JPH04322228A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コア部に希土類をドー
プした光ファイバを適当な光源によって励起して反転準
位を得、それによって光を増幅する光ファイバ増幅器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、希士類特にエルビウム（Ｅｒ）を
ドープした光ファイバを用いた光増幅器が著しい進歩を
とげている（たとえば、中沢，「Ｅｒドープ光ファイバ
ーによる光増幅とその応用」，応用物理，第５９巻，第
９号（１９９０），Ｐ１１７５〜１１９２、堀口，「光
ファイバ増幅器」，光学，第１９巻，第５号（１９９０
）、Ｐ２７６〜２８２等参照）。

【０００３】これらのＥｒドープファイバ増幅器の研究
開発は、主に長距離の光通信を念頭に置いて行われてい
るので、シングルモードの光ファイバ系の光増幅が中心
課題となっている。

【０００４】しかし、光増幅は、たとえば、光ＬＡＮ（
ｌｏｃａｌ　ａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）や光ＣＡＴＶ（
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ　ａｎｔｅｎｎａｔｅｌｅｖｉｓｉ
ｏｎ）系に於ける分配損失を補うというような用途にも
有望である。このような近距離の光通信ネットワークに
は、取り扱いの容易なマルチモード光ファイバが適して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光ＬＡＮ用のマルチモ
ード光ファイバ増幅器の実現を考えると次のような問題
がある。

【０００６】１）マルチモード光ファイバは、当然なが
ら多数のモードがあり、たとえば、コア径６０μｍ、Ｎ
Ａ（開口数）＝０．２のグレーデッドインデックス型フ
ァイバでは、立ち得るモード数は５００にもなる（たと
えば、野田，　「光ファイバ伝送」，　電子通信学会（
１９７８），　Ｐ４２参照。）。任意のモードに対して
等しい利得を得るには、コア内部が均一に励起されなけ
ればならない。言い換えれば、励起光を各モード均一に
照射しなければならない。しかしながら、レーザ光はコ
ヒーレンス（可干渉性）を有しているので、励起光源に
レーザ光源を用いた場合、励起光を各モード均一に照射
することは実現困難である。

【０００７】２）マルチモードファイバは、コア径が５
０〜６０μｍと大きく、コア径が１０μｍ程のシングル
モードファイバに比べ、同じ励起密度を得るには数十倍
の励起光を照射する必要がある。

【０００８】本発明は、前記問題点を解決するために案
出されたものであって、マルチモード光ファイバを十分
な励起密度で励起できるようにすることを目的とする。 また、本発明は、コヒーレンントな光源を使用しつつ、
マルチモードファイバのコア部の励起状態を平準化する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ増幅
器は、コアに希土類をドープしたマルチモード光ファイ
バと、複数の光源からの励起光を合成して前記マルチモ
ード光ファイバに供給して該マルチモード光ファイバを
励起する光合成手段とを有する。

【００１０】

【作用】複数の光源からの励起光が合成されることによ
り、励起密度が上昇しマルチモードファイバが十分励起
される。また、光源としてレーザを使用した場合でも、
複数の光源からの励起光が合成されることにより、各励
起光が有するコヒーレンスが減じられる。これにより、
希土類ドープファイバにおいて励起されるモードの数が
統計的に増し、マルチモード動作が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１２】本発明の光ファイバ増幅器の実施例の概略
の構成を第１図に示す。複数の独立した光源１ａ，１ｂ
，１ｃから各入力光ファイバ２ａ，２ｂ，２ｃを介して
供給される励起光と、信号入力端３から入力光ファイバ
４を介して供給される入力信号光を、合波器５によって
合波し、光アイソレータ６を通して希土類ドープファイ
バ７を励起する。前記合波器５は、図２に示すように、
ガラス或いはポリカーボネートの基板５ａ上にイオン選
択或いは選択重合により光導波路５ｂを形成することに
より構成されている。

【００１３】希土類ドープファイバ７の励起により増幅
された信号光は、狭帯域フィルタ８を介して出力端９に
至り出力信号光が得られる。

【００１４】各光源１ａ，１ｂ，１ｃは、同一構成を有
しており、光源１ａを例に挙げると、たとえば図３に示
すように、通常の半導体レーザダイオード１０からの励
起光１１を、レンズ１２で収束してマルチモードの入力
光ファイバ２ａのコア部１３に照射する。なお、１４は
入力光ファイバ２ａのクラッド部である。

【００１５】上述のように複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃ
からの光を合成して希土類ドープファイバ７を励起する
ことにより、励起されるモードの数が統計的に増す。す
なわち、複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃからの各光の位相
が互いに異なってくるので、励起されるモードの数は増
す。また、励起光量も、単独光源の場合に比べ増加する
。すなわち、個々にはコヒーレントな複数個の光源から
の光を合成して励起光源とすることにより、全体のコヒ
ーレンス（可干渉性）を低減し、あわせて光量増加を図
っている。

【００１６】次に、光ファイバ増幅器において使用され
る光源の他の構成例を図４に示す。図４に示す例におい
ては、各光源１ａ，１ｂ，１ｃとしてレーザダイオード
アレイ１５を使用した点が図３に示す光源と異なってい
る。図４に示すように、３個の独立した、すなわち位相
同期していないレーザダイオード１５ａ，１５ｂ，１５
ｃを１０μｍ間隔でひとつのチップ上に形成した発光素
子を光源として用いている。各レーザダイオードを位相
同期させないようにするためには、たとえば、各ダイオ
ードを比較的閉じ込め効果の高い光導波路中に入れてや
ればよい。

【００１７】これにより、３本の入力光ファイバ２ａ，
２ｂ，２ｃのそれぞれに対して３個のレーザ光源が配置
されることになる。したがって、合計９個の互いに独立
したレーザ光源からの光を合成して励起光のコヒーレン
スを一層低下させ、かつ光量を増加させることができる
。

【００１８】合波器５における合波数をさらに増やせば
、コヒーレンスをさらに低下させ、かつ、光量を増すこ
とができる。アレイの数を増すことについては、光ファ
イバのコア径が５０〜６０μｍｍということによって制
約を受けるので、現在の製造技術ではアレイの数をこれ
以上増すことは難しい。但し、製造技術上が向上して、
レーザダイオード間の間隔を１０μｍより十分短くする
ことができるようになれば、アレイの数を更に増やすこ
とは可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明においては
、複数の光源からの光を合成してマルチモード希土類ド
ープファイバを励起しているので、光源単体としてレー
ザ等のコヒーレントな光源を使用した場合でも、光のコ
ヒーレンスが低下された状態で励起される。したがって
、励起されるモードの数が増加し、コア部の励起を平準
化することができる。また、光を合成するので励起光量
が増加し、径大なマルチモード光ファイバを十分な励起
密度で励起することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の光ファイバ増幅器の全体構成を示
す光配線図である。

【図２】　　図１に示す光ファイバ増幅器において使用
される光合波器の構成例を示す概略平面図である。

【図３】　　図１に示す光ファイバ増幅器において使用
される光源の構成例を示す要部拡大図である。

【図４】　　図１に示す光ファイバ増幅器において使用
される光源の他の構成例を示す要部拡大図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ　　光源、２ａ，２ｂ，２ｃ　　入力
光ファイバ、３　　信号入力端、４　　入力光ファイバ
、５　　合波器、５ａ　　基板、５ｂ　　導波路、６　
　光アイソレイータ、７　　希土類ドープファイバ、８
　　狭帯域フィルタ、９　　出力端、１０　　半導体レ
ーザダイオード、１１　　励起光、１２　　レンズ、１
３　　コア部、１４　　クラッド部、１５　　レーザダ
イオードアレイ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ　　レーザダ
イオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　コアに希土類をドープしたマルチモー
   ド光ファイバと、複数の光源からの励起光を合成して前
   記マルチモード光ファイバに供給して該マルチモード光
   ファイバを励起する光合成手段とを有する光ファイバ増
   幅器。