JP2014116466A - Optical fiber amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチコア伝送で用いられる光ファイバ増幅器に関する。 The present invention relates to an optical fiber amplifier used in multi-core transmission.
光通信で用いられる光ファイバにおいて、１つのコアだけでは物理的な伝送容量限界を迎えつつある。そこで、光ファイバ通信システムの伝送容量を飛躍的に増大するためにマルチコア伝送が盛んに研究されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１に記載のマルチコア伝送技術は、１本のファイバに複数のコアを有するマルチコア伝送用の光ファイバを用いて伝送容量を飛躍的に増大する技術である。 In an optical fiber used in optical communication, a physical transmission capacity limit is approaching with only one core. Therefore, multi-core transmission has been actively studied in order to dramatically increase the transmission capacity of the optical fiber communication system (see, for example, Non-Patent Document 1). The multi-core transmission technique described in Non-Patent Document 1 is a technique for dramatically increasing the transmission capacity by using an optical fiber for multi-core transmission having a plurality of cores in one fiber.
図１に、非特許文献２に記載された従来技術であって、現在報告されているマルチコア伝送の伝送路として開発された光ファイバの断面写真を示す。なお、図１におけるコア数は7であり、黒く見えるマルは位置合わせ用のマーカーである。 FIG. 1 shows a cross-sectional photograph of an optical fiber that is a conventional technique described in Non-Patent Document 2 and has been developed as a transmission path for multicore transmission currently reported. The number of cores in FIG. 1 is 7, and the black circles are alignment markers.
図２は、従来技術における、伝送信号を増幅する増幅用マルチコアファイバを説明する図である。実用的なマルチコア伝送システムを実現するため、伝送される信号光を増幅するマルチコアファイバ増幅器は必要不可欠であり、図２に示す増幅用マルチコアファイバが開発された。 FIG. 2 is a diagram for explaining an amplification multicore fiber for amplifying a transmission signal in the prior art. In order to realize a practical multi-core transmission system, a multi-core fiber amplifier that amplifies transmitted signal light is indispensable, and the multi-core fiber for amplification shown in FIG. 2 has been developed.
非特許文献３に記載の技術は、図２に示す増幅用マルチコアファイバを用いている。非特許文献３に記載の技術では、複数の希土類元素の一つであるErイオンを添加した各々のコア（コア数：7）を有する増幅用マルチコアファイバへ、信号光と励起光を入射することで、7個の信号光を同時に増幅することが可能なマルチコア伝送用の光ファイバ増幅器を実現している。 The technique described in Non-Patent Document 3 uses the multicore fiber for amplification shown in FIG. In the technique described in Non-Patent Document 3, signal light and excitation light are incident on an amplifying multicore fiber having each core (number of cores: 7) to which Er ions, which are one of a plurality of rare earth elements, are added. Thus, an optical fiber amplifier for multi-core transmission capable of simultaneously amplifying seven signal lights is realized.
図２に示す従来技術における増幅用マルチコアファイバの構成は、励起光と各々合波させた7つの信号光を、増幅用マルチコアファイバ１１の各々のコア（図２では左端）に入射させてマルチコア増幅を実現する構成となっている。 The configuration of the multi-core fiber for amplification in the prior art shown in FIG. 2 is such that seven signal lights combined with the pump light are incident on each core (left end in FIG. 2) of the multi-core fiber 11 for amplification. It is the composition which realizes.
しかし従来技術では、増幅用マルチコアファイバの各コアを伝搬する信号間のモード結合によりコア間クロストークが生じて、伝送特性を劣化させることがある。クロストークを低減するためには、コア間隔をある一定以上に保たなくてはならない。例えば図２に示す増幅用マルチコアファイバでは、クロストークによる伝送特性の劣化を抑えて、 -25 dB以下を得るため、最近接のコア間隔40.9 μmが設定される。ここで最近接のコア間隔とは、隣り合う複数のコア間の距離のうち、最も短い距離をいう。また、最近接するコアとは、最近接のコア間隔に設定された複数のコアをいう。クロストークによる伝送特性の劣化を抑えつつコア間隔が最小限になる最近接のコア間隔が設定された結果、増幅用光ファイバのクラッド直径は従来のファイバのクラッド直径125 μmより大きい148 μmとなっている。すなわち、モード結合によるコア間クロストークを抑圧するために、増幅用光ファイバのクラッド直径を大きくさせる必要が生じる。従って、増幅用マルチコアファイバのクラッド直径が大きくなると、機械的強度の観点から増幅用光ファイバの曲げ半径が大きくなり、増幅器が大型化する問題があった。 However, in the prior art, inter-core crosstalk may occur due to mode coupling between signals propagating through the cores of the multicore fiber for amplification, and transmission characteristics may be deteriorated. In order to reduce crosstalk, the core interval must be kept above a certain level. For example, in the multicore fiber for amplification shown in FIG. 2, the nearest core interval of 40.9 μm is set in order to suppress transmission characteristic deterioration due to crosstalk and to obtain -25 dB or less. Here, the nearest core interval is the shortest distance among the distances between adjacent cores. The closest core is a plurality of cores set at the closest core interval. As a result of setting the nearest core spacing that minimizes the core spacing while suppressing degradation of transmission characteristics due to crosstalk, the cladding diameter of the optical fiber for amplification is 148 μm, which is greater than the 125 μm cladding diameter of the conventional fiber. ing. That is, in order to suppress crosstalk between cores due to mode coupling, it is necessary to increase the cladding diameter of the amplification optical fiber. Therefore, when the clad diameter of the amplification multi-core fiber is increased, the bending radius of the amplification optical fiber is increased from the viewpoint of mechanical strength, and there is a problem that the amplifier is increased in size.
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、モード結合によりコア間クロストークを抑圧した実用的なマルチコア伝送用光ファイバ増幅器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a practical multi-core transmission optical fiber amplifier in which inter-core crosstalk is suppressed by mode coupling.
図３は、本発明の実施形態と従来技術とを比較し、本発明の実施形態の基本概念を説明する第１の図であり、図３（ａ）は、従来技術で使用する増幅用マルチコアファイバを説明する図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施形態で使用する増幅用マルチコアファイバを説明する図である。図３（ａ）に示す従来技術では、増幅用マルチコアファイバ１２の一方のファイバ端（図３（ａ）では左端）より全ての信号光を入射し、他方のファイバ端（図３（ａ）では右端）に増幅された信号光を出力していた。図３（ｂ）に示す本発明の実施形態では、コア内の信号光の伝搬方向をコア毎に設定する。図３（ｂ）の本発明の実施形態の例ではコア数が4つの増幅用マルチコアファイバ１３の場合を示す。コア端１ｃ、コア端３ｃへの信号光は一方のファイバ端（図３（ｂ）では左端）から入射し、コア端２ｄ、コア端４ｄへの信号光は他方のファイバ端（図３（ｂ）では右端）から入射する。 FIG. 3 is a first diagram illustrating the basic concept of the embodiment of the present invention by comparing the embodiment of the present invention with the prior art, and FIG. 3A is an amplifying multi-core used in the prior art. FIG. 3B is a diagram illustrating an amplification multicore fiber used in the embodiment of the present invention. In the prior art shown in FIG. 3A, all signal light is incident from one fiber end (the left end in FIG. 3A) of the amplifying multi-core fiber 12, and in the other fiber end (FIG. 3A). The amplified signal light was output to the right end). In the embodiment of the present invention shown in FIG. 3B, the propagation direction of the signal light in the core is set for each core. In the example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3B, the case of an amplification multicore fiber 13 having four cores is shown. The signal light to the core end 1c and the core end 3c is incident from one fiber end (the left end in FIG. 3B), and the signal light to the core end 2d and the core end 4d is the other fiber end (FIG. 3B ) Is incident from the right end).
図４は本発明の実施形態の基本概念を説明する第２の図であり、コア数2（１ｅ、２ｅ）の場合について示している。2つのコア（１ｅ、２ｅ）を有する光ファイバ１４のコア間クロストークは、各々のコアを伝搬する光信号の結合状態を表すモード結合定数χで考察できる。モード結合定数χが大きいとクロストークが大きくなるため、モード結合定数χを低減することが重要である。非特許文献４の記載に示すように、モード結合定数χは各々のコアを伝搬する光信号のモードがHE11の場合、以下のように表される。 FIG. 4 is a second diagram for explaining the basic concept of the embodiment of the present invention, and shows the case where the number of cores is 2 (1e, 2e). The inter-core crosstalk of the optical fiber 14 having two cores (1e, 2e) can be considered by a mode coupling constant χ representing the coupling state of the optical signal propagating through each core. Since the crosstalk increases when the mode coupling constant χ is large, it is important to reduce the mode coupling constant χ. As shown in Non-Patent Document 4, the mode coupling constant χ is expressed as follows when the mode of the optical signal propagating through each core is HE 11 .
ここで、Dはコア間隔、aはコア半径、Δはコアの比屈折率差、uはコア中の正規化横方向伝搬定数、w はクラッド中の正規化横方向減衰定数、K1(w) は1次の第2種変形ベッセル関数、vはファイバv値を示す。また、（式１）はコア１ｅとコア２ｅが同一の形状で同一の屈折率を有する場合を示す。（式１）で示すように、モード結合定数χはコア間隔D を大きくすることで低減できることが分かる。信号光の伝搬方向について考察すると、信号光の伝搬方向が同一方向（例えば+z方向とする）のコアの間には信号光のモード結合が発生するが、一方のコアを伝搬する信号光が+z方向であって、もう一方のコアを伝搬する信号光が-z方向の場合、信号光同士のモード結合は発生しないことになる。ここでグレーティング構造がある特別な場合は、+z方向と-z方向を伝搬する信号間の結合があるが、本発明の実施形態の増幅用マルチコアファイバでは、グレーティング構造はとらない。すなわち、最近接するコアにおいて、信号光の伝搬方向をそれぞれ異なるようにすることでコア間クロストークを避けることが可能となる。 Where D is the core spacing, a is the core radius, Δ is the relative refractive index difference of the core, u is the normalized transverse propagation constant in the core, w is the normalized transverse attenuation constant in the cladding, K 1 (w ) Is the first-order second-order modified Bessel function, and v is the fiber v value. Moreover, (Formula 1) shows the case where the core 1e and the core 2e have the same shape and the same refractive index. As shown in (Expression 1), the mode coupling constant χ can be reduced by increasing the core interval D 1. Considering the propagation direction of signal light, mode coupling of signal light occurs between cores with the same propagation direction of signal light (for example, the + z direction), but the signal light propagating through one core When the signal light propagating through the other core is in the + z direction, the mode coupling between the signal lights does not occur. Here, in a special case where there is a grating structure, there is a coupling between signals propagating in the + z direction and the -z direction, but the amplification multicore fiber according to the embodiment of the present invention does not have a grating structure. That is, it is possible to avoid crosstalk between cores by making the propagation directions of signal light different in the closest core.
図５は本発明の実施形態の基本概念を説明する第３の図であり、4つのコアを半径raの同心円状に配置した場合を示している。従来技術では伝送特性を劣化させるクロストークの影響を考慮しなくてはならないコア組合せは主に、コア１ｆと２ｆ、２ｆと３ｆ、３ｆと４ｆ、１ｆと４ｆの4つであり、従来技術の場合のクロストークを考慮しなくてはならない最近接のコア間隔はDa となる。一方、本発明の実施形態でクロストークの影響を考慮しなくてはならないコア組合せは、コア１ｆと３ｆ、および２ｆと４ｆの2つであり、本発明の実施形態の場合のクロストークを考慮しなくてはならない最近接のコア間隔はDbとなる。最近接のコア間隔DaおよびDbは半径raを用いて以下のように表され、本発明の実施形態では、クロストークの影響を考慮する必要のある最近接のコア間隔が従来技術の最近接のコア間隔より大きくなる。 FIG. 5 is a third diagram for explaining the basic concept of the embodiment of the present invention, and shows a case where four cores are arranged concentrically with a radius ra. In the prior art, there are mainly four core combinations 1f and 2f, 2f and 3f, 3f and 4f, and 1f and 4f, which must consider the influence of crosstalk that degrades transmission characteristics. core distance of closest that must be considered crosstalk case is D a. On the other hand, in the embodiment of the present invention, there are two core combinations, the cores 1f and 3f, and 2f and 4f, in which the influence of the crosstalk must be taken into consideration, and the crosstalk in the embodiment of the present invention is considered. core distance of closest that must be in the D b. Core distance D a and D b of the closest by using the radius r a is expressed as follows, in embodiments of the present invention, the core spacing of nearest to consider the influence of crosstalk in the prior art It becomes larger than the closest core interval.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、２以上のコアを有するマルチコアファイバと、入力された２以上の信号光と励起光とを合波し、前記コアの第１の端面に入射する増幅器入力部と、を含み、前記第１の端面に入射された前記信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記マルチコアファイバの前記コアの第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention described in claim 1 combines a multi-core fiber having two or more cores, two or more input signal lights and pumping light, An amplifier input unit that is incident on the first end face of the core, and amplifies the signal light incident on the first end face to generate two or more amplified signal lights, and the amplified signal light is An optical fiber amplifier that emits light from a second end face of the core of a multicore fiber, wherein at least two of the cores are a first core and a second core, and propagate in the first core. The propagation direction of the first amplified signal light is a direction opposite to the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core.
請求項２に記載の発明は、２以上のコアを有するマルチコアファイバと、励起光を前記コアの第２の端面に入射する増幅器出力部と、を含み、前記コアの第１の端面に入射された信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする。 The invention according to claim 2 includes a multi-core fiber having two or more cores, and an amplifier output unit that makes excitation light incident on the second end face of the core, and is incident on the first end face of the core. An optical fiber amplifier for amplifying the amplified signal light to generate two or more amplified signal lights and emitting the amplified signal light from the second end face, wherein at least two of the cores are a first core And the second core, the propagation direction of the first amplified signal light propagating in the first core is opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core It is characterized by the orientation.
請求項３に記載の発明は、２以上のコアを有するマルチコアファイバと、入力された２以上の信号光と第１の励起光とを合波し、前記コアの第１の端面に入射する増幅器入力部と、第２の励起光を前記コアの第２の端面に入射する増幅器出力部と、を含み、前記第１の端面に入射された前記信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, an amplifier that multiplexes a multi-core fiber having two or more cores, two or more input signal lights and a first excitation light, and enters the first end face of the core. An input unit; and an amplifier output unit configured to make the second excitation light incident on the second end face of the core, and amplify the signal light incident on the first end face to obtain two or more amplified signal lights And the amplified signal light is emitted from the second end face, wherein at least two of the cores are a first core and a second core, and the first core The propagation direction of the first amplified signal light propagating in the inside is opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core.
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、前記第１のコアの光軸が、前記第２のコアに隣接する複数のコアのうち、前記第２のコアの光軸から最も近い距離に位置することを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 3, wherein an optical axis of the first core is a plurality of cores adjacent to the second core. Among them, the second core is located at the closest distance from the optical axis of the second core.
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、前記コアの総数が、偶数であり、前記コアが、等間隔に配置されることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 4, wherein the total number of the cores is an even number, and the cores are arranged at equal intervals. It is characterized by.
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、前記コアが、正方格子上に配置されることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the optical fiber amplifier according to any one of the first to fifth aspects, wherein the core is arranged on a square lattice.
請求項７に記載の発明は、２以上の増幅用光ファイバを有する増幅用バンドルファイバと、入力された２以上の信号光と励起光とを合波し、前記増幅用光ファイバのコアの第１の端面に入射する増幅器入力部と、を含み、前記第１の端面に入射された前記信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記コアの第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, an amplification bundle fiber having two or more amplification optical fibers, two or more input signal lights and pumping light are multiplexed, and a core of the amplification optical fiber is coupled. An amplifier input unit incident on one end face, amplifying the signal light incident on the first end face to generate two or more amplified signal lights, and sending the amplified signal light to the second of the core And at least two of the cores are a first core and a second core, and the propagation of the first amplified signal light propagating in the first core The direction is the direction opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core.
なお、本発明の実施形態では、最近接するコア間で信号光入力端を互いに異なるようにするが、図３（ｂ）の左端および右端で示すように信号入力端は偶数であるため、増幅用マルチコアファイバのコア数は偶数であることが望ましい（例外的にコア数が奇数の場合があるが、詳細は後述する）。 In the embodiment of the present invention, the signal light input ends are made different between the closest cores. However, as shown by the left end and the right end in FIG. It is desirable that the number of cores of the multi-core fiber is an even number (the number of cores is exceptionally an odd number, but details will be described later).
以上説明したように、本発明によれば、複数のコア毎或いはファイバ毎に信号光を入射するファイバ端をそれぞれ個別に設定し、最近接するコア間（またはファイバ間）で信号光入力端を互いに異なるようにすることで、コア間のモード結合定数を低減できる。したがって、複数のコアを有する光ファイバのコア間クロストークを大きく低減できると共に、増幅用マルチコアファイバのクラッド直径の細径化が可能であるため、実用的なマルチコア光ファイバ増幅器を提供できる。 As described above, according to the present invention, the fiber ends to which signal light is incident are individually set for each of a plurality of cores or fibers, and the signal light input ends are mutually connected between the closest cores (or between fibers). By making it different, the mode coupling constant between cores can be reduced. Accordingly, crosstalk between cores of an optical fiber having a plurality of cores can be greatly reduced, and the cladding diameter of the amplifying multicore fiber can be reduced, so that a practical multicore optical fiber amplifier can be provided.
以下に図面を参照し本発明の実施形態をより具体的に詳述するが、以下に開示する実施形態は本発明の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を何等限定しない。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the embodiments disclosed below are merely examples of the present invention and do not limit the scope of the present invention in any way.
（第１の実施形態）
図６、図７は本発明の第１の実施形態を説明する図であり、図６は光ファイバ増幅器構成を示すブロック図であり、図７は第１の実施形態に使用する増幅用マルチコアファイバを説明する図である。
(First embodiment)
6 and 7 are diagrams for explaining the first embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the optical fiber amplifier, and FIG. 7 is an amplifying multi-core fiber used in the first embodiment. FIG.
本発明の第１の実施形態において、光ファイバ増幅器１００は、Erイオンを添加した６つのコア１ｇから６ｇを有する増幅用マルチコアファイバ１５に、６つのマルチコア光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６と６つのマルチコア光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６とが光学的に結合されている構造である。マルチコア光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６とマルチコア光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６は励起光と信号光を合波する合波器４０−１、４０−２と励起光を発生する励起レーザおよび励起レーザの駆動回路を含んだ励起光源５０−１、５０−２、光アイソレータ６０−１、６０−２から構成される。本実施形態のコア配置において、図６に示すように、コア１ｇ、３ｇ、５ｇはファイバ左端から、コア２ｇ、４ｇ、６ｇはファイバ右端から信号光を入射する構成としている。つまり、コア１ｇからコア６ｇが交互にマルチコア光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６およびマルチコア光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６に光学的に結合されている。図６では、６つのコアのうち３つのコアに図６の左側から入力され、３つのコアに図６の右側から入力されているがこれに限らない。例えば、６つのコアのうち２つのコアに図６の左側から入力され、４つのコアに図６の右側から入力されても良い。つまり、マルチコアファイバの２つ以上のコアのうち少なくとも２つ（第１のコアおよび第２のコアとする）については、第１のコア内を伝搬する増幅された信号光の伝搬方向は、第２のコア内を伝搬する増幅された増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きとなる。 In the first embodiment of the present invention, the optical fiber amplifier 100 includes six multi-core optical fiber amplifier input units 20-1 to 20- to the amplification multi-core fiber 15 having six cores 1g to 6g doped with Er ions. 6 and six multi-core optical fiber amplifier output units 30-1 to 30-6 are optically coupled. The multi-core optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6 and the multi-core optical fiber amplifier output units 30-1 to 30-6 are coupled to the multiplexers 40-1 and 40-2 that combine the pump light and the signal light. And pumping light sources 50-1 and 50-2 including a pumping laser drive circuit and optical isolators 60-1 and 60-2. In the core arrangement of this embodiment, as shown in FIG. 6, the cores 1g, 3g, and 5g are configured to receive signal light from the left end of the fiber, and the cores 2g, 4g, and 6g are configured to input signal light from the right end of the fiber. That is, the core 1g to the core 6g are optically coupled to the multi-core optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6 and the multi-core optical fiber amplifier output units 30-1 to 30-6 alternately. In FIG. 6, three of the six cores are input from the left side of FIG. 6 and three cores are input from the right side of FIG. 6, but are not limited thereto. For example, two of the six cores may be input from the left side of FIG. 6 and may be input to the four cores from the right side of FIG. That is, for at least two of the two or more cores of the multi-core fiber (referred to as the first core and the second core), the propagation direction of the amplified signal light propagating in the first core is The direction of the propagation direction of the amplified signal light amplified in the second core is opposite to that of the propagation direction.
本実施形態では励起光源５０−１、５０−２における励起光レーザとして1480 nm帯半導体レーザを用いた。図７に示すようにErイオンを添加したコア部を有する増幅用マルチコアファイバ１４のファイバ直径は125 μmで、コアを半径13 μmの同心円状に均等間隔で6個を配置している。各コアを伝搬する信号光のモードフィールド直径は6.5 μm（波長1550 nm）、カットオフ波長は1.1 μm、ファイバ長は11 mである。また、コアに添加するErは、1550 nmにおける吸収損失が11.2 dB/mとなる添加濃度とした。 In the present embodiment, a 1480 nm band semiconductor laser is used as the excitation light laser in the excitation light sources 50-1 and 50-2. As shown in FIG. 7, the multi-core fiber 14 for amplification having a core portion to which Er ions are added has a fiber diameter of 125 μm, and six cores are arranged at equal intervals in a concentric shape with a radius of 13 μm. The mode field diameter of the signal light propagating through each core is 6.5 μm (wavelength 1550 nm), the cutoff wavelength is 1.1 μm, and the fiber length is 11 m. Further, Er added to the core was set to an addition concentration at which the absorption loss at 1550 nm was 11.2 dB / m.
増幅用マルチコアファイバ１５は従来一般的に使われているコアを1個だけ有する光ファイバのクラッド直径と同等であるため、機械的強度を考慮した光ファイバの曲げ半径が従来の光ファイバ増幅器の曲げ半径と同等となり、増幅器が大型化する等の課題を解決できる。 Since the amplifying multi-core fiber 15 is equivalent to the cladding diameter of an optical fiber having only one core generally used in the past, the bending radius of the optical fiber considering the mechanical strength is the bending radius of the conventional optical fiber amplifier. This is equivalent to the radius and can solve problems such as increase in size of the amplifier.
最近接する各コアの入力端と出力端をファイバ端面上に交互に配置することで、本発明の実施形態でクロストークの影響を考慮しなくてはならないコア間隔（例えばコア１ｇとコア３ｇとの間）は22.5 μmとなる。従来技術のクロストークの影響を考慮しなくてはならない最近接するコア間隔13 μmと比較して、本発明の実施形態でクロストークの影響を考慮しなくてはならないコア間隔は長くなり、コア間クロストークを抑圧できる。 By alternately arranging the input end and the output end of each of the cores closest to each other on the fiber end surface, the core interval (for example, between the core 1g and the core 3g, which must consider the influence of crosstalk in the embodiment of the present invention). Is 22.5 μm. Compared to the closest core spacing of 13 μm that must take into account the effects of crosstalk in the prior art, the core spacing that must be considered for crosstalk in the embodiments of the present invention is longer and Crosstalk can be suppressed.
本発明の実施形態の有効性を確認するために、コア１ｇに1547 nm、コア２ｇに1548 nm、コア３ｇに1549 nm、コア４ｇに1550 nm、コア５ｇに1551 nm、コア６ｇに1552 nmに信号光を入射し、増幅器から出力される信号光のスペクトルを観測した。観測の際、励起は前方励起状態となるように、マルチコア光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６に搭載した励起レーザのみを駆動した。加えて、各コアへの入射信号光パワー-14 dBmに対して各コアにおける利得が14 dBになるように励起レーザの駆動電流を調整して測定した。 In order to confirm the effectiveness of the embodiment of the present invention, the core is 1547 nm, the core 2 g is 1548 nm, the core 3 g is 1549 nm, the core 4 g is 1550 nm, the core 5 g is 1551 nm, and the core 6 g is 1552 nm. The signal light was incident and the spectrum of the signal light output from the amplifier was observed. At the time of observation, only the excitation lasers mounted on the multi-core optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6 were driven so that the excitation was in the forward excitation state. In addition, the excitation laser drive current was adjusted so that the gain in each core was 14 dB with respect to the incident signal light power of -14 dBm to each core.
図８に、本発明の第１の実施形態で説明する光ファイバ増幅器のコア１ｇの出力信号光スペクトルを示す。図８において、実線は本実施形態の光増幅器の出力光スペクトルを、点線は従来技術の増幅器構成のように、コア１ｇ〜６ｇ全てに対して、同一のファイバ端（図６において左端）から信号光を入力した場合の出力スペクトル示している。コア間クロストークは、従来技術の -29 dBから 本実施形態では-34 dBに低減できることが確認され、本発明の有効性が明らかとなった。 FIG. 8 shows an output signal light spectrum of the core 1g of the optical fiber amplifier described in the first embodiment of the present invention. In FIG. 8, the solid line indicates the output optical spectrum of the optical amplifier of this embodiment, and the dotted line indicates the signal from the same fiber end (left end in FIG. 6) for all the cores 1g to 6g as in the conventional amplifier configuration. The output spectrum when light is input is shown. It was confirmed that the inter-core crosstalk can be reduced from -29 dB of the prior art to -34 dB in the present embodiment, and the effectiveness of the present invention became clear.
（コア数が奇数の場合）
図９は、本発明の第１の実施形態の増幅用マルチコアファイバの別の例を示す断面図である。図９にファイバ断面を示したコアを正方格子上に配置した増幅用マルチコアファイバ１６の場合、コア数が奇数でも最近接するコア間で信号光入力端を互いに異なるようにすることができる。すなわち、図９で白丸のコア１ｈと斜線の丸のコア２ｈとで信号光入力端を互いに異なるようにすることができ、図７に示す実施形態におけるコアの配置によるコア間クロストーク抑圧効果と同様の効果が得られる。
(When the number of cores is odd)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the amplification multicore fiber according to the first embodiment of the present invention. In the case of the amplifying multicore fiber 16 in which the cores whose fiber cross sections are shown in FIG. 9 are arranged on a square lattice, the signal light input ends can be made different between the closest cores even if the number of cores is an odd number. That is, the signal light input ends can be made different between the white circle core 1h and the hatched circle core 2h in FIG. 9, and the inter-core crosstalk suppression effect by the arrangement of the cores in the embodiment shown in FIG. Similar effects can be obtained.
図９では、２１つのコアのうち、１０つのコアと１１つのコアとで信号光入力端を互いに異なっているがこれに限らない。例えば、２１つのコアのうち１３つのコアが図９の白丸のコアであって、８つのコアが図９の斜線の丸のコアであっても良い。つまり、マルチコアファイバの２つ以上のコアのうち少なくとも２つ（第３のコアおよび第４のコアとする）については、第３のコア内を伝搬する増幅された信号光の伝搬方向は、第４のコア内を伝搬する増幅された増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きとなる。 In FIG. 9, among the 21 cores, 10 cores and 11 cores have different signal light input ends, but the present invention is not limited to this. For example, 13 cores out of 21 cores may be the white circle cores in FIG. 9, and eight cores may be the hatched circle cores in FIG. 9. That is, for at least two of the two or more cores of the multi-core fiber (referred to as the third core and the fourth core), the propagation direction of the amplified signal light propagating through the third core is The direction of the propagation direction of the amplified signal light amplified in the core 4 is opposite to that of the propagation direction.
（第２の実施形態）
図１０、図１１は本発明の第２の実施形態を説明する図であり、図１１は光ファイバ増幅器構成を示すブロック図、図１１は増幅用バンドルファイバを説明する図である。図１０に示す光ファイバ増幅器２００において、バンドル光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６、バンドル光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６、合波器４０−１、４０−２、励起光源５０−１、５０−２、光アイソレータ６０−１、６０−２の配置、構成は図６に示す第１の実施形態と同じである。
(Second Embodiment)
FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a block diagram showing an optical fiber amplifier configuration, and FIG. 11 is a diagram for explaining an amplification bundle fiber. In the optical fiber amplifier 200 shown in FIG. 10, bundle optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6, bundle optical fiber amplifier output units 30-1 to 30-6, multiplexers 40-1 and 40-2, pumping The arrangement and configuration of the light sources 50-1 and 50-2 and the optical isolators 60-1 and 60-2 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
本発明の第２の実施形態において、光ファイバ増幅器２００は、６つの増幅用光ファイバ８−１〜８−６をバンドルした増幅用バンドルファイバ１７と、６つのバンドル光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６と、６つのバンドル光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６とを含む構造である。各増幅用光ファイバ８−１〜８−６はバンドル光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６およびバンドル光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６に接続されている。増幅用バンドルファイバ１７はクラッド直径40 μmの増幅用光ファイバ6本をバンドルした（または同時に巻き取った）。 In the second embodiment of the present invention, the optical fiber amplifier 200 includes an amplification bundle fiber 17 in which six amplification optical fibers 8-1 to 8-6 are bundled, and six bundle optical fiber amplifier input units 20-1. 20-6 and six bundle optical fiber amplifier output units 30-1 to 30-6. Each amplification optical fiber 8-1 to 8-6 is connected to a bundle optical fiber amplifier input unit 20-1 to 20-6 and a bundle optical fiber amplifier output unit 30-1 to 30-6. The amplification bundle fiber 17 is a bundle of six optical fibers for amplification having a cladding diameter of 40 μm (or wound simultaneously).
本実施形態のコア配置において、図１０に示すように、増幅用光ファイバのコア１ｉ、２ｉ、５ｉはファイバ左端から、増幅用光ファイバのコア３ｉ、４ｉ、６ｉはファイバ右端から信号光を入射する構成としている（詳細は後述する）。つまり、増幅用光ファイバのコア１ｉ〜コア６ｉがそれぞれ任意のバンドル光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６およびバンドル光ファイバ増幅器出力部３０−１〜３０−６に光学的に結合されている。6本の増幅用光ファイバは同一のボビン１０に被覆が付いた状態で巻かれており、ファイバ端ではそれぞれの被覆は除去された上、ジャケットガラス（またはフェルール）９内に収容される。6本の増幅用光ファイバはジャケットガラス（またはフェルール）９空洞外壁に接するように配置され、中心にはスペーサー７０となるファイバが配置される。図１０では、６つのコアのうち３つのコアに図１０の左側から入力され、３つのコアに図１０の右側から入力されているがこれに限らない。例えば、６つのコアのうち２つのコアに図１０の左側から入力され、４つのコアに図１０の右側から入力されても良い。つまり、バンドルファイバの２つ以上の増幅用光ファイバのコアのうち少なくとも２つ（第５のコアおよび第６のコアとする）については、第５のコア内を伝搬する増幅された信号光の伝搬方向は、第６のコア内を伝搬する増幅された増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きとなる。 In the core arrangement of this embodiment, as shown in FIG. 10, the optical fibers for amplification 1i, 2i, and 5i are incident from the left end of the fiber, and the optical fibers for amplification 3i, 4i, and 6i are incident from the right end of the fiber. (Details will be described later). That is, the amplification optical fiber cores 1i to 6i are optically coupled to arbitrary bundle optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6 and bundle optical fiber amplifier output units 30-1 to 30-6, respectively. Yes. The six amplifying optical fibers are wound with the same bobbin 10 covered, and at the end of the fiber, the respective coatings are removed and accommodated in the jacket glass (or ferrule) 9. The six optical fibers for amplification are arranged so as to contact the outer wall of the jacket glass (or ferrule) 9 cavity, and a fiber serving as a spacer 70 is arranged at the center. In FIG. 10, three of the six cores are input from the left side of FIG. 10 and three cores are input from the right side of FIG. 10, but this is not restrictive. For example, two of the six cores may be input from the left side of FIG. 10, and four cores may be input from the right side of FIG. In other words, at least two of the two or more amplification optical fiber cores of the bundle fiber (referred to as the fifth core and the sixth core), the amplified signal light propagating in the fifth core is transmitted. The propagation direction is opposite to the direction of the propagation direction of the amplified signal light amplified in the sixth core.
本実施形態において、励起光レーザとして1480 nm帯半導体レーザを用いた。各増幅用光ファイバは、信号光のモードフィールド直径は6.2 μm（波長1550 nm）、カットオフ波長は0.9 μm、ファイバ長は5 mである。また、コアに添加するErは、1550 nmにおける吸収損失が12.8 dB/mとなる添加濃度とした。 In the present embodiment, a 1480 nm band semiconductor laser was used as the excitation light laser. Each amplification optical fiber has a mode field diameter of signal light of 6.2 μm (wavelength 1550 nm), a cutoff wavelength of 0.9 μm, and a fiber length of 5 m. Further, Er added to the core was set to an addition concentration at which the absorption loss at 1550 nm was 12.8 dB / m.
本増幅用バンドルファイバ１７で使用した増幅用光ファイバ８−１〜８−６はクラッド直径が従来一般的に使われている増幅用光ファイバのクラッド直径より小さいため、機械的強度を考慮した光ファイバの曲げ半径が従来の光ファイバ増幅器よりも小さくすることができ、増幅器が大型化する等の課題を解決しつつ、更なる小型化が可能となる。 Since the optical fiber for amplification 8-1 to 8-6 used in the bundle fiber 17 for amplification has a cladding diameter smaller than that of an optical fiber for amplification generally used conventionally, light considering mechanical strength is used. The bend radius of the fiber can be made smaller than that of the conventional optical fiber amplifier, and further miniaturization can be achieved while solving problems such as an increase in the size of the amplifier.
本実施形態の増幅用バンドルファイバ１７では、各増幅用光ファイバはボビン１０にランダム配置で巻き取られているため、図１１で隣接するファイバ間におけるクロストークが大きくなる訳ではない。したがって、予めファイバ間クロストークを測定した。そして測定結果から図６に示すように、増幅用光ファイバ８−１、８−２、８−５はファイバ左端から、増幅用光ファイバ８−３、８−４、８−６はファイバ右端から信号光を入射する構成とした。各増幅用光ファイバへの信号光入力端を独立に設定することで、ファイバ間クロストークを抑圧できる。 In the amplification bundle fiber 17 of the present embodiment, each amplification optical fiber is wound around the bobbin 10 in a random arrangement, so that the crosstalk between adjacent fibers in FIG. 11 does not increase. Therefore, crosstalk between fibers was measured in advance. From the measurement results, as shown in FIG. 6, the amplification optical fibers 8-1, 8-2 and 8-5 are from the left end of the fiber, and the amplification optical fibers 8-3, 8-4 and 8-6 are from the right end of the fiber. The configuration is such that signal light is incident. By setting the signal light input ends to each amplification optical fiber independently, crosstalk between fibers can be suppressed.
本発明の有効性を確認するために、増幅用光ファイバ８−１に1547 nm、増幅用光ファイバ８−２に1548 nm、増幅用光ファイバ８−３に1549 nm、増幅用光ファイバ８−４に1550 nm、増幅用光ファイバ８−５に1551 nm、増幅用光ファイバ８−６に1552 nmに信号光を入射し、増幅器から出力される信号光のスペクトルを観測した。観測の際、励起は前方励起状態となるように、バンドル光ファイバ増幅器入力部２０−１〜２０−６に搭載した励起レーザのみを駆動したうえで、各コアへの入射信号光パワー-14 dBmに対して各増幅用光ファイバにおける利得が14 dBになるように励起レーザの駆動電流を調整して測定した。増幅用光ファイバ８−１の出力信号光スペクトルを図１２に示す。図１２において、実線は本実施形態の光増幅器の出力光スペクトルを、点線は従来技術の増幅器と同様に、増幅用光ファイバ８−１〜８−６全てに対して、同一のファイバ端（図６において左端）から信号光を入力した場合の出力スペクトル示している。ファイバ間クロストークは、従来技術の -33 dBから 本発明の実施形態では-39 dBに低減できることが確認され、本発明の有効性が明らかとなった。 In order to confirm the effectiveness of the present invention, the amplification optical fiber 8-1 is 1547 nm, the amplification optical fiber 8-2 is 1548 nm, the amplification optical fiber 8-3 is 1549 nm, and the amplification optical fiber 8- The signal light was incident at 1550 nm, 1551 nm at the amplification optical fiber 8-5, and 1552 nm at the amplification optical fiber 8-6, and the spectrum of the signal light output from the amplifier was observed. At the time of observation, only the excitation laser mounted on the bundle optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6 is driven so that the excitation is in the forward excitation state, and then the incident signal light power to each core is −14 dBm. In contrast, the drive current of the pump laser was adjusted so that the gain in each amplification optical fiber was 14 dB. An output signal light spectrum of the amplification optical fiber 8-1 is shown in FIG. In FIG. 12, the solid line indicates the output optical spectrum of the optical amplifier according to the present embodiment, and the dotted line indicates the same fiber end (for the amplification optical fibers 8-1 to 8-6) as in the conventional amplifier (see FIG. 12). 6 shows an output spectrum when signal light is inputted from the left end in FIG. It was confirmed that the crosstalk between fibers can be reduced from −33 dB of the prior art to −39 dB in the embodiment of the present invention, and the effectiveness of the present invention became clear.
（第３の実施形態）
図１３は本発明の第３の実施形態の基本概念を説明する図である。本実施形態で使用する増幅用マルチコアファイバ１８の各コアに添加されるEr濃度は均一である。なお、図１３中の増幅用マルチコアファイバ１８のコア部１ｋは、説明がしやすいようにコアが平面上に配置されているように便宜上描いている。また、コア数は９本の場合を示している。C帯の信号光に対しては、1本のコアを通過させることで光ファイバ増幅が実現できる（図１３ではC帯の信号光の組数は６であって、それぞれのC帯の信号光の入射方向は第１の実施形態と同様に交互となっている）。一方L帯の信号光に対しては、図１３に示すように、増幅用マルチコアファイバ１８の複数のコアを折り返して光増幅することで光増幅が実現できる（図１３では3本のコアを折り返して1組のＬ帯信号光増幅に使用）。よって、本実施形態の増幅用マルチコアファイバ１８を用いた光ファイバ増幅器は、C帯信号光のみを増幅する場合と、C帯信号光とL帯信号光が混在する信号光を増幅する場合に対して共通で使用できるため、光増幅器のコスト削減に大きな効果が期待できる。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a diagram for explaining the basic concept of the third embodiment of the present invention. The Er concentration added to each core of the amplification multi-core fiber 18 used in the present embodiment is uniform. Note that the core portion 1k of the amplification multicore fiber 18 in FIG. 13 is drawn for convenience so that the core is arranged on a plane for easy explanation. The number of cores is nine. For C-band signal light, optical fiber amplification can be realized by passing through one core (in FIG. 13, the number of sets of C-band signal light is 6, and each C-band signal light is The incident directions are alternated as in the first embodiment). On the other hand, for the L-band signal light, as shown in FIG. 13, optical amplification can be realized by turning back and amplifying a plurality of cores of the multicore fiber 18 for amplification (in FIG. 13, the three cores are turned up). 1 set of L band signal light amplification). Therefore, the optical fiber amplifier using the amplifying multi-core fiber 18 of the present embodiment amplifies only C-band signal light and amplifies signal light in which C-band signal light and L-band signal light are mixed. Therefore, a great effect can be expected in the cost reduction of the optical amplifier.
第１、第２および第３の実施形態で説明したように、それぞれコア数およびファイバ数6の場合に対して示したが、それぞれコア数およびファイバ数を変えた場合も同様に、従来技術よりクロストークが抑圧できることは自明である。また、増幅用マルチコアファイバ、および増幅用バンドルファイバで使用される増幅用光ファイバのコアへ添加するイオンをEr以外（例えばPr、Tm、Nd、Bi）とした増幅用光ファイバでも本発明が有効であることは自明である。 As described in the first, second, and third embodiments, the case of the number of cores and the number of fibers of 6, respectively, is shown. It is obvious that crosstalk can be suppressed. The present invention is also effective for amplification optical fibers in which ions added to the core of the amplification optical fiber used in the amplification multi-core fiber and amplification bundle fiber other than Er (for example, Pr, Tm, Nd, Bi) are used. It is self-evident.
例えば、図１４にコアにBiを添加したマルチコアファイバを用いた光増幅器（光増幅器構成は図６と、コア配置は図７と同様）のコア１ｇの出力信号光スペクトルを示す。励起光レーザとして806 nm帯半導体レーザを用いた。各増幅用光ファイバは、信号光のモードフィールド直径は4.9 μm（波長1550 nm）、カットオフ波長は1.2 μm、ファイバ長は5 mである。また、コアに添加するBiは、0.1 mol%とした。 For example, FIG. 14 shows an output signal light spectrum of the core 1g of an optical amplifier using a multi-core fiber in which Bi is added to the core (the optical amplifier configuration is the same as in FIG. 6 and the core arrangement is the same as in FIG. 7). A 806 nm band semiconductor laser was used as the excitation laser. Each amplification optical fiber has a mode field diameter of signal light of 4.9 μm (wavelength 1550 nm), a cutoff wavelength of 1.2 μm, and a fiber length of 5 m. Bi added to the core was 0.1 mol%.
コア１ｇに1306 nm、コア２ｇに1308 nm、コア３ｇに1310 nm、コア４ｇに1312 nm、コア５ｇに1316 nm、コア６ｇに1320 nmに信号光を入射し、増幅器から出力される信号光のスペクトルを観測した。観測の際、励起は前方励起状態となるように、マルチコア光ファイバ増幅器入力部２０―１〜２０−６に搭載した励起レーザのみを駆動したうえで、各コアへの入射信号光パワー-14 dBmに対して各コアにおける利得が14 dBになるように励起レーザの駆動電流を調整している。図１４において、実線は本実施形態の光増幅器の出力光スペクトルを、点線は従来技術の増幅器構成のように、コア１ｇ〜６ｇ全てに対して、同一のファイバ端（図６において左端）から信号光を入力した場合の出力スペクトル示している。コア間クロストークは、従来技術の -29 dBから 本発明の実施形態では-34 dBに低減できることが確認できる。 1306 nm for core 1g, 1308 nm for core 2g, 1310 nm for core 3g, 1312 nm for core 4g, 1316 nm for core 5g, and 1320 nm for core 6g. A spectrum was observed. At the time of observation, only the excitation laser mounted in the multi-core optical fiber amplifier input units 20-1 to 20-6 is driven so that the excitation is in the forward excitation state, and the incident signal light power to each core is -14 dBm. In contrast, the pump laser drive current is adjusted so that the gain in each core is 14 dB. In FIG. 14, the solid line indicates the output optical spectrum of the optical amplifier of this embodiment, and the dotted line indicates the signal from the same fiber end (left end in FIG. 6) for all the cores 1g to 6g as in the conventional amplifier configuration. The output spectrum when light is input is shown. It can be confirmed that the inter-core crosstalk can be reduced from -29 dB of the prior art to -34 dB in the embodiment of the present invention.
以上説明したように、本発明の実施形態では、複数のコア毎或いはファイバ毎に信号光を入射するコア或いはファイバ端をそれぞれ個別に設定し、最近接するコア間（またはファイバ間）で信号光入力端を互いに異なるようにすることで、コア間のモード結合定数χを低減できる。低減した結果、複数のコアを有する光ファイバのコア間クロストークを大きく低減できる。また、本発明を用いることで、クロストークの影響を受けない最近接するコア対の間隔の距離を小さくすることができるため、増幅用マルチコアファイバのクラッド直径の細径化が可能である。したがって、実用的なマルチコア光ファイバ増幅器の実現に大きく貢献できる。 As described above, in the embodiment of the present invention, the core or fiber end on which signal light is incident is individually set for each of a plurality of cores or fibers, and signal light is input between the closest cores (or between fibers). By making the ends different from each other, the mode coupling constant χ between the cores can be reduced. As a result of the reduction, the inter-core crosstalk of the optical fiber having a plurality of cores can be greatly reduced. Furthermore, by using the present invention, the distance between the closest core pairs that are not affected by crosstalk can be reduced, so that the cladding diameter of the multicore fiber for amplification can be reduced. Therefore, it can greatly contribute to the realization of a practical multi-core optical fiber amplifier.
１ａ〜４ａ、１ｂ〜４ｂ、１ｃ〜４ｃ、１ｄ〜４ｄ コア端
１ｅ、２ｅ、１ｆ〜４ｆ、１ｇ〜６ｇ、１ｈ、２ｈ、１ｉ〜６ｉ コア
１ｋ コア部
２ クラッド
８−１〜８−６ 増幅用光ファイバ
９ ジャケットガラスまたはフェルール
１０ ボビン
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１８ 増幅用マルチコアファイバ
１７ 増幅用バンドルファイバ
２０−１〜２０−６ 光ファイバ増幅器入力部
３０−１〜３０−６ 光ファイバ増幅器出力部
４０−１、４０−２ 合波器
５０−１、５０−２ 励起光源
６０−１、６０−２ 光アイソレータ
７０ スペーサー
１００、２００ 光ファイバ増幅器
1a to 4a, 1b to 4b, 1c to 4c, 1d to 4d Core ends 1e, 2e, 1f to 4f, 1g to 6g, 1h, 2h, 1i to 6i core 1k core portion 2 clad 8-1 to 8-6 amplification Optical fiber 9 Jacket glass or ferrule 10 Bobbin 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18 Amplifying multi-core fiber 17 Amplifying bundle fiber 20-1 to 20-6 Optical fiber amplifier input section 30-1 to 30- 6 Optical fiber amplifier output unit 40-1, 40-2 Multiplexer 50-1, 50-2 Excitation light source 60-1, 60-2 Optical isolator 70 Spacer 100, 200 Optical fiber amplifier
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、希土類イオンを添加した２以上のコアを有するマルチコアファイバと、１の信号光と１の励起光とを合波し、１のコアに入射する増幅器入力部であって、前記２以上のコアのそれぞれに光学的に結合された２以上の増幅器入力部とを含み、前記信号光を増幅して増幅信号光を前記２以上のコアのそれぞれから出射する光ファイバ増幅器であって、前記２以上のコアのうち第１のコアは、前記マルチコアファイバの第１の端面から前記信号光が入射され、前記第１のコアと最近接する第２のコアの全ては、前記第１の端面と対向する第２の端面から前記信号光が入射されることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a multi-core fiber having two or more cores doped with rare earth ions , one signal light, and one excitation light. with waves, an amplifier input section for entering the first core, and a 2 or more amplifier input section optically coupled to each of the two or more cores, increasing amplifies the pre-SL signal light an optical fiber amplifier for emitting a width signal light from each of the previous SL 2 or more cores, the two or more core sac Chi first core, the signal light is incident from the first end face of the multicore fiber is, the all of the first second core core and nearest, the first end surface facing the signal light from the second end face which is characterized Rukoto incident.
請求項２に記載の発明は、希土類イオンを添加した２以上のコアを有するマルチコアファイバと、１のコアに１の信号光を入射した端面と対向する端面に１の励起光を入射する増幅器出力部であって、前記２以上のコアのそれぞれに光学的に結合された２以上の増幅器出力部とを含み、前記信号光を増幅して増幅信号光を前記２以上のコアのそれぞれから出射する光ファイバ増幅器であって、前記２以上のコアのうち第１のコアは、前記マルチコアファイバの第１の端面から前記信号光が入射され、前記第１のコアと最近接する第２のコアの全ては、前記第１の端面と対向する第２の端面から前記信号光が入射されることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a multi-core fiber having two or more cores doped with rare earth ions, and an amplifier output in which one excitation light is incident on an end surface opposite to an end surface on which one signal light is incident on one core. a part, and a 2 or more amplifier output that is optically coupled to each of the two or more cores, each amplification signal light of the two or more core to amplify the pre-relaxin No. light an optical fiber amplifier emitted from the two or more core sac Chi first core, the multi the signal light from the first end face of the core fiber is incident, second to closest to the first core all of the core, the signal light and said Rukoto incident from a second end surface opposite to the first end surface.
請求項３に記載の発明は、希土類イオンを添加した２以上のコアを有するマルチコアファイバと、１の信号光と第１の励起光とを合波し、１のコアに入射する増幅器入力部であって、前記２以上のコアのそれぞれに光学的に結合された２以上の増幅器入力部と、第２の励起光を前記１の信号光を入射した端面と対向する端面に入射する増幅器出力部であって、前記２以上のコアのそれぞれに光学的に結合された２以上の増幅器出力部とを含み、前記信号光を増幅して増幅信号光を前記２以上のコアのそれぞれから出射する光ファイバ増幅器であって、前記２以上のコアのうち第１のコアは、前記マルチコアファイバの第１の端面から前記信号光が入射され、前記第１のコアと最近接する第２のコアの全ては、前記第１の端面と対向する第２の端面から前記信号光が入射されることを特徴とする。 The invention according to claim 3, the multi-core fiber having two or more cores doped with rare earth ions, one of the signal light and the first excitation light multiplexes, amplifier input section for entering the first core And two or more amplifier input portions optically coupled to each of the two or more cores, and an amplifier output that makes the second excitation light incident on an end face opposite to the end face on which the first signal light is incident. a part, the and a 2 or more amplifier output that is optically coupled to each of two or more cores, the amplified signal light by amplifying the pre-SL signal light from each of the two or more core an optical fiber amplifier for emitting, the two or more first core Chi core caries, the said signal light from the first end face of the multicore fiber is incident, the first core and the second to be closest all core, the facing the first end face 2 It said signal light and said Rukoto incident from the end face.
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、前記２以上のコアの総数が、偶数であり、前記２以上のコアが、等間隔に配置されることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 3 , wherein the total number of the two or more cores is an even number, and the two or more cores are It is arranged at intervals.
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器であって、前記２以上のコアが、正方格子上に配置されることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the optical fiber amplifier according to any one of the first to fourth aspects, wherein the two or more cores are arranged on a square lattice.
請求項６に記載の発明は、希土類イオンを添加したコアを有する２以上の増幅用光ファイバを備える増幅用バンドルファイバと、１の信号光と１の励起光とを合波し、１の増幅用光ファイバのコアに入射する増幅器入力部であって、前記２以上の増幅用光ファイバのコアのそれぞれに光学的に結合された２以上の増幅器入力部とを含み、前記信号光を増幅して増幅信号光を前記２以上の増幅用光ファイバのコアのそれぞれから出射する光ファイバ増幅器であって、前記２以上の増幅用光ファイバのコアのうち第１のコアは、前記増幅用バンドルファイバの第１の端面から前記信号光が入射され、前記第１のコアと最近接する第２のコアの全ては、前記第１の端面と対向する第２の端面から前記信号光が入射されることを特徴とする。 The invention according to claim 6 , an amplification bundle fiber including two or more amplification optical fibers each having a core doped with rare earth ions , one signal light and one excitation light are multiplexed, and one amplification a amplifier input section that enters the core of the use optical fiber, and a 2 or more amplifier input section optically coupled to a respective core of the two or more amplification optical fiber, the pre-SL signal light the amplified amplified signal light to an optical fiber amplifier emitted from each core of the two or more amplification optical fiber, the two or more first core Chi core sac of the amplification optical fiber, the The signal light is incident from the first end face of the amplifying bundle fiber, and all of the second cores closest to the first core receive the signal light from the second end face opposite to the first end face. It is incident, characterized in Rukoto.
Claims (7)
入力された２以上の信号光と励起光とを合波し、前記コアの第１の端面に入射する増幅器入力部と、を含み、
前記第１の端面に入射された前記信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記マルチコアファイバの前記コアの第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、
前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、
前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする光ファイバ増幅器。 A multi-core fiber having two or more cores;
An amplifier input unit that multiplexes two or more input signal light and pumping light and enters the first end face of the core, and
An optical fiber amplifier that amplifies the signal light incident on the first end face to generate two or more amplified signal lights, and emits the amplified signal light from the second end face of the core of the multi-core fiber. And
At least two of the cores are a first core and a second core;
The propagation direction of the first amplified signal light propagating in the first core is opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core, An optical fiber amplifier.
励起光を前記コアの第２の端面に入射する増幅器出力部と、を含み、
前記コアの第１の端面に入射された信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、
前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、
前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする光ファイバ増幅器。 A multi-core fiber having two or more cores;
An amplifier output unit for injecting excitation light into the second end face of the core,
An optical fiber amplifier that amplifies the signal light incident on the first end face of the core to generate two or more amplified signal lights, and emits the amplified signal light from the second end face,
At least two of the cores are a first core and a second core;
The propagation direction of the first amplified signal light propagating in the first core is opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core, An optical fiber amplifier.
入力された２以上の信号光と第１の励起光とを合波し、前記コアの第１の端面に入射する増幅器入力部と、
第２の励起光を前記コアの第２の端面に入射する増幅器出力部と、を含み、
前記第１の端面に入射された前記信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、
前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、
前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする光ファイバ増幅器。 A multi-core fiber having two or more cores;
An amplifier input unit that multiplexes the two or more input signal lights and the first excitation light and enters the first end face of the core;
An amplifier output unit that makes the second excitation light incident on the second end face of the core, and
An optical fiber amplifier that amplifies the signal light incident on the first end face to generate two or more amplified signal lights, and emits the amplified signal light from the second end face,
At least two of the cores are a first core and a second core;
The propagation direction of the first amplified signal light propagating in the first core is opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core, An optical fiber amplifier.
前記第２のコアに隣接する複数のコアのうち、前記第２のコアの光軸から最も近い距離に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。 The optical axis of the first core is
4. The optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the optical fiber amplifier is located at a distance closest to an optical axis of the second core among a plurality of cores adjacent to the second core. 5. .
前記コアが、等間隔に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。 The total number of the cores is an even number;
The optical fiber amplifier according to any one of claims 1 to 4, wherein the cores are arranged at equal intervals.
入力された２以上の信号光と励起光とを合波し、前記増幅用光ファイバのコアの第１の端面に入射する増幅器入力部と、を含み、
前記第１の端面に入射された前記信号光を増幅して２以上の増幅信号光を生成し、前記増幅信号光を前記コアの第２の端面から出射する光ファイバ増幅器であって、
前記コアのうち少なくとも２つは、第１のコアおよび第２のコアであり、
前記第１のコア内を伝搬する第１の増幅信号光の伝搬方向は、前記第２のコア内を伝搬する第２の増幅信号光の伝搬方向の向きと反対の向きであることを特徴とする光ファイバ増幅器。 An amplification bundle fiber having two or more amplification optical fibers;
An amplifier input unit that multiplexes two or more input signal light and pumping light and enters the first end face of the core of the amplification optical fiber;
An optical fiber amplifier that amplifies the signal light incident on the first end face to generate two or more amplified signal lights, and emits the amplified signal light from the second end face of the core,
At least two of the cores are a first core and a second core;
The propagation direction of the first amplified signal light propagating in the first core is opposite to the direction of the propagation direction of the second amplified signal light propagating in the second core, An optical fiber amplifier.
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