Acoplador de fibra multinúcleo con elemento de tierra rara añadido
Descripción general
 Mediante el uso de la fibra óptica de amplificación de potencia óptica que tiene una pluralidad de núcleos dentro de un único revestimiento, para compensar la pérdida y el exceso de pérdida del acoplador de ramificación, igualmente distribuir las señales de luz de alta potencia en el lado de salida de la señal óptica de entrada. ] Aproximadamente igual parámetros estructurales, la agrupación de los dos elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo 61 y 62, la parte central y se fusionan y se extendieron para formar una porción fusionada y ampliado 7 se volvió menos espesa con calefacción. En esta parte 7 unida por fusión, se realizan acoplamiento y distribución de luz. elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo 61 y 62 tiene una estructura en la que el núcleo 8 está incrustado en el nw índice de refracción agregado de la pluralidad de Er en el revestimiento 9 en el nc índice de refracción (nw> nc). Cuanto mayor es el número de núcleos 8 es grande, es posible reducir la cantidad de Er añadido al núcleo respectivo 8, que se puede suprimir una disminución de la eficiencia de la amplificación por la concentración de extinción.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un elemento de tierra rara dopado acoplador de fibra multi-núcleo, donde la fibra multi-núcleo una pluralidad de liado preparado mediante la fusión de dopado estirada con un elemento de tierras raras, en particular aquellos adecuados para acoplador de amplificación de potencia óptica.
Antecedentes de la técnica
O ramas para distribuir por igual la señal óptica, un acoplador que tiene una función o para combinar un número de señales ópticas de comunicación de fibra óptica, procesamiento de la señal óptica, medición óptica, que se utiliza ampliamente en sensores ópticos.
Convencionalmente, se han estudiado como acoplador un tipo de fibra óptica, un tipo de guía de ondas ópticas y similares. La figura 5 muestra un ejemplo convencional de un acoplador de tipo de fibra óptica. La figura 4A es una vista en planta, y las figuras 5B y 5C son una vista lateral izquierda y una vista lateral derecha. Core 4 y el revestimiento lateral agrupados a lado en dos en paralelo de las fibras ópticas 31 32 y que consta de 5, fusionando estirada mientras se calienta la fibra óptica periferia exterior de la parte central, fusionados y la parte 3 se extendían desde las partes extremas de fibras ópticas , El diámetro exterior del mismo se reduce en una forma cónica hacia la porción central del anillo exterior. La estructura de la porción fusionada y extendida 3, se obtiene de manera que divida igualmente una entrada óptica de señal 16 incidente sobre una fibra óptica 31 dos partes iguales, es decir, la señal óptica de salida 171 y 172. Por cierto, es posible gracias a la forma de la parte 3 que constituye fusionado y ampliado o configurar el divisor igual como se describió anteriormente, la selectividad de longitud de onda demultiplexor óptico que tiene.
Tarea de solución
Sin embargo, el acoplador convencional descrito anteriormente, la pérdida rama por ramificación en dos partes iguales con una (3 dB), también acompañado por el exceso de pérdidas debido a la absorción y la dispersión causada por la propagación a través de la fibra óptica 31 y el 32 (1 dB). Además, a medida que aumenta el número de distribución, existe el inconveniente de que implica una gran pérdida de bifurcación y un exceso de pérdida, tales como división trimestral y división 8.
Por lo tanto, se ha propuesto construir un acoplador que usa una fibra óptica dopada con elementos de tierras raras que tiene una función de amplificación óptica. Sin embargo, la pérdida de ramas en cierto grado por la función de amplificación, aunque es posible suprimir la pérdida excesiva, porque el tipo de fibra óptica que se ha propuesto es un tipo de fibra de un solo núcleo que tiene un único núcleo único de revestimiento, la función de amplificación Existe el problema de que si el elemento de tierras raras se agrega a una alta concentración para elevar la eficiencia de amplificación debido al enfriamiento de la concentración, se degradará. Además, dado que se usa un núcleo, no se puede realizar una amplificación de alta potencia, y se usan fibras que tienen los mismos parámetros estructurales, de modo que las características de banda ancha no se pueden realizar fácilmente.
Un objeto de la presente invención, mediante el uso de la fibra óptica de amplificación de potencia óptica que tiene una pluralidad de núcleos para una revestimiento de superar los inconvenientes de la técnica anterior anteriormente, para compensar la pérdida y el exceso de pérdida del acoplador de ramificación, la señal óptica de entrada Tipo acoplador óptico capaz de distribuir fácilmente o distribuir desigualmente una señal óptica de una salida más grande al lado de salida que el otro acoplador óptico.
Solución
El elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo de la primera invención, en el revestimiento de menor índice de refracción nC, una pluralidad de elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo en la que el núcleo está incrustada una pluralidad de alta nw índice de refracción dopado con un elemento de tierras raras (nw> nc) El haz se fusiona y se estira mientras se calienta, y el modo de propagación se combina reduciendo el diámetro de la parte central de la parte unida por fusión.
En la fibra multinúcleo de elemento de tierras raras de la segunda invención, los parámetros estructurales de cada una de las fibras multinúcleo de elemento de tierras raras son sustancialmente iguales en el acoplador.
El elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo de la tercera invención, en el acoplador, al menos uno del elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo se obtiene como los parámetros estructurales son diferentes.
El elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo de la cuarta invención, en el acoplador, al menos un elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo tiene diferentes parámetros estructurales, los que tienen diferente cantidad de elementos de tierras raras.
Aquí, los parámetros estructurales, el revestimiento y el núcleo del diámetro exterior y la relación de diámetro exterior, aún más el índice de refracción y la diferencia de índice de refracción entre el núcleo y la vaina, y la distancia de núcleo similares.
De acuerdo con los aspectos primero y segundo de la invención. Por lo tanto para lograr un amplificador de potencia de alta eficiencia multiplexando el núcleo dopado con un elemento de tierra rara, para compensar la pérdida y el exceso de pérdida del acoplador de ramificación, más activo con ganancia El acoplador de tipo se puede realizar. En particular, al incrustar el núcleo con un elemento de tierras raras se añade de manera uniforme en el revestimiento pluralidad, la señal óptica de salida puede ir para aumentar la entrada de la señal óptica se incrementa en consecuencia, para realizar una llamada de potencia óptica de tipo amplificación acoplador Tu puedes Este acoplamiento de la luz entre la pluralidad adicional de núcleos del elemento de tierras raras se hace denso, la señal óptica se amplifica uniformemente distribuido respectivamente, núcleo de tierra rara dopado convencional de uno óptico Esta es la razón por la que se realiza una amplificación de alta potencia en comparación con un acoplador configurado utilizando una fibra. Además, dado que la cantidad de elementos de tierras raras a agregar es muchas veces (el número multiplicado por el número de núcleos) en comparación con el convencional, se puede obtener un alto grado de amplificación.
De acuerdo con la tercera invención, al menos uno de cada uno de las fibras ópticas de modo que los parámetros estructurales son diferentes, es posible la longitud de onda dependencia se reduce, la realización de un tipo de acoplador de amplificación de potencia óptica de banda ancha. Esto, por ejemplo, en el caso de la utilización de Er como el elemento de tierra rara, la banda de longitud de onda de la señal óptica de entrada es 1.53 1.56 m, contraste, la longitud de onda de la luz de excitación es de 1.47 1.48 m. Por lo tanto, el fin de contribuir a la amplificación de la luz de excitación de manera más eficiente, la luz de excitación y la señal óptica de entrada sobre una amplia banda de longitudes de onda 1,47 1,56 um con el fin de lograr un alto grado de amplificación mediante la supresión de la atenuación de la señal óptica de entrada Es un acoplador que satisface la condición necesaria y suficiente de que es necesario un acoplador de banda ancha con una estructura con menos atenuación.
De acuerdo con la cuarta invención, puesto que al menos uno de cada uno de las fibras ópticas tienen diferentes cantidad del elemento de tierras raras, será amplificado diferentes grados, como resultado, la relación de ramificación diferente potencia óptica desigual Se puede realizar un acoplador de tipo de amplificación. En particular, los diferentes parámetros, estructurales, por ejemplo, cuando se aplica a diferentes diámetros de núcleo de fibra multi-núcleo, es posible fijar una cantidad óptima de acuerdo con el diámetro del núcleo, sin causar la reducción de la eficiencia de amplificación debido a la concentración de extinción, puede ser diferente grado de amplificación Tu puedes
La figura 1 muestra una primera realización del acoplador de tipo de fibra multinúcleo de elementos de tierras raras añadido de la presente invención. La figura 4A es una vista en planta, y las figuras 5B y 5C son una vista lateral izquierda y una vista lateral derecha. Los dos elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo 61 y 62 se encuentran agrupados en yuxtaposición, el entorno de la porción central se reduce de diámetro se fusionan y extendida, que había un anillo fundido y la porción 7 extendida que tiene una estructura simétrica cónica 2 Es un acoplador de salida de entrada 2. En esta parte 7 unida por fusión, el modo de propagación está acoplado, y aquí se realiza el acoplamiento y distribución de la luz. elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo 61 y 62 tiene un núcleo pluralidad 8 de la nw índice de refracción agregado del elemento de tierra rara (esto nueve en el ejemplo) (nw> nc) está incrustado en el revestimiento 9 que tiene un índice de refracción de nc Tiene una estructura.
Como elemento de tierras raras, se puede usar uno que contenga al menos un tipo de Er, Nd, Pn, Sm, Ce, Yb, Ho y similares. La cantidad de adición está contenida en varios núcleos 8 desde varios cientos de ppm hasta varios miles de ppm. Por lo tanto, la concentración total de elementos de tierras raras contenido en la fibra 61 (o 62) es de 9 veces el valor (es decir, decenas de miles de ppm miles ppm) se han añadido a la alta concentración. Por ejemplo, como el elemento de tierra rara, en el caso de la utilización de Er, el revestimiento 9 SiO2, o SiO2 a B, F, P, usando los dopantes de control de índice de refracción tales como Ge aquellos que contienen al menos uno. También se usa aquellos que contienen al menos un Ge, P, Ti, Al, Zn, Nb, un índice de refracción controlar dopante tal como Ta a SiO2 núcleo 8, otra adición de Er.
En la figura 1, el diámetro de cada núcleo 8 es 0. Se selecciona del rango de varios μm a varios μm. Y (el 10 [mu] m, diámetro del revestimiento es 125um que de común), es preferiblemente igual al diámetro del núcleo diámetro exterior multi-núcleo de la fibra óptica ordinaria es una colección de estos núcleos 8. Si cuando se varía el diámetro exterior de la multinúcleo el diámetro del núcleo normal, entrar en la tierra elemento de dopado de múltiples núcleos de fibra rara 61 y 62, o cambiando la forma de fibra óptica para asumir una coincidencia de modo en el extremo de salida cambia la distribución del índice de refracción Vamos a hacerlo. A medida que aumenta el número de núcleos 8, se puede reducir la cantidad del elemento de tierras raras que se va a añadir a cada uno de los núcleos 8. Como resultado, se puede suprimir la reducción en la eficacia de amplificación debido al enfriamiento de la concentración.
La figura 2 muestra una segunda realización del acoplador de tipo de fibra multinúcleo de elementos de tierras raras a~nadido de la presente invención. Para realizar las características de banda ancha del acoplador, los parámetros estructurales de las fibras multinúcleo de elementos de tierras raras 10 y 11 se hacen diferentes entre sí. Específicamente, el diámetro del revestimiento y el diámetro del núcleo de la fibra óptica se hacen diferentes. Es decir, mayor que el diámetro exterior de uno del diámetro multi-núcleo de la fibra de revestimiento 14 de la 10 mayor que el diámetro exterior del revestimiento 15 que constituye la otra de la fibra multi-núcleo 11, también diámetro exterior de manera similar núcleo del núcleo 12 13 . Como resultado, se puede realizar un acoplador del tipo amplificador de potencia óptica de banda ancha. En particular, grande se añaden una serie de elementos de tierras raras por hacia el núcleo tiene un diámetro exterior, es posible razonablemente diferente grado et amplificación tanto de fibra multi-núcleo, la ramificación de este modo proporción diferente potencia óptica amplificada Un acoplador puede realizarse.
La Figura 3 es un 2-input 2-salida del elemento de tierra rara dopado multi-núcleo de la fibra del acoplador 181 187 en la realización anterior estaba conectado en múltiples etapas (tres etapas en la realización ilustrada), 1 entrada 8 de salida, es decir, como la señal óptica de entrada 16-171 178 Para obtener una señal óptica de salida que se divide en ocho. Con esta configuración, la señal de luz de excitación 21 que contribuye a la amplificación se superpone a la señal de luz de entrada 16 y se propaga. Es decir, la señal de luz de bombeo 21 se propaga para dividirse en ocho como la señal de luz de entrada 16. Esto hace posible realizar un sistema de distribución múltiple de alta potencia.
La figura 4 muestra una tercera realización del acoplador de tipo de fibra multinúcleo de elementos de tierras raras añadido de la presente invención. Esto es igual al elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo 191 194 cuatro acoplador incluido colectivamente fusionado y extendido parámetros estructurales, se distribuye por igual configuraciones también una entrada de señal óptica desde cualquier puerto de las cuatro entradas cuatro puertos de salida . En este caso, la fibra multinúcleo de elementos de tierras raras 191 194 se obtiene enterrando cinco núcleos añadidos de elementos de tierras extrañas 21 en el revestimiento 22. Esto también realiza un sistema de distribución múltiple de alta potencia.
La presente invención no está limitada a las realizaciones anteriores. Primero, el acoplador incluye N salida N de entrada (N ≧ 2). Este puede ser un tipo de conexión de múltiples etapas como se muestra en la figura 3, o puede ser un tipo de extracción de fusión colectiva como se muestra en la figura 4. El material del núcleo y del revestimiento son, además de vidrio a base de sílice, vidrio de múltiples componentes, vidrio fluoruro, vidrio de fosfato, puede ser configurado mediante el uso de un vidrio a base de borosilicato. Además, la fibra óptica se puede aplicar tanto a la transmisión en modo único como a la transmisión multimodo. Además, la Figura 1, el corte de la porción central de la porción fusionada y extendida del acoplador de la Fig. 2 y la Fig. 4, por el acoplamiento superficie de corte de conexión de una fibra óptica común, es innecesario decir que puede darse cuenta de 1-entrada acoplador N-output Lo es
Efecto de la invención
La presente invención tiene los siguientes efectos.
(1) De acuerdo con el elemento de tierra rara dopado acoplador del tipo de fibra de múltiples núcleos según la reivindicación 1 o 2, para compensar la pérdida y el exceso de pérdida del acoplador de ramificación, más al respecto, es posible realizar un acoplador de tipo activo que tiene una ganancia. Además, mediante la incorporación de un núcleo al que se añade uniformemente un elemento de tierras raras en el revestimiento pluralidad, puede amplificarse múltiple previo de la señal óptica de entrada, es posible realizar una llamada de potencia óptica de tipo amplificación acoplador.
(2) De acuerdo con el acoplador del tipo de fibra multinúcleo de tierras raras agregado al tercer aspecto, es posible realizar un acoplador del tipo amplificador de potencia óptica de banda ancha.
(3) de acuerdo con de acuerdo con el acoplador del tipo de fibra multi-núcleo elemento de tierra rara dopado según la reivindicación 4, es posible darse cuenta de diferente relación de derivación óptico de tipo de amplificación de potencia acoplador.
Breve descripción de los dibujos
El primer diagrama de dos entradas y dos salidas elemento de tierra rara dopado multi-núcleo de tipo fibra del acoplador de acuerdo con la realización de la figura 1 la presente invención.
Se muestra una realización de un elemento de tierra rara dopado acoplador de fibra multi-núcleo con dos entradas y dos salidas que tienen diferentes parámetros estructurales de acuerdo con la segunda realización de la figura invención.
Diagrama de un acoplador de fibra multi-núcleo elemento de tierra rara dopado que se dio cuenta de 1 de entrada 8 de salida de un tipo de conexión de múltiples etapas de acuerdo con un ejemplo de aplicación de la figura invención.
La figura 4 es un diagrama de configuración de un acoplador de fibra multinúcleo de tierras extrañas de 4 entradas y 4 salidas añadido de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de configuración de un acoplador de fibra óptica de 2 salidas y 2 salidas de acuerdo con un ejemplo convencional.
7 porción unida por fusión
8 elemento de tierra rara añadido núcleo
9 vestidos
10 elemento de tierra rara añadido fibra multinúcleo
11 Elemento de tierra rara añadido fibra multinúcleo
12 elementos de tierras raras añadieron núcleo
13 elemento de tierra rara añadido multi-núcleo
14 vestidos
15 vestidos
Señal óptica de 16 entradas
20 porción unida por fusión
21 elemento añadido de tierras raras núcleo
22 vestidos
41 Señal de luz de excitación
61 elemento de tierra rara añadido fibra multinúcleo
62 Elemento de tierra rara añadido fibra multinúcleo
171 178 Señal óptica de salida
181 187 Acoplador de fibra multinúcleo dopado con elemento de tierras raras
191 194 Elemento de tierras raras agregado fibra multinúcleo
Reclamo
En el revestimiento de la reivindicación 1 índice de refracción nc, mientras se calienta el elemento de tierra rara dopado con fibra multi-núcleo en la que el núcleo está incrustada una pluralidad de alta nw índice de refracción que el revestimiento dopado con un elemento de tierras raras plural incluido con fusionado y ampliado, la fusión Donde el modo de propagación se acopla reduciendo el diámetro de la porción central estirada.
2. El acoplador de tipo de fibra multinúcleo de elemento de tierras raras añadido según la reivindicación 1, en el que los parámetros estructurales de la fibra multinúcleo de elemento de tierras raras son sustancialmente iguales.
3. El acoplador de tipo de fibra multinúcleo de elementos de tierras raras añadido según la reivindicación 1, en el que al menos una de las fibras de múltiples núcleos de elementos de tierras raras tiene un parámetro estructural diferente.
Al menos una de las reivindicaciones 4 cada elemento de la tierra de múltiples núcleos de fibra rara es un acoplador de elemento de tierra tipo de fibra multinúcleo dopado rara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cantidad de aditivo elemento de tierras raras es diferente.
Dibujo :
Application number :1994-003553
Inventors :日立電線株式会社
Original Assignee :井本克之