光技術を通した社会貢献を | ファイバーラボ株式会社

光ファイバアンプとは

■光ファイバ増幅器(光ファイバアンプ)の基本構成

光ファイバ増幅器(光ファイバアンプ)の基本的な構成は図1のようになっています。最も重要な部品は増幅媒体の希土類ドープファイバですが、他に、希土類イオンを励起するためのポンプLD、信号光とポンプ光を合波するWDMカプラ、増幅光の発振を防ぐためのアイソレータなどが使用されています。

ドープする希土類イオンの種類と光ファイバの材質を変えることにより、異なる波長帯の増幅を行っています。また、信号光やポンプ光の波長によりコア径、NAなどのファイバパラメータを最適設計しています。

 

AMPconfig.

図1.光ファイバ増幅器(光ファイバアンプ)の基本構成

 

■各波長帯の増幅原理

各種の波長帯を増幅するため、Pr、Er、Tm、Yb等の希土類イオンを使い分けています。図2のように各希土類イオンのエネルギー準位図は異なるため、励起準位から下位準位へ遷移する際エネルギー差に応じて異なる波長帯の光を発光し、この波長帯がそのまま増幅波長帯となります。Prイオンは1.3μm帯、Erイオンは1.5μm帯、Tmイオンは1.4μm帯、Ybイオンは1.0μm帯の増幅に適しています。Erイオンは0.85μm帯、Tmイオンは2μm帯の増幅も可能です。

しかしながら、これらの発光、増幅はファイバ材質とも密接な関係があります。1.3μm帯/Pr、1.4μm帯/Tm、0.85μm帯/Erなどの増幅は石英ファイバでは難しいためふっ化物ファイバを使用しなければなりません。弊社では、最適設計したふっ化物ファイバを自社製造することによりこれらの波長帯の光アンプを実現しています。

また、Pr、Er、Tmドープファイバを使った光アンプをそれぞれPDFA(Praseodymium Doped Fiber Amplifier)、EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)、TDFA(Thulium Doped Fiber Amplifier)と呼んでいます。

 

about-amp

図2.希土類イオンのエネルギー準位と各波長帯の増幅

 

 

 

ファイバーラボでは新たに掲載してほしいテーマを募集しております

リクエストシートにてご要望を承ります