JP2003224327A - 無偏光光源装置およびラマン増幅器 - Google Patents
無偏光光源装置およびラマン増幅器Info
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- H01S5/146—External cavity lasers using a fiber as external cavity
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラマン利得の偏波依存性を低減するために、
励起光を無偏光化する。 【解決手段】 無偏光励起光源５では、レーザ光源１の
出力光はほぼ等しい角周波数の間隔で並ぶ複数のモード
成分を有する実質的に直線偏波の光である。レーザ光源
１の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイス３の偏波
軸と実質的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイ
ス３と結合される。偏波分散デバイス３は、レーザ光源
１からの入射光に、モード間隔角周波数をΔωとした場
合に、２π／Δωの近傍を避けた偏波分散量を与える。
その結果、偏波モード間の光路差はコヒーレント長より
も短いが、無偏光励起光源５から効果的に無偏光化され
た光が励起光として出力される。したがって、無偏光化
された励起光が注入されるラマン媒質である光ファイバ
７では、ラマン利得の偏波依存性が低減される。
励起光を無偏光化する。 【解決手段】 無偏光励起光源５では、レーザ光源１の
出力光はほぼ等しい角周波数の間隔で並ぶ複数のモード
成分を有する実質的に直線偏波の光である。レーザ光源
１の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイス３の偏波
軸と実質的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイ
ス３と結合される。偏波分散デバイス３は、レーザ光源
１からの入射光に、モード間隔角周波数をΔωとした場
合に、２π／Δωの近傍を避けた偏波分散量を与える。
その結果、偏波モード間の光路差はコヒーレント長より
も短いが、無偏光励起光源５から効果的に無偏光化され
た光が励起光として出力される。したがって、無偏光化
された励起光が注入されるラマン媒質である光ファイバ
７では、ラマン利得の偏波依存性が低減される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無偏光化した光
を出力する無偏光光源装置およびその無偏光光源装置を
励起光源として用い、光ファイバを伝搬する信号光をラ
マン増幅効果によって増幅する偏波無依存型のラマン増
幅器に関するものである。
を出力する無偏光光源装置およびその無偏光光源装置を
励起光源として用い、光ファイバを伝搬する信号光をラ
マン増幅効果によって増幅する偏波無依存型のラマン増
幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ラマン増幅を用いた光通信システムは、
光ファイバ伝送路やその光ファイバ伝送路上の光部品で
発生する損失を光ファイバ伝送路上のラマン利得によっ
て分布的に補償することができる。そのため、集中定数
的な光増幅器のみを用いた光増幅伝送システムに比べて
伝送中の光信号対雑音比の劣化を小さくすることがで
き、中継間隔を広くできるという利点を有している。
光ファイバ伝送路やその光ファイバ伝送路上の光部品で
発生する損失を光ファイバ伝送路上のラマン利得によっ
て分布的に補償することができる。そのため、集中定数
的な光増幅器のみを用いた光増幅伝送システムに比べて
伝送中の光信号対雑音比の劣化を小さくすることがで
き、中継間隔を広くできるという利点を有している。
【０００３】しかし、ラマン増幅は、偏波依存性が大き
いという問題がある。これを解決するために、励起光を
無偏光化することが有効である。励起光を無偏光化する
手法として、従来、直線偏波の励起光を偏波合成する方
法（例えば特開２０００−１５１５０７号公報「光伝送
システム」）や、偏波分散デバイスを使用する方法（例
えば特開平８−２５４６６８号公報「レーザ・ダイオー
ド・モジュール及びデポラライザ」）が知られている。
いという問題がある。これを解決するために、励起光を
無偏光化することが有効である。励起光を無偏光化する
手法として、従来、直線偏波の励起光を偏波合成する方
法（例えば特開２０００−１５１５０７号公報「光伝送
システム」）や、偏波分散デバイスを使用する方法（例
えば特開平８−２５４６６８号公報「レーザ・ダイオー
ド・モジュール及びデポラライザ」）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直線偏
波の励起光を偏波合成する方法では、ほぼ等しい強度の
光を出力する励起光源を２台用意する必要がある。ま
た、ラマン利得の波長特性を改善するために中心波長の
異なる複数種の励起光源を用いることが有効であるが、
この場合にはその励起光の各励起波長について２台ずつ
の光源が必要となる。つまり、この方法では、励起光を
無偏光化するために２倍の数の励起光源が必要となると
いう問題がある。
波の励起光を偏波合成する方法では、ほぼ等しい強度の
光を出力する励起光源を２台用意する必要がある。ま
た、ラマン利得の波長特性を改善するために中心波長の
異なる複数種の励起光源を用いることが有効であるが、
この場合にはその励起光の各励起波長について２台ずつ
の光源が必要となる。つまり、この方法では、励起光を
無偏光化するために２倍の数の励起光源が必要となると
いう問題がある。
【０００５】また、偏波分散デバイスを使用する方法で
は、励起光源を複数用意する必要がない利点はあるが、
波長１.５５μｍ帯の信号光のラマン増幅に使用する典
型的な励起光源として、波長安定化用ファイバーグレー
ティングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジ
ュール(ＬＤ)を用いる場合を考えると、つぎのような問
題がある。なお、この半導体レーザモジュール(ＬＤ)
は、中心波長が１４３０ｎｍ、光スペクトル包絡線の半
値全幅が１４５ＧＨｚ、ＬＤ素子の縦モード間隔が３３
ＧＨｚ、ＬＤ素子の縦モード半値全幅が１０ＧＨｚであ
るとする。
は、励起光源を複数用意する必要がない利点はあるが、
波長１.５５μｍ帯の信号光のラマン増幅に使用する典
型的な励起光源として、波長安定化用ファイバーグレー
ティングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジ
ュール(ＬＤ)を用いる場合を考えると、つぎのような問
題がある。なお、この半導体レーザモジュール(ＬＤ)
は、中心波長が１４３０ｎｍ、光スペクトル包絡線の半
値全幅が１４５ＧＨｚ、ＬＤ素子の縦モード間隔が３３
ＧＨｚ、ＬＤ素子の縦モード半値全幅が１０ＧＨｚであ
るとする。
【０００６】すなわち、光スペクトル包絡線の半値全幅
に対応するコヒーレント長(約１ｍｍ)よりも長い光路差
を２つの偏波モード間に与えても縦モードの可干渉性が
残る。その結果、条件によっては無偏光化することがで
きず、ＬＤ素子の縦モードに対応するコヒーレント長
(約２ｃｍ)よりも長い光路差を与える必要がある。
に対応するコヒーレント長(約１ｍｍ)よりも長い光路差
を２つの偏波モード間に与えても縦モードの可干渉性が
残る。その結果、条件によっては無偏光化することがで
きず、ＬＤ素子の縦モードに対応するコヒーレント長
(約２ｃｍ)よりも長い光路差を与える必要がある。
【０００７】そうすると、１ｍ当たりの偏波分散が１.
４ｐｓ程度の偏波保持ファイバを使用する場合に、ファ
イバ長１ｍが与える２つの偏波モード間の光路差は０.
３ｍｍ程度であるので、約７０ｍ以上の偏波保持ファイ
バが必要となり、コスト・実装容積の面で問題がある。
４ｐｓ程度の偏波保持ファイバを使用する場合に、ファ
イバ長１ｍが与える２つの偏波モード間の光路差は０.
３ｍｍ程度であるので、約７０ｍ以上の偏波保持ファイ
バが必要となり、コスト・実装容積の面で問題がある。
【０００８】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、励起光源として用いる場合にその励起光源の数を少
なく抑えるとともに、励起光の２つの偏波モードに与え
る光路差をコヒーレント長よりも短く抑えた実用的な無
偏光光源装置およびその無偏光光源装置を励起光源とし
て用い、ラマン利得が信号光の偏波に依存しない安定な
ラマン増幅器を得ることを目的とする。
で、励起光源として用いる場合にその励起光源の数を少
なく抑えるとともに、励起光の２つの偏波モードに与え
る光路差をコヒーレント長よりも短く抑えた実用的な無
偏光光源装置およびその無偏光光源装置を励起光源とし
て用い、ラマン利得が信号光の偏波に依存しない安定な
ラマン増幅器を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明にかかる無偏光光源装置は、ほぼ等しい角
周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に
直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レ
ーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５度の角度を持つ
ように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出
力光に対し、モード間隔角周波数をΔωとした場合に、
(２π／Δω) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波
分散デバイスとを備えたことを特徴とする。
に、この発明にかかる無偏光光源装置は、ほぼ等しい角
周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に
直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レ
ーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５度の角度を持つ
ように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出
力光に対し、モード間隔角周波数をΔωとした場合に、
(２π／Δω) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波
分散デバイスとを備えたことを特徴とする。
【００１０】この発明によれば、レーザ光源からは、ほ
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光が出力される。このレーザ光源
の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と
実質的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイスと
結合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出
力光におけるモード間隔角周波数をΔωとした場合に、
(２π／Δω) の近傍を避けた偏波分散量が与えられ
る。
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光が出力される。このレーザ光源
の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と
実質的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイスと
結合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出
力光におけるモード間隔角周波数をΔωとした場合に、
(２π／Δω) の近傍を避けた偏波分散量が与えられ
る。
【００１１】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、ほ
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波
軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５度の
角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レー
ザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数Δω、中心
周角周波数ωｃを基準とした角周波数ωの相対角周波数
ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状を表す関数Ａ
（ω’）に対して、
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波
軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５度の
角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レー
ザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数Δω、中心
周角周波数ωｃを基準とした角周波数ωの相対角周波数
ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状を表す関数Ａ
（ω’）に対して、
【数５】
で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τを与える偏波分散デバイスとを備えたこと特
徴とする。
波分散量τを与える偏波分散デバイスとを備えたこと特
徴とする。
【００１２】この発明によれば、レーザ光源からは、ほ
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光が出力される。レーザ光源の出
力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質
的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合
され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力光
におけるモード間隔角周波数Δω、中心周角周波数ωｃ
を基準とした角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ωｃ
に対するスペクトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対し
て、
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光が出力される。レーザ光源の出
力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質
的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合
され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力光
におけるモード間隔角周波数Δω、中心周角周波数ωｃ
を基準とした角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ωｃ
に対するスペクトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対し
て、
【数５】
で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τが与えられる。
波分散量τが与えられる。
【００１３】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上
記の発明において、前記レーザ光源は、ファブリペロー
型半導体レーザであることを特徴とする。
記の発明において、前記レーザ光源は、ファブリペロー
型半導体レーザであることを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、上記の発明において、
レーザ光源には、ファブリペロー型半導体レーザが使用
される。
レーザ光源には、ファブリペロー型半導体レーザが使用
される。
【００１５】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上
記の発明において、前記ファブリペロー型半導体レーザ
と前記偏波分散デバイスとの間に、前記ファブリペロー
型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部
共振器を構成する反射体が設けられていることを特徴と
する。
記の発明において、前記ファブリペロー型半導体レーザ
と前記偏波分散デバイスとの間に、前記ファブリペロー
型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部
共振器を構成する反射体が設けられていることを特徴と
する。
【００１６】この発明によれば、上記の発明において、
ファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイスとの
間に設けられる反射体は、ファブリペロー型半導体レー
ザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成
する。
ファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイスとの
間に設けられる反射体は、ファブリペロー型半導体レー
ザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成
する。
【００１７】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上
記の発明において、前記偏波分散デバイスに代えて偏波
保持光ファイバが用いられることを特徴とする。
記の発明において、前記偏波分散デバイスに代えて偏波
保持光ファイバが用いられることを特徴とする。
【００１８】この発明によれば、上記の発明において、
偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いら
れる。
偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いら
れる。
【００１９】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、ほ
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光を出力する２台のレーザ光源
と、前記２台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波
合成手段と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と
実質的に４５度の角度を持つように前記偏波合成手段と
結合され、前記２台のレーザ光源のいずれの出力光に対
しても、モード間隔角周波数Δω、中心周角周波数ωｃ
を基準とした角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ωｃ
に対するスペクトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対し
て、
ぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有す
る実質的に直線偏波の光を出力する２台のレーザ光源
と、前記２台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波
合成手段と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と
実質的に４５度の角度を持つように前記偏波合成手段と
結合され、前記２台のレーザ光源のいずれの出力光に対
しても、モード間隔角周波数Δω、中心周角周波数ωｃ
を基準とした角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ωｃ
に対するスペクトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対し
て、
【数５】
で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τを与える偏波分散デバイスとを備えたこと特
徴とする。
波分散量τを与える偏波分散デバイスとを備えたこと特
徴とする。
【００２０】この発明によれば、２台のレーザ光源から
は、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分
を有する実質的に直線偏波の光が出力される。この２台
のレーザ光源の出力光は、それぞれ、その偏波軸が偏波
分散デバイスの偏波軸と実質的に４５度の角度を持つよ
うに偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイスに
おいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波
数Δω、中心周角周波数ωｃを基準とした角周波数ωの
相対角周波数ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状を
表す関数Ａ（ω’）に対して、
は、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分
を有する実質的に直線偏波の光が出力される。この２台
のレーザ光源の出力光は、それぞれ、その偏波軸が偏波
分散デバイスの偏波軸と実質的に４５度の角度を持つよ
うに偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイスに
おいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波
数Δω、中心周角周波数ωｃを基準とした角周波数ωの
相対角周波数ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状を
表す関数Ａ（ω’）に対して、
【数５】
で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τが与えられる。
波分散量τが与えられる。
【００２１】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上
記の発明において、前記２台のレーザ光源は、それぞれ
ファブリペロー型半導体レーザであることを特徴とす
る。
記の発明において、前記２台のレーザ光源は、それぞれ
ファブリペロー型半導体レーザであることを特徴とす
る。
【００２２】この発明によれば、上記の発明において、
２台のレーザ光源には、それぞれファブリペロー型半導
体レーザが使用される。
２台のレーザ光源には、それぞれファブリペロー型半導
体レーザが使用される。
【００２３】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上
記の発明において、前記２台のファブリペロー型半導体
レーザと前記偏波分散デバイスとの間に、前記２台のフ
ァブリペロー型半導体レーザそれぞれの出力光の一部を
選択的に反射して外部共振器を構成する２台の反射体が
設けられていることを特徴とする。
記の発明において、前記２台のファブリペロー型半導体
レーザと前記偏波分散デバイスとの間に、前記２台のフ
ァブリペロー型半導体レーザそれぞれの出力光の一部を
選択的に反射して外部共振器を構成する２台の反射体が
設けられていることを特徴とする。
【００２４】この発明によれば、上記の発明において、
２台のファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイ
スとの間にそれぞれ設けられる２台の反射体は、それぞ
れファブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択
的に反射して外部共振器を構成する。
２台のファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイ
スとの間にそれぞれ設けられる２台の反射体は、それぞ
れファブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択
的に反射して外部共振器を構成する。
【００２５】つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上
記の発明において、前記偏波分散デバイスに代えて偏波
保持光ファイバが用いられることを特徴とする。
記の発明において、前記偏波分散デバイスに代えて偏波
保持光ファイバが用いられることを特徴とする。
【００２６】この発明によれば、上記の発明において、
偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いら
れる。
偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いら
れる。
【００２７】つぎの発明にかかるラマン増幅器は、信号
光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、前記
信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する
上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置と、前記光フ
ァイバに前記励起光を注入する注入手段とを備えたこと
を特徴とする。
光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、前記
信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する
上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置と、前記光フ
ァイバに前記励起光を注入する注入手段とを備えたこと
を特徴とする。
【００２８】この発明によれば、上記発明のいずれか一
つの無偏光光源装置が信号光にラマン利得を与える波長
域の励起光を発生するのに用いられる。この励起光は、
注入手段によってラマン増幅媒質である光ファイバに注
入される。
つの無偏光光源装置が信号光にラマン利得を与える波長
域の励起光を発生するのに用いられる。この励起光は、
注入手段によってラマン増幅媒質である光ファイバに注
入される。
【００２９】つぎの発明にかかるラマン増幅器は、信号
光が伝搬するラマン増幅媒質である第１および第２の光
ファイバと、前記信号光にラマン利得を与える波長域の
励起光を発生する上記発明のいずれか一つの第１および
第２の無偏光光源装置と、前記第１および第２の無偏光
光源装置の出力光を結合し、２分岐出力する結合分岐手
段と、前記結合分岐手段の一方の出力光を前記第１光フ
ァイバに注入する第１注入手段、および前記結合分岐手
段の他方の出力光を前記第２光ファイバに注入する第２
注入手段とを備えたことを特徴とする。
光が伝搬するラマン増幅媒質である第１および第２の光
ファイバと、前記信号光にラマン利得を与える波長域の
励起光を発生する上記発明のいずれか一つの第１および
第２の無偏光光源装置と、前記第１および第２の無偏光
光源装置の出力光を結合し、２分岐出力する結合分岐手
段と、前記結合分岐手段の一方の出力光を前記第１光フ
ァイバに注入する第１注入手段、および前記結合分岐手
段の他方の出力光を前記第２光ファイバに注入する第２
注入手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】この発明によれば、上記発明のいずれか一
つの無偏光光源装置からなる第１および第２の無偏光光
源装置が、それぞれ信号光にラマン利得を与える波長域
の励起光を発生するのに用いられる。第１無偏光光源装
置の出力光は、第１注入手段によってラマン増幅媒質で
ある第１光ファイバに注入され、第２無偏光光源装置の
出力光は、第２注入手段によってラマン増幅媒質である
第２光ファイバに注入される。
つの無偏光光源装置からなる第１および第２の無偏光光
源装置が、それぞれ信号光にラマン利得を与える波長域
の励起光を発生するのに用いられる。第１無偏光光源装
置の出力光は、第１注入手段によってラマン増幅媒質で
ある第１光ファイバに注入され、第２無偏光光源装置の
出力光は、第２注入手段によってラマン増幅媒質である
第２光ファイバに注入される。
【００３１】つぎの発明にかかるラマン増幅器は、信号
光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、上記
発明のいずれか一つの無偏光光源装置であって、前記信
号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心
波長を異ならせて発生する複数の無偏光光源装置と、前
記複数の無偏光光源装置の出力光を波長合成して前記光
ファイバに注入する波長合成注入手段とを備えたことを
特徴とする。
光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、上記
発明のいずれか一つの無偏光光源装置であって、前記信
号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心
波長を異ならせて発生する複数の無偏光光源装置と、前
記複数の無偏光光源装置の出力光を波長合成して前記光
ファイバに注入する波長合成注入手段とを備えたことを
特徴とする。
【００３２】この発明によれば、上記発明のいずれか一
つの無偏光光源装置の複数台が、信号光にラマン利得を
与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発
生するのに用いられる。複数台の無偏光光源装置の互い
に中心波長が異なる出力光が、波長合成注入手段にて波
長合成され、ラマン増幅媒質である光ファイバに注入さ
れる。
つの無偏光光源装置の複数台が、信号光にラマン利得を
与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発
生するのに用いられる。複数台の無偏光光源装置の互い
に中心波長が異なる出力光が、波長合成注入手段にて波
長合成され、ラマン増幅媒質である光ファイバに注入さ
れる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる無偏光光源装置およびラマン増幅器の好適
な実施の形態を詳細に説明する。
発明にかかる無偏光光源装置およびラマン増幅器の好適
な実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１である無偏光光源装置の構成を示す概念図であ
る。図１において、この実施の形態１による無偏光光源
装置は、実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源１
と、このレーザ光源１の出力光が４５度接続点２を経由
して入射される偏波分散デバイス３とで構成され、偏波
分散デバイス３から無偏光化された光が出力されるよう
になっている。
形態１である無偏光光源装置の構成を示す概念図であ
る。図１において、この実施の形態１による無偏光光源
装置は、実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源１
と、このレーザ光源１の出力光が４５度接続点２を経由
して入射される偏波分散デバイス３とで構成され、偏波
分散デバイス３から無偏光化された光が出力されるよう
になっている。
【００３５】図２は、図１に示す４５度接続点２におけ
るレーザ光線と偏波分散デバイス３の偏波軸との関係を
示す詳細図である。４５度接続点２では、図２に示すよ
うに偏波分散デバイス３が持つ偏波軸１０４に対し、レ
ーザ光源１からの入射光１０１は、その直線偏波の軸１
０３が４５度の偏波角度１０５となるように直線偏波の
軸１０３を回転させて結合される。
るレーザ光線と偏波分散デバイス３の偏波軸との関係を
示す詳細図である。４５度接続点２では、図２に示すよ
うに偏波分散デバイス３が持つ偏波軸１０４に対し、レ
ーザ光源１からの入射光１０１は、その直線偏波の軸１
０３が４５度の偏波角度１０５となるように直線偏波の
軸１０３を回転させて結合される。
【００３６】図３は、図１に示すレーザ光源１の出力光
スペクトルの模式図である。図３において、横軸は角周
波数ω、縦軸は光強度Ａ（｜ω’｜）2である。図３に
示すように、レーザ光源１の出力光は、中心角周波数ω
ｃの両側にほぼ等しい角周波数の間隔Δωで並ぶ複数の
モード成分を有している。それらモード成分の電界強度
分布をスペクトル形状の関数Ａ（｜ω’｜）と表す。図
３の縦軸は、光の強度に相当するＡ（｜ω’｜）2で表
している。但し、ω’は、中心角周波数ωｃを基準とし
た相対的な角周波数(ω’＝ω−ωｃ)であり、中心角周
波数ωｃに対しＡ(ω’＝０)＝１とする。
スペクトルの模式図である。図３において、横軸は角周
波数ω、縦軸は光強度Ａ（｜ω’｜）2である。図３に
示すように、レーザ光源１の出力光は、中心角周波数ω
ｃの両側にほぼ等しい角周波数の間隔Δωで並ぶ複数の
モード成分を有している。それらモード成分の電界強度
分布をスペクトル形状の関数Ａ（｜ω’｜）と表す。図
３の縦軸は、光の強度に相当するＡ（｜ω’｜）2で表
している。但し、ω’は、中心角周波数ωｃを基準とし
た相対的な角周波数(ω’＝ω−ωｃ)であり、中心角周
波数ωｃに対しＡ(ω’＝０)＝１とする。
【００３７】例えば、ラマン励起光源として典型的に用
いられるファブリペロー型半導体レーザの出力光スペク
トルは、図３に示すようなスペクトル形状を持ち、角周
波数がほぼ等間隔に並ぶ複数のモード成分から構成され
ている。角周波数の間隔Δωは、半導体レーザ素子が持
つ縦モード間隔に相当する。つまり、レーザ光源１とし
ては、具体的には、ファブリペロー型半導体レーザが用
いられる。
いられるファブリペロー型半導体レーザの出力光スペク
トルは、図３に示すようなスペクトル形状を持ち、角周
波数がほぼ等間隔に並ぶ複数のモード成分から構成され
ている。角周波数の間隔Δωは、半導体レーザ素子が持
つ縦モード間隔に相当する。つまり、レーザ光源１とし
ては、具体的には、ファブリペロー型半導体レーザが用
いられる。
【００３８】図４は、波長安定化用ファイバーグレーテ
ィングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジュ
ールの出力光のスペクトル例を示す図である。この半導
体レーザモジュールは、波長１.５５μｍ帯信号光のラ
マン増幅に典型的に使用されるものであり、出力光のス
ペクトル形状は、次式（１）と表すことでよい近似とな
る。
ィングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジュ
ールの出力光のスペクトル例を示す図である。この半導
体レーザモジュールは、波長１.５５μｍ帯信号光のラ
マン増幅に典型的に使用されるものであり、出力光のス
ペクトル形状は、次式（１）と表すことでよい近似とな
る。
【００３９】
【数１】
【００４０】ここで、レーザ光源１の出力光が、図３に
示すようなスペクトル形状を持つ直線偏波の光である場
合、その電界強度は次式（２）で表される。
示すようなスペクトル形状を持つ直線偏波の光である場
合、その電界強度は次式（２）で表される。
【００４１】
【数２】
【００４２】なお、式（２）において、ｘ，ｙは、直線
偏波の軸に４５度の傾きを持つ直交２軸を表す。Ｅ
x(ｔ)，Ｅy(ｔ)は、それぞれの軸成分の電界強度であ
る。ｊは虚数単位、Ｅ0は中心角周波数の電界強度、δ+
k,δ- kは各成分の初期位相である。
偏波の軸に４５度の傾きを持つ直交２軸を表す。Ｅ
x(ｔ)，Ｅy(ｔ)は、それぞれの軸成分の電界強度であ
る。ｊは虚数単位、Ｅ0は中心角周波数の電界強度、δ+
k,δ- kは各成分の初期位相である。
【００４３】偏波分散デバイス３は、レーザ光源１の出
力光のモード間隔角周波数をΔωとしたとき、レーザ光
源１からの入射光１０１に（２π／Δω）の近傍を避け
た偏波分散量τを与え、２つの偏波成分の間に偏波分散
量τの時間遅れを発生させるものである。
力光のモード間隔角周波数をΔωとしたとき、レーザ光
源１からの入射光１０１に（２π／Δω）の近傍を避け
た偏波分散量τを与え、２つの偏波成分の間に偏波分散
量τの時間遅れを発生させるものである。
【００４４】偏波分散量τは、具体的には、次のように
して定められる。すなわち、偏波分散デバイス３にて偏
波分散量τが与えられた出射光１０２の電界強度は、Ｅ
x(ｔ)，Ｅy(ｔ＋τ)と表すことができる。偏光度（ＤＯ
Ｐ）は、次式（３）で表される。
して定められる。すなわち、偏波分散デバイス３にて偏
波分散量τが与えられた出射光１０２の電界強度は、Ｅ
x(ｔ)，Ｅy(ｔ＋τ)と表すことができる。偏光度（ＤＯ
Ｐ）は、次式（３）で表される。
【００４５】
【数３】
【００４６】式（３）において、Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2，Ｓ
3は、偏波状態を表すストークスパラメータであり、そ
れぞれ次式（４）（５）（６）（７）で表される。な
お、<...>は時間平均を表し、Ｅ* x、Ｅ* yは複素共役を
表している。
3は、偏波状態を表すストークスパラメータであり、そ
れぞれ次式（４）（５）（６）（７）で表される。な
お、<...>は時間平均を表し、Ｅ* x、Ｅ* yは複素共役を
表している。
【００４７】
【数４】
【００４８】式（３）は、式（４）（５）（６）（７）
を用いて整理すると、式（８）となる。
を用いて整理すると、式（８）となる。
【００４９】
【数５】
つまり、偏波分散デバイス３が与える偏波分散量τは、
式（８）で表される偏光度（ＤＯＰ）が小さくなるよう
に設定する。その結果、その偏波分散量τで発生する２
つの偏波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場
合でも、無偏光化した出射光１０２を得ることができ
る。
式（８）で表される偏光度（ＤＯＰ）が小さくなるよう
に設定する。その結果、その偏波分散量τで発生する２
つの偏波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場
合でも、無偏光化した出射光１０２を得ることができ
る。
【００５０】図５は、偏波分散デバイス３が与える偏波
分散量τと偏光度（ＤＯＰ）との関係を示す特性図であ
る。横軸が偏波分散量（ＰＭＤ）τ［ｐｓ］であり、縦
軸が偏光度（ＤＯＰ）［ｄＢ］である。
分散量τと偏光度（ＤＯＰ）との関係を示す特性図であ
る。横軸が偏波分散量（ＰＭＤ）τ［ｐｓ］であり、縦
軸が偏光度（ＤＯＰ）［ｄＢ］である。
【００５１】図５において、実線で示す特性曲線２１
は、レーザ光源１の出力光のスペクトル形状が式（１）
で表される場合における式（８）の偏光度（ＤＯＰ）計
算値をプロットしたものである。また、四角印で示す特
性値は、偏光度（ＤＯＰ）の測定値を示したものであ
る。
は、レーザ光源１の出力光のスペクトル形状が式（１）
で表される場合における式（８）の偏光度（ＤＯＰ）計
算値をプロットしたものである。また、四角印で示す特
性値は、偏光度（ＤＯＰ）の測定値を示したものであ
る。
【００５２】図５によれば、偏波分散量τが３０ｐｓ付
近での測定値は、干渉性を前提とした式(８)の計算値と
類似のピークを持っている。このことは、レーザ素子が
持つ縦モードの光の干渉性が失われていないことを示し
ている。半値全幅１０ＧＨｚの縦モードが持つコヒーレ
ント長約２ｃｍに対応する光路差を与える偏波分散量
は、１００ｐｓであるが、それよりも遙かに少ない偏波
分散量τでも、式(８)の値が小さくなる条件を適切に選
ぶことで、偏光度（ＤＯＰ）を低くする、すなわち無偏
光化することができる。このケースでは、１０〜２０ｐ
ｓ程度の偏波分散量で無偏光化が可能である。この１０
〜２０ｐｓ程度の偏波分散量は、典型的な偏波保持ファ
イバの長さにすると、高々約２０ｍである。これは、偏
波保持ファイバでの光損失量や、コスト・実装容積の面
で十分実用に耐える程度の短いファイバ長である。
近での測定値は、干渉性を前提とした式(８)の計算値と
類似のピークを持っている。このことは、レーザ素子が
持つ縦モードの光の干渉性が失われていないことを示し
ている。半値全幅１０ＧＨｚの縦モードが持つコヒーレ
ント長約２ｃｍに対応する光路差を与える偏波分散量
は、１００ｐｓであるが、それよりも遙かに少ない偏波
分散量τでも、式(８)の値が小さくなる条件を適切に選
ぶことで、偏光度（ＤＯＰ）を低くする、すなわち無偏
光化することができる。このケースでは、１０〜２０ｐ
ｓ程度の偏波分散量で無偏光化が可能である。この１０
〜２０ｐｓ程度の偏波分散量は、典型的な偏波保持ファ
イバの長さにすると、高々約２０ｍである。これは、偏
波保持ファイバでの光損失量や、コスト・実装容積の面
で十分実用に耐える程度の短いファイバ長である。
【００５３】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。
図６において、信号光は、ラマン増幅媒質である光ファ
イバ７内を入力端６１から出力端６２に向かって伝搬す
るが、光ファイバ７の出力端側に合成器６が設けられ、
無偏光励起光源５からの励起光がラマン励起光として、
合成器６から光ファイバ７内に信号光の進行方向とは逆
向きに注入される。
形態２であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。
図６において、信号光は、ラマン増幅媒質である光ファ
イバ７内を入力端６１から出力端６２に向かって伝搬す
るが、光ファイバ７の出力端側に合成器６が設けられ、
無偏光励起光源５からの励起光がラマン励起光として、
合成器６から光ファイバ７内に信号光の進行方向とは逆
向きに注入される。
【００５４】ここに、無偏光励起光源５は、同一の符号
で示されているように、図１に示した構成の無偏光光源
装置である。したがって、光ファイバ７には無偏光化さ
れた励起光が注入されるので、光ファイバ７でのラマン
増幅利得の偏波依存性を低減することができる。なお、
合成器６としては、例えば、信号光と励起光の波長の相
違を利用して合成する光ファイバ融着延伸型のＷＤＭカ
プラや、誘電体の膜を利用したフィルタを使用すること
ができる。
で示されているように、図１に示した構成の無偏光光源
装置である。したがって、光ファイバ７には無偏光化さ
れた励起光が注入されるので、光ファイバ７でのラマン
増幅利得の偏波依存性を低減することができる。なお、
合成器６としては、例えば、信号光と励起光の波長の相
違を利用して合成する光ファイバ融着延伸型のＷＤＭカ
プラや、誘電体の膜を利用したフィルタを使用すること
ができる。
【００５５】実施の形態３．図７は、この発明の実施の
形態３であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。
なお、図７では、図６で示した構成と同一ないしは同等
である構成には、同一の符号が付されている。
形態３であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。
なお、図７では、図６で示した構成と同一ないしは同等
である構成には、同一の符号が付されている。
【００５６】実施の形態３によるラマン増幅器では、図
７に示すように、図６に示した無偏光励起光源５に代え
て無偏光励起光源５１が設けられている。無偏光励起光
源５１は、図１に示した無偏光光源装置において、レー
ザ光源１としてファブリペロー型半導体レーザ１１を用
いたものである。実施の形態２と同様に、無偏光化され
た励起光を用いるので、光ファイバ７でのラマン増幅利
得の偏波依存性を低減することができる。
７に示すように、図６に示した無偏光励起光源５に代え
て無偏光励起光源５１が設けられている。無偏光励起光
源５１は、図１に示した無偏光光源装置において、レー
ザ光源１としてファブリペロー型半導体レーザ１１を用
いたものである。実施の形態２と同様に、無偏光化され
た励起光を用いるので、光ファイバ７でのラマン増幅利
得の偏波依存性を低減することができる。
【００５７】実施の形態４．図８は、この発明の実施の
形態４であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。
なお、図８では、図７で示した構成と同一ないしは同等
である構成には、同一の符号が付されている。
形態４であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。
なお、図８では、図７で示した構成と同一ないしは同等
である構成には、同一の符号が付されている。
【００５８】実施の形態４によるラマン増幅器では、図
８に示すように、図７に示した無偏光励起光源５１に代
えて無偏光励起光源５２が設けられている。無偏光励起
光源５２は、図７に示したレーザ光源１としてのファブ
リペロー型半導体レーザ１１と偏波分散デバイス３との
間に反射体１２が設けられている。
８に示すように、図７に示した無偏光励起光源５１に代
えて無偏光励起光源５２が設けられている。無偏光励起
光源５２は、図７に示したレーザ光源１としてのファブ
リペロー型半導体レーザ１１と偏波分散デバイス３との
間に反射体１２が設けられている。
【００５９】反射体１２は、ファブリペロー型半導体レ
ーザ１１の出力光の一部を波長選択的に反射するもの
で、ファブリペロー型半導体レーザ１１と組合わさって
外部共振器を構成している。
ーザ１１の出力光の一部を波長選択的に反射するもの
で、ファブリペロー型半導体レーザ１１と組合わさって
外部共振器を構成している。
【００６０】その結果、反射体１２の安定した反射波長
にファブリペロー型半導体レーザ１１の発振波長を固定
することができ、ファブリペロー型半導体レーザ１１の
中心波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さ
く抑えることができる。このことは、部品点数の増加に
よるデメリットを十分に補える利点である。
にファブリペロー型半導体レーザ１１の発振波長を固定
することができ、ファブリペロー型半導体レーザ１１の
中心波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さ
く抑えることができる。このことは、部品点数の増加に
よるデメリットを十分に補える利点である。
【００６１】先に説明した図４の特性図は、反射体１２
として、ファイバーグレーティングを用いた場合の光ス
ペクトルである。反射体１２としては他に、エタロンフ
ィルタや、バルク部品のグレーティング(回折格子)など
も同様に使用することができる。
として、ファイバーグレーティングを用いた場合の光ス
ペクトルである。反射体１２としては他に、エタロンフ
ィルタや、バルク部品のグレーティング(回折格子)など
も同様に使用することができる。
【００６２】図９は、図８に示す無偏光励起光源５２に
おける偏波分散デバイス３が与える偏波分散量τと偏光
度（ＤＯＰ）およびラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤ
Ｇ)の関係を示す特性図である。横軸が偏波分散量（Ｐ
ＭＤ）τ［ｐｓ］であり、縦軸が偏光度（ＤＯＰ）［ｄ
Ｂ］である。
おける偏波分散デバイス３が与える偏波分散量τと偏光
度（ＤＯＰ）およびラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤ
Ｇ)の関係を示す特性図である。横軸が偏波分散量（Ｐ
ＭＤ）τ［ｐｓ］であり、縦軸が偏光度（ＤＯＰ）［ｄ
Ｂ］である。
【００６３】図９において、実線で示す特性曲線２２
は、ファブリペロー型半導体レーザ１１の出力光のスペ
クトル形状が式（１）で表される場合における式（８）
の偏光度（ＤＯＰ）計算値をプロットしたものである。
また、四角印で示す特性値は、偏光度（ＤＯＰ）の測定
値を示したものである。さらに、三角印で示す特性値
は、ラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤＧ)の測定値であ
る。
は、ファブリペロー型半導体レーザ１１の出力光のスペ
クトル形状が式（１）で表される場合における式（８）
の偏光度（ＤＯＰ）計算値をプロットしたものである。
また、四角印で示す特性値は、偏光度（ＤＯＰ）の測定
値を示したものである。さらに、三角印で示す特性値
は、ラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤＧ)の測定値であ
る。
【００６４】図９によれば、偏波分散量τが３０ｐｓ付
近でのラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤＧ)の測定値
は、干渉性を前提とした式(８)の計算値と類似のピーク
を持っている。したがって、図８に示す無偏光励起光源
５２では、偏波分散デバイス３で与える偏波分散量τ
を、無偏光励起光源５２の持つコヒーレント長よりも短
い光路差の範囲で適切に設定することで、励起光の無偏
光化が実現できる。その結果、ラマン利得の偏波依存性
が低減できる。
近でのラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤＧ)の測定値
は、干渉性を前提とした式(８)の計算値と類似のピーク
を持っている。したがって、図８に示す無偏光励起光源
５２では、偏波分散デバイス３で与える偏波分散量τ
を、無偏光励起光源５２の持つコヒーレント長よりも短
い光路差の範囲で適切に設定することで、励起光の無偏
光化が実現できる。その結果、ラマン利得の偏波依存性
が低減できる。
【００６５】このように、実施の形態４によれば、実施
の形態２，３と同様に、無偏光化された励起光を用いる
ので、光ファイバ７でのラマン増幅利得の偏波依存性を
低減することができる。加えて、反射体１２を設け、外
部共振器を構成するようにしたので、反射体１２の安定
した反射波長にファブリペロー型半導体レーザ１１の発
振波長を固定することができ、ファブリペロー型半導体
レーザ１１の中心波長が温度その他の駆動条件で変動す
る影響を小さく抑えることができる。
の形態２，３と同様に、無偏光化された励起光を用いる
ので、光ファイバ７でのラマン増幅利得の偏波依存性を
低減することができる。加えて、反射体１２を設け、外
部共振器を構成するようにしたので、反射体１２の安定
した反射波長にファブリペロー型半導体レーザ１１の発
振波長を固定することができ、ファブリペロー型半導体
レーザ１１の中心波長が温度その他の駆動条件で変動す
る影響を小さく抑えることができる。
【００６６】なお、偏波分散デバイス３は、２つの偏波
成分を分離して実際に光路差を与えるものを使用しても
良く、偏波保持光ファイバや複屈折特性を持つ結晶など
を使用しても良い。
成分を分離して実際に光路差を与えるものを使用しても
良く、偏波保持光ファイバや複屈折特性を持つ結晶など
を使用しても良い。
【００６７】実施の形態５.図１０は、この発明の実施
の形態５であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。なお、図１０では、図８で示した構成と同一ないし
は同等である構成には、同一の符号が付されている。
の形態５であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。なお、図１０では、図８で示した構成と同一ないし
は同等である構成には、同一の符号が付されている。
【００６８】実施の形態５によるラマン増幅器では、図
１０に示すように、図８に示した無偏光励起光源５２に
代えて無偏光励起光源５３が設けられている。無偏光励
起光源５３は、図８に示した無偏光励起光源５２におい
て偏波分散デバイス３に代えて偏波保持ファイバ３１が
設けられている。
１０に示すように、図８に示した無偏光励起光源５２に
代えて無偏光励起光源５３が設けられている。無偏光励
起光源５３は、図８に示した無偏光励起光源５２におい
て偏波分散デバイス３に代えて偏波保持ファイバ３１が
設けられている。
【００６９】偏波保持ファイバ３１の典型的な特性とし
ては、１ｍ当たりの偏波分散が１.４ｐｓ程度であり、
約１０ｍのファイバ長で１４ｐｓ程度の偏波分散を与え
ることができる。したがって、実施の形態５によれば、
小型実装、安定動作、信頼性の面で実用的な偏波無依存
型のラマン増幅器を実現することができる。
ては、１ｍ当たりの偏波分散が１.４ｐｓ程度であり、
約１０ｍのファイバ長で１４ｐｓ程度の偏波分散を与え
ることができる。したがって、実施の形態５によれば、
小型実装、安定動作、信頼性の面で実用的な偏波無依存
型のラマン増幅器を実現することができる。
【００７０】実施の形態６．図１１は、この発明の実施
の形態６である無偏光光源装置の構成を示す概念図であ
る。なお、図１１では、図１に示した構成と同一ないし
は同等である構成には同一の符号が付されている。
の形態６である無偏光光源装置の構成を示す概念図であ
る。なお、図１１では、図１に示した構成と同一ないし
は同等である構成には同一の符号が付されている。
【００７１】図１１に示すように、実施の形態６による
無偏光光源装置は、図１に示した構成において、レーザ
光源１に新たなレーザ光源１’が並置され、この２台の
レーザ光源１，１’と偏波分散デバイス３との間に偏波
合成器４が設けられている。偏波合成器４は、２台のレ
ーザ光源１，１’の出力光を偏波合成して偏波分散デバ
イス３に入射させるが、偏波合成器４の出力に現れる２
台のレーザ光源からの光は、互いに直交するので、偏波
分散デバイス３への入射角度を共に４５度の偏波角度１
０５（図２参照）とすることができる。
無偏光光源装置は、図１に示した構成において、レーザ
光源１に新たなレーザ光源１’が並置され、この２台の
レーザ光源１，１’と偏波分散デバイス３との間に偏波
合成器４が設けられている。偏波合成器４は、２台のレ
ーザ光源１，１’の出力光を偏波合成して偏波分散デバ
イス３に入射させるが、偏波合成器４の出力に現れる２
台のレーザ光源からの光は、互いに直交するので、偏波
分散デバイス３への入射角度を共に４５度の偏波角度１
０５（図２参照）とすることができる。
【００７２】この構成によれば、両レーザ光源１，１’
それぞれの出力光について、式(８)の偏光度（ＤＯＰ）
量が小さくなるような偏波分散量を偏波分散デバイス３
で与えるように設定することで、両レーザ光源１，１’
の出力光を同時に無偏光化することができる。
それぞれの出力光について、式(８)の偏光度（ＤＯＰ）
量が小さくなるような偏波分散量を偏波分散デバイス３
で与えるように設定することで、両レーザ光源１，１’
の出力光を同時に無偏光化することができる。
【００７３】ここで、２台のレーザ光源１，１’は、中
心波長が異なるものでもよい。その場合でもそれぞれの
出力光を無偏光化することができる。また、２台のレー
ザ光源１，１’の出力光の強度に大きな違いがあっても
無偏光化が可能である。さらに、２台のレーザ光源１，
１’を使用中に片方が故障した場合は、出力が低下する
にとどまり、偏光度の劣化を回避することができる。そ
のため、故障時に備えた予備として片方のレーザ光源を
コールドスタンバイとすることができる。
心波長が異なるものでもよい。その場合でもそれぞれの
出力光を無偏光化することができる。また、２台のレー
ザ光源１，１’の出力光の強度に大きな違いがあっても
無偏光化が可能である。さらに、２台のレーザ光源１，
１’を使用中に片方が故障した場合は、出力が低下する
にとどまり、偏光度の劣化を回避することができる。そ
のため、故障時に備えた予備として片方のレーザ光源を
コールドスタンバイとすることができる。
【００７４】実施の形態７.図１２は、この発明の実施
の形態７であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。図１２において、信号光は、ラマン増幅媒質である
光ファイバ７内を入力端６１から出力端６２に向かって
伝搬するが、光ファイバ７の出力端側に合成器６が設け
られ、無偏光励起光源５４からの励起光がラマン励起光
として、合成器６から光ファイバ７内に信号光の進行方
向とは逆向きに注入される。
の形態７であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。図１２において、信号光は、ラマン増幅媒質である
光ファイバ７内を入力端６１から出力端６２に向かって
伝搬するが、光ファイバ７の出力端側に合成器６が設け
られ、無偏光励起光源５４からの励起光がラマン励起光
として、合成器６から光ファイバ７内に信号光の進行方
向とは逆向きに注入される。
【００７５】ここに、無偏光励起光源５４は、同一の符
号で示されているように、図１１に示した構成の無偏光
光源装置である。したがって、光ファイバ７には無偏光
化された励起光が注入されるので、光ファイバ７でのラ
マン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。な
お、合成器６としては、例えば、信号光と励起光の波長
の相違を利用して合成する光ファイバ融着延伸型のＷＤ
Ｍカプラや、誘電体の膜を利用したフィルタを使用する
ことができる。
号で示されているように、図１１に示した構成の無偏光
光源装置である。したがって、光ファイバ７には無偏光
化された励起光が注入されるので、光ファイバ７でのラ
マン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。な
お、合成器６としては、例えば、信号光と励起光の波長
の相違を利用して合成する光ファイバ融着延伸型のＷＤ
Ｍカプラや、誘電体の膜を利用したフィルタを使用する
ことができる。
【００７６】無偏光励起光源５４は、２台のレーザ光源
１，１’の中心波長が異なる場合でもそれぞれの出力光
を無偏光化できるので、ラマン増幅利得の信号波長依存
性を低減するために、２波長で励起することが可能であ
る。また、片方のレーザ光源しか光らず、ラマン利得に
寄与する励起光の強度が低い状態で動作させたとして
も、励起光の偏光度は低いので、ラマン利得の偏波依存
性を低くしておくことができる。
１，１’の中心波長が異なる場合でもそれぞれの出力光
を無偏光化できるので、ラマン増幅利得の信号波長依存
性を低減するために、２波長で励起することが可能であ
る。また、片方のレーザ光源しか光らず、ラマン利得に
寄与する励起光の強度が低い状態で動作させたとして
も、励起光の偏光度は低いので、ラマン利得の偏波依存
性を低くしておくことができる。
【００７７】実施の形態８．図１３は、この発明の実施
の形態８であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。なお、図１３では、図１２で示した構成と同一ない
しは同等である構成には、同一の符号が付されている。
の形態８であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。なお、図１３では、図１２で示した構成と同一ない
しは同等である構成には、同一の符号が付されている。
【００７８】実施の形態８によるラマン増幅器では、図
１３に示すように、図１２に示した無偏光励起光源５４
に代えて無偏光励起光源５５が設けられている。無偏光
励起光源５５は、図１２に示した無偏光励起光源５４に
おいて、レーザ光源１，１’としてファブリペロー型半
導体レーザ１１，１３を用いたものである。実施の形態
７と同様に、無偏光化された励起光を用いるので、光フ
ァイバ７でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減するこ
とができる。
１３に示すように、図１２に示した無偏光励起光源５４
に代えて無偏光励起光源５５が設けられている。無偏光
励起光源５５は、図１２に示した無偏光励起光源５４に
おいて、レーザ光源１，１’としてファブリペロー型半
導体レーザ１１，１３を用いたものである。実施の形態
７と同様に、無偏光化された励起光を用いるので、光フ
ァイバ７でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減するこ
とができる。
【００７９】実施の形態９．図１４は、この発明の実施
の形態９であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。なお、図１４では、図１３で示した構成と同一ない
しは同等である構成には、同一の符号が付されている。
の形態９であるラマン増幅器の構成を示す概念図であ
る。なお、図１４では、図１３で示した構成と同一ない
しは同等である構成には、同一の符号が付されている。
【００８０】実施の形態９によるラマン増幅器では、図
１４に示すように、図１３に示した無偏光励起光源５５
に代えて無偏光励起光源５６が設けられている。無偏光
励起光源５６は、図１３に示した無偏光励起光源５５に
おけるファブリペロー型半導体レーザ１１，１３と偏波
合成器４との間に反射体１２，１４が設けられている。
１４に示すように、図１３に示した無偏光励起光源５５
に代えて無偏光励起光源５６が設けられている。無偏光
励起光源５６は、図１３に示した無偏光励起光源５５に
おけるファブリペロー型半導体レーザ１１，１３と偏波
合成器４との間に反射体１２，１４が設けられている。
【００８１】反射体１２，１４は、ファブリペロー型半
導体レーザ１１，１３の出力光の一部を波長選択的に反
射するもので、ファブリペロー型半導体レーザ１１，１
３と組合わさって外部共振器を構成している。
導体レーザ１１，１３の出力光の一部を波長選択的に反
射するもので、ファブリペロー型半導体レーザ１１，１
３と組合わさって外部共振器を構成している。
【００８２】その結果、反射体１２，１４の安定した反
射波長にファブリペロー型半導体レーザ１１，１３の発
振波長を固定することができ、ファブリペロー型半導体
レーザ１１，１３の中心波長が温度その他の駆動条件で
変動する影響を小さく抑えることができる。このこと
は、部品点数の増加によるデメリットを十分に補える利
点である。したがって、実施の形態９によれば、偏波依
存性が低いと共に安定したラマン増幅特性が得られる。
射波長にファブリペロー型半導体レーザ１１，１３の発
振波長を固定することができ、ファブリペロー型半導体
レーザ１１，１３の中心波長が温度その他の駆動条件で
変動する影響を小さく抑えることができる。このこと
は、部品点数の増加によるデメリットを十分に補える利
点である。したがって、実施の形態９によれば、偏波依
存性が低いと共に安定したラマン増幅特性が得られる。
【００８３】実施の形態１０．図１５は、この発明の実
施の形態１０であるラマン増幅器の構成を示す概念図で
ある。なお、図１５では、図１４で示した構成と同一な
いしは同等である構成には、同一の符号が付されてい
る。
施の形態１０であるラマン増幅器の構成を示す概念図で
ある。なお、図１５では、図１４で示した構成と同一な
いしは同等である構成には、同一の符号が付されてい
る。
【００８４】実施の形態１０によるラマン増幅器では、
図１５に示すように、図１４に示した無偏光励起光源５
６に代えて無偏光励起光源５７が設けられている。無偏
光励起光源５７は、図１４に示した無偏光励起光源５６
において偏波分散デバイス３に代えて偏波保持ファイバ
３１が設けられている。
図１５に示すように、図１４に示した無偏光励起光源５
６に代えて無偏光励起光源５７が設けられている。無偏
光励起光源５７は、図１４に示した無偏光励起光源５６
において偏波分散デバイス３に代えて偏波保持ファイバ
３１が設けられている。
【００８５】偏波保持ファイバ３１の典型的な特性とし
ては、１ｍ当たりの偏波分散が１.４ｐｓ程度であり、
約１０ｍのファイバ長で１４ｐｓ程度の偏波分散を与え
ることができる。したがって、実施の形態１０によれ
ば、実施の形態５と同様に、小型実装、安定動作、信頼
性の面で実用的な偏波無依存型のラマン増幅器を実現す
ることができる。
ては、１ｍ当たりの偏波分散が１.４ｐｓ程度であり、
約１０ｍのファイバ長で１４ｐｓ程度の偏波分散を与え
ることができる。したがって、実施の形態１０によれ
ば、実施の形態５と同様に、小型実装、安定動作、信頼
性の面で実用的な偏波無依存型のラマン増幅器を実現す
ることができる。
【００８６】実施の形態１１．図１６は、この発明の実
施の形態１１であるラマン増幅器の構成を示す概念図で
ある。なお、図１６では、図１０で示した構成と同一な
いしは同等である構成には、同一の符号が付されてい
る。実施の形態１１によるラマン増幅器では、実施の形
態５（図１０）で示したラマン増幅器を２つ並置した場
合の構成例が示されている。
施の形態１１であるラマン増幅器の構成を示す概念図で
ある。なお、図１６では、図１０で示した構成と同一な
いしは同等である構成には、同一の符号が付されてい
る。実施の形態１１によるラマン増幅器では、実施の形
態５（図１０）で示したラマン増幅器を２つ並置した場
合の構成例が示されている。
【００８７】図１６において、無偏光励起光源５８，５
８’は、実施の形態５（図１０）で示した無偏光励起光
源５３と同様の構成である。すなわち、無偏光励起光源
５８は、ファブリペロー型半導体レーザ１１と反射体１
２と偏波保持ファイバ３１とを備えている。無偏光励起
光源５８’は、同様に、ファブリペロー型半導体レーザ
１３と反射体１４と偏波保持ファイバ３１’とを備えて
いる。これに対し、ラマン増幅媒質である２つの光ファ
イバ７，７’と３ｄＢカプラ８とが設けられている。
８’は、実施の形態５（図１０）で示した無偏光励起光
源５３と同様の構成である。すなわち、無偏光励起光源
５８は、ファブリペロー型半導体レーザ１１と反射体１
２と偏波保持ファイバ３１とを備えている。無偏光励起
光源５８’は、同様に、ファブリペロー型半導体レーザ
１３と反射体１４と偏波保持ファイバ３１’とを備えて
いる。これに対し、ラマン増幅媒質である２つの光ファ
イバ７，７’と３ｄＢカプラ８とが設けられている。
【００８８】２つの無偏光励起光源５８，５８’の出力
光が３ｄＢカプラ８で一旦合成される。３ｄＢカプラ８
の一方の出力光は、合成器６によって一方の光ファイバ
７に信号光の進行方向（入力端６１→出力端６２）とは
逆向きに注入され、一方のラマン増幅器が構成される。
また３ｄＢカプラ８の他方の出力光は、合成器６’によ
って他方の光ファイバ７’に信号光の進行方向（入力端
６１’→出力端６２’）とは逆向きに注入され、他方の
ラマン増幅器が構成される。
光が３ｄＢカプラ８で一旦合成される。３ｄＢカプラ８
の一方の出力光は、合成器６によって一方の光ファイバ
７に信号光の進行方向（入力端６１→出力端６２）とは
逆向きに注入され、一方のラマン増幅器が構成される。
また３ｄＢカプラ８の他方の出力光は、合成器６’によ
って他方の光ファイバ７’に信号光の進行方向（入力端
６１’→出力端６２’）とは逆向きに注入され、他方の
ラマン増幅器が構成される。
【００８９】この構成によれば、１台のファブリペロー
型半導体レーザが故障しても、残りのファブリペロー型
半導体レーザの出力光が均等に２つの光ファイバ７，
７’に供給されるので、故障による励起光の減少を小さ
く食い止めることができ、ラマン増幅器の信頼性を向上
させることができる。
型半導体レーザが故障しても、残りのファブリペロー型
半導体レーザの出力光が均等に２つの光ファイバ７，
７’に供給されるので、故障による励起光の減少を小さ
く食い止めることができ、ラマン増幅器の信頼性を向上
させることができる。
【００９０】なお、無偏光励起光源５８，５８’の代わ
りに、図１に示した構成の無偏光光源装置を使用するこ
とができ、さらに図１１に示した構成の無偏光光源装置
を使用すれば、合計４台の半導体レーザを用いることも
可能である。
りに、図１に示した構成の無偏光光源装置を使用するこ
とができ、さらに図１１に示した構成の無偏光光源装置
を使用すれば、合計４台の半導体レーザを用いることも
可能である。
【００９１】実施の形態１２．図１７は、この発明の実
施の形態１２であるラマン増幅器の構成を示す概念図で
ある。なお、図１７では、図１５で示した構成と同一な
いしは同等である構成には、同一の符号が付されてい
る。実施の形態１２によるラマン増幅器では、実施の形
態１０（図１５）で示したラマン増幅器の変形例が示さ
れている。
施の形態１２であるラマン増幅器の構成を示す概念図で
ある。なお、図１７では、図１５で示した構成と同一な
いしは同等である構成には、同一の符号が付されてい
る。実施の形態１２によるラマン増幅器では、実施の形
態１０（図１５）で示したラマン増幅器の変形例が示さ
れている。
【００９２】図１７において、無偏光励起光源５９，５
９’は、実施の形態１０（図１５）で示した無偏光励起
光源５７と同様構成である。すなわち、無偏光励起光源
５９は、ファブリペロー型半導体レーザ１１，１３と反
射体１２，１４と偏波保持ファイバ３１とを備えてい
る。無偏光励起光源５９’は、同様に、ファブリペロー
型半導体レーザ１５，１７と反射体１６，１８と偏波保
持ファイバ３１’とを備えている。但し、無偏光励起光
源５９，５９’の出力光は、互いに中心波長が異なる。
これに対し、波長合成器９が設けられている。
９’は、実施の形態１０（図１５）で示した無偏光励起
光源５７と同様構成である。すなわち、無偏光励起光源
５９は、ファブリペロー型半導体レーザ１１，１３と反
射体１２，１４と偏波保持ファイバ３１とを備えてい
る。無偏光励起光源５９’は、同様に、ファブリペロー
型半導体レーザ１５，１７と反射体１６，１８と偏波保
持ファイバ３１’とを備えている。但し、無偏光励起光
源５９，５９’の出力光は、互いに中心波長が異なる。
これに対し、波長合成器９が設けられている。
【００９３】無偏光励起光源５９，５９’の出力光は、
波長合成器９にて波長合成され、合成器６によって光フ
ァイバ７に信号光の進行方向とは逆向きに注入され、一
つのラマン増幅器が構成される。
波長合成器９にて波長合成され、合成器６によって光フ
ァイバ７に信号光の進行方向とは逆向きに注入され、一
つのラマン増幅器が構成される。
【００９４】この構成によれば、４種の波長の異なる励
起光を用いることができるので、広い信号波長に対して
利得を平坦化することや、半導体レーザの数に応じた強
い励起光で高利得のラマン増幅特性を得ることができる
ようになる。
起光を用いることができるので、広い信号波長に対して
利得を平坦化することや、半導体レーザの数に応じた強
い励起光で高利得のラマン増幅特性を得ることができる
ようになる。
【００９５】ここで、以上に示した各実施の形態では、
ラマン増幅器の励起光は光ファイバ中を信号光と反対方
向に伝搬させる後方励起の場合を説明したが、励起光を
信号光と同一方向に伝搬させる前方励起の場合でも、本
発明による無偏光化励起光を用いることによって、ラマ
ン利得の信号光偏波依存性を低減できることは明らかで
ある。
ラマン増幅器の励起光は光ファイバ中を信号光と反対方
向に伝搬させる後方励起の場合を説明したが、励起光を
信号光と同一方向に伝搬させる前方励起の場合でも、本
発明による無偏光化励起光を用いることによって、ラマ
ン利得の信号光偏波依存性を低減できることは明らかで
ある。
【００９６】また、励起光源を構成するレーザその他の
光部品同士を光ファイバで接続する場合を示したが、必
ずしも光ファイバで接続されていることは必須ではな
く、途中空間を光信号が伝搬する部分があっても同様の
効果が得られることは明らかである。
光部品同士を光ファイバで接続する場合を示したが、必
ずしも光ファイバで接続されていることは必須ではな
く、途中空間を光信号が伝搬する部分があっても同様の
効果が得られることは明らかである。
【００９７】
【発明の効果】以上説明したように、つぎの発明によれ
ば、レーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並
ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出
力される。つぎのレーザ光源の出力光は、その偏波軸が
偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に４５度の角度を持
つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイ
スにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角
周波数をΔωとした場合に、(２π／Δω) の近傍を避
けた偏波分散量が与えられる。これによって、２つの偏
波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場合で
も、出力光の無偏光化が図れる。
ば、レーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並
ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出
力される。つぎのレーザ光源の出力光は、その偏波軸が
偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に４５度の角度を持
つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイ
スにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角
周波数をΔωとした場合に、(２π／Δω) の近傍を避
けた偏波分散量が与えられる。これによって、２つの偏
波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場合で
も、出力光の無偏光化が図れる。
【００９８】つぎの発明によれば、レーザ光源からは、
ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有
する実質的に直線偏波の光が出力される。レーザ光源の
出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実
質的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイスと結
合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力
光におけるモード間隔角周波数Δω、中心周角周波数ω
ｃを基準とした角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ω
ｃに対するスペクトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対し
て、
ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有
する実質的に直線偏波の光が出力される。レーザ光源の
出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実
質的に４５度の角度を持つように偏波分散デバイスと結
合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力
光におけるモード間隔角周波数Δω、中心周角周波数ω
ｃを基準とした角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ω
ｃに対するスペクトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対し
て、
【数５】
で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τが与えられる。これによって、２つの偏波モ
ード間の光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出
力光の無偏光化が図れる。
波分散量τが与えられる。これによって、２つの偏波モ
ード間の光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出
力光の無偏光化が図れる。
【００９９】つぎの発明によれば、上記の発明におい
て、レーザ光源には、ファブリペロー型半導体レーザを
使用することができる。
て、レーザ光源には、ファブリペロー型半導体レーザを
使用することができる。
【０１００】つぎの発明によれば、上記の発明におい
て、ファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイス
との間に設けられる反射体は、ファブリペロー型半導体
レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を
構成する。これによって、反射体の安定した反射波長に
ファブリペロー型半導体レーザの発振波長が温度その他
の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができ
る。
て、ファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイス
との間に設けられる反射体は、ファブリペロー型半導体
レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を
構成する。これによって、反射体の安定した反射波長に
ファブリペロー型半導体レーザの発振波長が温度その他
の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができ
る。
【０１０１】つぎの発明によれば、上記の発明におい
て、偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバを用
いることができる。
て、偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバを用
いることができる。
【０１０２】つぎの発明によれば、２台のレーザ光源か
らは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成
分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。この２
台のレーザ光源の出力光は、それぞれ、その偏波軸が偏
波分散デバイスの偏波軸と実質的に４５度の角度を持つ
ように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイス
において、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周
波数Δω、中心周角周波数ωｃを基準とした角周波数ω
の相対角周波数ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状
を表す関数Ａ（ω’）に対して、
らは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成
分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。この２
台のレーザ光源の出力光は、それぞれ、その偏波軸が偏
波分散デバイスの偏波軸と実質的に４５度の角度を持つ
ように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイス
において、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周
波数Δω、中心周角周波数ωｃを基準とした角周波数ω
の相対角周波数ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状
を表す関数Ａ（ω’）に対して、
【数５】
で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τが与えられる。これによって、２台のレーザ
光源それぞれの出力光において、２つの偏波モード間の
光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出力光の無
偏光化が図れる。
波分散量τが与えられる。これによって、２台のレーザ
光源それぞれの出力光において、２つの偏波モード間の
光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出力光の無
偏光化が図れる。
【０１０３】つぎの発明によれば、上記の発明におい
て、２台のレーザ光源には、それぞれファブリペロー型
半導体レーザを使用することができる。
て、２台のレーザ光源には、それぞれファブリペロー型
半導体レーザを使用することができる。
【０１０４】つぎの発明によれば、上記の発明におい
て、２台のファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デ
バイスとの間にそれぞれ設けられる２台の反射体は、そ
れぞれファブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を
選択的に反射して外部共振器を構成する。これによっ
て、反射体の安定した反射波長にファブリペロー型半導
体レーザの発振波長が温度その他の駆動条件で変動する
影響を小さく抑えることができる。
て、２台のファブリペロー型半導体レーザと偏波分散デ
バイスとの間にそれぞれ設けられる２台の反射体は、そ
れぞれファブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を
選択的に反射して外部共振器を構成する。これによっ
て、反射体の安定した反射波長にファブリペロー型半導
体レーザの発振波長が温度その他の駆動条件で変動する
影響を小さく抑えることができる。
【０１０５】つぎの発明によれば、上記の発明におい
て、偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバを用
いることができる。
て、偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバを用
いることができる。
【０１０６】つぎの発明によれば、上記発明のいずれか
一つの無偏光光源装置が信号光にラマン利得を与える波
長域の励起光を発生するのに用いられる。この励起光
は、注入手段によってラマン増幅媒質である光ファイバ
に注入される。その結果、ラマン増幅の利得の偏波依存
性が低減されるので、偏波無依存型のラマン増幅器が得
られる。
一つの無偏光光源装置が信号光にラマン利得を与える波
長域の励起光を発生するのに用いられる。この励起光
は、注入手段によってラマン増幅媒質である光ファイバ
に注入される。その結果、ラマン増幅の利得の偏波依存
性が低減されるので、偏波無依存型のラマン増幅器が得
られる。
【０１０７】つぎの発明によれば、上記発明のいずれか
一つの無偏光光源装置からなる第１および第２の無偏光
光源装置が、それぞれ信号光にラマン利得を与える波長
域の励起光を発生するのに用いられる。第１無偏光光源
装置の出力光は、第１注入手段によってラマン増幅媒質
である第１光ファイバに注入され、第２無偏光光源装置
の出力光は、第２注入手段によってラマン増幅媒質であ
る第２光ファイバに注入される。その結果、２つのラマ
ン増幅器が構成されるが、一方が無偏光光源装置が故障
しても他方無偏光光源装置から双方のラマン増幅器に励
起光を均等に供給できるので、故障による励起光の減少
を小さく食い止めることができ、ラマン増幅器の信頼性
を向上させることができる。
一つの無偏光光源装置からなる第１および第２の無偏光
光源装置が、それぞれ信号光にラマン利得を与える波長
域の励起光を発生するのに用いられる。第１無偏光光源
装置の出力光は、第１注入手段によってラマン増幅媒質
である第１光ファイバに注入され、第２無偏光光源装置
の出力光は、第２注入手段によってラマン増幅媒質であ
る第２光ファイバに注入される。その結果、２つのラマ
ン増幅器が構成されるが、一方が無偏光光源装置が故障
しても他方無偏光光源装置から双方のラマン増幅器に励
起光を均等に供給できるので、故障による励起光の減少
を小さく食い止めることができ、ラマン増幅器の信頼性
を向上させることができる。
【０１０８】つぎの発明によれば、上記発明のいずれか
一つの無偏光光源装置の複数台が、信号光にラマン利得
を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて
発生するのに用いられる。複数台の無偏光光源装置の互
いに中心波長が異なる出力光が、波長合成注入手段にて
波長合成され、ラマン増幅媒質である光ファイバに注入
される。その結果、波長の異なる励起光を使用するの
で、広い信号波長に対して利得を平坦化したり、高利得
のラマン増幅特性を得ることができる。
一つの無偏光光源装置の複数台が、信号光にラマン利得
を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて
発生するのに用いられる。複数台の無偏光光源装置の互
いに中心波長が異なる出力光が、波長合成注入手段にて
波長合成され、ラマン増幅媒質である光ファイバに注入
される。その結果、波長の異なる励起光を使用するの
で、広い信号波長に対して利得を平坦化したり、高利得
のラマン増幅特性を得ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１である無偏光光源装
置の構成を示す概念図である。
置の構成を示す概念図である。
【図２】 図１に示す４５度接続点におけるレーザ光線
と偏波分散デバイスの偏波軸との関係を示す詳細図であ
る。
と偏波分散デバイスの偏波軸との関係を示す詳細図であ
る。
【図３】 図１に示すレーザ光源の出力光スペクトルの
模式図である。
模式図である。
【図４】 波長安定化用ファイバーグレーティングを備
え外部共振器を構成した半導体レーザモジュールの出力
光のスペクトル例を示す図である。
え外部共振器を構成した半導体レーザモジュールの出力
光のスペクトル例を示す図である。
【図５】 図１で示す偏波分散デバイスが与える偏波分
散量τと偏光度（ＤＯＰ）の関係を示す特性図である。
散量τと偏光度（ＤＯＰ）の関係を示す特性図である。
【図６】 この発明の実施の形態２であるラマン増幅器
の構成を示す概念図である。
の構成を示す概念図である。
【図７】 この発明の実施の形態３であるラマン増幅器
の構成を示す概念図である。
の構成を示す概念図である。
【図８】 この発明の実施の形態４であるラマン増幅器
の構成を示す概念図である。
の構成を示す概念図である。
【図９】 図８で示す励起光源（無偏光光源装置）にお
ける偏波分散デバイスが与える偏波分散量τと偏光度
（ＤＯＰ）およびラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤＧ)
の関係を示す特性図である。
ける偏波分散デバイスが与える偏波分散量τと偏光度
（ＤＯＰ）およびラマン増幅利得の偏波依存性(ＰＤＧ)
の関係を示す特性図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５であるラマン増幅
器の構成を示す概念図である。
器の構成を示す概念図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６である無偏光光源
装置の構成を示す概念図である。
装置の構成を示す概念図である。
【図１２】 この発明の実施の形態７であるラマン増幅
器の構成を示す概念図である。
器の構成を示す概念図である。
【図１３】 この発明の実施の形態８であるラマン増幅
器の構成を示す概念図である。
器の構成を示す概念図である。
【図１４】 この発明の実施の形態９であるラマン増幅
器の構成を示す概念図である。
器の構成を示す概念図である。
【図１５】 この発明の実施の形態１０であるラマン増
幅器の構成を示す概念図である。
幅器の構成を示す概念図である。
【図１６】 この発明の実施の形態１１であるラマン増
幅器の構成を示す概念図である。
幅器の構成を示す概念図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１２であるラマン増
幅器の構成を示す概念図である。
幅器の構成を示す概念図である。
１ レーザ光源、２，２’ ４５度接続点、３ 偏波分
散デバイス、４ 偏波合成器、６，６’ 合成器、５，
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５
８’，５９，５９’ 無偏光励起光源、７，７’ 光フ
ァイバ、８ ３ｄＢカプラ、８ 波長合成器、１１，１
３，１５，１７ ファブリペロー型半導体レーザ、１
２，１４，１６，１８ 反射体、３１，３１ 偏波保持
ファイバ。
散デバイス、４ 偏波合成器、６，６’ 合成器、５，
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５
８’，５９，５９’ 無偏光励起光源、７，７’ 光フ
ァイバ、８ ３ｄＢカプラ、８ 波長合成器、１１，１
３，１５，１７ ファブリペロー型半導体レーザ、１
２，１４，１６，１８ 反射体、３１，３１ 偏波保持
ファイバ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 杉原 隆嗣
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 本島 邦明
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 2K002 AB30 CA15 DA10 GA01 HA23
5F072 AK06 PP07 QQ07 YY17
5F073 AB29 BA01 BA09 EA22 EA29
Claims (12)
- 【請求項１】 ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数の
モード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレ
ーザ光源と、 偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５
度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記
レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数をΔω
とした場合に、(２π／Δω) の近傍を避けた偏波分散
量を与える偏波分散デバイスと、 を備えたことを特徴とする無偏光光源装置。 - 【請求項２】 ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数の
モード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレ
ーザ光源と、 偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５
度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記
レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数Δω、
中心周角周波数ωｃを基準とした角周波数ωの相対角周
波数ω’＝ω−ωｃに対するスペクトル形状を表す関数
Ａ（ω’）に対して、 【数５】 で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τを与える偏波分散デバイスと、 を備えたこと特徴とする無偏光光源装置。 - 【請求項３】 前記レーザ光源は、 ファブリペロー型半導体レーザである、 ことを特徴とする請求項１または２に記載の無偏光光源
装置。 - 【請求項４】 前記ファブリペロー型半導体レーザと前
記偏波分散デバイスとの間に、前記ファブリペロー型半
導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振
器を構成する反射体が設けられていることを特徴とする
請求項３に記載の無偏光光源装置。 - 【請求項５】 前記偏波分散デバイスに代えて偏波保持
光ファイバが用いられることを特徴とする請求項４に記
載の無偏光光源装置。 - 【請求項６】 ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数の
モード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力する２
台のレーザ光源と、 前記２台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波合成
手段と、 偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に４５
度の角度を持つように前記偏波合成手段と結合され、前
記２台のレーザ光源のいずれの出力光に対しても、モー
ド間隔角周波数Δω、中心周角周波数ωｃを基準とした
角周波数ωの相対角周波数ω’＝ω−ωｃに対するスペ
クトル形状を表す関数Ａ（ω’）に対して、 【数５】 で表される偏光度(ＤＯＰ)が０.５以下となるような偏
波分散量τを与える偏波分散デバイスと、 を備えたこと特徴とする無偏光光源装置。 - 【請求項７】 前記２台のレーザ光源は、 それぞれファブリペロー型半導体レーザである、 ことを特徴とする請求項６に記載の無偏光光源装置。
- 【請求項８】 前記２台のファブリペロー型半導体レー
ザと前記偏波分散デバイスとの間に、前記２台のファブ
リペロー型半導体レーザそれぞれの出力光の一部を選択
的に反射して外部共振器を構成する２台の反射体が設け
られていることを特徴とする請求項７に記載の無偏光光
源装置。 - 【請求項９】 前記偏波分散デバイスに代えて偏波保持
光ファイバが用いられることを特徴とする請求項８に記
載の無偏光光源装置。 - 【請求項１０】 信号光が伝搬するラマン増幅媒質であ
る光ファイバと、 前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生
する請求項１〜９のいずれか一つに記載の無偏光光源装
置と、 前記光ファイバに前記励起光を注入する注入手段と、 を備えたことを特徴とするラマン増幅器。 - 【請求項１１】 信号光が伝搬するラマン増幅媒質であ
る第１および第２の光ファイバと、 前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生
する請求項１〜９のいずれか一つに記載の第１および第
２の無偏光光源装置と、 前記第１および第２の無偏光光源装置の出力光を結合
し、２分岐出力する結合分岐手段と、前記結合分岐手段
の一方の出力光を前記第１光ファイバに注入する第１注
入手段、および前記結合分岐手段の他方の出力光を前記
第２光ファイバに注入する第２注入手段と、 を備えたことを特徴とするラマン増幅器。 - 【請求項１２】 信号光が伝搬するラマン増幅媒質であ
る光ファイバと、 請求項１〜９のいずれか一つに記載の無偏光光源装置で
あって、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起
光を互いに中心波長を異ならせて発生する複数の無偏光
光源装置と、 前記複数の無偏光光源装置の出力光を波長合成して前記
光ファイバに注入する波長合成注入手段と、 を備えたことを特徴とするラマン増幅器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022453A JP2003224327A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 無偏光光源装置およびラマン増幅器 |
| PCT/JP2003/000729 WO2003065522A1 (en) | 2002-01-30 | 2003-01-27 | Non-polarization light source device and raman amplifier |
| CNB038009609A CN1305188C (zh) | 2002-01-30 | 2003-01-27 | 非偏振光光源装置及拉曼放大器 |
| US10/482,223 US7218441B2 (en) | 2002-01-30 | 2003-01-27 | Non-polarization light source device and raman amplifier |
| EP03701883A EP1437808B1 (en) | 2002-01-30 | 2003-01-27 | Non-polarization light source device and raman amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022453A JP2003224327A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 無偏光光源装置およびラマン増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003224327A true JP2003224327A (ja) | 2003-08-08 |
Family
ID=27654423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002022453A Pending JP2003224327A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 無偏光光源装置およびラマン増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7218441B2 (ja) |
| EP (1) | EP1437808B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003224327A (ja) |
| CN (1) | CN1305188C (ja) |
| WO (1) | WO2003065522A1 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2022549941A (ja) * | 2019-09-30 | 2022-11-29 | エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー | レーザーパッケージおよびレーザーパッケージを備えたシステム |
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| US7499159B2 (en) * | 2004-04-16 | 2009-03-03 | Ahura Corporation | Method and apparatus for conducting Raman spectroscopy using a remote optical probe |
| EP1740914A2 (en) | 2004-04-30 | 2007-01-10 | Ahura Corporation | Method and apparatus for conducting raman spectroscopy |
| US7548311B2 (en) | 2005-04-29 | 2009-06-16 | Ahura Corporation | Method and apparatus for conducting Raman spectroscopy |
| US20060045151A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Daryoosh Vakhshoori | External cavity wavelength stabilized Raman lasers insensitive to temperature and/or external mechanical stresses, and Raman analyzer utilizing the same |
| US20060088069A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-04-27 | Daryoosh Vakhshoori | Uncooled, low profile, external cavity wavelength stabilized laser, and portable Raman analyzer utilizing the same |
| EP1789762A2 (en) * | 2004-08-30 | 2007-05-30 | Ahura Corporation | Use of free-space coupling between laser assembly, optical probe head assembly, spectrometer assembly and/or other optical elements for portable optical applications such as raman instruments |
| US7289208B2 (en) * | 2004-08-30 | 2007-10-30 | Ahura Corporation | Low profile spectrometer and Raman analyzer utilizing the same |
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| US7701571B2 (en) * | 2006-08-22 | 2010-04-20 | Ahura Scientific Inc. | Raman spectrometry assembly |
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| US9250355B2 (en) * | 2011-04-06 | 2016-02-02 | Futurwei Technologies, Inc. | Device and method for optical beam combination |
| US9025241B2 (en) * | 2011-10-14 | 2015-05-05 | Kotura, Inc. | Gain medium providing laser and amplifier functionality to optical device |
| KR102651647B1 (ko) | 2019-03-12 | 2024-03-26 | 루머스 리미티드 | 이미지 프로젝터 |
| JP2023521710A (ja) | 2020-04-20 | 2023-05-25 | ルーマス リミテッド | レーザ効率および眼の安全性を向上させたニアアイディスプレイ |
| EP4264942A1 (en) | 2020-12-20 | 2023-10-25 | Lumus Ltd. | Image projector with laser scanning over spatial light modulator |
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| US3728644A (en) * | 1971-11-01 | 1973-04-17 | Bell Telephone Labor Inc | Polarization transformation apparatus |
| US4042302A (en) * | 1976-03-10 | 1977-08-16 | Westinghouse Electric Corporation | Broadband wavelength discriminator |
| JPS59155806A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-05 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 無偏光素子 |
| US4556293A (en) * | 1983-05-02 | 1985-12-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Broadband unpolarized light source |
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- 2002-01-30 JP JP2002022453A patent/JP2003224327A/ja active Pending
-
2003
- 2003-01-27 US US10/482,223 patent/US7218441B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-27 EP EP03701883A patent/EP1437808B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-27 CN CNB038009609A patent/CN1305188C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-27 WO PCT/JP2003/000729 patent/WO2003065522A1/ja active Application Filing
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070320 |
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