JPS59101628A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
- Publication number
- JPS59101628A JPS59101628A JP21096582A JP21096582A JPS59101628A JP S59101628 A JPS59101628 A JP S59101628A JP 21096582 A JP21096582 A JP 21096582A JP 21096582 A JP21096582 A JP 21096582A JP S59101628 A JPS59101628 A JP S59101628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal light
- light source
- exciting light
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光増幅器に関し、特に元ファイバ内の非線形
光学効果を利用する元ファイバ増幅器に関する。
光学効果を利用する元ファイバ増幅器に関する。
元ファイバ通信技術の進展に伴い、信号光を元の状態で
直接増幅する技術の必要性が冒まりてきている０ そのための有力な手段のひとつに、元７アイバ内の非線
形光学効果でめるラマン増幅効果や４元子混合増幅効果
を利用する光増幅法がめる。
直接増幅する技術の必要性が冒まりてきている０ そのための有力な手段のひとつに、元７アイバ内の非線
形光学効果でめるラマン増幅効果や４元子混合増幅効果
を利用する光増幅法がめる。
これらの非線形光学効果を利用する元請幅器は・他の元
直接増幅法でめる訪導放出効果を利用する光増幅器に比
べ、広帯域で高利得（尚増倍率）という特長七有する一
方、以下に詳しぐ述べるように、励起光のＰＪｒ喪平均
出力直が尚く、充分な利得を得るのが容易でないという
欠点を有していた０元ファイバ内の非線形元学効釆を利
用する光増幅器は、通常、信号光と励起光を同時に端面
からｉ７アイバ内に入射させる。信号光の波長は、励起
光によって元ファイバ内に銹起される訪等ラマン利得や
銹導４九子混合利得の生ずる波長に予め設定しておく〇 この光増幅器における信号光に対する小信号利得、即ち
その入力信号光が飽和効果を無視できるレベルであると
きにファイバ出射端でｄｌｌｊｇれる信号光強度の増倍
率Ｇは、次式で与えられることが知られている・ α ここに、Ｋは元ファイバのパラメータで決る非線形元学
効来の利得定数、工ｐは元ファイバ入射端における励起
元籏厩、αは励起光に対する元ファイバの伝送損失係数
、Ｌは元ファイバの長さである。
直接増幅法でめる訪導放出効果を利用する光増幅器に比
べ、広帯域で高利得（尚増倍率）という特長七有する一
方、以下に詳しぐ述べるように、励起光のＰＪｒ喪平均
出力直が尚く、充分な利得を得るのが容易でないという
欠点を有していた０元ファイバ内の非線形元学効釆を利
用する光増幅器は、通常、信号光と励起光を同時に端面
からｉ７アイバ内に入射させる。信号光の波長は、励起
光によって元ファイバ内に銹起される訪等ラマン利得や
銹導４九子混合利得の生ずる波長に予め設定しておく〇 この光増幅器における信号光に対する小信号利得、即ち
その入力信号光が飽和効果を無視できるレベルであると
きにファイバ出射端でｄｌｌｊｇれる信号光強度の増倍
率Ｇは、次式で与えられることが知られている・ α ここに、Ｋは元ファイバのパラメータで決る非線形元学
効来の利得定数、工ｐは元ファイバ入射端における励起
元籏厩、αは励起光に対する元ファイバの伝送損失係数
、Ｌは元ファイバの長さである。
この増倍率Ｇの時間的安定匿を考慮し、従来は励起光と
して連続波を用いるのが通常でめった◇励起光源として
波長１．３２μｍで出力ｆＪ２Ｗの連続発振ＹＡＧレー
ザを用い、元ファイバとしてコア径７μｍ５長さ３．５
ら、波長ｌ、３２μｍの伝送供失０．５ ｄ１３ Ａｍ
のシリカファイバを用いた２マン効果による増幅の場合
、増倍率Ｇとして約ｌＯが得られている。さらに増倍率
Ｇを同上させるには、励起九強匿工ｐを増加させれば良
いが、連続励起のままでは励起光源であるレーザ装置の
出力でＩｐが限定されて、上記以上のＧの同上は望めな
い現状である。
して連続波を用いるのが通常でめった◇励起光源として
波長１．３２μｍで出力ｆＪ２Ｗの連続発振ＹＡＧレー
ザを用い、元ファイバとしてコア径７μｍ５長さ３．５
ら、波長ｌ、３２μｍの伝送供失０．５ ｄ１３ Ａｍ
のシリカファイバを用いた２マン効果による増幅の場合
、増倍率Ｇとして約ｌＯが得られている。さらに増倍率
Ｇを同上させるには、励起九強匿工ｐを増加させれば良
いが、連続励起のままでは励起光源であるレーザ装置の
出力でＩｐが限定されて、上記以上のＧの同上は望めな
い現状である。
一方、励起光をパルス列とする構成も検討しうル６ 例
えば、時分割波長多重通イＨのデコーディングに信号光
パルス列と同期したパルス列を励起光に用いたシ、また
、ＰＣＭ伝込光波形の再贅形にやはシ同期パルス列を励
起光に用いることも有効と考えうれる。しかし、これら
の例では、いずれも、励起パルスの幅やくシ返し速反を
、信号光のそれと制えているため、単一の被増幅パルス
の増幅に関しては、連続波によるのと同号の増幅が行な
われているにすぎない。しかも、励起光と信号゛ 元と
は波長が異るから、元ファイバ内の群遅延分数が増倍率
Ｇを制限するほか、２種のレーザ光源のパルス列の同期
という高度の技術が必要であるという欠点をも■してい
た。
えば、時分割波長多重通イＨのデコーディングに信号光
パルス列と同期したパルス列を励起光に用いたシ、また
、ＰＣＭ伝込光波形の再贅形にやはシ同期パルス列を励
起光に用いることも有効と考えうれる。しかし、これら
の例では、いずれも、励起パルスの幅やくシ返し速反を
、信号光のそれと制えているため、単一の被増幅パルス
の増幅に関しては、連続波によるのと同号の増幅が行な
われているにすぎない。しかも、励起光と信号゛ 元と
は波長が異るから、元ファイバ内の群遅延分数が増倍率
Ｇを制限するほか、２種のレーザ光源のパルス列の同期
という高度の技術が必要であるという欠点をも■してい
た。
本発明の目的は、励起光源の平均出力を増加させること
なく烏い増倍率が得られる元ファイバ増幅器の提供にあ
る。
なく烏い増倍率が得られる元ファイバ増幅器の提供にあ
る。
本発明による元ファイバ増幅器は、Ｍ足ビ、トレードの
デジタル信号光を生ずる光源と、前記ピットレートよシ
烏い周波数で振幅変調を受けた励起光を生ずる光源と、
前記信号光と前記励起光とを会波する合波器と、この合
波器の出射光を伝送する元ファイバとｔ−備えて構成さ
れる。
デジタル信号光を生ずる光源と、前記ピットレートよシ
烏い周波数で振幅変調を受けた励起光を生ずる光源と、
前記信号光と前記励起光とを会波する合波器と、この合
波器の出射光を伝送する元ファイバとｔ−備えて構成さ
れる。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成図でめる０倍号元源ｌ
からのデジタルの信号光１１と、励起光源２からの励起
光１２が、合波器３にょシ合阪され元ファイバ４に入射
される◎このとき励起光１２の波長は、信号光１１を元
ファイバ４の中の非線形光字効果によシ壇幅可能な１直
に設足ざ扛ている。
からのデジタルの信号光１１と、励起光源２からの励起
光１２が、合波器３にょシ合阪され元ファイバ４に入射
される◎このとき励起光１２の波長は、信号光１１を元
ファイバ４の中の非線形光字効果によシ壇幅可能な１直
に設足ざ扛ている。
こうして増幅された信号光は、元ファイバ４を出射後光
検出器で受信δれる◎励起光１２は信号光１１のに調周
波数（ピットレート）よル高い周波数で振幅変調してる
る。この振幅変真のために高尚＆変繊装＆５が励起光源
２に接続しである＠このような構成上の特徴にょシ、以
下の説明のごとく励起光１２の平均ノ切−を同一とした
場合に１連続励起の場合に比べ、顕著な増倍率Ｇの増大
効果が侍られる・励起光１２は規則的なパルス列（−棟
の振幅変調波）になっており、そのくシ返し間隔は信号
光ｌｌのパルス幅よシ、はるかに短くなっている。この
励起！１２におけるパルス列の繰返し間隔の、パルス幅
に対する比をｍとすると、谷パルスのピーク強には平均
強匿のｍ倍になっている。そのとき、信号光パルスのう
ち励起パルス列に同期している部分の増倍率は、連続励
起の場合の増倍率Ｇのｍ乗倍になることが（１）式から
れかる。一方、励起パルス列に同期していない期間の増
倍率は、そΩ期間に励起光のエネルギーがないので１の
ままである◎このため信号光パルスは、櫛の歯状に増幅
されるが、その平均エネルギーの増倍率は、時間平均に
よｊｌ）（Ｇ”十（ｍ−９３７ｍで与えられる＠このた
め、連続励起の場合に対する高周波パルス列励起の場合
の信号パルスのエネルギー増倍率の比は で与えられる。この助長効果の数１ば例をいくつか次に
示す。ｍが４の場合、Ｇが２のとき２．４倍−Ｇが４の
とさ１６倍強、Ｇが１０のとき実に２５０倍の助長効果
がそれぞれ得られる。ｍを１０とすれば、谷Ｇに対し、
史に大きな助長効果が得られる。
検出器で受信δれる◎励起光１２は信号光１１のに調周
波数（ピットレート）よル高い周波数で振幅変調してる
る。この振幅変真のために高尚＆変繊装＆５が励起光源
２に接続しである＠このような構成上の特徴にょシ、以
下の説明のごとく励起光１２の平均ノ切−を同一とした
場合に１連続励起の場合に比べ、顕著な増倍率Ｇの増大
効果が侍られる・励起光１２は規則的なパルス列（−棟
の振幅変調波）になっており、そのくシ返し間隔は信号
光ｌｌのパルス幅よシ、はるかに短くなっている。この
励起！１２におけるパルス列の繰返し間隔の、パルス幅
に対する比をｍとすると、谷パルスのピーク強には平均
強匿のｍ倍になっている。そのとき、信号光パルスのう
ち励起パルス列に同期している部分の増倍率は、連続励
起の場合の増倍率Ｇのｍ乗倍になることが（１）式から
れかる。一方、励起パルス列に同期していない期間の増
倍率は、そΩ期間に励起光のエネルギーがないので１の
ままである◎このため信号光パルスは、櫛の歯状に増幅
されるが、その平均エネルギーの増倍率は、時間平均に
よｊｌ）（Ｇ”十（ｍ−９３７ｍで与えられる＠このた
め、連続励起の場合に対する高周波パルス列励起の場合
の信号パルスのエネルギー増倍率の比は で与えられる。この助長効果の数１ば例をいくつか次に
示す。ｍが４の場合、Ｇが２のとき２．４倍−Ｇが４の
とさ１６倍強、Ｇが１０のとき実に２５０倍の助長効果
がそれぞれ得られる。ｍを１０とすれば、谷Ｇに対し、
史に大きな助長効果が得られる。
以上述べたように、本夷軸においてｔｎｔ適当に培ぶこ
とにより、容易に１桁以上の増倍率の向上が得られる◎ 規則的なパルス列の励起光を得る具体的手段としては、
モード同期法がまずめげられる。１諌返し速度がＩ Ｇ
Ｈｚを上回るモード同期技術が固体レーザや半導体レー
ザで確立されているＯ例えば、固体レーザでは高周波変
調装置５としてモード同期用内部変調集子とそのドライ
バーを選べば、ＩＧＨｚ以上のモード同期パルス列が励
起光１２として得られる。このモード同期技術を用いれ
ば、信号光１１の変調ビットレートが１００Ｍ ｂｉｔ
／ｓや４００Ｍ ｂ ｉ ｔ／ａという高速変調時にも
、充分な増倍率の助長効果が期待できる０また、持続的
な高周波緩和振動を伴う筒出力の半導体レーザも本実施
例の励起光源２に用いうる０この場介１高周波変調装置
５としては、緩和倣動周波数の注入電流変調装置や、緩
和振ｔｉｊＪ全助長する活性層への光帰還装置などが用
い得る。
とにより、容易に１桁以上の増倍率の向上が得られる◎ 規則的なパルス列の励起光を得る具体的手段としては、
モード同期法がまずめげられる。１諌返し速度がＩ Ｇ
Ｈｚを上回るモード同期技術が固体レーザや半導体レー
ザで確立されているＯ例えば、固体レーザでは高周波変
調装置５としてモード同期用内部変調集子とそのドライ
バーを選べば、ＩＧＨｚ以上のモード同期パルス列が励
起光１２として得られる。このモード同期技術を用いれ
ば、信号光１１の変調ビットレートが１００Ｍ ｂｉｔ
／ｓや４００Ｍ ｂ ｉ ｔ／ａという高速変調時にも
、充分な増倍率の助長効果が期待できる０また、持続的
な高周波緩和振動を伴う筒出力の半導体レーザも本実施
例の励起光源２に用いうる０この場介１高周波変調装置
５としては、緩和倣動周波数の注入電流変調装置や、緩
和振ｔｉｊＪ全助長する活性層への光帰還装置などが用
い得る。
光検出器には通常帯域フィルターを設け、そのカットオ
フ周波数を信号光１１の変調周波数と、励起光１２の高
周波に調周彼数の中間に設足して、信号光１１を復調す
る。高周波変調周波数が元懺出器自体の応答局ｔｆＬ数
よシも高い場合には帯域フィルターが不安であることは
言うまでもない。
フ周波数を信号光１１の変調周波数と、励起光１２の高
周波に調周彼数の中間に設足して、信号光１１を復調す
る。高周波変調周波数が元懺出器自体の応答局ｔｆＬ数
よシも高い場合には帯域フィルターが不安であることは
言うまでもない。
以上説明したように、本発明によれば、信号光のど、ト
レードよシも高い周波数で伽幅父調した励起光を用いる
ことによシ、励起光の平均パワーを上げることなく元フ
ァイバ内の非線形効果による増倍率の向上を図った元フ
ァイバ増幅器が得られる。
レードよシも高い周波数で伽幅父調した励起光を用いる
ことによシ、励起光の平均パワーを上げることなく元フ
ァイバ内の非線形効果による増倍率の向上を図った元フ
ァイバ増幅器が得られる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を
逸脱しない範囲で構成を変えることができるのはもちろ
んである。例えば高周波変調装置５としては位相変調機
能と遅延分散ａ能とを有し、平均出力を変えずに振幅変
調が可能な外部変調器が用いうる０励起元源２としては
、固体レーザや半導体レーザ以外にもあらゆる高出力レ
ーザ光源が用いうる。
逸脱しない範囲で構成を変えることができるのはもちろ
んである。例えば高周波変調装置５としては位相変調機
能と遅延分散ａ能とを有し、平均出力を変えずに振幅変
調が可能な外部変調器が用いうる０励起元源２としては
、固体レーザや半導体レーザ以外にもあらゆる高出力レ
ーザ光源が用いうる。
第１図は本発明の一笑施例の構成図である。
ｌ・・・・・・信号光源、２・・・・・・励起光源、３
・・自・・合波器、４・・・・・・元ファイバ、５・・
・・・・高周波変調装置。 第１図
・・自・・合波器、４・・・・・・元ファイバ、５・・
・・・・高周波変調装置。 第１図
Claims (1)
- 所定ビットレートのデジタル信号光を生ずる光源と、前
記と、トレードよル高い絢波数で振幅変調を受ゆた励起
光を生ずる光源と、前記信号光と前記励起光と全合波す
る合成器と、この会阪器の出射光を伝送する元ファイバ
とを備える元ファイバ壇嘱器◎
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21096582A JPS59101628A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21096582A JPS59101628A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101628A true JPS59101628A (ja) | 1984-06-12 |
| JPH0377966B2 JPH0377966B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=16598043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21096582A Granted JPS59101628A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101628A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61140928A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-28 | エステイーシー ピーエルシー | 光増幅器及び光増幅方法 |
| JPH0342637A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光信号増幅方式 |
| JP2011029375A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅器および光伝送システム |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP21096582A patent/JPS59101628A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61140928A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-28 | エステイーシー ピーエルシー | 光増幅器及び光増幅方法 |
| JPH0342637A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光信号増幅方式 |
| JP2749645B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1998-05-13 | 古河電気工業株式会社 | 光信号増幅方式 |
| JP2011029375A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅器および光伝送システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377966B2 (ja) | 1991-12-12 |
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