JP2891266B2

JP2891266B2 - 光ファイバ増幅器

Info

Publication number: JP2891266B2
Application number: JP3020397A
Authority: JP
Inventors: 良明佐藤; 耕一青山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JPH04238328A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射光を抑圧し且つ光
パルス試験器の使用可能な光ファイバ増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コア部分に希土類元素を添加
した光ファイバは光増幅特性を有することが知られてい
る。かかる希土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増
幅器の基本的構成を図８に示す。同図に示すように、希
土類添加光ファイバ０１の前後には光アイソレータ０２
が結合されており、その入射側には光結合器０３が結合
されている。光結合器０３の一方の入射端には励起光源
０４が結合されており、この光結合器０３により入力信
号と励起光とが波長多重されて希土類添加光ファイバ０
１に入力されるようになっている。一方、希土類添加光
ファイバ０１の出力側の光アイソレータ０２の後方には
光フィルタ０５が結合されている。

【０００３】このような光増幅器では希土類添加光ファ
イバ０１としてＥr 添加光ファイバを用いれば、1.５μ
m 帯の光増幅特性を得ることができ、光結合器０３に入
射された入力信号と励起光とが波長多重されて希土類添
加光ファイバ０１に入力されると、希土類添加光ファイ
バ０１は励起光によって反転分布状態にされ、その結
果、信号光が増幅される。そして、増幅された信号光が
光フィルタ０５を通って出射される。ここで、励起光と
しては通常、0.９８μm 帯や1.４５〜1.５μm 帯のレー
ザ光を使用する。そして、増幅された信号光は雑音成分
である自然放出光を含むため、これを除去する目的で光
フィルタ０５が設けられている。なお、希土類添加光フ
ァイバ０１の前後に設けられている光アイソレータ０２
は、反射光を抑圧するためのものである。つまり、光結
合器０３、光フィルタ０５及び光コネクタなどが信号光
の反射点となり反射光が入ると光ファイバ増幅器が発振
を起こす可能性があるので、この反射光を抑圧する必要
があるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】希土類添加光ファイバ
０１の増幅特性は原理的に双方向性であるが、前述した
ように通常の光ファイバ増幅器の構成では光アイソレー
タ０２を含むので、一方向（図中、Ａ方向）の光増幅器
としてしか使用できない。このため、このような光ファ
イバ増幅器が挿入された伝送路は、双方向伝送路として
使用するシステムには不向きであった。

【０００５】ところで、近年、光ファイバ増幅器を利用
した光中継器を使用して長距離伝送実験が行われてい
る。例えば、光ファイバ長が２０００Kmを超える実験が
ＮＴＴより報告されている(Optical Fiber Communicati
on Conferrence OFC´90 PD-21990）。このようなシス
テムの実用化のためには、光ファイバの障害点・光ファ
イバ増幅器の故障点が正確に把握でき、迅速かつ確実に
修理が行える必要がある。光ファイバ増幅器が伝送路に
挿入されたシステムにおいて、全伝送路の状況把握を光
パルス試験器を用いて行う場合、パルス光の後方散乱光
が光ファイバ増幅器を逆方向に通過する必要がある。し
かし、従来の光ファイバ増幅器は上述したように光アイ
ソレータをもっているので、全伝送路にわたっての光パ
ルス試験器の使用はできないという問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑み、反射光を
抑圧し且つ光パルス試験器の使用可能な光ファイバ増幅
器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する光フ
ァイバ増幅器は、希土類添加光ファイバと光の入出力端
子となる四つのポートを有する光サーキュレータとを具
備する光ファイバ増幅器であって、光サーキュレータの
入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組
の入力側には一端側に励起光と信号光とが結合される第
一の希土類添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力
側には光ファイバが接続され、一方、上記光サーキュレ
ータの他方の組の入力側及び出力側には励起光と信号光
とを結合する部分を含む第二の希土類添加光ファイバの
両端側がそれぞれ接続されていることを特徴とし、ま
た、希土類添加光ファイバと光の入出力端子となる四つ
のポートを有する光サーキュレータとを具備する光ファ
イバ増幅器であって、第一の光サーキュレータの入出力
ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の入力
側には励起光と信号光とを含む第一の光ファイバが接続
され且つ出力側には第一の希土類添加光ファイバの一端
側が接続され、一方、上記第一の光サーキュレータの他
方の組の入力側及び出力側には励起光と信号光とを結合
する部分を含む第二の希土類添加光ファイバの両端側が
それぞれ接続されており、また、第二の光サーキュレー
タの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方
の組の入力側には上記第一の希土類添加光ファイバの他
端側が接続され且つ出力側には第三の光ファイバが接続
され、一方、上記第二の光サーキュレータの他方の組の
入力側及び出力側には励起光と信号光とを結合する部分
を含む第三の希土類添加光ファイバの両端側がそれぞれ
接続されていることを特徴とする。

【０００８】さらに、希土類添加光ファイバと光の入出
力端子となる四つのポートを有する光サーキュレータと
を具備する光ファイバ増幅器であって、光サーキュレー
タの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方
の組の入力側には一端側に励起光と信号光とが結合され
る第一の希土類添加光ファイバの他端側が接続され且つ
出力側には光ファイバが接続され、一方、上記光サーキ
ュレータの他方の組の入力側及び出力側には第二の希土
類添加光ファイバの両端側がそれぞれ接続されているこ
とを特徴とし、また、希土類添加光ファイバと光の入出
力端子となる四つのポートを有する光サーキュレータと
を具備する光ファイバ増幅器であって、第一の光サーキ
ュレータの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポート
の一方の組の入力側には励起光と信号光とを含む第一の
光ファイバが接続され且つ出力側には第一の希土類添加
光ファイバの一端側が接続され、一方、上記第一の光サ
ーキュレータの他方の組の入力側及び出力側には励起光
と信号光とを結合する部分を含む第二の希土類添加光フ
ァイバの両端側がそれぞれ接続されており、また、第二
の光サーキュレータの入出力ポートとなり得る二組の入
出力ポートの一方の組の入力側には上記第一の希土類添
加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側には第三の
光ファイバが接続され、一方、上記第二の光サーキュレ
ータの他方の組の入力側及び出力側には第三の希土類添
加光ファイバの両端側がそれぞれ接続されていることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】第一の構成の光ファイバ増幅器では、信号光と
励起光とを結合して第一の希土類添加光ファイバへ入力
すると、信号光は増幅されて光サーキュレータの一方の
入力側のポートへ入力され、その出力側のポートから出
力される。ここで、光サーキュレータの他方の入力側及
び出口側へ接続されている第二の希土類添加光ファイバ
へ励起光を入力しないと、上述のように増幅されて出力
された信号光の反射光が、伝搬する際に第二の希土類添
加光ファイバは光減衰器として作用し、反射光は抑圧さ
れる。また、上記励起光を入力すると第二の希土類添加
光ファイバは光増幅器として作用し、すなわち上記反射
光の進む方向へも光が伝搬される。

【００１０】一方、第二の構成の光ファイバ増幅器で
は、第一の光サーキュレータの一方の入力側から信号光
と励起光とを結合して入力する場合の作用は上述したも
のと同様である。また、この場合の反射光に対しては第
二及び第三の希土類添加光ファイバに励起光を入力しな
ければこれらは光減衰器として作用し、反射光は抑圧さ
れる。このとき、第一の光サーキュレータに結合された
第二の希土類添加光ファイバは第二の光サーキュレータ
より前での反射光を抑圧する。逆に、第二及び第三の希
土類添加光ファイバに励起光を入力すれば、これらは光
増幅器として作用し、すなわち上記反射光の進む方向へ
も光が伝搬される。

【００１１】また、第三及び第四の構成の光ファイバ増
幅器は、その増幅特性及び反射光の抑圧作用は上述した
第一及び第二の構成の光ファイバ増幅器と同様であり、
反射光が進む方向への増幅作用が得られないだけであ
る。よって、パルス試験器を用いて伝送路の試験を行う
場合には、該光ファイバ増幅器に含まれる希土類添加光
ファイバにより増幅も減衰も受けない波長の光源を用
る。これにより、上述した第一及び第二の構成の光ファ
イバ増幅器の場合と同様に伝送路の試験を行うことがで
きる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１３】図１には一実施例に係る双方向光ファイバ
増幅器を示す。同図中、１ａは第一の希土類添加光ファ
イバ、２は光サーキュレータである。光サーキュレータ
２は２−Ａ，２−Ｂ，２−Ｃ，２−Ｄの四つのポートを
有するものであり、２−Ａから２−Ｂへ、２−Ｂから２
−Ｃへ、２−Ｃから２−Ｄへ、２−Ｄから２−Ａへと光
が通過できるようになっている。なお、光サーキュレー
タ２の構成については、例えば「光サーキュレータが持
つ偏向依存性除去の試み」電子通信学会、光・量子エレ
クトロニクス研究会資料、ＯＱＥ７８−１４９，１９７
８、等に述べられている。

【００１４】光サーキュレータ２の第一のポート２−Ａ
には第一の希土類添加光ファイバ１ａの一端側が接続さ
れており、その他端側から信号光と励起光とが結合され
た状態で入力されるようになっている。すなわち、希土
類添加光ファイバ１ａの他端側には第一の光結合器３ａ
が接続されており、その一方の入力端には第一の励起光
源４ａが結合されている。また、光サーキュレータ２の
第二のポート２−Ｂには光フィルタ５が介装された第一
の光ファイバ６ａが結合されている。

【００１５】光サーキュレータ２の第三のポート２−Ｃ
及び第四のポート２−Ｄには、第二の希土類添加光ファ
イバ１ｂの両端側がそれぞれ結合されている。この第二
の希土類添加光ファイバ１ｂの第三のポート２−Ｃ側の
端部には第二の光結合器３ｂが介装され、該光結合器３
ｂの他の入力端には第二の励起光源４ｂが結合されてお
り、この励起光源４ｂからの光は結合器３ｂを介して第
二の希土類添加光ファイバ１ｂへポート２−Ｃ側からポ
ート２−Ｄ側へ直接入力されるようになっている。な
お、図中、７ａ，７ｂは接続点を示す。

【００１６】このような光ファイバ増幅器において、接
続点７ａには長距離の伝送路光ファイバを接続し、希土
類添加光ファイバ１ａの図中左側には接続点７ａを含め
て反射点が存在しない場合を考える。

【００１７】ここで、図中Ａ方向（左から右）、つまり
接続点７ａから接続点７ｂへのみ信号光が伝搬する場合
を考える。なお、この場合には第一の励起光源４ａのみ
を作動させればよい。接続点７ａから入力された信号光
は光結合器３ａにより励起光と波長多重されて第一の希
土類添加光ファイバ１ａに入力される。入力された波長
多重光のうち、励起光は第一の希土類添加光ファイバ１
ａを励起し、信号光はこの希土類添加光ファイバ１ａに
よって増幅される。増幅された信号光は自然放出光とと
もに光サーキュレータ２のポート２−Ａに入力される。
ポート２−Ａに入力された信号光と自然放出光はポート
２−Ｂに出力されて光フィルタ５に入力される。光フィ
ルタ５によって信号光のみが接続点７ｂより出力され
る。光サーキュレータのポート２−Ａとポート２−Ｂと
の間は一方向性なので、接続点７ｂから出力された信号
光が反射を受けてもポート２−Ｂからポート２−Ａへの
経路で戻ってくることはない。しかし、この反射光はポ
ート２−Ｂから入ってポート２−Ｃへ出力した後第二の
希土類添加光ファイバ１ｂを通り、ポート２−Ｄからポ
ート２−Ａという経路で伝搬する。一方、第二の励起光
源４ｂから励起光が入射されないと、第二の希土類添加
光ファイバ１ｂは、図中Ｂ方向（右から左）に伝搬する
反射光に対して光減衰器として動作する。しかも、実験
によれば２０dB以上の減衰量は容易に実現可能である。
したがって、このような状態では接続点７ｂの出力先で
生じた反射光は接続点７ａには出力されることはない。

【００１８】次に、接続点７ａと接続点７ｂとの双方向
（図中Ａ方向及びＢ方向）に信号光が伝搬する場合につ
いて考える。図中Ａ方向に伝搬する信号光の増幅過程は
上記で説明した通りである。よって以下に図中Ｂ方向に
伝搬する信号光について考える。なお、この場合には励
起光源４ｂも作動する。信号光は光フィルタ５を通過し
た後、光サーキュレータ２のポート２−Ｂに入力され、
ポート２−Ｃに出力される。ポート２−Ｃに出力された
信号光は第二の希土類添加光ファイバ２ｂを通過した
後、ポート２−Ｄに入力される。ここで、光結合器３ｂ
によって入射された励起光源４ｂからの励起光は第二の
希土類添加光ファイバ１ｂを励起しているので、信号光
は第二の希土類添加光ファイバ１ｂで増幅されて、ポー
ト２−Ｄを介してポート２−Ａに出力される。ポート２
−Ａに出力された信号光は励起された第一の希土類添加
光ファイバ１ａによって増幅され、接続点７ａに出力さ
れる。

【００１９】図２には他の実施例に係る光ファイバ増幅
器を示す。この光ファイバ増幅器は、光結合器２ｂによ
る励起光源４ｂからの入力方向を逆にした以外は図１の
構成と同一なものであり、図１と同一作用を示す部材に
同一符号を付して重複する説明は省略する。この光ファ
イバ増幅器において信号光がＡ方向に伝搬する場合の増
幅過程は図１の光ファイバ増幅器について説明した通り
であるので、ここでは双方向に信号光が伝搬する場合の
Ｂ方向に伝搬する信号光について考える。信号光は光フ
ィルタ５を通過した後、ポート２−Ｂに入力され、ポー
ト２−Ｃに出力されて、第二の希土類添加光ファイバ１
ｂに入力される。一方、励起光源５からの励起光は光結
合器３ｂを介してポート２−Ｃに入力され、ポート２−
Ｄから出力して信号光とは反対側から第二の希土類添加
光ファイバ１ｂに入力され、該希土類添加光ファイバ１
ｂを励起する。したがって、上記信号光は、このように
して励起された第二の希土類添加光ファイバ１ｂにより
増幅されてポート２−Ｄへ入力され、さらにポート２−
Ａから出力した後、第一の希土類添加光ファイバ１ａに
より増幅されて接続点７ａに出力される。

【００２０】双方向に信号光を増幅する場合の問題とし
ては、光ファイバ増幅器の内部もしくは入出力端あるい
は、伝送路上に存在する光コネクタ等の反射点で生じた
反射光のために光ファイバ増幅器の動作状態が不安定に
なることである。例えば、図１において接続点７ａから
入力された信号光は接続点７ｂに出力されるが、その先
で反射点が存在すると反射光はポート２−Ｂ、ポート２
−Ｃを介して第二の希土類添加光ファイバ１ｂを通過し
た後、ポート２−Ｄ、ポート２−Ａと伝搬し、双方向光
増幅器としての動作を不安定にする可能性がある。しか
し、この問題は二つの励起光源４ａ，４ｂを同時に使用
する場合を光ファイバ伝送路の障害点探索のみに限定
し、しかも反射点の反射減衰量と二つの希土類添加光フ
ァイバ１ａ，１ｂの増幅利得との関係を適当に設定する
ことにより解決できる。例えば、第一の希土類添加光フ
ァイバ１ａの利得を２０dB、接続点７ｂの先にある反射
点の反射減衰量を３０dB、第二の希土類添加光ファイバ
１ｂの増幅利得を０dBに設定すれば、ポート２−Ｂから
ポート２−Ｃ，ポート２−Ｄ，ポート２−Ａへのループ
利得は−１０dBとなる。このループ利得においては、光
ファイバ増幅器の雑音が増加し伝送すべき光パルスの信
号波形が劣化するおそれはあるが、少なくとも発振等の
不安定要素は存在しない。この双方向光ファイバ増幅器
を含む光ファイバ伝送路に光パルス試験器を用いた場
合、波形劣化が測定精度へ与える影響は、受光した後方
散乱光を平均化処理することで低減できる。この結果、
障害点探索時に波形劣化が測定精度へ与える影響は、通
常の光信号伝送系においてパルス波形劣化が伝送品質を
劣化させるよりも小さいと考えられる。

【００２１】光ファイバ増幅器の前後に反射点が存在す
る場合の双方向光ファイバ増幅器の一例を図３に示す。
同図に示すように、本実施例では第一の希土類添加光フ
ァイバ１１ａの前後側に光サーキュレータ１２ａ，１２
ｂを設けることにより、信号光の反射光を抑圧するよう
になっている。なお、光サーキュレータ１２ａ，１２ｂ
は上述した光サーキュレータ２と同様なものであり、そ
れぞれのポート１２ａ−Ｂ，１２ｂ−Ｂを入出力ポート
として使用する。この光ファイバ増幅器は図１の光ファ
イバ増幅器を２つ合せた構成となっているが、勿論、何
れか一方を図２に示す光ファイバ増幅器の構成としても
よい。

【００２２】第一の光サーキュレータ１２ａのポート１
２ａ−Ｂには第一の光結合器１３ａを介装した第一の光
ファイバ１６ａが結合されており、第一の光結合器１３
ａの他方の入力端には第一の励起光源１４ａが結合され
ている。そして、ポート１２ａ−Ｂに対応する出力側の
ポート１２ａ−Ｃには上記第一の希土類添加光ファイバ
１１ａの一端側が結合されている。光サーキュレータ１
２ａのポート１２ａ−Ｄ及びポート１２ａ−Ａには第二
の希土類添加光ファイバ１１ｂの両端側がそれぞれ結合
されており、そのポート１２ａ−Ｄ側には第二の光結合
器１３ｂが介装されている。また、第二の光結合器１３
ｂの他方の入力端には第二の励起光源１４ｂが結合され
ており、励起光は希土類添加光ファイバ１１ｂにポート
１２ａ−Ｄ側からポート１２ａ−Ａ側へ直接入力される
ようになっている。

【００２３】一方、上記第一の希土類添加光ファイバ１
１ａの他端側は第二の光サーキュレータ１２ｂのポート
１２ｂ−Ａに結合されており、この第二の光サーキュレ
ータ１２ｂに関しては上記第一の実施例（図１）と同様
である。すなわち、ポート１２ｂ−Ｂには光フィルタ１
５が介装された第二の光ファイバ１６ｂが結合され、ポ
ート１２ｂ−Ｃ及びポート１２ｂ−Ｄには第三の希土類
添加光ファイバ１１ｃの両端側がそれぞれ結合されその
ポート１２ｂ−Ｃには第三の光結合器１３ｃが設けられ
且つ光結合器１３ｃの他の入射端には第三の励起光源１
４ｃが結合されている。なお、図中、１７ａ，１７ｂは
接続点を示す。

【００２４】ここで、上記実施例と同様に図中Ａ方向
（左から右）、つまり接続点１７ａから接続点１７ｂへ
のみ信号光が伝搬する場合を考える。なお、この場合に
は第一の励起光源１４ａのみを作動させればよい。信号
光は光結合器１３ａによって励起光源１４ａからの励起
光と波長多重されて第一の光サーキュレータ１２ａのポ
ート１２ａ−Ｂに入力される。入力された波長多重光は
ポート１２ａ−Ｃに出力され、励起光は第一の希土類添
加光ファイバ１１ａを励起し、信号光はこの希土類添加
光ファイバ１１ａによって増幅される。増幅された信号
光は自然放出光とともに第二の光サーキュレータ１２ｂ
のポート１２ｂ−Ａに入力されてポート１２ｂ−Ｂから
出力され、光フィルタ１５によって信号光のみが接続点
１７ｂから出力される。光サーキュレータ１２ａ，１２
ｂの一方向性区間であるポート１２ａ−Ｂからポート１
２ａ−Ｃ及びポート１２ｂ−Ａからポート１２ｂ−Ｂの
間に希土類元素添加光ファイバ１１ａをはさんでいるの
で、ポート１２ｂ−Ｂに出力された信号光が反射を受け
てもポート１２ｂ−Ｂからポート１２ｂ−Ａ，ポート１
２ａ−Ｃ，ポート１２ａ−Ｂの経路で戻ってくることは
ない。また、励起光源１４ｂ，１４ｃを作動しないと、
第二及び第三の希土類添加光ファイバ１１ｂ，１１ｃは
反射光に対して光減衰器として動作するので、ポート１
２ｂ−Ｂの出力先、あるいは第二の光サーキュレータ１
２ｂより前、例えばポート１２ａ−Ａで生じた反射光は
ポート１２ａ−Ｂには出力されることはない。したがっ
て、図中Ａ方向に伝搬する信号光の増幅に関しては図１
の構成と等価になる。

【００２５】次に、図中Ａ方向及びＢ方向の双方向に信
号光が伝搬する場合について考える。Ａ方向に伝搬する
信号光の増幅過程は上記で説明した通りである。よって
以下にＢ方向に伝搬する信号光について考える。なお、
この場合には励起光源１４ｂ，１４ｃも作動する。信号
光は光フィルタ５を通過した後、ポート１２ｂ−Ｂに入
力され、ポート１２ｂ−Ｃの出力される。ポート１２ｂ
−Ｃに出力された信号光は第三の希土類添加光ファイバ
１１ｃを通過してポート１２ｂ−Ｄに出力される。一
方、光結合器１３ｃを介して励起光源１４ｃの励起光も
第三の希土類添加光ファイバ１１ｃに入力されるので該
希土類添加光ファイバ１１ｃは励起されている。したが
って信号光は第三の希土類添加光ファイバ１１ｃで増幅
されて、ポート１２ｂ−Ｄからポート１２ｂ−Ａに出力
される。ポート１２ｂ−Ａに出力された信号光は第一の
光サーキュレータ１２ａのポート１２ａ−Ｂから入射さ
れた励起光によって励起された第一の希土類添加光ファ
イバ１１ａによって増幅され、ポート１２ａ−Ｃに入力
される。ポート１２ａ−Ｃに入力された信号はポート１
２−Ｄに出力される。光結合器１４ｂによって入力され
た励起光源１４ｂの励起光は第二の希土類添加光ファイ
バ１１ｂを励起し、信号光は該希土類添加光ファイバ１
１ｂに入力されるので、増幅される。増幅された信号光
はポート１２ａ−Ａに入力され、ポート１２ａ−Ｂから
出力される。

【００２６】双方向に光信号を増幅する場合には反射光
によって動作不安定が生ずる可能性がある。しかし、図
１の実施例と同様に三つの励起光を同時に使用する場合
を光ファイバ伝送路の障害点探索のみに限定し、しかも
反射点の反射減衰量と三つの希土類添加光ファイバ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの増幅利得との関係を適当に設定す
ることにより解決できる。

【００２７】なお、上記各実施例においては、光サーキ
ュレータ２のポート２−Ｃとポート２−Ｄ、光サーキュ
レータ１２ａのポート１２ａ−Ｄとポート１２ａ−Ａ、
光サーキュレータ１２ｂのポート１２ｂ−Ｃとポート１
２ｂ−Ｄとをそれぞれ入れかえても動作上問題はない。

【００２８】本発明の具体的な適用例を図４に示す。図
中、１００は本発明の光ファイバ増幅器（図１〜図３に
示すもの）、１１０は送信用伝送装置、１２０は受信用
伝送装置を示す。

【００２９】通常の信号光伝送時においては、図４(A)
に示すように、全ての光ファイバ増幅器の増幅方向が同
一となるように、それぞれ１つの励起光のみを用いた一
方向性の光ファイバ増幅器として使用する。

【００３０】一方、この伝送路の状況把握を光パルス試
験器を用いて行う場合を図４(B),(C) に示す。光パルス
試験器では光ファイバ増幅器の増幅帯域内でかつ光フィ
ルタの通過する波長を使用する。また、各光ファイバ増
幅器では残りの励起光も用いた双方向性の光ファイバ増
幅器として使用する。伝送路の構成として図４(B) で
は、送信用伝送装置１１０のかわりに光パルス試験器１
３０を接続し、測定用光パルスを入射する。送信側か
ら、入射された光パルスは光ファイバによって損失をう
けるとともに、光ファイバ増幅器によって増幅をうけつ
つ、光ファイバ伝送路を伝搬する。伝送路で生じた後方
散乱光は再び光ファイバによって損失を受けるととも
に、増幅を受け、光パルス試験器に入力する。後方散乱
光を解析することで、光ファイバ増幅器を含んだ全区間
の試験が１回でできる。また、図４(C) に示すように、
受信用伝送装置１２０のかわりに、光パルス試験器１３
０を接続し、信号光の伝搬方向とは逆に測定用光パルス
を入射しても同様に光ファイバ増幅器を含んだ全区間の
試験が１回でできる。

【００３１】以上のように本発明の光ファイバ増幅器を
用いることにより、光ファイバ増幅器を含んだ伝送路で
あっても、光パルス試験器を利用することができ、これ
を利用して全伝送路区間の試験を行うことができる。

【００３２】本発明の第三及び第四の構成の光ファイバ
増幅器の例を図５及び図６に示す。なお、両図におい
て、図１〜図３と同一作用を示す部材には同一符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００３３】これらの構成では、希土類添加光ファイバ
において、ある波長の信号光は増幅・減衰を受けるが、
他の波長の信号光は増幅・減衰を受けない性質を利用す
る。例えば、Ｅr 添加光ファイバでは、1.５μm 帯の信
号光は増幅・減衰できるが、1.３μm 帯の信号光は増幅
・減衰されない。すなわち、1.３μm 帯の信号光にとっ
ては、Ｅr 添加光ファイバは通常の光ファイバと同様で
ある。このことを利用するため、図５，６に用いる光サ
ーキュレータ２，１２ａ，１２ｂは、図１〜３で述べた
ものと入出力特性は同じであるが、異なる２波長につい
て同一の入出力特性を示すことが要求される。そして、
光ファイバ増幅器の前後に存在する反射点のうち、どち
らか一方が完全に抑圧できる場合は図５に示すように光
サーキュレータ１つによって本発明による光ファイバ増
幅器を実現できる。

【００３４】図５に示す光ファイバ増幅器において、接
続点７ａには長距離の伝送路光ファイバを接続し、希土
類添加光ファイバ１ａより左側には接続点７ａを含めて
反射点が存在しない場合を考える。

【００３５】まず、Ａ方向のみに信号光が伝搬する場合
を考えると、この場合、上述した実施例の図１及び図２
の動作と同様である。すなわち、希土類添加光ファイバ
１ａがＥr 添加光ファイバのときには、接続点７ａから
1.５μm 帯の信号光が入力すると、この信号光はＡ方向
に安定して増幅され、接続点７ｂから出力される。

【００３６】次に、パルス試験器を用いて伝送路の試験
を行う場合について説明する。この場合には希土類添加
光ファイバ１ａ，１ｂにより増幅も減衰も受けない波長
を用いたパルス試験器を使用する。希土類添加光ファイ
バ１ａがＥr 添加光ファイバのときには、1.３μm 帯の
光源を用いるのが適当である。Ａ方向に伝搬するパルス
試験器の測定パルス光は、接続点７ａに入力され、ポー
ト２−Ａからポート２−Ｂと通過し、接続点７ｂに出力
される。接続点７ｂ以降の光ファイバ中で生ずる後方散
乱光はＢ方向に伝搬する。後方散乱光は、接続点７ｂに
入力され、ポート２−Ｂ、ポート２−Ｃから希土類添加
光ファイバ１ｂを通過した後、ポート２−Ｄ、ポート２
−Ａと通過し、接続点７ａに出力される。パルス試験器
の測定パルス光とそれによって生ずる後方散乱光にとっ
て、希土類添加光ファイバ１ａ，１ｂは通常の光ファイ
バと同様である。以上によって、本発明の光ファイバ増
幅器を含む光ファイバ伝送路の試験を光パルス試験器を
用いて行うことができる。また、伝送信号光の波長とパ
ルス試験器の測定パルス光の波長が異なるので信号伝送
中にパルス試験器を用いることができる。

【００３７】光ファイバ増幅器の前後の反射点が存在す
る場合には図６に示す光ファイバ増幅器を用いる。この
場合、Ａ方向にのみ信号光が伝搬するときは、上述した
実施例の図３の動作と同様である。すなわち、希土類添
加光ファイバ１１ａがＥr 添加光ファイバのときには、
接続点１７ａから入力した1.５μm 帯の信号光はＡ方向
に安定して増幅され、接続点１７ｂから出力される。

【００３８】次に、パルス試験器を用いる場合について
説明する。この場合、希土類添加光ファイバ１１ａ〜１
１ｃで増幅も減衰も受けない波長の光源を用いたパルス
試験器を使用する。すなわち、希土類添加光ファイバ１
１ａ〜１１ｃがＥr 添加光ファイバのときには、1.３μ
m 帯の光源が適当である。Ａ方向に伝搬するパルス試験
器の測定パルス光は、接続点１７ａに入力され、ポート
１２ａ−Ｂ，１２ａ−Ｃと通過し、さらにポート１２ｂ
−Ａ，１２ｂ−Ｂを介して接続点１７ｂに出力される。
接続点１７ｂ以降の光ファイバ中で生ずる後方散乱光は
Ｂ方向に伝搬する。後方散乱光は、接続点１７ｂに入力
され、ポート１２ｂ−Ｂ，１２ｂ−Ｃから希土類添加光
ファイバ１１ｃを介してポート１２ｂ−Ｄ，１２ｂ−Ａ
と通過し、さらに、ポート１２ａ−Ｃ，１２ａ−Ｄから
希土類添加光ファイバ１１ｂを介してポート１２ａ−
Ａ，１２ａ−Ｂを通過し、接続点１７ｂに出力される。
パルス試験器の測定パルス光とそれによって生ずる後方
散乱光にとって、希土類添加光ファイバ１１ａ〜１１ｃ
は通常の光ファイバと同様である。以上によって、本発
明の光ファイバ増幅器を含む光ファイバ伝送路の試験を
光パルス試験器を用いて行うことができる。また、伝送
信号光の波長とパルス試験器の測定パルス光の波長が異
なるので信号伝送中にパルス試験器を用いることができ
る。

【００３９】図５及び図６に示す光ファイバ増幅器の具
体的な適用例を図７に示す。同図中、２００は本発明の
光ファイバ増幅器（図５，図６）、２１０は結合器、２
２０は光パルス試験器であり、１１０，１２０は図４と
同様に、それぞれ送信用伝送装置、受信用伝送装置を示
す。光パルス試験器２２０は、結合器２１０を介して伝
送路に接続されており、結合器２１０により信号光の波
長と光パルス試験器の試験パルス・後方散乱光の波長と
を合波、分波する。なお、結合器２１０及び光パルス試
験器２２０は、図７(A),(B) に示すように、送信側及び
受信側の何れに設置してもよく、図７(A) 送信用伝送装
置１１０側に、図７(B) では受信用伝送装置１２０側に
設置している。

【００４０】図７(A) に示す構成では、送信用伝送装置
１１０の信号光はＡ方向に安定して伝送される。光パル
ス試験器２２０の測定用光パルスもＡ方向に伝搬し、伝
送路で生じた後方散乱光はＢ方向に伝搬して再び光パル
ス試験器２２０に入力する。この後方散乱光を解析する
ことで、光ファイバ増幅器を含んだ全区間の試験が１回
でできる。ただし、光パルス試験器２２０の測定パルス
光とその後方散乱光は、光ファイバ増幅器で増幅されな
いので、光パルス試練器２２０の測定可能なダイナミッ
クレンジが伝送路許容損失より大きい必要がある。試験
パルス光が受信用伝送装置１２０に入力しないように結
合器２１０を受信用伝送装置１２０の手前に設置してい
る。

【００４１】図７(B) の構成では受信用伝送装置１２０
側に光パルス試験器２２０を接続しており、このように
信号光の伝搬方向（Ａ方向）とは逆に（Ｂ方向）に測定
用光パルスを入射しても、同様に光ファイバ増幅器を含
んだ全区間の試験が１回でできる。

【００４２】以上のように本発明の光ファイバ増幅器を
用いることにより、光ファイバ増幅器を含んだ伝送路で
あっても、光パルス試験器を利用することができ、これ
を利用して全伝送路区間の試験を行うことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明を用いれ
ば、希土類添加光ファイバの前後の少なくとも一方に光
サーキュレータを用いる構成とすることにより、反射光
を抑圧することができ、しかも、光ファイバ増幅器を含
む長距離伝送路を１回の光パルス試験器の測定で、光フ
ァイバの障害点・光ファイバ増幅器の故障点を正確に把
握でき、迅速かつ確実に修理が行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例（第一の構成）に係る光ファイバ
増幅器を示す構成図である。

【図２】第二の実施例（第一の構成）に係る光ファイバ
増幅器を示す構成図である。

【図３】第三の実施例（第二の構成）に係る光ファイバ
増幅器を示す構成図である。

【図４】第一〜第三の実施例の光ファイバ増幅器の使用
例を示す説明図である。

【図５】第四の実施例（第三の構成）に係る光ファイバ
増幅器を示す構成図である。

【図６】第五の実施例（第四の構成）に係る光ファイバ
増幅器を示す構成図である。

【図７】第四及び第五の実施例の光ファイバ増幅器の使
用例を示す説明図である。

【図８】従来技術に係る光ファイバ増幅器を示す構成図
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ希土類添加光フ
ァイバ２，１２ａ，１２ｂ光サーキュレータ３ａ，３ｂ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ光結合器４ａ，４ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ励起光源５，１５光フィルタ６ａ，６ｂ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ光ファ
イバ７ａ，７ｂ，１７ａ，１７ｂ接続点１００本発明による双方向光ファイバ増幅器１１０送信用伝送装置１２０受信用伝送装置１３０光パルス試験器２００本発明による光ファイバ増幅器２２０光パルス試験器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01S 3/10 G02B 6/00 G02B 6/26 G02F 1/35 501 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類添加光ファイバと光の入出力端子
となる四つのポートを有する光サーキュレータとを具備
する光ファイバ増幅器であって、光サーキュレータの入
出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の
入力側には一端側に励起光と信号光とが結合される第一
の希土類添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側
には光ファイバが接続され、一方、上記光サーキュレー
タの他方の組の入力側及び出力側には励起光と信号光と
を結合する部分を含む第二の希土類添加光ファイバの両
端側がそれぞれ接続されていることを特徴とする光ファ
イバ増幅器。
【請求項２】希土類添加光ファイバと光の入出力端子
となる四つのポートを有する光サーキュレータとを具備
する光ファイバ増幅器であって、第一の光サーキュレー
タの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方
の組の入力側には励起光と信号光とを含む第一の光ファ
イバが接続され且つ出力側には第一の希土類添加光ファ
イバの一端側が接続され、一方、上記第一の光サーキュ
レータの他方の組の入力側及び出力側には励起光と信号
光とを結合する部分を含む第二の希土類添加光ファイバ
の両端側がそれぞれ接続されており、また、第二の光サ
ーキュレータの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポ
ートの一方の組の入力側には上記第一の希土類添加光フ
ァイバの他端側が接続され且つ出力側には第三の光ファ
イバが接続され、一方、上記第二の光サーキュレータの
他方の組の入力側及び出力側には励起光と信号光とを結
合する部分を含む第三の希土類添加光ファイバの両端側
がそれぞれ接続されていることを特徴とする光ファイバ
増幅器。
【請求項３】希土類添加光ファイバと光の入出力端子
となる四つのポートを有する光サーキュレータとを具備
する光ファイバ増幅器であって、光サーキュレータの入
出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方の組の
入力側には一端側に励起光と信号光とが結合される第一
の希土類添加光ファイバの他端側が接続され且つ出力側
には光ファイバが接続され、一方、上記光サーキュレー
タの他方の組の入力側及び出力側には第二の希土類添加
光ファイバの両端側がそれぞれ接続されていることを特
徴とする光ファイバ増幅器。
【請求項４】希土類添加光ファイバと光の入出力端子
となる四つのポートを有する光サーキュレータとを具備
する光ファイバ増幅器であって、第一の光サーキュレー
タの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポートの一方
の組の入力側には励起光と信号光とを含む第一の光ファ
イバが接続され且つ出力側には第一の希土類添加光ファ
イバの一端側が接続され、一方、上記第一の光サーキュ
レータの他方の組の入力側及び出力側には励起光と信号
光とを結合する部分を含む第二の希土類添加光ファイバ
の両端側がそれぞれ接続されており、また、第二の光サ
ーキュレータの入出力ポートとなり得る二組の入出力ポ
ートの一方の組の入力側には上記第一の希土類添加光フ
ァイバの他端側が接続され且つ出力側には第三の光ファ
イバが接続され、一方、上記第二の光サーキュレータの
他方の組の入力側及び出力側には第三の希土類添加光フ
ァイバの両端側がそれぞれ接続されていることを特徴と
する光ファイバ増幅器。