JP2002280652A - 広帯域ラマン増幅器とそれを用いた光通信システム - Google Patents
広帯域ラマン増幅器とそれを用いた光通信システムInfo
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送容量を増加できる光増幅方法が種々開発
されているが、いずれも限度であり、より一層広帯域の
光増幅器が要求されている。 【解決手段】 複数帯域に利得ピークを有する燐ドープ
光ファイバを利用し、それに波長多重励起光を入れて波
長多重信号光をラマン増幅して、広帯域増幅を実現し
た。前記広帯域ラマン増幅器において、波長多重励起光
によって生じた複数の信号利得帯域の間に生じた無利得
帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配置しな
いようにした。前記複数の信号利得帯域間に波長多重信
号光を配置し、その波長多重信号光を、波長多重励起光
源によって増幅された短波長側の信号光を励起光として
増幅するようにした。前記広帯域ラマン増幅器によって
ラマン増幅すると共に、広帯域ラマン増幅器の無利得帯
域あるいは微少利得帯域を、Ｅｒドープファイバアンプ
によって光増幅するようにした。
されているが、いずれも限度であり、より一層広帯域の
光増幅器が要求されている。 【解決手段】 複数帯域に利得ピークを有する燐ドープ
光ファイバを利用し、それに波長多重励起光を入れて波
長多重信号光をラマン増幅して、広帯域増幅を実現し
た。前記広帯域ラマン増幅器において、波長多重励起光
によって生じた複数の信号利得帯域の間に生じた無利得
帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配置しな
いようにした。前記複数の信号利得帯域間に波長多重信
号光を配置し、その波長多重信号光を、波長多重励起光
源によって増幅された短波長側の信号光を励起光として
増幅するようにした。前記広帯域ラマン増幅器によって
ラマン増幅すると共に、広帯域ラマン増幅器の無利得帯
域あるいは微少利得帯域を、Ｅｒドープファイバアンプ
によって光増幅するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長多重（ＷＤＭ）
伝送システムに使用されるラマン増幅器とそれを用いた
光通信システムに関し、燐（Ｐ）がドープされた光ファ
イバを利用して波長多重信号光の利得帯域幅を波長多重
励起光により広げたものである。
伝送システムに使用されるラマン増幅器とそれを用いた
光通信システムに関し、燐（Ｐ）がドープされた光ファ
イバを利用して波長多重信号光の利得帯域幅を波長多重
励起光により広げたものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的な光ファイバは、光が伝播するコ
アが、ゲルマニウムがドープされたシリカよりなる。そ
れに励起光を入射すると励起光より概ね100nm 長波長側
に最大値（ピーク値）を持つラマン利得が得られる。そ
のピーク値は単一である。従って100nm にわたって励起
光を波長多重すると、それぞれの励起光に対応した利得
帯域が重なり合うことで、おおよそ100nm の利得帯域を
得ることが出来る。それよりも更に利得帯域を拡大した
い場合は、励起光源を100nm 以上にわたって波長多重す
ることが考えられる。しかし、そのようにすると励起光
の最も長波側の励起光と信号光の最も短波側の信号光と
が重なってしまい、信号伝送に適しなくなる。このため
事実上はラマン利得帯域は約100nm 以下に限定されてい
た。
アが、ゲルマニウムがドープされたシリカよりなる。そ
れに励起光を入射すると励起光より概ね100nm 長波長側
に最大値（ピーク値）を持つラマン利得が得られる。そ
のピーク値は単一である。従って100nm にわたって励起
光を波長多重すると、それぞれの励起光に対応した利得
帯域が重なり合うことで、おおよそ100nm の利得帯域を
得ることが出来る。それよりも更に利得帯域を拡大した
い場合は、励起光源を100nm 以上にわたって波長多重す
ることが考えられる。しかし、そのようにすると励起光
の最も長波側の励起光と信号光の最も短波側の信号光と
が重なってしまい、信号伝送に適しなくなる。このため
事実上はラマン利得帯域は約100nm 以下に限定されてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年の情報量の急増か
ら、伝送容量の拡大要求は止まるところをしらず、すで
にＥＤＦＡ（Ｅｒドープファイバアンプ）の増幅帯域で
ある1530nm〜1560nmは使い切られた感がある。増幅可能
帯域の増加はＷＤＭ伝送においては伝送容量の増加とほ
ぼ同意義である。現在、伝送容量を増加できるものとし
て、ラマン増幅方法を用いて100nm 帯域を増幅可能な光
アンプが提案されている。しかし、この波長域ですら近
時に使い切られる見込みである。そこで本発明はＷＤＭ
伝送における増幅可能帯域を更に増加させるラマン増幅
器とそれを用いた光通信システムを提供するものであ
る。
ら、伝送容量の拡大要求は止まるところをしらず、すで
にＥＤＦＡ（Ｅｒドープファイバアンプ）の増幅帯域で
ある1530nm〜1560nmは使い切られた感がある。増幅可能
帯域の増加はＷＤＭ伝送においては伝送容量の増加とほ
ぼ同意義である。現在、伝送容量を増加できるものとし
て、ラマン増幅方法を用いて100nm 帯域を増幅可能な光
アンプが提案されている。しかし、この波長域ですら近
時に使い切られる見込みである。そこで本発明はＷＤＭ
伝送における増幅可能帯域を更に増加させるラマン増幅
器とそれを用いた光通信システムを提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の広帯域ラ
マン増幅器は、光ファイバのコアに屈折率を増加させる
為のドーパントとして燐がドープされた光ファイバにお
いて、波長多重信号光を波長多重励起光によりラマン増
幅するものである。
マン増幅器は、光ファイバのコアに屈折率を増加させる
為のドーパントとして燐がドープされた光ファイバにお
いて、波長多重信号光を波長多重励起光によりラマン増
幅するものである。
【０００５】本発明の第２の広帯域ラマン増幅器は、前
記第１の広帯域ラマン増幅器において、波長多重励起光
によって生じた複数の信号利得帯域の間に生じた無利得
帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配置しな
いものである。
記第１の広帯域ラマン増幅器において、波長多重励起光
によって生じた複数の信号利得帯域の間に生じた無利得
帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配置しな
いものである。
【０００６】本発明の第３の広帯域ラマン増幅器は、前
記第１の広帯域ラマン増幅器において、波長多重励起光
によって生じた複数の信号利得帯域の間に生じた無利得
帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配置し、
その信号光が、波長多重励起光によって増幅された短波
長側の信号光を励起光として増幅されるものである。
記第１の広帯域ラマン増幅器において、波長多重励起光
によって生じた複数の信号利得帯域の間に生じた無利得
帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配置し、
その信号光が、波長多重励起光によって増幅された短波
長側の信号光を励起光として増幅されるものである。
【０００７】本発明の第４の広帯域ラマン増幅器は、前
記第１又は第２の広帯域ラマン増幅器において、波長多
重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の一部が13
00nm〜1600nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450nm〜
1750nmの波長範囲内にあり、それぞれの範囲の信号利得
帯域が重ならないものである。
記第１又は第２の広帯域ラマン増幅器において、波長多
重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の一部が13
00nm〜1600nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450nm〜
1750nmの波長範囲内にあり、それぞれの範囲の信号利得
帯域が重ならないものである。
【０００８】本発明の第５の光通信システムは、前記第
１乃至第４のいずれかに記載の広帯域ラマン増幅器を使
用して波長多重信号光をラマン増幅するものである。
１乃至第４のいずれかに記載の広帯域ラマン増幅器を使
用して波長多重信号光をラマン増幅するものである。
【０００９】本発明の第６の光通信システムは、前記第
４の広帯域ラマン増幅器によってラマン増幅すると共
に、ラマン増幅器の無利得帯域あるいは微少利得帯域
（Erドープファイバ（ＥＤＦＡ）で増幅可能な無利得帯
域あるいは微少利得帯域）をErドープファイバアンプに
よって増幅するものである。
４の広帯域ラマン増幅器によってラマン増幅すると共
に、ラマン増幅器の無利得帯域あるいは微少利得帯域
（Erドープファイバ（ＥＤＦＡ）で増幅可能な無利得帯
域あるいは微少利得帯域）をErドープファイバアンプに
よって増幅するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】シリカガラスにＧｅＯ2 、Ｐ2 Ｏ
5 、Ｂ2 Ｏ3 をドーパントとしてドープしたシリカガラ
スのラマンスペクトルはすでに報告されている。図４に
Ｐドープファイバのラマン利得プロファイルを示す。図
４はＰ2 Ｏ5 添加ファイバ（ＰＤＦ）と標準シングルモ
ード光ファイバ（ＳＭＦ）の利得プロファイルを比較し
た測定結果である。実線はＰＤＦを、点線はＳＭＦを表
している。13THＺ (433cm-1）あたりの両方のｇR／Ａ
eff値は約0.5/W/kmでほぼ同じであるが、ＰＤＦの第一
のラマン利得ピークはＯ−Ｐ−Ｏ結合変角振動によって
ＳＭＦと比較して広がっている。30THＺ (999.9cm-1）
帯域以上でＳＭＦには利得はないが、ＰＤＦはＰ−Ｏ−
Ｓi 及びＰ−Ｏ−Ｐ結合伸縮振動によって30THＺ あた
りに小さな利得があり、40THＺ (1333.2 cm-1）あたり
にＰ＝Ｏ結合伸縮振動による強いピークがある。広がっ
た第一のピークと、強い第二のピークによって、夫々の
単独のポンプ光源からより広い利得帯域が得られる。
5 、Ｂ2 Ｏ3 をドーパントとしてドープしたシリカガラ
スのラマンスペクトルはすでに報告されている。図４に
Ｐドープファイバのラマン利得プロファイルを示す。図
４はＰ2 Ｏ5 添加ファイバ（ＰＤＦ）と標準シングルモ
ード光ファイバ（ＳＭＦ）の利得プロファイルを比較し
た測定結果である。実線はＰＤＦを、点線はＳＭＦを表
している。13THＺ (433cm-1）あたりの両方のｇR／Ａ
eff値は約0.5/W/kmでほぼ同じであるが、ＰＤＦの第一
のラマン利得ピークはＯ−Ｐ−Ｏ結合変角振動によって
ＳＭＦと比較して広がっている。30THＺ (999.9cm-1）
帯域以上でＳＭＦには利得はないが、ＰＤＦはＰ−Ｏ−
Ｓi 及びＰ−Ｏ−Ｐ結合伸縮振動によって30THＺ あた
りに小さな利得があり、40THＺ (1333.2 cm-1）あたり
にＰ＝Ｏ結合伸縮振動による強いピークがある。広がっ
た第一のピークと、強い第二のピークによって、夫々の
単独のポンプ光源からより広い利得帯域が得られる。
【００１１】Ｐドープシリカガラスのラマンシフトは、
図４の様に励起光に対して490cm-1（14.7THz ）に、他
のガラスと同様に大きなピークをもっており、この他に
1320cm-1（39.6THz ）にも鋭いピークを持ち、Ｐ2 Ｏ5
濃度が大きい場合は1200cm-1（36.0THz ）にもピークを
持つことが報告されている。1320cm-1のラマン周波数は
Ｐ＝Ｏ結合に起因しており、Ｐ＝Ｏ結合によるラマン周
波数は710cm-1にも見られる。これらのラマン周波数は
ＳｉＯ2 のみのガラスあるいはＧｅＯ2 −ＳｉＯ2系の
ガラスでは観測されず、Ｐのみ（主としてＰ：Ｇｅは含
まれてもごく僅か）がドープされたシリカガラス特有の
ものである。Ｐ2Ｏ5 −ＳｉＯ2系ガラスに他のドーパン
トをドープするとＰ＝Ｏ結合が切断され、この結合に特
有のラマン周波数が無くなる為、これらの特殊なラマン
周波数を利用する場合、ドーパントはＰ2Ｏ5のみ（主と
してそれ一種類）であることが望ましい。前記第１の発
明はＰ2Ｏ5 のみがドープされた光ファイバを光増幅器
として使用し、その光増幅器において波長多重信号光を
波長多重励起光によりラマン増幅するものである。
図４の様に励起光に対して490cm-1（14.7THz ）に、他
のガラスと同様に大きなピークをもっており、この他に
1320cm-1（39.6THz ）にも鋭いピークを持ち、Ｐ2 Ｏ5
濃度が大きい場合は1200cm-1（36.0THz ）にもピークを
持つことが報告されている。1320cm-1のラマン周波数は
Ｐ＝Ｏ結合に起因しており、Ｐ＝Ｏ結合によるラマン周
波数は710cm-1にも見られる。これらのラマン周波数は
ＳｉＯ2 のみのガラスあるいはＧｅＯ2 −ＳｉＯ2系の
ガラスでは観測されず、Ｐのみ（主としてＰ：Ｇｅは含
まれてもごく僅か）がドープされたシリカガラス特有の
ものである。Ｐ2Ｏ5 −ＳｉＯ2系ガラスに他のドーパン
トをドープするとＰ＝Ｏ結合が切断され、この結合に特
有のラマン周波数が無くなる為、これらの特殊なラマン
周波数を利用する場合、ドーパントはＰ2Ｏ5のみ（主と
してそれ一種類）であることが望ましい。前記第１の発
明はＰ2Ｏ5 のみがドープされた光ファイバを光増幅器
として使用し、その光増幅器において波長多重信号光を
波長多重励起光によりラマン増幅するものである。
【００１２】Ｐ2Ｏ5一種類のみがシリカにドープされた
ガラス（ファイバ）は前記のように複数のラマンピーク
を持っている。これらは大別すると490cm-1を中心とす
る短波長ピークと、1200cm-1と1320cm-1からなる長波長
ピークからなる。これらの関係はたとえば励起光の波長
を1280nmにすると、1366nmと1500〜1543nmにラマン利得
があることになる。前記第４の発明はこの励起光波長近
傍にて励起光を波長多重したものであり、波長多重励起
光によって生じた複数の信号利得帯域の一部が1300nm〜
1600nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450nm〜1750nm
の波長範囲内にあるものである。
ガラス（ファイバ）は前記のように複数のラマンピーク
を持っている。これらは大別すると490cm-1を中心とす
る短波長ピークと、1200cm-1と1320cm-1からなる長波長
ピークからなる。これらの関係はたとえば励起光の波長
を1280nmにすると、1366nmと1500〜1543nmにラマン利得
があることになる。前記第４の発明はこの励起光波長近
傍にて励起光を波長多重したものであり、波長多重励起
光によって生じた複数の信号利得帯域の一部が1300nm〜
1600nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450nm〜1750nm
の波長範囲内にあるものである。
【００１３】ラマン現象でのエネルギー遷移（ラマン遷
移）は短波長から約100nm 長波長側に移るので、たとえ
ば信号光が100nm 以上の帯域内に存在すると信号光同士
で（短波長側から長波長側へ）エネルギー遷移がおき
て、短波長側のエネルギーが確保できなくなり、短波長
側の利得が得られなくなることがある。この場合、短波
長側の増幅帯域と長波長側の増幅帯域との間に、ガード
バンドとして信号を入れない領域を作るとエネルギー遷
移を抑圧することができる。前記第２の発明は短波長側
と長波長側の増幅利得帯域の間に存在する無利得領域あ
るいは微少利得領域に信号を配置しないことで、この信
号間のエネルギー遷移を抑圧したものである。
移）は短波長から約100nm 長波長側に移るので、たとえ
ば信号光が100nm 以上の帯域内に存在すると信号光同士
で（短波長側から長波長側へ）エネルギー遷移がおき
て、短波長側のエネルギーが確保できなくなり、短波長
側の利得が得られなくなることがある。この場合、短波
長側の増幅帯域と長波長側の増幅帯域との間に、ガード
バンドとして信号を入れない領域を作るとエネルギー遷
移を抑圧することができる。前記第２の発明は短波長側
と長波長側の増幅利得帯域の間に存在する無利得領域あ
るいは微少利得領域に信号を配置しないことで、この信
号間のエネルギー遷移を抑圧したものである。
【００１４】一方、前記ラマン遷移を積極的に利用する
ことも可能である。この場合は波長多重励起光によって
生じた短波長側と長波長側の増幅利得帯域の中間領域の
無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配
置し、短波長側から長波長側にラマン遷移を起こすこと
を前提にして、ラマン遷移がおきても短波長側のエネル
ギーを確保できるように設計すれば、長波長側にラマン
遷移した分だけ利得帯域が広がり、超広帯域伝送を実現
することが出来る。前記第３の発明はこのようにした発
明であり、中間領域に配置した波長多重信号光が、波長
多重励起光源によって増幅された短波長側の信号光（長
波長側にエネルギーを遷移する信号光）を励起光源とし
て増幅されるようにしたものである。
ことも可能である。この場合は波長多重励起光によって
生じた短波長側と長波長側の増幅利得帯域の中間領域の
無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号光を配
置し、短波長側から長波長側にラマン遷移を起こすこと
を前提にして、ラマン遷移がおきても短波長側のエネル
ギーを確保できるように設計すれば、長波長側にラマン
遷移した分だけ利得帯域が広がり、超広帯域伝送を実現
することが出来る。前記第３の発明はこのようにした発
明であり、中間領域に配置した波長多重信号光が、波長
多重励起光源によって増幅された短波長側の信号光（長
波長側にエネルギーを遷移する信号光）を励起光源とし
て増幅されるようにしたものである。
【００１５】Ｐドープファイバの短波長側と長波長側の
増幅利得帯域間の無利得領域あるいは微少利得帯域を15
30nm〜1600nmに調整することで、この帯域の信号パワー
を十分に補償し、1400nmから1750nmまでの光ファイバの
低損失帯域全てを使うこともできる。波長多重励起光に
よって生じた複数の信号利得帯域の一部が1300nm〜1600
nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450nm〜1750nmの波
長範囲内にあり、それぞれの範囲の信号利得帯域が重な
らないようにすることで、Ｐドープファイバの短波長側
と長波長側の増幅利得帯域間の無利得領域の信号パワー
を十分に補償し、1300nmから1750nmまでの光ファイバの
低損失帯域全てを使うこともできる。前記第４の発明は
このようにした発明である。
増幅利得帯域間の無利得領域あるいは微少利得帯域を15
30nm〜1600nmに調整することで、この帯域の信号パワー
を十分に補償し、1400nmから1750nmまでの光ファイバの
低損失帯域全てを使うこともできる。波長多重励起光に
よって生じた複数の信号利得帯域の一部が1300nm〜1600
nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450nm〜1750nmの波
長範囲内にあり、それぞれの範囲の信号利得帯域が重な
らないようにすることで、Ｐドープファイバの短波長側
と長波長側の増幅利得帯域間の無利得領域の信号パワー
を十分に補償し、1300nmから1750nmまでの光ファイバの
低損失帯域全てを使うこともできる。前記第４の発明は
このようにした発明である。
【００１６】本発明では、前記ラマン増幅器を波長多重
（ＷＤＭ）伝送による光通信に使用することができる。
これが前記第５の発明の光通信システムである。
（ＷＤＭ）伝送による光通信に使用することができる。
これが前記第５の発明の光通信システムである。
【００１７】本発明では、前記第４の広帯域ランマン増
幅器によりラマン増幅すると共に、Erドープファイバ
（ＥＤＦＡ）で増幅可能な無利得帯域あるいは微少利得
帯域、例えば同増幅器の1530nm〜1600nmの帯域を、Ｅｒ
ドープファイバアンプによって信号光利得を得ることも
できる。これが前記第６の光通信システムである。この
場合、図１に示すように、無利得帯域である1520nmから
1600nmまでの信号をＣ-band 用ＥＤＦＡおよびＬ-band
用ＥＤＦＡで増幅することができる。この方式で1400nm
から1750nmまでの光増幅が可能となる。
幅器によりラマン増幅すると共に、Erドープファイバ
（ＥＤＦＡ）で増幅可能な無利得帯域あるいは微少利得
帯域、例えば同増幅器の1530nm〜1600nmの帯域を、Ｅｒ
ドープファイバアンプによって信号光利得を得ることも
できる。これが前記第６の光通信システムである。この
場合、図１に示すように、無利得帯域である1520nmから
1600nmまでの信号をＣ-band 用ＥＤＦＡおよびＬ-band
用ＥＤＦＡで増幅することができる。この方式で1400nm
から1750nmまでの光増幅が可能となる。
【００１８】表１にＰドープファイバにおける励起光波
長に対応した490cm-1に起因する短波側増幅波長と、132
0cm-1に起因する長波側の増幅帯域波長を一覧で示し
た。表１から明らかなように、励起光の波長を1230nmか
ら1310nmまで波長多重励起することで、短波長側の増幅
帯域は1308.9nmから約1400nmまで、長波長側の増幅帯域
は1470nm〜1590nmとなる。励起光の波長を1320nmから14
20nmまで波長多重励起することで、短波長側の増幅帯域
は1410nmから1520nmまで、長波長側の増幅帯域は1600nm
〜1750nmとなる。
長に対応した490cm-1に起因する短波側増幅波長と、132
0cm-1に起因する長波側の増幅帯域波長を一覧で示し
た。表１から明らかなように、励起光の波長を1230nmか
ら1310nmまで波長多重励起することで、短波長側の増幅
帯域は1308.9nmから約1400nmまで、長波長側の増幅帯域
は1470nm〜1590nmとなる。励起光の波長を1320nmから14
20nmまで波長多重励起することで、短波長側の増幅帯域
は1410nmから1520nmまで、長波長側の増幅帯域は1600nm
〜1750nmとなる。
【００１９】図２に本発明の広帯域増幅器を使用してＷ
ＤＭ励起光により励起光源した場合の広帯域利得プロフ
ァイルの測定結果を示す。図２では双方向励起としてあ
る。前方励起光の波長は1391、 1397、 1402、 1410、1431
nm、後方励起光の波長は1392、 1398、 1405、 1411nmであ
る。それぞれの波長の励起光源パワーは約22.5dBmであ
る。Ｐドープファイバ（ＰＤＦ）長は6.0km である。図
２では二つの利得帯域が発生している。両方の利得帯域
は８dBあたりにほぼ同じ利得を持っている。この現象
は、それぞれの利得帯域がほぼ同じであるために発生す
る。ドーパント濃度を変えれば、この比率を制御できる
ので利得の傾きも利用できる。
ＤＭ励起光により励起光源した場合の広帯域利得プロフ
ァイルの測定結果を示す。図２では双方向励起としてあ
る。前方励起光の波長は1391、 1397、 1402、 1410、1431
nm、後方励起光の波長は1392、 1398、 1405、 1411nmであ
る。それぞれの波長の励起光源パワーは約22.5dBmであ
る。Ｐドープファイバ（ＰＤＦ）長は6.0km である。図
２では二つの利得帯域が発生している。両方の利得帯域
は８dBあたりにほぼ同じ利得を持っている。この現象
は、それぞれの利得帯域がほぼ同じであるために発生す
る。ドーパント濃度を変えれば、この比率を制御できる
ので利得の傾きも利用できる。
【００２０】二つの利得帯域は互いに連結することはで
きない。４０THz 以上の帯域の図表は実現化できない
が、この差は二つの異なる応用に利用できる。図３は測
定したｇR／Ａeffで計算した模擬実験結果を示してい
る。図３（ａ）の利得プロファイルは1320nm〜1410nmの
ＷＤＭ励起によって得られた。第一の利得帯域は1420nm
〜1520nmで始まっている。第二の利得帯域は1610nm〜17
00nmで始まっている。1530nmから1600nmの帯域差にある
信号は、Ｃ−及びＬ−ＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファ
イバ）で増幅される。このため約300nm の帯域が信号伝
送に使用される。異なる利得帯域間のエネルギー遷移を
避けたい場合は、ガード帯域としてその差を利用するこ
とができる。他の応用を図３（ｂ）に示す。非常に低い
ＷＤＭ励起光源（1200nm〜1300nm）を使用することで、
第一（1310nm）及び第二（1550nm）の遠距離通信帯域が
このラマン利得プロファイルによって同時に使用され
る。この方式ではＯＨ吸収に起因する水ロス帯域を避け
て信号光が伝送できる上、この帯域をガードバンドとし
て使用することができる。
きない。４０THz 以上の帯域の図表は実現化できない
が、この差は二つの異なる応用に利用できる。図３は測
定したｇR／Ａeffで計算した模擬実験結果を示してい
る。図３（ａ）の利得プロファイルは1320nm〜1410nmの
ＷＤＭ励起によって得られた。第一の利得帯域は1420nm
〜1520nmで始まっている。第二の利得帯域は1610nm〜17
00nmで始まっている。1530nmから1600nmの帯域差にある
信号は、Ｃ−及びＬ−ＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファ
イバ）で増幅される。このため約300nm の帯域が信号伝
送に使用される。異なる利得帯域間のエネルギー遷移を
避けたい場合は、ガード帯域としてその差を利用するこ
とができる。他の応用を図３（ｂ）に示す。非常に低い
ＷＤＭ励起光源（1200nm〜1300nm）を使用することで、
第一（1310nm）及び第二（1550nm）の遠距離通信帯域が
このラマン利得プロファイルによって同時に使用され
る。この方式ではＯＨ吸収に起因する水ロス帯域を避け
て信号光が伝送できる上、この帯域をガードバンドとし
て使用することができる。
【００２１】（比較例）Ｇｅ-dope シリカファイバでは
490cm-1に対応した利得帯域しかない為、励起光源を136
0nm〜1450nmまで波長多重しても増幅帯域は1457nm〜156
0nmまでのみとなる。
490cm-1に対応した利得帯域しかない為、励起光源を136
0nm〜1450nmまで波長多重しても増幅帯域は1457nm〜156
0nmまでのみとなる。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明の第１の広帯域ラマン増幅器は、
光ファイバのコアにＰがドープされた光ファイバにおい
て、波長多重信号光を波長多重励起光によりラマン増幅
するので、その光ファイバが有する複数のラマンピーク
により、広帯域増幅が可能となる。
光ファイバのコアにＰがドープされた光ファイバにおい
て、波長多重信号光を波長多重励起光によりラマン増幅
するので、その光ファイバが有する複数のラマンピーク
により、広帯域増幅が可能となる。
【００２４】本発明の第２の広帯域ラマン増幅器は、波
長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の間に
生じた無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号
光を配置しないので、ラマン現象でのエネルギー遷移が
抑圧される。このため、エネルギー遷移がおきることに
よって短波長側のエネルギーが確保できなくなり、短波
長側の利得が得られなくなる、ということがなく、広利
得帯域を確保することができる。
長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の間に
生じた無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号
光を配置しないので、ラマン現象でのエネルギー遷移が
抑圧される。このため、エネルギー遷移がおきることに
よって短波長側のエネルギーが確保できなくなり、短波
長側の利得が得られなくなる、ということがなく、広利
得帯域を確保することができる。
【００２５】本発明の第３の広帯域ラマン増幅器は、波
長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の間に
生じた無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号
光を配置し、その波長多重信号光が、波長多重励起光に
よって増幅された短波長側の信号光（長波長側にエネル
ギー遷移した短波長側の信号光）を励起光として増幅さ
れるようにしたので、超広帯域増幅が可能となる。
長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の間に
生じた無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信号
光を配置し、その波長多重信号光が、波長多重励起光に
よって増幅された短波長側の信号光（長波長側にエネル
ギー遷移した短波長側の信号光）を励起光として増幅さ
れるようにしたので、超広帯域増幅が可能となる。
【００２６】本発明の第４の広帯域ラマン増幅器は、波
長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の一部
が1300nm〜1600nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450
nm〜1750nmの波長範囲内にあり、それぞれの範囲の信号
利得帯域が重ならないようにしたので、これら帯域の信
号パワーを十分に補償して両帯域を光増幅することがで
き、広帯域増幅が可能となる。
長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の一部
が1300nm〜1600nmの波長範囲内にあり、他の一部が1450
nm〜1750nmの波長範囲内にあり、それぞれの範囲の信号
利得帯域が重ならないようにしたので、これら帯域の信
号パワーを十分に補償して両帯域を光増幅することがで
き、広帯域増幅が可能となる。
【００２７】本発明の第５の光通信システムは、前記広
帯域ラマン増幅器を使用してラマン増幅するので、広帯
域でのＷＤＭ伝送が可能となる。
帯域ラマン増幅器を使用してラマン増幅するので、広帯
域でのＷＤＭ伝送が可能となる。
【００２８】本発明の第６の光通信システムは、前記第
４のラマン増幅器によってラマン増幅すると共に、ＥＤ
ＦＡで増幅可能な無利得帯域あるいは微少利得帯域をEr
ドープファイバアンプによって信号光利得を得るので、
従来100nm までと制限されていたラマン利得帯域を300n
m 以上に拡大することができ、光ファイバの伝送容量を
３倍以上に拡大することができる。
４のラマン増幅器によってラマン増幅すると共に、ＥＤ
ＦＡで増幅可能な無利得帯域あるいは微少利得帯域をEr
ドープファイバアンプによって信号光利得を得るので、
従来100nm までと制限されていたラマン利得帯域を300n
m 以上に拡大することができ、光ファイバの伝送容量を
３倍以上に拡大することができる。
【図１】本発明の光伝送システムの一例を示す説明図。
【図２】本発明の広帯域増幅器を使用してＷＤＭ励起光
により励起光源した場合の広帯域利得プロファイルの測
定結果を示す説明図。
により励起光源した場合の広帯域利得プロファイルの測
定結果を示す説明図。
【図３】（ａ）（ｂ）は測定したｇR／Ａeffで計算した
模擬実験結果の利得プロファイルであり、（ａ）は励起
光が1320nm〜1410nm、（ｂ）は励起光が1230nm〜1310nm
の場合である。
模擬実験結果の利得プロファイルであり、（ａ）は励起
光が1320nm〜1410nm、（ｂ）は励起光が1230nm〜1310nm
の場合である。
【図４】Ｐ添加ファイバのラマン利得プロファイルを示
す図。
す図。
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） Ｈ０４Ｊ 14/02 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16
Claims (6)
- 【請求項１】光ファイバのコアに屈折率を増加させる為
のドーパントとして燐がドープされた光ファイバにおい
て、波長多重信号光を波長多重励起光によりラマン増幅
することを特徴とする広帯域ラマン増幅器。 - 【請求項２】請求項１の広帯域ラマン増幅器において、
波長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の間
に生じた無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信
号光を配置しないことを特徴とする広帯域ラマン増幅
器。 - 【請求項３】請求項１の広帯域ラマン増幅器において、
波長多重励起光によって生じた複数の信号利得帯域の間
に生じた無利得帯域あるいは微少利得帯域に波長多重信
号光を配置し、その信号光が、波長多重励起光によって
増幅されて長波長側に遷移する短波長側の信号光を励起
光として増幅されることを特徴とする広帯域ラマン増幅
器。 - 【請求項４】請求項１又は請求項２の広帯域ラマン増幅
器において、波長多重励起光によって生じた複数の信号
利得帯域の一部が1300nm〜1600nmの波長範囲内にあり、
他の一部が1450nm〜1750nmの波長範囲内にあり、それぞ
れの範囲の信号利得帯域が重ならないことを特徴とする
広帯域ラマン増幅器。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
広帯域ラマン増幅器を使用して、波長多重信号光をラマ
ン増幅することを特徴とする光通信システム。 - 【請求項６】請求項４の広帯域ラマン増幅器によってラ
マン増幅すると共に、Erドープファイバで増幅可能な無
利得帯域あるいは微少利得帯域を、Erドープファイバア
ンプによって増幅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 |
|---|---|---|---|
| JP2001074975A JP4776085B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 広帯域ラマン増幅器を用いた光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001074975A JP4776085B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 広帯域ラマン増幅器を用いた光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002280652A true JP2002280652A (ja) | 2002-09-27 |
| JP4776085B2 JP4776085B2 (ja) | 2011-09-21 |
Family
ID=18932136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001074975A Expired - Lifetime JP4776085B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 広帯域ラマン増幅器を用いた光通信システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4776085B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001229A1 (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 線形中継器および光ファイバ通信システム |
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| JPH02238339A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバの特性評価方法および装置 |
| JPH10229238A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ増幅器および光増幅方法 |
| JPH1184440A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅器及びこれを用いた光伝送システム |
| JP2000098433A (ja) * | 1998-07-23 | 2000-04-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ラマン増幅器とそれを用いた光中継器 |
| JP2000340871A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅器 |
-
2001
- 2001-03-15 JP JP2001074975A patent/JP4776085B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPWO2006001229A1 (ja) * | 2004-06-23 | 2008-04-17 | 日本電信電話株式会社 | 線形中継器および光ファイバ通信システム |
| JP4597978B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2010-12-15 | 日本電信電話株式会社 | 線形中継器および光ファイバ通信システム |
| US7920793B2 (en) | 2004-06-23 | 2011-04-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Inline repeater and optical fiber communication system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4776085B2 (ja) | 2011-09-21 |
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