JPS6114624A - 光フアイバによる光増幅装置 - Google Patents
光フアイバによる光増幅装置Info
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- JPS6114624A JPS6114624A JP13464784A JP13464784A JPS6114624A JP S6114624 A JPS6114624 A JP S6114624A JP 13464784 A JP13464784 A JP 13464784A JP 13464784 A JP13464784 A JP 13464784A JP S6114624 A JPS6114624 A JP S6114624A
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 29
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
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- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
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
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
- G02F1/395—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves in optical waveguides
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光伝送方式において、光ファイバの非線形光学
効果による光増幅作用を用いた光信号増幅装置に関する
。
効果による光増幅作用を用いた光信号増幅装置に関する
。
従来の光ファイバの非線形光学効果による光増幅作用を
利用した光伝送方式の構成例′JFr第5図(a)忙示
す。10は送信部であり、電気信号源11と信号光源1
2で構成される。20および21ij光増幅用ファイバ
である。30は中継部であり、ポンプ光源31とダイク
ロイックフィルタ32によりなる。40Vi受信部であ
り、ポンプ光源41、ダイクロイックフィルタ42、光
検出器43および電気信号検出器44より構成される。
利用した光伝送方式の構成例′JFr第5図(a)忙示
す。10は送信部であり、電気信号源11と信号光源1
2で構成される。20および21ij光増幅用ファイバ
である。30は中継部であり、ポンプ光源31とダイク
ロイックフィルタ32によりなる。40Vi受信部であ
り、ポンプ光源41、ダイクロイックフィルタ42、光
検出器43および電気信号検出器44より構成される。
電気信号源11より送出された電気信号13で信号光源
12の強度を変!!+4L、信号光14が形成される。
12の強度を変!!+4L、信号光14が形成される。
信号光14は光増幅用ファイバ20を伝播し、中継部3
0に達する。中継部30ではポンプ光源31よリポンプ
光33が送出され、ダイクロイックフィルタ32で反射
され光増幅用ファイバ20を送信部方向に伝播する。信
号光14の様子を@5図(b)に示すが、送信端で51
のように大きい振幅であったものが、光増幅用ファイバ
20を伝播するに従って、52のように振幅が減衰する
。]2か12、逆方向から伝播してくるポンプ光33に
よって、信号光は再び増幅され53のようになる。ボン
ブ光33の伝播する様子を第5図(o)に示す。中継部
300Å射端で光増幅用ファイバに励起されたポンプ光
は61のよう忙伝播する。ある距離1.だけ伝播すると
ポンプ光は1次ストークス光62に変換する。さらに距
離らだけ伝播すると、1次ストークス光62ti2次ス
トークス光631C変換する。この例では1次ストーク
ス光と信号光の波長を一致させることにより、62の領
域で光増幅はせている。中継部30のダイクロイックフ
ィルタ32′!i−通過して、光増幅用ファイバ21に
入射した信号光34も、上記と同様に光増幅され、受信
部40に達する。受信部40では、ダイクロイックフィ
ルタ42を通過した信号光45を光検出器43で電気信
号46に変換し、それを電気信号検出器44で検出する
。
0に達する。中継部30ではポンプ光源31よリポンプ
光33が送出され、ダイクロイックフィルタ32で反射
され光増幅用ファイバ20を送信部方向に伝播する。信
号光14の様子を@5図(b)に示すが、送信端で51
のように大きい振幅であったものが、光増幅用ファイバ
20を伝播するに従って、52のように振幅が減衰する
。]2か12、逆方向から伝播してくるポンプ光33に
よって、信号光は再び増幅され53のようになる。ボン
ブ光33の伝播する様子を第5図(o)に示す。中継部
300Å射端で光増幅用ファイバに励起されたポンプ光
は61のよう忙伝播する。ある距離1.だけ伝播すると
ポンプ光は1次ストークス光62に変換する。さらに距
離らだけ伝播すると、1次ストークス光62ti2次ス
トークス光631C変換する。この例では1次ストーク
ス光と信号光の波長を一致させることにより、62の領
域で光増幅はせている。中継部30のダイクロイックフ
ィルタ32′!i−通過して、光増幅用ファイバ21に
入射した信号光34も、上記と同様に光増幅され、受信
部40に達する。受信部40では、ダイクロイックフィ
ルタ42を通過した信号光45を光検出器43で電気信
号46に変換し、それを電気信号検出器44で検出する
。
24I5図でストークス光の光強度が指数関数的に減衰
するのは、光増幅用ファイバのパラメータが長で方向に
対して一様だからである。その様子を第6図に示す。(
a)は光増幅用ファイバのコア径を示しており、長さ方
向に対して一様である。へ)けファイバコアの中心にお
ける光強度の長さ依存性を示している。ポンプ光61け
、距離凸だけ伝搬すると1次ストークス光62になる。
するのは、光増幅用ファイバのパラメータが長で方向に
対して一様だからである。その様子を第6図に示す。(
a)は光増幅用ファイバのコア径を示しており、長さ方
向に対して一様である。へ)けファイバコアの中心にお
ける光強度の長さ依存性を示している。ポンプ光61け
、距離凸だけ伝搬すると1次ストークス光62になる。
この領峻が信号光との相π作用により光増幅する領域で
ある。
ある。
上記の系で中継距離を一艮くするためにVt5光増幅に
関係のある1次ストークス光の領域62を極力中継部よ
り遠くに形成する必要がある。すなわち、距離g+ ?
長くする必要がある。そのためには、ポンプ光の強度金
強くするとすぐに1次ストークス光に変換するため、距
離gIヲ艮くするためKFiポンプ光の強度を強くする
ことができない。
関係のある1次ストークス光の領域62を極力中継部よ
り遠くに形成する必要がある。すなわち、距離g+ ?
長くする必要がある。そのためには、ポンプ光の強度金
強くするとすぐに1次ストークス光に変換するため、距
離gIヲ艮くするためKFiポンプ光の強度を強くする
ことができない。
しかし、その状態で1次ストークス光に変換しても、光
増幅度を大きくすることができない。したがって、中継
距離を長くすることができない。
増幅度を大きくすることができない。したがって、中継
距離を長くすることができない。
本発明は、上述したような系において、光増幅領域と中
継部との間の距離を大きくとることのできる光信号増幅
装Wt、1に提供することを目的としている。
継部との間の距離を大きくとることのできる光信号増幅
装Wt、1に提供することを目的としている。
本発明においては、上述したような光信号増幅の糸にお
いて、光ファイバのパラメータを長さ方向で変化させ、
光増幅領域を制御させるよう忙構成したことを特徴とし
ている。
いて、光ファイバのパラメータを長さ方向で変化させ、
光増幅領域を制御させるよう忙構成したことを特徴とし
ている。
8g1図に本発明の実施例を示す。ここで説明する装置
の構成は、第5図の要素と同様の要素から構成される装
置 第1図(、)に示すようにコア径の大きな単一モードフ
ァイバ71.71の間にコア径の小さなファイバ72を
挿入した形になっている。コア径の小さなファイバでは
エネルギー密度が高くなるため、コア中心部における光
強度#′i第1図(b)において64で示すように強く
なる。その結果大きな増幅度が得られる。コア径の異な
る単一モードファイバでも、正規化周波数はある程度一
致させる必要があるため、通常は、コアとクラッド間の
比屈折率差Δを変える必要がある。コア径を小さくした
場合は通常△を大きくする。△を大きくするためには通
常GO等のドープ曾を増加するが、それκよって、コア
部における利得係数も大きくなるために、光強度の増加
分以上の増幅度を得ることができる。
の構成は、第5図の要素と同様の要素から構成される装
置 第1図(、)に示すようにコア径の大きな単一モードフ
ァイバ71.71の間にコア径の小さなファイバ72を
挿入した形になっている。コア径の小さなファイバでは
エネルギー密度が高くなるため、コア中心部における光
強度#′i第1図(b)において64で示すように強く
なる。その結果大きな増幅度が得られる。コア径の異な
る単一モードファイバでも、正規化周波数はある程度一
致させる必要があるため、通常は、コアとクラッド間の
比屈折率差Δを変える必要がある。コア径を小さくした
場合は通常△を大きくする。△を大きくするためには通
常GO等のドープ曾を増加するが、それκよって、コア
部における利得係数も大きくなるために、光強度の増加
分以上の増幅度を得ることができる。
コア径、比屈折率差等の光フアイバパラメータが異なる
単一モードファイバを接続するには、融着接続すること
が望ましい。その場合はパラメータの変化を連続的にす
ることができるため、原理的には同種ファイバの接続と
同様の接IrIN損失を期待することができる。より万
全に接続するためには、第2図κ示すように、正規化周
波数が一定の状態でコアと比屈折率差を変化させたテー
パ形単一モードファイバ73を介して接続する方法であ
る。
単一モードファイバを接続するには、融着接続すること
が望ましい。その場合はパラメータの変化を連続的にす
ることができるため、原理的には同種ファイバの接続と
同様の接IrIN損失を期待することができる。より万
全に接続するためには、第2図κ示すように、正規化周
波数が一定の状態でコアと比屈折率差を変化させたテー
パ形単一モードファイバ73を介して接続する方法であ
る。
第3図は本発明の他の実施例である。単一モードファイ
バ74は正規化周波数がほぼ一定の状態で、コア径およ
び比屈折率差△がテーバ状に変化している場合であり、
スポットサイズが長手方向に沿って小さくなるため、パ
ワー密度が高くなり、遠端付近κおいて強い酵導ラマン
散乱が発生する。
バ74は正規化周波数がほぼ一定の状態で、コア径およ
び比屈折率差△がテーバ状に変化している場合であり、
スポットサイズが長手方向に沿って小さくなるため、パ
ワー密度が高くなり、遠端付近κおいて強い酵導ラマン
散乱が発生する。
同一のファイバの中でこのような変化を略せることも考
えられるが、光増幅用ファイバを用いた光伝送方式では
中継距離が数百−になることが想定享れ、多数のファイ
バで構成されるため、コア径および比屈折率差△の異な
るファイバ金順次接続してゆくことは現実的な方法であ
る。
えられるが、光増幅用ファイバを用いた光伝送方式では
中継距離が数百−になることが想定享れ、多数のファイ
バで構成されるため、コア径および比屈折率差△の異な
るファイバ金順次接続してゆくことは現実的な方法であ
る。
今までの説明では1次ストークス光と信号光が相互併用
して光増幅することを想定して説明してきたが、より高
次のストークス光を用いて光増幅する方法もある。
して光増幅することを想定して説明してきたが、より高
次のストークス光を用いて光増幅する方法もある。
また、以上の実施例では、信号光とボメング光を光増幅
用[F]アイバの両端から入射する方法について述べた
が、ボンピング光を信号光と会長して信号光入射端から
入射してもまったく同様の光増幅を行うことができる。
用[F]アイバの両端から入射する方法について述べた
が、ボンピング光を信号光と会長して信号光入射端から
入射してもまったく同様の光増幅を行うことができる。
この場合の構成舶1図に示す。送信部10′はポンプ光
源31′を有し、ダイクロイックフィルタ32’により
ポンプ光33′ヲ信号光14と合波して光増幅用ファイ
バ20に結合する。中継部30′ではダイクロイックフ
ィルタ32′により、ポンプ光33を信号光と同方向に
結合する。受信部40’ではダイクロイックフィルタ4
2により信号光とポンプ光を分離する。従来、このよう
な構成で?、t、(i号光強度の最も強い部分と、光増
幅領域が一致してしまうために、中継路W&を長くする
効果tま小をかったが本発明の装置fによれば、増幅領
1威を先に延ばすことができるために、第5図の構成と
ほぼ同様に中継間隔を大きくできる効果がある。
源31′を有し、ダイクロイックフィルタ32’により
ポンプ光33′ヲ信号光14と合波して光増幅用ファイ
バ20に結合する。中継部30′ではダイクロイックフ
ィルタ32′により、ポンプ光33を信号光と同方向に
結合する。受信部40’ではダイクロイックフィルタ4
2により信号光とポンプ光を分離する。従来、このよう
な構成で?、t、(i号光強度の最も強い部分と、光増
幅領域が一致してしまうために、中継路W&を長くする
効果tま小をかったが本発明の装置fによれば、増幅領
1威を先に延ばすことができるために、第5図の構成と
ほぼ同様に中継間隔を大きくできる効果がある。
本発明によれば、光ファイバのパラメータft擾ざ方向
で変化させ、光増幅領域を制御させるように構成したか
ら、光増幅領域と中継部の間の距離を大きくすることが
でき、中継間隔を大幅に拡大することができる効果が得
られる。
で変化させ、光増幅領域を制御させるように構成したか
ら、光増幅領域と中継部の間の距離を大きくすることが
でき、中継間隔を大幅に拡大することができる効果が得
られる。
第1図(a)、 (b)はこの発明の一実施例を示す図
であって、同図(、)は装置の要部(光ファイバ)の概
略構成図、同図(b)はポンプ光強度を示す図、第2図
、第3図はいずれもこの発明の別の実施例を示す要部の
概略構成図、@4図はこの発明を適用する光増幅装置の
別の例を示す概略構成図、第5図(a)〜(0)、第6
図(→、(b)は従来の光増幅装置を示す図であって、
@5図(a)は装置の概略構成図、第51d (b)は
信号光の強度を示す図、第5図(0)はポンプ光の強度
を示す図、第6図(、)は装置の要部の概略構成図、@
6図(b)Fiポンプ光強Ffヲ示す図である。 10.10’・・・・・・送信部、11・・・・・・電
気信号源、12・・・・・・信号光源、13.46・・
・・・・電気信号、11.′34.45・・・・・・信
号光、20.21・・・・・・光増幅用ファイバ、30
,30’・・・・・・中継部、31.31’。 41・・・・・・ポンプ光源、32,32’、42・・
・・・・ダイクロイックフィルタ、33,3γ・・・・
・・ポンプ光、40.40’・・・・・・受信部、43
・・・・・・光検出器、44・・・・・・電気信号検出
器、51・・・・・・入射端における信号光、52・・
・・・・減衰した信号光、53・・・・・・光増幅され
た信号光、61・・・・・・ポンプ光、62・・・・・
・1次ストークス光、63・・・・・・2次ストークス
光、64・・・・・・小コア径単−モードファイバのコ
ア中心部における光強度、71・・・・・・コア径の大
きな単一モードファイバ、72・・・・・・コア径の小
さな単一モードファイバ、73,74・・・・・・テー
バコア径単一モードファイバ。
であって、同図(、)は装置の要部(光ファイバ)の概
略構成図、同図(b)はポンプ光強度を示す図、第2図
、第3図はいずれもこの発明の別の実施例を示す要部の
概略構成図、@4図はこの発明を適用する光増幅装置の
別の例を示す概略構成図、第5図(a)〜(0)、第6
図(→、(b)は従来の光増幅装置を示す図であって、
@5図(a)は装置の概略構成図、第51d (b)は
信号光の強度を示す図、第5図(0)はポンプ光の強度
を示す図、第6図(、)は装置の要部の概略構成図、@
6図(b)Fiポンプ光強Ffヲ示す図である。 10.10’・・・・・・送信部、11・・・・・・電
気信号源、12・・・・・・信号光源、13.46・・
・・・・電気信号、11.′34.45・・・・・・信
号光、20.21・・・・・・光増幅用ファイバ、30
,30’・・・・・・中継部、31.31’。 41・・・・・・ポンプ光源、32,32’、42・・
・・・・ダイクロイックフィルタ、33,3γ・・・・
・・ポンプ光、40.40’・・・・・・受信部、43
・・・・・・光検出器、44・・・・・・電気信号検出
器、51・・・・・・入射端における信号光、52・・
・・・・減衰した信号光、53・・・・・・光増幅され
た信号光、61・・・・・・ポンプ光、62・・・・・
・1次ストークス光、63・・・・・・2次ストークス
光、64・・・・・・小コア径単−モードファイバのコ
ア中心部における光強度、71・・・・・・コア径の大
きな単一モードファイバ、72・・・・・・コア径の小
さな単一モードファイバ、73,74・・・・・・テー
バコア径単一モードファイバ。
Claims (1)
- 光ファイバと、この光ファイバに信号光を結合する手段
と、この光ファイバにポンピング光を結合する手段と、
この光ファイバの非線形光学効果を利用して増幅された
上記信号光を取り出す手段とを備えた光ファイバによる
光増幅装置において、上記光ファイバのパラメータを長
さ方向で変化させ、光増幅領域を制御させるように構成
したことを特徴とする光ファイバによる光増幅装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13464784A JPS6114624A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 光フアイバによる光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13464784A JPS6114624A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 光フアイバによる光増幅装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6114624A true JPS6114624A (ja) | 1986-01-22 |
JPH0543198B2 JPH0543198B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=15133256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13464784A Granted JPS6114624A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 光フアイバによる光増幅装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6114624A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991007690A1 (fr) * | 1989-11-20 | 1991-05-30 | Fujitsu Limited | Amplificateur optique |
JPH03197903A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ |
WO2001048550A1 (fr) * | 1999-12-24 | 2001-07-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ligne a transmission optique, procede de fabrication de ligne a transmission optique et systeme de transmission optique |
KR100430603B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2004-05-10 | 오일환 | 광섬유모듈을 이용한 비선형 광섬유 |
JP2004196649A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蛍光性ガラス、光増幅用導波路および光増幅モジュール |
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JPS59126696A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Nec Corp | 光通信用光増幅装置 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13464784A patent/JPS6114624A/ja active Granted
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