JPH11186639A - Pumping light generator - Google Patents

Pumping light generator

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Publication number
JPH11186639A
JPH11186639A JP35043997A JP35043997A JPH11186639A JP H11186639 A JPH11186639 A JP H11186639A JP 35043997 A JP35043997 A JP 35043997A JP 35043997 A JP35043997 A JP 35043997A JP H11186639 A JPH11186639 A JP H11186639A
Authority
JP
Japan
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laser
output
optical
wavelengths
fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP35043997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Edakawa
登 枝川
Shigeyuki Akiba
重幸 秋葉
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KDDI Corp
Original Assignee
KDD Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by KDD Corp filed Critical KDD Corp
Priority to JP35043997A priority Critical patent/JPH11186639A/en
Publication of JPH11186639A publication Critical patent/JPH11186639A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the redundancy and pumping power of a pumping light generator. SOLUTION: Lasers 40a, 40b, 40c and 40d respectively oscillate laser beams at wavelengths λ1, λ2, λ3 and λ4. The wavelengths λ1 and λ2 are slightly shorter than the center wavelengths of the 980 nm absorbing wavelength bands of fiber amplifiers 20a and 20b and the wavelengths λ3 and λ4 are slightly longer than the center wavelengths. The laser beams outputted from the lasers 40a and 40b are made incident to a polarization beam splitter 42a in orthogonal polarization directions, polarized, and multiplexed. The laser beams outputted from the lasers 40c and 40d are made incident to a polarization beam splitter 42b in orthogonal polarization directions, polarized, and multiplexed. A 3-dB coupler 44 demultiplexes the laser beam from the beam splitters 42a and 42b to two laser beams after demultiplexing the laser beams. One output light of the coupler 44 is supplied to the fiber amplifier 20a through a WDM coupler 16a and the other output light of the coupler 44 is supplied to the fiber amplifier 20b through a WDM coupler 16b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ光発生装置
に関し、より具体的には、2つの光増幅器の光増幅媒体
を同時に励起するポンプ光発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump light generator, and more particularly, to a pump light generator that simultaneously excites the optical amplification media of two optical amplifiers.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ通信システム、特に光海底ケ
ーブルを使用する長距離光ファイバ通信システムでは、
光増幅器の信頼性、とりわけ、その光増幅媒体を励起す
るポンプ光源の信頼性が重要である。そのために、当初
は、2つのポンプ用レーザ・ダイオードで光増幅媒体、
例えば、エルビウム添加光ファイバに励起光を供給し得
る構成が提案され、実用化されている。即ち、光増幅フ
ァイバに前方からポンプ光を供給するポンプ用レーザ・
ダイオードと後方から供給するポンプ用レーザ・ダイオ
ードを設け、一方のポンプ用レーザ・ダイオードを現用
とし、他方を予備とする構成、及び、2つのポンプ用レ
ーザ・ダイオードの出力光を合波して光増幅ファイバに
向けて出力する光ビーム・スプリッタを設け、一方のポ
ンプ用レーザ・ダイオードを現用とし、他方を予備とす
る構成が提案されている。これらの構成では、1つの光
増幅ファイバ当たり2つのポンプ用レーザ・ダイオード
が用意されていることになり、2つのポンプ用レーザ・
ダイオードが共に発光不能になったときに、光増幅器が
完全に機能しなくなる。これらの構成では、上り系と下
り系の両方では、合計4つのポンプ用レーザ・ダイオー
ドが必要になる。
2. Description of the Related Art In an optical fiber communication system, particularly a long-distance optical fiber communication system using an optical submarine cable,
The reliability of an optical amplifier, especially the reliability of a pump light source that excites the optical amplification medium, is important. For that purpose, at first, the optical amplification medium with two pump laser diodes,
For example, a configuration capable of supplying excitation light to an erbium-doped optical fiber has been proposed and put to practical use. That is, a pump laser for supplying pump light from the front to the optical amplification fiber.
A diode and a pump laser diode to be supplied from the rear are provided, one pump laser diode is used as the current and the other is used as a spare, and the output light of the two pump laser diodes is multiplexed. There has been proposed a configuration in which an optical beam splitter that outputs light toward an amplification fiber is provided, one of the pump laser diodes is in use, and the other is a standby laser diode. In these configurations, two pump laser diodes are provided for one optical amplification fiber, and two pump laser diodes are provided.
When both diodes fail to emit light, the optical amplifier fails completely. In these configurations, a total of four pump laser diodes are required for both the upstream system and the downstream system.

【0003】その後、より少ないポンプ用レーザ・ダイ
オードでも同程度以上の信頼性を得られる構成として、
2つのポンプ用レーザ・ダイオードを3dBカップラで
合分波し、上りと下りの光増幅媒体に供給する構成が提
案され、実用化されている。図5は、従来の光増幅中継
器の概略構成図を示す。10,12はポンプ光を発生す
るレーザ・ダイオードであり、これらの出力光は3dB
ファイバカップラ14により混合した上で分割され、W
DMカップラ16a,16bに供給される。例えば、W
DMカップラ16aは、上り光伝送路18aにファイバ
カップラ14の一方の出力からのポンプ光を上り光伝送
路18aを伝搬する信号光とは逆の伝搬方向に伝搬する
ように結合し、WDMカップラ16bは、下り光伝送路
18bにファイバカップラ14の他方の出力からのポン
プ光を下り光伝送路18bを伝搬する信号光とは逆の伝
搬方向に伝搬するように結合する。
[0003] After that, as a configuration that can obtain the same or higher reliability with a smaller number of laser diodes for pumps,
A configuration in which two pump laser diodes are multiplexed / demultiplexed by a 3 dB coupler and supplied to upstream and downstream optical amplification media has been proposed and put to practical use. FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a conventional optical amplification repeater. Reference numerals 10 and 12 denote laser diodes that generate pump light, and their output light is 3 dB.
After being mixed by the fiber coupler 14 and divided,
It is supplied to the DM couplers 16a and 16b. For example, W
The DM coupler 16a couples the pump light from one output of the fiber coupler 14 to the upstream optical transmission line 18a so as to propagate in a direction opposite to the signal light propagating through the upstream optical transmission line 18a. Couples the pump light from the other output of the fiber coupler 14 to the downstream optical transmission line 18b so as to propagate in the opposite propagation direction to the signal light propagating through the downstream optical transmission line 18b.

【0004】上り光伝送路18a,18bでは、信号光
の伝搬方向で見て、WDMカップラ16a,16bの上
流側にエルビウム添加光増幅ファイバ20a,20bが
それぞれ配置され、WDMカップラ16a,16bの下
流側に、信号光の伝搬方向とは逆方向に伝搬する戻り光
を阻止する光アイソレータ22a,22bがそれぞれ配
置されている。即ち、光増幅ファイバ20a,20bは
それぞれ、レーザ・ダイオード10,12の発生するポ
ンプ光がWDMカップラ16a,16bから供給されて
おり、信号光を光増幅できる状態になっている。
In the upstream optical transmission lines 18a and 18b, erbium-doped optical amplification fibers 20a and 20b are disposed upstream of the WDM couplers 16a and 16b, respectively, and viewed downstream of the WDM couplers 16a and 16b in the propagation direction of the signal light. On the side, optical isolators 22a and 22b for blocking return light propagating in the direction opposite to the signal light propagation direction are arranged, respectively. That is, the pumping light generated by the laser diodes 10 and 12 is supplied from the WDM couplers 16a and 16b to the optical amplifying fibers 20a and 20b, respectively, so that the signal light can be optically amplified.

【0005】上り光伝送路18aでは、信号光は、図5
の左から右に伝搬し、下り光伝送路18bでは、信号光
は右から左に伝搬する。上り光伝送路18aでは、伝送
用光ファイバ24aを伝搬した信号光が光増幅ファイバ
20aに入射してここで光増幅され、その後、WDMカ
ップラ16a、光アイソレータ22a及び伝送用光ファ
イバ24aを伝搬する。下り光伝送路18bでも同様で
あり、伝送用光ファイバ24bを伝搬した信号光が光増
幅ファイバ20bに入射してここで光増幅され、その
後、WDMカップラ16b、光アイソレータ22b及び
伝送用光ファイバ24bを伝搬する。
In the upstream optical transmission line 18a, the signal light is
The signal light propagates from right to left in the downstream optical transmission line 18b. In the upstream optical transmission line 18a, the signal light propagating through the transmission optical fiber 24a enters the optical amplification fiber 20a and is optically amplified there, and then propagates through the WDM coupler 16a, the optical isolator 22a, and the transmission optical fiber 24a. . The same applies to the downstream optical transmission line 18b, in which the signal light propagating through the transmission optical fiber 24b enters the optical amplification fiber 20b and is optically amplified there. Thereafter, the WDM coupler 16b, the optical isolator 22b, and the transmission optical fiber 24b Is propagated.

【0006】図5に示す構成では、レーザ・ダイオード
10,12の一方が破壊しても、残ったレーザ・ダイオ
ードの出力光で光増幅ファイバ20a,20bを少なか
らず励起できるので、光増幅ファイバ20a,20bが
全面的に非励起状態になる可能性が低くなる。但し、こ
の構成では、各光増幅ファイバ20a,20bの励起パ
ワーは、単独のレーザ・ダイオードにより励起している
場合とほとんど変わらない。
In the configuration shown in FIG. 5, even if one of the laser diodes 10 and 12 is broken, the output light of the remaining laser diode can excite the optical amplification fibers 20a and 20b to a considerable extent. , 20b are less likely to be in a non-excited state entirely. However, in this configuration, the pumping power of each of the optical amplification fibers 20a and 20b is almost the same as when pumping by a single laser diode.

【0007】更に冗長度を高めて、4つのレーザ・ダイ
オードの出力光を合波して2つに分割し、2つの光増幅
ファイバを励起するポンプ光発生装置も知られている。
図6は、その従来例の概略構成ブロック図を示す。レー
ザ・ダイオード30a,30bの出力光を3dBファイ
バカップラ32aで合波すると共に、レーザ・ダイオー
ド30c,30dの出力光を3dBファイバ・カップラ
32bで合波し、ファイバ・カップラ32a,32bの
各合波出力を3dBファイバカップラ34で合分波し
て、2つの出力光をそれぞれ上り伝送路の光増幅ファイ
バ20a及び下り伝送路の光増幅ファイバ20bに供給
する。これにより、レーザ・ダイオード30a〜30d
の出力光が、光増幅ファイバ20aに供給されると共
に、光増幅ファイバ20bにも供給される。
There is also known a pump light generator that further increases the redundancy and combines the output lights of the four laser diodes to divide them into two to excite two optical amplification fibers.
FIG. 6 shows a schematic block diagram of the conventional example. The output lights of the laser diodes 30a and 30b are multiplexed by a 3dB fiber coupler 32a, and the output lights of the laser diodes 30c and 30d are multiplexed by a 3dB fiber coupler 32b, so that each of the fiber couplers 32a and 32b is multiplexed. The output is multiplexed / demultiplexed by the 3 dB fiber coupler 34, and the two output lights are supplied to the optical amplification fiber 20a of the upstream transmission line and the optical amplification fiber 20b of the downstream transmission line, respectively. Thereby, the laser diodes 30a to 30d
Is supplied to the optical amplification fiber 20a and also to the optical amplification fiber 20b.

【0008】中継用光増幅器では、実効的な雑音指数を
低減するために入力側に光アイソレータなどの光学部品
を配置せず、伝送用光ファイバと光増幅ファイバを直結
する場合が多い。この場合、光増幅ファイバで吸収され
なかったポンプ光が伝送用光ファイバに入力されるが、
その一部が伝送用光ファイバ内で発生するレーリ散乱及
びブリルアン散乱によって光増幅ファイバに向かって放
射され、結果的にポンプ光源に帰還される。この帰還光
によって生じる注入同期現象によってポンプ光源の発振
波長が変化することがある。
In a relay optical amplifier, an optical component such as an optical isolator is not arranged on the input side in order to reduce an effective noise figure, and a transmission optical fiber and an optical amplification fiber are directly connected in many cases. In this case, the pump light not absorbed by the optical amplification fiber is input to the transmission optical fiber,
A part thereof is radiated toward the optical amplification fiber by Rayleigh scattering and Brillouin scattering generated in the transmission optical fiber, and is consequently returned to the pump light source. The oscillation wavelength of the pump light source may change due to the injection locking phenomenon caused by the feedback light.

【0009】従って、図5に示す従来例では、レーザ・
ダイオード10,12に対する注入同期と3dBファイ
バ・カップラ14での干渉により各光増幅ファイバ20
a,20bに対する励起パワーが不安定化するという問
題がある。これは、基本的に、図6に示す従来例でも同
様に生じ得る。この問題は、レーザ・ダイオード10,
12の出力段に光アイソレータを挿入することで解決さ
れた。光通信で使用される信号帯域では、従来、ポンプ
光の波長は1480nm帯であり、この波長帯では、低
損失の光アイソレータがあり、レーザ・ダイオード自体
も出力の増大に対する信頼性が高かったからである。
Therefore, in the conventional example shown in FIG.
Each of the optical amplifying fibers 20 is locked by injection locking to the diodes 10 and 12 and interference by the 3 dB fiber coupler 14.
There is a problem that the excitation power for the a and 20b becomes unstable. This can basically occur in the conventional example shown in FIG. The problem is that the laser diode 10,
The problem was solved by inserting an optical isolator into the twelve output stages. Conventionally, in the signal band used in optical communication, the wavelength of the pump light is the 1480 nm band. In this wavelength band, there is a low-loss optical isolator, and the laser diode itself has a high reliability with respect to an increase in output. is there.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図5に示す従来例で
は、一方のレーザ・ダイオード(例えば、ダイオード1
0)が壊れても、他方のレーザ・ダイオード12の寄与
があるので、光増幅ファイバ20a,20bが全面的に
非励起状態になることは無い。また、図6に示す従来例
では、1つのレーザ・ダイオードの障害の影響は1/4
と小さくなり、それだけ、信頼性が高まることになる。
In the conventional example shown in FIG. 5, one laser diode (for example, diode 1) is used.
Even if 0) is broken, the other laser diode 12 contributes, so that the optical amplification fibers 20a and 20b do not become entirely non-excited. Further, in the conventional example shown in FIG. 6, the influence of a fault of one laser diode is 1/4.
And the reliability increases accordingly.

【0011】しかし、従来例では、今後の100gbi
t/sを越える高速伝送を考慮すると、ポンプ・パワー
不足が懸念される。図5に示す従来例では、各光増幅フ
ァイバ20,20bの励起パワーは、レーザ・ダイオー
ド10,12の一方のみで励起する場合とほとんど同じ
であり、図6に示す従来例では、各光増幅ファイバ20
a,20bの励起パワーは1つのレーザ・ダイオードで
励起した場合と同程度であり、レーザ・ダイオードの出
力を有効活用しているとはいえない。
However, in the conventional example, the future 100 gbi
In consideration of high-speed transmission exceeding t / s, there is a concern that pump power may be insufficient. In the conventional example shown in FIG. 5, the pumping power of each of the optical amplification fibers 20 and 20b is almost the same as that in the case where only one of the laser diodes 10 and 12 is used. In the conventional example shown in FIG. Fiber 20
The pumping powers of a and 20b are almost the same as when pumped by one laser diode, and it cannot be said that the output of the laser diode is effectively utilized.

【0012】近年、低雑音動作を期待でき980nm帯
でエルビウム添加光ファイバを励起する方法が有力視さ
れている(例えば、平成8年特許願第310508号、
及び平成8年特許願第329960号)。ただし、98
0nm帯レーザ・ダイオードは高出力で劣化しやすいの
で、980nm帯レーザ・ダイオードと、相対的に雑音
が多いが高出力動作できる1480nm帯レーザ・ダイ
オードとを併用する構成が有力視されている(平成8年
特許願第329960号の図6参照)。
In recent years, low noise operation can be expected and a method of exciting an erbium-doped optical fiber in the 980 nm band is considered to be promising (for example, Japanese Patent Application No. 310508, 1996,
And 1996 Patent Application No. 329960). However, 98
Since the 0-nm-band laser diode is high-power and easily deteriorated, a configuration using both a 980-nm-band laser diode and a 1480-nm-band laser diode that is relatively noisy but can operate at a high output is considered promising. (See FIG. 6 of Japanese Patent Application No. 329960).

【0013】しかし、980nm帯では、光アイソレー
タの挿入損失が1dB以上であり、しかも、980nm
帯レーザ・ダイオードは、出力パワーの4乗に比例して
寿命が短くなると云われており、挿入損失の大きな光ア
イソレータは使用できない。従って、注入同期を回避す
る対策が必要になる。
However, in the 980 nm band, the insertion loss of the optical isolator is 1 dB or more.
It is said that the life of a band laser diode is shortened in proportion to the fourth power of the output power, and an optical isolator having a large insertion loss cannot be used. Therefore, measures to avoid injection locking are required.

【0014】本発明は、このような問題点に鑑み、冗長
度が高いだけでなく、光パワーを有効に活用できるポン
プ光発生装置を提示することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pump light generating device which not only has a high degree of redundancy but also can effectively utilize optical power.

【0015】本発明はまた、注入同期を生じないポンプ
光発生装置を提示することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a pump light generator which does not cause injection locking.

【0016】本発明はまた、少ないレーザ素子でより信
頼性の高いポンプ光発生装置を提示することを目的とす
る。
Another object of the present invention is to provide a more reliable pump light generator with a small number of laser elements.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明に係るポンプ光発
生装置は、2つの光増幅媒体に励起光を供給するポンプ
光発生装置であって、当該光増幅媒体の吸収波長帯に属
する波長のレーザ光を出力する第1、第2、第3及び第
4のレーザ装置と、当該第1及び第2のレーザ装置の出
力光を直交する偏波で偏光合成する第1の合波手段と、
当該第3及び第4のレーザ装置の出力光を直交する偏波
で偏光合成する第2の合波手段と、当該第1及び第2の
合波手段の合波出力光を合波して分波する合分波手段と
からなり、当該第1及び第2のレーザ装置の出力波長と
当該第3及び第4のレーザ装置の出力波長とが互いに異
なることを特徴とする。
A pump light generating apparatus according to the present invention is a pump light generating apparatus for supplying excitation light to two optical amplifying media, and having a wavelength belonging to an absorption wavelength band of the optical amplifying medium. First, second, third, and fourth laser devices that output laser light; first multiplexing means that combines output light from the first and second laser devices with polarizations orthogonal to each other;
A second multiplexing means for polarizing and combining the output lights of the third and fourth laser devices with orthogonal polarizations, and a multiplexed output light of the first and second multiplexing means for splitting. The output wavelengths of the first and second laser devices and the output wavelengths of the third and fourth laser devices are different from each other.

【0018】このような構成により、各光増幅媒体を4
つのレーザ装置の出力光で励起することになるので、高
冗長構成になり、信頼性が高まる。2つのレーザ装置の
出力光の合波に偏光合成を使用するので、損失が少な
い。また、合分波手段で合波する段階で2つの合波手段
からのポンプ光の波長を異なるものとすることで、干渉
による出力比の変動を防止できる。4個のレーザ装置を
使用するが、実質的にはほぼ2波長で済むので、光増幅
媒体の吸収波長帯の中心付近に配置して、良好な増幅特
性を実現できる。
With this configuration, each optical amplifying medium is
Since the pumping is performed by the output lights of the two laser devices, a high redundancy configuration is achieved, and the reliability is improved. Since polarization combining is used for multiplexing the output lights of the two laser devices, the loss is small. Further, by making the wavelengths of the pump lights from the two multiplexing means different at the time of multiplexing by the multiplexing / demultiplexing means, it is possible to prevent the output ratio from fluctuating due to interference. Although four laser devices are used, practically only two wavelengths are required. Therefore, the laser devices are arranged near the center of the absorption wavelength band of the optical amplifying medium, so that good amplification characteristics can be realized.

【0019】第1、第2、第3及び第4のレーザ装置が
出力波長を安定化されているものとすることで、注入同
期しにくくなる。
When the first, second, third, and fourth laser devices have stabilized output wavelengths, injection locking becomes difficult.

【0020】第1及び第2のレーザ装置の出力波長が互
いに等しく、当該第3及び第4のレーザ装置の出力波長
が互いに等しいようにすることで、各レーザ装置の出力
光を狭い吸収波長帯内に効率的に配置することができ、
光増幅特性、特に雑音指数を良好なものにできる。
By setting the output wavelengths of the first and second laser devices to be equal to each other and the output wavelengths of the third and fourth laser devices to be equal to each other, the output light of each laser device can be reduced to a narrow absorption wavelength band. Can be placed efficiently within
Optical amplification characteristics, particularly noise figure, can be improved.

【0021】第1、第2、第3及び第4のレーザ装置の
出力波長を980nm帯とすることで、長距離光通信シ
ステム用の低雑音の光増幅器を実現できる。
By setting the output wavelengths of the first, second, third and fourth laser devices in the 980 nm band, a low-noise optical amplifier for a long-distance optical communication system can be realized.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の一実施例の概略構成図を
示す。但し、図5と同じ構成要素には同じ符号を付して
ある。
FIG. 1 is a schematic block diagram of one embodiment of the present invention. However, the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0024】レーザ40a,40b,40c,40dは
それぞれ波長λ1,λ2,λ3,λ4でレーザ発振す
る。レーザ40a〜40dの発振波長λ1,λ2,λ
3,λ4は、後述する手段により安定化されている。
The lasers 40a, 40b, 40c and 40d oscillate at wavelengths λ1, λ2, λ3 and λ4, respectively. Oscillation wavelengths λ1, λ2, λ of lasers 40a to 40d
3, .lambda.4 are stabilized by means described later.

【0025】レーザ40a,40bの出力光は、互いに
直交する偏波方向で偏光ビーム・スプリッタ42aに入
射し、偏光合成される。レーザ40c,40dの出力光
は、たがいに直交する偏波方向で偏光ビーム・スプリッ
タ42bに入射し、偏光合成される。直交偏波で合波す
るので、合波損失が少ない。3dBファイバ・カップラ
44は、偏光ビーム・スプリッタ42a,42bからの
レーザ光を合波して2つに分波する。3dBファイバ・
カップラ44の一方の出力光は、WDMカップラ16a
を介して光増幅ファイバ20aに供給され、他方の出力
光はWDMカップラ16bを介して光増幅ファイバ20
bに供給される。
The output lights of the lasers 40a and 40b are incident on the polarization beam splitter 42a in polarization directions orthogonal to each other and are polarized and synthesized. The output lights of the lasers 40c and 40d enter the polarization beam splitter 42b in polarization directions orthogonal to each other, and are polarization-combined. Since multiplexing is performed using orthogonal polarization, multiplexing loss is small. The 3 dB fiber coupler 44 multiplexes the laser beams from the polarization beam splitters 42a and 42b and splits them into two. 3dB fiber
One output light of the coupler 44 is the WDM coupler 16a
The other output light is supplied to the optical amplification fiber 20a through the WDM coupler 16b.
b.

【0026】波長λ1と波長λ2、波長λ3と波長λ4
は偏光ビーム・スプリッタ42a,42bで偏光合成さ
れるので、それぞれ等しくても良い。しかし、波長λ
1,λ2は波長λ3,λ4とは異なる必要がある。3d
Bファイバ・カップラ44における干渉を避けるためで
ある。波長λ1,λ2,λ3,λ4は、図2に示すよう
に、励起対象の光増幅ファイバ20a,20b(通常、
エルビウム添加ファイバ)の980nm帯の吸収波長帯
に含まれており、波長λ1(及びλ2)がその吸収波長
帯の中心より少し短い波長、波長λ3(及びλ4)は吸
収波長帯の中心より少し長い波長に設定されている。
Wavelength λ1 and wavelength λ2, wavelength λ3 and wavelength λ4
Are combined by the polarization beam splitters 42a and 42b, and therefore may be equal. However, the wavelength λ
1 and λ2 need to be different from the wavelengths λ3 and λ4. 3d
This is to avoid interference in the B fiber coupler 44. As shown in FIG. 2, the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are the optical amplification fibers 20a and 20b (usually,
Erbium-doped fiber) in the 980 nm absorption wavelength band, the wavelength λ1 (and λ2) is slightly shorter than the center of the absorption wavelength band, and the wavelength λ3 (and λ4) is slightly longer than the center of the absorption wavelength band. Set to wavelength.

【0027】このような構成により、光増幅ファイバ2
0aには、4台のレーザ40a〜40dの出力光が供給
され、光増幅ファイバ20bにも、4台のレーザ40a
〜40dの出力光が供給されることになり、高度に冗長
化された光源構成になる。即ち、1つの光増幅ファイバ
20a,20b当たり2台のレーザを具備することにな
る。また、本実施例では、2つのレーザ40a,40
b;40c,40dの出力光を偏光ビーム・スプリッタ
42a,42bにより偏光合成するので、合波損失を低
減できる。その結果、レーザ40a〜40dの出力が、
相対的に低くても良くなる。
With such a configuration, the optical amplification fiber 2
0a is supplied with output light of four lasers 40a to 40d, and the optical amplification fiber 20b is also supplied with four lasers 40a to 40a.
-40d of output light will be supplied, resulting in a highly redundant light source configuration. That is, two lasers are provided for each of the optical amplification fibers 20a and 20b. In the present embodiment, the two lasers 40a, 40a
b; Since the output lights of 40c and 40d are polarization-combined by the polarization beam splitters 42a and 42b, the multiplexing loss can be reduced. As a result, the output of the lasers 40a to 40d becomes
It may be relatively low.

【0028】3dBカップラ44を使用するので、レー
ザ40a,40bの出力光が、光伝送路18a,18b
で光増幅ファイバ20a,20bにより吸収されずに、
その前段の伝送用光ファイバ24a,24bでレイリー
散乱又はブリルアン散乱により反射され、WDMカップ
ラ16a,16b及び3dBファイバ・カップラ44を
介してレーザ40a〜40dに入射することがある。レ
ーザ40c,40dの出力光についても同様である。こ
のような外部光の入射が、レーザ40a〜40dで注入
同期を惹き起こす可能性がある。また、3dBカップラ
では、各ポートに同じ波長の光が入射すると、干渉が起
こり、干渉光同士の位相関係により3dBカップラの出
力比が変動するので、これも問題となる。
Since the 3 dB coupler 44 is used, the output light of the lasers 40a and 40b is transmitted to the optical transmission lines 18a and 18b.
Without being absorbed by the optical amplification fibers 20a and 20b,
The light may be reflected by Rayleigh scattering or Brillouin scattering by the transmission optical fibers 24a and 24b at the preceding stage, and may enter the lasers 40a to 40d via the WDM couplers 16a and 16b and the 3 dB fiber coupler 44. The same applies to the output light of the lasers 40c and 40d. The incidence of such external light may cause injection locking in the lasers 40a to 40d. Also, in the 3 dB coupler, when light of the same wavelength enters each port, interference occurs, and the output ratio of the 3 dB coupler fluctuates due to the phase relationship between the interference lights, which is also a problem.

【0029】本実施例では、偏光ビーム・スプリッタ4
2aにレーザ光を供給するレーザ42a,42bの発振
波長λ1,λ2と、偏光ビーム・スプリッタ42bにレ
ーザ光を供給するレーザ42c,42dの発振波長λ
3,λ4との波長間隔を、注入同期を惹き起こさない程
度に離すことで、このような弊害を防止できる。波長λ
1と波長λ2、波長λ3と波長λ4は等しくてもよいの
で、結局、実質的には、2波長λ1(λ2),λ3(λ
4)を980nm帯の狭い吸収波長帯に入れるだけで済
む。その結果、これらの波長λ1(λ2),λ3(λ
4)を吸収波長帯の中心近傍に位置させることができ、
従って、光増幅ファイバ20a,20bの増幅特性(利
得及び雑音指数)を良好なものにできる。
In this embodiment, the polarization beam splitter 4
The oscillation wavelengths λ1 and λ2 of the lasers 42a and 42b that supply the laser light to the laser beam 2a, and the oscillation wavelengths λ of the lasers 42c and 42d that supply the laser light to the polarization beam splitter 42b.
Such an adverse effect can be prevented by setting the wavelength interval between 3, 3 and λ4 to such an extent that injection locking does not occur. Wavelength λ
1 and the wavelength λ2, and the wavelength λ3 and the wavelength λ4 may be equal, so that, in effect, the two wavelengths λ1 (λ2) and λ3 (λ
4) only needs to be put in the narrow absorption wavelength band of the 980 nm band. As a result, these wavelengths λ1 (λ2) and λ3 (λ
4) can be located near the center of the absorption wavelength band,
Therefore, the amplification characteristics (gain and noise figure) of the optical amplification fibers 20a and 20b can be improved.

【0030】注入同期予防の観点からは、波長λ1と波
長λ2、波長λ3と波長λ4は大きく異なるのが好まし
いことはいうまでもない。しかし、各波長差をあまり大
きくとると、光増幅ファイバの狭い吸収波長特性に対し
てポンプ光波長の波長帯域が拡がり過ぎて、光増幅用フ
ァイバ20a,20bの光増幅特性が劣化する、即ち、
利得が小さくなって雑音指数が劣化することになり、好
ましくない。また、ポンプ・レーザの特性が大きく異な
ると、コストの上昇につながる。
From the viewpoint of preventing injection locking, it is needless to say that the wavelength λ1 and the wavelength λ2, and the wavelength λ3 and the wavelength λ4 are preferably greatly different. However, if each wavelength difference is too large, the wavelength band of the pump light wavelength becomes too wide with respect to the narrow absorption wavelength characteristic of the optical amplification fiber, and the optical amplification characteristics of the optical amplification fibers 20a and 20b deteriorate, that is,
The gain becomes small and the noise figure deteriorates, which is not preferable. Further, if the characteristics of the pump laser differ greatly, the cost will increase.

【0031】各レーザ40a,40b,40c,40d
は、レーザ・ダイオードの外部に設けた反射素子により
レーザ・ダイオードの出力光の特定波長成分をレーザ・
ダイオードに帰還することで、発振波長が安定化されて
いる。図3は波長安定化したレーザの概略構成図を示
す。波長安定化レーザは、指定の波長λ1,λ2,λ
3,λ4付近でレーザ発振するように製造されたレーザ
・ダイオード46と、指定の波長λ1,λ2,λ3,λ
4成分を選択的に数%程度反射する偏波保持型ファイバ
・グレーティング48からなる。レーザ・ダイオード4
6の出力光は、偏波保持型ファイバ・グレーティング4
8に入射し、指定の波長λ1,λ2,λ3,λ4成分が
一部、反射されてレーザ・ダイオード46に帰還する。
これにより、レーザ・ダイオード46の発振波長が、偏
波保持型ファイバ・グレーティング48の反射波長に強
制され、安定化される。ファイバ・グレーティング48
を透過したレーザ光が、レーザ40a〜40dの出力光
となる。
Each laser 40a, 40b, 40c, 40d
Uses a reflective element provided outside the laser diode to convert a specific wavelength component of the output light of the laser diode
The oscillation wavelength is stabilized by feedback to the diode. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a wavelength stabilized laser. The wavelength-stabilized laser has the specified wavelengths λ1, λ2, λ
3, a laser diode 46 manufactured to oscillate around λ4, and designated wavelengths λ1, λ2, λ3, λ
It is composed of a polarization-maintaining fiber grating 48 that selectively reflects about four percent of the four components. Laser diode 4
The output light of 6 is a polarization-maintaining fiber grating 4
8 and a part of the specified wavelength λ1, λ2, λ3, λ4 component is partially reflected and returned to the laser diode 46.
As a result, the oscillation wavelength of the laser diode 46 is forced by the reflection wavelength of the polarization maintaining fiber grating 48 and is stabilized. Fiber grating 48
The laser light transmitted through becomes the output light of the lasers 40a to 40d.

【0032】ファイバ・グレーティング48による波長
安定化と波長λ1(λ2)と波長λ3(λ4)とを注入
同期を生じない程度に充分に離すことで、外部から入射
する光(カップラ42及びビーム・スプリッタ44a,
44b等で反射した光、並びに、伝送路18a,18b
を伝送する信号光及びその散乱光など)の影響を緩和又
は防止できる。
By stabilizing the wavelength by the fiber grating 48 and sufficiently separating the wavelengths λ1 (λ2) and λ3 (λ4) so as not to cause injection locking, light incident from outside (the coupler 42 and the beam splitter) 44a,
44b etc., and the transmission paths 18a, 18b
Of the signal light and the scattered light transmitted therethrough) can be reduced or prevented.

【0033】このような構成により、各光増幅ファイバ
20a,20bは、レーザ40a,40bの出力光(波
長λ1)及びレーザ40c,40dの出力光(波長λ
2)により励起される。各光増幅ファイバ20a,20
bは4つのレーザ40a〜40dの出力光により励起さ
れるので、光源の冗長度が充分に高くなり、信頼性が高
まる。
With such a configuration, each of the optical amplification fibers 20a and 20b outputs the output light (wavelength λ1) of the lasers 40a and 40b and the output light (wavelength λ) of the lasers 40c and 40d.
Excited by 2). Each optical amplification fiber 20a, 20
Since b is excited by the output lights of the four lasers 40a to 40d, the redundancy of the light source is sufficiently increased, and the reliability is improved.

【0034】図4は、試作したポンプ光発生装置の波長
と各部のロスを示す。レーザ40a,40bは980n
mでレーザ発振し、レーザ40c,40dは978nm
でレーザ発振するようにした。レーザ40a,40bと
偏光ビーム・スプリッタ42aとの間、及び、レーザ4
0c,40dと偏光ビーム・スプリッタ42bとの間
は、980nm用の偏波保持型ファイバで接続し、偏光
ビーム・スプリッタ42a,42bと3dBカップラ4
4との間、及び3dBカップラ44とWDMカップラ1
6a,16bとの間は、980nm帯用の光ファイバで
接続した。各部の損失を図4中に記入した。
FIG. 4 shows the wavelength of the prototype pump light generator and the loss of each part. 980n for lasers 40a and 40b
m, and lasers 40c and 40d are 978 nm
Laser oscillation. Between the lasers 40a, 40b and the polarizing beam splitter 42a, and
0c, 40d and the polarization beam splitter 42b are connected by a polarization maintaining fiber for 980 nm, and the polarization beam splitters 42a, 42b and the 3 dB coupler 4b are connected.
4, 3 dB coupler 44 and WDM coupler 1
6a and 16b were connected by an optical fiber for 980 nm band. The loss of each part is shown in FIG.

【0035】偏波保持型ファイバを使用する部分の融着
損失は0.3dB、一般の光ファイバ部分での融着損失
は0.1dB程度である。偏光ビーム・スプリッタ42
a,42bでの合波損失は0.7dB、3dBカップラ
44での損失は3+0.3dB、WDMカップラ16
a,16bでの損失は0.2dB、光増幅ファイバ20
a,20bの接続点での損失は0.2dBである。これ
らの結果、レーザ40a,40dの出力から光増幅ファ
イバ20a,20bの入力までの損失は約4.7dB
と、かなり低く抑えることができる。例えば、レーザ4
0a〜40dの出力を60mWとすると、81mW程度
で各光増幅ファイバ20a,20bを励起できることに
なり、従来よりも大きなパワーを光増幅ファイバ20
a,20bに供給でる。換言すると、中間の損失が少な
いので、レーザ40a,40dの出力パワーが低くても
良くなり、その結果、寿命が長くなって、信頼性が向上
する。
The fusion loss at the portion where the polarization maintaining fiber is used is about 0.3 dB, and the fusion loss at the general optical fiber portion is about 0.1 dB. Polarized beam splitter 42
a, the loss at the 42b is 0.7 dB, the loss at the 3 dB coupler 44 is 3 + 0.3 dB, and the WDM coupler 16
a, the loss at 16b is 0.2 dB, and the optical amplification fiber 20
The loss at the connection point between a and 20b is 0.2 dB. As a result, the loss from the outputs of the lasers 40a and 40d to the inputs of the optical amplification fibers 20a and 20b is about 4.7 dB.
And can be kept fairly low. For example, laser 4
Assuming that the output from 0a to 40d is 60 mW, each of the optical amplifying fibers 20a and 20b can be pumped at about 81 mW.
a and 20b. In other words, since the intermediate loss is small, the output power of the lasers 40a and 40d may be low, and as a result, the life is prolonged and the reliability is improved.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、1光増幅媒体を4つのレーザ装置
で励起するので、高度の冗長性を確保できる。各レーザ
装置の光出力パワーを効率的に光増幅媒体に供給でき、
1光増幅媒体当たり2つのレーザ装置のポンプ・パワー
を実現できるので、経済的な光増幅器を実現できる。注
入同期する可能性のあるレーザ装置間で波長を十分に離
すことができるので、注入同期を回避できる。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, since one optical amplifying medium is excited by four laser devices, a high degree of redundancy can be secured. The optical output power of each laser device can be efficiently supplied to the optical amplification medium,
Since pump power of two laser devices can be realized per optical amplification medium, an economical optical amplifier can be realized. Since the wavelengths can be sufficiently separated between laser devices that may be injection-locked, injection locking can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】 本実施例のレーザ発振波長λ1,λ2,λ
3,λ4の関係を示す図である。
FIG. 2 shows laser oscillation wavelengths λ1, λ2, λ of the present embodiment.
It is a figure which shows the relationship of 3, (lambda) 4.

【図3】 レーザ40a〜40dの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of lasers 40a to 40d.

【図4】 本実施例を使用した試作品の各部の損失を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing losses of respective parts of a prototype using the present embodiment.

【図5】 従来例の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional example.

【図6】 別の従来例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,12:レーザ・ダイオード 14:3dBファイバカップラ 16a,16b:WDMカップラ 18a:上り光伝送路 18b:下り光伝送路 20a,20b:エルビウム添加光増幅ファイバ 22a,22b:光アイソレータ 24a,24b:伝送用光ファイバ 30a,30b,30c,30d:レーザ・ダイオード 32a,32b:3dBファイバカップラ 34:3dBファイバカップラ 40a,40b,40c,40d:レーザ 42a,42b:偏光ビーム・スプリッタ 44:3dBファイバ・カップラ 46:レーザ・ダイオード 48:偏波保持型ファイバ・グレーティング 10, 12: laser diode 14: 3dB fiber coupler 16a, 16b: WDM coupler 18a: upstream optical transmission line 18b: downstream optical transmission line 20a, 20b: erbium-doped optical amplification fiber 22a, 22b: optical isolator 24a, 24b: transmission Optical fibers 30a, 30b, 30c, 30d: laser diodes 32a, 32b: 3dB fiber coupler 34: 3dB fiber couplers 40a, 40b, 40c, 40d: lasers 42a, 42b: polarization beam splitter 44: 3dB fiber coupler 46 : Laser diode 48 : Polarization maintaining fiber grating

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの光増幅媒体に励起光を供給するポ
ンプ光発生装置であって、 当該光増幅媒体の吸収波長帯に属する波長のレーザ光を
出力する第1、第2、第3及び第4のレーザ装置と、 当該第1及び第2のレーザ装置の出力光を直交する偏波
で偏光合成する第1の合波手段と、 当該第3及び第4のレーザ装置の出力光を直交する偏波
で偏光合成する第2の合波手段と、 当該第1及び第2の合波手段の合波出力光を合波して分
波する合分波手段とからなり、当該第1及び第2のレー
ザ装置の出力波長と当該第3及び第4のレーザ装置の出
力波長とが互いに異なることを特徴とするポンプ光発生
装置。
1. A pump light generator for supplying pump light to two optical amplifying media, comprising: a first, a second, a third, and a second laser for outputting laser light having a wavelength belonging to an absorption wavelength band of the optical amplifying medium. A fourth laser device, first multiplexing means for combining the output lights of the first and second laser devices with orthogonal polarizations, and orthogonalizing the output lights of the third and fourth laser devices. A second multiplexing unit that performs polarization combining with the polarized light to be combined, and a multiplexing / demultiplexing unit that multiplexes and demultiplexes the multiplexed output light of the first and second multiplexing units. An output wavelength of the second laser device and output wavelengths of the third and fourth laser devices are different from each other.
【請求項2】 当該合分波手段が3dBカップラである
請求項1に記載のポンプ光発生装置。
2. The pump light generator according to claim 1, wherein said multiplexing / demultiplexing means is a 3 dB coupler.
【請求項3】 当該第1、第2、第3及び第4のレーザ
装置は、出力波長を安定化されている請求項1又は2に
記載のポンプ光発生装置。
3. The pump light generator according to claim 1, wherein the first, second, third, and fourth laser devices have stabilized output wavelengths.
【請求項4】 当該第1及び第2のレーザ装置の出力波
長が互いに等しく、当該第3及び第4のレーザ装置の出
力波長が互いに等しい請求項1乃至3の何れか1項に記
載のポンプ光発生装置。
4. The pump according to claim 1, wherein output wavelengths of the first and second laser devices are equal to each other, and output wavelengths of the third and fourth laser devices are equal to each other. Light generator.
【請求項5】 当該第1、第2、第3及び第4のレーザ
装置の出力波長が980nm帯に属する請求項1乃至4
の何れか1項に記載のポンプ光発生装置。
5. An output wavelength of the first, second, third and fourth laser devices belongs to a 980 nm band.
The pump light generator according to any one of claims 1 to 4.
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