JP2921971B2 - 光ファイバ伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバ増幅器を用いた光ファイバ伝
送方式に関する。

（従来の技術） 近年、この種の光ファイバ伝送方式においては、エル
ビウム（Er）等の希土類元素をドープした光ファイバに
所定の波長を有した励起光を導入してなる光ファイバ増
幅器を出力増幅手段として用いる方式が研究開発されて
いる。このような光ファイバ伝送方式における光ファイ
バ増幅器は、在来からの半導体レーザを利用したレーザ
増幅器に比して、偏波依存性が少ない、伝送用光ファイ
バとの結合損失が小さい、温度特性に優れる、増幅用波
長域が大きい等の特長を有することにより、光通信シス
テムの構築に非常に有用であるとされている。

また、上記光ファイバ伝送方式における光ファイバ増
幅器は、励起光を導入するための励起光源を増幅用光フ
ァイバと一定の間隔離間して配置することが可能である
ことから、例えば光ファイバ増幅器を海中等の電力供給
や保守点検が困難な場所に設置する場合等においても適
用が容易であるという利点も有している。

第３図はこのような従来の光ファイバ伝送方式の要部
を取り出して示すもので、伝送用光ファイバ１の中間部
には希土類元素をドープした光ファイバ２が介在され
る。この増幅用光ファイバ２の下位側には励起光源４が
配設され、この励起光源４から放射される所定波長λｐ
の励起光がカプラ３を介して伝送用光ファイバ１に伝送
されて増幅用光ファイバ２に導入される。

ところが、上記光ファイバ伝送方式にあっては、その
構成上、励起光源４からの励起光が伝送用光ファイバ１
を通って増幅用光ファイバ２に導入されるために、伝送
用光ファイバ固有の光損失により励起パワーが低減さ
れ、その増幅度、すなわち増幅率が低下されるという問
題を有していた。

この問題を解決する手段としては、励起光源４の光出
力を大きく採ることにより、所望の増幅率を確保するこ
とが考えられるが、このように励起パワーを増加する
と、光ファイバ固有の吸収及び散乱の損失に加え、非線
形光学効果にともなう誘導ラマン散乱、誘導プリリアン
散乱が多くなって、その励起光が消費されるために、結
果として所望の励起パワーを確保することが困難とな
る。この非線形光学効果は励起光の励起パワーが大きく
なればなるほど大きくなるという特徴を有する。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来の光ファイバ伝送方式では、
励起パワーが低減されるために、増幅率が低いという問
題を有していた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成
簡易にして、高効率な光増幅を実現し得るようにした光
ファイバ伝送方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、光ファイバ増幅器を用いた光ファイバ伝
送方式において、増幅用光ファイバと離間して配置さ
れ、該増幅用光ファイバに対して1.5μｍ波長帯に属
し、かつ互いに波長の異なる複数の励起光を導入する励
起光源を備えて構成したものである。

また、この発明に係わる前記励起光源からの複数波長
の励起光は、前記希土類元素をドープした光ファイバに
対して伝送用光ファイバの上位及び下位側のいずれか一
方から伝達されてなることを特徴とするものである。

また、この発明に係わる前記励起光源からの複数波長
の励起光は、前記増幅用光ファイバに対して前記伝送用
光ファイバの上位及び下位側の双方から伝達されてなる
ことを特徴とするものである。

（作用） 上記構成によれば、励起光源からの励起光は、複数の
波長に設定されることにより、これらの複数の波長にお
ける各励起パワーの合計が実質的な励起パワーとなるた
め、各波長における励起パワーの軽減を図っても所望の
励起パワーの確保が可能となる。従って、非線形光学効
果の生じる割合が小さい励起パワーを保った状態におい
て、実質的な励起光パワーの増加が図れるので、可及的
に増幅率を向上することが可能となる。

しかも上記構成では、各励起光の波長が共に1.5μｍ
波長帯に属している。これにより、伝送用光ファイバの
特性から、励起光源から増幅用光ファイバに至るまでの
励起光の減衰を最小限に抑えることができる。したがっ
て、例えば海底光ファイバケーブルシステムなどのよう
に、増幅地点と光源設置地点との距離が離れている場合
に特に有効である。

（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る光ファイバ伝送方
式の要部を示すもので、伝送用光ファイバ10の中間部に
は増幅用光ファイバ11が介在される。この増幅用光ファ
イバ11は、例えばErドープ光ファイバで構成される。そ
して、伝送用光ファイバ10の下位側には励起光源13が増
幅用光ファイバ11に対して所定の間隔離間されて配設さ
れる。この励起光源13は複数波長、例えば２波長（λp1
＝1.48μｍ、λp2＝1.49μｍ）の励起光を放射する。こ
の励起光源13で放射された複数波長の励起光は、図示し
ない誘電体フィルタあるいは偏光ビームスプリッタを介
して合波された後、カプラ12によって伝送用光ファイバ
10に導入され、増幅用光ファイバ11に導入されて励起光
として消費され、出力を増強する。

このように、上記光ファイバ伝送方式は伝送用光ファ
イバ10の中間部に設けられた増幅用光ファイバ11に対し
てカプラ12を介して複数波長の励起光を導入するように
構成した。これによれば、励起光源13からの複数波長の
励起光は波長毎の各励起パワーの合計が実質的な励起パ
ワーとなるため、各波長における励起パワーの軽減を図
っても所望の励起パワーの確保が可能となる。この結
果、非線形光学効果の生じる割合が小さい励起パワーを
保った状態において、実質的な励起光パワーの増加が図
れるので、その増幅率の向上を図ることができる。

なお、上記実施例では、励起光源13を伝送用光ファイ
バ10の下位側に配設して、この励起光源13からの励起光
を伝送用光ファイバ10の下位側より増幅用光ファイバ11
に伝達するように構成した場合で説明したが、これに限
ることなく、励起光源13からの励起光を伝送用光ファイ
バ10の上位側から伝達するように構成することも可能で
ある。また、この発明は、第２図に示すように増幅用光
ファイバ11に対して伝送用光ファイバ10の上位及び下位
側の双方に励起光源13a,13bを配設し、伝送用光ファイ
バ10の上位及び下位側より励起光を伝達するように構成
することも可能である。この場合には、励起光源13a,13
bのいずれか一方が故障しても、他の系統で作動が可能
となるという利点も有する。

さらに、上記実施例では、２波長の励起光を用いて構
成したが、これに限ることなく、３波長以上の励起光を
用いて構成することが可能なもので、波長数が多ければ
多いいほど、１波長における励起パワーを小さくするこ
とが可能となることにより、その非線形光学効果の抑制
が図れるため、さらに有効な効果が期待される。

よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易に
して、高効率な光増幅を実現し得るようにした光ファイ
バ伝送方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る光ファイバ伝送方式
の要部を示す図、第２図はこの発明の他の実施例を示す
図、第３図は従来の光ファイバ伝送方式を示す図であ
る。 10……伝送用光ファイバ、11……増幅用光ファイバ、1
2,12a,12b……カプラ、13,13a,13b……励起光源。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01S 3/06 H01S 3/10 G02F 1/35 501 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】希土類元素をドープした増幅用光ファイバ
   に所定に波長を有した励起光を導入してなる光ファイバ
   増幅器を用いた光ファイバ伝送方式において、 前記希土類元素をドープした光ファイバと離間して配置
   され、該希土類元素をドープした光ファイバに対して1.
   5μｍ波長帯に属しかつ互いに波長の異なる複数の励起
   光を導入する励起光源を具備したことを特徴とする光フ
   ァイバ伝送方式。
2. 【請求項２】前記励起光源からの複数波長の励起光は前
   記希土類元素をドープした光ファイバに対して伝送用光
   ファイバの上位及び下位側のいずれか一方から伝達され
   てなることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ伝送
   方式。
3. 【請求項３】前記励起光源からの複数波長の励起光は前
   記増幅用光ファイバに対して前記伝送用光ファイバの上
   位及び下位側の双方から伝達されてなることを特徴とす
   る請求項１記載の光ファイバ伝送方式。