(57)【要約】【課題】小型化・低コスト化を可能にする受光器および光増幅装置を提供する。【解決手段】受光器１４は筐体２１を有し、この筐体２１の上部には、モニタ用光ファイバ１３から出射された光（モニタ光）が通る開口部２４が形成されている。筐体２１内には、モニタ光を受光する受光素子２６が配置されている。筐体２１の上部内面には、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタ２８が開口部２４を塞ぐように装着されており、この光フィルタ２８によって筐体２１の内部が気密封止されている。光フィルタ２８としては、励起光を遮断すると共に信号光を透過させる遮断フィルタや、信号光の波長帯域の光のみを透過させる波長選択フィルタが用いられる。【選択図】  図２
2004172290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が通る開口部を有する筐体と、
前記開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられ、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタと、
前記筐体内に配置され、前記所定波長帯域の光を受光する受光素子とを備えることを特徴とする受光器。
【請求項２】
光が通る開口部を有する筐体と、
前記開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられ、光を透過させる保護部材と、
前記筐体および前記保護部材のいずれか一方に取り付けられ、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタと、
前記筐体内に配置され、前記所定波長帯域の光を受光する受光素子とを備えることを特徴とする受光器。
【請求項３】
前記光フィルタは、励起光を遮断すると共に信号光を透過させるフィルタであることを特徴とする請求項１または２記載の受光器。
【請求項４】
前記光フィルタは、信号光を含む波長帯域の光を透過させるフィルタであることを特徴とする請求項１または２記載の受光器。
【請求項５】
信号光を光増幅するための増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバに対して励起光を供給する手段と、
請求項１〜４のいずれか一項記載の受光器を有し、前記信号光をモニタする手段とを備えることを特徴とする光増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システム等に使用される受光器および光増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
信号光のモニタを必要とする光通信システムとしては、光カプラによって信号光から分岐させたモニタ光を光フィルタに通し、その濾波したモニタ光を受光器により受光するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００１−７７４６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、光フィルタと光カプラ及び受光器とがそれぞれ光ファイバで接続されるので、光カプラと受光器との間には光ファイバの接続点が少なくとも２箇所生じることになる。この場合には、光ファイバを配線するための大きなスペースが必要となり、装置の小型化が困難になる。また、製造時の工数が増大し、製造コストが高くなる。
【０００５】
本発明の目的は、小型化・低コスト化を可能にする受光器および光増幅装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の受光器は、光が通る開口部を有する筐体と、開口部を塞ぐように筐体に取り付けられ、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタと、筐体内に配置され、所定波長帯域の光を受光する受光素子とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このように光フィルタを筐体に取り付けることにより、例えば受光器を光増幅装置における信号光のモニタ用として使用する場合において、信号光を分岐させる光部品と受光器との間に、光フィルタを接続するための光ファイバ同士の接続点を設けなくて済む。このため、光ファイバの配線処理のための大きなスペースが不要となるので、光増幅装置の小型化が図れる。また、光増幅装置を製造する際に、作業工数が軽減されるため、低コスト化を図ることもできる。さらに、筐体の開口部を塞ぐように光フィルタを取り付けることで、光フィルタが筐体内の受光素子を封止し保護する役目も果たすことになるので、受光素子を封止・保護する部材を別に設ける必要がない。これにより、受光器の構造を簡単化することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の受光器は、光が通る開口部を有する筐体と、開口部を塞ぐように筐体に取り付けられ、光を透過させる保護部材と、筐体および保護部材のいずれか一方に取り付けられ、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタと、筐体内に配置され、所定波長帯域の光を受光する受光素子とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このように光フィルタを筐体および保護部材のいずれか一方に取り付けることにより、例えば受光器を光増幅装置における信号光のモニタ用として使用する場合において、信号光を分岐させる光部品と受光器との間に、光フィルタを接続するための光ファイバ同士の接続点を設けなくて済む。このため、光ファイバの配線処理のための大きなスペースが不要となるので、光増幅装置の小型化が図れる。また、光増幅装置を製造する際に、作業工数が軽減されるため、低コスト化を図ることもできる。さらに、保護部材を有する既存（従来）の受光器に光フィルタを取り付けるだけで良いので、既存の受光器を使って容易に製作することが可能である。
【００１０】
好ましくは、光フィルタは、励起光を遮断すると共に信号光を透過させるフィルタである。これにより、例えば受光器を光増幅装置における信号光のモニタ用として使用する場合に、光学部品内に漏れ込む励起光を信号光と誤認することを確実に防止できる。
【００１１】
また、光フィルタは、信号光を含む波長帯域の光を透過させるフィルタであってもよい。これにより、例えば受光器を光増幅装置における信号光のモニタ用として使用する場合に、光学部品内に漏れ込む励起光や光増幅装置特有のＡＳＥ雑音光を信号光と誤認することを確実に防止できる。
【００１２】
本発明の光増幅装置は、信号光を光増幅するための増幅用光ファイバと、増幅用光ファイバに対して励起光を供給する手段と、上記の受光器を有し、信号光をモニタする手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
このように上記の受光器を設けることにより、上述したように、信号光を分岐させる光部品と受光器との間に、光フィルタを接続するための光ファイバ同士の接続点を設けなくて済むため、光増幅装置の小型化および低コストを図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る受光器および光増幅装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る受光器の一実施形態を備えた光増幅装置を示す構成図である。同図において、光増幅装置１は、例えば波長１５５０ｎｍ帯の信号光が入力される入力用光ファイバ２を有している。この入力用光ファイバ２には、光アイソレータ３、光ファイバカプラ４、光アイソレータ５及び光ファイバカプラ６を介して増幅用光ファイバ７が接続されている。増幅用光ファイバ７は、エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）であり、例えば波長１４８０ｎｍ帯の励起光（後述）によって信号光を光増幅させる。増幅用光ファイバ７には、光ファイバカプラ８、光アイソレータ９、光ファイバカプラ１０及び光アイソレータ１１を介して出力用光ファイバ１２が接続されている。光アイソレータ３，５，９，１１は、信号光を矢印方向にのみ伝送させる光部品である。
【００１６】
光ファイバカプラ４には、モニタ用光ファイバ１３を介してモニタ用受光器１４が接続されている。光ファイバカプラ４は、光アイソレータ３からの光信号を、光アイソレータ５に向けて導波させると共にモニタ用光ファイバ１３に分岐させる。モニタ用受光器１４は、光ファイバカプラ４で分岐された信号光のパワーを検出する。
【００１７】
光ファイバカプラ６には、励起光用光ファイバ１５を介して前方励起光源１６が接続されている。前方励起光源１６は、例えばレーザダイオードで構成され、波長１４８０ｎｍ帯の励起光を発生させる。光ファイバカプラ６は、光アイソレータ５からの光信号を増幅用光ファイバ７に向けて導波させると共に、前方励起光源１６からの励起光を増幅用光ファイバ７に向けて順方向に合波させる。
【００１８】
光ファイバカプラ８には、励起光用光ファイバ１７を介して後方励起光源１８が接続されている。後方励起光源１８は、前方励起光源１６と同様に、例えばレーザダイオードで構成され、波長１４８０ｎｍ帯の励起光を発生させる。光ファイバカプラ８は、増幅用光ファイバ７からの光信号を光アイソレータ９に向けて導波させると共に、後方励起光源１８からの励起光を増幅用光ファイバ７に向けて逆方向に合波させる。
【００１９】
光ファイバカプラ１０には、モニタ用光ファイバ１９を介してモニタ用受光器２０が接続されている。光ファイバカプラ１０は、光アイソレータ９からの光信号を、光アイソレータ１１に向けて導波させると共にモニタ用光ファイバ１９に分岐させる。モニタ用受光器２０は、光ファイバカプラ１０で分岐された信号光のパワーを検出する。
【００２０】
なお、励起光源１６，１８、励起光用光ファイバ１５，１７及び光ファイバカプラ６，８は、増幅用光ファイバ７に対して励起光を供給する手段を構成する。光ファイバカプラ４，１０、モニタ用光ファイバ１３，１９及びモニタ用受光器１４，２０は、信号光をモニタする手段を構成する。
【００２１】
図２は、モニタ用受光器１４，２０の構造を示す断面図である。同図において、モニタ用受光器１４，２０は筐体２１を有し、筐体２１は、基台２２と、この基台２２上に設けられた筐体本体部２３とからなっている。筐体本体部２３の上部には、モニタ用光ファイバ１３，１９から出射された光（モニタ光）が通る開口部２４が形成されている。筐体２１内には部品載置台２５が配置されており、この部品載置台２５の上面には、モニタ光を受光する受光素子（例えばフォトダイオード）２６が実装されている。
【００２２】
筐体２１の上方には、モニタ用光ファイバ１３，１９から出射したモニタ光を受光素子２６に効率良く入射させるための集光レンズ２７が配置されている。なお、モニタ用光ファイバ１３，１９及び集光レンズ２７は、例えば筐体２１を収納した受光器ケース（図示せず）に固定されている。
【００２３】
筐体本体部２３の上部内面には、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタ２８が開口部２４を塞ぐように装着されており、この光フィルタ２８によって筐体２１の内部が気密封止されている。なお、光フィルタ２８は、筐体本体部２３の上面（上部外面）に装着してもよい。筐体２１の内部には、湿度等によって受光素子２６が劣化しないように、例えばＮ２ガスが充填されている。
【００２４】
光フィルタ２８としては、図３に示すように、波長１４８０ｎｍ帯の励起光によって信号光を光増幅させる増幅用光ファイバ７において、励起光率が得られる限界である波長１５００ｎｍ以下の波長帯域の光を遮断する遮断フィルタが用いられる。このような光フィルタ２８は、励起光を遮断すると共に信号光を透過させるので、受光素子２６において励起光を信号光と認識することは無い。これにより、信号光レベルの検出を高精度に行うことができるため、モニタ用受光器１４，２０の信頼性が向上する。
【００２５】
また、光フィルタ２８としては、図４に示すように、信号光の波長帯域である波長１５５０ｎｍ帯の光のみを透過させる波長選択フィルタを用いてもよい。この場合には、励起光だけでなく、光増幅器特有のＡＳＥ（増幅された自然放出）雑音光も除去される。これにより、受光素子２６によって信号光レベルの検出をより高精度に行うことができるため、モニタ用受光器１４，２０の信頼性が更に向上する。
【００２６】
以上のように構成した光増幅装置１において、入力用光ファイバ２により入力された信号光は、光アイソレータ３、光ファイバカプラ４、光アイソレータ５及び光ファイバカプラ６を介して増幅用光ファイバ７に供給される。このとき、増幅用光ファイバ７で光増幅される前の光信号が光ファイバカプラ４から分岐してモニタ用受光器１４に送られ、その信号光のパワーがモニタ用受光器１４によって検出される。
【００２７】
一方、前方励起光源１６で発生した励起光が光ファイバカプラ６を介して増幅用光ファイバ７に供給されると共に、後方励起光源１８で発生した励起光が光ファイバカプラ８を介して増幅用光ファイバ７に供給される。すると、増幅用光ファイバ７に導入された信号光は、励起光によって増幅される。そして、この増幅された信号光は、光ファイバカプラ８、光アイソレータ９、光ファイバカプラ１０、光アイソレータ１１及び出力用光ファイバ１２を介して出力される。このとき、増幅用光ファイバ７で増幅された信号光が光ファイバカプラ１０から分岐してモニタ用受光器２０に送られ、その信号光のパワーがモニタ用受光器２０によって検出される。
【００２８】
ここで、比較例として従来の一光増幅装置を図５に示す。なお、上述した光増幅装置１と同一または同等の部材には同じ符号を付してある。
【００２９】
同図において、光増幅装置５０は、上記のモニタ用受光器１４，２０の代わりにモニタ用受光器５１，５２を有している。モニタ用受光器５１，５２は、図６に示すように、受光素子２６を封止し保護するための透明保護板２９を有している。この透明保護板２９は、例えば赤外線を透過させるガラスで形成され、筐体２１の開口部２４を塞ぐように筐体２１の上部内面に装着されている。モニタ用受光器５１，５２と光ファイバカプラ４，１０との間には、両側に光ファイバの付いた光フィルタ５３がそれぞれ接続されている。
【００３０】
このような構成では、図５に示すように、モニタ用受光器５１，５２と光ファイバカプラ４，１０とを接続するモニタ用光ファイバ１３，１９には、少なくとも２箇所の融着接続部が生じることになる。また、これに伴って、光ファイバの最小曲げ半径を考慮した余長処理のために、光ファイバの配線スペースを大きくとる必要がある。このため、光増幅装置５０が全体的に大型化してしまう。さらに、光ファイバ同士を融着接続するので、光増幅装置５０を製造する時の工数が増大し、結果としてコストアップにつながる。
【００３１】
これに対し本実施形態では、モニタ用受光器１４，２０の筐体２１に光フィルタ２８を取り付けたので、光ファイバカプラ４，１０とモニタ用受光器１４，２０との間に、光フィルタ接続のための光ファイバ同士の融着接続部を設けなくて済む。従って、光ファイバの余長を配線するための大きなスペースが不要となるので、光増幅装置１を全体的に小型化することができる。また、光増幅装置１を製造する時の工数が軽減されるため、製造コストを削減することもできる。
【００３２】
さらに、光フィルタ２８が筐体２１の内部を封止する機能をも有しているので、図６に示すような透明保護板２９を筐体２１に取り付ける必要がない。これにより、モニタ用受光器１４，２０にかかる部品点数が最小限に抑えられ、コスト的に有利である。
【００３３】
図７は、本発明に係る受光器の他の実施形態を示す断面図である。なお、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付してある。
【００３４】
同図において、本実施形態のモニタ用受光器３０は、図６に示すモニタ用受光器５１，５２と同様に、筐体２１の開口部２４を塞ぐように筐体２１の上部内面に装着された透明保護板２９を有している。そして、筐体２１の上面には、光フィルタ２８が開口部２４を塞ぐように装着されている。なお、光フィルタ２８は、透明保護板２９に装着してもよい。
【００３５】
この場合には、受光素子２６をより確実に保護することができる。また、図６に示すようなモニタ用受光器５１，５２の筐体２１または透明保護板２９に光フィルタ２８を取り付けるだけで良いので、既存のモニタ用受光器５１，５２を再利用することで、製造コストを大幅に削減することができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、モニタ用受光器１４，２０と光ファイバカプラ４，１０とをモニタ用光ファイバ１３，１９で接続するものとしたが、モニタ用受光器１４，２０を他の光学部品等と共に集積化した構成としてもよい。この場合には、モニタ用受光器１４，２０に光フィルタ２８を設けることで、集積化で発生しやすくなる迷光の影響を排除することができる。
【００３７】
また、上記実施形態は、受光器を光増幅装置に使用したものであるが、本発明の受光器は、特に光増幅装置に限らず、信号光のモニタを必要とする光通信システムであれば適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタを、筐体の開口部を塞ぐように筐体に取り付けたので、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００３９】
また、本発明によれば、保護部材が筐体の開口部を塞ぐように筐体に取り付られているものでは、所定波長帯域の光を取り出す光フィルタを筐体および保護部材のいずれか一方に取り付けたので、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受光器の一実施形態を備えた光増幅装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す受光器の構造を示す断面図である。
【図３】図２に示す光フィルタ（遮断フィルタ）の波長特性を示す図である。
【図４】図２に示す光フィルタ（波長選択フィルタ）の波長特性を示す図である。
【図５】比較例として従来の一光増幅装置を示す構成図である。
【図６】図５に示す受光器の構造を示す断面図である。
【図７】本発明に係る受光器の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…光増幅装置、４…光ファイバカプラ、６…光ファイバカプラ、７…増幅用光ファイバ、８…光ファイバカプラ、１０…光ファイバカプラ、１３…モニタ用光ファイバ、１４…モニタ用の受光器、１５…励起光用光ファイバ、１６…前方励起光源、１７…励起光用光ファイバ、１８…後方励起光源、１９…モニタ用光ファイバ、２０…モニタ用の受光器、２１…筐体、２４…開口部、２６…受光素子、２８…光フィルタ、２９…透明保護板（保護部材）、３０…モニタ用の受光器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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