JP2001230480A - ラマン増幅利用の励起光源および光ファイバ通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏波合波器を必要とせず、その挿入損失を低
減でき、経済化および高性能化を図り得るとともに、障
害発生時に現用から予備への切り替えを高速に行い得る
ラマン増幅利用の励起光源および光ファイバ通信システ
ムを提供する。 【解決手段】 励起光源５では複数のレーザ１１ｓ，１
２ｐ，１７ｓ，１８ｐで異なる波長λｐ１，λｐ１＊，
λｐ２，λｐ２＊の複数の励起光を出射するも、この複
数の励起光のうち２つずつの励起光の波長λｐ１とλｐ
１＊、およびλｐ２とλｐ２＊が互いに近接して設定さ
れ、この波長が近接した各２つの励起光の偏波状態が互
いに直交しているように設定される複数の励起光を出射
し、この複数の励起光を波長選択型合波器６１で合波す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ中を伝
送される信号光を増幅するラマン増幅器に適用し得るラ
マン増幅利用の励起光源および光ファイバ通信システム

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のラマン増幅器および該ラ
マン増幅器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に示す（Y.Emori et al., Proc.OFC,P
D19,1999 および H.Masuda et al., IEEE Phtonics Tec
hnology Letters,Vol.11,p.647-649,1999 参照）。同図
に示すラマン増幅器は、ラマン増幅の利得媒質である光
ファイバ１、該光ファイバ１を励起する励起光源５９、
および該励起光源５９から出射される励起光と信号光を
合波する合波器３から構成されている。なお、図９で
は、励起光の伝搬方向が信号光の伝搬方向と逆である後
方向励起の場合を示しているが、両者の伝搬方向が同じ
である前方向励起の場合、または双方向励起の場合にも
本発明のラマン増幅器は適用し得るものであるととも
に、以下に説明するすべてのラマン増幅器に適用し得る
ものである。

【０００３】光ファイバ１は、線形中継器や端局間等に
敷設された伝送ファイバ、またはボビンなどに巻くなど
して収容したラマンファイバと呼ばれる高開口数のファ
イバである。なお、伝送ファイバを用いる場合には、分
布定数的に増幅を行い、ラマンファイバを用いる場合に
は、集中定数的に増幅を行う。

【０００４】励起光源５９は、波長がλｐ１で偏波ｓの
励起光を出射するレーザ１１ｓと、波長がレーザ１１ｓ
の波長と同じλｐ１であって、偏波ｓに直交する偏波ｐ
の励起光を出射するレーザ１１ｐと、波長がλｐ２で偏
波ｓの励起光を出射するレーザ１７ｓと、波長がレーザ
１７ｓの波長と同じλｐ２であって、偏波ｓに直交する
偏波ｐの励起光を出射するレーザ１１ｐと、レーザ１１
ｓおよび１１ｐから出射される同一波長で異なる偏波の
励起光を偏波領域で合波する偏波合波器（Ｐ）３１と、
レーザ１７ｓおよび１７ｐから出射される同一波長で異
なる偏波の励起光を偏波領域で合波する偏波合波器３３
と、偏波合波器３１および３３からの異なる波長の励起
光を波長領域で合波する波長選択型合波器（ＷＳＣ）６
７とから構成されている。複数のレーザ１１ｓ、１１
ｐ、１７ｓ、１７ｐは、半導体レーザやラマンファイバ
レーザなどの単一偏波のレーザである。

【０００５】このように構成されるラマン増幅器では、
偏波合波器３１，３３において各レーザから出射される
励起光を偏波領域で合波することにより、光ファイバ中
で生じるラマン利得に信号光偏波依存性が存在する場合
には、その偏波依存性を解消している。また、波長選択
型合波器６７において波長領域で合波することにより、
ラマン利得の平坦利得帯域幅の拡大を行っている。

【０００６】上述した従来のラマン増幅器の励起光パワ
ースペクトルの例を図１０に示す。λｐ１とλｐ２をそ
れぞれ１５００ｎｍおよび１５３０ｎｍとしている。た
だし一般に、励起光波長は任意の波長でよい。また、λ
ｐ１とλｐ２における励起光パワーの大小は、利得媒質
である光ファイバ中での励起光の相互作用の大きさによ
り図１０と異なる。図１０の励起光パワースペクトルに
対応した利得スペクトルを図１１に示す。ｓおよびｐ偏
波成分の励起光によるラマン利得の平均値およびそれら
の和を示している。励起光波長λｐ１からλｐ２（１５
００ｎｍから１５３０ｎｍ）の約１００ｎｍ長波長側の
１６００ｎｍから１６３０ｎｍの信号光波長域で平坦化
された利得スペクトルが得られていることがわかる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のラマン
増幅器では、第１に、励起光源が偏波合波器３１，３３
を含んでおり、偏波領域での合波の際に、偏波合波器の
挿入損失（例えば０．５ｄＢないし１ｄＢ）分だけ励起
光パワーが低下する。また、励起光源の構成部品数が多
く高価であるという欠点がある。第２に、励起光源の予
備がないため、励起光源に障害が生じたときに、励起光
源を手動で取り替えなければならず、現用から予備への
切り替えに時間がかかる等のシステム劣化があるという
欠点がある。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、偏波合波器を必要とせず、そ
の挿入損失を低減でき、経済化および高性能化を図り得
るとともに、障害発生時に現用から予備への切り替えを
高速に行い得るラマン増幅利得の励起光源および光ファ
イバ通信システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、光ファイバ中を伝送され
る信号光を増幅するラマン増幅器を有するラマン増幅利
用の光ファイバ通信システムであって、前記ラマン増幅
器は、ラマン増幅の利得媒質である光ファイバと、該光
ファイバを励起する励起光源と、該励起光源から出射し
た励起光と信号光とを合波する合波器とを有し、前記励
起光源は、各々が波長の異なる複数の励起光を出射する
複数の単一偏波のレーザであって、複数の励起光のうち
２つずつの励起光の波長が互いに近接して設定され、こ
の波長が近接して設定された各２つの励起光の組のう
ち、少なくとも１組以上の組において波長が互いに近接
した２つの励起光の偏波状態が互いに直交している複数
のレーザと、該レーザから出射した励起光をその波長に
応じて合波する波長選択型合波器とを有することを要旨
とする。

【００１０】請求項１記載の本発明にあっては、複数の
レーザで波長の異なる複数の励起光を出射するも、この
複数の励起光のうち２つずつの励起光の波長が互いに近
接して設定され、この波長が近接して設定された各２つ
の励起光の組のうち、少なくとも１組以上の組において
波長が互いに近接した２つの励起光の偏波状態が互いに
直交しているように設定される複数の励起光を出射し、
この複数の励起光を波長選択型合波器で合波しているた
め、従来のように偏波合波器を必要とせず、励起光に対
するレーザから増幅用光ファイバまでの挿入損失を低減
することができるとともに、部品点数が少なく、経済化
を図ることができる。

【００１１】また、請求項２記載の本発明は、光ファイ
バ中を伝送される信号光を増幅するラマン増幅器を有す
るラマン増幅利用の光ファイバ通信システムであって、
前記ラマン増幅器は、ラマン増幅の利得媒質である光フ
ァイバと、該光ファイバを励起する励起光源と、該励起
光源から出射される励起光と信号光とを合波する合波器
とを有し、前記励起光源は、現用励起光源と、予備励起
光源と、該現用励起光源および予備励起光源から出射さ
れる励起光を合波する偏波合波器と、前記現用励起光源
を監視して、該現用励起光源の故障を検出した場合、現
用励起光源を停止し、予備励起光源を駆動して現用から
予備に切り替える励起光監視部とを有し、前記現用励起
光源は、各々が波長の異なる複数の励起光を出射する複
数の単一偏波のレーザであって、複数の励起光のうち２
つずつの励起光の波長が互いに近接して設定されている
複数の単一偏波のレーザと、該レーザから出射される励
起光をその波長に応じて合波する波長選択型合波器とを
有し、前記予備励起光源は、各々が異なる波長を有する
とともに、前記現用励起光源の複数のレーザから出射さ
れる励起光の偏波に直交する偏波の複数の励起光を出射
する複数の単一偏波のレーザであって、複数の励起光の
うち２つずつの励起光の波長が互いに近接して設定され
ている複数のレーザと、該レーザから出射される励起光
をその波長に応じて合波する波長選択型合波器とを有す
ることを要旨とする。

【００１２】請求項２記載の本発明にあっては、現用励
起光源と予備励起光源では複数のレーザで波長の異なる
複数の励起光を出射するも、複数の励起光のうち２つず
つの励起光の波長が互いに近接して設定される複数の励
起光を出射し、この複数の励起光を合波して出射すると
ともに、励起光監視部で現用励起光源を監視して、その
故障を検出した場合、現用励起光源を停止し、予備励起
光源を駆動して現用から予備に切り替えるため、励起光
源の現用から予備への切り替えを高速に行うことがで
き、従来のような手動切り替えによる長時間のシステム
停止を回避することができる。

【００１３】更に、請求項３記載の本発明は、光ファイ
バ中を伝送される信号光を増幅するラマン増幅器を有す
るラマン増幅利用の光ファイバ通信システムであって、
前記ラマン増幅器は、ラマン増幅の利得媒質である光フ
ァイバと、該光ファイバを励起する励起光源と、該励起
光源から出射される励起光と信号光とを合波する合波器
とを有し、前記励起光源は、各々の対では偏波が互いに
直交した同一波長の一対の励起光を出射し、複数の対間
では波長の異なる励起光を出射する複数対のレーザであ
って、該複数対のレーザのうち、２対ずつのレーザにお
いては出射される励起光の波長が互いに近接して設定さ
れている複数対のレーザと、各々が前記複数対のレーザ
の各対に対応して設けられる複数の偏波合波器であっ
て、各偏波合波器は各対のレーザから出射される同一波
長の励起光を合波する複数の偏波合波器と、該複数の偏
波合波器から出射される複数の励起光をその波長に応じ
て合波する波長選択型合波器と、前記複数対のレーザの
各対において出射される同一波長の一対の励起光の互い
に直交した偏波のうち、一方の偏波を有するレーザを現
用のレーザとし、他方の偏波を有するレーザを予備のレ
ーザとし、現用のレーザを監視して、該レーザの故障を
検出した場合、現用のレーザを停止し、予備のレーザを
駆動して現用から予備に切り替える励起光監視部とを有
することを要旨とする。

【００１４】請求項３記載の本発明にあっては、複数対
のレーザでは各対において偏波が互いに直交した同一波
長の一対の励起光を出射し、複数の対間では励起光の波
長の異なり、複数対のレーザのうち、２対ずつのレーザ
において励起光の波長が互いに近接している複数の励起
光を出射するとともに、複数対のレーザの各対において
互いに直交した偏波のうち、一方の偏波を有するレーザ
を現用のレーザとし、他方の偏波を有するレーザを予備
のレーザとし、現用のレーザを監視して、その故障を検
出した場合、現用のレーザを停止し、予備のレーザを駆
動して現用から予備に切り替えるため、励起光源の現用
から予備への切り替えを高速に行うことができ、従来の
ような手動切り替えによる長時間のシステム停止を回避
することができる。

【００１５】請求項４記載の本発明は、光ファイバ中を
伝送される信号光を増幅するラマン増幅器を有するラマ
ン増幅利用の光ファイバ通信システムであって、前記ラ
マン増幅器は、ラマン増幅の利得媒質である光ファイバ
と、該光ファイバを励起する励起光源と、該励起光源か
ら出射される励起光と信号光とを合波する合波器とを有
し、前記励起光源は、各々の対では偏波が互いに直交し
た同一波長の一対の励起光を出射し、複数の対間では波
長の異なる励起光を出射する複数対のレーザであって、
該複数対のうち、２つずつの対のレーザから出射される
励起光の波長が互いに近接して設定されている複数対の
レーザと、各々が前記複数対のレーザの各対に対応して
設けられる複数の偏波合波器であって、各偏波合波器は
各対のレーザから出射される同一波長の励起光を合波す
る複数の偏波合波器と、該複数の偏波合波器から出射さ
れる複数の励起光をその波長に応じて合波する波長選択
型合波器と、前記波長が互いに近接して設定されている
各２対のレーザにおいて第１の波長の第１の偏波の励起
光を出射するレーザと第２の波長の前記第１の偏波に直
交した第２の偏波の励起光を出射するレーザを現用のレ
ーザとし、第１の波長の第２の偏波の励起光を出射する
レーザと第２の波長の前記第２の偏波に直交した第１の
偏波の励起光を出射するレーザを予備のレーザとし、現
用のレーザを監視して、該レーザの故障を検出した場
合、現用のレーザを停止し、予備のレーザを駆動して現
用から予備に切り替える励起光監視部とを有することを
要旨とする。

【００１６】請求項４記載の本発明にあっては、複数対
のレーザでは各対において偏波が互いに直交した同一波
長の一対の励起光を出射し、複数の対間では励起光の波
長の異なり、複数対のレーザのうち、２対ずつのレーザ
において励起光の波長が互いに近接している複数の励起
光を出射するとともに、波長が互いに近接した各２対の
レーザにおいて第１の波長の第１の偏波の励起光を出射
するレーザと第２の波長の前記第１の偏波に直交した第
２の偏波の励起光を出射するレーザを現用のレーザと
し、第１の波長の第２の偏波の励起光を出射するレーザ
と第２の波長の前記第２の偏波に直交した第１の偏波の
励起光を出射するレーザを予備のレーザとし、現用のレ
ーザを監視して、その故障を検出した場合、現用のレー
ザを停止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切
り替えるため、励起光源の現用から予備への切り替えを
高速に行うことができ、従来のような手動切り替えによ
る長時間のシステム停止を回避することができる。

【００１７】また、請求項５記載の本発明の励起光源
は、各々が波長の異なる複数の励起光を出射する複数の
単一偏波のレーザであって、複数の励起光のうち２つず
つの励起光の波長が互いに近接して設定され、この波長
が近接して設定された各２つの励起光の組のうち、少な
くとも１組以上の組において波長が互いに近接した２つ
の励起光の偏波状態が互いに直交している複数のレーザ
と、該レーザから出射した励起光をその波長に応じて合
波する波長選択型合波器とを有することを要旨とする。

【００１８】請求項５記載の本発明にあっては、複数の
レーザで波長の異なる複数の励起光を出射するも、この
複数の励起光のうち２つずつの励起光の波長が互いに近
接して設定され、この波長が近接して設定された各２つ
の励起光の組のうち、少なくとも１組以上の組において
波長が互いに近接した２つの励起光の偏波状態が互いに
直交しているように設定される複数の励起光を出射し、
この複数の励起光を波長選択型合波器で合波しているた
め、従来のように偏波合波器を必要とせず、励起光に対
するレーザから増幅用光ファイバまでの挿入損失を低減
することができるとともに、部品点数が少なく、経済化
を図ることができる。

【００１９】更に、請求項６記載の本発明の励起光源
は、現用励起光源と、予備励起光源と、該現用励起光源
および予備励起光源から出射される励起光を合波する偏
波合波器と、前記現用励起光源を監視して、該現用励起
光源の故障を検出した場合、現用励起光源を停止し、予
備励起光源を駆動して現用から予備に切り替える励起光
監視部とを有し、前記現用励起光源は、各々が波長の異
なる複数の励起光を出射する複数の単一偏波のレーザで
あって、複数の励起光のうち２つずつの励起光の波長が
互いに近接して設定されている複数の単一偏波のレーザ
と、該レーザから出射される励起光をその波長に応じて
合波する波長選択型合波器とを有し、前記予備励起光源
は、各々が波長の異なるとともに、前記現用励起光源の
複数のレーザから出射される励起光の偏波と異なる偏波
の複数の励起光を出射する複数の単一偏波のレーザであ
って、複数の励起光のうち２つずつの励起光の波長が互
いに近接して設定されている複数のレーザと、該レーザ
から出射される励起光をその波長に応じて合波する波長
選択型合波器とを有することを要旨とする。

【００２０】請求項６記載の本発明にあっては、現用励
起光源と予備励起光源では複数のレーザで波長の異なる
複数の励起光を出射するも、複数の励起光のうち２つず
つの励起光の波長が互いに近接して設定される複数の励
起光を出射し、この複数の励起光を合波して出射すると
ともに、励起光監視部で現用励起光源を監視して、その
故障を検出した場合、現用励起光源を停止し、予備励起
光源を駆動して現用から予備に切り替えるため、励起光
源の現用から予備への切り替えを高速に行うことがで
き、従来のような手動切り替えによる長時間のシステム
停止を回避することができる。

【００２１】請求項７記載の本発明の励起光源は、各対
では偏波が互いに直交した同一波長の一対の励起光を出
射し、複数の対間では波長の異なる励起光を出射する複
数対のレーザであって、該複数対のレーザのうち、２対
ずつのレーザにおいては出射される励起光の波長が互い
に近接して設定されている複数対のレーザと、各々が前
記複数対のレーザの各対に対応して設けられる複数の偏
波合波器であって、各偏波合波器は各対のレーザから出
射される同一波長の励起光を合波する複数の偏波合波器
と、該複数の偏波合波器から出射される励起光をその波
長に応じて合波する波長選択型合波器と、前記複数対の
レーザの各対において出射される同一波長の一対の励起
光の互いに直交した偏波のうち、一方の偏波を有するレ
ーザを現用のレーザとし、他方の偏波を有するレーザを
予備のレーザとし、現用のレーザを監視して、該レーザ
の故障を検出した場合、現用のレーザを停止し、予備の
レーザを駆動して現用から予備に切り替える励起光監視
部とを有することを要旨とする。

【００２２】請求項７記載の本発明にあっては、複数対
のレーザでは各対において偏波が互いに直交した同一波
長の一対の励起光を出射し、複数の対間では励起光の波
長の異なり、複数対のレーザのうち、２対ずつのレーザ
において励起光の波長が互いに近接している複数の励起
光を出射するとともに、複数対のレーザの各対において
互いに直交した偏波のうち、一方の偏波を有するレーザ
を現用のレーザとし、他方の偏波を有するレーザを予備
のレーザとし、現用のレーザを監視して、その故障を検
出した場合、現用のレーザを停止し、予備のレーザを駆
動して現用から予備に切り替えるため、励起光源の現用
から予備への切り替えを高速に行うことができ、従来の
ような手動切り替えによる長時間のシステム停止を回避
することができる。

【００２３】また、請求項８記載の本発明の励起光源
は、各対では偏波が互いに直交した同一波長の一対の励
起光を出射し、複数の対間では波長の異なる励起光を出
射する複数対のレーザであって、該複数対のうち、２つ
ずつの対のレーザから出射される励起光の波長が互いに
近接して設定されている複数対のレーザと、各々が前記
複数対のレーザの各対に対応して設けられる複数の偏波
合波器であって、各偏波合波器は各対のレーザから出射
される同一波長の励起光を合波する複数の偏波合波器
と、該複数の偏波合波器から出射される励起光をその波
長に応じて合波する波長選択型合波器と、前記波長が互
いに近接して設定されている各２対のレーザにおいて第
１の波長の第１の偏波の励起光を出射するレーザと第２
の波長の前記第１の偏波に直交した第２の偏波の励起光
を出射するレーザを現用のレーザとし、第１の波長の第
２の偏波の励起光を出射するレーザと第２の波長の前記
第２の偏波に直交した第１の偏波の励起光を出射するレ
ーザを予備のレーザとし、現用のレーザを監視して、該
レーザの故障を検出した場合、現用のレーザを停止し、
予備のレーザを駆動して現用から予備に切り替える励起
光監視部とを有することを要旨とする。

【００２４】請求項８記載の本発明にあっては、複数対
のレーザでは各対において偏波が互いに直交した同一波
長の一対の励起光を出射し、複数の対間では励起光の波
長の異なり、複数対のレーザのうち、２対ずつのレーザ
において励起光の波長が互いに近接している複数の励起
光を出射するとともに、波長が互いに近接した各２対の
レーザにおいて第１の波長の第１の偏波の励起光を出射
するレーザと第２の波長の前記第１の偏波に直交した第
２の偏波の励起光を出射するレーザを現用のレーザと
し、第１の波長の第２の偏波の励起光を出射するレーザ
と第２の波長の前記第２の偏波に直交した第１の偏波の
励起光を出射するレーザを予備のレーザとし、現用のレ
ーザを監視して、その故障を検出した場合、現用のレー
ザを停止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切
り替えるため、励起光源の現用から予備への切り替えを
高速に行うことができ、従来のような手動切り替えによ
る長時間のシステム停止を回避することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係るラマン増幅利用の光ファイバ通信システムに適用し
得るラマン増幅器の構成を示す図である。同図に示した
第１の実施形態のラマン増幅器は、ラマン増幅の利得媒
質である光ファイバ１と、該光ファイバ１を励起する励
起光源５と、該励起光源５から出射した励起光と信号光
とを合波する合波器３とを有する。

【００２６】また、励起光源５は、各々が異なる波長λ
ｐ１，λｐ１＊，λｐ２，λｐ２＊を有する複数の励起
光を出射する複数（本実施形態では４個）の単一偏波の
レーザ１１ｓ，１２ｐ，１７ｓ，１８ｐであって、複数
の励起光のうち２つずつの励起光の波長λｐ１とλｐ１
＊およびλｐ２とλｐ２＊が互いに隣接、すなわち近接
して設定され、この波長が近接して設定された各２つの
励起光の組のうち、少なくとも１組以上の組において波
長が互いに近接した２つの励起光の偏波状態が偏波ｓお
よび偏波ｐというように互いに直交している複数のレー
ザ１１ｓ，１２ｐ，１７ｓ，１８ｐと、該複数のレーザ
１１ｓ，１２ｐ，１７ｓ，１８ｐからそれぞれ出射した
複数の励起光をその波長に応じて合波する波長選択型合
波器６１とから構成されている。

【００２７】すなわち、複数のレーザ１１ｓ，１２ｐ，
１７ｓ，１８ｐのうち、レーザ１１ｓは、波長λｐ１で
偏波ｓの励起光を出射するレーザであり、レーザ１２ｐ
は、波長がλｐ１に近接している波長λｐ１＊であり、
偏波が偏波ｓに直交している偏波ｐの励起光を出射する
レーザであり、レーザ１７ｓは、波長λｐ２で偏波ｓの
励起光を出射するレーザであり、レーザ１８ｐは、波長
がλｐ２に近接している波長λｐ２＊であり、偏波ｐの
励起光を出射するレーザである。

【００２８】波長λｐ１＊およびλｐ２＊は、それぞれ
波長λｐ１およびλｐ２に近接している波長、すなわち
近傍にある波長であるが、それらとは異なっている波長
である。具体的には、波長λｐ１＊と波長λｐ１との差
および波長λｐ２＊とλｐ２との差は、波長λｐ１とλ
ｐ２との差の絶対値よりも小さいものである。従って、
波長選択型合波器６１は、４波長を合波するものであ
る。

【００２９】上述した第１の実施形態のラマン増幅器に
おける励起光パワースペクトルを図２に示す。同図にも
示すように、λｐ１とλｐ２はそれぞれ１５００ｎｍお
よび１５３０ｎｍとし、それらの偏波状態はｓ偏波とし
ている。一方、λｐ１＊とλｐ２＊は１５０５ｎｍおよ
び１５３５ｎｍとし、それらの偏波状態はｐ偏波として
いる。４つのレーザからの総合の励起光パワーは、従来
技術と本構成でほぼ同じである。図２の励起光パワース
ペクトルに対応した利得スペクトルを図３に示す。ｓお
よびｐ偏波成分の励起光によるラマン利得の平均値およ
びそれらの和を示している。従来技術の図１１のスペク
トルとは１６００ｎｍおよび１６３０ｎｍ近傍の波長で
若干異なるが、総合利得に関して、１６００ｎｍから１
６３０ｎｍの信号光波長域で図１１とほぼ同様に平坦化
された利得スペクトルが得られていることがわかる。た
だし、利得スペクトル上の若干のリップルは簡単のため
省略してある。

【００３０】本実施形態の励起光源５を従来と比較する
と、本実施形態では偏波合波器３１，３３を必要としな
いため、励起光に対するレーザから増幅用光ファイバま
での挿入損失を低減できる。また、構成部品点数が少な
く、低価格化が可能である。ただし、波長選択型合波器
６１は、従来技術に比べ合波する励起光波長数が増加し
ても、価格等の顕著な劣化なく対応可能である。

【００３１】本第１の実施形態のラマン増幅器では、更
に詳しくは、励起光源５からの励起光は波長選択型合波
器６１で合波されて信号光と励起光の合波器３により光
ファイバ１に導入される。励起光源５のレーザはファブ
リーペロー型の高出力半導体レーザであり、外付けのフ
ァイバグレーティングを用いて発振波長の狭窄化等を行
っている。波長選択型合波器６１は、マッハツェンダー
型の導波路型光回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬ
Ｃ）であり、１５００ｎｍと１５０５ｎｍおよび１５３
０ｎｍと１５３５ｎｍの２波長を５ｎｍのＦＳＲで各々
合波し、その後、それら２波長毎をやはり５ｎｍのＦＳ
Ｒで合波している。励起光パワーのスペクトルは図２に
示す通りである。すなわち、１５００ｎｍと１５０５ｎ
ｍおよび１５３０ｎｍと１５３５ｎｍの励起光の偏波
は、波長選択型合波器６１の出力において互いに直交し
ている。当然ながら、各レーザと波長選択型合波器まで
の光ファイバなどの光導波路は、各励起光の偏波状態を
一定に保持する偏波保持型ファイバのような光導波路で
ある。

【００３２】利得媒質である光ファイバ１に入力する励
起光パワーは、各レーザ当たり１００ｍＷであり、総合
で４００ｍＷである。光ファイバ１は、８０ｋｍの分散
シフト伝送ファイバまたは５ｋｍのラマンファイバであ
る。ラマン利得は、図３に示す形状であり、伝送ファイ
バを用いた場合、分布利得として、約２０ｄＢ、ラマン
ファイバを用いた場合、集中利得として、約１５ｄＢで
ある。

【００３３】図９の従来技術で用いる偏波合波器３１，
３３は、プリズム型のものであり、その典型的な挿入損
失は約０．５ｄＢないし１ｄＢである。また、波長選択
型合波器６１は、ＰＬＣであり、そのＦＳＲは３０ｎｍ
である。波長選択型合波器６１の性能・価格等は、従来
技術と本発明で顕著な違いはなく、従って本発明のラマ
ン増幅器は偏波合波器３１，３３を有しない分だけ、価
格が低い。また、偏波合波器３１，３３の挿入損失分だ
け、励起光の挿入損失が低く、高い励起光パワーが得ら
れたり、あるいは安価な励起レーザを採用できる。

【００３４】図４は、本発明の第２の実施形態に係るラ
マン増幅器の構成を示す図である。同図に示すラマン増
幅器は、ラマン増幅の利得媒質である光ファイバ１と、
該光ファイバ１を励起する励起光源５１と、該励起光源
５１から出射される励起光と信号光とを合波する合波器
３とから構成されている。

【００３５】また、励起光源５１は、現用励起光源５ａ
と、予備励起光源５ｂと、該現用励起光源５ａおよび予
備励起光源５ｂから出射される励起光を合波する偏波合
波器７と、現用励起光源５ａを監視して、その故障を検
出した場合、現用励起光源５ａを停止し、予備励起光源
５ｂを駆動して現用から予備に切り替える励起光監視部
９とから構成されている。

【００３６】更に、現用励起光源５ａは、各々が異なる
波長λｐ１，λｐ１＊，λｐ２，λｐ２＊を有し、偏波
ｓの複数の励起光を出射する複数の単一偏波のレーザ１
１ｓ，１２ｓ，１７ｓ，１８ｓであって、この複数の励
起光のうち２つずつの励起光の波長λｐ１とλｐ１＊お
よびλｐ２とλｐ２＊が互いに隣接、すなわち近接して
設定されている複数の単一偏波のレーザ１１ｓ，１２
ｓ，１７ｓ，１８ｓと、該複数のレーザ１１ｓ，１２
ｓ，１７ｓ，１８ｓから出射される複数の励起光をその
波長に応じて合波する波長選択型合波器６２とから構成
されている。

【００３７】また、予備励起光源５ｂは、各々が現用励
起光源５ａと同様に異なる波長λｐ１，λｐ１＊，λｐ
２，λｐ２＊を有するとともに、現用励起光源５ｂの複
数のレーザ１１ｓ，１２ｓ，１７ｓ，１８ｓから出射さ
れる励起光の偏波ｓに直交する偏波ｐの複数の励起光を
出射する複数の単一偏波のレーザ１１ｐ，１２ｐ，１７
ｐ，１８ｐであって、複数の励起光のうち２つずつの励
起光の波長が互いに近接して設定されている複数のレー
ザ１１ｐ，１２ｐ，１７ｐ，１８ｐと、該複数のレーザ
１１ｐ，１２ｐ，１７ｐ，１８ｐから出射される複数の
励起光をその波長に応じて合波する波長選択型合波器６
３とから構成されている。

【００３８】すなわち、複数のレーザ１１ｓ，１２ｓ，
１７ｓ，１８ｓおよび１１ｐ，１２ｐ，１７ｐ，１８ｐ
のうち、レーザ１１ｓは、波長λｐ１で偏波ｓの励起光
を出射するレーザであり、レーザ１２ｓは、波長がλｐ
１に近接している波長λｐ１＊であり、偏波ｓの励起光
を出射するレーザであり、レーザ１７ｓは、波長λｐ２
で偏波ｓの励起光を出射するレーザであり、レーザ１８
ｓは、波長がλｐ２に近接している波長λｐ２＊であ
り、偏波ｓの励起光を出射するレーザであり、レーザ１
１ｐは、波長λｐ１で偏波ｐの励起光を出射するレーザ
であり、レーザ１２ｐは、波長がλｐ１に近接している
波長λｐ１＊であり、偏波ｐの励起光を出射するレーザ
であり、レーザ１７ｐは、波長λｐ２で偏波ｐの励起光
を出射するレーザであり、レーザ１８ｐは、波長がλｐ
２に近接している波長λｐ２＊であり、偏波ｐの励起光
を出射するレーザである。また、波長λｐ１＊およびλ
ｐ２＊は、それぞれ波長λｐ１およびλｐ２に近接して
いる波長、すなわち近傍にある波長であるが、それらと
は異なっている波長であり、具体的には波長λｐ１＊と
波長λｐ１との差および波長λｐ２＊とλｐ２との差
は、波長λｐ１とλｐ２との差の絶対値よりも小さいも
のであることは第１の実施形態のラマン増幅器と同じで
ある。

【００３９】なお、図４に示した第２の実施形態のラマ
ン増幅器においては、現用励起光源５ａから出射される
複数の励起光の偏波状態はｓであり、予備励起光源５ｂ
から出射される複数の励起光の偏波状態はｐであるが、
逆に現用励起光源５ａの偏波状態がｐであり、予備励起
光源５ｂの偏波状態がｓであってもよいものである。

【００４０】以上のように構成される第２の実施形態の
ラマン増幅器において、現用および予備の励起光源５
ａ，５ｂを出射した励起光は、偏波合波器７で偏波領域
で合波される。励起光監視部９で現用励起光源５ａの劣
化を検出した場合に、現用励起光源５ａの電気的な駆動
をやめ、予備励起光源５ｂの電流駆動を同時に開始して
現用から予備への切り替えを行う。本構成は、利得媒質
の光ファイバ１においてラマン利得が、単一偏波の励起
光に対して、信号光偏波依存性を有しない場合に適用さ
れる。なぜならば、ラマン利得が単一偏波の励起光に対
して信号光偏波依存性を有すると、一般に光ファイバ中
を伝搬する信号光の偏波はランダムに変動するため、ラ
マン利得が変動するからである。励起光源の現用から予
備への切り替えが電気的に高速に行えるため、従来技術
で問題であった手動切り替えによる長時間のシステム停
止が回避できる。

【００４１】また、第２の実施形態において、光ファイ
バ１は、第１の実施形態の光ファイバ１と類似している
が、ラマン利得が単一偏波の励起光に対して無偏波とな
るような光ファイバである（R.H.Stolen,IEEE Journal
of Quantum Electronics,Vol.QE-15,pp.1157-1160,1979
参照）。例えば、光ファイバ１は、真円性の高い海底
ケーブル中の伝送ファイバなどである。励起光源５ａ，
５ｂからの励起光は偏波合波器７で合波されて信号光と
励起光の合波器３により光ファイバ１に導入される。

【００４２】現用と予備の切り替えのための励起光の監
視は、励起光監視部９で行われるが、第１の監視方法と
しては、現用励起光源５ａからの励起光パワーを偏波合
波器７の後段でファイバ分岐器（簡単のため図では省
略）により５０対１の分岐比で分岐し、フォトダイオー
ド受光器により受光する。受光した励起光パワーがある
規定値以下になったときに現用励起光源５ａが劣化した
と判断して、予備励起光源５ｂに切り替える。その後同
様にして予備励起光源５ｂからの励起光パワーをモニタ
することも可能である。

【００４３】第２の監視方法としては、現用励起光源５
ａの各半導体レーザの後端面からのレーザ光をフォトダ
イオード受光器により受光してモニタし、そのモニタ値
がある規定値以下になったときに現用励起光源５ａが劣
化したと判断して、予備励起光源５ｂに切り替える。そ
の後、予備励起光源についても同様のモニタを行う。

【００４４】現用励起光源５ａから予備励起光源５ｂへ
の切り替えは電気的に行い、十分高速に行える。その切
り替え時間は、例えば１０マイクロ秒である。一方、従
来技術では、手動で切り替えるため、明らかに切り替え
時間が長い。その切り替え時間は、例えば１０分であ
る。

【００４５】励起光パワーのスペクトルは前記第１の実
施形態と類似しており、図２において偏波状態を現用励
起光源５ａに対してすべてｓ偏波、また予備励起光源５
ｂに対してすべてｐ偏波としたものである。ラマン利得
は、図３に示すものと類似しており、利得成分を現用励
起光源５ａに対してすべてｓ偏波、また予備励起光源５
ｂに対してすべてｐ偏波としたものである。

【００４６】図５は、本発明の第３の実施形態に係るラ
マン増幅器の構成を示す図である。同図に示す第３の実
施形態のラマン増幅器は、ラマン増幅の利得媒質である
光ファイバ１と、該光ファイバ１を励起する励起光源５
３と、該励起光源５３から出射される励起光と信号光と
を合波する合波器３とから構成されている。

【００４７】励起光源５３は、各々の対では互いに直交
した偏波ｓとｐである同一波長λｐ１とλｐ１、λｐ１
＊とλｐ１＊、λｐ２とλｐ２、λｐ２＊とλｐ２＊の
一対の励起光を出射し、複数の対間では異なる波長λｐ
１，λｐ１＊，λｐ２，λｐ２＊の励起光を出射する複
数対のレーザ１１ｓ，１１ｐ；１２ｓ，１２ｐ；１７
ｓ，１７ｐ；１８ｓ，１８ｐであって、該複数対のレー
ザのうち、２対ずつのレーザにおいては出射される励起
光の波長が互いに近接した波長λｐ１とλｐ１＊および
λｐ２とλｐ２＊に設定されている複数対のレーザ１１
ｓ，１１ｐ；１２ｓ，１２ｐ；１７ｓ，１７ｐ；１８
ｓ，１８ｐと、各々が複数対のレーザ１１ｓ，１１ｐ；
１２ｓ，１２ｐ；１７ｓ，１７ｐ；１８ｓ，１８ｐの各
対に対応して設けられる複数の偏波合波器３１，３２，
３３，３４であって、各偏波合波器３１，３２，３３，
３４は各対のレーザ１１ｓ，１１ｐ；１２ｓ，１２ｐ；
１７ｓ，１７ｐ；１８ｓ，１８ｐから出射される同一波
長の励起光を合波する複数の偏波合波器３１，３２，３
３，３４と、該複数の偏波合波器３１，３２，３３，３
４から出射される複数の励起光をその波長に応じて合波
する波長選択型合波器６４と、複数対のレーザ１１ｓ，
１１ｐ；１２ｓ，１２ｐ；１７ｓ，１７ｐ；１８ｓ，１
８ｐの各対において出射される同一波長の一対の励起光
の互いに直交した偏波のうち、一方の偏波ｓを有するレ
ーザ１１ｓ，１２ｓ，１７ｓ，１８ｓを現用のレーザと
し、他方の偏波ｐを有するレーザ１１ｐ，１２ｐ，１７
ｐ，１８ｐを予備のレーザとし、現用のレーザを監視し
て、該レーザの故障を検出した場合、現用のレーザを停
止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切り替え
る励起光監視部９１とから構成されている。

【００４８】すなわち、複数のレーザ１１ｓ，１１ｐ；
１２ｓ，１２ｐ；１７ｓ，１７ｐ；１８ｓ，１８ｐのう
ち、レーザ１１ｓは、波長λｐ１で偏波ｓの励起光を出
射するレーザであり、レーザ１１ｐは、波長λｐ１で偏
波ｐの励起光を出射するレーザであり、レーザ１２ｓ
は、波長がλｐ１に近接している波長λｐ１＊であり、
偏波ｓの励起光を出射するレーザであり、レーザ１２ｐ
は、波長がλｐ１に近接している波長λｐ１＊であり、
偏波ｐの励起光を出射するレーザであり、レーザ１７ｓ
は、波長λｐ２で偏波ｓの励起光を出射するレーザであ
り、レーザ１７ｐは、波長λｐ２で偏波ｐの励起光を出
射するレーザであり、レーザ１８ｓは、波長がλｐ２に
近接している波長λｐ２＊であり、偏波ｓの励起光を出
射するレーザであり、レーザ１８ｐは、波長がλｐ２に
近接している波長λｐ２＊であり、偏波ｐの励起光を出
射するレーザである。また、波長λｐ１＊およびλｐ２
＊は、それぞれ波長λｐ１およびλｐ２に近接している
波長、すなわち近傍にある波長であるが、それらとは異
なっている波長であり、具体的には波長λｐ１＊と波長
λｐ１との差および波長λｐ２＊とλｐ２との差は、波
長λｐ１とλｐ２との差の絶対値よりも小さいものであ
ることは第１の実施形態のラマン増幅器と同じである。

【００４９】すなわち、現用のレーザ１１ｓ，１２ｓ，
１７ｓ，１８ｓは、それぞれ異なる波長λｐ１，λｐ１
＊，λｐ２，λｐ２＊の励起光を出射するが、その偏波
はすべて同じ偏波ｓである。また、予備のレーザ１１
ｐ，１２ｐ，１７ｐ，１８ｐは、それぞれ異なるλｐ
１，λｐ１＊，λｐ２，λｐ２＊の励起光を出射する
が、その偏波は現用のレーザの偏波に直交するすべて同
じ偏波ｐである。

【００５０】そして、レーザ１１ｓ，１１ｐから出射さ
れる波長が同一のλｐ１であり、ｓ偏波とｐ偏波の励起
光が偏波合波器３１で合波され、レーザ１２ｓ，１２ｐ
から出射される波長が同一のλｐ１＊であり、ｓ偏波と
ｐ偏波の励起光が偏波合波器３２で合波され、またレー
ザ１７ｓ，１７ｐから出射される波長が同一のλｐ２で
あり、ｓ偏波とｐ偏波の励起光が偏波合波器３３で合波
され、レーザ１８ｓ，１８ｐから出射される波長が同一
のλｐ２＊であり、ｓ偏波とｐ偏波の励起光が偏波合波
器３４で合波され、それから更に波長選択型合波器６４
で合波され、合波器３に出射される。

【００５１】なお、図５に示す第３の実施形態のラマン
増幅器における光ファイバ１は、第２の実施形態と同様
にラマン利得が単一偏波の励起光に対して無偏波となる
ような光ファイバである。また、現用と予備の切り替え
のための励起光の監視も上述した第２の実施形態と同様
に行われる。更に、励起光パワーのスペクトルも第２の
実施形態と同様である。

【００５２】図６は、本発明の第４の実施形態に係るラ
マン増幅器の構成を示す図である。同図に示す第４の実
施形態のラマン増幅器は、現用および予備のレーザとし
て使用するレーザが異なるのみであり、その構成は図５
に示した第３の実施形態に使用されている励起光管理部
９１の代わりに励起光監視部９２が使用されていること
を除いて、図５の第３の実施形態と同じである。

【００５３】すなわち、図６に示す第４の実施形態のラ
マン増幅器では、互いに近接した波長λｐ１とλｐ１＊
およびλｐ２とλｐ２＊に設定されている各２対のレー
ザ１１ｓ，１１ｐ；１２ｓ，１２ｐ；１７ｓ，１７ｐ；
１８ｓ，１８ｐにおいて第１の波長λｐ１，λｐ２の第
１の偏波ｓの励起光を出射するレーザ１１ｓ，１７ｓと
第２の波長λｐ１＊，λｐ２＊の前記第１の偏波ｓに直
交した第２の偏波ｐの励起光を出射するレーザ１２ｐ，
１８ｐを現用のレーザとし、第１の波長λｐ１，λｐ２
の第２の偏波ｐの励起光を出射するレーザ１１ｐ，１７
ｐと第２の波長λｐ１＊，λｐ２＊の前記第２の偏波ｐ
に直交した第１の偏波ｓの励起光を出射するレーザ１２
ｓ，１８ｓを予備のレーザとしている。

【００５４】すなわち、現用のレーザ１１ｓ，１２ｐ，
１７ｓ，１８ｐは、それぞれ波長λｐ１で偏波ｓの励起
光、波長λｐ１＊で偏波ｐの励起光、波長λｐ２で偏波
ｓの励起光、および波長λｐ２＊で偏波ｐの励起光を出
射し、また予備のレーザ１１ｐ，１２ｓ，１７ｐ，１８
ｓは、それぞれ波長λｐ１で偏波ｐの励起光、波長λｐ
１＊で偏波ｓの励起光、波長λｐ２で偏波ｐの励起光、
および波長λｐ２＊で偏波ｓの励起光を出射する。そし
て、励起光管理部９２は、現用のレーザ１１ｓ，１７
ｓ，１２ｐ，１８ｐを監視して、該現用のレーザ１１
ｓ，１７ｓ，１２ｐ，１８ｐの故障を検出した場合、現
用のレーザ１１ｓ，１７ｓ，１２ｐ，１８ｐを停止し、
予備のレーザ１１ｐ，１７ｐ，１２ｓ，１８ｓを駆動し
て現用から予備に切り替えている。なお、現用と予備の
励起光源の偏波状態は上記と逆でもよい。本実施形態で
は、利得媒質の光ファイバ１においてラマン利得が単一
偏波の励起光に対して信号光偏波依存性を有しない場合
のみならず、偏波依存性を有する場合にも適用すること
ができる。

【００５５】また、図６に示す第４の実施形態のラマン
増幅器においては、光ファイバ１は、第２および第３の
実施形態と異なり、ラマン利得が単一偏波の励起光に対
して偏波依存性を有していてもよい。その光ファイバの
例としては、ボビン等に収容したラマンファイバや、真
円性の低い陸上システム適用の伝送ファイバなどがあ
る。また、励起光源５３の構成は第３の実施形態と類似
している。そして、上述したように、現用の励起光を近
接波長（λｐ１とλｐ１＊、およびλｐ２とλｐ２＊）
で偏波が直交するように設定している。また、予備の励
起光は、現用の励起光と異なる偏波としている。すなわ
ち、現用の励起光の偏波の波長配置は、第１の実施形態
と同様である。従って、ラマン利得が励起光の偏波に依
存する光ファイバ１に対しても、信号光偏波に無依存な
ラマン利得を得ることができる。ちなみに、励起光の偏
波状態を第２および第３の実施形態のごとく、現用と予
備でそれぞれ単一偏波としたとき、光ファイバ１におけ
るラマン利得の信号光偏波依存性の例は、ランダムな任
意偏波に対し、ラマン利得２０ｄＢに対する変動利得と
して２０ｄＢ程度である。なお、現用と予備の切り替え
のための励起光の監視は、第２の実施形態と同様であ
り、また励起光パワーのスペクトルは第１の実施形態と
同様である。

【００５６】図７は、本発明の第５の実施形態に係るラ
マン増幅器の構成を示す図である。同図に示す第５の実
施形態のラマン増幅器は、図１に示した第１の実施形態
において励起光源におけるレーザの数を増やした点が異
なるのみであり、その基本的構成および作用は図１の第
１の実施形態と同じである。

【００５７】すなわち、図７に示すラマン増幅器の励起
光源５５は、図１のラマン増幅器の４個のレーザ１１
ｓ，１２ｐ，１７ｓ，１８ｐに加えて、更に４個のレー
ザ２１ｓ，２２ｐ，２７ｓ，２８ｐを有し、レーザ２１
ｓは波長でλｐ３で偏波ｓの励起光を出射し、レーザ２
２ｐは波長がλｐ３に近接したλｐ３＊で偏波ｐの励起
光を出射し、レーザ２７ｓは波長がλｐ４で偏波ｓの励
起光を出射し、レーザ２８ｐは波長がλｐ４に近接した
λｐ４＊で偏波ｐの励起光を出射するようになってい
る。そして、この８個のレーザ１１ｓ，１２ｐ，１７
ｓ，１８ｐ，２１ｓ，２２ｐ，２７ｓ，２８ｐからそれ
ぞれ出射される複数の励起光が波長選択型合波器６５で
合波される。

【００５８】本第５の実施形態における励起光パワーの
スペクトルを図８に示す。励起光波長は、同図に示すよ
うに、１５００ｎｍから１５３５ｎｍの波長域に５ｎｍ
間隔で配置されている。ラマン利得のスペクトルは図１
に示した第１の実施形態の場合の図３に示すスペクトル
に類似しているものである。ただし、本第５の実施形態
では、励起光波長が第１の実施形態に比較して、密に配
置されているので、利得スペクトル上でのリップルが第
１の実施形態に比較して小さくなっている。なお、リッ
プルは簡単化のため図３では省略されている。

【００５９】各波長のレーザからの励起光パワーは、第
１の実施形態では約１００ｍＷであったが、本第５の実
施形態では、第１の実施形態と同じ利得を得るための励
起光パワーは、約５０ｍＷである。これは、本実施形態
の励起光波長数が第１の実施形態の２倍の８波長である
ためである。約５０ｍＷより高い励起光パワーであれ
ば、明らかにより高い利得が得られる。つまり、本実施
形態を第１の実施形態と比較した場合、励起レーザの個
数は増えるが、リップルが少なく、より平坦な利得スペ
クトルが得られる。また、レーザ当たりの所用励起光パ
ワーが少なくてすむなどの利点がある。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長の異なる複数の励起光のうちの２つずつの励起光の
波長が互いに近接して設定され、この波長が近接した各
２つの励起光の組のうち、少なくとも１組以上の組にお
いて波長が近接した２つの励起光の偏波状態が互いに直
交しているように設定される複数の励起光を出射し、こ
の複数の励起光を合波しているので、従来のように偏波
合波器を必要とせず、励起光に対するレーザから増幅用
光ファイバまでの挿入損失を低減することができるとと
もに、部品点数が少なく、経済化を図ることができる。

【００６１】また、本発明によれば、現用励起光源と予
備励起光源では波長の異なる複数の励起光のうち２つず
つの励起光の波長が互いに近接して設定される複数の励
起光を出射し、この複数の励起光を合波して出射すると
ともに、現用励起光源を監視して、その故障を検出した
場合、現用励起光源を停止し、予備励起光源を駆動して
現用から予備に切り替えるので、励起光源の現用から予
備への切り替えを高速に行うことができ、従来のような
手動切り替えによる長時間のシステム停止を回避するこ
とができる。

【００６２】更に、本発明によれば、各対のレーザで偏
波が直交した同一波長の一対の励起光を出射し、複数の
対間では波長の異なり、２対ずつのレーザにおいて励起
光の波長が互いに近接している複数の励起光を出射する
とともに、各対において互いに直交した偏波のうち、一
方の偏波を有するレーザを現用のレーザとし、他方の偏
波を有するレーザを予備のレーザとし、現用のレーザを
監視して、その故障を検出した場合、現用のレーザを停
止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切り替え
るので、励起光源の現用から予備への切り替えを高速に
行うことができ、従来のような手動切り替えによる長時
間のシステム停止を回避することができる。

【００６３】本発明によれば、各対のレーザで偏波が直
交した同一波長の一対の励起光を出射し、複数の対間で
は波長の異なり、２対ずつのレーザにおいて励起光の波
長が互いに近接している複数の励起光を出射するととも
に、波長が近接した各２対のレーザにおいて第１の波長
の第１の偏波の励起光を出射するレーザと第２の波長の
第２の偏波の励起光を出射するレーザを現用のレーザと
し、第１の波長の第２の偏波の励起光を出射するレーザ
と第２の波長の第１の偏波の励起光を出射するレーザを
予備のレーザとし、現用のレーザを監視して、その故障
を検出した場合、現用のレーザを停止し、予備のレーザ
を駆動して現用から予備に切り替えるので、励起光源の
現用から予備への切り替えを高速に行うことができ、従
来のような手動切り替えによる長時間のシステム停止を
回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るラマン増幅利用
の光ファイバ通信システムに適用し得るラマン増幅器の
構成を示す図である。

【図２】図１に示した第１の実施形態のラマン増幅器の
励起光パワースペクトルを示すグラフである。

【図３】図１に示した第１の実施形態のラマン増幅器の
利得スペクトルを示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るラマン増幅利用
の光ファイバ通信システムに適用し得るラマン増幅器の
構成を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係るラマン増幅利用
の光ファイバ通信システムに適用し得るラマン増幅器の
構成を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係るラマン増幅利用
の光ファイバ通信システムに適用し得るラマン増幅器の
構成を示す図である。

【図７】本発明の第５の実施形態に係るラマン増幅利用
の光ファイバ通信システムに適用し得るラマン増幅器の
構成を示す図である。

【図８】図７に示した第５の実施形態のラマン増幅器の
励起光パワースペクトルを示すグラフである。

【図９】従来のラマン増幅器の構成を示す図である。

【図１０】図９に示した従来のラマン増幅器の励起光パ
ワースペクトルを示すグラフである。

【図１１】図９に示した従来のラマン増幅器の利得スペ
クトルを示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ３ 合波器 ５，５１，５３，５４，５５ 励起光源 ５ａ 現用励起光源 ５ｂ 予備励起光源 ７ 偏波合波器 １１ｓ，１１ｐ，１２ｓ，１２ｐ，１７ｓ，１７ｐ，１
８ｓ，１８ｐ レーザ ６１，６２，６３，６４，６５ 波長選択型合波器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB12 AB30 BA01 CA15 DA10 HA24 5F072 AB07 AK06 KK30 PP07 QQ07 YY17

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ中を伝送される信号光を増幅
   するラマン増幅器を有するラマン増幅利用の光ファイバ
   通信システムであって、 前記ラマン増幅器は、 ラマン増幅の利得媒質である光ファイバと、 該光ファイバを励起する励起光源と、 該励起光源から出射した励起光と信号光とを合波する合
   波器とを有し、 前記励起光源は、 各々が波長の異なる複数の励起光を出射する複数の単一
   偏波のレーザであって、複数の励起光のうち２つずつの
   励起光の波長が互いに近接して設定され、この波長が近
   接して設定された各２つの励起光の組のうち、少なくと
   も１組以上の組において波長が互いに近接した２つの励
   起光の偏波状態が互いに直交している複数のレーザと、 該レーザから出射した励起光をその波長に応じて合波す
   る波長選択型合波器とを有することを特徴とするラマン
   増幅利用の光ファイバ通信システム。
2. 【請求項２】 光ファイバ中を伝送される信号光を増幅
   するラマン増幅器を有するラマン増幅利用の光ファイバ
   通信システムであって、 前記ラマン増幅器は、 ラマン増幅の利得媒質である光ファイバと、 該光ファイバを励起する励起光源と、 該励起光源から出射される励起光と信号光とを合波する
   合波器とを有し、 前記励起光源は、 現用励起光源と、予備励起光源と、該現用励起光源およ
   び予備励起光源から出射される励起光を合波する偏波合
   波器と、前記現用励起光源を監視して、該現用励起光源
   の故障を検出した場合、現用励起光源を停止し、予備励
   起光源を駆動して現用から予備に切り替える励起光監視
   部とを有し、 前記現用励起光源は、 各々が波長の異なる複数の励起光を出射する複数の単一
   偏波のレーザであって、複数の励起光のうち２つずつの
   励起光の波長が互いに近接して設定されている複数の単
   一偏波のレーザと、 該レーザから出射される励起光をその波長に応じて合波
   する波長選択型合波器とを有し、 前記予備励起光源は、 各々が異なる波長を有するとともに、前記現用励起光源
   の複数のレーザから出射される励起光の偏波に直交する
   偏波の複数の励起光を出射する複数の単一偏波のレーザ
   であって、複数の励起光のうち２つずつの励起光の波長
   が互いに近接して設定されている複数のレーザと、 該レーザから出射される励起光をその波長に応じて合波
   する波長選択型合波器とを有することを特徴とするラマ
   ン増幅利用の光ファイバ通信システム。
3. 【請求項３】 光ファイバ中を伝送される信号光を増幅
   するラマン増幅器を有するラマン増幅利用の光ファイバ
   通信システムであって、 前記ラマン増幅器は、 ラマン増幅の利得媒質である光ファイバと、 該光ファイバを励起する励起光源と、 該励起光源から出射される励起光と信号光とを合波する
   合波器とを有し、 前記励起光源は、 各々の対では偏波が互いに直交した同一波長の一対の励
   起光を出射し、複数の対間では波長の異なる励起光を出
   射する複数対のレーザであって、該複数対のレーザのう
   ち、２対ずつのレーザにおいては出射される励起光の波
   長が互いに近接して設定されている複数対のレーザと、 各々が前記複数対のレーザの各対に対応して設けられる
   複数の偏波合波器であって、各偏波合波器は各対のレー
   ザから出射される同一波長の励起光を合波する複数の偏
   波合波器と、 該複数の偏波合波器から出射される複数の励起光をその
   波長に応じて合波する波長選択型合波器と、 前記複数対のレーザの各対において出射される同一波長
   の一対の励起光の互いに直交した偏波のうち、一方の偏
   波を有するレーザを現用のレーザとし、他方の偏波を有
   するレーザを予備のレーザとし、現用のレーザを監視し
   て、該レーザの故障を検出した場合、現用のレーザを停
   止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切り替え
   る励起光監視部とを有することを特徴とするラマン増幅
   利用の光ファイバ通信システム。
4. 【請求項４】 光ファイバ中を伝送される信号光を増幅
   するラマン増幅器を有するラマン増幅利用の光ファイバ
   通信システムであって、 前記ラマン増幅器は、 ラマン増幅の利得媒質である光ファイバと、 該光ファイバを励起する励起光源と、 該励起光源から出射された励起光と信号光とを合波する
   合波器とを有し、 前記励起光源は、 各々の対では偏波が互いに直交した同一波長の一対の励
   起光を出射し、複数の対間では波長の異なる励起光を出
   射する複数対のレーザであって、該複数対のうち、２つ
   ずつの対のレーザから出射される励起光の波長が互いに
   近接して設定されている複数対のレーザと、 各々が前記複数対のレーザの各対に対応して設けられる
   複数の偏波合波器であって、各偏波合波器は各対のレー
   ザから出射される同一波長の励起光を合波する複数の偏
   波合波器と、 該複数の偏波合波器から出射される複数の励起光をその
   波長に応じて合波する波長選択型合波器と、 前記波長が互いに近接して設定されている各２対のレー
   ザにおいて第１の波長の第１の偏波の励起光を出射する
   レーザと第２の波長の前記第１の偏波に直交した第２の
   偏波の励起光を出射するレーザを現用のレーザとし、第
   １の波長の第２の偏波の励起光を出射するレーザと第２
   の波長の前記第２の偏波に直交した第１の偏波の励起光
   を出射するレーザを予備のレーザとし、現用のレーザを
   監視して、該レーザの故障を検出した場合、現用のレー
   ザを停止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切
   り替える励起光監視部とを有することを特徴とするラマ
   ン増幅利用の光ファイバ通信システム。
5. 【請求項５】 各々が波長の異なる複数の励起光を出射
   する複数の単一偏波のレーザであって、複数の励起光の
   うち２つずつの励起光の波長が互いに近接して設定さ
   れ、この波長が近接して設定された各２つの励起光の組
   のうち、少なくとも１組以上の組において波長が互いに
   近接した２つの励起光の偏波状態が互いに直交している
   複数のレーザと、 該レーザから出射した励起光をその波長に応じて合波す
   る波長選択型合波器とを有することを特徴とするラマン
   増幅利用の励起光源。
6. 【請求項６】 現用励起光源と、予備励起光源と、該現
   用励起光源および予備励起光源から出射される励起光を
   合波する偏波合波器と、前記現用励起光源を監視して、
   該現用励起光源の故障を検出した場合、現用励起光源を
   停止し、予備励起光源を駆動して現用から予備に切り替
   える励起光監視部とを有し、 前記現用励起光源は、 各々が波長の異なる複数の励起光を出射する複数の単一
   偏波のレーザであって、複数の励起光のうち２つずつの
   励起光の波長が互いに近接して設定されている複数の単
   一偏波のレーザと、 該レーザから出射される励起光をその波長に応じて合波
   する波長選択型合波器とを有し、 前記予備励起光源は、 各々が波長の異なるとともに、前記現用励起光源の複数
   のレーザから出射される励起光の偏波と異なる偏波の複
   数の励起光を出射する複数の単一偏波のレーザであっ
   て、複数の励起光のうち２つずつの励起光の波長が互い
   に近接して設定されている複数のレーザと、 該レーザから出射される励起光をその波長に応じて合波
   する波長選択型合波器とを有することを特徴とするラマ
   ン増幅利用の励起光源。
7. 【請求項７】 各対では偏波が互いに直交した同一波長
   の一対の励起光を出射し、複数の対間では波長の異なる
   励起光を出射する複数対のレーザであって、該複数対の
   レーザのうち、２対ずつのレーザにおいては出射される
   励起光の波長が互いに近接して設定されている複数対の
   レーザと、 各々が前記複数対のレーザの各対に対応して設けられる
   複数の偏波合波器であって、各偏波合波器は各対のレー
   ザから出射される同一波長の励起光を合波する複数の偏
   波合波器と、 該複数の偏波合波器から出射される励起光をその波長に
   応じて合波する波長選択型合波器と、 前記複数対のレーザの各対において出射される同一波長
   の一対の励起光の互いに直交した偏波のうち、一方の偏
   波を有するレーザを現用のレーザとし、他方の偏波を有
   するレーザを予備のレーザとし、現用のレーザを監視し
   て、該レーザの故障を検出した場合、現用のレーザを停
   止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に切り替え
   る励起光監視部とを有することを特徴とするラマン増幅
   利用の励起光源。
8. 【請求項８】 各対では偏波が互いに直交した同一波長
   の一対の励起光を出射し、複数の対間では波長の異なる
   励起光を出射する複数対のレーザであって、該複数対の
   うち、２つずつの対のレーザから出射される励起光の波
   長が互いに近接して設定されている複数対のレーザと、 各々が前記複数対のレーザの各対に対応して設けられる
   複数の偏波合波器であって、各偏波合波器は各対のレー
   ザから出射される同一波長の励起光を合波する複数の偏
   波合波器と、 該複数の偏波合波器から出射される励起光をその波長に
   応じて合波する波長選択型合波器と、 前記波長が互いに近接して設定されている各２対のレー
   ザにおいて第１の波長の第１の偏波の励起光を出射する
   レーザと第２の波長の前記第１の偏波に直交した第２の
   偏波の励起光を出射するレーザを現用のレーザとし、 第１の波長の第２の偏波の励起光を出射するレーザと第
   ２の波長の前記第２の偏波に直交した第１の偏波の励起
   光を出射するレーザを予備のレーザとし、現用のレーザ
   を監視して、該レーザの故障を検出した場合、現用のレ
   ーザを停止し、予備のレーザを駆動して現用から予備に
   切り替える励起光監視部とを有することを特徴とするラ
   マン増幅利用の励起光源。