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公開番号2025052791
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023161693
出願日2023-09-25
発明の名称光増幅器
出願人KDDI株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04B 10/291 20130101AFI20250328BHJP(電気通信技術)
要約【課題】光増幅器の消費電力を低減させる。
【解決手段】M個(Mは1以上の整数)のマルチモード励起光を生成する励起光源と、前記M個のマルチモード励起光に基づき、少なくともN個(Nは1以上の整数)のシングルモード励起光を出力する光処理部と、N個の増幅部と、を備え、前記N個の増幅部それぞれは、前記少なくともN個のシングルモード励起光の内の1つのシングルモード励起光によりコア励起される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｍ個（Ｍは１以上の整数）のマルチモード励起光を生成する励起光源と、
前記Ｍ個のマルチモード励起光に基づき、少なくともＮ個（Ｎは１以上の整数）のシングルモード励起光を出力する光処理部と、
Ｎ個の増幅部と、
を備え、
前記Ｎ個の増幅部それぞれは、前記少なくともＮ個のシングルモード励起光の内の１つのシングルモード励起光によりコア励起される、光増幅器。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記Ｎ個の増幅部それぞれは、増幅媒体と、前記増幅媒体のコアに前記１つのシングルモード励起光を入力する励起コンバイナと、を有する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記光処理部は、
前記Ｍ個のマルチモード励起光それぞれをモード分離することで前記Ｍ個より多いＳ個のシングルモード励起光を出力するモード分離部と、
前記モード分離部からの前記Ｓ個のシングルモード励起光に基づき前記少なくともＮ個のシングルモード励起光を出力するカプラと、
を備えている、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記光処理部は、
前記Ｍ個のマルチモード励起光それぞれに基づきＰ個（Ｐは１以上の整数）のマルチモード励起光を出力するカプラと、
前記カプラの出力をモード分離することで前記少なくともＮ個のシングルモード励起光を出力するモード分離部と、
を備え、
前記Ｍが１の場合には、前記Ｐは２以上であり、前記Ｐが１の場合には、前記Ｍは２以上である、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項５】
前記光処理部は、
前記Ｍ個のマルチモード励起光それぞれに基づきＰ個（Ｐは１以上の整数）のマルチモード励起光を出力する第１カプラと、
前記第１カプラの出力をモード分離することで前記Ｐ個より多いＳ個のシングルモード励起光を出力するモード分離部と、
前記モード分離部からの前記Ｓ個のシングルモード励起光に基づき前記少なくともＮ個のシングルモード励起光を出力する第２カプラと、
を備え、
前記Ｍが１の場合には、前記Ｐは２以上であり、前記Ｐが１の場合には、前記Ｍは２以上である、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記光処理部は、
前記Ｍ個のマルチモード励起光それぞれを周波数分離することで前記Ｍ個より多いＳ個のマルチモード励起光を出力する周波数分離部と、
前記周波数分離部の出力をモード分離して前記Ｓ個より多いＴ個のシングルモード励起光を出力するモード分離部と、
前記モード分離部からの前記Ｔ個のシングルモード励起光に基づき前記少なくともＮ個のシングルモード励起光を出力するカプラと、
を備えている、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記光処理部は、
前記Ｍ個のマルチモード励起光それぞれに基づきＰ個（Ｐは１以上の整数）のマルチモード励起光を出力する第１カプラと、
前記第１カプラの出力を周波数分離することで前記Ｐ個より多いＳ個のマルチモード励起光を出力する周波数分離部と、
前記周波数分離部の出力をモード分離することで前記Ｓ個より多いＴ個のシングルモード励起光を出力するモード分離部と、
前記モード分離部からの前記Ｔ個のシングルモード励起光に基づき前記少なくともＮ個のシングルモード励起光を出力する第２カプラと、
を備え、
前記Ｍが１の場合には、前記Ｐは２以上であり、前記Ｐが１の場合には、前記Ｍは２以上である、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項８】
前記光処理部は、
前記Ｍ個のマルチモードの励起光それぞれに基づきＰ個（Ｐは１以上の整数）のマルチモード励起光を出力するカプラと、
前記カプラの出力を周波数分離することで少なくともＮ個のマルチモード励起光を出力する周波数分離部と、
Ｎ個の励起コンバイナと、
を備え、
前記Ｎ個の励起コンバイナそれぞれは、前記少なくともＮ個のマルチモード励起光の内の１つのマルチモード励起光を前記１つのシングルモード励起光に変換して前記Ｎ個の増幅部の内の１つの増幅部をコア励起し、
前記Ｍが１の場合には、前記Ｐは２以上であり、前記Ｐが１の場合には、前記Ｍは２以上である、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項９】
前記Ｎ個の励起コンバイナそれぞれは、前記１つのマルチモード励起光が伝搬されるマルチモード光ファイバのコアと、前記増幅部の増幅媒体のコアと、を近接させた構造を有する、請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１０】
前記増幅媒体は、希土類添加光ファイバである、請求項２又は９に記載の光増幅器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光増幅器に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１は、光増幅器に励起光を供給する励起光源としてシングルモードレーザダイオード（ＳＭ－ＬＤ）を使用する構成を開示している。非特許文献１においては、ＳＭ－ＬＤからの励起光を光増幅器の増幅媒体である希土類添加光ファイバのコアに入射させるコア励起方式を使用している。ここで、ＳＭ－ＬＤの電気－光変換効率は低いため、ＳＭ－ＬＤを励起光源として使用する光増幅器では、その消費電力が増加する。
【０００３】
非特許文献２は、ＳＭ－ＬＤよりも電気－光変換効率の高いマルチモードレーザダイオード（ＭＭ－ＬＤ）を励起光源として使用することを開示している。ＭＭ－ＬＤからの励起光を希土類添加光ファイバのコアに入射させることは難しいため、非特許文献２においては、希土類添加光ファイバをダブルクラッド構造としてクラッド励起方式を採用している。なお、ダブルクラッド構造とは、内部クラッドと、内部クラッドの周囲の外部クラッドと、の２つのクラッドを有し、外部クラッドの屈折率を内部クラッドの屈折率より低くした構造である。また、クラッド励起方式とは、励起光源を内部クラッドに入射させ、内部クラッドの内側に配置されたコアを励起する方式である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ｘ．Ｌｉａｎｇ，ｅｔ．ａｌ．，"ＲｅｐｅａｔｅｒＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎＳｕｂｍａｒｉｎｅＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎｉｃｓＪｏｕｒｎａｌ，ｖｏｌ．１３，ｎｏ．１，ｐｐ．１－１０，２０２１年２月
Ｈ．Ｔａｋｅｓｈｉｔａ，ｅｔ．ａｌ．，"Ｐａｓｔ，ＣｕｒｒｅｎｔａｎｄＦｕｔｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒＯｐｔｉｃａｌＳｕｂｍａｒｉｎｅＣａｂｌｅｓ"，２０１９ＩＥＥＥ／ＡＣＭＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＰｈｏｔｏｎｉｃｓ－ＯｐｔｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯｒｉｅｎｔｅｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｐｕｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ（ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ），Ｄｅｎｖｅｒ，ＣＯ，ＵＳＡ，ｐｐ．３６－４２，２０１９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クラッド励起方式では、励起光の多くが希土類添加光ファイバのコアを励起することなく希土類添加光ファイバを透過してしまう。つまり、クラッド励起方式の励起効率は低い。この様に、非特許文献２の構成においても励起効率の低さに起因して光増幅器の消費電力が増加する。
【０００６】
本開示は、光増幅器の消費電力を低減させる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様によると、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）のマルチモード励起光を生成する励起光源と、前記Ｍ個のマルチモード励起光に基づき、少なくともＮ個（Ｎは１以上の整数）のシングルモード励起光を出力する光処理部と、Ｎ個の増幅部と、を備え、前記Ｎ個の増幅部それぞれは、前記少なくともＮ個のシングルモード励起光の内の１つのシングルモード励起光によりコア励起される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によると、光増幅器の消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態による光増幅器の構成図。
一実施形態による光増幅器の構成図。
一実施形態による光増幅器の構成図。
一実施形態による光増幅器の構成図。
一実施形態による光増幅器の構成図。
一実施形態による光増幅器の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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