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公開番号2025046040
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023154187
出願日2023-09-21
発明の名称マルチコア光増幅ファイバおよび光増幅器
出願人古河電気工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01S 3/10 20060101AFI20250326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数のコア部の間での利得の差を小さくすること。
【解決手段】マルチコア光増幅ファイバは、希土類元素を添加した複数のコア部と、複数のコア部を取り囲み、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド部と、内側クラッド部を取り囲み、内側クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側クラッド部と、を備え、複数のコア部は、長手方向に沿って延びる内側クラッド部の中心軸からの距離が第1距離である第1コア部と、中心軸からの距離が第1距離よりも大きい第2距離である第2コア部と、を含み、内側クラッドに、希土類元素を光励起する所定のパワーの励起光を伝搬させ、かつ第1コア部および前記第2コア部のそれぞれに、希土類元素によって光増幅される信号光を伝搬させた場合に、第1コア部における信号光が得る第1利得と、第2コア部における信号光が得る第2利得との差が0.9dB未満である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
希土類元素を添加した複数のコア部と、
前記複数のコア部を取り囲み、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド部と、
前記内側クラッド部を取り囲み、前記内側クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側クラッド部と、
を備え、
前記複数のコア部は、長手方向に沿って延びる前記内側クラッド部の中心軸からの距離が第１距離である第１コア部と、前記中心軸からの距離が前記第１距離よりも大きい第２距離である第２コア部と、を含み、
前記内側クラッド部に、前記希土類元素を光励起する所定のパワーの励起光を伝搬させ、かつ前記第１コア部および前記第２コア部のそれぞれに、前記希土類元素によって光増幅される信号光を伝搬させた場合に、前記第１コア部における前記信号光が得る第１利得と、前記第２コア部における前記信号光が得る第２利得との差が０．９ｄＢ未満である
マルチコア光増幅ファイバ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１コア部の近傍における前記内側クラッド部の屈折率である第１屈折率が、前記第２コア部の近傍における前記内側クラッド部の屈折率である第２屈折率よりも高い
請求項１に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項３】
前記内側クラッド部の前記中心軸を含む中央領域の屈折率が、前記内側クラッド部の前記中央領域を取り囲む周辺領域の屈折率よりも高い
請求項１に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項４】
前記内側クラッド部はＧＩ型の屈折率プロファイルを有する
請求項３に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項５】
前記内側クラッド部は階段型の屈折率プロファイルを有する
請求項３に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項６】
前記内側クラッド部の前記長手方向に垂直な面における断面形状は、円状、多角形状、または円弧と直線とからなる形状である
請求項３に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項７】
前記信号光の波長における前記第１コア部のモードフィールド径である第１モードフィールド径が、前記信号光の波長における前記第２コア部のモードフィールド径である第２モードフィールド径よりも大きい
請求項１に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項８】
前記複数のコア部は、ｎを２以上の整数として、前記内側クラッド部内でｎ回回転対称性を有するように配置されている
請求項１～７のいずれか一つに記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項９】
前記内側クラッド部は、同心状に形成された複数の層状クラッド部を有し、
前記複数の層状クラッド部のそれぞれに前記複数のコア部のうち１以上のコア部が配置されている
請求項１～７のいずれか一つに記載のマルチコア光増幅ファイバ。
【請求項１０】
前記複数の層状クラッド部のうちの第１層状クラッド部に配置された前記コア部の、前記信号光の波長におけるモードフィールド径が、前記第１層状クラッド部の外周側に隣接する第２層状クラッド部に配置された前記コア部の、前記信号光の波長におけるモードフィールド径よりも、１０％以上２０％以下だけ大きい
請求項９に記載のマルチコア光増幅ファイバ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコア光増幅ファイバおよび光増幅器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば、海底光通信等の用途において、光増幅器としてマルチコアＥＤＦＡ（Erbium-Doped optical Fiber Amplifier）を用いることによって、光増幅器の消費電力が削減されることが期待されている。
【０００３】
マルチコアＥＤＦＡとして、ダブルクラッド型のマルチコアＥＤＦを用いて、クラッド励起方式によってコア部に含まれる光増幅媒体であるエルビウム（Ｅｒ）を光励起する構成が知られている（非特許文献１、２参照）。マルチコアＥＤＦは、マルチコア光増幅ファイバの一種である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Kazi S Abedin et al, “Multimode Erbium Doped Fiber Amplifiers for Space Division Multiplexing Systems”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL.32,NO.16,AUGUST 15,2014 pp.2800-2808.
Kazi S Abedin et al, “Cladding-pumped erbium-doped multicore fiber amplifier”, OPTICS EXPRESS Vol.20,No.18 27 August 2012 pp.20191-20200.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マルチコアＥＤＦＡでは、複数のコア部のそれぞれに別個に信号光が入力され、増幅される。この場合、コア部の間での、信号光に与える利得の差が小さいことが好ましい。コア部の間で利得の差が大きいと、信号光の間でパワーにばらつきが生じ、信号伝送距離や信号伝送品質もばらつくからである。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のコア部の間での利得の差を小さくできるマルチコア光増幅ファイバおよびこれを用いた光増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、希土類元素を添加した複数のコア部と、前記複数のコア部を取り囲み、各コア部の最大屈折率よりも低い屈折率を有する内側クラッド部と、前記内側クラッド部を取り囲み、前記内側クラッド部の屈折率よりも低い屈折率を有する外側クラッド部と、を備え、前記複数のコア部は、長手方向に沿って延びる前記内側クラッド部の中心軸からの距離が第１距離である第１コア部と、前記中心軸からの距離が前記第１距離よりも大きい第２距離である第２コア部と、を含み、前記内側クラッド部に、前記希土類元素を光励起する所定のパワーの励起光を伝搬させ、かつ前記第１コア部および前記第２コア部のそれぞれに、前記希土類元素によって光増幅される信号光を伝搬させた場合に、前記第１コア部における前記信号光が得る第１利得と、前記第２コア部における前記信号光が得る第２利得との差が０．９ｄＢ未満であるマルチコア光増幅ファイバである。
【０００８】
前記第１コア部の近傍における前記内側クラッド部の屈折率である第１屈折率が、前記第２コア部の近傍における前記内側クラッド部の屈折率である第２屈折率よりも高くてもよい。
【０００９】
前記内側クラッド部の前記中心軸を含む中央領域の屈折率が、前記内側クラッド部の前記中央領域を取り囲む周辺領域の屈折率よりも高くてもよい。
【００１０】
前記内側クラッド部はＧＩ型の屈折率プロファイルを有してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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