JP2000330146A - 光増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム - Google Patents
光増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システムInfo
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- H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成部品を簡易化もしくは削減し、かつ、全
信号光出力パワーが高いラマン増幅器を用いた光増幅器
を得る。 【解決手段】 半導体光増幅器とファイバラマン増幅器
とを具備し、信号光を前記半導体光増幅器に入射して増
幅し、当該半導体光増幅器の出力信号光をファイバラマ
ン増幅器に入射し、前記半導体光増幅器で増幅された信
号光をさらに増幅する光増幅器であって、前記半導体光
増幅器において、入力信号光を飽和出力パワー以下まで
増幅し、前記ファイバラマン増幅器において、前記半導
体光増幅器で増幅された信号光を飽和出力パワー以下ま
で増幅するものである。
信号光出力パワーが高いラマン増幅器を用いた光増幅器
を得る。 【解決手段】 半導体光増幅器とファイバラマン増幅器
とを具備し、信号光を前記半導体光増幅器に入射して増
幅し、当該半導体光増幅器の出力信号光をファイバラマ
ン増幅器に入射し、前記半導体光増幅器で増幅された信
号光をさらに増幅する光増幅器であって、前記半導体光
増幅器において、入力信号光を飽和出力パワー以下まで
増幅し、前記ファイバラマン増幅器において、前記半導
体光増幅器で増幅された信号光を飽和出力パワー以下ま
で増幅するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器及びそれ
を用いた光ファイバ通信システムに関する。
を用いた光ファイバ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の光増幅器、及びそれを用いた
波長多重の光ファイバ通信システムの基本構成を図９に
示した。信号光波長が１つである時分割多重の光ファイ
バ通信システムに関しては、光増幅器への入射信号光波
長が１波である点以外は、すべて同様のことが成り立
つ。図９及び図１０は、伝送ファイバの信号光損失を光
増幅器の利得で補償する線形中継の場合を示しており、
図９は光増幅器が半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）１００
の場合、図１０は光増幅器がファイバラマン増幅器（以
下、単にラマン増幅器（ＦＲＡ）と呼ぶ）２００の場合
である。入射信号光の波長数（チャネル数）をｎ、信号
光波長をλ1，λ2，…，λn、光増幅器への全入射信号
光パワーをＰin、全出力信号光パワーをＰout、光増幅
器の利得をＧとする。
波長多重の光ファイバ通信システムの基本構成を図９に
示した。信号光波長が１つである時分割多重の光ファイ
バ通信システムに関しては、光増幅器への入射信号光波
長が１波である点以外は、すべて同様のことが成り立
つ。図９及び図１０は、伝送ファイバの信号光損失を光
増幅器の利得で補償する線形中継の場合を示しており、
図９は光増幅器が半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）１００
の場合、図１０は光増幅器がファイバラマン増幅器（以
下、単にラマン増幅器（ＦＲＡ）と呼ぶ）２００の場合
である。入射信号光の波長数（チャネル数）をｎ、信号
光波長をλ1，λ2，…，λn、光増幅器への全入射信号
光パワーをＰin、全出力信号光パワーをＰout、光増幅
器の利得をＧとする。
【０００３】ＳＬＡ１００を用いた図９の場合、ＳＬＡ
１００は、半導体レーザ素子と電流駆動回路を有する。
一方、ＦＲＡ２００を用いた図１０の場合、ＦＲＡ２０
０は、利得媒質としてのラマンファイバ２０１，２０２
と、前記ラマンファイバ２０１，２０２を励起する励起
光源２０３，２０４と、励起光と信号光を合波する合波
器２０５，２０６を有する。ＦＲＡ２００の利得が約１
０〜１５ｄＢを超える場合、一般に、多重レーリー散乱
に起因する強度雑音を回避するため、２個のラマンファ
イバ２０１，２０２と光アイソレータ２０７を用いた２
段増幅構成を採用する（参考文献１：H.Masuda et al.,
IEEE Electronics Letters,Vol.34,No.24,pp.2339-234
0,1998）。
１００は、半導体レーザ素子と電流駆動回路を有する。
一方、ＦＲＡ２００を用いた図１０の場合、ＦＲＡ２０
０は、利得媒質としてのラマンファイバ２０１，２０２
と、前記ラマンファイバ２０１，２０２を励起する励起
光源２０３，２０４と、励起光と信号光を合波する合波
器２０５，２０６を有する。ＦＲＡ２００の利得が約１
０〜１５ｄＢを超える場合、一般に、多重レーリー散乱
に起因する強度雑音を回避するため、２個のラマンファ
イバ２０１，２０２と光アイソレータ２０７を用いた２
段増幅構成を採用する（参考文献１：H.Masuda et al.,
IEEE Electronics Letters,Vol.34,No.24,pp.2339-234
0,1998）。
【０００４】説明の簡略化のため、第１のラマンファイ
バ２０１の前や、第２のラマンファイバ２０２の後に通
常設定する光アイソレータ等は、図１０において省略し
てある。前記励起光源は、偏波多重及び励起波長多重し
た半導体レーザ（レーザダイオードとも呼ぶ）や、固体
レーザ、ファイバレーザなどである。
バ２０１の前や、第２のラマンファイバ２０２の後に通
常設定する光アイソレータ等は、図１０において省略し
てある。前記励起光源は、偏波多重及び励起波長多重し
た半導体レーザ（レーザダイオードとも呼ぶ）や、固体
レーザ、ファイバレーザなどである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記図９のＳＬＡ１０
０、図１０のＦＲＡ２００の典型的な利得飽和特性、す
なわち利得Ｇの全信号光出力パワーＰout依存性を図１
１に示す。ＳＬＡ１００の場合、Ｐoutの飽和値（例え
ば、３ｄＢ利得低下パワー）は、約５ｄＢｍである。一
方、ＦＲＡ２００の場合、Ｐoutの飽和値は、約１５ｄ
Ｂｍである。光強度変調パルス符号変調方式を採用した
光ファイバシステムにおいて、Ｐoutの値がそれらの飽
和値を超えると、波長多重方式の場合には、信号光チャ
ネル間の相互利得変調により、パルスごとの利得にばら
つきが生じてシステムの性能を劣化させる（参考文献
２：F.Forghieri et al.,Proc. Optical Amplifiers an
d their Applications,FA4,pp.117-119,1994）という問
題があった。
０、図１０のＦＲＡ２００の典型的な利得飽和特性、す
なわち利得Ｇの全信号光出力パワーＰout依存性を図１
１に示す。ＳＬＡ１００の場合、Ｐoutの飽和値（例え
ば、３ｄＢ利得低下パワー）は、約５ｄＢｍである。一
方、ＦＲＡ２００の場合、Ｐoutの飽和値は、約１５ｄ
Ｂｍである。光強度変調パルス符号変調方式を採用した
光ファイバシステムにおいて、Ｐoutの値がそれらの飽
和値を超えると、波長多重方式の場合には、信号光チャ
ネル間の相互利得変調により、パルスごとの利得にばら
つきが生じてシステムの性能を劣化させる（参考文献
２：F.Forghieri et al.,Proc. Optical Amplifiers an
d their Applications,FA4,pp.117-119,1994）という問
題があった。
【０００６】また、時分割多重の場合には、パターン効
果により、パルスごとの利得にばらつきが生じてシステ
ム性能を劣化させる（参考文献３：石尾秀樹 監修、中
川 他著、「光増幅器とその応用」、オーム社、第４
章、１９９２）。そのため、一般的に、Ｐoutの値はそ
れらの飽和値を超えないように設定する。
果により、パルスごとの利得にばらつきが生じてシステ
ム性能を劣化させる（参考文献３：石尾秀樹 監修、中
川 他著、「光増幅器とその応用」、オーム社、第４
章、１９９２）。そのため、一般的に、Ｐoutの値はそ
れらの飽和値を超えないように設定する。
【０００７】したがって、ＳＬＡ１００を用いた図９の
従来の構成では、前信号光出力パワーＰoutが低い値に
制限されるため、信号光のチャネル数が小さく制限され
る。あるいは、１チャネル当たりの信号光出力パワーが
低く制限されるために、線形中継伝送距離が短く制限さ
れるという問題があった。
従来の構成では、前信号光出力パワーＰoutが低い値に
制限されるため、信号光のチャネル数が小さく制限され
る。あるいは、１チャネル当たりの信号光出力パワーが
低く制限されるために、線形中継伝送距離が短く制限さ
れるという問題があった。
【０００８】また、ＦＲＡ２００を用いた図１０の従来
の構成では、Ｐoutは高い値に設定できるが、ラマンフ
ァイバや励起光源などの高価な部品が多いので、光増幅
器の価格が高いという問題があった。すなわち、従来技
術は、安価、かつ、全信号光出力パワーＰoutが高い光
増幅器を提供することが困難であるという問題があっ
た。
の構成では、Ｐoutは高い値に設定できるが、ラマンフ
ァイバや励起光源などの高価な部品が多いので、光増幅
器の価格が高いという問題があった。すなわち、従来技
術は、安価、かつ、全信号光出力パワーＰoutが高い光
増幅器を提供することが困難であるという問題があっ
た。
【０００９】本発明の目的は、構成部品を簡易化、もし
くは削減し、かつ、全信号光出力パワーの高いラマン増
幅器を用いた光増幅器を提供することにある。本発明の
他の目的は、前記改良した光増幅器を用いた光ファイバ
通信システムを提供することにある。本発明の前記なら
びにその他の目的及び新規な特徴は、本明細書の記述及
び添付図面によって明らかにする。
くは削減し、かつ、全信号光出力パワーの高いラマン増
幅器を用いた光増幅器を提供することにある。本発明の
他の目的は、前記改良した光増幅器を用いた光ファイバ
通信システムを提供することにある。本発明の前記なら
びにその他の目的及び新規な特徴は、本明細書の記述及
び添付図面によって明らかにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。 （１）半導体光増幅器とファイバラマン増幅器とを具備
し、信号光を前記半導体光増幅器に入射して増幅し、当
該半導体光増幅器の出力信号光をファイバラマン増幅器
に入射し、前記半導体光増幅器で増幅された信号光をさ
らに増幅する光増幅器であって、前記半導体光増幅器に
おいて、入力信号光を飽和出力パワー以下まで増幅し、
前記ファイバラマン増幅器において、前記半導体光増幅
器で増幅された信号光を飽和出力パワー以下まで増幅す
るものである。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。 （１）半導体光増幅器とファイバラマン増幅器とを具備
し、信号光を前記半導体光増幅器に入射して増幅し、当
該半導体光増幅器の出力信号光をファイバラマン増幅器
に入射し、前記半導体光増幅器で増幅された信号光をさ
らに増幅する光増幅器であって、前記半導体光増幅器に
おいて、入力信号光を飽和出力パワー以下まで増幅し、
前記ファイバラマン増幅器において、前記半導体光増幅
器で増幅された信号光を飽和出力パワー以下まで増幅す
るものである。
【００１１】（２）前記手段（１）の光増幅器におい
て、前記半導体光増幅器は半導体レーザ増幅器であり、
その利得ピーク波長を、前記ファイバラマン増幅器の利
得ピーク波長より短波長側に設定したものである。
て、前記半導体光増幅器は半導体レーザ増幅器であり、
その利得ピーク波長を、前記ファイバラマン増幅器の利
得ピーク波長より短波長側に設定したものである。
【００１２】（３）複数の利得波長帯の異なる前記手段
（１）または（２）の光増幅器と、信号光を前記利得波
長帯の異なる光増幅器の利得帯域に応じて分波する分波
器と、該分波器で分波した信号波を合波する合波器を具
備し、前記分波器で分波された信号光を前記光増幅器に
よって利得波長帯毎に増幅し、前記合波器で合波する光
通信システムである。
（１）または（２）の光増幅器と、信号光を前記利得波
長帯の異なる光増幅器の利得帯域に応じて分波する分波
器と、該分波器で分波した信号波を合波する合波器を具
備し、前記分波器で分波された信号光を前記光増幅器に
よって利得波長帯毎に増幅し、前記合波器で合波する光
通信システムである。
【００１３】本発明の光増幅器、及びそれを用いた波長
多重の光ファイバ通信システムの基本構成を図１に示
す。図１に示すように、本発明の光増幅器３００は、前
段の半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）３０１と後段のラマ
ン増幅器（ＦＲＡ）３０２から成る。伝送光ファイバ１
０１，１０２の信号光損失を前記光増幅器の利得で補償
する線形中継の場合を示している。
多重の光ファイバ通信システムの基本構成を図１に示
す。図１に示すように、本発明の光増幅器３００は、前
段の半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）３０１と後段のラマ
ン増幅器（ＦＲＡ）３０２から成る。伝送光ファイバ１
０１，１０２の信号光損失を前記光増幅器の利得で補償
する線形中継の場合を示している。
【００１４】光送信器の出力側に用いる後置光増幅器、
及び光受信器の入射側に設置する前置光増幅器に関して
も同様のことが成り立つ。入射信号光の波長数（チャネ
ル数）をｎ、信号光波長をλ1，λ2，…，λn、前記光
増幅器への全入射信号光パワーをＰin、全出力信号光パ
ワーをＰout、前記光増幅器の利得をＧとする。
及び光受信器の入射側に設置する前置光増幅器に関して
も同様のことが成り立つ。入射信号光の波長数（チャネ
ル数）をｎ、信号光波長をλ1，λ2，…，λn、前記光
増幅器への全入射信号光パワーをＰin、全出力信号光パ
ワーをＰout、前記光増幅器の利得をＧとする。
【００１５】前記半導体レーザ増幅器（以下、単にＳＬ
Ａと呼ぶ場合がある）３０１は、半導体レーザ素子と電
流駆動回路を有する。前記半導体レーザ素子は、利得波
長帯が例えば１.３〜１.７μｍの光ファイバの低損失波
長の場合、活性層の組成がＩｎＧａＡｓＰのものであ
り、利得波長帯は、ＩｎＧａＡｓＰの組成比を変えるこ
とで任意に設定できる。また、信号光利得は偏波無依存
化されている。
Ａと呼ぶ場合がある）３０１は、半導体レーザ素子と電
流駆動回路を有する。前記半導体レーザ素子は、利得波
長帯が例えば１.３〜１.７μｍの光ファイバの低損失波
長の場合、活性層の組成がＩｎＧａＡｓＰのものであ
り、利得波長帯は、ＩｎＧａＡｓＰの組成比を変えるこ
とで任意に設定できる。また、信号光利得は偏波無依存
化されている。
【００１６】一方、前記ラマン増幅器（以下、単にＦＲ
Ａと呼ぶ場合がある）３０２は、利得媒質としてのラマ
ンファイバ３０２Ａと、前記ラマンファイバ３０２Ａを
励起する励起光源３０２Ｂと、励起光と信号光を合波す
る合波器３０２Ｃを有する。前記ＦＲＡ３０２は、所望
の励起光源波長が得られれば、その励起光源波長に応じ
て任意の利得波長帯が得られる。
Ａと呼ぶ場合がある）３０２は、利得媒質としてのラマ
ンファイバ３０２Ａと、前記ラマンファイバ３０２Ａを
励起する励起光源３０２Ｂと、励起光と信号光を合波す
る合波器３０２Ｃを有する。前記ＦＲＡ３０２は、所望
の励起光源波長が得られれば、その励起光源波長に応じ
て任意の利得波長帯が得られる。
【００１７】図１に示した本発明のＳＬＡ３０１、ＦＲ
Ａ３０２、及び光増幅器（トータル）３００の典型的な
利得飽和特性、すなわち、利得の全信号光出力パワー依
存性を、図２に示す。ただし、ＳＬＡ３０１、ＦＲＡ３
０２の未飽和利得が共に約１０ｄＢ、したがって、光増
幅器（トータル）３００の未飽和利得が約２０ｄＢの場
合について示している。
Ａ３０２、及び光増幅器（トータル）３００の典型的な
利得飽和特性、すなわち、利得の全信号光出力パワー依
存性を、図２に示す。ただし、ＳＬＡ３０１、ＦＲＡ３
０２の未飽和利得が共に約１０ｄＢ、したがって、光増
幅器（トータル）３００の未飽和利得が約２０ｄＢの場
合について示している。
【００１８】前記光増幅器３００に入射した信号光は、
まず、ＳＬＡ３０１によりその飽和出力パワー以下のパ
ワーレベルまで増幅され、次に、ＦＲＡ３０２によりそ
の飽和出力パワー以下のパワーレベルまで増幅される。
したがって、前記光増幅器（トータル）３００の飽和出
力は、ＦＲＡ３０２のそれと同レベルである。
まず、ＳＬＡ３０１によりその飽和出力パワー以下のパ
ワーレベルまで増幅され、次に、ＦＲＡ３０２によりそ
の飽和出力パワー以下のパワーレベルまで増幅される。
したがって、前記光増幅器（トータル）３００の飽和出
力は、ＦＲＡ３０２のそれと同レベルである。
【００１９】また、ＦＲＡ３０２は従来技術に比べて利
得が小さくてよいので、一段増幅構成を有しており、構
成部品数が少なく、安価である。ＳＬＡ３０１は、一般
に、前記ＦＲＡ３０２に比べてかなり安価であるから、
本発明の光増幅器３００の価格は、従来技術のＦＲＡ２
００に比べてかなり安価である。すなわち、本発明の光
増幅器３００は、安価かつ全出力信号光パワーが高いと
いう利点を得る。
得が小さくてよいので、一段増幅構成を有しており、構
成部品数が少なく、安価である。ＳＬＡ３０１は、一般
に、前記ＦＲＡ３０２に比べてかなり安価であるから、
本発明の光増幅器３００の価格は、従来技術のＦＲＡ２
００に比べてかなり安価である。すなわち、本発明の光
増幅器３００は、安価かつ全出力信号光パワーが高いと
いう利点を得る。
【００２０】また、本発明の光増幅器３００は、ＳＬＡ
３０１及びＦＲＡ３０２から成り、それぞれの利得波長
帯は、前述のように、任意の波長帯に設定できる。そこ
で、特に、ＳＬＡ３０１及びＦＲＡ３０２の利得スペク
トルを、図３に示すように設定すれば、前記光増幅器
（トータル）３００の顕著に拡大された利得スペクトル
平坦帯域幅が比較的容易に得られる（参考文献４：増田
他、国際出願 ＰＣＴ／ＪＰ９８／００６６６）。
３０１及びＦＲＡ３０２から成り、それぞれの利得波長
帯は、前述のように、任意の波長帯に設定できる。そこ
で、特に、ＳＬＡ３０１及びＦＲＡ３０２の利得スペク
トルを、図３に示すように設定すれば、前記光増幅器
（トータル）３００の顕著に拡大された利得スペクトル
平坦帯域幅が比較的容易に得られる（参考文献４：増田
他、国際出願 ＰＣＴ／ＪＰ９８／００６６６）。
【００２１】すなわち、ＦＲＡ３０２の利得スペクトル
は、通常、長波長側で大きく、ＳＬＡ３０１の利得スペ
クトルは、通常、パラボラ形状を示す。そこで、ＦＲＡ
３０２の利得ピーク波長をＳＬＡ３０１の利得ピーク波
長より数１０ｎｍ長波長側に設定することにより、広い
利得帯域幅が得られる。以下、本発明について、図面を
用いて、本発明による実施形態（実施例）とともに詳細
に説明する。
は、通常、長波長側で大きく、ＳＬＡ３０１の利得スペ
クトルは、通常、パラボラ形状を示す。そこで、ＦＲＡ
３０２の利得ピーク波長をＳＬＡ３０１の利得ピーク波
長より数１０ｎｍ長波長側に設定することにより、広い
利得帯域幅が得られる。以下、本発明について、図面を
用いて、本発明による実施形態（実施例）とともに詳細
に説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図４は、本発明に
よる実施形態（実施例）１の概略構成を示す模式図であ
る。図４に示すように、本実施形態１の光増幅器４００
は、前段の半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）４０１と後段
のラマン増幅器（ＦＲＡ）４０２から成る。伝送光ファ
イバ１０１，１０２の信号光損失を前記光増幅器４００
の利得で補償する線形中継の場合を示している。
よる実施形態（実施例）１の概略構成を示す模式図であ
る。図４に示すように、本実施形態１の光増幅器４００
は、前段の半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）４０１と後段
のラマン増幅器（ＦＲＡ）４０２から成る。伝送光ファ
イバ１０１，１０２の信号光損失を前記光増幅器４００
の利得で補償する線形中継の場合を示している。
【００２３】波長帯の中心波長が１.３μｍの場合であ
る。伝送ファイバ１０１，１０２の長さ及び信号光損失
は、それぞれ５０ｋｍ及び約２０ｄＢである。前記半導
体レーザ増幅器４０１は、活性層の組成がＩｎＧａＡｓ
Ｐのものであり、信号光利得は偏波無依存化されてい
る。一方、ラマン増幅器４０２は、ラマンファイバ４０
２Ａと励起光源４０２Ｂと合波器４０２Ｃを有する。
る。伝送ファイバ１０１，１０２の長さ及び信号光損失
は、それぞれ５０ｋｍ及び約２０ｄＢである。前記半導
体レーザ増幅器４０１は、活性層の組成がＩｎＧａＡｓ
Ｐのものであり、信号光利得は偏波無依存化されてい
る。一方、ラマン増幅器４０２は、ラマンファイバ４０
２Ａと励起光源４０２Ｂと合波器４０２Ｃを有する。
【００２４】前記ラマンファイバ４０２Ａは、高ＮＡの
シリカファイバであり、長さ及びモードフィールド直径
はそれぞれ８ｋｍ及び４.５μｍである。前記励起光源
４０２Ｂは２個の半導体レーザからの励起光を偏波多重
したものであり、励起光波長及び励起光パワー（ラマン
ファイバ入射値）は、それぞれ１.２１μｍ及び約４０
０ｍＷである。前記合波器４０２Ｃは、誘電体多層膜フ
ィルターを用いたものである。ＳＬＡ４０１及びＦＲＡ
４０２の平坦利得帯域は、ともに約３０ｎｍである。し
たがって、前記光増幅器４００の平坦波長域も約３０ｎ
ｍであり、信号光のチャネル波長間隔を約１ｎｍとする
と、約３０チャネルの信号光を設定できる。
シリカファイバであり、長さ及びモードフィールド直径
はそれぞれ８ｋｍ及び４.５μｍである。前記励起光源
４０２Ｂは２個の半導体レーザからの励起光を偏波多重
したものであり、励起光波長及び励起光パワー（ラマン
ファイバ入射値）は、それぞれ１.２１μｍ及び約４０
０ｍＷである。前記合波器４０２Ｃは、誘電体多層膜フ
ィルターを用いたものである。ＳＬＡ４０１及びＦＲＡ
４０２の平坦利得帯域は、ともに約３０ｎｍである。し
たがって、前記光増幅器４００の平坦波長域も約３０ｎ
ｍであり、信号光のチャネル波長間隔を約１ｎｍとする
と、約３０チャネルの信号光を設定できる。
【００２５】図５は、前記ＳＬＡ４０１、ＦＲＡ４０
２、及び光増幅器４００の利得飽和特性を示している。
ＳＬＡ４０１の未飽和利得は約１０ｄＢ、飽和出力は約
５ｄＢｍ、ＦＲＡ４０２の未飽和利得は約１０ｄＢ、飽
和出力は約１５ｄＢｍである。したがって、前記光増幅
器４００の未飽和利得は約２０ｄＢ、飽和出力は約１５
ｄＢｍであり、全信号光出力パワーを約１５ｄＢｍに設
定できる。前記のように、安価なＳＬＡ４０１と簡易で
安価な構成のＦＲＡ４０２を用いて、高い全信号光出力
パワーが得られる。
２、及び光増幅器４００の利得飽和特性を示している。
ＳＬＡ４０１の未飽和利得は約１０ｄＢ、飽和出力は約
５ｄＢｍ、ＦＲＡ４０２の未飽和利得は約１０ｄＢ、飽
和出力は約１５ｄＢｍである。したがって、前記光増幅
器４００の未飽和利得は約２０ｄＢ、飽和出力は約１５
ｄＢｍであり、全信号光出力パワーを約１５ｄＢｍに設
定できる。前記のように、安価なＳＬＡ４０１と簡易で
安価な構成のＦＲＡ４０２を用いて、高い全信号光出力
パワーが得られる。
【００２６】また、図６は、ＳＬＡ４０１の利得ピーク
波長を約１.２９μｍに、ＦＲＡ４０２の利得ピーク波
長を約１.３４μｍに設定したときの利得スペクトルを
示している。前記ＦＲＡ４０２の励起光源４０２Ｂの励
起光波長は約１.２４μｍとしている。このとき、前記
光増幅器４００の平坦利得は約２０ｄＢ、平坦利得帯域
幅は約８０ｎｍである。したがって、信号光のチャネル
波長間隔を約１ｎｍとすると、約８０チャネルの信号光
を設定できる。従来技術では、ＳＬＡまたはＦＲＡを単
独で用いているので前記のように、それら光増幅器の平
坦利得帯域幅は約３０ｎｍである。したがって、本実施
形態１によれば、従来技術に比べて顕著に拡大された平
坦利得帯域幅が得られる。
波長を約１.２９μｍに、ＦＲＡ４０２の利得ピーク波
長を約１.３４μｍに設定したときの利得スペクトルを
示している。前記ＦＲＡ４０２の励起光源４０２Ｂの励
起光波長は約１.２４μｍとしている。このとき、前記
光増幅器４００の平坦利得は約２０ｄＢ、平坦利得帯域
幅は約８０ｎｍである。したがって、信号光のチャネル
波長間隔を約１ｎｍとすると、約８０チャネルの信号光
を設定できる。従来技術では、ＳＬＡまたはＦＲＡを単
独で用いているので前記のように、それら光増幅器の平
坦利得帯域幅は約３０ｎｍである。したがって、本実施
形態１によれば、従来技術に比べて顕著に拡大された平
坦利得帯域幅が得られる。
【００２７】以上説明したように、本実施形態１によれ
ば、構成が簡易であり、かつ、全信号光出力パワーが高
い光増幅器が得られる。また、波長多重方式の場合は、
信号光チャネル間の相互利得変調の生じないシステムを
実現でき、時分割多重の場合には、パターン効果による
劣化が生じないシステムを実現できる。また、光増幅器
は、利得波長帯域可変な半導体レーザ増幅器及びラマン
増幅器から構成されているので、極めて広い波長域（例
えば１.３−１.７μｍ）で構成可能である。また、半導
体レーザ増幅器の利得ピーク波長をラマン増幅器の利得
ピーク波長より、数１０ｎｍ短波長側に設定したとき、
平坦利得帯域幅が顕著に拡大された光増幅器が得られ
る。
ば、構成が簡易であり、かつ、全信号光出力パワーが高
い光増幅器が得られる。また、波長多重方式の場合は、
信号光チャネル間の相互利得変調の生じないシステムを
実現でき、時分割多重の場合には、パターン効果による
劣化が生じないシステムを実現できる。また、光増幅器
は、利得波長帯域可変な半導体レーザ増幅器及びラマン
増幅器から構成されているので、極めて広い波長域（例
えば１.３−１.７μｍ）で構成可能である。また、半導
体レーザ増幅器の利得ピーク波長をラマン増幅器の利得
ピーク波長より、数１０ｎｍ短波長側に設定したとき、
平坦利得帯域幅が顕著に拡大された光増幅器が得られ
る。
【００２８】（実施形態２）図７は、本発明による実施
形態（実施例）２の概略構成を示す模式図である。図７
に示すように、本実施形態２の光増幅器は、前記実施形
態１と類似の光増幅器を３台の光増幅器４００Ａ，４０
０Ｂ，４００Ｃと、分波器５０１及び合波器５０２を用
いた、３波長帯の並列接続構成である。光増幅器４００
Ａ，４００Ｂ，４００Ｃの利得波長帯中心波長は、それ
ぞれ１.３μｍ，１.４μｍ，１.５μｍである。伝送フ
ァイバの長さは８０ｋｍ、信号光損失は１.３μｍ，１.
４μｍ，１.５μｍでそれぞれ約３０ｄＢ，２５ｄＢ，
２０ｄＢである。半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）４０１
の活性層組成ＩｎＧａＡｓＰの成分比を変えることによ
り、光増幅器４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃに対してそ
れぞれ異なる利得波長域を与えている。光増幅器４００
Ａ，４００Ｂ，４００Ｃのラマン増幅器４０２におい
て、励起光源４０２Ｂの励起光波長はそれぞれ約１.２
４μｍ，１.３４μｍ，１.４４μｍであり、励起光パワ
ーはそれぞれ約４００ｍＷ，３５０ｍＷ，３００ｍＷで
ある。図７の伝送ファイバ１０１及び１０２に隣接した
分波器５０１及び合波器５０２は、ともに長波長域（ま
たは短波長域）透過特性を有する誘電体多層膜フィルタ
ーを２段に接続したものである。
形態（実施例）２の概略構成を示す模式図である。図７
に示すように、本実施形態２の光増幅器は、前記実施形
態１と類似の光増幅器を３台の光増幅器４００Ａ，４０
０Ｂ，４００Ｃと、分波器５０１及び合波器５０２を用
いた、３波長帯の並列接続構成である。光増幅器４００
Ａ，４００Ｂ，４００Ｃの利得波長帯中心波長は、それ
ぞれ１.３μｍ，１.４μｍ，１.５μｍである。伝送フ
ァイバの長さは８０ｋｍ、信号光損失は１.３μｍ，１.
４μｍ，１.５μｍでそれぞれ約３０ｄＢ，２５ｄＢ，
２０ｄＢである。半導体レーザ増幅器（ＳＬＡ）４０１
の活性層組成ＩｎＧａＡｓＰの成分比を変えることによ
り、光増幅器４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃに対してそ
れぞれ異なる利得波長域を与えている。光増幅器４００
Ａ，４００Ｂ，４００Ｃのラマン増幅器４０２におい
て、励起光源４０２Ｂの励起光波長はそれぞれ約１.２
４μｍ，１.３４μｍ，１.４４μｍであり、励起光パワ
ーはそれぞれ約４００ｍＷ，３５０ｍＷ，３００ｍＷで
ある。図７の伝送ファイバ１０１及び１０２に隣接した
分波器５０１及び合波器５０２は、ともに長波長域（ま
たは短波長域）透過特性を有する誘電体多層膜フィルタ
ーを２段に接続したものである。
【００２９】図８は、本実施形態２の構成の光増幅器の
利得スペクトルを示している。図８（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ増幅器利得及びネット利得（ｄＢ単位での
増幅器利得と伝送ファイバ損失の差）を示している。
１.３μｍ，１.４μｍ，１.５μｍを中心にそれぞれ約
８０ｎｍの平坦利得帯域が得られる。
利得スペクトルを示している。図８（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ増幅器利得及びネット利得（ｄＢ単位での
増幅器利得と伝送ファイバ損失の差）を示している。
１.３μｍ，１.４μｍ，１.５μｍを中心にそれぞれ約
８０ｎｍの平坦利得帯域が得られる。
【００３０】以上説明したように、本実施形態２によれ
ば、光増幅器を並列接続することにより、任意の波長域
に、並列接続台数分だけ増倍された総合利得帯域幅が得
られる。さらに、本発明の光増幅器を並列接続すること
により、任意の波長域に、並列接続台数分だけ増倍され
た総合利得帯域幅が得られるという効果もある。
ば、光増幅器を並列接続することにより、任意の波長域
に、並列接続台数分だけ増倍された総合利得帯域幅が得
られる。さらに、本発明の光増幅器を並列接続すること
により、任意の波長域に、並列接続台数分だけ増倍され
た総合利得帯域幅が得られるという効果もある。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構成が簡易であり、かつ、全信号光出力パワーが高い光
増幅器が得られる。また、波長多重方式の場合は、信号
光チャネル間の相互利得変調の生じないシステムを実現
でき、時分割多重の場合には、パターン効果による劣化
が生じないシステムを実現できる。また、光増幅器は、
利得波長帯域可変な半導体レーザ増幅器及びラマン増幅
器から構成されているので、極めて広い波長域（例えば
１.３−１.７μｍ）で構成可能である。また、半導体レ
ーザ増幅器の利得ピーク波長をラマン増幅器の利得ピー
ク波長より、数１０ｎｍ短波長側に設定したとき、平坦
利得帯域幅が顕著に拡大された光増幅器が得られる。ま
た、本発明の光増幅器を並列接続することにより、所定
の波長域に、並列接続台数分だけ増倍された総合利得帯
域幅が得られる。
構成が簡易であり、かつ、全信号光出力パワーが高い光
増幅器が得られる。また、波長多重方式の場合は、信号
光チャネル間の相互利得変調の生じないシステムを実現
でき、時分割多重の場合には、パターン効果による劣化
が生じないシステムを実現できる。また、光増幅器は、
利得波長帯域可変な半導体レーザ増幅器及びラマン増幅
器から構成されているので、極めて広い波長域（例えば
１.３−１.７μｍ）で構成可能である。また、半導体レ
ーザ増幅器の利得ピーク波長をラマン増幅器の利得ピー
ク波長より、数１０ｎｍ短波長側に設定したとき、平坦
利得帯域幅が顕著に拡大された光増幅器が得られる。ま
た、本発明の光増幅器を並列接続することにより、所定
の波長域に、並列接続台数分だけ増倍された総合利得帯
域幅が得られる。
【図１】本発明の光増幅器の基本構成を示す模式図であ
る。
る。
【図２】本発明における光増幅器の利得飽和特性を示す
図である。
図である。
【図３】本発明における光増幅器の利得スペクトルを示
す図である。
す図である。
【図４】本発明による実施形態１の光増幅器の概略構成
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図５】本実施形態１における光増幅器の利得飽和特性
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本実施形態１における光増幅器の利得スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図７】本発明による実施形態２の光増幅器の概略構成
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図８】本実施形態２における増幅器利得スペクトルを
示す図、及びネット利得スペクトルを示す図である。
示す図、及びネット利得スペクトルを示す図である。
【図９】従来の半導体レーザ増幅器を用いた光増幅器の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１０】従来ラマン増幅器を用いた光増幅器の構成を
示す図である。
示す図である。
【図１１】従来光増幅器の利得飽和特性を示す図であ
る。
る。
１００，３０１，４０１…半導体レーザ増幅器（半導体
光増幅器:ＳＬＡ）、１０１，１０２…伝送ファイバ、
２００，３０２，４０２…ラマン増幅器（ＦＲＡ）、２
０１，２０２，３０２Ａ，４０２Ａ…ラマンファイバ、
２０３，２０４，３０２Ｂ，４０２Ｂ…励起光源、２０
５，２０６，３０２Ｃ，４０２Ｃ，５０２…合波器、２
０７…光アイソレータ、３００，４００，４００Ａ，４
００Ｂ，４００Ｃ…光増幅器、５０１…分波器。
光増幅器:ＳＬＡ）、１０１，１０２…伝送ファイバ、
２００，３０２，４０２…ラマン増幅器（ＦＲＡ）、２
０１，２０２，３０２Ａ，４０２Ａ…ラマンファイバ、
２０３，２０４，３０２Ｂ，４０２Ｂ…励起光源、２０
５，２０６，３０２Ｃ，４０２Ｃ，５０２…合波器、２
０７…光アイソレータ、３００，４００，４００Ａ，４
００Ｂ，４００Ｃ…光増幅器、５０１…分波器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/16
Claims (3)
- 【請求項１】半導体光増幅器とファイバラマン増幅器と
を具備し、信号光を前記半導体光増幅器に入射して増幅
し、当該半導体光増幅器の出力信号光をファイバラマン
増幅器に入射し、前記半導体光増幅器で増幅された信号
光をさらに増幅する光増幅器であって、前記半導体光増
幅器において、入力信号光を飽和出力パワー以下まで増
幅し、前記ファイバラマン増幅器において、前記半導体
光増幅器で増幅された信号光を飽和出力パワー以下まで
増幅することを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】前記半導体光増幅器は半導体レーザ増幅器
であり、その利得ピーク波長を、前記ファイバラマン増
幅器の利得ピーク波長より短波長側に設定したことを特
徴とする請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項３】複数の利得波長帯の異なる請求項１または
２に記載の光増幅器と、信号光を前記利得波長帯の異な
る光増幅器の利得帯域に応じて分波する分波器と、該分
波器で分波した信号波を合波する合波器を具備し、前記
分波器で分波された信号光を前記光増幅器によって利得
波長帯毎に増幅し、前記合波器で合波することを特徴と
する光通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13941699A JP3573329B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 光増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13941699A JP3573329B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 光増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000330146A true JP2000330146A (ja) | 2000-11-30 |
| JP3573329B2 JP3573329B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=15244726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13941699A Expired - Fee Related JP3573329B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 光増幅器及びそれを用いた光ファイバ通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573329B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100507235B1 (ko) * | 2002-07-12 | 2005-08-11 | 이동한 | 라만 광섬유증폭기와 반도체 광증폭기 결합 광증폭시스템 |
| JP2007006500A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | At & T Corp | Ｃｗｄｍ用のマルチバンド・ハイブリッドｓｏａラマン増幅器 |
| CN1313878C (zh) * | 2003-06-11 | 2007-05-02 | 三星电子株式会社 | 使用拉曼放大原理的增益箝位半导体光放大装置 |
| JP2012138726A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Hitachi Ltd | 光アンプを備えたバースト受信機，光アンプ制御方法、および、システム |
| CN105305207A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-02-03 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 端面泵浦单程行波激光放大器 |
| JP2021535610A (ja) * | 2018-08-30 | 2021-12-16 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 広ゲイン帯域幅ｃバンド光ファイバ増幅器 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP13941699A patent/JP3573329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100507235B1 (ko) * | 2002-07-12 | 2005-08-11 | 이동한 | 라만 광섬유증폭기와 반도체 광증폭기 결합 광증폭시스템 |
| CN1313878C (zh) * | 2003-06-11 | 2007-05-02 | 三星电子株式会社 | 使用拉曼放大原理的增益箝位半导体光放大装置 |
| JP2007006500A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | At & T Corp | Ｃｗｄｍ用のマルチバンド・ハイブリッドｓｏａラマン増幅器 |
| JP2012138726A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Hitachi Ltd | 光アンプを備えたバースト受信機，光アンプ制御方法、および、システム |
| US8861954B2 (en) | 2010-12-27 | 2014-10-14 | Hitachi, Ltd. | Burst-mode receiver equipped with optical amplifier, method for controlling optical amplifier, and system |
| CN105305207A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-02-03 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 端面泵浦单程行波激光放大器 |
| JP2021535610A (ja) * | 2018-08-30 | 2021-12-16 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 広ゲイン帯域幅ｃバンド光ファイバ増幅器 |
| JP7387721B2 (ja) | 2018-08-30 | 2023-11-28 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 広ゲイン帯域幅ｃバンド光ファイバ増幅器 |
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|---|---|
| JP3573329B2 (ja) | 2004-10-06 |
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