、
高効率の光増幅作用が得られる。同様に、本発明の光フ
ァイバレーザによれば、希土類添加光ファイバとこれに
接続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの
励起光波長におけるMFDおよび発振光波長におけるM
FDがいずれも整合されているので、発振光および励起
光の接続損失を小さく抑えることができ、高効率のレー
ザ光発振作用が得られる。具体的には、光ファイバ増幅
器においても、また光ファイバレーザにおいても、希土
類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイバと
の正規化周波数を等しく設定するとともに、該希土類添
加光ファイバおよびこれに接続される他の光ファイバの
コア内に加熱により拡散されやすいドーパントを添加
し、該ドーパントを加熱拡散せしめてコアを拡径させて
接続部を形成することによって、波長の異なる光に対す
るMFDの整合性を同時に得ることができる。According to the optical fiber amplifier using the rare earth-doped optical fiber of the present invention, the MFD and the signal at the pumping light wavelengths of both the rare earth-doped optical fiber and the other optical fiber connected thereto are connected. MF at light wavelength
Since all D are matched, it is possible to suppress the connection loss of the signal light and the pumping light at the connection portion,
A highly efficient optical amplification effect can be obtained. Similarly, according to the optical fiber laser of the present invention, at the connecting portion between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto, the MFD at the pumping light wavelength and the M at the oscillating light wavelength of both fibers.
Since the FDs are matched, the connection loss between the oscillating light and the pumping light can be suppressed to be small, and a highly efficient laser light oscillating action can be obtained. Specifically, in both the optical fiber amplifier and the optical fiber laser, the normalized frequencies of the rare earth-doped optical fiber and other optical fibers connected thereto are set to be equal to each other, and the rare earth-doped optical fiber and the rare earth-doped optical fiber are also set. A dopant that is easily diffused by heating is added into the core of another optical fiber connected to the optical fiber, and the dopant is heated and diffused to expand the diameter of the core to form a connection portion. Consistency can be obtained at the same time.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の光
ファイバ増幅器は図1に示した基本構成を用いることが
できる。本発明の光ファイバ増幅器が、従来のものと大
きく異なる点は、希土類添加光ファイバ12と光ファイ
バ型カプラ11との接続点S1において、両ファイバの
信号光波長λSにおけるMFDおよび励起光波長λPにお
けるMFDがいずれも整合されている点である。希土類
添加光ファイバ12としては、コアに希土類、好ましく
はエルビウム(Er)が添加されたものが用いられる。The present invention will be described in detail below. The optical fiber amplifier of the present invention can use the basic configuration shown in FIG. The optical fiber amplifier of the present invention is greatly different from the conventional one at the connection point S 1 between the rare earth-doped optical fiber 12 and the optical fiber type coupler 11 at the signal light wavelength λ S of both fibers and the pumping light wavelength. The point is that all MFDs at λ P are matched. As the rare earth-doped optical fiber 12, a core to which a rare earth, preferably erbium (Er) is added, is used.
【0018】本実施例の光ファイバ増幅器においては、
少なくとも希土類添加光ファイバ12と、これに接続さ
れる光ファイバ型カプラ11を構成する光ファイバと
の、信号光波長λSにおける正規化周波数VSおよび励起
光波長λPにおける正規化周波数VPがいずれも等しく設
定されている。正規化周波数Vは、上記数式(II)で計
算されるもので、コア径2a、コア屈折率n1、および
クラッド屈折率n2を適宜調節することによって設定さ
れる。尚、光ファイバ型カプラを構成する光ファイバと
希土類添加光ファイバとは、VSおよびVPが等しければ
よく、コア径、比屈折率差は相違していてよい。すなわ
ち、数式(II)よりV=(2aπn1√2△)/λであ
るので、希土類添加光ファイバ12およびこれに接続さ
れる光ファイバの(2aπn1√2△)の値が等しくな
るように設定すれば、VPもVSも両ファイバ間で一致し
た値となる。ここで、正規化周波数VSおよびVPは両フ
ァイバ間で等しいことが望ましいが、必ずしも厳密に等
しくなくてもよく、これらの差は接続損失の増大につな
がるので、用途等によって接続損失がその許容範囲内と
なるようにすればよい。In the optical fiber amplifier of this embodiment,
At least a rare-earth doped optical fiber 12, the optical fibers constituting the optical fiber coupler 11 connected thereto, the normalized frequency V P in the normalized frequency V S and the pumping light wavelength lambda P in the signal light wavelength lambda S Both are set equally. The normalized frequency V is calculated by the above formula (II) and is set by appropriately adjusting the core diameter 2a, the core refractive index n 1 and the clad refractive index n 2 . It should be noted that the optical fiber forming the optical fiber type coupler and the rare earth-doped optical fiber may have the same V S and V P, and may have different core diameters and relative refractive index differences. That is, since it is from Equation (II) V = (2aπn 1 √2 △) / λ, so that the value of (2aπn 1 √2 △) of optical fibers connected doped optical fiber 12 and to earth is equal If set, both V P and V S have the same value between both fibers. Here, it is desirable that the normalized frequencies V S and V P be equal between both fibers, but they need not necessarily be exactly equal, and the difference between them will lead to an increase in splice loss. It may be set within the allowable range.
【0019】また希土類添加光ファイバ12、これに接
続される光ファイバ型カプラ11を構成する光ファイ
バ、および好ましくは希土類添加光ファイバ12の出射
側に接続される光ファイバには、そのコア内に加熱によ
って拡散され易いドーパントが添加されている。ここで
用いられるドーパントとしては、ゲルマニウムが好まし
い。そして、このドーパントの拡散により接続部のコア
径が拡大され、必要に応じてMFDが整合されている。
ここで、希土類添加光ファイバ32と光ファイバ型カプ
ラ31の接続部では、これらの正規化周波数VPおよび
VSがいずれも等しく設定されており、上述のように正
規化周波数はドーパントの熱拡散によって変化しない。
したがって、上記数式(I)より、励起光波長(λP)
または信号光波長(λS)のいずれか一方の波長につい
てMFDを一致させれば、同時に他方の波長についても
MFDの整合性が得られる。実際には、両ファイバのコ
ア径(2a)を実質的に一致させることにより、MFD
を一致させることができる。Further, the rare earth-doped optical fiber 12, the optical fiber forming the optical fiber type coupler 11 connected to the rare earth-doped optical fiber 12, and preferably the optical fiber connected to the emitting side of the rare earth-doped optical fiber 12 are provided in the core thereof. A dopant which is easily diffused by heating is added. The dopant used here is preferably germanium. Then, the diffusion of the dopant expands the core diameter of the connection portion, and the MFD is matched as necessary.
Here, in the connecting portion of the rare earth-doped optical fiber 32 and the optical fiber type coupler 31, these normalized frequencies V P and V S are both set to be equal, and the normalized frequency is the thermal diffusion of the dopant as described above. Does not change depending on
Therefore, from the above formula (I), the pumping light wavelength (λ P )
Alternatively, if the MFDs of one wavelength of the signal light wavelength (λ S ) are matched, the MFDs of the other wavelength can be matched at the same time. In practice, by making the core diameters (2a) of both fibers substantially the same, the MFD
Can be matched.
【0020】希土類添加光ファイバ12と他の光ファイ
バとの接続は上述の図3に示すように、まず接続すべき
光ファイバの端部を加熱することによって、コア内に含
まれているドーパントを拡散させ、これによってコア径
を実質的に拡大させる。このときの加熱温度は光ファイ
バを構成するガラスの組成等によって変化し得るが、1
700〜2000℃程度に好ましく設定される。そして
必要に応じて、接続点を伝搬する光の波長(信号光波長
λSまたは励起光波長λP)におけるMFDを観察しなが
ら加熱時間を制御し、所望のMFDを得る。このように
してMFDが一致された接続端の端面どうしを突き合わ
せて、これらを周知の手法で融着接続する。To connect the rare earth-doped optical fiber 12 to another optical fiber, as shown in FIG. 3 above, first, the end portion of the optical fiber to be connected is heated to remove the dopant contained in the core. Diffuse, which substantially expands the core diameter. The heating temperature at this time may change depending on the composition of glass constituting the optical fiber, etc.
It is preferably set to about 700 to 2000 ° C. Then, if necessary, the heating time is controlled while observing the MFD at the wavelength of the light propagating through the connection point (signal light wavelength λ S or pumping light wavelength λ P ) to obtain the desired MFD. In this way, the end faces of the connection ends whose MFDs are matched are butted against each other, and these are fusion-spliced by a known method.
【0021】あるいは、希土類添加光ファイバ12と他
の光ファイバの接続方法として、まず融着接続を行った
後に、接続部分を加熱し、コア内のドーパントを拡散さ
せてMFDの整合性を得ることもできる。この場合に
は、希土類添加光ファイバ12と他の光ファイバにおけ
るドーパントの熱拡散係数を変えておくことが必要であ
る。例えば、希土類添加光ファイバのコアにゲルマニウ
ムを添加するとともに、クラッドにフッ素を添加してお
く。一方、他の光ファイバのコアにはゲルマニウムを添
加し、クラッドはドーパントを含まないシリカとする。
このように、クラッドの組成を違えておくことによっ
て、コア内のドーパントの熱拡散係数が異なるものとな
る。ここでは、希土類添加光ファイバ12のほうが、大
きな熱拡散係数をもつので、加熱時間を適宜設定するこ
とによって、融着接続された希土類添加光ファイバと他
の光ファイバのドーパントを同時に加熱拡散させて接続
部におけるMFDを一致させることができる。Alternatively, as a method of connecting the rare earth-doped optical fiber 12 to another optical fiber, first, after fusion splicing, the connecting portion is heated to diffuse the dopant in the core to obtain MFD matching. You can also In this case, it is necessary to change the thermal diffusion coefficient of the dopant in the rare earth-doped optical fiber 12 and the other optical fiber. For example, germanium is added to the core of the rare earth-doped optical fiber and fluorine is added to the clad. On the other hand, germanium is added to the core of another optical fiber, and the cladding is made of silica containing no dopant.
In this way, by making the composition of the cladding different, the thermal diffusion coefficient of the dopant in the core becomes different. Here, since the rare earth-doped optical fiber 12 has a larger thermal diffusion coefficient, by appropriately setting the heating time, the fusion spliced rare earth-doped optical fiber and the dopant of another optical fiber are simultaneously heated and diffused. MFDs at the connection can be matched.
【0022】このようにして、本実施例では希土類添加
光ファイバ12と光ファイバ型カプラ11の接続点S1
では、信号光および励起光の両方の波長におけるMFD
が整合されている。したがって、励起光および信号光を
効率よく希土類添加光ファイバに入射することができ
る。また希土類添加光ファイバ12とその出射側に接続
される光ファイバの接続点S2においては、コア内のド
ーパントの熱拡散によって、信号光波長についてのみM
FDの整合性が満たされており、希土類添加光ファイバ
で励起された信号光の接続損失を抑えて効率よく出射す
ることができる。したがって、この接続点S2について
は、特に正規化周波数Vを等しく設定する必要はない。Thus, in this embodiment, the connection point S 1 between the rare earth-doped optical fiber 12 and the optical fiber type coupler 11 is
Then, MFD at both wavelengths of signal light and pump light
Are aligned. Therefore, the pumping light and the signal light can be efficiently incident on the rare earth-doped optical fiber. Further, at the connection point S 2 between the rare earth-doped optical fiber 12 and the optical fiber connected to the output side thereof, due to thermal diffusion of the dopant in the core, only M for the signal light wavelength.
The FD conformity is satisfied, and it is possible to suppress the connection loss of the signal light pumped by the rare earth-doped optical fiber and efficiently emit the signal light. Therefore, it is not necessary to set the normalization frequency V to be equal at this connection point S 2 .
【0023】このような光ファイバ増幅器にあっては、
信号光波長についても励起光波長についても、接続損失
が小さく抑えられているので、信号光波長に対する励起
光波長の比(λP/λS×100)が80%以下と、これ
らの波長が離れている場合にも、高効率の光増幅作用を
得ることができる。In such an optical fiber amplifier,
Since the connection loss is suppressed to be small for both the signal light wavelength and the pumping light wavelength, when the ratio of the pumping light wavelength to the signal light wavelength (λ P / λ S × 100) is 80% or less, these wavelengths are separated. In this case, a highly efficient optical amplification effect can be obtained.
【0024】図5は本発明の光ファイバ増幅器の第2の
構成例を示したものである。この例では、希土類添加光
ファイバ22の一方から信号光が入射され、他方から光
ファイバ型カプラ21を介して励起光が入射されるよう
に構成されている。また希土類添加光ファイバ22から
出射される増幅された信号光は、光ファイバ型カプラ2
1および好ましく設けられたアイソレータ23を介して
出力されるようになっている。この光ファイバ増幅器に
おいては、希土類添加光ファイバ22と光ファイバ型カ
プラ21の接続点S4において、両ファイバ間で信号光
波長および励起光波長における正規化周波数が等しく設
定されている。またこれらの接続に際して、コア内のド
ーパントの熱拡散により、両ファイバの接続端面のMF
Dが一致するように形成されている。また希土類添加光
ファイバ22と信号光源との接続点S3、および光ファ
イバ型カプラ21光アイソレータ23との接続点S6で
は、コア内のドーパントの熱拡散により、両ファイバの
信号光波長におけるMFDが一致するように形成されて
おり、光ファイバ型カプラ21と励起光源との接続点S
5では、同様にして両ファイバの励起光波長におけるM
FDが一致するように形成されている。接続点S4以外
では特に接続される両ファイバの正規化周波数Vを等し
く設定する必要はない。FIG. 5 shows a second configuration example of the optical fiber amplifier of the present invention. In this example, the signal light is incident from one of the rare earth-doped optical fibers 22 and the excitation light is incident from the other through the optical fiber type coupler 21. In addition, the amplified signal light emitted from the rare earth-doped optical fiber 22 is the optical fiber coupler 2
1 and an isolator 23 which is preferably provided. In this optical fiber amplifier, at the connection point S 4 between the rare earth-doped optical fiber 22 and the optical fiber type coupler 21, the normalized frequencies at the signal light wavelength and the pumping light wavelength are set to be equal between both fibers. When connecting these, the MF of the connection end face of both fibers is caused by thermal diffusion of the dopant in the core.
It is formed so that D matches. At the connection point S 3 between the rare earth-doped optical fiber 22 and the signal light source and the connection point S 6 between the optical fiber type coupler 21 and the optical isolator 23, the MFD at the signal light wavelengths of both fibers is caused by the thermal diffusion of the dopant in the core. Are formed so as to coincide with each other, and the connection point S between the optical fiber type coupler 21 and the excitation light source is
In the case of 5 , similarly, M at the pumping light wavelength of both fibers
The FDs are formed so as to match each other. It is not necessary to set the normalized frequencies V of both fibers to be equal to each other except the connection point S 4 .
【0025】このような光ファイバ増幅器にあっては、
信号光波長についても励起光波長についても、各接続点
における接続損失が小さく抑えられており、効率よく光
増幅作用を得ることができる。In such an optical fiber amplifier,
With respect to both the signal light wavelength and the pumping light wavelength, the connection loss at each connection point is suppressed to be small, and the optical amplification effect can be efficiently obtained.
【0026】(実施例1)希土類添加光ファイバ22と
して、下記表1に示すパラメータを有するエルビウム添
加光ファイバ(EDF)を用いて図5に示す構成の光フ
ァイバ増幅器を作製した。この希土類添加光ファイバ2
2に接続されるWDM型光ファイバカプラ21の光ファ
イバAは、下記表1に示すように、EDFとは異なるコ
ア径、比屈折率差を有し、励起光波長におけるVPおよ
び信号光波長におけるVSがいずれもEDFのものと等
しくなるように形成した。このEDFと光ファイバAと
の接続点S4において、励起光波長λP=0.98μmお
よび信号光波長λS=1.55μmにおける接続損失を
測定したところ、下記表1に示すように、いずれの波長
においても小さい値であった。また上記S4以外の接続
点S3、S5、およびS6における接続損失はいずれも
0.1dB以下に抑えられていた。Example 1 An erbium-doped optical fiber (EDF) having the parameters shown in Table 1 below was used as the rare earth-doped optical fiber 22 to fabricate an optical fiber amplifier having the configuration shown in FIG. This rare earth doped optical fiber 2
As shown in Table 1 below, the optical fiber A of the WDM optical fiber coupler 21 connected to No. 2 has a core diameter and a relative refractive index difference different from those of the EDF, and has a V P and a signal light wavelength at the pumping light wavelength. Were formed so that V S in each of them was equal to that of EDF. At the connection point S 4 between this EDF and the optical fiber A, the connection loss was measured at the pumping light wavelength λ P = 0.98 μm and the signal light wavelength λ S = 1.55 μm. Was also a small value at the wavelength of. Further, the connection losses at the connection points S 3 , S 5 , and S 6 other than S 4 were all suppressed to 0.1 dB or less.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
【0028】さらに、この光ファイバ増幅器に、励起光
として波長0.98μmのレーザ光を入射させ、かつ信
号光として1.55μmの光を入射させて、増幅された
信号光(波長1.55μm)を得た。このときの励起光
パワーに対する飽和出力光の比率(変換効率)を調べ
た。信号光の入力を−5dBm、励起光パワーを60m
Wとしたとき、変換効率53%であった。尚、この変換
効率は、図5中点S5における励起光入射パワーに対す
る点S7における信号光出力パワーを測定したものであ
って、アイソレータ23等での損失は含まれていない。Further, a laser beam having a wavelength of 0.98 μm and a signal light of 1.55 μm are made incident on the optical fiber amplifier as excitation light, and amplified signal light (wavelength 1.55 μm). Got The ratio of the saturated output light to the pumping light power at this time (conversion efficiency) was examined. Signal light input is -5 dBm, pumping light power is 60 m
When W was set, the conversion efficiency was 53%. Note that this conversion efficiency is obtained by measuring the signal light output power at the point S 7 with respect to the pumping light incident power at the point S 5 in FIG. 5, and does not include the loss in the isolator 23 or the like.
【0029】(比較例1)希土類添加光ファイバ22に
接続されるWDM型光ファイバカプラ21の光ファイバ
として、上記表1に示すパラメータを有する光ファイバ
Bを用いた以外は同様にして光ファイバ増幅器を構成し
た。このEDFと光ファイバBとの接続点S4につい
て、上記実施例1と同様にして接続損失を測定したとこ
ろ、上記表1に示すように大きい値となった。また上記
実施例1と同様にして、励起光パワーに対する飽和出力
光の比率(変換効率)を調べたところ38%であった。
上記実施例1および比較例1の結果より、本発明によれ
ば希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部に
おける接続損失を抑えて、高効率の光ファイバ増幅器が
得られることが認められた。(Comparative Example 1) An optical fiber amplifier was used in the same manner except that the optical fiber B having the parameters shown in Table 1 was used as the optical fiber of the WDM optical fiber coupler 21 connected to the rare earth-doped optical fiber 22. Configured. The connection loss at the connection point S 4 between the EDF and the optical fiber B was measured in the same manner as in Example 1 above, and it was a large value as shown in Table 1 above. Moreover, when the ratio of the saturated output light to the pumping light power (conversion efficiency) was examined in the same manner as in Example 1, it was 38%.
From the results of Example 1 and Comparative Example 1 above, it was confirmed that according to the present invention, a high-efficiency optical fiber amplifier can be obtained by suppressing the connection loss at the connection between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber. It was
【0030】図6は本発明の光ファイバレーザの一例と
して、リング共振型光ファイバレーザの構成例を示した
ものである。図中符号31はWDM型の光ファイ型バカ
プラ、32は希土類添加光ファイバ、33は光アイソレ
ータをそれぞれ示す。励起光(波長λP)は、光ファイ
バ型カプラ31を介して希土類添加光ファイバ32から
なるリング型共振器に入射され、希土類添加光ファイバ
32を励起する。励起された希土類添加光ファイバ32
は、波長λSの自然放出光を発光し、この波長λSの光を
光ファイバ型カプラ31を介して再びリング型共振器3
2へ入射させ、希土類添加光ファイバ32に光帰還をか
けることによって、波長λSの発振光が得られる。そし
て、ここで発振された発振光(波長λS)は、その一部
が光ファイバ型カプラ31を介して取り出されるように
なっている。FIG. 6 shows a configuration example of a ring resonance type optical fiber laser as an example of the optical fiber laser of the present invention. In the figure, reference numeral 31 is a WDM optical fiber coupler, 32 is a rare earth-doped optical fiber, and 33 is an optical isolator. The pumping light (wavelength λ P ) is incident on the ring resonator formed of the rare earth-doped optical fiber 32 via the optical fiber type coupler 31 and pumps the rare earth-doped optical fiber 32. Excited rare earth-doped optical fiber 32
Is the wavelength λ emit spontaneous emission light of S, the wavelength λ ring resonator 3 again through the optical fiber coupler 31 the light of S
By oscillating light having a wavelength λ s , the light is incident on the optical fiber 2 and the optical feedback is applied to the rare earth-doped optical fiber 32. The oscillated light (wavelength λ S ) oscillated here is partly extracted through the optical fiber type coupler 31.
【0031】この光ファイバレーザにおいては、少なく
とも光ファイバ型カプラ31と希土類添加光ファイバ3
2との接続点S8において、励起光と発振光の2つの波
長の異なる光について、同時にMFDの整合性が得られ
るように構成されている。すなわち、少なくとも希土類
添加光ファイバ32と、これに接続される光ファイバカ
プラ31を構成する光ファイバとは、励起光波長λPに
おける正規化周波数VPおよび発振光波長λSにおける正
規化周波数VSおよびがいずれも等しく設定されてい
る。また希土類添加光ファイバ32、これに接続される
光ファイバ型カプラ31を構成する光ファイバには、そ
のコア内に、加熱によって拡散され易いドーパントが添
加されている。そして、接続端部を加熱することによっ
てドーパントを拡散させて、希土類添加光ファイバ32
と、これに接続される光ファイバとの接続端におけるM
FDが一致するように形成されている。希土類添加光フ
ァイバ32のコアに添加される希土類は各種のものを用
いることができ、希土類の種類によって異なる波長の発
振光が得られる。希土類添加光ファイバ32と光ファイ
バ型カプラ31との接続は上述の光ファイバ増幅器の場
合と同様にして行なうことができる。In this optical fiber laser, at least the optical fiber type coupler 31 and the rare earth-doped optical fiber 3 are used.
At the connection point S 8 with 2, the MFD matching is simultaneously obtained for the two lights having different wavelengths, the excitation light and the oscillation light. That is, at least the rare-earth-doped optical fiber 32 and the optical fiber forming the optical fiber coupler 31 connected thereto have a normalized frequency V P at the excitation light wavelength λ P and a normalized frequency V S at the oscillation light wavelength λ S. Both and are set equally. Further, the rare-earth-doped optical fiber 32 and the optical fiber forming the optical fiber type coupler 31 connected to the rare-earth-doped optical fiber 32 are doped with a dopant which is easily diffused by heating in the core thereof. Then, the rare earth element-doped optical fiber 32 is diffused by heating the connection end to diffuse the dopant.
And M at the connection end with the optical fiber connected to this
The FDs are formed so as to match each other. Various kinds of rare earth may be added to the core of the rare earth-doped optical fiber 32, and oscillated light having different wavelengths can be obtained depending on the kind of rare earth. The rare earth-doped optical fiber 32 and the optical fiber type coupler 31 can be connected in the same manner as in the case of the optical fiber amplifier described above.
【0032】このように形成された、希土類添加光ファ
イバ32と光ファイバ型カプラ31の接続点S8では、
これらの正規化周波数VSおよびVPが等しく設定されて
いることから、励起光波長(λP)または発振光波長
(λS)のいずれか一方の波長についてMFDを一致さ
せれば、同時に他方の波長についてもMFDの整合性が
得られる。したがって、励起光および発振光が効率よく
希土類添加光ファイバに入射される。このような光ファ
イバレーザにあっては、励起光波長についても、発振光
波長についても、接続損失を小さく抑えることができる
ので、励起光波長と発振光波長とが離れている場合に
も、高効率のレーザ光発振作用を得ることができる。At the connection point S 8 between the rare earth-doped optical fiber 32 and the optical fiber type coupler 31 formed in this way,
Since these normalized frequencies V S and V P are set to be equal, if the MFDs of one of the pumping light wavelength (λ P ) and the oscillating light wavelength (λ S ) are matched, the other simultaneously. The MFD matching is also obtained for the wavelengths of. Therefore, the excitation light and the oscillation light are efficiently incident on the rare earth-doped optical fiber. In such an optical fiber laser, it is possible to suppress the connection loss with respect to both the pumping light wavelength and the oscillation light wavelength. Therefore, even when the pumping light wavelength and the oscillation light wavelength are separated from each other, the high It is possible to obtain an efficient laser light oscillation action.
【0033】尚、本発明の希土類添加光ファイバを用い
た光ファイバ増幅器および光ファイバレーザは上記の構
成に限らず、各種の構成が可能である。そして、希土類
添加光ファイバと他の光ファイバとの接続点であって、
波長の異なる複数の光が同時に伝搬される点について、
正規化周波数Vを等しく設定するとともに、ドーパント
の加熱拡散によりMFDを一致させて、両方の波長につ
いてMFDを同時に整合させることが有効である。The optical fiber amplifier and the optical fiber laser using the rare earth-doped optical fiber of the present invention are not limited to the above-mentioned configurations, but various configurations are possible. Then, at a connection point between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber,
Regarding the point where multiple lights with different wavelengths are simultaneously propagated,
It is effective to set the normalization frequency V equal to each other, match the MFDs by heat diffusion of the dopant, and simultaneously match the MFDs for both wavelengths.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の希土類添
加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器は、希土類添加
光ファイバとこれに接続される他の光ファイバとの接続
部で、両ファイバの励起光波長におけるMFDおよび信
号光波長におけるMFDがいずれも整合されているもの
である。したがって、希土類添加光ファイバと他の光フ
ァイバとの接続部において、信号光および励起光の両方
の光について接続損失を小さく抑えることができる。よ
って、信号光波長に対する励起光波長の比(λP/λS×
100)が80%以下と、これらの波長が離れている場
合にも、高効率の光増幅作用を得ることができる。As described above, the optical fiber amplifier using the rare earth-doped optical fiber of the present invention pumps both the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto. Both the MFD at the light wavelength and the MFD at the signal light wavelength are matched. Therefore, at the connection between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber, the connection loss of both the signal light and the pumping light can be reduced. Therefore, the ratio of the pumping light wavelength to the signal light wavelength (λ P / λ S ×
100) is 80% or less, a highly efficient optical amplification effect can be obtained even when these wavelengths are distant from each other.
【0035】また本発明の希土類添加光ファイバを用い
た光ファイバレーザは、希土類添加光ファイバとこれに
接続される他の光ファイバとの接続部で、両ファイバの
励起光波長におけるMFDおよび発振光波長におけるM
FDがいずれも整合されているものである。したがっ
て、希土類添加光ファイバと他の光ファイバとの接続部
において、信号光および発振光の両方の光について接続
損失を小さく抑えることができる。よって、発振光波長
に対する励起光波長の比(λP/λS×100)が80%
以下と、これらの波長が離れている場合にも、高効率の
レーザ光発振作用を得ることができる。Further, the optical fiber laser using the rare earth-doped optical fiber of the present invention is a connection portion between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto, and the MFD and the oscillation light at the pumping light wavelength of both fibers. M at wavelength
The FDs are all matched. Therefore, at the connection between the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber, it is possible to reduce the connection loss for both the signal light and the oscillation light. Therefore, the ratio of the excitation light wavelength to the oscillation light wavelength (λ P / λ S × 100) is 80%.
Even if these wavelengths are separated from the following wavelengths, a highly efficient laser light oscillation action can be obtained.
【図1】 光ファイバ増幅器の例を示した概略構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical fiber amplifier.
【図2】 希土類添加光ファイバおよび他の光ファイバ
におけるコア径とモードフィールド径を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a core diameter and a mode field diameter in a rare earth-doped optical fiber and another optical fiber.
【図3】 コア径が異なる光ファイバの融着接続の例を
示す工程図である。FIG. 3 is a process drawing showing an example of fusion splicing of optical fibers having different core diameters.
【図4】 コア径に対するモードフィールド径の比と正
規化周波数との関係を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ratio of the mode field diameter to the core diameter and the normalized frequency.
【図5】 光ファイバ増幅器の他の例を示した概略構成
図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of the optical fiber amplifier.
【図6】 光ファイバレーザの例を示す概略構成図であ
る。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical fiber laser.
11,21,31……光ファイバ型カプラ 12,22,32……希土類添加光ファイバ 11, 21, 31 ... Optical fiber type coupler 12, 22, 32 ... Rare earth doped optical fiber
Claims (4)
ァイバを利得媒質とした光ファイバ増幅器であって、 希土類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイ
バとの接続部で、両ファイバの励起光波長におけるモー
ドフィールド径および信号光波長におけるモードフィー
ルド径がいずれも整合されていることを特徴とする光フ
ァイバ増幅器。1. An optical fiber amplifier using, as a gain medium, a rare earth-doped optical fiber in which a rare earth is added to a core, wherein a rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected to the optical fiber An optical fiber amplifier characterized in that both the mode field diameter at the pumping light wavelength and the mode field diameter at the signal light wavelength are matched.
される他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ
該希土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光
ファイバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパン
トを含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパン
トの拡散によりコアが拡径されてなることを特徴とする
請求項1記載の光ファイバ増幅器。2. The rare earth-doped optical fiber and other optical fibers connected thereto have the same normalized frequency, and the rare earth-doped optical fiber and the other optical fiber connected thereto are heated in the core. 2. The optical fiber amplifier according to claim 1, further comprising a dopant which is easily diffused, wherein the core is expanded in diameter by diffusion of the dopant at these connecting portions.
ァイバを利得媒質とした光ファイバレーザであって、 希土類添加光ファイバとこれに接続される他の光ファイ
バとの接続部で、両ファイバの励起光波長におけるモー
ドフィールド径および発振光波長におけるモードフィー
ルド径がいずれも整合されていることを特徴とする光フ
ァイバレーザ。3. An optical fiber laser using a rare earth-doped optical fiber having a core doped with rare earth as a gain medium, wherein the rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected to the optical fiber are connected to each other. An optical fiber laser characterized in that both the mode field diameter at the pumping light wavelength and the mode field diameter at the oscillating light wavelength are matched.
される他の光ファイバとの正規化周波数が等しく、かつ
該希土類添加光ファイバおよびこれに接続される他の光
ファイバがコア内に加熱により拡散されやすいドーパン
トを含んでなるとともに、これらの接続部で該ドーパン
トの拡散によりコアが拡径されてなることを特徴とする
請求項3記載の光ファイバレーザ。4. The rare earth-doped optical fiber and another optical fiber connected thereto have the same normalized frequency, and the rare earth-doped optical fiber and the other optical fiber connected thereto are heated in the core. 4. The optical fiber laser according to claim 3, wherein the core contains a dopant which is easily diffused, and the core is expanded in diameter by diffusion of the dopant at these connecting portions.
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