JPS62186234A - 光波長多重増幅方法 - Google Patents
光波長多重増幅方法Info
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- JPS62186234A JPS62186234A JP2677686A JP2677686A JPS62186234A JP S62186234 A JPS62186234 A JP S62186234A JP 2677686 A JP2677686 A JP 2677686A JP 2677686 A JP2677686 A JP 2677686A JP S62186234 A JPS62186234 A JP S62186234A
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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、異なる波長をそれぞれ有する複数の信号光を
増幅する光波長多重増幅方法に関するものである。
増幅する光波長多重増幅方法に関するものである。
（従来技術）
従来技術ではこの種の信号光を増幅するために先導波路
から射出された複数の信号光は光分波器によって分波さ
れ、このようにして分波された各信号光はそれぞれ対応
する光検出器で電気信号に変換された後増幅器で増幅さ
れ、駆動回路を通して別々の発光波長を有する発光素子
により再び信号光に変換され光合波器で光伝送路中に導
入される。しかし、この従来技術では分波、検出、増幅
１発光の一連のプロセスを８波とするため多数の構成部
品を必要とし高価である上に保守が面倒であった。また
、信号光の波長の多重度が増加すると、それに対応して
構成部品の数も増加する欠点がった。
から射出された複数の信号光は光分波器によって分波さ
れ、このようにして分波された各信号光はそれぞれ対応
する光検出器で電気信号に変換された後増幅器で増幅さ
れ、駆動回路を通して別々の発光波長を有する発光素子
により再び信号光に変換され光合波器で光伝送路中に導
入される。しかし、この従来技術では分波、検出、増幅
１発光の一連のプロセスを８波とするため多数の構成部
品を必要とし高価である上に保守が面倒であった。また
、信号光の波長の多重度が増加すると、それに対応して
構成部品の数も増加する欠点がった。
（発明の目的）
本発明の目的は、簡単な構成部品によって異なる波長を
有する複数の信号光を同時に増幅することができる光波
長多重増幅方法を提供することにある。
有する複数の信号光を同時に増幅することができる光波
長多重増幅方法を提供することにある。
（発明の構成）
本発明の光波長多重増幅方法は、異なる波長を有する複
数の信号光を励起光と合波した後この信号光を非線型光
学効果を有する光導波路から成る増幅媒体に導入して信
号光を増幅することを特徴としている。この方法による
と、信号光を電気信号に変換する必要がなく、従って簡
単な構成部品で異なる波長を有する複数の信号光を同時
に増幅することができる。
数の信号光を励起光と合波した後この信号光を非線型光
学効果を有する光導波路から成る増幅媒体に導入して信
号光を増幅することを特徴としている。この方法による
と、信号光を電気信号に変換する必要がなく、従って簡
単な構成部品で異なる波長を有する複数の信号光を同時
に増幅することができる。
（実施例）
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
１図は本発明に係る光波長多重増幅方法を実施する装置
を系統的に示し、異なる波長を有する複数の信号光ｌは
光ファイバーから成る光伝送路ｌＯを通して伝搬されこ
の光伝送路１０から出力されレンズ１２によって平行波
２にされ２合波器１４を通ってレンズ１６により集光さ
れ１石英系光ファイバーの如き光導波路から成る増幅媒
体１８に結合される。一方。
１図は本発明に係る光波長多重増幅方法を実施する装置
を系統的に示し、異なる波長を有する複数の信号光ｌは
光ファイバーから成る光伝送路ｌＯを通して伝搬されこ
の光伝送路１０から出力されレンズ１２によって平行波
２にされ２合波器１４を通ってレンズ１６により集光さ
れ１石英系光ファイバーの如き光導波路から成る増幅媒
体１８に結合される。一方。
例えば、１．３２ｐｍＮｄ ： ＹＡＧｌｚ−ザから成
る励起光源２０から出力された励起光３はレンズ２２に
よって平行波４にされ光アイソレータ２４を経て合波器
１４によって信号光の平行波２と同一の光路となり合波
され、レンズ１６によって集光され増幅媒体１８に結合
される。
る励起光源２０から出力された励起光３はレンズ２２に
よって平行波４にされ光アイソレータ２４を経て合波器
１４によって信号光の平行波２と同一の光路となり合波
され、レンズ１６によって集光され増幅媒体１８に結合
される。
本発明の方法は増幅媒体１８の非線型光学現象を利用し
てこれらの複数の信号光１を同時に増幅させる。利用す
ることができる非線型光学現象としては誘導ラマン散乱
現象、光パラメトリック相互作用等があるが、以下に誘
導ラマン散乱現象を利用した場合についてのべる。
てこれらの複数の信号光１を同時に増幅させる。利用す
ることができる非線型光学現象としては誘導ラマン散乱
現象、光パラメトリック相互作用等があるが、以下に誘
導ラマン散乱現象を利用した場合についてのべる。
第２図は単一光ファイバーに例えば波長１゜０６１Ｌｍ
の高出力Ｎｄ：ＹＡＧレーザ鋤起光源）を入力した際の
光ファイバーから出力された誘導ラマン散乱光強度を示
し、縦軸は相対出力強度を、また横軸はＮｄ：ＹＡＧレ
ーザの入力強度を示す０図中ａ、ｂ、ｃは各々誘導ラマ
ン散乱光の１次、２次、３次のストーク光を示す、第２
図から解るように、各ストーク光はある特定の敷居値で
発生し、その後入力されたＮｄ ： ＹＡＧレーザ光の
強度の増加に伴ない一定の増加割合で強度を増しやがて
飽和する。そして入力される励起光の強度に応じて１本
の単一モード光ファイバーから異なる波長を有する複数
のストーク光を同時に観察することができる−・方、第
２図で使用された単一モード光ファイバーから成る増幅
媒体に１．０６４１ＬｍＮｄ：ＹＡＧレーザ（励起光）
と共に２次ストーク線に相当する波長を有する半導体レ
ーザ光（信号光）を入力したとき、この半導体レーザ光
はＮｄ ： ＹＡＧレーザ光（励起光）の励起により増
幅されるが、このときの増幅率と励起光の入力強度との
関係は第３図に示されている。この第３図で４８号光の
増幅が開始する敷居値は第２図で示した２次ストーク線
の敷居値と対応し。
の高出力Ｎｄ：ＹＡＧレーザ鋤起光源）を入力した際の
光ファイバーから出力された誘導ラマン散乱光強度を示
し、縦軸は相対出力強度を、また横軸はＮｄ：ＹＡＧレ
ーザの入力強度を示す０図中ａ、ｂ、ｃは各々誘導ラマ
ン散乱光の１次、２次、３次のストーク光を示す、第２
図から解るように、各ストーク光はある特定の敷居値で
発生し、その後入力されたＮｄ ： ＹＡＧレーザ光の
強度の増加に伴ない一定の増加割合で強度を増しやがて
飽和する。そして入力される励起光の強度に応じて１本
の単一モード光ファイバーから異なる波長を有する複数
のストーク光を同時に観察することができる−・方、第
２図で使用された単一モード光ファイバーから成る増幅
媒体に１．０６４１ＬｍＮｄ：ＹＡＧレーザ（励起光）
と共に２次ストーク線に相当する波長を有する半導体レ
ーザ光（信号光）を入力したとき、この半導体レーザ光
はＮｄ ： ＹＡＧレーザ光（励起光）の励起により増
幅されるが、このときの増幅率と励起光の入力強度との
関係は第３図に示されている。この第３図で４８号光の
増幅が開始する敷居値は第２図で示した２次ストーク線
の敷居値と対応し。
信号光の増幅率も第２図の２次ストーク線の増加割合と
同じであった。このような光増幅現象は２次ストーク光
に限らず各ストーク光が発生する波長で実現することが
できる。
同じであった。このような光増幅現象は２次ストーク光
に限らず各ストーク光が発生する波長で実現することが
できる。
このようにして、第１図の方法で例えば、１．３２ｇｍ
のＮｄ：ＹＡＧレーザから成る励起光源２０から出力さ
れた励起光に対して信号光の波長を１．４０ｐｍ、１．
５０ｐｍ、１．６１ｐｍにそれぞれ設定すると、これら
の信号光ｌが同時に増幅されることが解る。尚、増幅媒
体１８である石英系光ファイバーは伝送路を兼ねること
ができる。また、増幅媒体としては石英系光／／ファイ
バーの外にガラスを主成分とした光ファイバー、単結晶
ファイバー、多結晶ファイバーあるいは光導波素子等を
利用することができる。特に、醸化ゲルマニウムを主成
分とする光ファイバーは石英系光ファイ／く−よりも約
９倍の大きさのラマンゲインを得ることができることが
実験の結果確認されており９石英系光ファイバーを用い
る場合よりも高いゲインが得られるか短いファイバー長
で増幅することができるので好ましい増幅媒体である０
合波器１４としてはプリズムまたはダイクロツクミラー
、ロングパスフィルター等を用いることができる。
のＮｄ：ＹＡＧレーザから成る励起光源２０から出力さ
れた励起光に対して信号光の波長を１．４０ｐｍ、１．
５０ｐｍ、１．６１ｐｍにそれぞれ設定すると、これら
の信号光ｌが同時に増幅されることが解る。尚、増幅媒
体１８である石英系光ファイバーは伝送路を兼ねること
ができる。また、増幅媒体としては石英系光／／ファイ
バーの外にガラスを主成分とした光ファイバー、単結晶
ファイバー、多結晶ファイバーあるいは光導波素子等を
利用することができる。特に、醸化ゲルマニウムを主成
分とする光ファイバーは石英系光ファイ／く−よりも約
９倍の大きさのラマンゲインを得ることができることが
実験の結果確認されており９石英系光ファイバーを用い
る場合よりも高いゲインが得られるか短いファイバー長
で増幅することができるので好ましい増幅媒体である０
合波器１４としてはプリズムまたはダイクロツクミラー
、ロングパスフィルター等を用いることができる。
上記実施例では、信号光１の波長を各次数のストーク光
に適合させているが、増幅媒体がガラス等のアモルファ
ス材料で作られてｌ、Ｎる場合には一般にアモルファス
のラマン散乱スペクトルが波長に対し大きな広がりを有
し、即ち材料の有するゲイン帯域が広いので同一のスト
ーク線の１１１の中にあり、比較的近接した複数の波長
を有する４８号光を同時に増幅することができる。例え
ば９石英ガラス光ファイバーである場合には励起光に対
する波数のシフト量が３０ｃｍ〜５２０ｃｍ の広い
範囲でもほぼ一様のラマンゲインを有するため１．３２
ＪＬｍのＮｄ：ＹＡＧレーザで励起されたとき１．３３
ｐｍ〜１．４１ｐｍの波長帯（１次ストーク線の場合）
での信号光の増幅をすることができる。このことから第
１図において信号光を１．３３ｇｍ〜１．４１ｊＬｍｃ
７）範囲テ０ 、０１ ｇｍノ間隔の１０種類の波長の
光にすることもできる。この例では１次のストークス線
の帯域巾の広がりを利用した場合をのべたが、より高次
のストークス線でも同様にこの原理を利用することがで
き、更に複数のストークス線とそれらの有する帯域巾の
広がりを同時に利用することによって一層多くの波長多
重で増幅することができる。また、第１図の実施例では
励起光源として１．３２ｇｍＮｄ ：ＹＡＧレーザを用
いたが、増幅媒体に応じて種々のものを選択することが
できる。例えば９石英系光ファイバーは０．４ルｍ〜１
、７ ｐｍの波長で透過性を示すのでこの範囲で発光
する光源であれば励起光と１して利用することができる
。この場合信号光の波長も励起光に応じて変化させる必
要がある。尚、Ｓ１図の光アイソレータ２４は各光学部
品からの反射光の影響を防止する働きを有する。
に適合させているが、増幅媒体がガラス等のアモルファ
ス材料で作られてｌ、Ｎる場合には一般にアモルファス
のラマン散乱スペクトルが波長に対し大きな広がりを有
し、即ち材料の有するゲイン帯域が広いので同一のスト
ーク線の１１１の中にあり、比較的近接した複数の波長
を有する４８号光を同時に増幅することができる。例え
ば９石英ガラス光ファイバーである場合には励起光に対
する波数のシフト量が３０ｃｍ〜５２０ｃｍ の広い
範囲でもほぼ一様のラマンゲインを有するため１．３２
ＪＬｍのＮｄ：ＹＡＧレーザで励起されたとき１．３３
ｐｍ〜１．４１ｐｍの波長帯（１次ストーク線の場合）
での信号光の増幅をすることができる。このことから第
１図において信号光を１．３３ｇｍ〜１．４１ｊＬｍｃ
７）範囲テ０ 、０１ ｇｍノ間隔の１０種類の波長の
光にすることもできる。この例では１次のストークス線
の帯域巾の広がりを利用した場合をのべたが、より高次
のストークス線でも同様にこの原理を利用することがで
き、更に複数のストークス線とそれらの有する帯域巾の
広がりを同時に利用することによって一層多くの波長多
重で増幅することができる。また、第１図の実施例では
励起光源として１．３２ｇｍＮｄ ：ＹＡＧレーザを用
いたが、増幅媒体に応じて種々のものを選択することが
できる。例えば９石英系光ファイバーは０．４ルｍ〜１
、７ ｐｍの波長で透過性を示すのでこの範囲で発光
する光源であれば励起光と１して利用することができる
。この場合信号光の波長も励起光に応じて変化させる必
要がある。尚、Ｓ１図の光アイソレータ２４は各光学部
品からの反射光の影響を防止する働きを有する。
第４図は非線型光学現象として光パラメトリック相互作
用を利用した実施例を示しである。
用を利用した実施例を示しである。
この実施例では位相の整合性を考慮しなけらばならない
ので増幅媒体１８の前後段または後段に位相整合用ミラ
ー２６を配置して共振器を構成している。また、この実
施例ではこのミラー２６は励起光を透過させアイドラー
光を反射させるようなコーティングを施したものでなけ
れ′ばならない。さもなければ、光学系をリング状に構
成し、少なくとも励起光が増幅媒体１８に逆丈向から入
力されないように考慮する必要がある。増幅媒体１８と
しては光フアイバー以外に非線型係数の高いＬ ｉ Ｎ
ｂ Ｏ３またはＢａ。
ので増幅媒体１８の前後段または後段に位相整合用ミラ
ー２６を配置して共振器を構成している。また、この実
施例ではこのミラー２６は励起光を透過させアイドラー
光を反射させるようなコーティングを施したものでなけ
れ′ばならない。さもなければ、光学系をリング状に構
成し、少なくとも励起光が増幅媒体１８に逆丈向から入
力されないように考慮する必要がある。増幅媒体１８と
しては光フアイバー以外に非線型係数の高いＬ ｉ Ｎ
ｂ Ｏ３またはＢａ。
Ｎ ａ Ｎ ｂ ｙ Ｏｔｒ 等の非線型光学材料を用
いることができる。
いることができる。
（発明の効果）
本発明によれば、上記のように、信号光を電気信号に変
換する必要なく異なる波長を有する複数の信号光を同時
に増幅することができるので分波、検出１発光という従
来必要な過程を省略することができるから部品数を低減
することができ、また波長の多重数が増加してもそれに
比例して部品数が増加することがなく、従って小型で信
頼性の高い増幅器を得ることができ。
換する必要なく異なる波長を有する複数の信号光を同時
に増幅することができるので分波、検出１発光という従
来必要な過程を省略することができるから部品数を低減
することができ、また波長の多重数が増加してもそれに
比例して部品数が増加することがなく、従って小型で信
頼性の高い増幅器を得ることができ。
また光の相互作用による増幅現象を利用しているので応
答性が高くなり実益がある。
答性が高くなり実益がある。
第１図は本発明の方法を実施する装置の概略系統図、第
２図及び第３図はそれぞれ誘導ラマン散乱の出力特性及
びその２次ストークス線波長での信号光の増幅特性を示
す線図、第４図は本発明の他の実施例の概略系統図であ
る。 １−一−−−信号光、３−−−−−励起光、１０−−一
−−伝送路、１４−−−−−合波器。 １８−−−−一増幅媒体。 １１／ｖＢ 第２図 八 沙 （Ｗ）
２図及び第３図はそれぞれ誘導ラマン散乱の出力特性及
びその２次ストークス線波長での信号光の増幅特性を示
す線図、第４図は本発明の他の実施例の概略系統図であ
る。 １−一−−−信号光、３−−−−−励起光、１０−−一
−−伝送路、１４−−−−−合波器。 １８−−−−一増幅媒体。 １１／ｖＢ 第２図 八 沙 （Ｗ）
Claims (6)
- （１）異なる波長を有する複数の信号光を励起光と合波
した後この信号光を非線型光学効果を有する光導波路か
ら成る増幅媒体に導入して信号光を増幅することを特徴
とする光波長多重増幅方法。 - （２）前記非線型光学効果として誘導ラマン散乱現象を
利用した特許請求の範囲第１項に記載の光波長多重増幅
方法。 - （３）前記非線型光学効果として光パラメトリック相互
作用を利用した特許請求の範囲第１項に記載の光波長多
重増幅方法。 - （４）前記光導波路は石英を主成分とする単一モード光
ファイバーから成り、且つ前記光ファイバーは増幅媒体
と通信伝送路とを兼ねている特許請求の範囲第２項に記
載の光波長多重増幅方法。 - （５）前記複数の信号光の波長を複数のストーク線が持
つゲイン帯域内に一致させる特許請求の範囲第２項に記
載の光波長多重増幅方法。 - （６）増幅媒体が酸化ゲルマニウムガラスを主成分とし
た光ファイバーから成っている特許請求の範囲第２項に
記載の光波長多重増幅方法（７）前記増幅媒体に位相整
合用ミラーから成る共振器が設けられている特許請求の
範囲第３項に記載の光波長多重増幅方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2677686A JPS62186234A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 光波長多重増幅方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2677686A JPS62186234A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 光波長多重増幅方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62186234A true JPS62186234A (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=12202700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2677686A Pending JPS62186234A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 光波長多重増幅方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62186234A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005466A1 (fr) * | 1990-09-18 | 1992-04-02 | Fujitsu Limited | Amplificateur optique |
| EP0492850A2 (en) * | 1990-12-20 | 1992-07-01 | AT&T Corp. | Isolated optical coupler |
| JPH04217233A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-07 | Nec Corp | 多波長光増幅装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885588A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-21 | Nec Corp | 波長多重光増幅装置 |
| JPS5965828A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光信号増幅方式 |
| JPS60236277A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-11-25 | ポラロイド コ−ポレ−シヨン | 光フアイバ通信装置 |
-
1986
- 1986-02-12 JP JP2677686A patent/JPS62186234A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885588A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-21 | Nec Corp | 波長多重光増幅装置 |
| JPS5965828A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光信号増幅方式 |
| JPS60236277A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-11-25 | ポラロイド コ−ポレ−シヨン | 光フアイバ通信装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005466A1 (fr) * | 1990-09-18 | 1992-04-02 | Fujitsu Limited | Amplificateur optique |
| US5274495A (en) * | 1990-09-18 | 1993-12-28 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
| JPH04217233A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-07 | Nec Corp | 多波長光増幅装置 |
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