JPH065959A - 光リピーター - Google Patents

光リピーター

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JPH065959A
JPH065959A JP5044160A JP4416093A JPH065959A JP H065959 A JPH065959 A JP H065959A JP 5044160 A JP5044160 A JP 5044160A JP 4416093 A JP4416093 A JP 4416093A JP H065959 A JPH065959 A JP H065959A
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optical
fiber
repeater
pulse
grating
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JP5044160A
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English (en)
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Christophr Byron Kevin
ケビン・クリストファー・バイロン
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Nortel Networks Ltd
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Northern Telecom Ltd
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    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光パルスの再形成（増幅）及びその光のスペク
トルを狭帯域化する光リピーターを提供する。 【構成】光増幅ファイバー（５）及び方向性カプラー手
段（３）を具備する光リピーター。入力パルス（１）は
前記光ファイバー内に書き込まれた各格子（７）によ
り、前記パルス（１）のスペクトル的内容に依存して反
射する。従って出力パルス（８）が再形成（増幅）さ
れ、スペクトル的に狭帯域となる。これらの格子は異な
る間隔を有し、それゆえ所定特徴を各々有する出力パル
スが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光発生器を含む光リピー
ター(repeaters) 、つまり光パルスの再形成（増幅）及
びその光をスペクトル的に狭くする光学手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】エルビウム(erbium)などがドープされた
ファイバーアンプ(fibre amplifier)の用途は広がって
いる。しかし、それらは単に増幅を提供するだけであ
り、例えば海底など長距離電話通信などの用途には、ス
ペクトルの狭帯域化が要求される。
【０００３】
【課題を解決するための手段と作用】本発明による光リ
ピーターは、光増幅導波管と、入力光パルスを前記導波
管に結合し、その入力パルスに対応する出力光パルスを
前記導波管から提供する方向性カプラー(directional c
oupler) 手段を具備する。前記光導波管は長さ方向に沿
って複数の格子を有し、前記各格子は入力パルスのスペ
クトル的内容に依存して、前記リピーターの使用中に入
力光パルスを反射して前記カプラー手段に戻し、前記光
増幅導波管は入力光パルスを差動的に増幅し、及び前記
リピーターは所定特徴を有する出力パルスを提供する。
【０００４】
【実施例】先ず図１において、増幅される入力光パルス
１はチャープ(chirp) されているものとする。つまり、
光にはその光が伝送されるファイバーの分散のためにス
ペクトル的なチャープ（波長変動）があると仮定する。
図示されるように、入力パルス１は３ｄＢ光ファイバー
カプラー３の一つのアーム２に供給される。カプラー３
の他のアーム４は、エルビウムのドープされた光ファイ
バー５に接続される。エルビウムのドープされたファイ
バー５はポンプ６によりポンプされ適当な波長の出力を
発生することにより、１のような入力パルスの増幅を達
成する。図示されるように不等間隔の格子(gratings)７
が、エルビウムのドープされたファイバー５の中に書き
込まれている。従って、これらの格子は図示されるよう
に異なる波長成分を反射し、λ1 は特定入力パルスに遭
遇した第１格子によって反射され、波長λ2 は特定入力
パルスに遭遇した第２格子によって反射され、λ3 は特
定入力パルスに遭遇した第３格子によって反射される。
【０００５】前述のように、エルビウムのドープされた
光ファイバーはポンプ６によってポンプされる。この信
号は入力パルスの伝播方向とは反対方向に方向付けられ
た逆ポンプ信号である。ゲインは図２に示すように、フ
ァイバーの長さに従う関数として達成される。最も高い
ゲインはポンプに最も近いエルビウムのドープされたフ
ァイバー内で達成される。従って異なる量のゲインが、
反射した各スペクトル成分（異なる波長λ1 、λ2 、λ
3 ）に対して適用される。即ち、差動的ゲインがあり、
このゲインはパルスをスペクトル的に必要なだけ再形成
するために、選択される格子の間隔を調節することによ
り処理することができる。あらゆるパルスの形状特性を
選択できる。図３は波長の増加に伴うゲインの変動
（ａ）及び減少に伴うゲインの変動（ｂ）（これらは格
子によって決定される）、及び波長のピークに伴うゲイ
ンの変動（ｃ）を示す。従って図１の光リピーターは、
入力パルスを狭帯域化（スペクトル的に）及び再形成
（増幅）する。我々の以前の提案ＧＢ ２１６１６１２
Ｂ（Ｒ ＥＥｐｗｏｒｔｈ ２７）との比較であるが、
この提案は色差分散イコライザー(chromatic dispersio
n equaliser)内でパルスの狭帯域化のみを達成し、この
イコライザーは方向性カプラー手段によって送信ファイ
バーに結合される光ファイバー内に永久書込みされたチ
ャープブラッグリフレクタ(chirped Bragg reflector)
を具備し、前記方向性カプラー手段は例えば前述のよう
な３ｄＢ光ファイバーカプラー、又は光ファイバーカプ
ラーの３ｄＢ損失を含まない光循環器(optical circula
tor)などにより構成できる。本発明の光リピーターはゲ
インを含むので、ファイバーカプラー特有の３ｄＢ損失
は僅かな問題である。即ち、カプラーでの損失を克服す
るのに３ｄＢゲインのみが必要となり、これはエルビウ
ムのドープされたファイバーにより容易に提供できる。
図３に示されるように、曲線（ａ）は、そのゲインが波
長の増加に伴い減少し、その構成は必要なだけ修正でき
ることを示している。複数の格子内での変動は、線形増
加を必ずしも含む必要はない。格子間隔は必要な形状を
達成するするように選択され、例えば図１の第１及び第
３格子を含むことができる。これらの各格子の間隔は互
いに異なり、両方とも第２格子より大きいか又は小さ
い。
【０００６】我々の以前の提案であったチャープされた
ブラッグリフレクタは、一般的な単一モード通信ファイ
バーを具備し、このファイバー内で格子は、K O Hill等
によって１９７８年に最初に提案された技術”光ファイ
バー導波管内の光感度：反射ファイバーの製作への適用
(Photosensitivity in optical fibre wavelengths:app
lication to reflection fibre fabrication: Appl. Ph
ys. Lett. 32,647(1978)によって永久書込みできる。但
し、適用できる唯一の方法がこの技術というわけでは
な。Hillの方法は軸方向に書き込まれた格子を含み、こ
れら格子は光屈折効果により達成される。光屈折性を提
供するのは従来ファイバーの光感度であり、長年研究さ
れた従来ファイバー内の光感度効果はゲルマニア(germa
nia)のドープされたシリカ(silica)内のゲルマニアの欠
陥によるものとされている。光屈折性（位相）格子に使
用できる他の方法は、横切るように書き込まれたホログ
ラフ格子(holographic gratings)である。プラズマ／分
極励起を含むＧＢ ２１８９９０１Ｂ（Ｋ Ｃ Ｂｙｒ
ｏｎ ２４）により、又はレーザ微細加工により、表面
リリーフ格子(surface relief gratings) も生成でき
る。後者方法の利点は、長い格子を書き込むことがで
き、チャープされ位相ジャンプした特徴を容易に格子に
組み込むことができることである。例えばファイバーに
格子が書き込まれるとき、それに適用される傾斜条件(g
radient of conditions)をファイバーが有する場合、又
はＧＢ ２１６１６１２Ｂに示されるように、そのよう
な傾斜条件がファイバーを延ばすことにより連続的に適
用される場合は、格子書込みに関するHill の基本的方
法を、異なる間隔で配置された一連の格子を単一長のフ
ァイバーに書き込むのに使用できる。又は不等間隔で配
置された格子を、連続的に継ぎ合わされた異なる長さの
ファイバーに書き込むことができる。
【０００７】一方、図１及び前述の説明は、エルビウム
のドープされたファイバー内に異なる間隔で各々提供さ
れる複数の格子に関するが、代替えの方法としては、フ
ァイバーに沿って複数の同一の格子（同一間隔）を提供
し、各格子に非線形材料の層を提供することである。そ
のような格子の非線形層が光学的にポンプされたとき、
屈折係数は変化し、従ってそれに関係する格子間隔は変
化する。従って、そのような構成によって生じる結果
は、必要となるパルスのあらゆる再形成ならびに増幅を
提供するために修正できる。
【０００８】Hill 又は他の光屈折を基本とする格子書
込みの方法は、従来の通信光ファイバー（ゲルマニアの
ドープされたシリカ）のみに適用される一方で、エルビ
ウムの存在によって悪影響を受けない。なぜなら、後者
は光屈折効果を含んでいないからである。格子がそのよ
うに書き込まれたとき、エルビウムは含まれない。つま
りエルビウムは効果の上では存在しない。この例でエル
ビウムは、ゲインの提供、即ち媒体を増幅するためにの
み必要となる。ユーロピウム(euroium) など他の希土類
を、エルビウムファイバーに加えることができる。なぜ
なら、ユーロピウムは著しい光屈折効果を示し、この効
果が Hill を基本とする方法による格子書込みに必要と
なるからである。しかし基本的に、エルビウムのドープ
されたＧｅＯ2 ／ＳｉＯ2 ファイバーはゲルマニアに対
して良い格子を提供する。ユーロピウムの追加的存在
は、例えば格子書込みの向上ならびにゲインの上昇を提
供できる。
【０００９】ユーロピウムのドープされたシリカを基本
とするファイバーが特に説明されたが、高分子光ファイ
バーによっても、その高い非線形性及び高い光感度の点
で同様な効果が得られ、後者は格子書込みに関して非常
に興味深いファイバー。
【００１０】
【発明の効果】本発明は光リピーターを提供し、このリ
ピーターにより入力光パルスを差動的に必要なだけ増幅
し、再形成することができる。これは格子が書き込まれ
た光増幅ファイバーを使用することで達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光リピーターの一実施例を示す概
略図。
【図２】エルビウムのドープされた光ファイバーの長さ
に対するゲイン変動を示す。
【図３】エルビウムのドープされた光ファイバーの波長
に対するゲイン変動を示し、このファイバーには格子が
書き込まれている。
【符号の説明】
３…方向性カプラー、５…光増幅ファイバー、６…光ポ
ンプ、７…格子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/16

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光導波管（５）及び方向性カプラー手段
    （３）を具備する光リピーターであって、前記方向性カ
    プラー手段（３）は入力光パルス（１）を前記導波管
    （５）に接続し、前記入力光パルスに対応する出力光パ
    ルス（８）を提供し、前記光導波管（５）はその長さ方
    向に沿って複数の格子（７）を有し、各格子は前記入力
    パルス（１）のスペクトル的内容に依存して前記入力光
    パルスを前記リピーターの使用中に反射して前記カプラ
    ー手段（３）に戻し、前記光増幅導波管（５）により前
    記入力光パルス（１）は差動的に増幅され、それにより
    前記リピーターは複数の所定特徴を有する出力パルス
    （８）を提供することを特徴とする光リピーター。
  2. 【請求項２】前記光増幅導波管（５）は一本の光増幅フ
    ァイバーであって、前記ファイバーの一端は前記方向性
    カプラー手段（３）に接続されることを特徴とする請求
    項１記載の光リピーター。
  3. 【請求項３】前記光増幅ファイバー（５）の他端には光
    ポンプ源（６）が接続されることを特徴とする請求項２
    記載の光リピーター。
  4. 【請求項４】前記ファイバーはエルビウムのドープされ
    た光増幅ファイバーであることを特徴とする請求項２又
    は３記載の光リピーター。
  5. 【請求項５】前記ファイバーは高分子光ファイバーであ
    ることを特徴とする請求項１記載の光リピーター。
  6. 【請求項６】前記方向性カプラー手段（３）は光ファイ
    バーであることを特徴とする請求項２乃至４内の１請求
    項記載の光リピーター。
  7. 【請求項７】前記格子（７）は前記光ファイバー内に永
    久書込みされることを特徴とする請求項１記載の光リピ
    ーター。
  8. 【請求項８】前記格子（７）は前記リピーターが使用さ
    れていないとき同一間隔を有し、前記リピーターが使用
    中のとき、前記格子の１つ又は複数の間隔を変化して複
    数の所定特徴を提供する手段が提供されることを特徴と
    する請求項１記載の光リピーター。
  9. 【請求項９】前記格子（７）は各々の間隔を有し、それ
    により所定の各特徴を提供することを特徴とする請求項
    １記載の光リピーター。
  10. 【請求項１０】前記格子は前記光ファイバー内に永久書
    き込みされ、及び各格子には非線形層が各々提供され、
    そして前記層のための光ポンプ手段を含み、それにより
    所定の格子の層のポンプ手段は作動され、前記所定の格
    子の間隔は変化することを特徴とする請求項８記載の光
    リピーター。
  11. 【請求項１１】前記ファイバー（５）はエルビウムのド
    ープされた光増幅ＧｅＯ2 ／ＳｉＯ2ファイバーである
    ことを特徴とする請求項１記載の光リピーター。
JP5044160A 1992-03-04 1993-03-04 光リピーター Pending JPH065959A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9204650:7 1992-03-04
GB9204650A GB2265059B (en) 1992-03-04 1992-03-04 Optical regenerators

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JPH065959A true JPH065959A (ja) 1994-01-14

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ID=10711466

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JP5044160A Pending JPH065959A (ja) 1992-03-04 1993-03-04 光リピーター

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US (1) US5434702A (ja)
EP (1) EP0559356B1 (ja)
JP (1) JPH065959A (ja)
DE (1) DE69318599T2 (ja)
GB (1) GB2265059B (ja)

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