JP2001251004A - Light amplifier - Google Patents
Light amplifierInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光増幅器に関し、さ
らに詳細には、伝送路に光ファイバを用いる光通信にお
いて、諸種の原因により生じる波長分散(以下、単に、
分散とも称す)を補償することが出来る波長分散補償素
子(以下、単に分散補償素子とも称す)を組み込んだ光
増幅器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier, and more particularly, to chromatic dispersion (hereinafter simply referred to as chromatic dispersion) caused by various causes in optical communication using an optical fiber for a transmission line.
The present invention relates to an optical amplifier that incorporates a chromatic dispersion compensating element (hereinafter, also simply referred to as a dispersion compensating element) that can compensate for dispersion.
【0002】[0002]
【従来の技術】通信伝送路に光ファイバを用いた光通信
においては、利用技術の進展および利用範囲の拡大とと
もに、通信伝送路の長距離化や通信ビットレートの高速
化が求められている。このような環境下では、光ファイ
バを伝送するときに生じる波長分散が大きな問題とな
り、波長分散の補償が種々試みられている。現在、2次
の波長分散が大きな問題となり、その補償が種々提案さ
れ、そのうちのいくつかの提案が効果をあげている。2. Description of the Related Art In optical communication using an optical fiber for a communication transmission line, there is a demand for a longer distance of the communication transmission line and a higher communication bit rate with the development of the utilization technology and the expansion of the use range. In such an environment, chromatic dispersion generated when transmitting an optical fiber becomes a serious problem, and various attempts have been made to compensate for chromatic dispersion. At present, secondary chromatic dispersion is a major problem, and various compensations have been proposed, some of which have been effective.
【0003】しかし、光通信に対する要求が高度になる
につれて、送信中の2次の波長分散の補償だけでは不充
分になり、3次の波長分散の補償が課題になりつつあ
る。However, as the demand for optical communication becomes higher, it is not enough to compensate only for secondary chromatic dispersion during transmission, and compensation for tertiary chromatic dispersion is becoming an issue.
【0004】以下、図4および図5を使用して、従来の
2次の波長分散の補償方法を説明する。[0004] A conventional method of compensating secondary chromatic dispersion will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.
【0005】図5は、シングルモード光ファイバ(以
下、SMFとも称す)と分散補償ファイバ、およびDS
F(分散シフトファイバ)の分散−波長特性を説明する
図である。図5において、符号601はSMFの分散−
波長特性を示すグラフ、602は分散補償ファイバの分
散−波長特性を示すグラフ、603はDSFの分散−波
長特性を示すグラフで、縦軸を分散、横軸を波長にとっ
たグラフである。FIG. 5 shows a single mode optical fiber (hereinafter, also referred to as SMF), a dispersion compensating fiber, and a DS.
FIG. 3 is a diagram illustrating dispersion-wavelength characteristics of F (dispersion shift fiber). In FIG. 5, reference numeral 601 denotes the dispersion of SMF.
A graph showing the wavelength characteristic, 602 is a graph showing the dispersion-wavelength characteristic of the dispersion compensating fiber, and 603 is a graph showing the dispersion-wavelength characteristic of the DSF, with the vertical axis representing the dispersion and the horizontal axis representing the wavelength.
【0006】図5で明らかなように,SMFでは、ファ
イバに入力する光の波長が1.3μmから1.8μmま
で長くなるにつれて分散は増大し,分散補償ファイバで
は,入力光の波長が1.2μmから1.7μmまで長く
なるにつれて分散は減少する。また、DSFでは、入力
光の波長が1.2μmから1.55μmまで長くなるに
つれて分散は小さくなり、波長が1.55μmから1.
8μmへと長くなるにつれて分散が増大する。そして、
DSFでは、入力光の波長が1.55μm付近では,分
散は波長の変化に対してほぼ一定であるという特性を有
している。As apparent from FIG. 5, in the SMF, the dispersion increases as the wavelength of the light input to the fiber increases from 1.3 μm to 1.8 μm, and in the dispersion compensation fiber, the wavelength of the input light is 1. Dispersion decreases as the length increases from 2 μm to 1.7 μm. In the DSF, as the wavelength of the input light increases from 1.2 μm to 1.55 μm, the dispersion decreases, and the wavelength increases from 1.55 μm to 1.55 μm.
The dispersion increases with increasing length to 8 μm. And
The DSF has a characteristic that when the wavelength of the input light is around 1.55 μm, the dispersion is almost constant with respect to a change in the wavelength.
【0007】図4は、2次の波長分散の補償方法を説明
する図であり、(A)は波長−時間(時刻)特性を、
(B)はSMFと分散補償ファイバを用いて2次の波長
分散補償を行った例を、(C)はSMFだけで構成した
伝送路を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of compensating for the second-order chromatic dispersion. FIG. 4A shows a wavelength-time (time) characteristic.
FIG. 3B is a diagram illustrating an example in which second-order chromatic dispersion compensation is performed using an SMF and a dispersion compensating fiber, and FIG. 3C is a diagram illustrating a transmission line including only an SMF.
【0008】図4において、符号501と511は伝送
路に入力する前の信号光の特性を示すグラフを、531
はSMFを、530はSMF531で構成された伝送路
を、502と512は伝送路530から出力された信号
光の特性を示すグラフを、521は分散補償ファイバ
を、522はSMFを、520は分散補償ファイバ52
1とSMF522から構成された伝送路をそれぞれ示
し、503と513は伝送路520から出力された信号
光の特性を示すグラフである。符号504および514
は、信号光が、本発明によって、後述の望ましい3次分
散補償を施されたときの信号光の特性を示すグラフであ
り、グラフ501および511とほとんど一致してい
る。また、グラフ501、502、503、504はそ
れぞれ縦軸を波長、横軸を時間(または時刻)にとった
グラフであり、グラフ511、512、513、514
はそれぞれ縦軸を強度、横軸を時間(または時刻)にと
ったグラフである。なお、符号524と534は送信
器、525と535は受信器である。In FIG. 4, reference numerals 501 and 511 denote graphs showing the characteristics of the signal light before being input to the transmission line.
Is an SMF, 530 is a transmission line constituted by the SMF 531, 502 and 512 are graphs showing characteristics of signal light output from the transmission line 530, 521 is a dispersion compensating fiber, 522 is an SMF, and 520 is a dispersion fiber. Compensating fiber 52
1 and SMF 522, respectively, and 503 and 513 are graphs showing the characteristics of the signal light output from the transmission line 520. Reference numerals 504 and 514
Is a graph showing the characteristics of the signal light when the signal light is subjected to a desirable third-order dispersion compensation described later according to the present invention, and almost coincides with the graphs 501 and 511. Graphs 501, 502, 503, and 504 are graphs with the vertical axis representing wavelength and the horizontal axis representing time (or time), respectively, and graphs 511, 512, 513, and 514.
Is a graph in which the vertical axis represents intensity and the horizontal axis represents time (or time). Reference numerals 524 and 534 are transmitters, and reference numerals 525 and 535 are receivers.
【0009】従来のSMFは、図5のグラフ601で示
すように、信号光の波長が1.3μmから長くなるにつ
れて分散が増加するため、高速通信や長距離伝送の際に
は、波長分散による群速度遅延を生じる。SMFで構成
された伝送路530では、信号光は伝送中に長波長側が
短波長側に比べ大きく遅延して、グラフ502と512
に示すようになる。このように変化した信号光は、たと
えば高速長距離伝送においては、前後の信号光と重なっ
て正確な信号として受信できない場合がある。In the conventional SMF, as shown by a graph 601 in FIG. 5, the dispersion increases as the wavelength of the signal light increases from 1.3 μm. This causes a group velocity delay. In the transmission path 530 constituted by the SMF, the signal light is greatly delayed on the long wavelength side as compared with the short wavelength side during transmission.
It becomes as shown in. For example, in high-speed long-distance transmission, the changed signal light may not be able to be received as an accurate signal because it overlaps the preceding and following signal lights.
【0010】このような問題を解決するため、従来は図
4(B)に示すように分散補償ファイバを用いて分散を
補償(以下、補正ともいう)している。従来の分散補償
ファイバは、波長が1.3μmから長くなるにつれて分
散が増加するというSMFの問題点を解決するため、図
5のグラフ602で示すように、波長が1.3μmから
長くなるにつれて分散が減少するように作られている。
また、分散補償ファイバは、たとえば、図4の伝送路5
20で示すように、SMF522に分散補償ファイバ5
21を接続して用いることができる。上記伝送路520
では、信号光は、SMF522では長波長側が短波長側
に比べて大きく遅延し、分散補償ファイバ521では短
波長側が長波長側に比べ大きく遅延することにより、グ
ラフ503と513に示すように、グラフ502と51
2に示す変化よりも変化を抑えることが出来る。In order to solve such a problem, conventionally, dispersion is compensated (hereinafter, also referred to as correction) by using a dispersion compensating fiber as shown in FIG. The conventional dispersion compensating fiber solves the problem of SMF in which the dispersion increases as the wavelength increases from 1.3 μm. Therefore, as shown by a graph 602 in FIG. 5, the dispersion increases as the wavelength increases from 1.3 μm. Is made to decrease.
The dispersion compensating fiber is, for example, a transmission line 5 shown in FIG.
As shown at 20, the dispersion compensating fiber 5 is connected to the SMF 522.
21 can be connected and used. The transmission line 520
Then, the signal light has a longer delay on the long wavelength side than on the short wavelength side in the SMF 522, and has a longer delay on the short wavelength side than the long wavelength side in the dispersion compensating fiber 521, so that as shown in graphs 503 and 513, 502 and 51
The change can be suppressed more than the change shown in FIG.
【0011】しかし、分散補償ファイバを使用した上記
従来の2次の波長分散の補償方法では、伝送路を伝送し
た信号光の波長分散を、伝送路に入力する前の信号光の
状態すなわち、グラフ501の形まで分散補償すること
はできず、グラフ503の形まで補償するのが限界であ
る。グラフ503に示すように、信号光の波長の中心が
短波長側および長波長側に比べて遅延せず、また、信号
光の短波長側および長波長側のみが遅延することで、グ
ラフ513に示すようにリップルが生じる。このリップ
ルは3次の波長分散によると考えられている。このよう
に、従来の2次の波長分散の補償方法では、波長分散の
十分な補償をすることが出来ず、前後の信号光と重なっ
て正確な信号として受信することが出来ないという問題
があった。However, in the above-mentioned conventional secondary chromatic dispersion compensating method using a dispersion compensating fiber, the chromatic dispersion of the signal light transmitted through the transmission line is represented by the state of the signal light before input to the transmission line, that is, a graph. It is not possible to compensate for dispersion up to the shape of 501, and the limit is to compensate for the shape of graph 503. As shown in the graph 503, the center of the wavelength of the signal light is not delayed as compared with the short wavelength side and the long wavelength side, and only the short wavelength side and the long wavelength side of the signal light are delayed. Ripple occurs as shown. This ripple is considered to be due to third-order wavelength dispersion. As described above, the conventional method of compensating for the second-order chromatic dispersion cannot sufficiently compensate for the chromatic dispersion and cannot receive an accurate signal overlapping with the preceding and succeeding signal lights. Was.
【0012】また、DSFは波長が1.55μmの光に
ついて2次の分散を少なくするように作られているが、
3次の分散補償はできない。The DSF is designed to reduce second-order dispersion for light having a wavelength of 1.55 μm.
Third-order dispersion compensation is not possible.
【0013】そして、通信ビットレートを10Gbp
s、20Gbps、40Gbps、などと高速化させる
ためには、従来のファイバではなく、ファイバ自体も新
たに開発する必要があるとされており、通信システム構
築のトータルコストが非常に高くなることが心配されて
いる。The communication bit rate is set to 10 Gbps.
In order to increase the speed to s, 20 Gbps, 40 Gbps, etc., it is said that not only the conventional fiber but also the fiber itself needs to be newly developed, and there is concern that the total cost of building a communication system will be extremely high. Have been.
【0014】図6に示すように、長距離や高速の光通信
における分散を改善するために、符号401で示すよう
な分散−波長特性を有する光ファイバが開発されてい
る。そして、符号401で示す光ファイバの特性とは逆
の傾向の特性を有する符号402で示す補償用ファイバ
を用いて通信の高速化、長距離化を図る試みがある。As shown in FIG. 6, an optical fiber having a dispersion-wavelength characteristic indicated by reference numeral 401 has been developed in order to improve dispersion in long-distance or high-speed optical communication. Attempts have been made to use a compensating fiber denoted by reference numeral 402 having characteristics opposite to those of the optical fiber denoted by reference numeral 401 to increase the speed and lengthen the communication.
【0015】しかし、図6のファイバを用いた場合で
も、図4の符号504で示したグラフまでの補償は困難
であり、符号503で示したグラフの補償程度を幾分改
善するにとどまる。However, even when the fiber shown in FIG. 6 is used, it is difficult to compensate up to the graph indicated by reference numeral 504 in FIG. 4, and only slightly improves the degree of compensation in the graph indicated by reference numeral 503.
【0016】しかし、高速通信、長距離通信では、3次
分散は大きな問題として次第に認識されつつあり、3次
分散の補償は重要な問題となりつつあるが、現在、3次
分散に対する効果的な対策はとられておらず、通信伝送
路の長距離化と通信の高速化の実現を困難にしている。However, in high-speed communication and long-distance communication, third-order dispersion is increasingly recognized as a major problem, and compensation of third-order dispersion is becoming an important problem. However, it has been difficult to realize a long-distance communication transmission path and high-speed communication.
【0017】長距離伝送では、数十km毎に光増幅器を
入れて信号を増幅して、長距離伝送を行っているが、そ
こに用いられている増幅器には、本発明でいう3次分散
補償は考慮されていない。In long-distance transmission, an optical amplifier is inserted every several tens of kilometers to amplify a signal and perform long-distance transmission. The amplifier used therein has a third-order dispersion as referred to in the present invention. No compensation is taken into account.
【0018】図7は、代表的な光増幅器の例としての従
来のエルビウム・ドープト・ファイバ増幅器(以下、E
DFAともいう)を示すものであり、符号700は従来
のEDFA、701は入力ポート、702は入力側アイ
ソレータ、703はErをドープした光ファイバ(以
下、EDFともいう)、704はEDF703に入力
し、入力ポート701から入力された信号光を励起する
ためのレーザーダイオードなどの励起光源、705はW
DM、706は出力側アイソレータ、707は光ファイ
バ(例えば、SMF)、708は出力ポートである。FIG. 7 shows a conventional erbium-doped fiber amplifier (hereinafter referred to as E) as a typical optical amplifier.
Reference numeral 700 denotes a conventional EDFA, reference numeral 701 denotes an input port, reference numeral 702 denotes an input-side isolator, reference numeral 703 denotes an optical fiber doped with Er (hereinafter, also referred to as EDF), and reference numeral 704 denotes an input to the EDF 703. An excitation light source such as a laser diode for exciting the signal light input from the input port 701;
DM, 706 is an output side isolator, 707 is an optical fiber (for example, SMF), and 708 is an output port.
【0019】以下、図7を使用して光増幅器700の動
作を説明する。なお、増幅器内部における偏波状態につ
いては周知のことにつき、改めての説明は省略する。The operation of the optical amplifier 700 will be described below with reference to FIG. Since the state of polarization inside the amplifier is well known, a further explanation is omitted.
【0020】図7において、励起光源704からWDM
705に向けて出される波長、例えば1.48μmの励
起光は、WDM705からEDF703に送る。そこへ
波長が、例えば1.55μmの信号光が入力ポート70
1からアイソレータ702を経てEDF703に入力さ
れると、EDF703において信号光が増幅される。E
DF703で増幅された信号光は、WDM705、アイ
ソレータ706を経て出力ポート708から出力され
る。Referring to FIG. 7, a WDM
Excitation light having a wavelength, for example, 1.48 μm, emitted toward 705 is sent from WDM 705 to EDF 703. The signal light having a wavelength of, for example, 1.55 μm
When the signal light is input to the EDF 703 from 1 through the isolator 702, the signal light is amplified in the EDF 703. E
The signal light amplified by the DF 703 is output from the output port 708 via the WDM 705 and the isolator 706.
【0021】[0021]
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7
に示した従来のEDFAには、分散を補償する機能は含
まれていない。[Problems to be solved by the present invention] However, FIG.
Does not include the function of compensating for dispersion.
【0022】一方、上記のように、従来の2次の分散補
償では、通信の高速化、長距離化には対応できず、3次
の分散が大きな問題になりつつある。この分散の問題
は、通信の長距離化、高速化を試みるにあたり、光通信
システムの根幹である光ファイバ自体も変える必要があ
ると考えられるほどに重大な問題となっている。On the other hand, as described above, conventional second-order dispersion compensation cannot cope with high-speed and long-range communication, and third-order dispersion is becoming a major problem. This problem of dispersion has become so serious that it is necessary to change the optical fiber itself, which is the basis of the optical communication system, when trying to increase the communication distance and speed.
【0023】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であり、本発明の目的は、高速通信、長距離通信に使用
できる分散補償機能を有する光増幅器を提供し、現在の
光通信システムにおける長距離化、高速化の限界を大幅
に高めるとともに、高速、例えば40Gbpsなどの長
距離通信の実現を可能にせんとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an optical amplifier having a dispersion compensation function that can be used for high-speed communication and long-distance communication, and to provide an optical amplifier in a current optical communication system. The purpose of the present invention is to greatly increase the limits of long-distance and high-speed communication, and to realize high-speed, long-distance communication such as 40 Gbps.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】本発明の目的の達成を図
るため、本発明の光増幅器は、前記光増幅器の入力部
(以下、入力端子ともいう)と出力部(以下、出力端子
ともいう)との間に、分散補償を行うことが出来る部品
(以下、分散補償素子ともいう)が配置されていること
を特徴としている。また、前記光増幅器にはエルビウム
・ドープト・ファイバ・アンプ(以下、EDFAともい
う)を使用することも出来る。In order to achieve the object of the present invention, an optical amplifier according to the present invention comprises an input section (hereinafter also referred to as an input terminal) and an output section (hereinafter also referred to as an output terminal) of the optical amplifier. ), A component capable of performing dispersion compensation (hereinafter, also referred to as a dispersion compensation element) is disposed. Further, an erbium-doped fiber amplifier (hereinafter, also referred to as EDFA) can be used as the optical amplifier.
【0025】そして、本発明の効果を大ならしめるた
め、前記分散補償素子に2次分散補償素子、あるいは3
次分散補償素子のどちらか一方もしくは双方を用いるこ
とを特徴としている。In order to enhance the effect of the present invention, a secondary dispersion compensating element or
One or both of the secondary dispersion compensating elements are used.
【0026】本発明の光増幅器に内蔵する分散補償素子
である2次の分散補償素子の一例として、分散補償用光
ファイバをあげることが出来る。また、本発明の光増幅
器に内蔵する分散補償素子である3次の分散補償素子の
一例として、誘電体多層膜などの多層膜の分散補償素子
や、前記多層膜素子とエアギャップを組み合わせたエア
ギャップ型分散補償素子などをあげることができる。As an example of a secondary dispersion compensating element which is a dispersion compensating element incorporated in the optical amplifier of the present invention, a dispersion compensating optical fiber can be mentioned. Further, as an example of a tertiary dispersion compensating element which is a dispersion compensating element incorporated in the optical amplifier of the present invention, a multi-layer dispersion compensating element such as a dielectric multi-layer film, or an air combining the multi-layer film element and an air gap. Gap type dispersion compensating elements and the like can be given.
【0027】そして、本発明の効果を大ならしめるた
め、本発明の光増幅器は、その入力端子と出力端子の間
に、ゲインイコライザーやサチュラブルアブソーバが配
置されていることを特徴としている。In order to enhance the effect of the present invention, the optical amplifier of the present invention is characterized in that a gain equalizer and a saturable absorber are arranged between the input terminal and the output terminal.
【0028】そして、本発明の光増幅器は、前記分散補
償素子の群速度遅延時間−波長特性の特性曲線の形と特
性曲線のピーク値の時の波長(以下、ピーク波長ともい
う)が可変であり、前記特性曲線および前記ピーク波長
を調整する調整手段を有することを特徴としている。そ
して、前記調整手段は手動、モータなどで電気的手段、
プリズムなどの光学的手段で調整することが出来るだけ
でなく、前記光増幅器のケースの外部から調整すること
も出来、また、電気的や光学的などの情報信号(例え
ば、チャープ情報など)に基づいて、自動的に調整する
ことも出来る。そして、前記調整手段によって調整す
る、あるいは調整すべき前記ピーク波長および群速度遅
延時間の情報をモニターによって検出し、表示すること
も出来る。In the optical amplifier of the present invention, the shape of the characteristic curve of the group velocity delay time-wavelength characteristic of the dispersion compensating element and the wavelength at the peak value of the characteristic curve (hereinafter also referred to as peak wavelength) are variable. And an adjusting means for adjusting the characteristic curve and the peak wavelength. And the adjusting means is manual, electric means such as a motor,
It can be adjusted not only by optical means such as a prism, but also from the outside of the case of the optical amplifier, and based on any electrical or optical information signal (for example, chirp information). You can also adjust automatically. Then, information of the peak wavelength and the group velocity delay time to be adjusted or adjusted by the adjusting means can be detected and displayed by a monitor.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は
本発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配
置関係などを概略的に示してある。そして本発明の都合
上、部分的に拡大率を変えて図示する場もあり、本発明
の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述
と相似形でない場合もある。また、各図において、同様
な構成成分については同一の番号を付けて示し、重複す
る説明を省略することもある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing used in the description schematically shows the size, shape, arrangement relationship, and the like of each component so that the present invention can be understood. For the sake of convenience of the present invention, there is a case where the magnification is partially changed for illustration, and the drawings used for describing the present invention may not necessarily be similar to the actual product or description of the embodiment. In addition, in each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
【0030】図2は本発明の光増幅器を説明する図であ
る。図2において、符号200は光増幅器、201は入
力ポート、202はゲイン調整器(ゲインイコライザ
ー)、203、207はアイソレータ、204はED
F、205は励起光源、206はWDM、208、20
9は分散補償素子、210はサチュラブルアブソーバ
(以下、SAともいう)、211は出力ポートである。FIG. 2 is a diagram illustrating an optical amplifier according to the present invention. 2, reference numeral 200 denotes an optical amplifier, 201 denotes an input port, 202 denotes a gain adjuster (gain equalizer), 203 and 207 denote isolators, and 204 denotes an ED.
F, 205 is an excitation light source, 206 is a WDM, 208, 20
9 is a dispersion compensating element, 210 is a saturable absorber (hereinafter also referred to as SA), and 211 is an output port.
【0031】入力ポート201から光増幅器200に入
力された信号光は、ゲイン調整器202によって調整さ
れた後、励起光源205からWDM206を経てEDF
204に入力された励起光の効果によって、EDF20
4で増幅される。増幅された信号光は、分散補償素子2
08、209によって波長分散を補償することが出来
る。また、前記分散補償素子208、209の後段に設
けられたSA210は、入力された光の強度が、ある強
度以下の場合は光の透過率が低く、光の強度が、ある強
度よりも大きくなる場合は光の透過率が急激に大きくな
るという特性を持っている。The signal light input from the input port 201 to the optical amplifier 200 is adjusted by the gain adjuster 202 and then transmitted from the pump light source 205 through the WDM 206 to the EDF.
Due to the effect of the excitation light input to the
Amplified at 4. The amplified signal light is supplied to the dispersion compensating element 2
08 and 209 can compensate for chromatic dispersion. Further, the SA 210 provided after the dispersion compensating elements 208 and 209 has a low light transmittance when the intensity of the input light is less than a certain intensity, and the light intensity becomes higher than a certain intensity. In this case, the light transmittance is rapidly increased.
【0032】そして、前記分散補償素子208、209
には、目的および用途などに応じて種々の分散補償素子
を用いることが出来る。Then, the dispersion compensating elements 208 and 209
Various dispersion compensating elements can be used depending on the purpose and application.
【0033】以下、本発明の光増幅器に使用する3次の
分散補償素子(以下、3次分散補償素子ともいう)の一
例として、図3の誘電体多層膜を用いた分散補償素子に
ついて説明する。Hereinafter, as an example of a third-order dispersion compensating element (hereinafter also referred to as a third-order dispersion compensating element) used in the optical amplifier of the present invention, a dispersion compensating element using a dielectric multilayer film shown in FIG. 3 will be described. .
【0034】すなわち、本発明の光増幅器に用いる多層
膜を用いた分散補償素子は、入射光の中心波長をλとし
て、入射光の中心波長の光に対する光路長(以下、単
に、光路長ともいう)として考えたときの膜厚(以下、
単に、膜厚あるいは膜の厚みともいう)がλの4分の1
(λ/4)の整数倍である積層膜を少なくとも7層有
し、入射光に対して、前記多層膜が少なくとも4つの光
反射層(以下、単に、反射層ともいう)を有するように
形成されている多層膜を有する素子を3次の波長分散補
償素子として用いることを特徴としている。That is, the dispersion compensating element using the multilayer film used in the optical amplifier of the present invention has an optical path length for the light having the central wavelength of the incident light, where λ is the central wavelength of the incident light. ) (Hereinafter, referred to as
Simply called film thickness or film thickness) is 1/4 of λ
It has at least seven laminated films that are integral multiples of (λ / 4), and is formed such that the multilayer film has at least four light reflecting layers (hereinafter, also simply referred to as reflecting layers) for incident light. It is characterized in that an element having a multilayer film is used as a third-order chromatic dispersion compensating element.
【0035】そして、本発明の効果を大ならしめるた
め、本発明に用いる3次分散補償素子では、前記多層膜
を構成する少なくとも7層の積層膜(以下、特に区別が
必要な時を除いて、前記多層膜と積層膜を、多層膜と総
称することもある)のうち、有効な7層を、反射層と光
透過層(以下、単に、透過層ともいう)を交互に形成す
るように構成する。そして、反射層を4層、透過層を3
層形成する。そして、各層の間の光路長として考えたと
きの各間隔は、少なくとも隣り合った間隔が等しくない
ように構成し、特に好ましくは、すべての間隔が等しく
ないように構成することを特徴としている。In order to enhance the effect of the present invention, in the tertiary dispersion compensating element used in the present invention, at least seven laminated films constituting the multilayer film (hereinafter, except when it is particularly necessary to distinguish them) , The multilayer film and the laminated film may be collectively referred to as a multilayer film), and seven effective layers are formed such that a reflection layer and a light transmission layer (hereinafter, also simply referred to as a transmission layer) are alternately formed. Constitute. Then, four reflective layers and three transmissive layers are used.
Form a layer. Then, when considered as an optical path length between the layers, each interval is configured such that at least adjacent intervals are not equal, and particularly preferably, all intervals are not equal.
【0036】本発明の光増幅器に用いる上記3次分散補
償素子は、共振(共鳴)波長の異なる3つのキャビティ
を有することを特徴としている。The tertiary dispersion compensating element used in the optical amplifier of the present invention is characterized by having three cavities having different resonance (resonance) wavelengths.
【0037】本発明の光増幅器に用いる上記3次分散補
償素子では、前記7層の多層膜を、多層膜の厚み方向の
一方の側から順に前記7層を第1層、第2層、第3層、
第4層、第5層、第6層、第7層と称するとき、反射層
が第1層、第3層、第5層、第7層であり、その反射率
をそれぞれR1、R3、R5、R7とすると、R1≦R
3≦R5≦R7であるように構成することを特徴として
いる。In the tertiary dispersion compensating element used in the optical amplifier of the present invention, the seven-layer multilayer film is formed by sequentially ordering the seven layers from the first side, the second layer, and the second layer from one side in the thickness direction of the multilayer film. Three layers,
When referred to as the fourth, fifth, sixth, and seventh layers, the reflecting layers are the first, third, fifth, and seventh layers, and the reflectances thereof are R1, R3, and R5, respectively. , R7, R1 ≦ R
It is characterized in that 3 ≦ R5 ≦ R7.
【0038】本発明の光増幅器に用いる上記3次分散補
償素子の1例として、前記多層膜が、膜厚がλの1/4
倍で屈折率が高い方の層(層H)と膜厚がλの1/4倍
で屈折率が低い方の層(層L)を組み合わせた層の複数
組で構成されており、前記多層膜が、多層膜の厚み方向
の一方の側から順に、層L、層Hの順に組み合わせた層
(以下、LHの層、あるいは、LHの膜ともいう)を3
セット積層して構成される層、層Lと層Lを組み合わせ
た層(以下、LLの層、あるいは、LLの膜ともいう)
を32セット積層して構成される層、層Hを1層とLH
の層を5セットとを積層して構成される層、LLの層を
43セット積層して構成される層、層Hを1層とLHの
層を8セットとを積層して構成される層、LLの層を1
8セット積層して構成される層、層Hを1層とLHの層
を15セットとを積層して構成される層の各層で形成さ
れている多層膜をあげることができる。As an example of the third-order dispersion compensating element used in the optical amplifier of the present invention, the multilayer film has a thickness of 4 of λ.
And a layer having a higher refractive index (layer H) and a layer (layer L) having a thickness of 1/4 times λ and a lower refractive index (layer L). The film is composed of three layers (hereinafter, also referred to as LH layers or LH films) in which layers L and H are combined in this order from one side in the thickness direction of the multilayer film.
Layers formed by set lamination, layers obtained by combining layers L and L (hereinafter, also referred to as LL layers or LL films)
, A layer constituted by stacking 32 sets, one layer H and one layer LH
, A layer configured by stacking 43 sets of LL layers, a layer configured by stacking one layer H and eight sets of LH layers. , LL layer 1
A multilayer film formed by each layer of a layer constituted by laminating 8 sets, a layer constituted by laminating one layer H and a layer constituted by 15 sets of LH layers can be given.
【0039】図3において、符号300は誘電体多層
膜、301は誘電体多層膜を形成する基板としてのBK
−7(ガラス)、305は第1の反射層でLHの層を3
セット積層して形成されており、304は第2の反射層
で層Hを1層とその下方(すなわち、前記1層の層Hの
基板301側を意味する、以下同様)にLHの層を5セ
ット積層して形成されており、303は第3の反射層で
層Hを1層とその下方にLHの層を8セット積層して形
成されており、302は第4の反射層で層Hを1層とそ
の下方にLHの層を15セット積層して形成されてい
る。符号308は第1の透過層でLLの層を32セット
積層して形成されており、307は第2の透過層でLL
の層を43セット積層して形成されており、306は第
3の透過層でLLの層を18セット積層して形成されて
いる。符号320は誘電体多層膜300に入射する光の
方向を示す矢印、330は前記誘電体多層膜300から
出射する光の方向を示す矢印である。In FIG. 3, reference numeral 300 denotes a dielectric multilayer film, and 301 denotes a BK as a substrate for forming the dielectric multilayer film.
-7 (glass), 305 is a first reflective layer with 3 LH layers
Reference numeral 304 denotes a second reflective layer, which is a second reflective layer having one layer H and an LH layer therebelow (that is, the layer H of the one layer means the substrate 301 side, hereinafter the same). Reference numeral 303 denotes a third reflection layer, which is formed by laminating one layer H and eight sets of LH layers below the third reflection layer. Reference numeral 302 denotes a fourth reflection layer. It is formed by laminating one set of H and 15 sets of LH layers below it. Reference numeral 308 denotes a first transmission layer formed by stacking 32 sets of LL layers, and 307 denotes a second transmission layer LL.
And 306 is a third transmission layer formed by laminating 18 sets of LL layers. Reference numeral 320 denotes an arrow indicating the direction of light incident on the dielectric multilayer film 300, and reference numeral 330 denotes an arrow indicating the direction of light emitted from the dielectric multilayer film 300.
【0040】符号311は第1の反射層305と前記第
2の反射層304の間の第1のキャビティ(共振器)、
312は前記第2の反射層304と前記第3の反射層3
03の間の第2のキャビティ、313は前記第3の反射
層303と前記第4の反射層302の間の第3のキャビ
ティである。Reference numeral 311 denotes a first cavity (resonator) between the first reflection layer 305 and the second reflection layer 304;
Reference numeral 312 denotes the second reflection layer 304 and the third reflection layer 3
A second cavity 313 between the third reflection layer 303 and a third cavity between the third reflection layer 303 and the fourth reflection layer 302 is provided.
【0041】上記LHの層は、厚みが4分の1波長のS
iO2のイオンアシスト蒸着で作成した膜(以下、イオ
ンアシスト膜ともいう)で形成された層Lと、厚みが4
分の1波長のTiO2のイオンアシスト膜で形成された
層Hとから構成されており、前記SiO2のイオンアシ
スト膜(層L)1層とTiO2のイオンアシスト膜(層
H)1層の組みあわせ層でLHの層1セットと称し、た
とえば、「LHの層3セット積層して」とは、「層L・
層H・層L・層H・層L・層Hの順に各層がそれぞれ1
層ずつ重ねて形成して」ということを意味する。The LH layer has a thickness of S
a layer L formed of a film formed by ion-assisted deposition of iO 2 (hereinafter also referred to as an ion-assisted film);
A layer H formed of an ion-assist film of TiO 2 having a wavelength of one-half wavelength, and one layer of the ion-assist film (layer L) of SiO 2 and one layer of the ion-assist film (layer H) of TiO 2 Are referred to as one set of LH layers. For example, “3 layers of LH are laminated” means “layer L ·
Each layer is 1 in the order of layer H / layer L / layer H / layer L / layer H
It is formed by layer-by-layer ".
【0042】同様に、上記LLの層は、厚みが4分の1
波長のSiO2のイオンアシスト膜で構成されている層
Lを2層重ねて形成した層をLLの層1セットと称す。
したがって、たとえば、「LLの層を32セット積層し
て」とは、「層Lを64層重ねて形成して」を意味す
る。Similarly, the LL layer has a thickness of 1/4.
A layer formed by laminating two layers L composed of an ion-assisted film of SiO 2 having a wavelength is referred to as one set of LL layers.
Therefore, for example, “stacking 32 sets of LL layers” means “formed by stacking 64 layers L”.
【0043】前記第1、第2、第3、第4の各反射層の
膜厚は、それぞれλの6/4倍、11/4倍、17/4
倍、31/4倍であり、前記第1、第2、第3の各透過
層の膜厚は、それぞれλの64/4倍、86/4倍、3
6/4倍である。The film thickness of each of the first, second, third and fourth reflection layers is 6/4, 11/4 and 17/4 of λ, respectively.
And the thickness of the first, second, and third transmission layers is 64/4, 86/4, and 3 times λ, respectively.
It is 6/4 times.
【0044】前記第1、第2、第3、第4の各反射層の
反射率は第1、第2、第3、第4の反射層の順に大き
く、それぞれ52.4%、95.3%、99.5%、1
00%である。The reflectance of the first, second, third, and fourth reflection layers increases in the order of the first, second, third, and fourth reflection layers, and is 52.4% and 95.3, respectively. %, 99.5%, 1
00%.
【0045】なお、上記の各反射率は、上記の値から3
%以内にすることが好ましい。さらに、分散補償特性の
優れた分散補償素子を量産的に提供するためには、第1
の反射層の反射率を50.0%以上68.0%以下に
し、第2の反射層の反射率を92.0%以上99.0%
以下にし、第3の反射層の反射率を99.0%以上9
9.8%以下にし、第4の反射率を99.8%以上にす
ることが好ましい。この範囲の外の条件では、良好な分
散補償素子を量産的に提供することが簡単ではない。Each of the above-mentioned reflectances is 3% from the above value.
% Is preferable. Further, in order to mass-produce a dispersion compensating element having excellent dispersion compensating characteristics,
The reflectance of the reflective layer is 50.0% or more and 68.0% or less, and the reflectance of the second reflective layer is 92.0% or more and 99.0%.
And the reflectance of the third reflective layer is 99.0% or more and 9 or more.
It is preferable to set the fourth reflectance to 9.8% or less and the fourth reflectance to 99.8% or more. Under conditions outside this range, it is not easy to provide good dispersion compensating elements in mass production.
【0046】図3の誘電体多層膜を用いた3次分散補償
素子に、矢印320の方向から入射した中心波長が15
50nmの入射光が矢印330の方向に出射した時の群
速度遅延時間−波長特性は、波長が1550nmの時に
群速度遅延時間が最大(ピーク値)になり、波長が15
50nmから短い方にずれても、長い方にずれても、群
速度遅延時間が減少し、その群速度遅延時間−波長特性
曲線の形は上に凸の2次曲線に近い形になった。そし
て、出射光の、入射光に対する最大群速度遅延時間は
7.2ps(ピコ秒)であり、3次分散補償素子として
の帯域幅は約2nmであった。The third-order dispersion compensating element using the dielectric multilayer film shown in FIG.
The group velocity delay time-wavelength characteristic when 50 nm incident light is emitted in the direction of arrow 330 shows that the group velocity delay time becomes maximum (peak value) when the wavelength is 1550 nm, and the wavelength is 15
The group velocity delay time decreased regardless of whether the wavelength was shifted from 50 nm to a shorter or longer direction, and the shape of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve became similar to a quadratic curve convex upward. The maximum group velocity delay time of the emitted light with respect to the incident light was 7.2 ps (picoseconds), and the bandwidth of the third-order dispersion compensating element was about 2 nm.
【0047】また、上記共振で得られる反射光の各波長
の群速度遅延時間は、各層の膜厚を調整することによっ
ても変えることが可能であり、また入射光の誘電体多層
膜300に対する入射角を変えることによっても調整が
可能である。Further, the group velocity delay time of each wavelength of the reflected light obtained by the resonance can be changed by adjusting the thickness of each layer, and the incident light incident on the dielectric multilayer film 300 can be changed. Adjustment is also possible by changing the angle.
【0048】そして、上記の3次分散補償素子は、主と
して、Si(シリコン)、Ge(ゲルマニウム)、Ti
O2(二酸化チタン)、Ta2O5(五酸化タンタル)、
Nb2O5(五酸化ニオブ)のいずれかで形成される層と
前記各材料よりも屈折率の低い材料(その典型的な例と
して、量産に有利なSiO2(二酸化珪素)など)で形
成される層のいずれか一方または双方の組み合わせで構
成されている多層膜を有することを特徴としている。The tertiary dispersion compensating element is mainly composed of Si (silicon), Ge (germanium), Ti
O 2 (titanium dioxide), Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide),
A layer formed of either Nb 2 O 5 (niobium pentoxide) and a material having a lower refractive index than the above materials (typically, SiO 2 (silicon dioxide) which is advantageous for mass production) It is characterized by having a multilayer film composed of any one or a combination of both.
【0049】そして、本発明の効果を大ならしめるた
め、上記層Hが主としてSi、Ge、TiO2、Ta2O
5、Nb2O5のいずれかからなる層で形成され、層Lが
主としてSiO2などの層Hを形成する材料よりも屈折
率が低い材料からなる層で形成されていることを特徴と
している。In order to enhance the effect of the present invention, the layer H is mainly composed of Si, Ge, TiO 2 , Ta 2 O.
5 and Nb 2 O 5 , and the layer L is mainly formed of a layer made of a material having a lower refractive index than the material forming the layer H such as SiO 2 . .
【0050】次に、本発明の前記分散補償素子208、
209の他の例を図1を試用して説明する。なお、前記
分散補償素子208と209の内容は、種々のバリエー
ションが可能であるが、一例として、分散補償素子20
8を2次の分散補償素子(以下、2次分散補償素子とも
いう)とし、分散補償素子209を3次分散補償素子と
する使い方があげられる。Next, the dispersion compensating element 208 of the present invention,
Another example of the 209 will be described with reference to FIG. The contents of the dispersion compensating elements 208 and 209 can be variously varied.
8 as a secondary dispersion compensating element (hereinafter also referred to as a secondary dispersion compensating element) and a dispersion compensating element 209 as a tertiary dispersion compensating element.
【0051】図1は、図2の3次分散補償素子209の
一例を説明する図である。図1において、符号100は
3次分散補償素子、101は多層膜、102は第1のキ
ャビティ、103は第2のキャビティ、104、105
は反射率が100%未満の反射層(以下、反射膜ともい
う)、106は反射率が約100%の反射層で基板11
3により保持されて本発明に用いる分散補償素子の反射
体を形成している。符号107は光透過層(以下、単
に、透過層ともいう)、108は空気層(エアギャッ
プ)、109は多層膜101の基板、110はサーキュ
レータ、111はネジ、130は内側にねじ111用の
溝を切ってある部品、112はモータ、114はホルダ
でねじ111に係合する部品116を保持するとともに
基板109をも保持している。117と118は光ファ
イバ、115と116は入射光を示す矢印、119と1
20は出射光を示す矢印である。FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the third-order dispersion compensating element 209 of FIG. 1, reference numeral 100 denotes a third-order dispersion compensating element, 101 denotes a multilayer film, 102 denotes a first cavity, 103 denotes a second cavity, 104 and 105.
Is a reflection layer having a reflectance of less than 100% (hereinafter, also referred to as a reflection film), and 106 is a reflection layer having a reflectance of about 100%.
3 form the reflector of the dispersion compensating element used in the present invention. Reference numeral 107 denotes a light transmission layer (hereinafter, also simply referred to as a transmission layer), 108 denotes an air layer (air gap), 109 denotes a substrate of the multilayer film 101, 110 denotes a circulator, 111 denotes a screw, and 130 denotes an inside screw for a screw 111. The grooved part, 112 is a motor, and 114 is a holder which holds the part 116 which engages the screw 111 and also holds the substrate 109. 117 and 118 are optical fibers, 115 and 116 are arrows indicating incident light, 119 and 1
Reference numeral 20 denotes an arrow indicating emitted light.
【0052】図1の各反射層104、105の反射率R
(104)、R(105)および反射体の反射率RM
は、R(104)≦R(105)≦RMの関係にする。
そして、反射体106には、保持用の基板113が取り
付けられており、前記基板113は図1に示すようにネ
ジ111の右側端部と係合している。また、前記ネジ1
11はモータ112によってホルダ114との相対位置
関係を変えることができる。そして、前記モータ112
によって前記ネジ111とホルダ114との位置関係を
変えることによって、前記反射体106と前記ホルダ1
14と係合している多層膜101との位置関係が変わ
り、エアギャップ長(エアギャップの距離、すなわち、
多層膜101と反射体の反射層106との距離のこと)
を調節することが出来る。そして、前記エアギャップ長
を変えることで、群速度遅延時間−波長特性を調整する
ことが出来る3次分散補償素子を実現することが出来
る。これにより、本発明の分散補償素子の使い勝手が一
層よくなり、量産コストも一層低減される。The reflectance R of each of the reflective layers 104 and 105 in FIG.
(104), R (105) and the reflectance RM of the reflector
Is such that R (104) ≦ R (105) ≦ RM.
A holding substrate 113 is attached to the reflector 106, and the substrate 113 is engaged with the right end of the screw 111 as shown in FIG. The screw 1
The motor 11 can change the relative positional relationship with the holder 114 by the motor 112. And the motor 112
By changing the positional relationship between the screw 111 and the holder 114, the reflector 106 and the holder 1 are changed.
14 and the multilayer film 101 engaged therewith, the air gap length (the distance of the air gap, ie,
The distance between the multilayer film 101 and the reflective layer 106 of the reflector)
Can be adjusted. By changing the air gap length, a third-order dispersion compensating element capable of adjusting the group velocity delay time-wavelength characteristic can be realized. Thereby, the usability of the dispersion compensating element of the present invention is further improved, and the mass production cost is further reduced.
【0053】図1において、多層膜101は誘電体多層
膜であり、前記図3の場合と同様に、層Hと層Lとの組
み合わせ層で構成されている。基板109はBK−7
(ガラス)で構成されており、前記基板109上に積層
される反射層104は第1の反射層でLHの層を3セッ
ト積層して形成されており、反射層105は第2の反射
層で層Hを1層とその上方(すなわち、前記基板109
とは反対側を意味する)にLHの層を5セット積層して
形成されており、透過層107は前記反射層104と1
05の間にLLの層を3セット積層して形成されてい
る。In FIG. 1, the multilayer film 101 is a dielectric multilayer film, and is composed of a combination of layers H and L, as in the case of FIG. The substrate 109 is BK-7
The reflection layer 104 formed on the substrate 109 is formed by laminating three sets of LH layers as a first reflection layer, and the reflection layer 105 is formed of a second reflection layer. To form one layer H and a layer above (ie, the substrate 109)
And LH layers are laminated on the reflection layer 104 and the reflection layers 104 and 1.
05, three sets of LL layers are laminated.
【0054】前記第1、第2および前記反射体の各反射
層の反射率は第1の反射層、第2の反射層、反射体の順
に大きく、それぞれ90.73%、95.30%、9
9.0%である。The reflectivity of each of the first, second and reflector reflectors increases in the order of the first reflector, the second reflector and the reflector, 90.73%, 95.30%, 9
9.0%.
【0055】なお、上記の各反射率は、上記の値から3
%以内にすることが好ましい。さらに、図3に示すよう
な特性を有する優れた分散補償素子を量産的に提供する
ためには、第1の反射層の反射率を85.0%以上9
2.0%以下にし、第2の反射層の反射率を92.0%
以上98.0%以下にし、反射体の反射率を98.0%
以上にすることが好ましい。この範囲の外の条件では、
図3に示すような素子を量産的に提供することが簡単で
はない。Each of the above-mentioned reflectances is 3% from the above value.
% Is preferable. Further, in order to mass-produce an excellent dispersion compensating element having the characteristics shown in FIG. 3, the reflectance of the first reflective layer should be 85.0% or more.
2.0% or less, and the reflectance of the second reflective layer is 92.0%.
Not less than 98.0% and the reflectance of the reflector is 98.0%.
It is preferable to make the above. For conditions outside this range,
It is not easy to provide such an element as shown in FIG. 3 in mass production.
【0056】また、モータ112にはPZT(チタン酸
ジルコン酸鉛)などの圧電体が使われており、ネジ11
1を回転させて、113と114の位置を変化させるこ
とによって、連続的にもステップ状にも前記エアギャッ
プ長を調節あるいは選択することが出来る。The motor 112 is made of a piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate).
By rotating 1 to change the positions of 113 and 114, the air gap length can be adjusted or selected continuously or stepwise.
【0057】なお、前記エアギャップ長は、λの1/4
倍毎に調節するのが望ましく、量産時の品質を安定させ
ることができるとともにコストを低減することができ
る。The air gap length is 1 / of λ.
It is desirable to adjust for each factor, so that the quality during mass production can be stabilized and the cost can be reduced.
【0058】以上のような3次分散補償素子を図2に示
した本発明の光増幅器200に用いた場合について、さ
らに説明する。The case where the above third-order dispersion compensating element is used in the optical amplifier 200 of the present invention shown in FIG. 2 will be further described.
【0059】海底ケーブルなどの長距離伝送光通信にお
いては、前記の如く伝送中のチャープの発生すなわち分
散の発生が問題となり、通信速度の高速化が困難視され
ている。In long-distance transmission optical communication such as a submarine cable, as described above, the generation of chirp during transmission, that is, the generation of dispersion is problematic, and it is considered difficult to increase the communication speed.
【0060】しかしながら、本発明によって、分散補償
素子208と209に2次と3次の分散補償素子をそれ
ぞれ用いて、光通信伝送システム中の各増幅ヶ所に配設
することにより、上記のように、伝送路中あるいは増幅
などにより生じる2次と3次の分散を効果的に補償する
ことが出来るようになるため、その通信システムの高速
通信化の限界は大幅に改善されることになる。However, according to the present invention, secondary and tertiary dispersion compensating elements are used for the dispersion compensating elements 208 and 209, respectively, and are disposed at each of the amplifying points in the optical communication transmission system. Since the second and third order dispersion generated in the transmission path or due to amplification can be effectively compensated, the limit of the high speed communication of the communication system is greatly improved.
【0061】分散補償素子としては、2次、3次それぞ
れに独立の素子を用いることも出来、また同一素子で2
次と3次の分散を行わしめる素子を用いることも出来、
また、分散補償のレベルを上げるなどのために、2次、
3次の分散補償素子を多数段接続して用いることも出来
る。As the dispersion compensating element, an independent element can be used for each of the second and third orders.
It is also possible to use an element that performs the next and third order dispersion,
In order to increase the level of dispersion compensation,
A large number of tertiary dispersion compensating elements may be connected and used.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅器
を光ファイバを伝送路とする光通信システムに用いるこ
とにより、伝送中に信号光に生じる分散を効果的に補償
することが出来るため、光通信システムの長距離伝送
や、高速通信化の分散に起因する限界を大幅に拡大でき
るため、長距離通信化、高速通信化を既存システムを利
用して、一部の装置などの高速化対応で推進することが
出来、その経済的効果と通信能力の向上に及ぼす効果は
極めて大きいものがある。As described above, by using the optical amplifier of the present invention in an optical communication system using an optical fiber as a transmission line, it is possible to effectively compensate for dispersion generated in signal light during transmission. Because the limitations caused by long-distance transmission of optical communication systems and dispersion of high-speed communication can be greatly expanded, long-distance communication and high-speed communication can be accelerated by using existing systems to speed up some devices. It can be promoted by responding, and its effect on the economic effect and the improvement of the communication ability is extremely large.
【図1】 本発明の光増幅器に配置された分散補償素子
の一例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a dispersion compensating element arranged in an optical amplifier according to the present invention.
【図2】 本発明の光増幅器を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an optical amplifier of the present invention.
【図3】 本発明の光増幅器に配置された分散補償素子
の一例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a dispersion compensating element arranged in the optical amplifier of the present invention.
【図4】 波長分散の補償方法を説明する図で、(A)
は波長−時間特性を、(B)はSMFと分散補償ファイ
バを用いて2次の分散補償を行った例を、(C)はSM
Fだけで構成した伝送路を示す図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of compensating chromatic dispersion;
(B) shows an example in which second-order dispersion compensation is performed using an SMF and a dispersion compensating fiber, and (C) shows an example in which SM is used.
FIG. 3 is a diagram illustrating a transmission path configured only with F.
【図5】 各種光ファイバの分散−波長特性を説明する
図である。FIG. 5 is a diagram illustrating dispersion-wavelength characteristics of various optical fibers.
【図6】 光ファイバの分散−波長特性を説明する図で
ある。FIG. 6 is a diagram illustrating dispersion-wavelength characteristics of an optical fiber.
【図7】 従来の光増幅器を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional optical amplifier.
100:分散補償素子 101:多層膜 102、103:キャビティ 104、105、106:反射層 107:透過層 108:空気層(エアギャップ) 109、113:基板 110:サーキュレータ 111:ネジ 112:モータ 114:ホルダ 200:光増幅器 201:入力ポート 202:ゲイン調整器 203、207:アイソレータ 204:EDF 205:励起光源 206:WDM 208、209:分散補償素子 210:サチュラブルアブソーバ(SA) 211:出力ポート 300:誘電体多層膜 301:基板 302、303、304,305:反射層 306、307、308:光透過層 311、312,313:キャビティ 320、330:矢印 401、402:光ファイバの分散−波長特性曲線 501、502、503、504、511、512、5
13、514:信号光 520:伝送路 521:分散補償ファイバ 522:SMF 530:伝送路 531:SMF 601〜603:光ファイバの分散−波長特性曲線 701:入力ポート 702、706:アイソレータ 703:EDF 704:励起光源 705:WDM 707:光ファイバ 708:出力ポート100: dispersion compensation element 101: multilayer film 102, 103: cavity 104, 105, 106: reflection layer 107: transmission layer 108: air layer (air gap) 109, 113: substrate 110: circulator 111: screw 112: motor 114: Holder 200: Optical amplifier 201: Input port 202: Gain adjuster 203, 207: Isolator 204: EDF 205: Pump light source 206: WDM 208, 209: Dispersion compensator 210: Saturable absorber (SA) 211: Output port 300: Dielectric multilayer film 301: substrate 302, 303, 304, 305: reflection layer 306, 307, 308: light transmission layer 311, 312, 313: cavity 320, 330: arrow 401, 402: dispersion-wavelength characteristic curve of optical fiber 501, 502, 50 3,504,511,512,5
13, 514: signal light 520: transmission line 521: dispersion compensating fiber 522: SMF 530: transmission line 531: SMF 601 to 603: dispersion-wavelength characteristic curve of optical fiber 701: input port 702, 706: isolator 703: EDF 704 : Excitation light source 705: WDM 707: optical fiber 708: output port
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 多久島 裕一 埼玉県川口市芝富士2丁目18番18号 セイ ケイハイツ202号 (72)発明者 マーク ケンネス ジャボロンスキー 東京都目黒区駒場4丁目6番29号 K518 (72)発明者 田中 佑一 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 片岡 春樹 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 東 伸 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 古城 健司 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 Fターム(参考) 5F072 AB09 AK06 KK30 PP07 YY17 5K002 AA06 BA02 BA13 CA01 CA05 CA10 CA13 DA05 FA01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/16 (72) Inventor Yuichi Takushima 2-18-18 Shiba Fuji, Kawaguchi City, Saitama Prefecture Seike Heights 202 (72) Inventor Mark Kennes Jaboronski K518, 4-6-129 Komaba, Meguro-ku, Tokyo K72 (72) Inventor Yuichi Tanaka 3-1-23-1 Niisonanami, Toda City, Saitama Prefecture (72) Inventor Haruki Kataoka 3-1-23 Niisonanami, Toda City, Saitama Prefecture Applied Optoelectronic Laboratory, Inc. Inventor Kenji Furushiro 3-1-2-3 Niisonanami, Toda-shi, Saitama F-term (Reference) 5F072 AB09 AK06 KK30 PP07 YY17 5K002 AA06 BA02 BA13 CA01 CA05 CA10 CA13 DA05 FA01
Claims (21)
使用することが出来る光増幅器であって、前記光増幅器
の入力部(以下、入力端子ともいう)と出力部(以下、
出力端子ともいう)の間に、波長分散(以下、単に分散
ともいう)補償を行うことが出来る部品(以下、分散補
償素子ともいう)が配置されていることを特徴とする光
増幅器。1. An optical amplifier which can be used for optical communication using an optical fiber for a transmission line, wherein an input section (hereinafter also referred to as an input terminal) and an output section (hereinafter, referred to as an input terminal) of the optical amplifier.
An optical amplifier comprising a component (hereinafter, also referred to as a dispersion compensating element) capable of compensating for chromatic dispersion (hereinafter, also referred to simply as dispersion) between output terminals.
記分散補償素子が、2次の分散を補償できる2次分散補
償素子であることを特徴とする光増幅器。2. The optical amplifier according to claim 1, wherein said dispersion compensating element is a secondary dispersion compensating element capable of compensating secondary dispersion.
記2次分散補償素子が光ファイバであることを特徴とす
る光増幅器。3. The optical amplifier according to claim 2, wherein said second-order dispersion compensating element is an optical fiber.
器において、前記光増幅器の入力端子と出力端子の間
に、少なくとも、3次分散補償素子が配置されているこ
とを特徴とする光増幅器。4. The optical amplifier according to claim 1, wherein at least a third-order dispersion compensating element is arranged between an input terminal and an output terminal of the optical amplifier. Optical amplifier.
器において、前記光増幅器がエルビウム・ドープト・フ
ァイバ・アンプ(以下、EDFAともいう)であること
を特徴とする光増幅器。5. The optical amplifier according to claim 1, wherein said optical amplifier is an erbium-doped fiber amplifier (hereinafter, also referred to as EDFA).
器において、前記光増幅器の入力端子と出力端子の間
に、ゲインイコライザー(ゲイン調整器)が配置されて
いることを特徴とする光増幅器。6. The optical amplifier according to claim 1, wherein a gain equalizer (gain adjuster) is arranged between an input terminal and an output terminal of the optical amplifier. Optical amplifier.
器において、前記光増幅器の入力端子と出力端子の間
に、サチュラブル・アブソーバーが配置されていること
を特徴とする光増幅器。7. The optical amplifier according to claim 1, wherein a saturable absorber is disposed between an input terminal and an output terminal of the optical amplifier.
器において、前記分散補償素子に多層膜で構成された分
散補償素子が含まれていることを特徴とする光増幅器。8. The optical amplifier according to claim 1, wherein said dispersion compensating element includes a dispersion compensating element composed of a multilayer film.
記多層膜が誘電体多層膜であることを特徴とする光増幅
器。9. The optical amplifier according to claim 8, wherein said multilayer film is a dielectric multilayer film.
おいて、前記多層膜の反射層、光透過層などの層の厚み
や屈折率が、前記分散補償素子における光の入射面内の
位置によって異なることを特徴とする光増幅器。10. The optical amplifier according to claim 8, wherein a thickness and a refractive index of a layer such as a reflection layer and a light transmission layer of the multilayer film depend on a position in a light incident surface of the dispersion compensation element. An optical amplifier characterized by being different.
増幅器において、前記分散補償素子が多層膜で構成され
ている部分とエアギャップとを有することを特徴とする
光増幅器。11. The optical amplifier according to claim 8, wherein said dispersion compensating element has a portion formed of a multilayer film and an air gap.
て、前記多層膜が誘電体多層膜であることを特徴とする
光増幅器。12. The optical amplifier according to claim 11, wherein said multilayer film is a dielectric multilayer film.
増幅器において、前記分散補償素子の分散補償量と分散
補償の中心波長が可変であり、前記分散補償量と分散補
償の中心波長を調整する調整手段を有することを特徴と
する光増幅器。13. The optical amplifier according to claim 1, wherein the dispersion compensation amount of the dispersion compensating element and the center wavelength of the dispersion compensation are variable, and the dispersion compensation amount and the center wavelength of the dispersion compensation are set to be different from each other. An optical amplifier comprising adjusting means for adjusting.
て、前記調整手段が手動であることを特徴とする光増幅
器。14. The optical amplifier according to claim 13, wherein said adjusting means is manual.
て、前記調整手段がモータであることを特徴とする光増
幅器。15. The optical amplifier according to claim 13, wherein said adjusting means is a motor.
光増幅器において、前記調整が、ガイドに沿って前記分
散補償素子の少なくとも一部か、入射光の位置を移動さ
せる手段によって行われることを特徴とする光増幅器。16. The optical amplifier according to claim 13, wherein the adjustment is performed by at least a part of the dispersion compensating element or a unit that moves a position of incident light along a guide. An optical amplifier, characterized in that:
て、前記調整手段がプリズムなどの光学的手段であるこ
とを特徴とする光増幅器。17. The optical amplifier according to claim 13, wherein said adjusting means is an optical means such as a prism.
光増幅器において、前記調整手段が、光増幅器のケース
の外部から調整可能なものであることを特徴とする光増
幅器。18. An optical amplifier according to claim 13, wherein said adjusting means is adjustable from outside the case of the optical amplifier.
光増幅器において、前記調整手段によって調整する前記
ピーク波長をモニターによって検出して表示することが
出来る表示手段を有することを特徴とする光増幅器。19. The optical amplifier according to claim 13, further comprising display means for detecting and displaying the peak wavelength adjusted by said adjusting means with a monitor. amplifier.
光増幅器において、前記調整手段によって調整する群速
度遅延時間の調整量をモニターによって検出して表示す
ることができることを特徴とする光増幅器。20. An optical amplifier according to claim 13, wherein an adjustment amount of the group velocity delay time adjusted by said adjustment means can be detected and displayed by a monitor. .
光増幅器において、前記調整手段が、自動調整手段であ
ることを特徴とする光増幅器。21. An optical amplifier according to claim 13, wherein said adjusting means is an automatic adjusting means.
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-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000061013A patent/JP2001251004A/en active Pending
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