(57)【要約】【解決手段】光増幅器は、入力光信号を受信するための入力ポートと、入力ポートに結合された第１の入力、ポンプ源（２０６）に結合された第２の入力、及び増幅ファイバ（２０８）に結合された出力を有する波長分割マルチプレクサ（２０４）と、出力モニタリング及びアイソレーションを提供するように構成された一体化部品（２１０）であって、増幅ファイバ（２０８）から受信した光信号の第１の部分を分離し、第１の部分を光検出器に向け、増幅ファイバ（２０８）から入力光の第２の部分を出力ポートに向けるように構成され、出力ポートから受信した光信号を減衰するように構成された一体化部品（２１０）とを含む。【選択図】図２
2018530929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅器であって、
入力光信号を受信するための入力ポートと、
該入力ポートに結合された第１の入力、ポンプ源に結合された第２の入力、及び増幅ファイバに結合された出力を有する波長分割マルチプレクサと、
出力モニタリング及びアイソレーションを提供するように構成されている一体化部品であって、該一体化部品は、前記増幅ファイバから受信した光信号の第１の部分を分離し、該第１の部分を光検出器に向け、前記増幅ファイバからの入力光の第２の部分を出力ポートに向けるように構成されており、かつ前記一体化部品は、前記出力ポートから受信した光信号を減衰するように構成されている、一体化部品と、
を含む、光増幅器。
【請求項２】
前記光検出器から電気信号を受信し、かつ該受信した電気信号に少なくとも部分的に基づき前記ポンプ源の出力パワーを制御するように構成されているコントローラを更に含む、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記一体化部品は、前記出力ポートから受けた光を１０ｄＢ以上減衰する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記入力ポートと前記波長分割マルチプレクサとの間に配置されたアイソレータ及びタップを含む、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項５】
前記入力光信号をモニタするように構成されている前記タップに結合される第２の光検出器を含む、請求項４に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記入力ポートと前記波長分割マルチプレクサとの間に配置された第２の一体化部品を含み、該第２の一体化部品は入力モニタリングとアイソレーションとを提供するように構成され、前記一体化部品は、前記第１のポートから受信した前記入力光信号の第１の部分を分離し、該第１の部分を光検出器に向け、前記入力光信号の第２の部分を前記波長分割マルチプレクサに結合された出力に向けるように構成されており、かつ前記第２の一体化部品は、前記波長分割マルチプレクサから受信した光信号を減衰するように構成されている、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記波長分割マルチプレクサは、アイソレータと組み合わされて、第３の一体化部品を形成する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項８】
光増幅器であって、
入力光信号を受信するための入力ポートと、
アイソレータと波長分割マルチプレクサとを含む第１の一体化部品であって、該第１の一体化部品は、前記入力光信号を受信するために前記入力ポートに結合された第１の入力、ポンプ源に結合された第２の入力、及び増幅ファイバに結合された出力を有する、第１の一体化部品と、
出力モニタリング及びアイソレーションを提供するように構成されている第２の一体化部品であって、該第２の一体化部品は、前記増幅ファイバからの入力光の第１の部分を分離し、該第１の部分を光検出器に向け、前記増幅ファイバからの入力光の第２の部分を出力ポートに向けるように構成されており、かつ前記第２の一体化部品は、前記出力ポートから受信した光信号を減衰するように構成されている、第２の一体化部品と、
を含む、光増幅器。
【請求項９】
前記光検出器から電気信号を受信し、かつ該受信した電気信号に少なくとも部分的に基づき前記ポンプ源の出力パワーを制御するように構成されているコントローラを更に含む、請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１０】
前記第１の一体化部品は、前記増幅器ファイバから受け取った光を１０ｄＢ以上減衰し、
前記第２の一体化部品は、前記出力ポートから受け取った光を１０ｄＢ以上減衰する、請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１１】
光増幅器であって、
入力光信号を受信する入力ポートと、
入力モニタリングとアイソレータとを提供するように構成されている第１の一体化部品であって、該第１の一体化部品は、前記入力光信号の第１の部分を分離し、該第１の部分を第１の光検出器に向け、前記入力光信号の第２の部分を波長分割マルチプレクサに向けるように構成されており、かつ前記第１の一体化部品は、前記波長分割マルチプレクサから受信した光信号を減衰するように構成されており、前記波長分割マルチプレクサは、前記第１の一体化部品の出力に結合された第１の入力、ポンプ源に結合された第２の入力、及び増幅ファイバに結合された出力を有する、第１の一体化部品と、
出力モニタリング及びアイソレーションを提供するように構成されている第２の一体化部品であって、該第２の一体化部品は、前記増幅ファイバからの入力光の第１の部分を分離し、該第１の部分を第２の光検出器に向け、前記増幅ファイバからの入力光の第２の部分を出力ポートに向けるように構成されており、かつ前記第２の一体化部品は、前記出力ポートから受信された光信号を減衰するように構成されている、第２の一体化部品と、
を含む、光増幅器。
【請求項１２】
前記第１の光検出器からの第１の電気信号と前記第２の光検出器から受信された第２の電気信号とを受信し、かつ前記受信した第１の電気信号及び第２の電気信号に少なくとも部分的に基づき前記ポンプ源の出力パワーを制御するように構成されているコントローラを更に含む、請求項１１に記載の光増幅器。
【請求項１３】
入力光ファイバ及び出力光ファイバと、
前記入力光ファイバと前記出力光ファイバとの端部に対向する第１の面及び波長板に対向する第２の面を有する複屈折性結晶であって、前記波長板は前記複屈折性結晶の一部分を覆う、複屈折性結晶と、
前記波長板と偏光回転子との間に光学的に配置されたレンズと、
前記偏光回転子と光検出器との間に配置されたプリズムと、を含む、一体化部品。
【請求項１４】
前記偏光回転子はファラデー回転子である、請求項１３に記載の一体化部品。
【請求項１５】
前記入力光ファイバ及び出力光ファイバは共通パッケージに保持されている、請求項１３に記載の一体化部品。
【請求項１６】
前記入力光ファイバが受信した入力光信号は、プリズムに送られており、該プリズムは、前記入力光信号の一部分を前記光検出器に通過させ、前記入力光信号の一部分を前記出力光ファイバに向けて反射する、請求項１３に記載の一体化部品。
【請求項１７】
前記出力光ファイバが受信した入力光信号は、光信号が前記入力光ファイバを通過しないように、前記一体化部品の素子を通過する、請求項１３に記載の一体化部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は光通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ増幅器は、一般に通信システムにおいて使用される。光ファイバ増幅器の種類には、希土類添加ファイバ増幅器、例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器（「ＥＤＦＡ」）を含む。光ファイバ増幅器は、通常、１つ又は２つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザポンプ源により励起される。
【０００３】
エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）は、エルビウムが高濃度にドープされたコアを有している、単一モードファイバの形態である。従来型のＥＤＦＡは、入力光信号の増幅をもたらすためにＥＤＦにポンプ光を供給するポンプレーザを含む。例えば、９８０ｎｍ又は１４８０ｎｍのポンプ光がＥＤＦに注入されると、エルビウム原子は、エルビウム原子を励起状態に押し上げるポンプ光を吸収する。光線、例えば、Ｃバンド（１５２８〜１５７０ｎｍ）又はＬバンド（１５７０〜１６２０ｎｍ）にある、１つ又は２つ以上の波長を有する入力光信号によって励起される場合、励起原子は誘導放出によって基底状態又は低い状態へ戻る。誘導放出は、励起光と同じ波長を有する。したがって、光信号は、ＥＤＦを通って伝搬しながら増幅される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書は、光増幅器に関する技術を記載する。
【０００５】
一般には、本明細書に記載される主題の１つの革新的な態様は、光増幅器であって、入力光信号を受信するための入力ポートと、入力ポートに結合された第１の入力、ポンプ源に結合された第２の入力、及び増幅ファイバに結合された出力を有する波長分割マルチプレクサと、出力モニタリング及びアイソレーションを提供するように構成された一体化部品であって、この一体化部品は、増幅ファイバから受信した光信号の第１の部分を分離し、第１の部分を光検出器に向け、入力光の第２の部分を増幅ファイバから出力ポートに向けるように構成されており、かつ該一体化部品は、出力ポートから受信した光信号を減衰するように構成されている、一体化部品と、を含む光増幅器で具体化され得る。この態様の他の実施形態は、対応する方法、装置及びシステムを含む。
【０００６】
前述及び他の実施形態は、それぞれ必要に応じて、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。光増幅器は、光検出器から電気信号を受信し、かつ受信した電気信号に少なくとも部分的に基づきポンプ源の出力パワーを制御するように構成されたコントローラを更に含む。一体化部品は、出力ポートから受けた光を１０ｄＢ以上減衰する。光増幅器は、入力ポートと波長分割マルチプレクサとの間に配置されたアイソレータ及びタップを更に含む。光増幅器は、入力光信号をモニタするように構成されたタップに結合される第２の光検出器を含む。光増幅器は、入力ポートと波長分割マルチプレクサとの間に配置された第２の一体化部品を含み、第２の一体化部品は、入力モニタリングとアイソレーションとを提供するように構成され、一体化部品は、第１のポートから受信した入力光信号の第１の部分を分離し、第１の部分を光検出器に向け、入力光信号の第２の部分を波長分割マルチプレクサに結合された出力に向けるように構成されており、第２の一体化部品は、波長分割マルチプレクサから受信した光信号を減衰するように構成されている。波長分割マルチプレクサは、アイソレータと組み合わされて、第３の一体化部品を形成する。
【０００７】
一般には、本明細書に記載される主題の１つの革新的な態様は、光増幅器であって、入力光信号を受信するための入力ポートと、アイソレータと波長分割マルチプレクサとを含む第１の一体化部品であって、入力ポートに結合されて入力光信号を受信する第１の入力とポンプ源に結合される第２の入力と増幅ファイバに結合される出力とを有する第１の一体化部品と、出力モニタリングとアイソレーションとを提供するように構成された第２の一体化部品であって、この第２の一体化部品は、増幅ファイバからの入力光の第１の部分を分離し、第１の部分を光検出器に向け、増幅ファイバからの入力光の第２の部分を出力ポートに向けるように構成されており、かつ該第２の一体化部品は出力ポートから受信した光信号を減衰するように構成されている、第２の一体化部品と、を含む光増幅器において具現化され得る。この態様の他の実施形態は、対応する方法、装置及びシステムを含む。
【０００８】
前述及び他の実施形態は、それぞれ必要に応じて、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。光増幅器は、光検出器から電気信号を受信し、かつ受信した電気信号に少なくとも部分的に基づきポンプ源の出力パワーを制御するように構成されたコントローラを更に含む。第１の一体化部品は、増幅器ファイバから受けた光を１０ｄＢ以上減衰し、第２の一体化部品は、出力ポートから受けた光を１０ｄＢ以上減衰する。
【０００９】
一般には、本明細書に記載される主題の１つの革新的な態様は、光増幅器であって、入力光信号を受信するための入力ポートと、入力モニタリングとアイソレータとを提供するように構成された第１の一体化部品であって、この第１の一体化部品は、入力光信号の第１の部分を分離し、第１の部分を第１の光検出器に向け、入力光信号の第２の部分を波長分割マルチプレクサに向けるように構成されており、かつ該第１の一体化部品は波長分割マルチプレクサから受信した光信号を減衰するように構成されている、第１の一体化部品と、第１の一体化部品の出力に結合される第１の入力とポンプ源に結合される第２の入力と増幅ファイバに結合される出力とを有する波長分割マルチプレクサと、出力モニタリングとアイソレーションを提供するように構成された第２の一体化部品であって、この第２の一体化部品は、増幅ファイバから入力光の第１の部分を分離し、第１の部分を第２の光検出器に向け、増幅ファイバから入力光の第２の部分を出力ポートに向けるように構成されており、かつ該第２の一体化部品は出力ポートから受信された光信号を減衰するように構成されている、第２の一体化部品と、を含む光増幅器において具現化され得る。この態様の他の実施形態は、対応する方法、装置及びシステムを含む。
【００１０】
前述及び他の実施形態は、それぞれ必要に応じて、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。光増幅器は、第１の光検出器から第１の電気信号と第２の光検出器から第２の電気信号とを受信し、かつ受信した第１の電気信号及び第２の電気信号に少なくとも部分的に基づきポンプ源の出力パワーを制御するように構成されたコントローラを更に含む。
【００１１】
一般には、本明細書に記載される主題の１つの革新的な態様は、入力光ファイバと出力光ファイバ、入力光ファイバと出力光ファイバとの端部に対向する第１の面と複屈折性結晶の一部分を覆う波長板に対向する第２の面とを有する複屈折性結晶、波長板と偏光回転子との間に光学的に配置されたレンズ、及び偏光回転子と光検出器との間に配置されたプリズムを含む一体化部品において具現化され得る。この態様の他の実施形態は、対応する方法、装置及びシステムを含む。
【００１２】
前述及び他の実施形態は、それぞれ必要に応じて、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。偏光回転子はファラデー回転子である。入力光ファイバ及び出力光ファイバは共通パッケージに保持される。入力光ファイバで受信した入力光信号は、プリズムに送られ、プリズムは、入力光信号の一部分を光検出器に通過させ、入力光信号の一部分を出力光ファイバに向けて反射する。出力光ファイバで受信した入力光信号は、一体化部品の素子を通過し、その結果、光信号は入力光ファイバを通過しない。
【００１３】
本明細書に記載される主題の特定の実施形態は、以下の有用性のうちの１つ又は２つ以上を実現するように実施され得る。光信号の一部分のアイソレーション及びタッピングを提供する一体化部品を用いることにより、ＥＤＦＡのための部品のサイズと数を低減する。一体化部品は、ユニットとしてＥＤＦＡから取り替えることができ、交換を容易にする。追加的に一体化部品は、ＥＤＦＡがＸＦＰ  ＭＳＡ準拠（例えば、１０ＧＢ小型フォームファクタ差込可能）であり、大幅な再設計なしにＸＦＰフォームファクタと互換性があるように組み込むことができる。
【００１４】
本明細書に記載された主題の１つ又は２つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の記載において説明される。主題の他の特徴、態様及び有用性は、明細書、図面及び請求項から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例示的な先行技術のエルビウム添加ファイバ増幅器の図である。
【図２】一体化部品を含む例示的なＥＤＦＡの図である。
【図３】例示的な一体化部品の図である。
【図４】図３の一体化部品のチューブ、複屈折性結晶、及び１／２波長板の相対的配置を示す図である。
【図５】図３の一体化部品のプリズムの図である。
【図６】ｘ−ｚ面上の図３の一体化部品の側面図である。
【図７】ｘ−ｙ面上の図３の一体化部品の上面図である。
【図８】偏光状態を示すｘ−ｚ面上の図３の一体化部品の側面図である。
【図９】偏光状態を示すｘ−ｚ面上の図３の一体化部品の側面図である。
【図１０】入力ファイバから光検出器までの経路を示す図３の一体化部品の側面図である。
【図１１】出力ファイバから光検出器までの経路を示す図３の一体化部品の側面図である。
【図１２】出力モニタを含む例示的な１段階ＥＤＦＡの図である。
【００１６】
様々な図面における同様の参照番号及び名称は同様の素子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、例示的な先行技術のエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）１００の図である。ＥＤＦＡ１００は、１つ又は２つ以上の波長を有する入力光信号を受信するように構成された入力光ポートに結合された第１のタップ１０２を含む。入力光ポートは、１つ又は２つ以上の光学的部品又はファイバにＥＤＦＡ１００を結合する光ファイバに結合され得る。第１のタップ１０２は、入力光信号の小部分を分離し、タップされた部分を第１の光検出器１０４に出力する。第１の光検出器１０４は、光ダイオードであり得て、入力光信号の入力パワーを測定する。入力光信号の残留部分は、第１のタップ１０２から第１のタップ１０２に結合された第１のアイソレータ１０６へ出力される。
【００１８】
第１のアイソレータ１０６は、一方向に光信号の送信を提供するように構成される。したがって、第１のアイソレータ１０６は、入力光ファイバに向かって戻る光信号を遮断し、又は大幅に低減することができる。第１のアイソレータ１０６の出力は、波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）１０８の入力に結合され、その第２の入力はポンプ源１１０により提供される。
【００１９】
ポンプ源１１０は、ポンプレーザ、発光ダイオード又は他の光源であり得る。いくつかの実施では、ポンプ源１１０は、ポンプ源１１０によって放射される光の出力パワーを変えるため、電気コントローラ（図示なし）から制御信号を受信する。例えば、制御信号は、ＷＤＭ１０８に向けられたポンプ光を増減するための光であり得る。
【００２０】
ＷＤＭ１０８は、入力光信号とポンプ源１１０から供給される注入された励起信号とを結合するように動作するコンバイナとして構成され、結合された出力光信号を増幅器ファイバ１１２に供給する。いくつかの実施では、ＷＤＭ１０８は、特定波長、例えば、１５５０ｎｍを有する入力信号を、異なる波長、例えば、９８０ｎｍを有する注入された励起信号と結合する。増幅器ファイバ１１２は、ＥＤＦであり得る。
【００２１】
増幅器ファイバ１１２から出力される増幅された光信号は、第２のアイソレータ１１４に入力として供給される。第２のアイソレータは、光信号が増幅器ファイバ１１２に向かって戻るのを防止するように構成され得る。第２のアイソレータ１１４の出力は、第２のタップ１１６の入力に結合される。第２のタップ１１６は、増幅された光信号の小部分をタップオフし、タップされた部分を第２の光検出器１１８に出力する。第２の光検出器１１８は、フォトダイオードであり得て、かつ増幅された光信号の出力パワーを測定するのに用いられ得る。増幅された光信号の残留部分は、第２のタップ１１６から出力光ファイバへ出力される。
【００２２】
第１の光検出器１０４及び第２の光検出器１１８は、入射光信号を電気信号に変換する。電気信号は、コントローラによって用いられて、入力光信号パワー及び増幅された出力光信号パワーを測定する。コントローラは、測定された入力光信号パワーと増幅された出力光信号パワーを用いて、ポンプ源１１０の性能を制御することができる。
【００２３】
図２は、例示的なＥＤＦＡ２００の図である。ＥＤＦＡ２００は、入力光信号を、例えば、入力光ファイバから受信するための入力ポートを含む。入力ポートは、第１の一体化部品２０２に結合される。第１の一体化部品２０２は、アイソレータ、タップ及び光検出器、例えば、図１に示すＥＤＦＡの第１のアイソレータ１０６、第１のタップ１０２及び第１の光検出器１０４のアイソレーションと信号モニタリング機能を提供するように構成される。
【００２４】
第１の一体化部品２０２からの光信号出力は、ＷＤＭ２０４の入力に結合され、その第２の入力はポンプ源２０６により提供される。
【００２５】
ポンプ源２０６は、ポンプレーザ、発光ダイオード又は他の光源であり得る。いくつかの実施では、ポンプ源２０６は、ポンプ源２０６の出力パワーを変更するために、電気コントローラ（図示なし）から制御信号を受信する。例えば、制御信号はＷＤＭ２０４に向けられたポンプ光を増減するための信号であり得る。
【００２６】
ＷＤＭ２０４は、入力光信号とポンプ源２０６から供給される注入された励起信号とを結合するように動作するコンバイナとして構成され、出力光信号を増幅器ファイバ２０８に供給する。増幅器ファイバ２０８から出力された増幅された光信号は、第２の一体化部品２１０に入力として供給される。第１の一体化部品２０２と同様に、第２の一体化部品２１０は、アイソレータ、タップ及び光検出器、例えば、図１に示すＥＤＦＡの第２のアイソレータ１１４、第２のタップ１１６及び第２の光検出器１１８のアイソレーションと信号モニタリング機能を提供するように構成される。第１の一体化部品２０２及び第２の一体化部品２１０は、各々、ＥＤＦＡハウジング内に組立体用の一体化パッケージで提供され得る。
【００２７】
図３は、例示的な一体化部品３００の図である。一体化部品３００は、入力光ファイバ３０２及び光出力ファイバ３０４を含む。入力光ファイバ３０２及び出力光ファイバ３０４は、例えば、チューブ３０６内に一緒にパックされ得る。チューブ３０６は、ガラスチューブ又は他の適切な材料であり得る。いくつかの実施では、光ファイバは、ファイバフェルール又は他の適切な構造体に保持される。
【００２８】
一体化部品３００はまた、チューブ３０６と１／２波長板３１０との間に配置された複屈折性結晶３０８を含む。１／２波長板３１０は、入力光ファイバ３０２の光路に沿うように配置され得るが、出力光ファイバ３０４の光路に沿わない。複屈折性結晶３０８は、例えば、ランダムな偏光方向を有する入射光を２つの直交偏光光線に分離するように構成される。１／２波長板３１０のような波長板は、波長板の構成に応じて特定方向に所定数の程度まで入射光線の偏光を回転させる。
【００２９】
図４は、図３の一体化部品３００のチューブ３０６、複屈折性結晶３０８及び１／２波長板３１０の相対的配置を示す図である。特に、複屈折性結晶３０８は、チューブ３０６の端面に配置され、その結果、複屈折性結晶３０８は入力光ファイバ３０２及び出力光ファイバ３０４の両方を覆い、したがって入力光ファイバ３０２及び出力光ファイバ３０４に出入りする光の光路にある。しかしながら、１／２波長板３１０は、複屈折性結晶３０８の一部分の頂部に配置され、その結果、１／２波長板３１０は、入力光ファイバ３０２へ、又は入力光ファイバ３０２から向けられる光の光路にのみあり、出力光ファイバ３０４に向かう光の光路にはない。
【００３０】
図３に戻り、一体化部品３００はまた、１／２波長板３０８とファラデー回転子３１４との間に配置されたレンズ３１２を含む。ファラデー回転子３１４は、印加された磁場に応答してファラデー回転子３１４を通過する光の偏光を特定量だけ回転させる光学的部品である。レンズ３１２を用いて、例えば、１つ又は２つ以上の光線を特定の光学的部品に向けて集束し、例えば、ファラデー回転子３１４に光を集束することができる。
【００３１】
一体化部品３００はまた、ファラデー回転子３１４と光検出器３１８との間で光路に沿って配置されるプリズム３１６を含む。プリズム３１６は、図５に関連してより詳しく記載される。
【００３２】
図５は、図３の一体化部品のプリズム３１６の図である。プリズム３１６は、ファラデー回転子３１４の端面に向かう第１の端面５０２を含む。プリズム３１６の第１の端面５０２は、入力光信号のパーセンテージＸを反射する一方、１−Ｘパーセントがプリズム３１６を通過するのを許可する部分的反射コーティングを有する。いくつかの実施では、Ｘの値は、９０パーセントよりも大きい。
【００３３】
プリズム３１６はまた、光検出器３１８に面する第２の端面５０４を含む。第２の端面５０４は、ポンプ源に対応する波長に対して高反射を有し、光信号の波長に対しては低反射であるか、又は反射しないように構成される。これにより、光信号は光検出器への到達は可能であるが、ポンプ信号が光検出器に達するのを防止する。追加的に、いくつかの実施では、第１の端面５０２及び第２の端面５０４は、互いに平行ではない。いくつかの実施では、プリズム３１６の代わりに、異なる光学的部品、例えば、薄膜コーティングを施された楕円形シリンダが用いられ得る。薄膜コーティングは、入射光の一部分を反射し、入射光の第２の部分を光検出器３１８に通す。いくつかの実施では、コーティングは、殆どの入射光、例えば、９０パーセント超を反射する。
【００３４】
図３に戻り、光検出器３１８は、受信した光信号を電気信号に変換する。信号は、例えば、増幅器のコントローラに送られて、光信号のためのパワー測定値を計算することができる。例えば、一体化部品３００は、ＥＤＦＡへの入力光信号パワーをモニタするように配置され得る。別の例では、一体化部品は、ＥＤＦＡの増幅ファイバにより出力された、増幅された光信号をモニタするために配置され得る。
【００３５】
図６は、ｘ−ｚ面上の図３の一体化部品３００の側面図６００である。図７は、ｘ−ｙ面上の図３の一体化部品３００の上面図７００である。図６及び図７に示すように、一体化部品３００は、入力光ファイバと出力光ファイバを保持しているチューブ３０６、複屈折性結晶３０８、１／２波長板３１０、レンズ３１２、ファラデー回転子３１４、プリズム３１６、及び光検出器３１８を含む。側面図６００で示すように、複屈折性結晶３０８及び１／２波長板３１０は、チューブの端面に、又はｚ軸に平行ではない。追加的に、１／２波長板３１０は、入力光ファイバからの光が１／２波長板３１０を通過するが、出力光ファイバに向けられた光は波長板３１０を通過しないように配置されて示される。
【００３６】
図８は、偏光状態を示すｘ−ｚ面上の図３の一体化部品３００の側面図８００である。特に、偏光状態は、入力光ファイバ３０２から出力光ファイバ３０４まで通過する光線のために示される。
【００３７】
光線、例えば、１つ又は２つ以上の波長を有する光信号は、入力光ファイバ３０２を通って一体化部品３００に入る。光線は、ランダムに偏光され得る。光線は、入力光ファイバ３０２を出た後、複屈折性結晶３０８を通過する。
【００３８】
複屈折性結晶３０８は、光線を、第１の偏光方向を有する第１の光線と第２の偏光方向を有する第２の光線に分離し、複屈折性結晶３０８に続く一体化部品３００の断面に対する２つの光線の偏光状態及び位置を示すボックス８０２で表すように、それぞれ偏光方向は直交する。ボックス８０２に示すように、光線は、ｙ軸に沿う上部経路に分離される。
【００３９】
第１の光線及び第２の光線は、一体化デバイスの断面の上部分に置かれ、したがって、複屈折性結晶３０８を出た後、１／２波長板３１０を通過する。１／２波長板３１０は、ボックス８０４に示すように、各光線の偏光を時計方向４５°だけ回転させる。第１の光線及び第２の光線は、第１の光線及び第２の光線がファラデー回転子３１４に向けられる際に、偏光を変えることなくレンズ３１２を通過する。ファラデー回転子は、ボックス８０６で示すように、第１の光線と第２の光線の両方の偏光方向を反時計方向に２２．５°だけ回転させる。
【００４０】
ファラデー回転子３１４から出る第１の光線及び第２の光線は、プリズム３１６に向けられる。プリズム３１６は、光線の第１の部分を通過するが、第２の部分を反射可能とする薄膜コーティングを有する。第１の部分は同じ偏光方向でプリズム３１６を通過し、光検出器３１８に集束される。例えば、通過した部分は、プリズム３１６に入射する光線の小部分であり得る。光検出器３１８により検出された光は、例えばＥＤＦＡのコントローラによって使用されて、全体の光信号パワーを測定することができる。
【００４１】
光線の第２の部分は、ｙ軸に対してプリズム３１６から反射され、同じ偏光方向ではあるが断面の下部経路に鏡像する相対位置を有する。反射された光線はファラデー回転子３１４に戻り、そこで偏光方向は反射された光線のための偏光方向と位置の両方を示しているボックス８０８で表すように反時計方向に２２．５°だけ更に回転される。
【００４２】
反射された光線は、偏光方向を変えることなくレンズ３１２を通過し、次いで複屈折性結晶３０８に入射し、そこで、それぞれ位置及び偏光方向のために、２つの反射された光線は１つの光線に統合されて複屈折性結晶３０８から出る。統合された光線は、次に出力光ファイバ３０４に入り、一体化部品３００から出る。
【００４３】
図９は、偏光状態を示すｘ−ｚ面上の図３の一体化部品３００の側面図９００である。特に、偏光状態は、出力光ファイバ３０４から入力光ファイバ３０２に向かって、すなわち、逆方向に通過する光線用に示される。しかしながら、以下に示すように、出力光ファイバ３０４に入力される光線は、例えば、１０ｄＢ以上程度遮断又は大幅に減衰され、入力光ファイバ３０２から出る光を制限する。
【００４４】
例えば、１つ又は２つ以上の波長で光信号を有する光線は、出力光ファイバ３０４を通って一体化部品３００に入る。光線は、ランダムに偏光され得る。光線は出力光ファイバ３０４を出た後、複屈折性結晶３０８を通過する。
【００４５】
複屈折性結晶３０８は、光線を、第１の偏光方向を有する第１の光線と第２の偏光方向を有する第２の光線に分離し、複屈折性結晶３０８に続く一体化部品３００の断面に対する２つの光線の偏光状態及び位置を示すボックス９０２で表すように、それぞれ偏光方向は直交する。ボックス９０２に示すように、光線は、ｙ軸に沿う下部経路に分離される。
【００４６】
第１の光線及び第２の光線は、一体化デバイスの断面の下部分に置かれ、したがって、複屈折性結晶３０８を出た後、１／２波長板３１０を通過しない。光線は、偏光方向を変えることなくレンズ３１２を通過し、ファラデー回転子３１６を通る。ファラデー回転子３１６の通過において、偏光方向は、ボックス９０４で示すように反時計方向に２２．５°回転される。
【００４７】
ファラデー回転子３１４から出る光線は、その後、プリズム３１６に入射される。光線の第１の部分はプリズム３１６を通過し、一方、第２の部分は反射される。しかしながら、出力ファイバ３０４がレンズ光軸とプリズム３１６のウェッジ角度方向に対して配置するため、第１の部分はプリズム３１６により、光検出器３１８に入力しない、又は光検出器３１８により非常に少量が検出される角度で出るように向けられる。
【００４８】
第２の部分の反射された光線は、一体化部品３００の断面の上部経路に反射される。ファラデー回転子３１４に戻って通過することで、偏光方向は、更に２２．５°反時計方向に回転され、ボックス９０６に示すように、それぞれ正及び負の４５°偏光方向を生じる。ファラデー回転子３１４を出た反射された光線は、偏光方向又は断面における相対位置を変えることなくレンズ３１２を通過し、１／２波長板３１０に向かってレンズ３１２を出る。１／２波長板３１０を通過した後、各反射された光線の偏光方向は、反時計方向に４５°だけ回転され、その結果、２つの光線は再度、ボックス９０８に示すように、それぞれ垂直及び水平偏光方向を有する。
【００４９】
反射された光線は、複屈折性結晶３０８に入る。相対位置及び偏光方向のために、光線は複屈折性結晶３０８により結合されない。代わりに、それらは、出口経路が入力光ファイバ３０２の終点に入射しないように更に分離される。これにより、光線は出力光ファイバ３０４から入力光ファイバ３０６まで通過しない。
【００５０】
図１０は、入力ファイバ３０２から光検出器３１８までの経路を示す図３の一体化部品３００の側面図１０００である。入力光ファイバ３０２に入る光は、複屈折性結晶３０８、１／２波長板３１０、レンズ３１２及びファラデー回転子３１４を通過できる。一部分はプリズム３１６の特定の透過率に応じてプリズム３１６を通過し、残留部分は反射される（図示なし）。プリズム３１６を通過する部分は、光検出器３１８に向けられる。光検出器３１８は、入射光を電流に変換し、電流は、例えば、ＥＤＦＡに用いられて一体化部品３００に入る光線のパワーを決定することができる。
【００５１】
図１１は、出力ファイバ３０４から光検出器３１８への経路を示す図３の一体化部品３００の側面図１１００である。出力光ファイバ３０４に入る光は、複屈折性結晶３０８、レンズ３１２及びファラデー回転子３１４を通過することができる。一部分はプリズム３１６の特定の透過率に応じてプリズム３１６を通過し、残留部分は反射される（図示なし）。しかしながら、プリズム３１６を通過する部分は、光の殆どが光検出器３１８に到達することができないように向けられる。例えば、いくつかの実施では、入力光ポート３０２から発する光検出器１１８に入射する光の部分によって生成された電流は、出力光ポート３０４から発する光検出器１１８に入射する光の部分によって生成される電流よりも１０倍大きい。これは、光検出器応答の一方向性を提供する。
【００５２】
図１２は、出力モニタを含む例示的な１段階ＥＤＦＡ１２００の図である。ＥＤＦＡ１２００は、一体化ＷＤＭ及びアイソレータ１２０４に入力光信号を供給する入力光ファイバ１２０２を含む。ポンプ源１２０６は、ＷＤＭが入力光信号とポンプ光を結合し、結合された光信号を増幅器ファイバ１２０８に出力するように、ポンプ光を一体化ＷＤＭ及びアイソレータ１２０４に供給する。増幅器ファイバ１２０８、例えば、及びＥＤＦは、増幅された光信号を、アイソレータ、タップ及び光検出器機能を提供する一体化部品１２１０に出力する。一体化部品１２１０は、上述の一体化部品３００と同様である。一体化部品は、増幅された出力光信号が出力光ファイバ１２１２からＥＤＦＡ１２００を出る前に、増幅された光信号の出力モニタリングを提供する。
【００５３】
本明細書は多くの特別な実施の詳細を含むが、これらは発明の範囲に、又は特許請求されるものを限定するのではなく、特定の発明の特定の実施形態に特異な特徴の記述として解釈される。別個の実施形態の情況において本明細書に記載された特定の特徴は、単一の実施形態で組み合わせて実装されてもよい。逆に、単一の実施形態の情況において記載された様々な特徴もまた、複数の実施形態で別個に、又は任意の適切な部分的組み合わせで実施されてもよい。更に、特徴は特定の組み合わせで作用するものとして前述され、そのように最初に特許請求され得るが、特許請求された組み合わせからの１つ又は２つ以上の特徴は、場合によっては組み合わせから削除されてもよく、特許請求された組み合わせは部分的組み合わせに、又は部分的組み合わせの変形を対象とすることができる。
【００５４】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されるが、これは、所望する結果を達成するため、このような動作が示される特定の順序で、又は連続する順序で実行されること、あるいは全ての示された動作が実行されることを必要とするものとして理解すべきではない。特定の状況では、マルチタスキング及び並列処理が有用であり得る。更に、上述の実施形態における様々なシステム部品の分離は、そのような分離が全ての実施形態で必要であるものとして理解されるべきではなく、かつ記載したプログラム部品及びシステムは一般的に単一のソフトウェア製品に一体化されるか、又は複数のソフトウェア製品にパッケージされ得ることを理解すべきである。
【００５５】
このように、主題の特定の実施形態を記載する。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。場合によっては、特許請求に記載された動作は、異なる順序で実行され得て、所望する結果を達成することができる。更に、添付の図面に示された処理は、所望する結果を達成するために、必ずしも示された特定の順序、又は連続する順序を必要とするものではない。特定の実施において、マルチタスキング及び並列処理が有用であり得る。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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