JPS6037639B2 - 光信号増幅器 - Google Patents
光信号増幅器Info
- Publication number
- JPS6037639B2 JPS6037639B2 JP17549580A JP17549580A JPS6037639B2 JP S6037639 B2 JPS6037639 B2 JP S6037639B2 JP 17549580 A JP17549580 A JP 17549580A JP 17549580 A JP17549580 A JP 17549580A JP S6037639 B2 JPS6037639 B2 JP S6037639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- light
- signal light
- optical fiber
- input
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
- H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はラマン効果を利用した光信号増幅器に関する
ものである。
ものである。
従来のこの光増幅器はしーザ作用を用いたもの非線形光
学効果を用いたものが考えられている。
学効果を用いたものが考えられている。
レーザ作用を用いたものは信号光の波長がレーザ波長に
正確に一致している必要がある。従ってレーザ光波長と
異なる信号光に対しては増幅作用がなく、広い波長城で
は使用できない欠点を有していた。更に例えば半導体レ
ーザを用いた光増幅器では飽和出力が小さく、取出せる
信号光世力が小さい、又光フアィバからの信号光と増幅
器あるいは半導体レーザ増幅器から出射した信号光と光
フアィバの結合効率が極めて低く、正味の利得が４・さ
いという欠点を有していた。非線形相互作用を利用する
光増幅器としてはパラメトリツク相互作用、ラマン散乱
現象を用いたものがある。
正確に一致している必要がある。従ってレーザ光波長と
異なる信号光に対しては増幅作用がなく、広い波長城で
は使用できない欠点を有していた。更に例えば半導体レ
ーザを用いた光増幅器では飽和出力が小さく、取出せる
信号光世力が小さい、又光フアィバからの信号光と増幅
器あるいは半導体レーザ増幅器から出射した信号光と光
フアィバの結合効率が極めて低く、正味の利得が４・さ
いという欠点を有していた。非線形相互作用を利用する
光増幅器としてはパラメトリツク相互作用、ラマン散乱
現象を用いたものがある。
しかしながらいずれもポンピング光と信号光の入射、出
射端においてビームスプリツタ、方向性結合器等のポン
ピング光と信号光とを合波、分波する装置が必要であっ
た。又２コア光フアィバを用いたラマン散乱を利用した
光増幅器（特魔昭５５一０４８９０３）では入出射機で
光フィバを外部的に一定の曲率で曲げ二つの光導波路の
結合を行っていた。そのために入出射端に一定の曲率で
正確に光フアィバを曲げる装置が必要であるという欠点
を有していた。更に多数数の波長の異なる信号光に対し
ては動作できないという欠点もあつた。この発明はこれ
らの欠点を除くため同一クラッド内に二つ以上のコアを
持ち、一つのコアに対して他のコアが光結合する光フア
ィバとし、その一つのコアにポンピング光を、他のコア
に信号光をそれぞれ入射し、ラマン利得により信号光の
増幅を図るもので、以下図面について詳細に説明する。
射端においてビームスプリツタ、方向性結合器等のポン
ピング光と信号光とを合波、分波する装置が必要であっ
た。又２コア光フアィバを用いたラマン散乱を利用した
光増幅器（特魔昭５５一０４８９０３）では入出射機で
光フィバを外部的に一定の曲率で曲げ二つの光導波路の
結合を行っていた。そのために入出射端に一定の曲率で
正確に光フアィバを曲げる装置が必要であるという欠点
を有していた。更に多数数の波長の異なる信号光に対し
ては動作できないという欠点もあつた。この発明はこれ
らの欠点を除くため同一クラッド内に二つ以上のコアを
持ち、一つのコアに対して他のコアが光結合する光フア
ィバとし、その一つのコアにポンピング光を、他のコア
に信号光をそれぞれ入射し、ラマン利得により信号光の
増幅を図るもので、以下図面について詳細に説明する。
第１図及び第２図はこの発明の実施例であって２コアを
もつ場合である。
もつ場合である。
本体１１は同一のクラツド１２内に２本のコァ１３，１
４が形成されて構成され、本体１１の一端においてコア
１３の一端と連続したコアを有するポンピング光入射用
光ファイバ１５が連結されると共にコア１４の一端と連
続したコアを有する信号光入射用光ファイノゞ１６が連
結させる。本体１１の池端においてコア１３の池端と連
続したコアを有するポンピング光出射用光ファイバ１７
が連結されると共にコア１４の他端と連続したコアを有
する信号光出射用光ファイバ１８が連結される。ポンピ
ング光入射用光フアィバ１５はポンピング光を出射する
光源１９に接続され、光ファイバー５にポンピング光が
入射される。第３図は本体１１の屈折率分布である。
４が形成されて構成され、本体１１の一端においてコア
１３の一端と連続したコアを有するポンピング光入射用
光ファイバ１５が連結されると共にコア１４の一端と連
続したコアを有する信号光入射用光ファイノゞ１６が連
結させる。本体１１の池端においてコア１３の池端と連
続したコアを有するポンピング光出射用光ファイバ１７
が連結されると共にコア１４の他端と連続したコアを有
する信号光出射用光ファイバ１８が連結される。ポンピ
ング光入射用光フアィバ１５はポンピング光を出射する
光源１９に接続され、光ファイバー５にポンピング光が
入射される。第３図は本体１１の屈折率分布である。
コア１３，１４の屈折率ｎ，，ｎ，′はクラッド１２の
屈折率ｎ２よりも高い。コア１３，１４の半径ａ，，ａ
２、屈折率ｎ，，ｎ，′、コア１ ３，１ ４の間隙ｄ
は信号光の波長に対してコア１３，１４を伝搬する光が
結合するように選定する。第４図にその結合特性の波長
特性を示す。第４図は１．１仏ので１００％結合する場
合である。結合度の半値中△入を数百Ａにすることは第
３図のパラメータを適宜選択することで可能である。第
５図に伝搬距離に対する結合特性を示す。本体１１の長
さは結合長１の１周期２のこ相当している。従って入射
用光フアィバ１５から入った信号光は本体１１内で結合
長１伝搬すると、ポンピング光の伝搬しているコア１３
に完全に移行する。更に１伝搬すると再度コア１４に戻
り、出射用光ファイバー８によりポンピング光と分離さ
れて出射する。信号光がポンピング光と同一のコア１３
を伝搬する時、ラマン効果により増幅される。信号光及
びポンピング光が同一のコア１３を伝搬する長さを１′
とし、ラマン利得係数をｇとすると信号光出力Ｐｏｕｔ
はＰｏｕｔ＝Ｐｉｎｅｘｐ（ｇ１１′）
｛１’と表わされる。
屈折率ｎ２よりも高い。コア１３，１４の半径ａ，，ａ
２、屈折率ｎ，，ｎ，′、コア１ ３，１ ４の間隙ｄ
は信号光の波長に対してコア１３，１４を伝搬する光が
結合するように選定する。第４図にその結合特性の波長
特性を示す。第４図は１．１仏ので１００％結合する場
合である。結合度の半値中△入を数百Ａにすることは第
３図のパラメータを適宜選択することで可能である。第
５図に伝搬距離に対する結合特性を示す。本体１１の長
さは結合長１の１周期２のこ相当している。従って入射
用光フアィバ１５から入った信号光は本体１１内で結合
長１伝搬すると、ポンピング光の伝搬しているコア１３
に完全に移行する。更に１伝搬すると再度コア１４に戻
り、出射用光ファイバー８によりポンピング光と分離さ
れて出射する。信号光がポンピング光と同一のコア１３
を伝搬する時、ラマン効果により増幅される。信号光及
びポンピング光が同一のコア１３を伝搬する長さを１′
とし、ラマン利得係数をｇとすると信号光出力Ｐｏｕｔ
はＰｏｕｔ＝Ｐｉｎｅｘｐ（ｇ１１′）
｛１’と表わされる。
｛１）式でＰｉｎは信号光入力である。ラマン利得はポ
ンピング光入力密度１に依存する。増幅度はポンピング
光入力が大きい程１′が長い程大きくなる。具体的な一
例として石英系２コア光ファィバを本体１１として用い
た光増幅器について以下に説明する。石英系光フアィバ
のラマン利得を第６図に示す。
ンピング光入力密度１に依存する。増幅度はポンピング
光入力が大きい程１′が長い程大きくなる。具体的な一
例として石英系２コア光ファィバを本体１１として用い
た光増幅器について以下に説明する。石英系光フアィバ
のラマン利得を第６図に示す。
ポンピング光は波長１．０６４仏肌のＹＡＧレーザ光で
ある。第６図より信号光の波長は１．０６４一肌から１
．２仏肌迄の広い波長城であることがわかる。以下では
信号光の波長を１．１仏机とした場合の具体的な数値例
を示す。２コア光フアィバ１１を１．１ムのにおいての
み結合状態にするにはコア径ａ，＝５山肌、ａ２＝１．
５山肌、比屈折率差△，＝ｎ，一ｎ２／〜×１００＝０
．１％、△２ ＝ｎ，′−ｎ２／ｎ２×１００＝０．４
％、間隙ｄ＝５０仏のとすることにより満たせる。
ある。第６図より信号光の波長は１．０６４一肌から１
．２仏肌迄の広い波長城であることがわかる。以下では
信号光の波長を１．１仏机とした場合の具体的な数値例
を示す。２コア光フアィバ１１を１．１ムのにおいての
み結合状態にするにはコア径ａ，＝５山肌、ａ２＝１．
５山肌、比屈折率差△，＝ｎ，一ｎ２／〜×１００＝０
．１％、△２ ＝ｎ，′−ｎ２／ｎ２×１００＝０．４
％、間隙ｄ＝５０仏のとすることにより満たせる。
この時の結合長ｉは５０の、結合効率は１００％である
。従って光フアィバ１１の全長を１００のにすれば信号
光は入射端より５０肌においてポンピング光と同一コア
１３に移行し、長さ１００仇の出射端では再び分離され
る。上記２コア光フアイバを用い相互作用長を結合長１
に等しいとしてポンピング入力がｌＯＷの時のラマン利
得を求めるとＰｏｕｔら６００Ｐｉｎ
■となる。この値は上記２コア光フアィバについ
ての計算例であり結合長を長くするか、又はポンピング
光入力を増加することにより更に高利得になる。第７図
に示すようにポンピング光の伝搬するコア１３の周囲に
、信号光がそれぞれ伝搬する複数のコア１４ａ，１４ｂ
，１４ｃ，１４ｄを配置しそれぞれのコア径、屈折率差
、コア間隙を変化して作成することにより複数の信号光
に対して同様の増幅作用が得られる。
。従って光フアィバ１１の全長を１００のにすれば信号
光は入射端より５０肌においてポンピング光と同一コア
１３に移行し、長さ１００仇の出射端では再び分離され
る。上記２コア光フアイバを用い相互作用長を結合長１
に等しいとしてポンピング入力がｌＯＷの時のラマン利
得を求めるとＰｏｕｔら６００Ｐｉｎ
■となる。この値は上記２コア光フアィバについ
ての計算例であり結合長を長くするか、又はポンピング
光入力を増加することにより更に高利得になる。第７図
に示すようにポンピング光の伝搬するコア１３の周囲に
、信号光がそれぞれ伝搬する複数のコア１４ａ，１４ｂ
，１４ｃ，１４ｄを配置しそれぞれのコア径、屈折率差
、コア間隙を変化して作成することにより複数の信号光
に対して同様の増幅作用が得られる。
信号光の入力が大きい場合、又は相互作用長が長い場合
には信号光により逆にポンピング光の出射強度が制御で
きる。
には信号光により逆にポンピング光の出射強度が制御で
きる。
従って変調された信号光によりポンピング光を変調する
こともでき波長変換機能も有している。以上説明したよ
うにこの発明による二つ以上のコアを有する光フアィバ
を用いたラマン散乱による光信号増幅器では、以下に述
べる利点がある。
こともでき波長変換機能も有している。以上説明したよ
うにこの発明による二つ以上のコアを有する光フアィバ
を用いたラマン散乱による光信号増幅器では、以下に述
べる利点がある。
｛１｝ 広い波長城の信号光の増幅が行え増幅度が高い
。■ 信号光とポンピング光の分離が光フアイバの構造
パラメータを変化するだけで満たせる。
。■ 信号光とポンピング光の分離が光フアイバの構造
パラメータを変化するだけで満たせる。
‘３｝ 伝送用光フアィバとこの増幅器の伝搬モードは
同一であり、信号光の伝送路への結合効率が高い。｛４
｝ 非線形相互作用を利用しているために信号光の波形
整形もでき再生増幅器となる。
同一であり、信号光の伝送路への結合効率が高い。｛４
｝ 非線形相互作用を利用しているために信号光の波形
整形もでき再生増幅器となる。
‘５｝ 多数の信号光に対しても増幅効果が期待できる
。
。
【６） 信号光によりポンピング光を変調することも可
動であり波長変換機能も有している。
動であり波長変換機能も有している。
第１図はこの発明の実施例を示す図、第２図は本体１１
の断面図、第３図は本体１１の屈折率分布図、第４図は
結合特性の波長特性図、第５図は結合特性の距離性図、
第６図は石英系光ファイバにおけるラマン利得の波長特
性図、第７図はこの発明の光信号増幅器の他の実施例に
おける本体Ｉ１の断面図である。 １１：本体、１２：クラツド、１３，１４，１４ａ〜１
４ｄ：コア、１５：ポンピング光入射用光フアィバ、１
６：信号光入射用光フアィバ、１７：ポンピング光出射
用光フアィバ、１８：信号光出射用光フアィバ、１９：
ポンピング光用光源。 第 １ 図 第２図 第３図 第４ 図 鷺７図 努 ５ 図 第６図
の断面図、第３図は本体１１の屈折率分布図、第４図は
結合特性の波長特性図、第５図は結合特性の距離性図、
第６図は石英系光ファイバにおけるラマン利得の波長特
性図、第７図はこの発明の光信号増幅器の他の実施例に
おける本体Ｉ１の断面図である。 １１：本体、１２：クラツド、１３，１４，１４ａ〜１
４ｄ：コア、１５：ポンピング光入射用光フアィバ、１
６：信号光入射用光フアィバ、１７：ポンピング光出射
用光フアィバ、１８：信号光出射用光フアィバ、１９：
ポンピング光用光源。 第 １ 図 第２図 第３図 第４ 図 鷺７図 努 ５ 図 第６図
Claims (1)
- １ １本の光フアイバ内に近接した二つ以上のコアが構
成され、これらコアはそのコアを伝搬する光が信号光の
波長で互に結合され、その長さは信号光に対して結合長
の１周期の整数倍に選定され、前記コアの一つにポンピ
ング光が入射され、他のコアの一端に波長の異なる信号
光が入射され、その他端より信号光を取出される光信号
増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17549580A JPS6037639B2 (ja) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | 光信号増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17549580A JPS6037639B2 (ja) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | 光信号増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5799794A JPS5799794A (en) | 1982-06-21 |
| JPS6037639B2 true JPS6037639B2 (ja) | 1985-08-27 |
Family
ID=15997033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17549580A Expired JPS6037639B2 (ja) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | 光信号増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037639B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277336U (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-13 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4616898A (en) * | 1980-03-31 | 1986-10-14 | Polaroid Corporation | Optical communication systems using raman repeaters and components therefor |
| US4515431A (en) * | 1982-08-11 | 1985-05-07 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| US4546476A (en) * | 1982-12-10 | 1985-10-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| US4674830A (en) * | 1983-11-25 | 1987-06-23 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| JPS60120585A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅方法および光増幅装置 |
| JPS62194237A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-26 | Kyohei Sakuta | 光増幅機能を有する３結合導波路光タツプ |
| IT1215681B (it) * | 1988-01-12 | 1990-02-22 | Pirelli General Plc | Amplificazione di segnali ottici. |
| JP3137632B2 (ja) * | 1989-08-31 | 2001-02-26 | 富士通株式会社 | 光ファイバ増幅器を備えた光通信方式 |
-
1980
- 1980-12-12 JP JP17549580A patent/JPS6037639B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277336U (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5799794A (en) | 1982-06-21 |
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