放大用多芯光纤设备以及多芯光纤放大器的制造方法_3

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30A将放大用多芯光纤40的芯部41?47的任一个与放大用多芯光纤50的芯部51?57的任一个彼此相互连接。具体而言,连接部30A,与实施方式2的情况同样地,是通过使放大用多芯光纤40与放大用多芯光纤50相互绕中心轴旋转并通过熔接连接等来直接连接而构成的。该旋转角度只要是抑制将放大用多芯光纤40和放大用多芯光纤50进行了连接的全长中的放大增益的偏差的旋转角度即可。
[0085]激励光源200具有例如半导体激光元件,输出向放大用多芯光纤设备100D中所包含的放大用多芯光纤40、50的芯部41?47、51?57输入的激励光P1。激励光P1是能够对添加到芯部41?45、51?57的放大介质进行光激励的波长的激励光。
[0086]光合波器300将激励光P1输入放大用多芯光纤40的芯部41?47,并将包含从外部输入的7个信号光的信号光组S1输入芯部41?47。
[0087]图9是图7所示的光合波器的结构例1的示意图。光合波器300是具有7个单芯光纤301、1个单芯光纤302和包束单芯光纤301、302的束部303的光纤束。束部303是以在将7个单芯光纤301以在1个单芯光纤的周围将6个单芯光纤配置为形成正六边形的状态进行了包束的周围配置了 1个单芯光纤302的状态进行包束的。7个单芯光纤301的各芯部分别连接于放大用多芯光纤40的芯部41?47。1个单芯光纤302光学连接于放大用多芯光纤40的内侧包层部48。
[0088]接着,针对该多芯光纤放大器1000的动作进行说明。首先,激励光源200输出激励光P1。光合波器300接收激励光P1以及信号光组S1的输入。
[0089]在光合波器300中,7个单芯光纤301分别使信号光组S1中所包含的各自的信号光分别输入芯部41?47的每一个。另一方面,1个单芯光纤302将来自激励光源200的激励光P1输入内侧包层部48。
[0090]在放大用多芯光纤设备100D中,激励光P1,首先,在放大用多芯光纤40中,通过内侧包层部48与外侧包层部49的折射率差而在内侧包层部48中传播,并输入芯部41?47,对芯部41?47中所添加的放大介质进行光激励,使芯部41?47处于能够光放大的状态。之后,激励光P1经由连接部30A而输入放大用多芯光纤50,通过内侧包层部58与外侧包层部59的折射率差而在内侧包层部58中传播,并输入芯部51?57,对芯部51?57中所添加的放大介质进行光激励,使芯部51?57处于能够光放大的状态。这样,多芯光纤放大器1000是包层激励型的光纤放大器。
[0091]另一方面,信号光组S1中所包含的各个信号光,在所输入的芯部中被光放大并传播,经由连接部30A而输入到与芯部41?47各自连接的放大用多芯光纤50的处于能够光放大的状态的芯部51?57,各信号光在各芯部被进一步光放大并传播,从放大用多芯光纤50的纸面右侧的一端,作为被光放大后的信号光组S2而进行输出。这样,多芯光纤放大器1000是激励光与信号光在同一方向上进行传播的前方激励型的光纤放大器。
[0092]在本实施方式5的多芯光纤放大器1000中,放大用多芯光纤设备100D的连接部30A,如实施方式2所示,连接了芯部彼此,以使抑制放大用多芯光纤40、50相互连接的芯部的全长中的放大增益在各连接的芯部间的偏差。由此,多芯光纤放大器1000,与放大用多芯光纤40、50各自本来具有的放大增益的偏差相比,抑制了放大增益的偏差。
[0093]图9所示的光合波器300,虽然由光纤束构成,但光合波器的结构不局限于此。图10是光合波器的其它结构例的示意图。光合波器300A具有:多芯光纤301A ;透镜302A ;303A ;和滤光片304A。
[0094]多芯光纤301A,与放大用多芯光纤40相同,具有配置为在1个芯部的周围形成正六边形的6个芯部。其中,各芯部中未添加放大介质。透镜302A、303A,在多芯光纤301A与放大用多芯光纤40之间串联配置。滤光片304A配置在透镜302A与透镜303A之间,用于反射激励光P1,并具有透过信号光组S1的波长特性。
[0095]在该光合波器300A中,多芯光纤301A,由各芯部来对从外部输入的信号光组S1中所包含的各信号光进行导波并输出。此外,在图10中,仅表示了信号光组S1中所包含的7个信号光之中的3个。透镜302A、303A,使从多芯光纤301A输出的信号光组S1中所包含的各信号光分别与放大用多芯光纤40规定的芯部进行光学耦合。
[0096]另一方面,滤光片304A,使信号光组S1透过,并且将从激励光源200输出的激励光P1向透镜303A侧进行反射。透镜303A使激励光P1与放大用多芯光纤40的内侧包层部48进行光学親合。这样,光合波器300A是空间親合型的光合波器。
[0097]图9、10所示的光合波器300、300A,虽然是包层激励型用的光合波器,但光合波器的结构不局限于此。图11是光合波器的另外其它结构例的示意图。光合波器300B,具有在图9所示的光合波器300的结构中附加WDM光合波器304B且删除1个单芯光纤302的结构。
[0098]WDM光合波器304B分别设置了 7个单芯光纤301。另一方面,激励光源200由与各WDM光合波器304B连接的半导体激光元件构成。在该光合波器300B中,各WDM光合波器304B将从外部输入的信号光组S1中所包含的在7个单芯光纤301各自中传播的各信号光与从构成激励光源200的各半导体激光元件输出的激励光(例如,单模)进行合波。因此,向放大用多芯光纤40的各芯部41?47输入被合波后的信号光和激励光。这种光合波器300B能够在构成所谓的端面激励型多芯光纤放大器时使用。
[0099](实施方式6)
[0100]图12是本发明的实施方式6的多芯光纤放大器的示意性结构图。本实施方式6的多芯光纤放大器1000A,具有在实施方式5的多芯光纤放大器1000的结构中将放大用多芯光纤设备100D置换为放大用多芯光纤设备100E且进一步追加了激励光源200的结构。
[0101]放大用多芯光纤设备100E,具有在图4所示的放大用多芯光纤设备100B的结构中将连接部30B置换为连接部30D的结构。连接部30D具有将连接部30B的光纤束32B置换为图9所示的光合波器300的结构。该光合波器300连接了所追加的激励光源200。
[0102]在该多芯光纤放大器1000A中,放大用多芯光纤40、50具有以下结构:经由各自连接的光合波器300而通过从激励光源200输出的激励光P1进行前方激励。
[0103](实施方式7)
[0104]图13是实施方式7的多芯光纤放大器示意性结构图。本实施方式7的多芯光纤放大器1000B具有在实施方式5的多芯光纤放大器1000的结构中进一步追加了光合波器300、激励光源200的结构。
[0105]所追加的光合波器300、激励光源200设置在放大用多芯光纤设备100D的放大用多芯光纤50侧。所追加的激励光源200输出激励光P1,经由所追加的光合波器300而输入放大用多芯光纤50。
[0106]在该多芯光纤放大器1000B中,放大用多芯光纤40、50具有以下结构:经由各自连接的光合波器300,通过从激励光源200输出的激励光P1,分别进行前方激励、后方激励。此外,连接部30A也可以置换为图4所示的连接部30B或图6所示的连接部30C。
[0107]在此,制作本发明的比较例、实施例的多芯光纤放大器,测定了该光放大特性。
[0108]图14是比较例的多芯光纤放大器的示意性结构图。该多芯光纤放大器2000,具有在图7所示的多芯光纤放大器1000的结构中将放大用多芯光纤设备100D置换为1个放大用多芯光纤40且作为光合波器300而使用图11所示的光合波器300B的结构。放大用多芯光纤40的各芯部间的距离为45 μ m,各芯部具有以下的特性。
[0109]直径:3 μ m,芯部相对于包层部的相对折射率差(Δ):1.4%,Er浓度:1500wtppm,Al浓度:1.6wt%,放大用多芯光纤40的长度为8m。此外,激励光源200由输出波长980nm的激励光P1的半导体激光元件构成。然后,此时,将输入放大用多芯光纤40的各芯部的激励光P1的强度设定为500mW,从光合波器300B作为信号光组S1而将7个信号光(以下,设为lch?7ch的信号光)而输入放大用多芯光纤40的各芯部41?47并进行光放大,测定了其放大增益。
[0110]另一方面,作为实施例的多芯光纤放大器,制作了与图12所示的多芯光纤放大器1000A相同结构的多芯光纤放大器。此外,作为光合波器300而使用了图11所示的光合波器300B。在此,比较例的放大用多芯光纤40、以及实施例的放大用多芯光纤40、50,将从相同光纤母材引线的连续的放大用多芯光纤进行了分割并使用。实施例中的放大用多芯光纤40、50的长度相等,都设为4m。因此,在实施例的放大用多芯光纤40与50中,虽然对应的芯部(例如芯部41与芯部51、芯部42与芯部52等)具有大致相同的增益系数,但芯部间(例如,芯部41与芯部42)增益系数不同。因此,在实施例中的多芯光纤放大器的放大用多芯光纤设备中,通过由光纤束构成的连接部30D,如以下那样连接了芯部,以使7个芯部的放大增益更平均。即,分别连接了芯部41与芯部54、芯部42与芯部57、芯部43与芯部56、芯部44与芯部51、芯部45与芯部55、芯部46与芯部53、芯部47与芯部52。然后,此时,将输入放大用多芯光纤40的各芯部的激励光P1的强度设定为500mW,从放大用多芯光纤40的各芯部41?47侧输入7个信号光(以下,设为lch?7ch的信号光)作为光合波器300B的信号光组S1,在放大用多芯光纤40、50的各芯部41?47、51?57进行光放大,并测定了其放大增益。
[0111]图15是表示比较例的多芯光纤放大器的放大增益的波长依存性的图。图16是表示实施例的多
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