JPH0543198B2 - - Google Patents
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- JPH0543198B2 JPH0543198B2 JP59134647A JP13464784A JPH0543198B2 JP H0543198 B2 JPH0543198 B2 JP H0543198B2 JP 59134647 A JP59134647 A JP 59134647A JP 13464784 A JP13464784 A JP 13464784A JP H0543198 B2 JPH0543198 B2 JP H0543198B2
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- optical
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 33
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 33
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 25
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 31
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
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- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
- G02F1/395—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves in optical waveguides
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光伝送方式において、光フアイバの非
線形光学効果による光増幅作用を用いた光信号増
幅装置に関する。
線形光学効果による光増幅作用を用いた光信号増
幅装置に関する。
従来の光フアイバの非線形光学効果による光増
幅作用を利用した光伝送方式の構成例を第５図ａ
に示す。１０は送信部であり、電気信号源１１と
信号光源１２で構成される。２０および２１は光
増幅用フアイバである。３０は中継部であり、ポ
ンプ光源３１とダイクロイツクフイルタ３２によ
りなる。４０は受信部であり、ポンプ光源４１、
ダイクロイツクフイルタ４２、光検出器４３およ
び電気信号検出器４４より構成される。電気信号
源１１より送出された電気信号１３で信号光源１
２の強度を変調し、信号光１４が形成される。信
号光１４は光増幅用フアイバ２０を伝播し、中継
部３０に達する。中継部３０ではポンプ光源３１
よりポンプ光３３が送出され、ダイクロイツクフ
イルタ３２で反射され光増幅用フアイバ２０を送
信部方向に伝播する。信号光１４の様子を第５図
ｂに示すが、送信端で５１のように大きい振幅で
あつたものが、光増幅用フアイバ２０を伝播する
に従つて、５２のように振幅が減衰する。しか
し、逆方向から伝播してくるポンプ光３３によつ
て、信号光は再び増幅され５３のようになる。ポ
ンプ３３光の伝播する様子を第５図ｃに示す。中
継部３０の入射端で光増幅用フアイバに励起され
たポンプ光は６１のように伝播する。ある距離l1
だけ伝播するとポンプ光は１次ストークス光６２
に変換する。さらに距離l2だけ伝播すると、１次
ストークス光６２は２次ストークス光６３に変換
する。この例では１次ストークス光と信号光の波
長を一致させることにより、６２の領域で光増幅
させている。中継部３０のダイクロツクイフイル
タ３２を通過して、光増幅用フアイバ２１に入射
した信号光３４も、上記と同様に光増幅され、受
信部４０に達する。受信部４０では、ダイクロイ
ツクフイルタ４２を通過した信号光４５を光検出
器４３で電気信号４６に変換し、それを電気信号
検出器４４で検出する。
幅作用を利用した光伝送方式の構成例を第５図ａ
に示す。１０は送信部であり、電気信号源１１と
信号光源１２で構成される。２０および２１は光
増幅用フアイバである。３０は中継部であり、ポ
ンプ光源３１とダイクロイツクフイルタ３２によ
りなる。４０は受信部であり、ポンプ光源４１、
ダイクロイツクフイルタ４２、光検出器４３およ
び電気信号検出器４４より構成される。電気信号
源１１より送出された電気信号１３で信号光源１
２の強度を変調し、信号光１４が形成される。信
号光１４は光増幅用フアイバ２０を伝播し、中継
部３０に達する。中継部３０ではポンプ光源３１
よりポンプ光３３が送出され、ダイクロイツクフ
イルタ３２で反射され光増幅用フアイバ２０を送
信部方向に伝播する。信号光１４の様子を第５図
ｂに示すが、送信端で５１のように大きい振幅で
あつたものが、光増幅用フアイバ２０を伝播する
に従つて、５２のように振幅が減衰する。しか
し、逆方向から伝播してくるポンプ光３３によつ
て、信号光は再び増幅され５３のようになる。ポ
ンプ３３光の伝播する様子を第５図ｃに示す。中
継部３０の入射端で光増幅用フアイバに励起され
たポンプ光は６１のように伝播する。ある距離l1
だけ伝播するとポンプ光は１次ストークス光６２
に変換する。さらに距離l2だけ伝播すると、１次
ストークス光６２は２次ストークス光６３に変換
する。この例では１次ストークス光と信号光の波
長を一致させることにより、６２の領域で光増幅
させている。中継部３０のダイクロツクイフイル
タ３２を通過して、光増幅用フアイバ２１に入射
した信号光３４も、上記と同様に光増幅され、受
信部４０に達する。受信部４０では、ダイクロイ
ツクフイルタ４２を通過した信号光４５を光検出
器４３で電気信号４６に変換し、それを電気信号
検出器４４で検出する。
第５図でストークス光の光強度が指数関数的に
減衰するのは、光増幅用フアイバのパラメータが
長さ方向に対して一様だからである。その様子を
第６図に示す。ａは光増幅用フアイバのコア径を
示しており、長さ方向に対して一様である。ｂは
フアイバコアの中心における光強度の長さ依存性
を示している。ポンプ光６１は、距離l1だけ伝播
すると１次ストークス光６２になる。この領域が
信号光との相互作用により光増幅する領域であ
る。
減衰するのは、光増幅用フアイバのパラメータが
長さ方向に対して一様だからである。その様子を
第６図に示す。ａは光増幅用フアイバのコア径を
示しており、長さ方向に対して一様である。ｂは
フアイバコアの中心における光強度の長さ依存性
を示している。ポンプ光６１は、距離l1だけ伝播
すると１次ストークス光６２になる。この領域が
信号光との相互作用により光増幅する領域であ
る。
上記の系で中継距離を長くするためには、光増
幅に関係のある１次ストークス光の領域６２を極
力中継部より遠くに形成する必要がある。すなわ
ち、距離l1を長くする必要がある。そのために
は、ポンプ光の強度を強くするとすぐに１次スト
ークス光に変換するため、距離l1を長くするため
にはポンプ光の強度を強くすることができない。
しかし、その状態で１次ストークス光に変換して
も、光増幅度を大きくすることができない。した
がつて、中継距離を長くすることができない。
幅に関係のある１次ストークス光の領域６２を極
力中継部より遠くに形成する必要がある。すなわ
ち、距離l1を長くする必要がある。そのために
は、ポンプ光の強度を強くするとすぐに１次スト
ークス光に変換するため、距離l1を長くするため
にはポンプ光の強度を強くすることができない。
しかし、その状態で１次ストークス光に変換して
も、光増幅度を大きくすることができない。した
がつて、中継距離を長くすることができない。
本発明は、上述したような系において、光増幅
領域と中継部との間の距離を大きくとることので
きる光信号増幅装置を提供することを目的として
いる。
領域と中継部との間の距離を大きくとることので
きる光信号増幅装置を提供することを目的として
いる。
本発明においては、上述したような光信号増幅
の系において、光フアイバのパラメータを長さ方
向で変化させ、光増幅領域を制御させるように構
成したことを特徴としている。
の系において、光フアイバのパラメータを長さ方
向で変化させ、光増幅領域を制御させるように構
成したことを特徴としている。
第１図に本発明の実施例を示す。ここで説明す
る装置の構成は、第５図の要素と同様の要素から
構成されるが、装置に用いられる光フアイバは、
第１図ａに示すようにコア径の大きな単一モード
フアイバ７１，７１の間にコア径の小さなフアイ
バ７２を挿入した形になつている。コア径の小さ
なフアイバではエネルギー密度が高くなるため、
コア中心部における光強度は第１図ｂにおいて６
４で示すように強くなる。その結果大きな増幅度
が得られる。コア径の異なる単一モードフアイバ
でも、正規化周波数はある程度一致させる必要が
あるため、通常は、コアとクラツド間の比屈折率
差△を変える必要がある。コア径を小さくした場
合は通常△を大きくする。△を大きくするために
は通常Ge等のドープ量を増加するが、それによ
つて、コア部における利得係数も大きくなるため
に、光強度の増加分以上の増幅度を得ることがで
きる。コア径、比屈折率差等の光フアイバパラメ
ータが異なる単一モードフアイバを接続するに
は、融着接続することが望ましい。その場合はパ
ラメータの変化を連続的にすることができるた
め、原理的には同種フアイバの接続と同様の接続
損失を期待することができる。より万全に接続す
るためには、第２図に示すように、正規化周波数
が一定の状態でコアと比屈折率差を変化させたテ
ーパ形単一モードフアイバ７３を介して接続する
方法である。
る装置の構成は、第５図の要素と同様の要素から
構成されるが、装置に用いられる光フアイバは、
第１図ａに示すようにコア径の大きな単一モード
フアイバ７１，７１の間にコア径の小さなフアイ
バ７２を挿入した形になつている。コア径の小さ
なフアイバではエネルギー密度が高くなるため、
コア中心部における光強度は第１図ｂにおいて６
４で示すように強くなる。その結果大きな増幅度
が得られる。コア径の異なる単一モードフアイバ
でも、正規化周波数はある程度一致させる必要が
あるため、通常は、コアとクラツド間の比屈折率
差△を変える必要がある。コア径を小さくした場
合は通常△を大きくする。△を大きくするために
は通常Ge等のドープ量を増加するが、それによ
つて、コア部における利得係数も大きくなるため
に、光強度の増加分以上の増幅度を得ることがで
きる。コア径、比屈折率差等の光フアイバパラメ
ータが異なる単一モードフアイバを接続するに
は、融着接続することが望ましい。その場合はパ
ラメータの変化を連続的にすることができるた
め、原理的には同種フアイバの接続と同様の接続
損失を期待することができる。より万全に接続す
るためには、第２図に示すように、正規化周波数
が一定の状態でコアと比屈折率差を変化させたテ
ーパ形単一モードフアイバ７３を介して接続する
方法である。
第３図は本発明の他の実施例である。単一モー
ドフアイバ７４は正規化周波数がほぼ一定の状態
で、コア径および比屈折率差△がテーパ状に変化
している場合であり、スポツトサイズが長手方向
に沿つて小さくなるため、パワー密度が高くな
り、遠端付近において強い誘導ラマン散乱が発生
する。同一のフアイバの中でこのような変化をさ
せることも考えられるが、光増幅用フアイバを用
いた光伝送方式では中継距離が数百Kmになること
が想定され、多数のフアイバで構成されるため、
コア径および比屈折率差△の異なるフアイバを順
次接続してゆくことは現実的な方法である。
ドフアイバ７４は正規化周波数がほぼ一定の状態
で、コア径および比屈折率差△がテーパ状に変化
している場合であり、スポツトサイズが長手方向
に沿つて小さくなるため、パワー密度が高くな
り、遠端付近において強い誘導ラマン散乱が発生
する。同一のフアイバの中でこのような変化をさ
せることも考えられるが、光増幅用フアイバを用
いた光伝送方式では中継距離が数百Kmになること
が想定され、多数のフアイバで構成されるため、
コア径および比屈折率差△の異なるフアイバを順
次接続してゆくことは現実的な方法である。
今までの説明では１次ストークス光と信号光が
相互併用して光増幅することを想定して説明して
きたが、より高次のストークス光を用いて光増幅
する方法もある。
相互併用して光増幅することを想定して説明して
きたが、より高次のストークス光を用いて光増幅
する方法もある。
また、以上の実施例では、信号光とポンピング
光を光増幅用フアイバの両端から入射する方法に
ついて述べたが、ポンピング光を信号光と合波し
て信号光入射端から入射してもまつたく同様の光
増幅を行うことができる。この場合の構成を第４
図に示す。送信部１０′はポンプ光源３１′を有
し、ダイクロイツクフイルタ３２′によりポンプ
光３３′を信号光１４と合波して光増幅用フアイ
バ２０に結合する。中継部３０′ではダイクロイ
ツクフイルタ３２′により、ポンプ光３３を信号
光と同方向に結合する。受信部４０′ではダイク
ロイツクフイルタ４２により信号光とポンプ光を
分離する。従来、このような構成では、信号光強
度の最も強い部分と、光増幅領域が一致してしま
うために、中継距離を長くする効果は小さかつた
が本発明の装置によれば、増幅領域を先に延ばす
ことができるために、第５図の構成とほぼ同様に
中継間隔を大きくできる効果がある。
光を光増幅用フアイバの両端から入射する方法に
ついて述べたが、ポンピング光を信号光と合波し
て信号光入射端から入射してもまつたく同様の光
増幅を行うことができる。この場合の構成を第４
図に示す。送信部１０′はポンプ光源３１′を有
し、ダイクロイツクフイルタ３２′によりポンプ
光３３′を信号光１４と合波して光増幅用フアイ
バ２０に結合する。中継部３０′ではダイクロイ
ツクフイルタ３２′により、ポンプ光３３を信号
光と同方向に結合する。受信部４０′ではダイク
ロイツクフイルタ４２により信号光とポンプ光を
分離する。従来、このような構成では、信号光強
度の最も強い部分と、光増幅領域が一致してしま
うために、中継距離を長くする効果は小さかつた
が本発明の装置によれば、増幅領域を先に延ばす
ことができるために、第５図の構成とほぼ同様に
中継間隔を大きくできる効果がある。
以上詳細に説明したように本発明に示す光増幅
装置によれば、パラメータ（コア径、比屈折率
差）が連続的に変化している光フアイバ部分を設
けて接続することによつて、光フアイバの接続損
失を減らすとともに、第１の光フアイバにおい
て、外部から入射されかつ第２のフアイバを経由
して送られた励起光により、信号光を有効に増幅
することができ、これによつて結果として励起光
の強度を強くすることなく、効率的な信号光の増
幅が可能であり、中継器との間の距離が長くとる
ことが可能となる効果が得られるものである。
装置によれば、パラメータ（コア径、比屈折率
差）が連続的に変化している光フアイバ部分を設
けて接続することによつて、光フアイバの接続損
失を減らすとともに、第１の光フアイバにおい
て、外部から入射されかつ第２のフアイバを経由
して送られた励起光により、信号光を有効に増幅
することができ、これによつて結果として励起光
の強度を強くすることなく、効率的な信号光の増
幅が可能であり、中継器との間の距離が長くとる
ことが可能となる効果が得られるものである。
第１図ａ，ｂはこの発明の一実施例を示す図で
あつて、同図ａは装置の要部（光フアイバ）の概
略構成図、同図ｂはポンプ光強度を示す図、第２
図、第３図はいずれもこの発明の別の実施例を示
す要部の概略構成図、第４図はこの発明を適用す
る光増幅装置の別の例を示す概略構成図、第５図
ａ〜ｃ、第６図ａ，ｂは従来の光増幅装置を示す
図であつて、第５図ａは装置の概略構成図、第５
図ｂは信号光の強度を示す図、第５図ｃはポンプ
光の強度を示す図、第６図ａは装置の要部の概略
構成図、第６図ｂはポンプ光強度を示す図であ
る。 １０，１０′……送信部、１１……電気信号源、
１２……信号光源、１３，４６……電気信号、１
４，３４，４５……信号光、２０，２１……光増
幅用フアイバ、３０，３０′……中継部、３１，
３１′，４１……ポンプ光源、３２，３２′，４２
……ダイクロイツクフイルタ、３３，３３′……
ポンプ光、４０，４０′……受信部、４３……光
検出器、４４……電気信号検出器、５１……入射
端における信号光、５２……減衰した信号光、５
３……光増幅された信号光、６１……ポンプ光、
６２……１次ストークス光、６３……２次ストー
クス光、６４……小コア径単一モードフアイバの
コア中心部における光強度、７１……コア径の大
きな単一モードフアイバ、７２……コア径の小さ
な単一モードフアイバ（第１の光フアイバ）、７
３……テーパコア径単一モードフアイバ、７４…
…テーパコア径単一モードフアイバ（第２の光フ
アイバ）。
あつて、同図ａは装置の要部（光フアイバ）の概
略構成図、同図ｂはポンプ光強度を示す図、第２
図、第３図はいずれもこの発明の別の実施例を示
す要部の概略構成図、第４図はこの発明を適用す
る光増幅装置の別の例を示す概略構成図、第５図
ａ〜ｃ、第６図ａ，ｂは従来の光増幅装置を示す
図であつて、第５図ａは装置の概略構成図、第５
図ｂは信号光の強度を示す図、第５図ｃはポンプ
光の強度を示す図、第６図ａは装置の要部の概略
構成図、第６図ｂはポンプ光強度を示す図であ
る。 １０，１０′……送信部、１１……電気信号源、
１２……信号光源、１３，４６……電気信号、１
４，３４，４５……信号光、２０，２１……光増
幅用フアイバ、３０，３０′……中継部、３１，
３１′，４１……ポンプ光源、３２，３２′，４２
……ダイクロイツクフイルタ、３３，３３′……
ポンプ光、４０，４０′……受信部、４３……光
検出器、４４……電気信号検出器、５１……入射
端における信号光、５２……減衰した信号光、５
３……光増幅された信号光、６１……ポンプ光、
６２……１次ストークス光、６３……２次ストー
クス光、６４……小コア径単一モードフアイバの
コア中心部における光強度、７１……コア径の大
きな単一モードフアイバ、７２……コア径の小さ
な単一モードフアイバ（第１の光フアイバ）、７
３……テーパコア径単一モードフアイバ、７４…
…テーパコア径単一モードフアイバ（第２の光フ
アイバ）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光フアイバと、この光フアイバに信号光を結
合する手段と、この光フアイバにポンピング光を
結合する手段と、この光フアイバの非線形光学効
果を利用して増幅された上記信号光を取り出す手
段とを備えた光フアイバによる光増幅装置におい
て、 増幅用光フアイバである第１の光フアイバの一
端に、該光フアイバに対してパラメータを連続的
に変化させた第２の光フアイバを接続し、 前記第１の光フアイバは第２の光フアイバに対
してコア径が小径に形成されるとともに、 前記第２の光フアイバは、前記第１の光フアイ
バが接続されている一端部から、他端部に向けて
パラメータが漸次変化するように設けられ、かつ
前記他端部側から、第１の光フアイバにおいて信
号光を増幅するための励起光が入射されることを
特徴とする光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13464784A JPS6114624A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 光フアイバによる光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13464784A JPS6114624A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 光フアイバによる光増幅装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114624A JPS6114624A (ja) | 1986-01-22 |
| JPH0543198B2 true JPH0543198B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=15133256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13464784A Granted JPS6114624A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 光フアイバによる光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114624A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991007690A1 (fr) * | 1989-11-20 | 1991-05-30 | Fujitsu Limited | Amplificateur optique |
| JPH03197903A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ |
| WO2001048550A1 (fr) * | 1999-12-24 | 2001-07-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ligne a transmission optique, procede de fabrication de ligne a transmission optique et systeme de transmission optique |
| KR100430603B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2004-05-10 | 오일환 | 광섬유모듈을 이용한 비선형 광섬유 |
| JP2004196649A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蛍光性ガラス、光増幅用導波路および光増幅モジュール |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211044A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light transmitting excitor |
| JPS53116850A (en) * | 1977-03-22 | 1978-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical fiber device and production thereof |
| JPS56165437A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Optical repeating system for optical communication |
| JPS59126696A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Nec Corp | 光通信用光増幅装置 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13464784A patent/JPS6114624A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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| JPS59126696A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Nec Corp | 光通信用光増幅装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6114624A (ja) | 1986-01-22 |
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