JPS6151438B2 - - Google Patents
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- JPS6151438B2 JPS6151438B2 JP57120809A JP12080982A JPS6151438B2 JP S6151438 B2 JPS6151438 B2 JP S6151438B2 JP 57120809 A JP57120809 A JP 57120809A JP 12080982 A JP12080982 A JP 12080982A JP S6151438 B2 JPS6151438 B2 JP S6151438B2
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- optical fiber
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光フアイバの非線形光学効果による
光増幅作用を用いた光伝送方式に関するものであ
る。
光増幅作用を用いた光伝送方式に関するものであ
る。
＜従来技術＞
従来報告されている光フアイバ中の非線形光学
効果を用いた光増幅作用は、光を電気信号に変換
せず直接増幅することを目的とし、単に電気信号
中継器を光信号中継器とするものであつた。この
ため電気信号への変換はなくなつたものの中継器
を用いる点では変わらなかつた。例えば第１図に
示すように光信号もしくは光信号発生源１１より
の光信号はレンズ１２、反射鏡１３ａ，１３ｂな
どにより合波器１４に入射される。一方、光フア
イバ中に増幅作用を発生させるための高出力レー
ザ光源１５よりの高出力励起光も反射鏡１３ｃに
より合波器１４に入射されて信号光と励起光とが
混合される。この混合光はレンズ１６により中継
器の内部に挿入されている光増幅作用フアイバ１
７の一端に入射される。フアイバ１７の他端より
の光はレンズ１８より出射される。
効果を用いた光増幅作用は、光を電気信号に変換
せず直接増幅することを目的とし、単に電気信号
中継器を光信号中継器とするものであつた。この
ため電気信号への変換はなくなつたものの中継器
を用いる点では変わらなかつた。例えば第１図に
示すように光信号もしくは光信号発生源１１より
の光信号はレンズ１２、反射鏡１３ａ，１３ｂな
どにより合波器１４に入射される。一方、光フア
イバ中に増幅作用を発生させるための高出力レー
ザ光源１５よりの高出力励起光も反射鏡１３ｃに
より合波器１４に入射されて信号光と励起光とが
混合される。この混合光はレンズ１６により中継
器の内部に挿入されている光増幅作用フアイバ１
７の一端に入射される。フアイバ１７の他端より
の光はレンズ１８より出射される。
このように中継器内の光フアイバ１７内で増幅
を行うため中継器は不可欠であつた。また光フア
イバ１７中の非線形光学効果としてラマン効果、
４光子混合効果を用いるが、その出力光は総べて
出射端側に集まつてしまう。このため増幅された
信号の他に１次ストークス、２次ストークス、３
次ストークス等、及び反ストークス光が混在し、
著しく通話品質を劣化させる欠点があつた。
を行うため中継器は不可欠であつた。また光フア
イバ１７中の非線形光学効果としてラマン効果、
４光子混合効果を用いるが、その出力光は総べて
出射端側に集まつてしまう。このため増幅された
信号の他に１次ストークス、２次ストークス、３
次ストークス等、及び反ストークス光が混在し、
著しく通話品質を劣化させる欠点があつた。
また、重要な点として後に述べるように増幅利
得は励起光入力に比例して大きくなり、信号光強
度が小さいほど大きいが、励起光もフアイバの長
手方向に沿つて減衰するため、光信号の減衰方向
と増幅度の減少方向とが一致することになり、有
効な光の増幅が光フアイバの一部にしか発生しな
い欠点があつた。光増幅用光フアイバを光伝送路
とは別に必要とし、複雑な構成となつていた。
得は励起光入力に比例して大きくなり、信号光強
度が小さいほど大きいが、励起光もフアイバの長
手方向に沿つて減衰するため、光信号の減衰方向
と増幅度の減少方向とが一致することになり、有
効な光の増幅が光フアイバの一部にしか発生しな
い欠点があつた。光増幅用光フアイバを光伝送路
とは別に必要とし、複雑な構成となつていた。
＜発明の概要＞
この発明の目的は信号光と励起光、その他の不
要光との分離が要易でＳ／Ｎのよい信号光を得る
ことができ、長距離伝送を可能とし、かつ構成も
簡単な光伝送方式を提供することにある。
要光との分離が要易でＳ／Ｎのよい信号光を得る
ことができ、長距離伝送を可能とし、かつ構成も
簡単な光伝送方式を提供することにある。
この発明によれば光中継器に必要な増幅用光フ
アイバを用いず、励起光を光伝送用フアイバにそ
の出力端から直接入射し、伝送用光フアイバ中の
非線形光学効果を用いて伝送路を活性化し、伝送
用光フアイバ中の減衰した光信号を光増幅する。
アイバを用いず、励起光を光伝送用フアイバにそ
の出力端から直接入射し、伝送用光フアイバ中の
非線形光学効果を用いて伝送路を活性化し、伝送
用光フアイバ中の減衰した光信号を光増幅する。
＜実施例＞
第２図はこの発明の実施例を示し、光信号もし
くは光信号発生用光源１１からの信号光はレンズ
１２、光アイソレータ１９、反射鏡１３ａを通じ
て分光器１４ａに入射され、分光器１４ａよりの
光レンズ１６を通じて光伝送用光フアイバケーブ
ル２１の一端に入射される。光フアイバケーブル
２１の他端よりの光はレンズ２２、分光器１４ｂ
を通じて受光器２４へ入射される。一方、高出力
レーザ光源１５よりの励起光は分光器１４ｂ、レ
ンズ２２を通じて光フアイバケーブル２１の他端
に入射される。
くは光信号発生用光源１１からの信号光はレンズ
１２、光アイソレータ１９、反射鏡１３ａを通じ
て分光器１４ａに入射され、分光器１４ａよりの
光レンズ１６を通じて光伝送用光フアイバケーブ
ル２１の一端に入射される。光フアイバケーブル
２１の他端よりの光はレンズ２２、分光器１４ｂ
を通じて受光器２４へ入射される。一方、高出力
レーザ光源１５よりの励起光は分光器１４ｂ、レ
ンズ２２を通じて光フアイバケーブル２１の他端
に入射される。
この伝送方式は次のように動作する。高出力レ
ーザ光源１５の出力励起光は分波器１４ｂの表面
で全反射され、光フアイバケーブル２１に入射す
る。この励起光により増幅媒質を光ケーブル２１
中に形成させておく。一方、光源１１からの信号
光は片端から光フアイバケーブル２１に入射さ
れ、減衰しながら伝搬していく。光信号がかなり
減衰した場所にちようど光の増幅媒質を光フアイ
バケーブル２１により形成しておくと、一度減衰
した光は中継器なしに増幅され、伝送距離が拡大
される。伝送を完了した光信号は分波器１４ｂに
より全透過されて受光器２４に入り伝送を完了す
る。
ーザ光源１５の出力励起光は分波器１４ｂの表面
で全反射され、光フアイバケーブル２１に入射す
る。この励起光により増幅媒質を光ケーブル２１
中に形成させておく。一方、光源１１からの信号
光は片端から光フアイバケーブル２１に入射さ
れ、減衰しながら伝搬していく。光信号がかなり
減衰した場所にちようど光の増幅媒質を光フアイ
バケーブル２１により形成しておくと、一度減衰
した光は中継器なしに増幅され、伝送距離が拡大
される。伝送を完了した光信号は分波器１４ｂに
より全透過されて受光器２４に入り伝送を完了す
る。
光フアイバケーブル２１に光の増幅媒質を形成
する方法には２種類がある。１は４光子混合を用
いる方法であり、２は誘導ラマンを用いる方法で
ある。
する方法には２種類がある。１は４光子混合を用
いる方法であり、２は誘導ラマンを用いる方法で
ある。
４光子混合増幅方式
励起光の波数ベクトルをKp、増幅すべき信号
光の波数ベクトルをKsとし、KpとKsとの混合に
よつて生ずる反ストークス光の波数ベクトルを
Kiとすると、位相整合条件から、 2Kp−（Ks＋Ki）＝０ (1) を満足する。また、励起光、信号光、反ストーク
ス光の角周波数をそれぞれωp，ωs，ωiとする
とエネルギ保存則から次式が成立つ。
光の波数ベクトルをKsとし、KpとKsとの混合に
よつて生ずる反ストークス光の波数ベクトルを
Kiとすると、位相整合条件から、 2Kp−（Ks＋Ki）＝０ (1) を満足する。また、励起光、信号光、反ストーク
ス光の角周波数をそれぞれωp，ωs，ωiとする
とエネルギ保存則から次式が成立つ。
２ωp＝ωs＋ωi (2)
これら式(1)と(2)の条件を満たすためには、光フ
アイバケーブル２１の材料分散を構造分散で打ち
消し、零分散となる領域にある必要がある。
アイバケーブル２１の材料分散を構造分散で打ち
消し、零分散となる領域にある必要がある。
第３図に石英系単一モード光フアイバに対する
位相整合の計算結果を示す。この場合光フアイバ
のコア系8.5μｍ、励起光の波長λpは1.32μｍ、
比屈折率差△＝0.5％であり、構造分散を破線２
５、材料分散を一点破線２６、全体の導波路分散
を実線２７でそれぞれ示した。横軸は励起光から
の周波数のずれ△υをcm-1で示し、縦軸に分散の
大きさ△ｋをcm-1で示してある。
位相整合の計算結果を示す。この場合光フアイバ
のコア系8.5μｍ、励起光の波長λpは1.32μｍ、
比屈折率差△＝0.5％であり、構造分散を破線２
５、材料分散を一点破線２６、全体の導波路分散
を実線２７でそれぞれ示した。横軸は励起光から
の周波数のずれ△υをcm-1で示し、縦軸に分散の
大きさ△ｋをcm-1で示してある。
この図によると、励起光からの周波数のずれ△
υが小さい間は当然位相条件は整合しているが、
△υが大きくなるにつれて位相整合からずれ、や
がてＭで示した周波数のずれの波長において再び
位相整合が起こる。その周波数のずれ△υは約
700cm-1である。従つて第２図の光源１５に波長
1.32μｍのものを用いると、信号光としては1.45
μｍの光を用いれば、位相整合がとれ、４光子混
合の発生条件が整う。
υが小さい間は当然位相条件は整合しているが、
△υが大きくなるにつれて位相整合からずれ、や
がてＭで示した周波数のずれの波長において再び
位相整合が起こる。その周波数のずれ△υは約
700cm-1である。従つて第２図の光源１５に波長
1.32μｍのものを用いると、信号光としては1.45
μｍの光を用いれば、位相整合がとれ、４光子混
合の発生条件が整う。
第４図Ａに示すように誘導ラマンを抑制してお
き、そこに波長λsの信号光を反対側から入射す
ると、４光子混合における増幅作用により、第４
図Ｂに示すように信号光が増幅されて出力として
取り出すことができる。λiは波長λpの励起光と
波長λsの信号光とにより生じた反ストークス光
の波長を示す。
き、そこに波長λsの信号光を反対側から入射す
ると、４光子混合における増幅作用により、第４
図Ｂに示すように信号光が増幅されて出力として
取り出すことができる。λiは波長λpの励起光と
波長λsの信号光とにより生じた反ストークス光
の波長を示す。
以上は４光子混合の一例であるが、位相整合は
光フアイバのコア径、比屈折率差、励起光の波長
及び信号光との組み合わせにより幅広く変えるこ
とができ、波長１μｍ〜1.6μｍの間の光増幅が
可能である。通常のコア径10μｍ、△＝0.2％の
光フアイバでは零分散は1.3μｍ付近にあるた
め、信号光として半導体レーザの1.32μｍ、高出
力光源１５として1.32μmYAGレーザの組み合わ
せでも光の増幅が可能である。一般に４光子混合
方式では位相整合条件が光フアイバパラメータに
著しく依存するため、光フアイバケーブル２１の
長手方向数100mに亘つてこの条件を満足させる
ことが難しいことがある。これを解決する方法と
して(2)の誘導ラマン増幅を用いる方式がある。
光フアイバのコア径、比屈折率差、励起光の波長
及び信号光との組み合わせにより幅広く変えるこ
とができ、波長１μｍ〜1.6μｍの間の光増幅が
可能である。通常のコア径10μｍ、△＝0.2％の
光フアイバでは零分散は1.3μｍ付近にあるた
め、信号光として半導体レーザの1.32μｍ、高出
力光源１５として1.32μmYAGレーザの組み合わ
せでも光の増幅が可能である。一般に４光子混合
方式では位相整合条件が光フアイバパラメータに
著しく依存するため、光フアイバケーブル２１の
長手方向数100mに亘つてこの条件を満足させる
ことが難しいことがある。これを解決する方法と
して(2)の誘導ラマン増幅を用いる方式がある。
誘導ラマン増幅方式
光フアイバ中の誘導ラマン散乱はよく知られて
おり、励起光に対して光フアイバ中の主成分であ
るSiO2の光フオノンのビートにより、約460cm-1
の周波数シフト間隔で第１ストークス光、第２，
第３の順にストークス光が発生する。この場合、
ストークス光と励起光及び反ストークス光との間
に位相整合が整えば、反ストークス光が発生す
る。第５図に示すように波長1.06μmYAGレーザ
で励起した通常の単一モード光フアイバの誘導散
乱スペクトルにおいては、1.3μｍ帯は零分散領
域になるため、利得の高い連続スペクトルを有す
る。そこで第２図中の光源１１として1.3μｍ半
導体レーザを用い、増幅媒質形成用高出力レーザ
１５として1.06μmYAGレーザを用いると、光フ
アイバケーブル２１の長手方向に亘つてある長さ
の間に、1.3μｍにとつて光増幅領域となる場所
が存在することになる。その様子を第６図に示
す。即ち、逆側Ｐから光フアイバケーブル２１に
入射した強力な1.06μｍ励起光は自分自身で第１
ストークス1.12μｍ、第２ストークス1.18μｍ、
第３ストークス（1.24μｍ），……と波長変換を
くり返しながら1.3μｍ帯に変換されていく。図
中、斜線で示した部分に1.3μｍ増幅媒質２１ａ
が形成される。Ｓ端から光フアイバケーブル２１
に入射し、減衰しながら伝搬してきた1.3μｍ信
号光は斜線部分のフアイバケーブル２１ａにおい
て増幅されてＰ端に出力されることになる。この
とき励起光はＰ端から入射し、信号光とは逆方向
に進行するため、信号光にはそれらが雑音として
含まれず通話品質の良好な長中継距離伝送方式が
可能となる。
おり、励起光に対して光フアイバ中の主成分であ
るSiO2の光フオノンのビートにより、約460cm-1
の周波数シフト間隔で第１ストークス光、第２，
第３の順にストークス光が発生する。この場合、
ストークス光と励起光及び反ストークス光との間
に位相整合が整えば、反ストークス光が発生す
る。第５図に示すように波長1.06μmYAGレーザ
で励起した通常の単一モード光フアイバの誘導散
乱スペクトルにおいては、1.3μｍ帯は零分散領
域になるため、利得の高い連続スペクトルを有す
る。そこで第２図中の光源１１として1.3μｍ半
導体レーザを用い、増幅媒質形成用高出力レーザ
１５として1.06μmYAGレーザを用いると、光フ
アイバケーブル２１の長手方向に亘つてある長さ
の間に、1.3μｍにとつて光増幅領域となる場所
が存在することになる。その様子を第６図に示
す。即ち、逆側Ｐから光フアイバケーブル２１に
入射した強力な1.06μｍ励起光は自分自身で第１
ストークス1.12μｍ、第２ストークス1.18μｍ、
第３ストークス（1.24μｍ），……と波長変換を
くり返しながら1.3μｍ帯に変換されていく。図
中、斜線で示した部分に1.3μｍ増幅媒質２１ａ
が形成される。Ｓ端から光フアイバケーブル２１
に入射し、減衰しながら伝搬してきた1.3μｍ信
号光は斜線部分のフアイバケーブル２１ａにおい
て増幅されてＰ端に出力されることになる。この
とき励起光はＰ端から入射し、信号光とは逆方向
に進行するため、信号光にはそれらが雑音として
含まれず通話品質の良好な長中継距離伝送方式が
可能となる。
1.3μｍ増幅媒質２１ａのフアイバケーブル２
１中の位置は、励起光の入射パワーにより制御す
ることが可能である。第７図Ａに示すように入射
パワーが強いときには急激に波長変換が生ずるた
め比較的励起光の入射端Ｐに近い場所に1.3μｍ
増幅媒質２１ａが発生し、励起光のパワーが弱く
なるにつれて第７図Ｂ，Ｃに示すように入射端Ｐ
から離れた場所に増幅媒質２１ａが形成される。
そこで長い距離に亘つて増幅媒質２１ａを作るた
めに入射パルスを一定振幅のパルス列ではなく、
第７図に示すような指数関数的に振幅が変化する
ことを繰り返すパルス列とすると、より有効に信
号光を増幅できる。このときパルス列の第１パル
スの入射ピークパワーは100〜300Wで充分であ
る。
１中の位置は、励起光の入射パワーにより制御す
ることが可能である。第７図Ａに示すように入射
パワーが強いときには急激に波長変換が生ずるた
め比較的励起光の入射端Ｐに近い場所に1.3μｍ
増幅媒質２１ａが発生し、励起光のパワーが弱く
なるにつれて第７図Ｂ，Ｃに示すように入射端Ｐ
から離れた場所に増幅媒質２１ａが形成される。
そこで長い距離に亘つて増幅媒質２１ａを作るた
めに入射パルスを一定振幅のパルス列ではなく、
第７図に示すような指数関数的に振幅が変化する
ことを繰り返すパルス列とすると、より有効に信
号光を増幅できる。このときパルス列の第１パル
スの入射ピークパワーは100〜300Wで充分であ
る。
また、第２図の増幅媒質形成用高出力レーザ光
源１５には波長の異なる複数のレーザを用いても
よい。例えば1.32μmYAGレーザと1.06μmYAG
レーザを用いると、励起光入射端Ｐから近い領域
では1.32μｍ光により（弱いラマン及び４光子混
合）、遠距離では1.06μｍ光（強いラマン）とに
より長い距離に亘つて1.3μｍ帯の増幅媒質が形
成できる。
源１５には波長の異なる複数のレーザを用いても
よい。例えば1.32μmYAGレーザと1.06μmYAG
レーザを用いると、励起光入射端Ｐから近い領域
では1.32μｍ光により（弱いラマン及び４光子混
合）、遠距離では1.06μｍ光（強いラマン）とに
より長い距離に亘つて1.3μｍ帯の増幅媒質が形
成できる。
中継距離
次に中継距離がどの程度拡大されるかについて
以下に述べる。第８図に示すように光フアイバ中
での増幅度は入力信号光強度Isが小さいほど大き
く、励起入力パワーが大きいほど大きい。この発
明は励起光を信号光の出力端より入射端へ向けて
送出しているので、光フアイバを減衰しながら伝
播して来た弱い信号光に、出力端より入射されな
お充分な強度を保持している励起光によりもたら
される大きな増幅作用が働き、信号光は大きな利
得を効果的に得ることができ、およそ10W程度の
パワーにまで増幅することができる。そこで、単
一モードフアイバの1.3μｍでの光損失を0.5dB／
Kmとすると、10mWの信号光に対して、それが減
衰して0.1mWになるには40Km伝搬できる。その
0.1mWに減衰する場所に逆側Ｐの励起光により
増幅媒質２１ａを形成し、弱くなつた信号光の増
幅を行うと、10W程度まで増幅できる。従つてそ
の増幅された場所から0.1mWに減衰するには
50dBの減衰が許されるので100Kmの中継区間の拡
大を図ることができる。また第７図に示したパル
ス変調方式を用いて長い領域に亘つて増幅媒質２
１ａを形成させておくと、増幅媒質中の信号光は
減衰することなく伝搬し、増幅媒質がなくなつた
場所において減衰し始めるために中継区間は100
Km以上増大する。この方式が1.5μｍで実現でき
るならば、その波長での損失を0.2〜0.3dB／Kmと
すると170〜250Kmの中継区間の拡大が期待でき
る。光源１１として1.32μmYAGレーザを用いる
と信号光強度は約30dB増加するため、中継間隔
は全体として200Kmがとれる。また光源１１とし
て高出力な1.53μmEr3+レーザを用いるとさらに
中継距離は拡大される。
以下に述べる。第８図に示すように光フアイバ中
での増幅度は入力信号光強度Isが小さいほど大き
く、励起入力パワーが大きいほど大きい。この発
明は励起光を信号光の出力端より入射端へ向けて
送出しているので、光フアイバを減衰しながら伝
播して来た弱い信号光に、出力端より入射されな
お充分な強度を保持している励起光によりもたら
される大きな増幅作用が働き、信号光は大きな利
得を効果的に得ることができ、およそ10W程度の
パワーにまで増幅することができる。そこで、単
一モードフアイバの1.3μｍでの光損失を0.5dB／
Kmとすると、10mWの信号光に対して、それが減
衰して0.1mWになるには40Km伝搬できる。その
0.1mWに減衰する場所に逆側Ｐの励起光により
増幅媒質２１ａを形成し、弱くなつた信号光の増
幅を行うと、10W程度まで増幅できる。従つてそ
の増幅された場所から0.1mWに減衰するには
50dBの減衰が許されるので100Kmの中継区間の拡
大を図ることができる。また第７図に示したパル
ス変調方式を用いて長い領域に亘つて増幅媒質２
１ａを形成させておくと、増幅媒質中の信号光は
減衰することなく伝搬し、増幅媒質がなくなつた
場所において減衰し始めるために中継区間は100
Km以上増大する。この方式が1.5μｍで実現でき
るならば、その波長での損失を0.2〜0.3dB／Kmと
すると170〜250Kmの中継区間の拡大が期待でき
る。光源１１として1.32μmYAGレーザを用いる
と信号光強度は約30dB増加するため、中継間隔
は全体として200Kmがとれる。また光源１１とし
て高出力な1.53μmEr3+レーザを用いるとさらに
中継距離は拡大される。
第９図はこの発明を多中継に適用した場合の一
例を示す。光伝送用光源１１からの信号は中継区
間３１で、レーザ光源１５よりの逆方向に伝搬す
する励起光により増幅されながら光フアイバケー
ブル２１を伝搬し、分波器１４ｂを通過して次の
中継区間の光フアイバケーブル２１′に入り、レ
ーザ光源１５′の逆に伝搬する励起光により増幅
されながらケーブル２１′を伝搬し、分波器１４
b′を通過して次の中継区に入る。このようにして
第２図に示した方式を複数組み合わせると、中継
区間の大幅な拡大が実現できる。第９図中の信号
光源１１は光源１１ａからの光を信号源１１ｃか
らの電気信号により光変調器１１ｂで変調して信
号光として送出するようにした場合である。また
第１０図に示すように光フアイバケーブル２１の
一部に数10cm〜数10m程度の短尺で光増幅度の大
きい液体コアフアイバ２１ｂを挿入すると、レー
ザ光源１５として低い励起入力でしかも石英系光
フアイバに比べて高い増幅度が得られるため、中
継距離の拡大が有効に行なえる。
例を示す。光伝送用光源１１からの信号は中継区
間３１で、レーザ光源１５よりの逆方向に伝搬す
する励起光により増幅されながら光フアイバケー
ブル２１を伝搬し、分波器１４ｂを通過して次の
中継区間の光フアイバケーブル２１′に入り、レ
ーザ光源１５′の逆に伝搬する励起光により増幅
されながらケーブル２１′を伝搬し、分波器１４
b′を通過して次の中継区に入る。このようにして
第２図に示した方式を複数組み合わせると、中継
区間の大幅な拡大が実現できる。第９図中の信号
光源１１は光源１１ａからの光を信号源１１ｃか
らの電気信号により光変調器１１ｂで変調して信
号光として送出するようにした場合である。また
第１０図に示すように光フアイバケーブル２１の
一部に数10cm〜数10m程度の短尺で光増幅度の大
きい液体コアフアイバ２１ｂを挿入すると、レー
ザ光源１５として低い励起入力でしかも石英系光
フアイバに比べて高い増幅度が得られるため、中
継距離の拡大が有効に行なえる。
＜効 果＞
以上説明したように、この発明によれば今まで
実現できなかつた100Km以上の長距離光伝送が光
フアイバ中の非線形光学効果による増幅作用によ
り実現できる。またこの発明方式は信号光の入射
端とは逆側から、増幅作用を発生させるための励
起光を注入するため、信号光のＳ／Ｎ比が高く、
また信号光を効果的に増幅することができ、従来
の増幅方式に比べて非常に優れている。更に必要
に応じて励起光のパルスの強さを変調することに
より、光フアイバの長手方向に亘つて広範囲に増
幅媒質を形成できる利点がある。
実現できなかつた100Km以上の長距離光伝送が光
フアイバ中の非線形光学効果による増幅作用によ
り実現できる。またこの発明方式は信号光の入射
端とは逆側から、増幅作用を発生させるための励
起光を注入するため、信号光のＳ／Ｎ比が高く、
また信号光を効果的に増幅することができ、従来
の増幅方式に比べて非常に優れている。更に必要
に応じて励起光のパルスの強さを変調することに
より、光フアイバの長手方向に亘つて広範囲に増
幅媒質を形成できる利点がある。
第１図は従来の光中継方式における光増幅方法
を示す構成図、第２図はこの発明の光伝送方式の
一例を示す構成図、第３図は単一モード光フアイ
バ中の位相整合条件を示すための分散特性図、第
４図は４光子混合方式によるこの発明の実施例の
動作を説明するための信号波長、励起光波長など
を示す図、第５図は単一モード光フアイバ中の誘
導散乱スペクトルを示す図、第６図は誘導ラマン
散乱を用いたこの発明の実施例の動作示す図、第
７図は光フアイバ中のラマン光増幅距離をフアイ
バの長手方向に亘つて長く形成するために、入射
光パワーを強度変調している実施例を示す図、第
８図は光フアイバ中の光増幅度を示す図、第９図
はこの発明を多段中継伝送方式に適用した例を示
す構成図、第１０図は光フアイバの一部に光増幅
用として液体コアフアイバを挿入し、中継区間の
拡大を図る構成例を示す図である。 １１：光信号もしくは伝送用光信号発生源、１
４，１４ａ，１４ｂ：分波器、１５：光増幅媒質
形成用レーザ光源、１９：光アイソレータ、２
１：光伝送方式用光フアイバ、２４：受光器。
を示す構成図、第２図はこの発明の光伝送方式の
一例を示す構成図、第３図は単一モード光フアイ
バ中の位相整合条件を示すための分散特性図、第
４図は４光子混合方式によるこの発明の実施例の
動作を説明するための信号波長、励起光波長など
を示す図、第５図は単一モード光フアイバ中の誘
導散乱スペクトルを示す図、第６図は誘導ラマン
散乱を用いたこの発明の実施例の動作示す図、第
７図は光フアイバ中のラマン光増幅距離をフアイ
バの長手方向に亘つて長く形成するために、入射
光パワーを強度変調している実施例を示す図、第
８図は光フアイバ中の光増幅度を示す図、第９図
はこの発明を多段中継伝送方式に適用した例を示
す構成図、第１０図は光フアイバの一部に光増幅
用として液体コアフアイバを挿入し、中継区間の
拡大を図る構成例を示す図である。 １１：光信号もしくは伝送用光信号発生源、１
４，１４ａ，１４ｂ：分波器、１５：光増幅媒質
形成用レーザ光源、１９：光アイソレータ、２
１：光伝送方式用光フアイバ、２４：受光器。
Claims (1)
- １ 光フアイバを伝送路とする光通信において、
上記光フアイバの光信号出力端から光信号入射端
にむけて励起光をその光フアイバに入射させ、そ
の光フアイバ中の非線形光学効果による光の増幅
作用を用いて伝送路の長手方向の少なくとも一部
に光が増幅できる状態を作り出し、上記光信号入
射端から入射した光信号を増幅することを特徴と
する光伝送方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57120809A JPS5911044A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 光伝送方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57120809A JPS5911044A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 光伝送方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5911044A JPS5911044A (ja) | 1984-01-20 |
| JPS6151438B2 true JPS6151438B2 (ja) | 1986-11-08 |
Family
ID=14795507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57120809A Granted JPS5911044A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 光伝送方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911044A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP57120809A patent/JPS5911044A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5911044A (ja) | 1984-01-20 |
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