JP4612243B2 - Raman optical amplifier - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラマン光増幅器に関し、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。
【0002】
【従来の技術】
従来より、誘導ラマン散乱を利用して光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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、波長λの励起光は、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。
【0004】
それゆえに、この発明の主たる目的は、広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。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ラマン光増幅器であって、波長λのレーザ光が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、光サーキュレータと、光サーキュレータを介して光発振源に光結合され、波長λ+αのラマン散乱光を励起光として、波長λ+α+β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。光サーキュレータは、第1〜第3のポートを有し、第1のポートに入力された光を第2のポートから出力し、第3のポートに入力された光を第1のポートから出力する。光発振源は、波長λのレーザ光に基づいて、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の第1の端部の側から波長λのレーザ光を散乱光発生用光ファイバに入射する入射部と、散乱光発生用光ファイバの第2の端部と光サーキュレータの第1のポートとの間の光路に設けられ、波長λのレーザ光を反射する第1のファイバブラッググレーティングと、散乱光発生用光ファイバの第1の端部と入射部との間の光路に設けられ、散乱光発生用光ファイバで発生した波長λ+αのラマン散乱光を反射する第2のファイバブラッググレーティングと、入射部と光サーキュレータの第1のポートとの間の光路で散乱光発生用光ファイバの両側に一対で設けられ、散乱光発生用光ファイバで発生した波長λとλ+αとの間の波長を有するラマン散乱光を反射する1対または複数対の第3のファイバブラッググレーティングとを含む。信号光増幅部は、波長λ+α+βの信号光を入力する入力部と、入力部から入力された波長λ+α+βの信号光を増幅する信号光増幅用光ファイバと、信号光増幅用光ファイバによって増幅された波長λ+α+βの信号光を出力する出力部とを含む。光サーキュレータの第2のポート、出力部、信号光増幅用光ファイバ、入力部、および光サーキュレータの第3のポートは、この順でループ状に接続される
【0006】
好ましくは、入射部は、波長λの光と波長λ+α+βの光とを合分波するカプラであり、入力部および出力部の各々は、波長λ+αの光と波長λ+α+βの光とを合分波するカプラである。
【0011】
【発明の実施の形態】
まず、この発明の原理について説明する。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。
【0012】
このときには、該ファイバは波長λ+a1+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。
【0013】
図1はこの発明の一実施形態のラマン光増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。
【0014】
次に、図1に示したラマン光増幅器の動作について説明する。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。
【0015】
この発明の実施形態では、各ラマン散乱光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λ4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。
【0016】
より具体的な実施形態として、ファイバ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。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。
【0017】
図2はこの発明の他の実施形態を示す図である。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。
【0018】
λ1の励起光はFBG3により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。
【0019】
この実施形態においても、各ラマン散乱光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。
【0020】
より具体的な実施形態として、図1に示したファイバや波長λ1〜λ5を用いて1.3μm帯の増幅器を構成できる。
【0021】
図3はこの発明のさらに他の実施形態を示す図である。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λ4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,λ3と、λ2,λ4とを選択的に合分波する。
【0022】
第1のループを周回して分波されたλ2,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。
【0023】
第2のループを周回して分波された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27,28はλ4/λ5カプラである。
【0024】
次に、動作について説明する。λ1の励起光は、λ1/λ3カプラ21から第1のループであるλ1λ3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。
【0025】
散乱光λ4はカプラ23よりλ2ループに入り、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24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λ4/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。
【0026】
この実施形態においても、各ラマン散乱光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。
【0027】
また、具体的な実施形態として、ファイバ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。
【0028】
図4はこの発明のさらに他の実施形態を示す図である。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/λ2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。λ1/λ2カプラ31,32は、λ1とλ2とを選択的に合分波する。
【0029】
光増幅器35の利得がループの光損を超え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λ1/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。
【0030】
この実施形態では、ラマン散乱光が閉ルー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。
【0031】
より具体的な実施形態として、光増幅器35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。
【0032】
今回開示された実施の形態はすべての点で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。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、波長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。
【0034】
したがって、容易に高出力のレーザ光が得られる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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態のラマン光増幅器を示す図である。
【図2】 この発明の他の実施形態を示す図である。
【図3】 この発明のさらに他の実施形態を示す図である。
【図4】 この発明のさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1 レーザ、2 λ1/λ5カプラ、3 ファイバブラ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。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Raman optical amplifier, and more particularly to a Raman optical amplifier that performs optical amplification using stimulated Raman scattering.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a method of performing optical amplification using stimulated Raman scattering is known. In this optical amplification method, pumping light having a wavelength λ is incident on an optical fiber for generating Raman scattered light (hereinafter referred to as an optical fiber), and stimulated Raman scattering is generated by the pumping light, and a gain near the wavelength λ + a is generated in the optical fiber. A belt is made. For example, when λ + a signal light is incident on the optical fiber in such a state, the signal light can be amplified.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the excitation light having the wavelength λ cannot take an arbitrary wavelength due to restrictions on the light source, has a problem that the amplifiable wavelength range is limited and the amplification factor is low, and the range of practical use is narrowed. Recently, a method for improving the amplification factor by confining Raman scattered light in an optical fiber by combining a plurality of types of fiber couplers or connecting a plurality of types of fiber Bragg gratings (FBGs) has been proposed. However, it is difficult to amplify signal light with optical gain and low noise.
[0004]
Therefore, the main object of the present invention is to be able to set the pumping light wavelength in a wide wavelength range, to greatly expand the applicable wavelength, to separate the optical fiber for generating the pumping light, and to maintain a high gain. Thus, the present invention provides a Raman optical amplifier that realizes amplification of signal light with high gain and low noise.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a Raman optical amplifier, an optical oscillation source that generates Raman scattered light having a wavelength λ + α in response to incidence of a laser beam having a wavelength λ, an optical circulator, and an optical oscillation via the optical circulator optically coupled to the source, the Raman scattered light of a wavelength lambda + alpha as excitation light, is configured to include a signal light amplifying section for amplifying and outputting the signal light in response to the incident signal light having a wavelength lambda + alpha + beta The The optical circulator has first to third ports, outputs light input to the first port from the second port, and outputs light input to the third port from the first port. . The optical oscillation source includes an optical fiber for generating scattered light having a wavelength λ + α based on laser light having a wavelength λ, and a laser having a wavelength λ from the first end side of the scattered light generating optical fiber. A laser beam having a wavelength λ is provided in an optical path between an incident portion for entering light into the scattered light generating optical fiber, a second end of the scattered light generating optical fiber, and a first port of the optical circulator. The first fiber Bragg grating to be reflected and the Raman scattered light having the wavelength λ + α generated in the scattered light generating optical fiber is provided in the optical path between the first end of the scattered light generating optical fiber and the incident portion. Wavelengths generated by a pair of the second fiber Bragg grating to be reflected and a pair of both sides of the scattered light generating optical fiber on the optical path between the incident portion and the first port of the optical circulator, and generated by the scattered light generating optical fiber λ and λ + And a third fiber Bragg grating for one or more pairs of reflecting Raman scattered light having a wavelength between. The signal light amplification unit is amplified by an input unit for inputting signal light of wavelength λ + α + β, a signal light amplification optical fiber for amplifying signal light of wavelength λ + α + β input from the input unit, and a signal light amplification optical fiber And an output unit that outputs signal light of wavelength λ + α + β. The second port of the optical circulator, the output unit, the optical fiber for signal light amplification, the input unit, and the third port of the optical circulator are connected in this order in a loop .
[0006]
Preferably, the incident part is a coupler that multiplexes / demultiplexes light of wavelength λ and light of wavelength λ + α + β, and each of the input part and output part multiplexes / demultiplexes light of wavelength λ + α and light of wavelength λ + α + β. It is a coupler.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the principle of the present invention will be described. When light having a wavelength λ is incident on the optical fiber, scattered light (referred to as Raman scattered light) is generated in the wavelength region of wavelength λ + a1 using the incident light as excitation light. If signal light around the wavelength λ + a1 enters the fiber in such a state, the signal light is amplified. Further, when there is no signal light at this wavelength, if the light of wavelength λ is strong, the scattered light of wavelength λ + a1 becomes large, and a chain of λ + a1 + a2 scattered light is generated using this light as excitation light.
[0012]
At this time, the fiber has a gain region around the wavelength λ + a1 + a2, and it is possible to amplify a wavelength far away from the original pumping light. The present invention improves the efficiency of this Raman amplification.
[0013]
FIG. 1 is a diagram showing a Raman optical amplifier according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, light having a wavelength λ1 is input from a laser 1 to a λ1 / λ5 coupler 2 as excitation light. This excitation light is input to a laser oscillation unit 5 composed of a fiber Bragg grating (FBG) 3 having a reflection wavelength of Raman scattering wavelengths λ1 to λ4 and an optical fiber 4 for generating Raman scattered light, and further, an optical circulator 6. Is input to a signal light amplifying unit 10 composed of λ4 / λ5 couplers 7 and 8 and an optical fiber 9 for signal light amplification.
[0014]
Next, the operation of the Raman optical amplifier shown in FIG. 1 will be described. The excitation light of λ1 is folded back by the FBG 3 and travels back and forth through the Raman scattered light generating optical fiber 4 to generate Raman scattered light λ2. The Raman scattered light λ2 is folded by the FBG 3 and confined in the Raman scattered light generating optical fiber 4 to generate the Raman scattered light λ3. Similarly, the Raman scattered light λ4 circulates in a loop constituted by the FBG 3, the Raman scattered light generating optical fiber 4, the optical circulator 6, the λ4 / λ5 couplers 7 and 8, and the signal light amplifying optical fiber 9. To do. At this time, when the λ5 signal light is input from the input port to the optical fiber 9 for signal light amplification via the λ4 / λ5 coupler 8 that multiplexes and demultiplexes the light of wavelengths λ4 and λ5, the light is amplified from the λ4 / λ5 coupler 7 to the output port. The signal light is output.
[0015]
In the embodiment of the present invention, since each Raman scattered light is confined in a closed loop, the Raman scattered light can be generated with high efficiency. Further, since the Raman scattered light λ4 for signal light amplification passes through the signal light amplification optical fiber 9 in a single direction, fluctuations in signal light amplification due to intensity fluctuations of Raman scattered light can be suppressed, and signal light amplification Since the λ5 noise light generated in the optical fiber 9 can be removed by a light source coupler, a low-noise amplifier can be configured.
[0016]
As a more specific embodiment, if the fiber is a light dispersion shifted optical fiber and λ1: 1.06 μm, λ2: 1.12 μm, λ3: 1.17 μm, λ4: 1.23 μ, then the λ5: 1.3 μm band Can be configured. The wavelength of the excitation light can be changed, and further amplification of a longer wavelength band can be supported by the further chain of Raman scattering.
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention. This embodiment shows a method of amplifying the signal light having the wavelength λ5 by creating the Raman laser light having the wavelength λ4 by chaining the Raman scattered light using the light having the wavelength λ1 as the excitation light. The laser 1 having the wavelength λ1 is connected to a first loop including an FBG 3 having a reflection wavelength of Raman scattering wavelengths λ1 to λ3, an optical fiber 4 for generating Raman scattered light, and a 3 dB coupler 11, and this first loop is 3 dB. The coupler 11 is connected to a second loop including the λ4 / λ5 couplers 7 and 8 and the optical fiber 9 for signal light amplification.
[0018]
The excitation light of λ1 travels back and forth through the Raman scattered light generating optical fiber 4 by the FBG 3 to generate Raman scattered light λ2. The Raman scattered light λ2 is folded by the FBG 3 and confined in the Raman scattered light generating optical fiber 4 to generate the Raman scattered light λ3. Similarly generated Raman scattered light λ4 circulates in the second loop via the 3 dB coupler 11 as it circulates in the first loop. At this time, when the λ5 signal light is input from the input port to the optical fiber 9 for signal light amplification via the λ4 / λ5 coupler 8 that multiplexes and demultiplexes the light of wavelengths λ4 and λ5, the light is amplified from the λ4 / λ5 coupler 7 to the output port. The signal light is output.
[0019]
Also in this embodiment, since each Raman scattered light is confined in a closed loop, the Raman scattered light can be generated with high efficiency. Further, it can be configured only with simple optical components.
[0020]
As a more specific embodiment, a 1.3 μm band amplifier can be configured using the fiber shown in FIG. 1 and the wavelengths λ1 to λ5.
[0021]
FIG. 3 is a view showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, Raman scattered light is chain-generated at λ2 and λ3 using light of wavelength λ1 as excitation light to generate Raman laser light of wavelength λ4, thereby amplifying signal light of wavelength λ5. For this purpose, the λ1 / λ3 coupler 21, the coupler 22, the Raman scattered light generating optical fiber 24, and the coupler 23 shown in FIG. 3A constitute a first loop that is a λ1λ3 loop. Light of wavelength λ1 is input as excitation light from the laser 1 to one loop. The couplers 22 and 23 selectively multiplex / demultiplex λ1 and λ3 and λ2 and λ4 as shown in FIG.
[0022]
Λ2 and λ4 demultiplexed around the first loop are second λ2 loops including the coupler 22, the Raman scattered light generating optical fiber 24, the coupler 23, the coupler 25, and the coupler 26. Go around the loop. The couplers 25 and 26 selectively multiplex / demultiplex λ2 and λ4 as shown in FIG.
[0023]
Λ4 demultiplexed around the second loop is the coupler 22, the Raman scattered light generating optical fiber 24, the coupler 23, the coupler 25, the coupler 27, the coupler 28, the coupler 26, and the optical fiber. The third loop which is a λ4 loop consisting of 29 is circulated. The couplers 27 and 28 are λ4 / λ5 couplers.
[0024]
Next, the operation will be described. The λ1 excitation light circulates from the λ1 / λ3 coupler 21 through the λ1λ3 loop, which is the first loop, and the Raman scattered light λ2 is generated in the Raman scattered light generating optical fiber 24. The scattered light λ2 enters the second loop λ2 loop from the coupler 23 and circulates, and Raman scattered light λ3 is generated in the Raman scattered light generating optical fiber 24. The scattered light λ3 enters the first loop λ1λ3 loop by the coupler 23, and the Raman scattered light λ4 is generated in the Raman scattered light generating optical fiber 24.
[0025]
The scattered light λ 4 enters the λ 2 loop from the coupler 23, and further enters the third λ 4 loop by the coupler 25 and circulates, thereby forming a condition for generating the Raman scattered light λ 5 in the Raman scattered light generating optical fiber 24. At this time, when signal light is input from the input port via the λ4 / λ5 coupler 28 that multiplexes / demultiplexes light of wavelengths λ4 and λ5, the amplified signal light is output from the λ4 / λ5 coupler 27 to the output port.
[0026]
Also in this embodiment, since each Raman scattered light is confined in a closed loop, Raman scattering can be generated with high efficiency.
[0027]
As a specific embodiment, if the fiber is an optical dispersion shifted optical fiber and λ1: 1.06 μm, λ2: 1.12 μm, λ3: 1.17 μm, λ4: 1.23 μ, then λ5: 1.3 μm. A band amplifier can be constructed.
[0028]
FIG. 4 is a view showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, pumping light having a wavelength λ1 is obtained by a fiber ring laser, thereby amplifying signal light having a wavelength λ2. That is, the λ1 / λ2 coupler 31, the signal light amplification optical fiber 33, the λ1 / λ2 coupler 32, the wavelength tunable optical filter 34, and the broadband optical amplifier 35 constitute an optical loop. The λ1 / λ2 couplers 31 and 32 selectively multiplex / demultiplex λ1 and λ2.
[0029]
When the gain of the optical amplifier 35 exceeds the optical loss of the loop, it becomes a fiber ring laser, and laser oscillation occurs at the pass wavelength λ 1 of the wavelength tunable optical filter 34. At this time, a condition for generating Raman scattered light λ2 in the optical fiber 33 for signal light amplification is formed. Here, when the λ2 signal light is input from the input port to the signal light amplification optical fiber 33 via the λ1 / λ2 coupler, the amplified signal light is output from the output port.
[0030]
In this embodiment, since the Raman scattered light is confined in a closed loop, Raman scattering can be generated with high efficiency, and the wavelength λ1 is changed by the wavelength tunable optical filter 34 to easily change the characteristics of the optical amplifier. Is also possible.
[0031]
As a more specific embodiment, when a thulium-doped optical fiber amplifier is used as the optical amplifier 35, λ1 can be varied from 1.46 μm to 1.48 μm, and an optical amplifier near the 1.55 μm band can be configured.
[0032]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in response to the light of wavelength λ being incident on the optical oscillation source as excitation light, Raman scattered light of wavelength λ + α is generated and optically coupled to the optical oscillation source, The Raman scattered light with the wavelength λ + α circulates, and the signal light around the wavelength λ + α can be amplified and output in response to the signal light amplifying unit being incident.
[0034]
Therefore, a 1.06 μm laser that can easily obtain a high-power laser beam, or a signal with a wavelength of 1.3 μm band, 1.44 μm band, 1.52 μm band, etc. for which amplification technology has not been established by using a fiber laser as excitation light. Optical gain and low noise amplification can be realized. As a result, it can be expected that the wavelength of signal light for optical communication will be greatly expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a Raman optical amplifier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 laser, 2 λ1 / λ5 coupler, 3 fiber Bragg grating (FBG), 4,24 optical fiber for Raman scattered light generation, 5 laser oscillation unit, 6 optical circulator, 7, 8, 27, 28 λ4 / λ5 coupler, 9 , 29, 33 Optical fiber for signal light amplification, 10 Signal light amplifier, 21 λ1 / λ3 coupler, 22, 23, 25, 26 Coupler, 31, 32 λ1 / λ2 coupler, 34 Tunable optical filter, 35 Optical amplifier.

Claims (2)

波長λのレーザ光が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、
第1〜第3のポートを有し、前記第1のポートに入力された光を前記第2のポートから出力し、前記第3のポートに入力された光を前記第1のポートから出力する、光サーキュレータと、
前記光サーキュレータを介して前記光発振源に光結合され、前記波長λ+αのラマン散乱光を励起光として、波長λ+α+β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
前記光発振源は、
前記波長λのレーザ光に基づいて、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の第1の端部の側から前記波長λのレーザ光を前記散乱光発生用光ファイバに入射する入射部と、
前記散乱光発生用光ファイバの第2の端部と前記光サーキュレータの前記第1のポートとの間の光路に設けられ、前記波長λのレーザ光を反射する第1のファイバブラッググレーティングと、
前記散乱光発生用光ファイバの前記第1の端部と前記入射部との間の光路に設けられ、前記散乱光発生用光ファイバで発生した前記波長λ+αのラマン散乱光を反射する第2のファイバブラッググレーティングと、
前記入射部と前記光サーキュレータの前記第1のポートとの間の光路で前記散乱光発生用光ファイバの両側に一対で設けられ、前記散乱光発生用光ファイバで発生した波長λとλ+αとの間の波長を有するラマン散乱光を反射する1対または複数対の第3のファイバブラッググレーティングとを含み、
前記信号光増幅部は、
前記波長λ+α+βの信号光を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記波長λ+α+βの信号光を増幅する信号光増幅用光ファイバと、
前記信号光増幅用光ファイバによって増幅された前記波長λ+α+βの信号光を出力する出力部とを含み、
前記光サーキュレータの前記第2のポート、前記出力部、前記信号光増幅用光ファイバ、前記入力部、および前記光サーキュレータの前記第3のポートは、この順でループ状に接続される、ラマン光増幅器。
An optical oscillation source that generates Raman scattered light of wavelength λ + α in response to the incidence of laser light of wavelength λ;
Having first to third ports, outputting light input to the first port from the second port, and outputting light input to the third port from the first port; , With optical circulator,
Optically coupled to said optical oscillation source through the optical circulator, the Raman scattered light of the wavelength lambda + alpha as excitation light, amplifies the signal light in response to the incident signal light having a wavelength lambda + alpha + beta A signal light amplification unit ,
The optical oscillation source is:
An optical fiber for generating scattered light that generates Raman scattered light having a wavelength λ + α based on the laser light having the wavelength λ,
An incident part that makes the laser light having the wavelength λ incident on the optical fiber for scattered light generation from the first end side of the optical fiber for scattered light generation;
A first fiber Bragg grating provided in an optical path between the second end of the scattered light generating optical fiber and the first port of the optical circulator, and reflecting the laser light having the wavelength λ;
A second light path is provided in the optical path between the first end of the scattered light generating optical fiber and the incident portion, and reflects the Raman scattered light having the wavelength λ + α generated in the scattered light generating optical fiber. Fiber Bragg grating,
The optical path between the incident part and the first port of the optical circulator is provided in a pair on both sides of the scattered light generating optical fiber, and has a wavelength λ and λ + α generated by the scattered light generating optical fiber. One or more pairs of third fiber Bragg gratings that reflect Raman scattered light having a wavelength between,
The signal light amplifier is
An input unit for inputting the signal light having the wavelength λ + α + β;
An optical fiber for signal light amplification that amplifies the signal light of the wavelength λ + α + β input from the input unit;
An output unit that outputs the signal light of the wavelength λ + α + β amplified by the signal light amplification optical fiber;
The second port of the optical circulator, the output unit, the optical fiber for signal light amplification, the input unit, and the third port of the optical circulator are connected in a loop in this order, Raman light amplifier.
前記入射部は、波長λの光と波長λ+α+βの光とを合分波するカプラであり、The incident portion is a coupler that multiplexes / demultiplexes light of wavelength λ and light of wavelength λ + α + β,
前記入力部および前記出力部の各々は、波長λ+αの光と波長λ+α+βの光とを合分波するカプラである、請求項1に記載のラマン光増幅器。2. The Raman optical amplifier according to claim 1, wherein each of the input unit and the output unit is a coupler that multiplexes and demultiplexes light having a wavelength λ + α and light having a wavelength λ + α + β.
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