JP2003526819A - ラマン増幅器装置 - Google Patents
ラマン増幅器装置Info
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- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
- H04B10/2916—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using Raman or Brillouin amplifiers
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
送光側に配置された標準単一モード光ファイバ（ＳＳＭＦ）と、第１の光ファイバ（ＯＦ１）と、受光側に配置された第２の光ファイバ（ＯＦ２）から成る直列接続体を介して光信号（ｏｓ）を伝送する際、第１の光ファイバ（ＯＦ１）においてラマン効果を発生させるため、光ポンプ信号（ｐｓ）が受光側で第２の光ファイバ（ＯＦ２）へ入力結合される。それぞれ異なる実効横断面積（Ｑ１，Ｑ２）と非線形定数（ｎ１，ｎ２）をもつ第１および第２の光ファイバ（ＯＦ１，ＯＦ２）を本発明に従い選定することにより、ラマン増幅器装置の実効ノイズ指数が低減される。
Description
【０００１】
本発明は、伝送媒体を介して伝送される光信号を増幅するラマン増幅器装置に
関する。
関する。
【０００２】
既存のおよび将来の光伝送システムたとえばＷＤＭ方式（Wavelength Divisio
n Multiplexing）に従い動作する伝送システムの場合、光ポンプ信号がポンプ波
により標準単一モード光ファイバに入力結合される。その目的は、入力結合ポイ
ントの前におかれた光増幅器たとえばエルビウム増幅器に対し必要な光ポンプパ
ワーを供給するためである。さらにこの種の光ポンプ信号は、伝送すべき光信号
をダイレクトに増幅するために利用され、その際、光ポンプ信号により引き起こ
される光増幅はラマン効果に基づくものである。ラマン効果（"Stimulated Rama
n Scattering"）についてはたとえば Govind P. Agrawal による "Nonlinear Fi
ber Optics", Academic Press, 1995, p.316 - 322 に記載されている。
n Multiplexing）に従い動作する伝送システムの場合、光ポンプ信号がポンプ波
により標準単一モード光ファイバに入力結合される。その目的は、入力結合ポイ
ントの前におかれた光増幅器たとえばエルビウム増幅器に対し必要な光ポンプパ
ワーを供給するためである。さらにこの種の光ポンプ信号は、伝送すべき光信号
をダイレクトに増幅するために利用され、その際、光ポンプ信号により引き起こ
される光増幅はラマン効果に基づくものである。ラマン効果（"Stimulated Rama
n Scattering"）についてはたとえば Govind P. Agrawal による "Nonlinear Fi
ber Optics", Academic Press, 1995, p.316 - 322 に記載されている。
【０００３】
光増幅という課題に対しラマン効果を利用するために特有の実施形態としてラ
マン増幅器が知られており、これについてはたとえば E. Brandon, J.-P. Blond
el による "Raman limited, truly unrepeated transmission ad 2.5 Gbit/s ov
er 453 km with + 30 dBm launched signal power", p. 563 - 564, CEOC98, 20
- 24. 9. 1998, Madrid, Spain または Govind P. Agrawal, "Nonlinear Fiber
Optics", Academic Press, 1995, p. 356 - 359 を参照されたい。
マン増幅器が知られており、これについてはたとえば E. Brandon, J.-P. Blond
el による "Raman limited, truly unrepeated transmission ad 2.5 Gbit/s ov
er 453 km with + 30 dBm launched signal power", p. 563 - 564, CEOC98, 20
- 24. 9. 1998, Madrid, Spain または Govind P. Agrawal, "Nonlinear Fiber
Optics", Academic Press, 1995, p. 356 - 359 を参照されたい。
【０００４】
この場合、強いパワーの光ポンプ信号は光伝送区間の光受光装置の手前で光フ
ァイバに入力結合され、その際、光ポンプ信号は光データ信号とは逆方向に光伝
送媒体つまり光ファイバ内で伝播する。パワーの強いこのような光ポンプ信号の
ために、ラマン効果に基づきポンプ信号の波長に依存する１つまたは複数のスト
ークス波が光ファイバ内に生成され、これによってそれぞれ異なるファイバ形式
において種々の波長をもつ様々な光信号波つまり光信号が強められる。これまで
に実現されているラマン前置増幅器の場合には通常、１５５０〜１５６０ｎｍの
波長をもつ光信号もしくはデータ信号を効果的にまえもって増幅する目的で約１
４５０〜１４６０ｎｍの波長をもつ光ポンプ信号が用いられ、その際に第１のス
トークス波が光信号の前置増幅に利用される。これにより再生中継なく橋渡しし
てつなぐことのできる光伝送区間の伝送距離を著しく長くすることができ、これ
は殊に深海ケーブルによる光伝送区間の実現にあたり非常に大きい経済的利点と
なる。ラマン効果によりできるかぎり高いポンプパワーつまりラマン前置増幅を
光ポンプ信号の入力結合ポイントからいっそう離れたところで達成可能であれば
あるほど、再生中継なくつなげる光伝送区間の全伝送距離をいっそう長くするこ
とができる。
ァイバに入力結合され、その際、光ポンプ信号は光データ信号とは逆方向に光伝
送媒体つまり光ファイバ内で伝播する。パワーの強いこのような光ポンプ信号の
ために、ラマン効果に基づきポンプ信号の波長に依存する１つまたは複数のスト
ークス波が光ファイバ内に生成され、これによってそれぞれ異なるファイバ形式
において種々の波長をもつ様々な光信号波つまり光信号が強められる。これまで
に実現されているラマン前置増幅器の場合には通常、１５５０〜１５６０ｎｍの
波長をもつ光信号もしくはデータ信号を効果的にまえもって増幅する目的で約１
４５０〜１４６０ｎｍの波長をもつ光ポンプ信号が用いられ、その際に第１のス
トークス波が光信号の前置増幅に利用される。これにより再生中継なく橋渡しし
てつなぐことのできる光伝送区間の伝送距離を著しく長くすることができ、これ
は殊に深海ケーブルによる光伝送区間の実現にあたり非常に大きい経済的利点と
なる。ラマン効果によりできるかぎり高いポンプパワーつまりラマン前置増幅を
光ポンプ信号の入力結合ポイントからいっそう離れたところで達成可能であれば
あるほど、再生中継なくつなげる光伝送区間の全伝送距離をいっそう長くするこ
とができる。
【０００５】
この場合、最大のラマン増幅は伝送ファイバにおけるレイリー後方散乱の反射
損失によって制限される。レイリー後方散乱は標準単一モード光ファイバにおい
てファイバの汚れに起因する密度変動によって引き起こされ、これは標準単一モ
ード光ファイバの製造時に偶発的に発生する。標準単一モード光ファイバにおい
てこのような密度変動に起因して屈折率が局所的に変化することにより、伝送す
べき光信号が様々な方向に散乱する。ラマン増幅すなわちラマンポンプパワーが
大きすぎると、「増幅された自発放出」すなわち "Amplified Spontanous Emiss
ion" (ASE) が高められ、つまり光増幅により光信号もしくはデータ信号に加わ
るラマン光増幅器の光学的ノイズが高められて、伝送ファイバ内でラマンポンプ
信号の自励発振が励起され、殊にラマン増幅の場合にはこの作用はレイリー後方
散乱反射よりも著しく余計に大きく強められる。
損失によって制限される。レイリー後方散乱は標準単一モード光ファイバにおい
てファイバの汚れに起因する密度変動によって引き起こされ、これは標準単一モ
ード光ファイバの製造時に偶発的に発生する。標準単一モード光ファイバにおい
てこのような密度変動に起因して屈折率が局所的に変化することにより、伝送す
べき光信号が様々な方向に散乱する。ラマン増幅すなわちラマンポンプパワーが
大きすぎると、「増幅された自発放出」すなわち "Amplified Spontanous Emiss
ion" (ASE) が高められ、つまり光増幅により光信号もしくはデータ信号に加わ
るラマン光増幅器の光学的ノイズが高められて、伝送ファイバ内でラマンポンプ
信号の自励発振が励起され、殊にラマン増幅の場合にはこの作用はレイリー後方
散乱反射よりも著しく余計に大きく強められる。
【０００６】
このため既存の光伝送システムもしくはラマン増幅器装置の場合にはこのよう
な発振を回避するため、光ファイバに入力結合される最大ラマン光ポンプパワー
が相応に低く抑えられる。また、１Ｗよりも小さいラマンポンプパワーを使用し
た場合にはラマン増幅器装置の達成可能な実効ノイズ指数ないしは雑音指数が制
限され（これについては Govind P. Agrawal, "Nonlinear Fiber Optics", Acad
emic Press, 1995, p. 477 - 480 参照）、これにより光データ信号の光ＳＮ比
（ＯＳＮＲ）が余計に劣化してしまう。
な発振を回避するため、光ファイバに入力結合される最大ラマン光ポンプパワー
が相応に低く抑えられる。また、１Ｗよりも小さいラマンポンプパワーを使用し
た場合にはラマン増幅器装置の達成可能な実効ノイズ指数ないしは雑音指数が制
限され（これについては Govind P. Agrawal, "Nonlinear Fiber Optics", Acad
emic Press, 1995, p. 477 - 480 参照）、これにより光データ信号の光ＳＮ比
（ＯＳＮＲ）が余計に劣化してしまう。
【０００７】
さらに T. Kato 等による刊行物 "Ultra Low Nonlinearity Low Loss Pure Si
lica Core Fiber for Long-Haul WDM-Transmission" , Electronic Letters, vo
l.35, no.19, p.1615-17, 9. 1999 によれば、１１０μｍ２ よりも大きいファ
イバ横断面積をもち１５５０ｎｍの信号波長で０．１７ｄＢ／ｋｍという僅かな
減衰定数の光ファイバが知られており、これは従来の標準単一モード光ファイバ
に比べ３０％低減された非線形係数をもっており、したがって数１００ｋｍの距
離を介した光信号の伝送をほぼ歪みなく実現できる。
lica Core Fiber for Long-Haul WDM-Transmission" , Electronic Letters, vo
l.35, no.19, p.1615-17, 9. 1999 によれば、１１０μｍ２ よりも大きいファ
イバ横断面積をもち１５５０ｎｍの信号波長で０．１７ｄＢ／ｋｍという僅かな
減衰定数の光ファイバが知られており、これは従来の標準単一モード光ファイバ
に比べ３０％低減された非線形係数をもっており、したがって数１００ｋｍの距
離を介した光信号の伝送をほぼ歪みなく実現できる。
【０００８】
本発明の基礎とする課題は、ラマン効果を利用した光信号の増幅を最適化する
ことにある。
ことにある。
【０００９】
この課題は、請求項１の上位概念に記載のラマン増幅器装置を前提として請求
項１の特徴部分に記載の構成により解決される。
項１の特徴部分に記載の構成により解決される。
【００１０】
本発明によるラマン増幅器装置の基本的な着想によれば、光伝送媒体として、
送光側に配置された標準単一モードファイバと第１の光ファイバと受光側に配置
された第２の光ファイバとから成る直列接続体が設けられており、その際、第１
の光ファイバ内でラマン効果を発生させるため光ポンプ信号が受光側で第２の光
ファイバに入力結合され、第１の光ファイバは６０μｍ２ よりも小さい実効フ
ァイバ横断面積と１*１０１ １／Ｗよりも大きい非線形定数を有しており、第２
の光ファイバは１００μｍ２ よりも大きい実効ファイバ断面積と１*10- ８ １／
Ｗよりも小さい非線形定数を有している。
送光側に配置された標準単一モードファイバと第１の光ファイバと受光側に配置
された第２の光ファイバとから成る直列接続体が設けられており、その際、第１
の光ファイバ内でラマン効果を発生させるため光ポンプ信号が受光側で第２の光
ファイバに入力結合され、第１の光ファイバは６０μｍ２ よりも小さい実効フ
ァイバ横断面積と１*１０１ １／Ｗよりも大きい非線形定数を有しており、第２
の光ファイバは１００μｍ２ よりも大きい実効ファイバ断面積と１*10- ８ １／
Ｗよりも小さい非線形定数を有している。
【００１１】
本発明によれば、第２の光ファイバが１００μｍ２ を超えた広い実効断面積
と１*10- ８ １／Ｗよりも小さい非線形定数をもつことから、僅かな減衰損失（
約３ｄＢ）でポンプ光を第１の光ファイバへ伝送することができ、そこにおいて
所期のように光データ信号の増幅をラマン効果の発生により実行することができ
る。このため増幅ポイントを受光装置からいっそう隔てて（ほぼ８０ｋｍよりも
遠くに）選定することができ、これにより再生中継なく橋渡し可能な光伝送区間
が本発明によれば長くされ、つまり本発明に従って短くされた標準単一モードフ
ァイバを介して伝送されひいては減衰の僅かな光データ信号が、受光ユニットか
らいっそう離れたところに配置された増幅ポイントにおいてすでに増幅される。
しかもこれにより増幅ポイントにおけるデータ信号の振幅に対しＡＳＥのノイズ
レベルの影響は、そのデータ信号がほとんど減衰されないことから僅かであり、
そのためラマン増幅器装置の実効ノイズ指数が改善される。
と１*10- ８ １／Ｗよりも小さい非線形定数をもつことから、僅かな減衰損失（
約３ｄＢ）でポンプ光を第１の光ファイバへ伝送することができ、そこにおいて
所期のように光データ信号の増幅をラマン効果の発生により実行することができ
る。このため増幅ポイントを受光装置からいっそう隔てて（ほぼ８０ｋｍよりも
遠くに）選定することができ、これにより再生中継なく橋渡し可能な光伝送区間
が本発明によれば長くされ、つまり本発明に従って短くされた標準単一モードフ
ァイバを介して伝送されひいては減衰の僅かな光データ信号が、受光ユニットか
らいっそう離れたところに配置された増幅ポイントにおいてすでに増幅される。
しかもこれにより増幅ポイントにおけるデータ信号の振幅に対しＡＳＥのノイズ
レベルの影響は、そのデータ信号がほとんど減衰されないことから僅かであり、
そのためラマン増幅器装置の実効ノイズ指数が改善される。
【００１２】
本発明によるラマン増幅器装置の別の利点によれば、第１および第２の光ファ
イバは−３３ｄＢよりも小さいレイリー散乱係数と、それぞれ設定されているポ
ンプ波長において０．３ｄＢ／ｋｍよりも小さいファイバ減衰を有している（請
求項２）。
イバは−３３ｄＢよりも小さいレイリー散乱係数と、それぞれ設定されているポ
ンプ波長において０．３ｄＢ／ｋｍよりも小さいファイバ減衰を有している（請
求項２）。
【００１３】
このように僅かなファイバ減衰と小さいレイリー散乱係数により本発明によれ
ば、光伝送媒体において妨害を及ぼすポンプ信号の振動を発生させることなく（
約１Ｗａｔｔよりも大きい）高いポンプパワーを光伝送媒体に入力結合すること
ができる。
ば、光伝送媒体において妨害を及ぼすポンプ信号の振動を発生させることなく（
約１Ｗａｔｔよりも大きい）高いポンプパワーを光伝送媒体に入力結合すること
ができる。
【００１４】
その他の請求項には、本発明によるラマン増幅器装置の別の有利な実施形態が
示されている。
示されている。
【００１５】
次に、図１のブロック図を参照しながら本発明について詳しく説明する。図１
にはそのための一例として、光信号を増幅するための本発明によるラマン増幅器
装置の概略的構成がブロック図で示されている。
にはそのための一例として、光信号を増幅するための本発明によるラマン増幅器
装置の概略的構成がブロック図で示されている。
【００１６】
図１には一例として、送光ユニットＯＴＵと受光ユニットＯＲＵをもった光伝
送区間ＯＴＬが描かれており、この場合、送光ユニットＯＴＵの出力側ｏは標準
単一モード光ファイバＳＳＭＦ、第１および第２の光ファイバＯＦ１，ＯＦ２な
らびに光結合器ＯＫを介して受光ユニットＯＲＵの入力側ｉと接続されている。
標準単一モード光ファイバＳＳＭＦと第１の光ファイバＯＦ１との間もしくは第
１の光ファイバＯＦ１と第２の光ファイバＯＦ２との間の接合ポイントは、図１
では第１の光スプライスポイントＳＳ１もしくは第２の光スプライスポイントＳ
Ｓ２として表されている。さらに光結合器ＯＫは光ポンプファイバＯＰＦを介し
て、出力側ｏを備えた光ポンプ信号ユニットＰＳＵと接続されている。この場合
、光伝送媒体ＯＴＭは本発明によれば標準単一モード光ファイバＳＳＭＦと第１
および第２の光ファイバＯＦ１，ＯＦ２の直列接続によってまとめられている。
送区間ＯＴＬが描かれており、この場合、送光ユニットＯＴＵの出力側ｏは標準
単一モード光ファイバＳＳＭＦ、第１および第２の光ファイバＯＦ１，ＯＦ２な
らびに光結合器ＯＫを介して受光ユニットＯＲＵの入力側ｉと接続されている。
標準単一モード光ファイバＳＳＭＦと第１の光ファイバＯＦ１との間もしくは第
１の光ファイバＯＦ１と第２の光ファイバＯＦ２との間の接合ポイントは、図１
では第１の光スプライスポイントＳＳ１もしくは第２の光スプライスポイントＳ
Ｓ２として表されている。さらに光結合器ＯＫは光ポンプファイバＯＰＦを介し
て、出力側ｏを備えた光ポンプ信号ユニットＰＳＵと接続されている。この場合
、光伝送媒体ＯＴＭは本発明によれば標準単一モード光ファイバＳＳＭＦと第１
および第２の光ファイバＯＦ１，ＯＦ２の直列接続によってまとめられている。
【００１７】
さらに本発明によれば第１の光ファイバＯＦ１は、６０μｍ２ よりも小さい
第１のファイバ実効横断面積Ｑ１と１*１０- １ １／Ｗよりも大きい第１の非線
形定数ｎ１を有しており、第２の光ファイバＯＦ２は１００μｍ２ よりも大き
い第２の実効ファイバ横断面積Ｑ２と１*１０- ８ １／Ｗよりも小さい第２の非
線形定数ｎ２を有しており、つまり第１の実効ファイバ横断面積Ｑ１は第２の実
効ファイバ横断面積Ｑ２よりも小さく、かつ第１の非線形定数ｎ１は第２の非線
形定数ｎ２よりも大きい。これに加えて第１および第２の光ファイバＯＦ１，Ｏ
Ｆ２はたとえば−３３ｄＢよりも小さいレイリー散乱係数と、たとえば１４５０
ｎｍである所定のポンプ波長λｐ において０．３ｄＢ／ｋｍよりも小さいファ
イバ減衰を有している。
第１のファイバ実効横断面積Ｑ１と１*１０- １ １／Ｗよりも大きい第１の非線
形定数ｎ１を有しており、第２の光ファイバＯＦ２は１００μｍ２ よりも大き
い第２の実効ファイバ横断面積Ｑ２と１*１０- ８ １／Ｗよりも小さい第２の非
線形定数ｎ２を有しており、つまり第１の実効ファイバ横断面積Ｑ１は第２の実
効ファイバ横断面積Ｑ２よりも小さく、かつ第１の非線形定数ｎ１は第２の非線
形定数ｎ２よりも大きい。これに加えて第１および第２の光ファイバＯＦ１，Ｏ
Ｆ２はたとえば−３３ｄＢよりも小さいレイリー散乱係数と、たとえば１４５０
ｎｍである所定のポンプ波長λｐ において０．３ｄＢ／ｋｍよりも小さいファ
イバ減衰を有している。
【００１８】
図１によれば、たとえば１５５０ｎｍという波長λｓ をもつ光データ信号つ
まり信号ｏｓが送光ユニットＯＴＵにより形成されて出力側ｏから送出され、つ
いで標準単一モード光ファイバＳＳＭＦに入力結合される。この光信号ｏｓ（λ ｓ ）はついで送光ユニットＯＴＵの出力側ｏから標準単一モード光ファイバＳＳ
ＭＦ、第１の光ファイバＯＦ１、第２の光ファイバＯＦ２および光結合器ＯＫを
介して受光ユニットＯＲＵの入力側ｉに伝送され、その際、破線で示されている
標準単一モード光ファイバＳＳＭＦによって、送光ユニットＯＴＵと受光ユニッ
トＯＲＵとの間でこれまでに実現されていた光伝送区間ＯＴＬの距離たとえば数
１００ｋｍの距離が表される。さらに増幅ポイントＡＰつまり第１の光ファイバ
ＯＦ１の一部分はたとえば点線によって表されており、そこにおいて光信号ｏｓ
（λｓ）の増幅が行われることになり、これにより光信号ｏｓ（λｓ）を受光ユ
ニットＯＲＵへ損失なくさらに伝送できるようになり、つまり受光ユニットＯＲ
Ｕの入力側ｉにおいて光信号ｏｓを再生できるようになる。
まり信号ｏｓが送光ユニットＯＴＵにより形成されて出力側ｏから送出され、つ
いで標準単一モード光ファイバＳＳＭＦに入力結合される。この光信号ｏｓ（λ ｓ ）はついで送光ユニットＯＴＵの出力側ｏから標準単一モード光ファイバＳＳ
ＭＦ、第１の光ファイバＯＦ１、第２の光ファイバＯＦ２および光結合器ＯＫを
介して受光ユニットＯＲＵの入力側ｉに伝送され、その際、破線で示されている
標準単一モード光ファイバＳＳＭＦによって、送光ユニットＯＴＵと受光ユニッ
トＯＲＵとの間でこれまでに実現されていた光伝送区間ＯＴＬの距離たとえば数
１００ｋｍの距離が表される。さらに増幅ポイントＡＰつまり第１の光ファイバ
ＯＦ１の一部分はたとえば点線によって表されており、そこにおいて光信号ｏｓ
（λｓ）の増幅が行われることになり、これにより光信号ｏｓ（λｓ）を受光ユ
ニットＯＲＵへ損失なくさらに伝送できるようになり、つまり受光ユニットＯＲ
Ｕの入力側ｉにおいて光信号ｏｓを再生できるようになる。
【００１９】
光ポンプ信号ユニットＰＳＵにおいて、まえもって決められたポンプ波長λｐ
とポンプ強度Ｉｐをもつ光ポンプ信号ｐｓが形成され、ポンプ信号ユニットＰＳ
Ｕの出力側ｏから光ポンプファイバＯＰＦを介して光結合器へ伝送される。光ポ
ンプ信号ｐｓは光結合器ＯＫによって第２の光ファイバＯＦ２へ入力結合され、
光信号ｏｓの伝送方向とは逆方向で第２の光ファイバＯＦ２から第１の光ファイ
バＯＦ１へ伝播する。光ポンプ信号ｐｓにより第１の光ファイバＯＦ１において
ラマン効果が引き起こされ、つまり第１の光ファイバＯＦにおいてラマン線スペ
クトルもしくは種々の波長の複数のストークス波が発生し、それらによって第１
の光ファイバＯＦ１内の光信号ｏｓが増幅ポイントＡＰにおいて所期のように増
幅される。第１および第２の光ファイバＯＦ１，ＯＦ２におけるファイバ減衰が
僅かなこと、ならびにそれぞれレイリー散乱係数が小さいことによって、本発明
によれば高い（ぼぼ１Ｗよりも大きい）ポンプパワーを光伝送媒体ＯＴＭへ入力
結合することができ、その際、入力結合されたポンプ信号ｐｓによって妨害を及
ぼす発振が伝送媒体ＯＴＭ中で引き起こされることはない。
とポンプ強度Ｉｐをもつ光ポンプ信号ｐｓが形成され、ポンプ信号ユニットＰＳ
Ｕの出力側ｏから光ポンプファイバＯＰＦを介して光結合器へ伝送される。光ポ
ンプ信号ｐｓは光結合器ＯＫによって第２の光ファイバＯＦ２へ入力結合され、
光信号ｏｓの伝送方向とは逆方向で第２の光ファイバＯＦ２から第１の光ファイ
バＯＦ１へ伝播する。光ポンプ信号ｐｓにより第１の光ファイバＯＦ１において
ラマン効果が引き起こされ、つまり第１の光ファイバＯＦにおいてラマン線スペ
クトルもしくは種々の波長の複数のストークス波が発生し、それらによって第１
の光ファイバＯＦ１内の光信号ｏｓが増幅ポイントＡＰにおいて所期のように増
幅される。第１および第２の光ファイバＯＦ１，ＯＦ２におけるファイバ減衰が
僅かなこと、ならびにそれぞれレイリー散乱係数が小さいことによって、本発明
によれば高い（ぼぼ１Ｗよりも大きい）ポンプパワーを光伝送媒体ＯＴＭへ入力
結合することができ、その際、入力結合されたポンプ信号ｐｓによって妨害を及
ぼす発振が伝送媒体ＯＴＭ中で引き起こされることはない。
【００２０】
さらに本発明によれば、たとえば１００μｍ２ を上回る広い第２の実効ファ
イバ横断面積Ｑ２と１*１０- ８ １／Ｗの小さい第１の非線形定数により、光ポ
ンプ信号ｐｓが第２の光ファイバＯＦ２を介して僅かな減衰損失（約３ｄＢ）で
第１の光ファイバＯＦ１へ伝送される。ついでそこにおいて所期のように光デー
タ信号ｏｓの効果的な増幅を、第１のファイバＯＦ１内で光ポンプ信号ｐｓのポ
ンピングにより生じたラマン効果を用いて実行することができる。このようにし
て増幅ポイントＡＰを受光ユニットＯＲＵからいっそう遠くに（おおよそ８０ｋ
ｍを超えたところに）選定することができ、このようにして再生中継なく橋渡し
してつなぐことのできる光伝送区間が本発明によれば長くされ、つまり本発明に
従って短くされた標準単一モードファイバＳＳＭＦを介して伝送されひいては減
衰の僅かな光信号ｏｓが、受光ユニットＯＲＵからいっそう離れたところに配置
された増幅ポイントＡＰにおいてまえもって増幅される。しかもこれにより増幅
ポイントＡＰにおける光信号ｏｓの振幅に対しＡＳＥのノイズレベルの影響が、
光信号ｏｓがほとんど減衰されないことから著しく抑えられ、これによりラマン
増幅器装置の実効ノイズ指数が改善される。
イバ横断面積Ｑ２と１*１０- ８ １／Ｗの小さい第１の非線形定数により、光ポ
ンプ信号ｐｓが第２の光ファイバＯＦ２を介して僅かな減衰損失（約３ｄＢ）で
第１の光ファイバＯＦ１へ伝送される。ついでそこにおいて所期のように光デー
タ信号ｏｓの効果的な増幅を、第１のファイバＯＦ１内で光ポンプ信号ｐｓのポ
ンピングにより生じたラマン効果を用いて実行することができる。このようにし
て増幅ポイントＡＰを受光ユニットＯＲＵからいっそう遠くに（おおよそ８０ｋ
ｍを超えたところに）選定することができ、このようにして再生中継なく橋渡し
してつなぐことのできる光伝送区間が本発明によれば長くされ、つまり本発明に
従って短くされた標準単一モードファイバＳＳＭＦを介して伝送されひいては減
衰の僅かな光信号ｏｓが、受光ユニットＯＲＵからいっそう離れたところに配置
された増幅ポイントＡＰにおいてまえもって増幅される。しかもこれにより増幅
ポイントＡＰにおける光信号ｏｓの振幅に対しＡＳＥのノイズレベルの影響が、
光信号ｏｓがほとんど減衰されないことから著しく抑えられ、これによりラマン
増幅器装置の実効ノイズ指数が改善される。
【００２１】
場合によってはポンプ信号ユニットＰＳＵにおいて様々なポンプ波長λｐ に
よって複数の光ポンプ信号ｐｓを発生させ、光ポンプファイバＯＰＦおよび光結
合器ＯＫを介して第２の光ファイバＯＦ２へ入力結合することができる（図１参
照）。これによりラマン線スペクトルの成形を実現することができ、このことで
複数の光データ信号を、および／または光周波数帯域で伝送可能な光伝送信号ｏ
ｓを効果的に増幅することができる。
よって複数の光ポンプ信号ｐｓを発生させ、光ポンプファイバＯＰＦおよび光結
合器ＯＫを介して第２の光ファイバＯＦ２へ入力結合することができる（図１参
照）。これによりラマン線スペクトルの成形を実現することができ、このことで
複数の光データ信号を、および／または光周波数帯域で伝送可能な光伝送信号ｏ
ｓを効果的に増幅することができる。
【００２２】
本発明によるラマン増幅器装置はＷＤＭ伝送システムに限定されるものではな
く、光信号ＯＳを増幅するために任意の伝送区間ＯＴＬを使用することができる
。
く、光信号ＯＳを増幅するために任意の伝送区間ＯＴＬを使用することができる
。
【図１】
光信号を増幅するための本発明によるラマン増幅器装置の概略的構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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 10/17
Claims (4)
- 【請求項１】 伝送媒体（ＯＴＭ）を介して伝送された光信号を増幅するた
めのラマン増幅器装置において、 光伝送媒体（ＯＴＭ）として、送光側に配置された標準単一モードファイバ（
ＳＳＭＦ）と、第１の光ファイバ（ＯＦ１）と、受光側に配置された第２の光フ
ァイバ（ＯＦ２）とから成る直列接続体が設けられており、 前記第１の光ファイバ（ＯＦ１）内でラマン効果を発生させるため光ポンプ信
号（ｐｓ）が受光側で第２の光ファイバ（ＯＦ２）に入力結合され、 前記第１の光ファイバ（ＯＦ１）は、６０μｍ２ よりも小さい実効ファイバ
横断面積（Ｑ１）と１*１０１ １／Ｗよりも大きい非線形定数（ｎ１）を有して
おり、 前記第２の光ファイバ（ＯＦ２）は、１００μｍ２ よりも大きい実効ファイ
バ断面積（Ｑ２）と１*10- ８ １／Ｗよりも小さい非線形定数を有していること
を特徴とする、 ラマン増幅器装置。 - 【請求項２】 前記の第１および第２の光ファイバは、−３３ｄＢよりも小
さいレイリー散乱係数と、それぞれ設定されているラマンポンプ波長において０
．３ｄＢ／ｋｍよりも小さいファイバ減衰を有している、請求項１記載のラマン
増幅器装置。 - 【請求項３】 光ポンプ信号ユニット（ＰＳＵ）において生成されたポンプ
信号（ｐｓ）を第２の光ファイバ（ＯＦ２）へ入力結合するために光結合ユニッ
ト（ＯＫ）が設けられている、請求項１または２記載のラマン増幅器装置。 - 【請求項４】 第２の光ファイバ（ＯＦ２）の長さは、光ポンプ信号（ｐｓ
）の減衰に依存して３０〜８０ｋｍの範囲にある、請求項１から３のいずれか１
項記載のラマン増幅器装置。
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- 2001-02-06 WO PCT/DE2001/000446 patent/WO2001069821A1/de active IP Right Grant
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