JP2003043529A - ラマン光増幅器 - Google Patents
ラマン光増幅器Info
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- JP2003043529A JP2003043529A JP2001229158A JP2001229158A JP2003043529A JP 2003043529 A JP2003043529 A JP 2003043529A JP 2001229158 A JP2001229158 A JP 2001229158A JP 2001229158 A JP2001229158 A JP 2001229158A JP 2003043529 A JP2003043529 A JP 2003043529A
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Abstract
ラマン光増幅器を提供する 【解決手段】 レーザ1から波長λ1の光が励起光とし
てλ1/λ5カプラ2に入力され、この励起光は、ラマ
ン散乱波長λ1〜λ4を反射波長とするファイバブラッ
ググレーティング(FBG)3と、ラマン散乱光発生用
光ファイバ4とで構成されたレーザ発振部5に入力さ
れ、さらに光サーキュレータ6を介してλ4/λ5カプ
ラ7,8と信号光増幅用光ファイバ9とで構成される信
号光増幅部10に入力される。入力ポートから波長λ4
とλ5の光を合分波するλ4/λ5カプラ8を介して信
号光増幅用光ファイバ9にλ5信号光を入力すると、λ
4/λ5カプラ7から出力ポートに増幅された信号光が
出力される。
Description
に関し、特に、誘導ラマン散乱を利用して光増幅を行う
ようなラマン光増幅器に関する。
増幅を行う方法が知られている。この光増幅方法ではラ
マン散乱光発生用光ファイバ(以下、光ファイバと称す
る)に波長λの励起光が入射され、この励起光によって
誘導ラマン散乱が生じ、光ファイバ内で波長λ+aに付
近に利得帯ができる。このような状態の光ファイバに、
たとえばλ+aの信号光を入射させることにより、その
信号光を増幅させることができる。
光は、光源の制約により任意の波長をとることができ
ず、増幅可能波長域が限られ、増幅率が低いという課題
があり、実用化の範囲が狭められていた。最近、複数種
類のファイバ型カプラを組合せ、あるいは複数種類のフ
ァイバブラッググレーティング(FBG)をつなぎ合わ
せることにより、ラマン散乱光を光ファイバ内に閉じ込
めて増幅率の向上を図る方法も提案されているが、光利
得かつ低雑音な信号光の増幅は困難であった。
い波長域で励起光波長を設定できるようにし、適用波長
の大幅な拡大を可能にし、励起光発生用の光ファイバを
分離し、かつ高い増幅率を維持する構造により、高利得
かつ低雑音な信号光の増幅を実現するラマン光増幅器を
提供することである。
幅器であって、波長λの光が励起光として入射されたこ
とに応じて、波長λ+αのラマン散乱光を発生する光発
振源と、光発振源に光結合されて、波長λ+αのラマン
散乱光が周回し、波長λ+α周辺の信号光を入射したこ
とに応じてその信号光を増幅して出力する信号光増幅部
とを備えて構成される。
部と、入射部に入射された励起光に基づいて、波長λ+
αのラマン散乱光を発生する散乱光発生用光ファイバ
と、散乱光発生用光ファイバに結合され、散乱光発生用
光ファイバで発生された波長λ+αの信号光を反射波長
とする反射部材を含む。
するカプラを含み、入射部と、散乱光発生用光ファイバ
と、反射部と、カプラによってループを構成している。
射部と、入射部に入射された励起光に基づいて波長λ+
αのラマン散乱光を発生する散乱光発生用光ファイバ
と、光カプラとで構成される第1のループと、第1のル
ープおよび信号光増幅部に対して、光カプラによって光
結合される第2のループとを含む。
の信号光を入出力する入出力部と、入射された信号光を
増幅して前記入出力部に出力する信号光増幅用光ファイ
バと、光発振源に光結合する光カプラとを含むループを
含む。
λ+α周辺の信号光を入出力する入出力部と、入射され
た信号光を増幅して入出力部に出力する信号光増幅用光
ファイバと、光増幅器と、波長可変フィルタとで構成さ
れる励起光ループを含む。
明する。光ファイバに波長λの光を入射した際には、こ
の入射光を励起光として波長λ+a1の波長域に散乱光
(ラマン散乱光という)が発生する。このような状態の
ファイバに、波長λ+a1周辺の信号光が入射すれば、
信号光は増幅を受ける。また、この波長に信号光がない
場合、波長λの光が強ければ波長λ+a1の散乱光は大
きくなり、この光を励起光としてλ+a1+a2の散乱
光が発生するという連鎖が起きる。
+a2周辺で利得域を持つことになり、もとの励起光と
かなり離れた波長の増幅が可能となる。この発明は、こ
のラマン増幅の効率化を行うものである。
幅器を示す図である。図1において、レーザ1から波長
λ1の光が励起光としてλ1/λ5カプラ2に入力され
る。この励起光は、ラマン散乱波長λ1〜λ4を反射波
長とするファイバブラッググレーティング(FBG)3
と、ラマン散乱光発生用光ファイバ4とで構成されたレ
ーザ発振部5に入力され、さらに光サーキュレータ6を
介してλ4/λ5カプラ7,8と信号光増幅用光ファイ
バ9とで構成される信号光増幅部10に入力される。
について説明する。λ1の励起光はFBG3で折り返さ
れてラマン散乱光発生用光ファイバ4を往復し、ラマン
散乱光λ2を発生する。ラマン散乱光λ2はFBG3で
折り返され、ラマン散乱光発生用光ファイバ4に閉じ込
められ、ラマン散乱光λ3が発生される。同様にしてラ
マン散乱光λ4はFBG3と、ラマン散乱光発生用光フ
ァイバ4と、光サーキュレータ6と、λ4/λ5カプラ
7,8と、信号光増幅用光ファイバ9とで構成されるル
ープを周回する。このとき、入力ポートから波長λ4と
λ5の光を合分波するλ4/λ5カプラ8を介して信号
光増幅用光ファイバ9にλ5信号光を入力すると、λ4
/λ5カプラ7から出力ポートに増幅された信号光が出
力される。
が閉ループに閉じ込められるため、高効率でラマン散乱
光を発生できる。また、信号光増幅用のラマン散乱光λ
4は、信号光増幅用光ファイバ9を単一方向に通過する
ため、ラマン散乱光の強度揺らぎによる信号光増幅の揺
らぎが抑えられること、信号光増幅用光ファイバ9で発
生するλ5雑音光は光源用のカプラで除去できることに
より、低雑音の増幅器を構成できる。
光分散シフト光ファイバとし、λ1:1.06μm、λ
2:1.12μm、λ3:1.17μm、λ4:1.2
3μとすれば、λ5:1.3μm帯の増幅器が構成でき
る。励起光波長の変更は可能であり、ラマン散乱のさら
なる連鎖により、さらに長波長帯の増幅にも対応でき
る。
ある。この実施形態は、波長λ1の光を励起光としてラ
マン散乱光を連鎖させて波長λ4のラマンレーザ光を作
り、これによって波長λ5の信号光を増幅させる方法を
示している。波長λ1のレーザ1はラマン散乱波長λ1
〜λ3を反射波長とするFBG3と、ラマン散乱光発生
用光ファイバ4と、3dBカプラ11を含む第1ループ
に接続され、この第1のループは、3dBカプラ11を
介してλ4/λ5カプラ7,8と、信号光増幅用光ファ
イバ9とを含む第2ループに接続される。
光発生用光ファイバ4を往復し、ラマン散乱光λ2を発
生する。ラマン散乱光λ2はFBG3で折り返され、ラ
マン散乱光発生用光ファイバ4に閉じ込められ、ラマン
散乱光λ3が発生される。同様にして発生したラマン散
乱光λ4は、第1ループを周回すると同じに3dBカプ
ラ11を介して第2ループも周回する。このとき、入力
ポートから波長λ4とλ5の光を合分波するλ4/λ5
カプラ8を介して信号光増幅用光ファイバ9にλ5信号
光を入力すると、λ4/λ5カプラ7から出力ポートに
増幅された信号光が出力される。
が閉ループに閉じ込められるため、高効率でラマン散乱
光を発生できる。また、簡易な光部品のみで構成するこ
とが可能となる。
たファイバや波長λ1〜λ5を用いて1.3μm帯の増
幅器を構成できる。
す図である。この実施形態は、波長λ1の光を励起光と
してラマン散乱光をλ2,λ3で連鎖発生させて波長λ
4のラマンレーザ光を発生させ、これによって波長λ5
の信号光を増幅させる。このために、図3(a)に示す
λ1/λ3カプラ21と、カプラ22と、ラマン散乱光
発生用光ファイバ24と、カプラ23とでλ1λ3ルー
プである第1のループが構成され、この第1のループに
レーザ1から波長λ1の光が励起光として入力される。
カプラ22,23は図3(b)に示すように、λ1,λ
3と、λ2,λ4とを選択的に合分波する。
λ4は、カプラ22と、ラマン散乱光発生用光ファイバ
24と、カプラ23と、カプラ25と、カプラ26とか
らなるλ2ループである第2のループを周回する。カプ
ラ25,26は図3(c)に示すように、λ2とλ4と
を選択的に合分波する。
は、カプラ22と、ラマン散乱光発生用光ファイバ24
と、カプラ23と、カプラ25と、カプラ27と、カプ
ラ28と、カプラ26,光ファイバ29とからなるλ4
ループである第3のループを周回する。カプラ27,2
8はλ4/λ5カプラである。
光は、λ1/λ3カプラ21から第1のループであるλ
1λ3ループを周回し、ラマン散乱光発生用光ファイバ
24でラマン散乱光λ2が生じる。この散乱光λ2はカ
プラ23から第2のル−プであるλ2ループに入り周回
し、ラマン散乱光発生用光ファイバ24でラマン散乱光
λ3が生じる。この散乱光λ3はカプラ23により第1
のループであるλ1λ3ループに入り、ラマン散乱光発
生用光ファイバ24でラマン散乱光λ4が生じる。
入り、さらにカプラ25により第3のループであるλ4
ループに入り周回し、ラマン散乱光発生用光ファイバ2
4でラマン散乱光λ5が生じる条件を形成する。このと
き、入力ポートから波長λ4とλ5の光を合分波するλ
4/λ5カプラ28を介して信号光を入力すると、λ4
/λ5カプラ27から出力ポートに増幅された信号光が
出力される。
が閉ループに閉じ込められているため、高効率でラマン
散乱を発生することができる。
を光分散シフト光ファイバとし、λ1:1.06μm、
λ2:1.12μm、λ3:1.17μm、λ4:1.
23μとすれば、λ5:1.3μm帯の増幅器が構成で
きる。
す図である。この実施形態は、ファイバリングレーザに
より波長λ1の励起光を得て、これにより波長λ2の信
号光を増幅させるものである。すなわち、λ1/λ2カ
プラ31と、信号光増幅用光ファイバ33と、λ1/λ
2カプラ32と、波長可変光フィルタ34と、広帯域の
光増幅器35とによって光ループが構成されている。λ
1/λ2カプラ31,32は、λ1とλ2とを選択的に
合分波する。
るとファイバリングレーザとなり、波長可変光フィルタ
34の通過波長λ1にてレーザ発振が生じる。このとき
信号光増幅用光ファイバ33においてラマン散乱光λ2
が生じる条件が形成される。ここで、入力ポートよりλ
1/λ2カプラを介して信号光増幅用光ファイバ33に
λ2信号光を入力すると、出力ポートより増幅された信
号光が出力される。
プに閉じ込められるため、高効率でラマン散乱を発生す
ることができ、波長可変光フィルタ34で波長λ1を変
化させることにより、光増幅器の特性を容易に変えるこ
とも可能となる。
5としてツリウムドープ光ファイバ増幅器を用いると、
λ1を1.46μm〜1.48μmで可変とすることが
でき、1.55μm帯付近の光増幅器を構成できる。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
λの光が励起光として光発振源に入射されたことに応じ
て、波長λ+αのラマン散乱光を発生し、光発振源に光
結合されて、波長λ+αのラマン散乱光が周回し、波長
λ+α周辺の信号光が信号光増幅部入射されたことに応
じてその信号光を増幅して出力することができる。
られる1.06μmレーザや、ファイバレーザを励起光
として、増幅技術が確立されていない1.3μm帯、
1.44μm帯、1.52μm帯といった波長の信号光
について光利得かつ低雑音な増幅を実現できる。その結
果、光通信用信号光波長の大幅な拡大を期待できる。
す図である。
る。
る。
ッググレーティング(FBG)、4,24 ラマン散乱
光発生用光ファイバ、5 レーザ発振部、6光サーキュ
レータ、7,8,27,28 λ4/λ5カプラ、9,
29,33信号光増幅用光ファイバ、10 信号光増幅
部、21 λ1/λ3カプラ、22,23,25,26
カプラ、31,32 λ1/λ2カプラ、34 波長
可変光フィルタ、35 光増幅器。
Claims (6)
- 【請求項1】 波長λの光が励起光として入射されたこ
とに応じて、波長λ+αのラマン散乱光を発生する光発
振源と、 前記光発振源に光結合されて、前記波長λ+αのラマン
散乱光が周回し、波長λ+α周辺の信号光を入射したこ
とに応じてその信号光を増幅して出力する信号光増幅部
とを備えた、ラマン光増幅器。 - 【請求項2】 前記光発振源は、 前記励起光が入射される入射部と、 前記入射部に入射された励起光に基づいて、波長λ+α
のラマン散乱光を発生する散乱光発生用光ファイバと、 前記散乱光発生用光ファイバに結合され、前記散乱光発
生用光ファイバで発生された波長λ+αの信号光を反射
波長とする反射部材を含むことを特徴とする、請求項1
に記載のラマン光増幅器。 - 【請求項3】 前記光発振源は、前記信号光増幅部と光
結合するカプラを含み、 前記入射部と、前記散乱光発生用光ファイバと、前記反
射部と、前記カプラによってループを構成していること
を特徴とする、請求項1に記載のラマン光増幅器。 - 【請求項4】 前記光発振源は、 前記励起光が入射される入射部と、 前記入射部に入射された励起光に基づいて波長λ+αの
ラマン散乱光を発生する散乱光発生用光ファイバと、光
カプラとで構成される第1のループと、 前記第1のループおよび前記信号光増幅部に対して、前
記光カプラによって光結合される第2のループとを含む
ことを特徴とする、請求項1に記載のラマン光増幅器。 - 【請求項5】 前記信号光増幅部は、波長λ+α周辺の
信号光を入出力する入出力部と、前記入射された信号光
を増幅して前記入出力部に出力する信号光増幅用光ファ
イバと、前記光発振源に光結合する光カプラとを含むル
ープを備えた、請求項1から4のいずれかに記載のラマ
ン光増幅器。 - 【請求項6】 波長λ+α周辺の信号光を入出力する入
出力部と、前記入射された信号光を増幅して前記入出力
部に出力する信号光増幅用光ファイバと、光増幅器と、
波長可変フィルタとで構成される励起光ループを備え
た、ラマン光増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001229158A JP4612243B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | ラマン光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001229158A JP4612243B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | ラマン光増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003043529A true JP2003043529A (ja) | 2003-02-13 |
JP4612243B2 JP4612243B2 (ja) | 2011-01-12 |
Family
ID=19061547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001229158A Expired - Fee Related JP4612243B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | ラマン光増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4612243B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09222623A (ja) * | 1996-02-12 | 1997-08-26 | Lucent Technol Inc | 光ファイバラマン増幅器を有する装置 |
WO1999048176A1 (en) * | 1998-03-20 | 1999-09-23 | Bandwidth Solutions, Inc. | Chirped period gratings for raman amplification in circulator loop cavities |
JP2000075150A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-03-14 | Lucent Technol Inc | 光ファイバのカスケ―ド型ラマン共振器を含む物品 |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001229158A patent/JP4612243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09222623A (ja) * | 1996-02-12 | 1997-08-26 | Lucent Technol Inc | 光ファイバラマン増幅器を有する装置 |
WO1999048176A1 (en) * | 1998-03-20 | 1999-09-23 | Bandwidth Solutions, Inc. | Chirped period gratings for raman amplification in circulator loop cavities |
JP2000075150A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-03-14 | Lucent Technol Inc | 光ファイバのカスケ―ド型ラマン共振器を含む物品 |
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---|---|
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