JPH09230399A - 光増幅装置 - Google Patents

光増幅装置

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JPH09230399A JP8036406A JP3640696A JPH09230399A JP H09230399 A JPH09230399 A JP H09230399A JP 8036406 A JP8036406 A JP 8036406A JP 3640696 A JP3640696 A JP 3640696A JP H09230399 A JPH09230399 A JP H09230399A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 励起光パワーを増大させることによって伝送
距離の拡大を可能にしたErドープ光ファイバ型の光増幅
装置を提供する。 【解決手段】 励起光源８として1530nm帯の光源を用い
て信号光をErドープ光ファイバ７で増幅するErドープ光
ファイバ型の光増幅装置１において、1530nm帯の励起光
は1430nm〜1450nm帯のラマン増幅光源９によって光ファ
イバ５を伝送中にラマン増幅されて励起光源として信号
光を増幅する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光伝送システムに使
用される光増幅装置に関するもので、特に遠隔励起方式
のErドープ光ファイバ型の光増幅装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光海底伝送システムに使用される光増幅
装置として、励起光源を海底に沈めることなく光の増幅
を行うことができる遠隔励起方式の光増幅装置が提案さ
れている。Erドープ光ファイバ型の光増幅装置の励起光
としては980nm 帯と1480nm帯が一般的に用いられている
が、上記の遠隔励起方式の場合は光伝送路中での損失が
小さい1480nm帯の励起光源が用いられる。
【０００３】遠隔励起方式の光増幅装置は、励起光源を
海底に沈める必要がないという利点を有しているもの
の、励起光が光伝送路を伝搬するとき光伝送路中の損失
によって減少するので、光増幅装置に到達するまでに励
起光パワーが減少するという欠点を持っている。このた
めErドープ光ファイバを光増幅装置として作用するため
には、励起光源とErドープ光ファイバ間の距離を短くし
てErドープ光ファイバに到達できる励起光パワーを確保
する必要があり、伝送距離の長尺化の妨げになってい
た。
【０００４】この欠点を補うために偏波合波器や光合波
分波器を用いて励起光パワーを合成し、大きな励起光パ
ワーを送り出すことによって励起光源とErドープ光ファ
イバ間の距離を延ばしている。しかし、この方法では最
大４個しか偏波合波器や光合波分波器で励起光源となる
半導体レーザを用いることができず、より大きな励起光
パワーを得る手段が求められている。
【０００５】本発明は上記の課題を解決し、励起光パワ
ーを増大させることによって伝送距離の拡大を可能にし
たErドープ光ファイバ型の光増幅装置を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。
【０００７】本発明のうち請求項１の光増幅装置は、励
起光源として1530nm帯の光源を用いて信号光をErドープ
光ファイバで増幅するErドープ光ファイバ型の光増幅装
置において、前記1530nm帯の励起光は1430nm〜1450nm帯
のラマン増幅光源によって光ファイバを伝送中にラマン
増幅されて励起光源として信号光を増幅することを特徴
とする。
【０００８】本発明のうち請求項２の光増幅装置は、15
30nm帯の励起光源は分散シフト光ファイバを伝送中に14
30nm〜1450nm帯のラマン増幅光源によってラマン増幅さ
れることを特徴とする。
【０００９】本発明のうち請求項３の光増幅装置は、信
号光は波長が1550nm〜1570nm帯であることを特徴とす
る。
【００１０】本発明のうち請求項４の光増幅装置は、信
号光は波長が1460nm〜1480nm帯のラマン増幅光源によっ
て光ファイバを伝送中にラマン増幅されることを特徴と
する。
【００１１】本発明の請求項１の光増幅装置によれば、
励起光源として伝送損失が小さい1530nm帯の光源を用い
るので励起光がErドープ光ファイバに到達するまでの距
離を長くすることができることに加え、1530nm帯の励起
光が光ファイバを伝送中に1430nm〜1450nm帯のラマン増
幅光源によってラマン増幅されるので、励起光パワーが
光ファイバを伝送中に減少するのを補填することがで
き、励起光がErドープ光ファイバに到達するまでの距離
をより長くすることが可能となる。
【００１２】本発明の請求項２の光増幅装置によれば、
1530nm帯の励起光源をラマン増幅する光ファイバとして
ラマン増幅しやすい分散シフト光ファイバが用いられる
ので、ラマン増幅の効果がより大きくなり、励起光がEr
ドープ光ファイバに到達するまでの距離をさらにより長
くすることが可能となる。
【００１３】Erドープ光ファイバの吸収波長帯として98
0nm と1480nmの他に1530nmがあることが知られている。
図５は波長が1530nmの光源を励起光としたときのErドー
プ光ファイバの利得の波長特性を示すものである。図５
は入射信号光強度−３５ｄＢｍ、励起光強度４０ｍＷの
ときの結果である。本発明はErドープ光ファイバの励起
光として光伝送路中の損失が最も小さい波長が1530nm近
傍の光を用いたものである。
【００１４】また、この1530nm近傍の励起光を波長が14
30nm〜1450nmの光源を用いてラマン増幅することによっ
て光伝送路での1530nmの励起光の損失を補填するもので
ある。
【００１５】本発明の請求項３の光増幅装置によれば、
信号光は波長が1550nm〜1570nm帯であるので、1530nm近
傍の励起光によって増幅されるとともに1550nm〜1570nm
帯の信号光も1450nmの光によってラマン増幅されるので
光増幅装置の利得特性が向上する。
【００１６】本発明の請求項４の光増幅装置によれば、
信号光は波長が1460nm〜1480nm帯のラマン増幅光源によ
って光ファイバを伝送中に直接ラマン増幅されるので、
光増幅装置の利得特性がさらに向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の光増幅装置を実施
の形態により詳細に説明する。図１は、本発明の光増幅
装置の一実施の形態の基本的な構成を示すものである。
図１に示すように、光増幅装置１は、信号光入力光ファ
イバ２、光合波分波器３、光合波分波器４、分散シフト
光ファイバ５、バンドパスフィルタ６およびErをドープ
したErイオンドープ光ファイバ７がこの順で接続させて
いる。また、光合波分波器３の入力ポート３ｂには励起
光源８および光合波分波器４の入力ポート４ｂにはラマ
ン増幅光源９が接続されている。光合波分波器３は、入
力ポート３ａは1550nm付近のみ、入力ポート３ｂは1530
nm付近のみ、および出力ポート３ｃは1550nm付近と1530
nm付近の両方の波長を透過させる特性を持った光合波分
波器である。
【００１８】また、光合波分波器４は、入力ポート４ａ
は1550nm付近のみ、入力ポート４ｂは1430nm付近のみ、
および出力ポート４ｃは1550nm付近から1430nm付近の波
長を透過させる特性を持った光合波分波器である。光合
波分波器４とErイオンドープ光ファイバ７を結ぶ分散シ
フト光ファイバ５は、コア径が通常の光ファイバより小
さいのでラマン増幅が起こり易いく、分散シフト光ファ
イバ５を伝送中に1530nm付近の光が1430nmのラマン増幅
光源９の励起光によってラマン増幅される。
【００１９】図２は分散シフト光ファイバ５を伝送中に
1530nm付近の励起光源８の光が1430nmのラマン増幅光源
９の励起光によってラマン増幅された状態とラマン増幅
されない状態を示すスペクトラム波形である。図２
（イ）は、図１のＡ点すなわち分散シフト光ファイバ５
を透過する前の1530nm付近の光のスペクトラム波形であ
る。図２（ロ）は、図１のＢ点すなわち分散シフト光フ
ァイバ５を透過後の1430nmの励起光がない状態の1530nm
付近の光のスペクトラム波形である。図２（ハ）は、図
１のＢ点すなわち分散シフト光ファイバ５を透過後の14
30nmの励起光を1530nm付近の光と同時に透過させたスペ
クトラム波形である。図２から、1430nmの励起光を同時
に分散シフト光ファイバ５に透過させた場合にはラマン
増幅によって1530nm付近の光強度が増幅されていること
がわかる。図２においては、1430nmの励起光強度が２３
０ｍＷ、分散シフト光ファイバ５の長さが４０ｋｍのと
き1530nm付近の光強度はラマン増幅によって約５．５ｄ
Ｂ増幅された。これはラマン増幅がない場合に対してラ
マン増幅がある場合に約５．５ｄＢの利得があったとい
うことになる。
【００２０】また、信号光（波長1554nm）も1430nmの励
起光に起因するラマン増幅によって約１０．４ｄＢ利得
が得られた。分散シフト光ファイバ５を透過した1430nm
の励起光は1500nm以下の波長をカットするバンドパスフ
ィルタ６でカットされ、ラマン増幅された1530nmの励起
光以上の光がErドープ光ファイバ７に入射され信号光
（波長1554nm）を励起する。
【００２１】以上のように1530nmの励起光源出力はラマ
ン増幅されるのでErドープ光ファイバ７と励起光源８の
距離が拡大してもErドープ光ファイバ７が光増幅器とし
て作用するのに十分な励起光出力がErドープ光ファイバ
７に到達できるので。励起光および信号光の伝送距離の
拡大が可能になった。図３は、1530nm帯の励起光源とし
てErドープ光ファイバの自然放出光を用いたときの遠隔
励起方式の光増幅装置の具体的な構成を示す構成図であ
る。1530nm帯の励起光源８は、Erドープ光ファイバ８ａ
の自然放出光をバンドパスフィルタ８ｂで1530nm付近の
み透過させ、その透過した光をErドープ光ファイバ８ｃ
で増幅したもので、Erドープ光ファイバ８ｃで増幅した
後に光合波分波器３に入力して信号光に合波している。
【００２２】また、1430nm付近の波長のラマン増幅光源
９としては、波長が1435nmの光源９ａと波長が1450nmの
光源９ｂをそれぞれ２個づつ用いてそれらを偏波合波器
９ｃ、９ｄで合波する。偏波合波器９ｃおよび偏波合波
器９ｄで合波された波長が1430nmの光と波長が1450nmの
光は光合波分波器９ｅで合波して光合波分波器４に入力
して分散シフト光ファイバ５に出力される。図３の光増
幅装置の動作については、図１に示した光増幅装置と同
様につき詳細な説明は省略する。
【００２３】図４は、1530nm帯の励起光源としてErドー
プ光ファイバの自然放出光を用いたときの遠隔励起方式
の光増幅装置の他の具体的な構成を示す構成図である。
1530nm帯の励起光源８は、Erドープ光ファイバ８ａの自
然放出光をバンドパスフィルタ８ｂで1530nm付近のみ透
過させ、その透過した光をErドープ光ファイバ８ｃで増
幅したもので、Erドープ光ファイバ８ｃで増幅した後に
光合波分波器３に入力して信号光に合波している。
【００２４】また、ラマン増幅光源９は、波長が1440nm
の光源９ｆを２個用いてそれらを偏波合波器９ｈで合波
するとともに、波長が1470nmの光源９ｇを２個用いてそ
れらを偏波合波器９ｉで合波する。偏波合波器９ｈおよ
び偏波合波器９ｉで合波された波長が1440nmの光と波長
が1470nmの光は光合波分波器９ｊで合波して光合波分波
器４に入力して分散シフト光ファイバ５に出力される。
【００２５】光合波分波器４に入力された波長が1440nm
の光は1530nm帯の励起光源８の伝送路での損失を補填す
るために、励起光源８をラマン増幅させることを目的と
したものである。光合波分波器４に入力された波長が14
70nmの光は1550nm帯の信号光の伝送路での損失を補填す
るために、信号光をラマン増幅させることを目的とした
ものである。すなわち、波長が1460nm〜1480nmである信
号光ラマン増幅用励起光源９ｇを用いて信号光をラマン
増幅し、更に波長が1430nm〜1450nmである励起光ラマン
増幅用励起光源９ｆを用いることによってErドープ光フ
ァイバ７に到達でき信号光励起光強度を増加させる。そ
の結果光増幅装置の利得特性が向上して励起光および信
号光の伝送距離の拡大が可能になった。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１の
光増幅装置によれば、励起光源として伝送損失が小さい
1530nm帯の光源を用いるので励起光がErドープ光ファイ
バに到達するまでの距離を長くすることができることに
加え、1530nm帯の励起光が光ファイバを伝送中に1430nm
〜1450nm帯のラマン増幅光源によってラマン増幅される
ので、励起光パワーが光ファイバを伝送中に減少するの
を補填することができ、励起光がErドープ光ファイバに
到達するまでの距離をより長くすることが可能となる。
【００２７】本発明の請求項２の光増幅装置によれば、
1530nm帯の励起光源をラマン増幅する光ファイバとして
ラマン増幅しやすい分散シフト光ファイバが用いられる
ので、ラマン増幅の効果がより大きくなり、励起光をEr
ドープ光ファイバに到達するまでの距離をさらにより長
くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅装置の一実施の形態を示す構成
図である。
【図２】図１の光増幅装置のラマン増幅の作用を示す励
起光のスペクトラム波形図である。
【図３】図１の光増幅装置の励起光源およびラマン光源
の具体例を示す構成図である。
【図４】図１の光増幅装置の励起光源およびラマン光源
の他の具体例を示す構成図である。
【図５】波長が1530nmの光源を励起光としたときのErド
ープ光ファイバの利得の波長特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 光増幅装置 ２ 信号光入力光ファイバ ３ 光合波分波器 ４ 光合波分波器 ５ 分散シフト光ファイバ ６ バンドパスフィルタ ７ Erドープ光ファイバ ８ 励起光源 ９ ラマン増幅光源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 励起光源として1530nm帯の光源を用いて
    信号光をErドープ光ファイバで増幅するErドープ光ファ
    イバ型の光増幅装置において、前記1530nm帯の励起光は
    1430nm〜1450nm帯のラマン増幅光源によって光ファイバ
    を伝送中にラマン増幅されて励起光源として信号光を増
    幅することを特徴とするErドープ光ファイバ型の光増幅
    装置。
  2. 【請求項２】 1530nm帯の励起光源は分散シフト光ファ
    イバを伝送中に1430nm〜1450nm帯のラマン増幅光源によ
    ってラマン増幅されることを特徴とする請求項１に記載
    の光増幅装置。
  3. 【請求項３】 信号光は波長が1550nm〜1570nm帯である
    ことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の光増
    幅装置。
  4. 【請求項４】 信号光は波長が1460nm〜1480nm帯のラマ
    ン増幅光源によって光ファイバを伝送中にラマン増幅さ
    れることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の
    光増幅装置。
JP03640696A 1996-02-23 1996-02-23 光増幅装置 Expired - Lifetime JP3403288B2 (ja)

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