JPH04309929A - 長波長光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波長１．６　μｍ帯で
高出力パルスを出力する長波長光源に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信回線の特性を常時監視する
ために、回線に使用しているものとは異なった波長の光
信号を用いた、光線路の監視試験法が注目を浴びている
。現在光通信に使われている波長帯は、そこにおいて最
も光ファイバの損失が小さくなる１．３　μｍおよび１
．５　μｍ帯である。一方、１．３　μｍ以下では、レ
ーリー散乱による損失が大きく、また、１．４　μｍ帯
は、光ファイバ中に微量含まれるＯＨ基による損失が大
きい。従って、損失が１．３　μｍおよび１．５　μｍ
帯とほぼ同様な１．６μｍ帯が、光線路の監視波長とし
て有望視されている。

【０００３】また、光通信線路の試験、監視に最も有力
な方法は、光パルス試験器（以下、ＯＴＤＲという）を
用いることである。ＯＴＤＲは、ハイパワーパルス光を
光ファイバに入力させ、光ファイバ中で後方に散乱され
た光を時間領域で解析することにより、光線路の損失の
測定、異常点および破断点の探索を行うものである。

【０００４】ＯＴＤＲの光源には、測定可能レンジを拡
大するために、ピ−ク出力の大きなパルス光源が必要と
される。上記監視波長である、１．６　μｍ帯で発振し
、なおかつ高出力なレ−ザとしては、カラ−センタレ−
ザがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラ−
センタレ−ザは増幅媒質である結晶を液体窒素温度まで
冷却する必要があり、軽量小型を要求されるＯＴＤＲの
光源としては適さない。また、１．６　μｍで発振する
レ−ザダイオ−ド（ＬＤ）も開発されているが、その出
力は１〜１０ｍＷ程度の小さな値である。

【０００６】また、カラ−センタレ−ザの他に、石英系
光ファイバを増幅媒質として、誘導ラマン散乱あるいは
ファイバラマン増幅を利用した光源を用いることも考え
られる。

【０００７】ラマン散乱は、単色光を物質に入射したと
き、その物質の光学フォノンと相互作用することにより
、固有な量だけ周波数（言い替えれば波長）がずれた光
が散乱される現象である。このとき、長波長側にずれた
光をスト−クス光と呼び、周波数のずれ量をラマンシフ
トと呼ぶ。入射光強度を増加するにつれ、誘導放出によ
り、コヒ−レントで、かつ、パワ−の大きなスト−クス
光が発生するようになる。これを誘導ラマン散乱と言う
。

【０００８】以上の説明から分かるように、誘導ラマン
散乱を利用すれば、ポンプ光の波長を適切に選択するこ
とにより、所望の波長の大出力光が得られる。ここでポ
ンプ光の波長をλ１（μｍ）、スト−クス光の波長をλ
２（μｍ）、そして、ラマンシフトをδ（ｃｍ−１）で
表すと、これらは （１／λ１−１／λ２）×１０４　＝δ　　　　　　　
　　　…（１）なる関係をほぼ満足する。

【０００９】石英系光ファイバの場合、ラマンシフトδ
は約４３０ｃｍ−１である。従って、例えば、波長λ２
＝１．６５μｍの光を得たい場合には、波長λ１＝１．
５４μｍのポンプ光を用いれば良い。

【００１０】しかし、従来、誘導ラマン散乱の発生に必
要な、ハイパワ−パルスを出力可能で、波長が１．５４
μｍの小型軽量な光源は存在しなかった。例えば、エル
ビウムレ−ザは、波長１．５４μｍで発振する大出力レ
−ザであるが、空冷あるいは水冷が必要な大型レ−ザで
あり、ＯＴＤＲには適さない。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、軽量小型にして波長１．６　μ
ｍ帯でハイパワ−パルス光を出力できる長波長光源を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、請求項１では、波長１．５　μｍ帯のパルス光を出力
する光源と、該光源の出力光を入力光とするエルビウム
ドープ光ファイバ増幅器と、該エルビウムドープ光ファ
イバ増幅器の出力光を入力光とする石英系単一モード光
ファイバと、該石英系単一モード光ファイバの出力側に
配置され、石英系単一モード光ファイバの出力光のうち
波長１．６　μｍ帯の光を透過させる光フィルタとを備
えた。

【００１３】また、請求項２では、波長（λ１）１．５
　μｍ帯のパルス光を出力する第１の光源と、該第１の
光源の出力光を入力光とするエルビウムドープ光ファイ
バ増幅器と、波長（λ２）１．６　μｍの光を出力する
第２の光源と、該エルビウムドープ光ファイバ増幅器の
出力光と前記第２の光源の出力光を合波する合波器と、
該合波器により合波された光を入力信号光とする石英系
単一モード光ファイバと、該石英系単一モード光ファイ
バの出力側に配置され、石英系単一モード光ファイバの
出力光のうち波長１．６　μｍ帯の光を透過させる光フ
ィルタとを備え、 前記波長λ１（単位：μｍ）とλ２（単位：μｍ）は、
（１／λ１−１／λ２）×１０４　＝δδ：前記石英系
単一モード光ファイバ中のラマンシフト（単位：ｃｍ−
１） なる関係をほぼ満足するようにした。

【００１４】また、請求項３では、前記光フィルタを、
エルビウムドープ光ファイバ増幅器により構成した。

【００１５】

【作用】請求項１によれば、光源からの波長１．５　μ
ｍ帯の出力光は、エルビウムド−プ光ファイバ増幅器に
入力され、ここを伝搬中に所定の増幅度をもって増幅さ
れ、所定強度を有するポンプパルス光として出力される
。

【００１６】エルビウムド−プ光ファイバ増幅器から出
力されたポンプパルス光は、石英系単一モ−ド光ファイ
バにその一端より入力される。石英系単一モ−ド光ファ
イバへのポンプパルス光の入力に伴い、光ファイバ中の
誘導ラマン散乱により、波長１．５　μｍ帯のポンプパ
ルス光の大部分は、波長１．６　μｍ帯の光に変換され
る。その結果、１．６　μｍ帯のハイパワ−パルス光が
、石英系単一モ−ド光ファイバから出力される。

【００１７】石英系単一モ−ド光ファイバの出力光は、
光フィルタに入力され、ここでポンプパルス光、雑音光
などがカットされ、所望の１．６　μｍ帯パルス光のみ
が取り出される。

【００１８】また、請求項２によれば、請求項１の場合
と同様に、第１の光源およびエルビウムド−プ光ファイ
バ増幅器により、波長１．５　μｍ帯（波長λ１とする
）のハイパワ−光パルスが得られ、これがポンプパルス
光としてエルビウムド−プ光ファイバ増幅器から出力さ
れる。

【００１９】一方、第２の光源からは波長１．６　μｍ
帯（波長λ２とする）の光が出力され、この出力光とポ
ンプパルス光とが合波器により合波され、石英系単一モ
−ド光ファイバに入力される。このとき、第２の光源の
出力光は、ポンプパルス光とほぼ同時に石英系単一モ−
ド光ファイバに入力される。

【００２０】さらに、ポンプパルス光の波長λ１と第２
の光源の出力光の波長λ２が、上記式（１）　の関係を
ほぼ満足しているとき、第２の光源の出力光は、石英系
単一モ−ド光ファイバにおいて、誘導ラマン散乱による
電力変換過程を通じて、ポンプパルス光により光増幅さ
れる。

【００２１】石英系単一モ−ド光ファイバの出力光は、
光フィルタ４に入力され、ここでポンプパルス光および
雑音光となるラマン散乱光がカットされ、ラマン増幅さ
れた所望の１．６　μｍ帯パルス光のみが取り出される
。

【００２２】また、請求項３によれば、エルビウムド−
プ光ファイバは、波長１．５　μｍ帯の光は吸収し、波
長１．６　μｍ帯の光は透過させ、光フィルタとして機
能する。 その結果、波長が１．６　μｍ帯のハイパワ−パルス光
が取り出される。

【００２３】

【実施例１】図１は、本発明に係る長波長光源の第１の
実施例を示す構成図である。

【００２４】図１において、１は波長１．５　μｍ帯の
パルス光Ｐを出力する光源で、例えば半導体レ−ザから
構成される。この光源１からの出力光Ｐのパルス幅は、
広すぎると後記するエルビウムド−プ光ファイバ増幅器
２の飽和により大きな出力が得られないが、１μｓ近傍
、あるいはそれ以下のパルス幅であれば、ピ−クパワ−
が１Ｗ以上のパルス光を発生できることが実験的に確認
されている。従って、光源１の出力パルス幅は、１μｓ
近傍、あるいはそれ以下のパルス幅に設定される。

【００２５】２はエルビウムド−プ光ファイバ増幅器（
Ｅｒド−プ光ファイバ増幅器）で、光源１の出力パルス
光Ｐを所定の利得をもって増幅する。エルビウムド−プ
光ファイバとは、活性媒質であるエルビウムを石英ある
いはフッ化物に添加した光ファイバである。この光ファ
イバを特定の波長の光で励起することにより、反転分布
を形成し、光増幅作用を持たせたものがエルビウムド−
プ光ファイバ増幅器である（木村、中沢、「光ファイバ
増幅器」、ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ、ＮＯ．１１、ＰＰ．４
７−５３、１９９０参照）。エルビウムド−プ光ファイ
バ増幅器２のパルス光Ｐに対する飽和出力は非常に高く
、１Ｗ以上の出力が得られる。このパワ−は、前述した
誘導ラマン散乱の発生に十分の値である。

【００２６】また、光ファイバにエルビウムのみを添加
したエルビウムド−プ光ファイバ増幅器の場合には、波
長１．５３５　μｍおよび１．５５２　μｍ近傍のみで
大きな増幅度が得られる。しかし、エルビウムとともに
、Ａ■２　Ｏ３　を添加したエルビウムド−プ光ファイ
バ増幅器の場合には、波長が１．５３μｍから１．５７
μｍの広い範囲に亘って大きな増幅度が得られる。

【００２７】３は石英系単一モ−ド光ファイバで、エル
ビウムド−プ光ファイバ増幅器２から出力されたポンプ
パルス光Ｐｐ　をその一端に入力し、誘導ラマン散乱に
より波長１．５　μｍ帯のポンプパルス光Ｐｐ　の大部
分を波長１．６　μｍ帯の光に変換し、他端から出力す
る。

【００２８】４は光フィルタで、石英系単一モ−ド光フ
ァイバ３の出力光からポンプパルス光Ｐｐ　や雑音光を
カットし、所望の１．６　μｍ帯パルス光Ｏｐ　のみを
透過させる。この光フィルタ４は、例えばダイクロイッ
クミラ−、誘電体多層膜フィルタ、回折格子、あるいは
音響光学素子を用いた光フィルタなどから構成される。

【００２９】次に、上記構成による動作を説明する。

【００３０】光源１からの波長１．５　μｍ帯の出力パ
ルス光Ｐは、エルビウムド−プ光ファイバ増幅器２に入
力され、ここを伝搬中に所定の増幅度をもって増幅され
、所定強度を有するポンプパルス光Ｐｐ　として出力さ
れる。

【００３１】エルビウムド−プ光ファイバ増幅器２から
出力されたポンプパルス光Ｐｐ　は、石英系単一モ−ド
光ファイバ３にその一端より入力される。石英系単一モ
−ド光ファイバ３へのポンプパルス光Ｐｐ　の入力に伴
い、光ファイバ中の誘導ラマン散乱により、波長１．５
　μｍ帯のポンプパルス光Ｐｐ　の大部分は、波長１．
６　μｍ帯の光に変換される。その結果、１．６　μｍ
帯のハイパワ−パルス光Ｏｐ　が、石英系単一モ−ド光
ファイバ３から出力される。

【００３２】石英系単一モ−ド光ファイバ３の出力光は
、光フィルタ４に入力され、ここでポンプパルス光Ｐｐ
　、雑音光などがカットされ、所望の１．６　μｍ帯パ
ルス光Ｏｐ　のみが取り出される。

【００３３】なお、ポンプパルス光Ｐｐ　の波長λ１と
出力パルス光Ｏｐ　の波長λ２の関係は、前述した式（
１）　で与えられる。

【００３４】 （１／λ１−１／λ２）×１０４　＝δ　　　　　　　
　　　…（１）ここで、出力パルス光Ｏｐ　について考
察すると、石英系単一モ−ド光ファイバ３の長さが十分
長いとき（光ファイバ長＞＞１／α）、誘導ラマン散乱
のしきい値は、次式 Ｐｔｈ＝３０αＡｅ　／ｇ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　…（２）で与えられる。ここでαは光ファイ
バの損失係数、ｇはラマン利得係数、Ａｅは光ファイバ
の有効断面積である。石英系光ファイバの典型値、ｇ＝
３×１０−１４　ｍ／Ｗ、α＝４．６　×１０−５ｍ−
１（０．２　ｄＢ／ｋｍ）、Ａｅ　＝２×１０−１１　
ｍ２　を式（２）　に代入すると、Ｐｔｈ＝０．９２Ｗ
となる。

【００３５】従って、ピ−クパワ−が１Ｗ以上の上記し
たエルビウムド−プ光ファイバ増幅器２の出力をポンプ
パルス光Ｐｐ　として、石英系単一モ−ド光ファイバ３
に入力させることにより、１．６　μｍ帯のハイパワ−
パルス光Ｏｐ　を容易に得ることができる。

【００３６】なお、エルビウムド−プ光ファイバ増幅器
２は、上記したように、１．５３μｍ〜１．５７μｍの
広い波長域に亘って増幅可能であるため、この波長域で
波長可変のレ−ザ、例えば、外部共振器付半導体レ−ザ
を光源１として使用すれば、容易に１．６　μｍ帯での
波長可変高出力パルス光源を得ることができる。また、
光源１として、上記波長域において異なった波長で発振
する複数のレ−ザを光スイッチなどで切り替えて使用す
ることにより、１．６　μｍ帯の複数の波長で高出力パ
ルスを得ることができる。

【００３７】以上説明したように、本実施例１によれば
、１．５　μｍ帯パルス光源１とエルビウムド−プ光フ
ァイバ増幅器２の使用により、ハイパワ−のポンプパル
ス光Ｐｐ　が得られ、このポンプパルス光Ｐｐ　を１．
５　−１．６　μｍ帯で低損失な石英系単一モ−ド光フ
ァイバ３に入力させるため、この波長帯における誘導ラ
マン散乱のしきい値は低く、また、比較的小さなポンプ
パワ−で、大きなラマン増幅度が得られる。その結果、
大型レ−ザを使用することなく、全て小型の半導体レ−
ザのみの構成で、波長１．６　μｍ帯のハイパワ−パル
ス光を提供することができる。

【００３８】

【実施例２】図２は、本発明に係る長波長光源の第２の
実施例を示す構成図である。

【００３９】本実施例の長波長光源は、ファイバラマン
増幅を利用したものである。すなわち、石英系単一モ−
ド光ファイバ３にポンプパルス光Ｐｐ　を入力させた際
、そのポンプパルス光Ｐｐ　により発生するスト−クス
光の波長とほぼ一致する信号光Ｓを、ポンプパルス光Ｐ
ｐ　と同時に石英系単一モ−ド光ファイバ３に入力させ
、誘導ラマン効果により、信号光Ｓを増幅させるように
構成している。

【００４０】そのため、本実施例では、図１の構成に加
えて、波長１．６　μｍ帯のパルス光（信号光）Ｓｐ　
を出力する第２の光源５を設けると共に、パルス光Ｓｐ
　とエルビウムドウ−プ光ファイバ増幅器２によるポン
プパルス光Ｐｐ　とを合波して石英系単一モ−ド光ファ
イバ３に入力させる合波器６を設けている。

【００４１】第２の光源５は、例えば、パルス状に注入
電流を変化させることにより直接変調した量子井戸半導
体レ−ザなどにより構成され、第１の光源１から同期信
号ＳＳを受けることによりポンプパルス光Ｐｐ　と第２
の光源５からのパルス光Ｓｐ　がほぼ同時に石英系単一
モ−ド光ファイバ３に入力するように制御される。また
、その出力光パルス幅は、ポンプパルス光Ｐｐ　のパル
ス幅とほぼ同一になるように制御される。

【００４２】また、合波器６は、１．５　μｍ帯光信号
と１．６　μｍ帯光信号とを低損失で合波するものであ
り、ダイクロイックミラ−、誘電体多層膜フィルタ、あ
るいは、溶融延伸型ファイバカップラなどにより構成さ
れる。

【００４３】次に、本実施例の動作を説明する。

【００４４】実施例１と同様に、第１の光源１およびエ
ルビウムド−プ光ファイバ増幅器２により、波長１．５
　μｍ帯（波長λ１とする）のハイパワ−光パルスが得
られ、これがポンプパルス光Ｐｐ　としてエルビウムド
−プ光ファイバ増幅器２から出力される。

【００４５】一方、第２の光源５からは波長１．６　μ
ｍ帯（波長λ２とする）のパルス光Ｓｐ　が出力され、
このパルス光Ｓｐ　とポンプパルス光Ｐｐ　とが合波器
６により合波され、石英系単一モ−ド光ファイバ３に入
力される。 このとき、第２の光源５は第１の光源１からの同期信号
ＳＳを受け、パルス光Ｓｐ　はポンプパルス光Ｐｐ　と
ほぼ同時に石英系単一モ−ド光ファイバ３に入力するよ
うに制御され、また、そのパルス幅もポンプパルス光Ｐ
ｐ　のパルス幅とほぼ同一になるように制御されている
。

【００４６】さらに、ポンプパルス光Ｐｐ　の波長λ１
とパルス光Ｓｐ　の波長λ２が、上記式（１）　の関係
をほぼ満足しているとき、第２の光源５からのパルス光
Ｓｐ　は、石英系単一モ−ド光ファイバ３において、誘
導ラマン散乱による電力変換過程を通じて、ポンプパル
ス光Ｐｐ　により光増幅される。このときの増幅度Ｇ（
ｄＢ）は、次式で与えられる。

【００４７】 　　　　　　　　　　　　　　　　Ｇ＝（ｇＰ１　Ｌｅ
　／Ａｅ　−αＬ）・１０ｌｏｇ（ｅ）　　　　　　…
（３）　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｌｅ＝（１
−ｅｘｐ（−αＬ）／α　　　　　　　　　　　　　　
　　…（４）　ここで、Ｐ１　はポンプパルス光Ｐｐ　
の石英系単一モ−ド光ファイバ３への入力パワ−であり
、Ｌは石英系単一モ−ド光ファイバ３の長さである。今
、ｇ＝３×１０−１４　ｍ／Ｗ、α＝４．６　×１０−
５ｍ−１（０．２　ｄＢ／ｋｍ）、Ａｅ　＝２×１０−
１１　ｍ２　、Ｐ１　＝１Ｗ、Ｌ＝４ｋｍとする。この
とき、上記式（３），（４）　から、Ｇ＝２３ｄＢを得
る。

【００４８】従って、１．６　μｍ帯パルス光源である
第２の光源５の出力が１ｍＷであっても、その出力光は
２３ｄＢ増幅され、２００ｍＷというハイパワ−パルス
に変換されることになる。

【００４９】石英系単一モ−ド光ファイバ３の出力光は
、光フィルタ４に入力され、ここでポンプパルス光Ｐｐ
　および雑音光となるラマン散乱光がカットされ、ラマ
ン増幅された所望の１．６　μｍ帯パルス光Ｏｐ　のみ
が取り出される。

【００５０】本実施例２によれば、上記した実施例１の
効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。

【００５１】すなわち、第１に、本実施例の場合、誘導
ラマン散乱のいわゆる「種」となる、第２の光源５から
の出力パルス光Ｓｐ　を、ポンプパルス光Ｐｐ　と一緒
に石英系単一モ−ド光ファイバ３に入力させるので、「
種」を入力させない実施例１の場合に比べ、必要とする
ファイバ長が短くて良く、あるいはポンプパルス光Ｐｐ
　のパワ−が小さくて良い。

【００５２】第２に、本実施例の場合、第２の光源５か
らの出力パルス光Ｓｐ　は、石英系単一モ−ド光ファイ
バ３中において、ポンプパルス光Ｐｐ　と時間的に重な
った部分のみラマン増幅されるので、いずれか一方にお
いて、狭パルス幅のパルスが得られなくとも、他方のパ
ルス幅が狭ければ、石英系単一モ−ド光ファイバ３の出
力には狭パルスが得られる。例えば、第２の光源５から
の出力光は幅の広いパルス光、あるいは極端には、連続
光であっても良い。この場合には、ポンプパルス光Ｐｐ
　と同様のパルス幅を持つ光パルスが石英系単一モ−ド
光ファイバ３から出力される。

【００５３】

【実施例３】図３は、本発明に係る長波長光源の第３の
実施例を示す構成図である。

【００５４】本実施例は、コヒ−レンスの良いプロ−ブ
用パルス光Ｏｐ　と、局発光用の連続光Ｏｃｗを同時に
出力するものであり、コヒ−レントＯＴＤＲに適用可能
な構成としたものである。

【００５５】そのため、本実施例では図３において、連
続光Ｓｃｗを出力する第２の光源５ａとしてコヒ−レン
トのよい連続発振の光源を用いると共に、第２の光源５
ａと合波器６との間に、第２の光源５ａからの連続出力
光Ｓｃｗを２分割する分岐器７と、分岐器７の分割光Ｓ
Ｄ２をパルス光Ｓｐ　に変換する光変調器８を設けてい
る。

【００５６】第２の光源５ａは、例えば“単一モ−ド発
振ＤＦＢ半導体レ−ザ”、“ＤＢＲ半導体レ−ザ”、“
ミラ−、回折格子、あるいは光ファイバを外部共振器と
した半導体レ−ザ”などにより構成される。また、分岐
器７は、例えばビ−ムスプリッタあるいは光ファイバカ
ップラなどにより構成される。

【００５７】さらに、光変調器８は、音響光学変調器（
Ｔｅ　Ｏ２　，ＰｂＭｏＯ４　）あるいは電気光学効果
型変調器（ＬｉＮｂＯ３　）などにより構成される。ま
た、光変調器８は、第１の光源１から同期信号ＳＳを受
けることにより、変調パルス光Ｓｐ　がポンプパルス光
Ｐｐ　と同時に石英系単一モ−ド光ファイバ３に入射す
るように制御される。また、その出力光パルス幅は、ポ
ンプパルス光Ｐｐ　のパルス幅とほぼ同一になるように
制御される。

【００５８】次に、本実施例による動作を説明する。

【００５９】第２の光源５ａからの連続出力光Ｓｃｗは
分岐器７により２分割され、一方の分割光ＳＤ１は出力
Ｏｃｗとして提供され、コヒ−レントＯＴＤＲの局発光
に使われる。他方の分割光ＳＤ２は、光変調器８に入力
され、パルス光Ｓｐ　に変換される。

【００６０】このパルス光Ｓｐ　は、実施例２と同様に
、第１の光源１とエルビウムド−プ光ファイバ増幅器２
との組合せによる出力光である、波長１．５　μｍ帯ポ
ンプパルス光Ｐｐ　と合波器６により合波され、この合
波光は石英系単一モ−ド光ファイバ３に入力される。

【００６１】光変調器８からの出力パルス光Ｓｐ　は、
実施例２の場合と同様に、石英系単一モ−ド光ファイバ
３中でラマン増幅され、光フィルタ４を通過し、出力パ
ルスＯｐ　となる。この出力パルスＯｐ　は、コヒ−レ
ントＯＴＤＲのプロ−ブ用パルスとして使われる。

【００６２】

【実施例４】本実施例では、光フィルタをダイクロイッ
クミラ−などのバルク素子で構成する代わりに、エルビ
ウムド−プ光ファイバにより構成した。

【００６３】上述した実施例１，２および３では、光フ
ィルタ４として、ダイクロイックミラ−、誘電体多層膜
フィルタ、回折格子、あるいは音響光学素子を用いた光
フィルタを使用したが、これらは全てバルク素子である
ため、本発明に係る長波長光源からの出力光Ｏｐ　を光
ファイバに入力させるためには、結合光学装置が新たに
必要となり、光フィルタの挿入損失が大きくなるという
欠点を有している。

【００６４】また、波長多重用の光ファイバ型カップラ
を、光フィルタ４として用いることも考えられる。しか
しこの場合は、クロスト−クが１０乃至２０ｄＢ程度し
かとれず、光強度の大きな波長１．５　μｍ帯のポンプ
パルス光Ｐｐ　を遮断するためには不十分である。

【００６５】そこで、上記本実施例では、光フィルタ４
をバルク素子ではないエルビウムド−プ光ファイバを用
いて構成している。

【００６６】図４は、エルビウムド−プ光ファイバの損
失波長特性を測定した結果を示す図で、同図において、
横軸は波長を、縦軸は損失をそれぞれ示している。

【００６７】図４から分るように、エルビウムド−プ光
ファイバを光励起せずに使用すると、光励起したときに
は大きな増幅が得られる波長域で、逆に大きな吸収特性
を示す。従って、図４から明らかなように、ポンプ波長
λ１として１５３０ｎｍを選ぶと、ポンプ光はエルビウ
ムド−プ光ファイバによる光フィルタ４を通過すると約
８０ｄＢも減衰する。一方、出力光であるλ２の光（こ
の場合、λ２は約１６４０ｎｍ）は殆ど減衰しない。

【００６８】本実施例によれば、光フィルタ４をエルビ
ウムド−プ光ファイバにより構成したので、光ファイバ
と低損失で接続することができる。従って、大きな出力
を当該長波長光源から取り出すことが可能となる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１によれば
、１．５　μｍ帯パルス光源とエルビウムド−プ光ファ
イバ増幅器の使用により、ハイパワ−のポンプ光パルス
が得られ、また、石英系光ファイバの損失は、１．５　
−１．６　μｍ帯で低損失なため、この波長帯における
誘導ラマン散乱のしきい値は低く、また、比較的小さな
ポンプパワ−で、大きなラマン増幅度が得られる。その
結果、大型レ−ザを使用することなく、全て小型の半導
体レ−ザのみの構成で、波長１．６　μｍ帯のハイパワ
−パルス光を提供できる。

【００７０】また、エルビウムド−プ光ファイバ増幅器
は波長１．５　μｍ帯で広い増幅波長域を有し、また、
石英系単一モ−ド光ファイバ中における誘導ラマン散乱
は、１．５μｍ帯の光を１．６　μｍ帯の光に変換する
作用をもつので、波長１．６　μｍ帯において多波長、
あるいは、波長可変のハイパワ−パルス光源を実現でき
る。

【００７１】従って、本長波長光源により軽量小型が要
求される実用的ＯＴＤＲが、波長１．６　μｍ帯で初め
て実現可能となる。

【００７２】また、請求項２によれば、請求項１の効果
に加えて、石英系単一モ−ド光ファイバの長さを短くで
き、あるいはポンプパルス光パワ−を小さくできる。

【００７３】また、請求項３によれば、エルビウムド−
プ光ファイバは、波長１．５　μｍ帯の光は吸収し、波
長１．６　μｍ帯の光は透過させるため、非常に優れた
光フィルタとして機能し、その結果、波長が１．６　μ
ｍ帯のハイパワ−パルス光を取り出すことができる。ま
た、光ファイバと低損失で接続することができる。従っ
て、大きな出力を本長波長光源から取り出すことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る長波長光源の第１の実施例（誘導
ラマン散乱を利用）を示す構成図である。

【図２】本発明に係る長波長光源の第２の実施例（ファ
イバラマン増幅を利用）を示す構成図である。

【図３】本発明に係る長波長光源の第３の実施例（コヒ
−レント光のファイバラマン増幅を利用）を示す構成図
である。

【図４】本発明に係る長波長光源の第４の実施例を説明
するためのもので、エルビウムド−プ光ファイバの損失
波長特性を示す図である。

【符号の説明】

１…光源（第１の光源） ２…エルビウムド−プ光ファイバ増幅器３…石英系単一
モ−ド光ファイバ ４…光フィルタ ５…第２の光源（パルス光源） ５ａ…第２の光源（連続発振光源） ６…合波器 ７…分岐器 ８…光変調器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　波長１．５　μｍ帯のパルス光を出力
   する光源と、該光源の出力光を入力光とするエルビウム
   ドープ光ファイバ増幅器と、該エルビウムドープ光ファ
   イバ増幅器の出力光を入力光とする石英系単一モード光
   ファイバと、該石英系単一モード光ファイバの出力側に
   配置され、石英系単一モード光ファイバの出力光のうち
   波長１．６　μｍ帯の光を透過させる光フィルタとを備
   えたことを特徴とする長波長光源。
2. 【請求項２】　　波長（λ１）１．５　μｍ帯のパルス
   光を出力する第１の光源と、該第１の光源の出力光を入
   力光とするエルビウムドープ光ファイバ増幅器と、波長
   （λ２）１．６　μｍの光を出力する第２の光源と、該
   エルビウムドープ光ファイバ増幅器の出力光と前記第２
   の光源の出力光を合波する合波器と、該合波器により合
   波された光を入力信号光とする石英系単一モード光ファ
   イバと、該石英系単一モード光ファイバの出力側に配置
   され、石英系単一モード光ファイバの出力光のうち波長
   １．６　μｍ帯の光を透過させる光フィルタとを備え、
   前記波長λ１（単位：μｍ）とλ２（単位：μｍ）は、
   （１／λ１−１／λ２）×１０４　＝δδ：前記石英系
   単一モード光ファイバ中のラマンシフト（単位：ｃｍ−
   １） なる関係をほぼ満足することを特徴とする長波長光源。
3. 【請求項３】　　前記光フィルタは、エルビウムドープ
   光ファイバ増幅器からなる請求項１または請求項２記載
   の長波長光源。