WO2003065522A1

WO2003065522A1 - Non-polarization light source device and raman amplifier

Info

Publication number: WO2003065522A1
Application number: PCT/JP2003/000729
Authority: WO
Inventors: Toshiyuki Tokura; Taichi Kogure; Takashi Sugihara; Kuniaki Motoshima
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2003-08-07
Also published as: CN1305188C; US20040165254A1; JP2003224327A; US7218441B2; EP1437808A4; EP1437808A1; EP1437808B1; CN1552116A

Description

明細書無偏光光源装置およびラマン増幅器技術分野

この発明は、無偏光化した光を出力する無偏光光源装置およびその無偏光光源装置を励起光源として用レ、、光ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅効果によつて増幅する偏波無依存型のラマン増幅器に関するものである。背景技術

ラマン増幅を用レ、た光通信システムは、光フアイバ伝送路やその光フアイバ伝送路上の光部品で発生する損失を光ファイバ伝送路上のラマン利得によって分布的に補償することができる。そのため、集中定数的な光増幅器のみを用いた光増幅伝送システムに比べて伝送中の光信号対雑音比の劣化を小さくすることができ、中継間隔を広くできるという利点を有している。

し力し、ラマン増幅は、偏波依存性が大きいという問題がある。これを解決するために、励起光を無偏光化することが有効である。励起光を無偏光化する手法として、従来、直線偏波の励起光を偏波合成する方法（例えば特開 2 0 0 0 - 1 5 1 5 0 7号公報「光伝送システム」）や、偏波分散デバイスを使用する方法（例えば特開平 8— 2 5 4 6 6 8号公報「レーザ ·ダイォード ·モジュール及びデボラライザ」）が知られている。

しかしながら、直線偏波の励起光を偏波合成する方法では、ほぼ等しい強度の光を出力する励起光源を 2台用意する必要がある。また、ラマン利得の波長特性を改善するために中心波長の異なる複数種の励起光源を用いることが有効である 1 この場合にはその励起光の各励起波長について 2台ずつの光源が必要となる。つまり、この方法では、励起光を無偏光化するために 2倍の数の励起光源が必要となるという問題がある。また、偏波分散デバイスを使用する方法では、励起光源を複数用意する必要がない利点はあるが、波長 1. 55 μηι帯の信号光のラマン増幅に使用する典型的な励起光源として、波長安定化用ファイバーグレーティングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジュール（LD)を用いる場合を考えると、つぎのような問題がある。なお、この半導体レーザモジュール（LD)は、中心波長が 1430 nm、光スぺクトル包絡線の半値全幅が 145 GH z、 LD素子の縦モード間隔が 33GHz、 LD素子の縦モード半値全幅が 10 GHzであるとする。

すなわち、光スぺクトル包絡線の半値全幅に対応するコヒーレント長（約 lm m)よりも長い光路差を 2つの偏波モード間に与えても縦モ一ドの可干渉性が残る。その結果、条件によっては無偏光化することができず、 LD素子の縦モードに対応するコヒーレント長 (約 2 cm)よりも長い光路差を与える必要がある。そうすると、 lm当たりの偏波分散が 1.4 p s程度の偏波保持ファイバを使用する場合に、ファイバ長 lmが与える 2つの偏波モード間の光路差は 0. 3 m m程度であるので、約 7 Om以上の偏波保持ファイバが必要となり、コスト '実装容積の面で問題がある。

この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、励起光源として用いる場合にその励起光源の数を少なく抑えるとともに、励起光の 2つの偏波モードに与える光路差をコヒーレント長よりも短く抑えた実用的な無偏光光源装置およびその無偏光光源装置を励起光源として用い、ラマン利得が信号光の偏波に依存しない安定なラマン増幅器を得ることを目的としている。発明の開示

この発明にかかる無偏光光源装置は、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 45度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数をとした場合に、（2 π/Δω) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波分散デバィスとを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、レーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。このレーザ光源の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波数を Δ ω とした場合に、（2 π / Δ ω ) の近傍を避けた偏波分散量が与えられる。

つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' = ω— ω cに対するスペクトル形状を表す関数 A ( ω ' ) に対して、

で表される偏光度（D O P )が 0 . 5以下となるような偏波分散量 τ を与える偏波分散デバィスとを備えたこと特徴とする。

この発明によれば、レーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。レーザ光源の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' = ω— ω cに対するスペクトル形状を表す関数 Α ( ω ' ) に対して、 1 + A(n . Δω)² c。s(n · Δω . τ)}

DOP ( 8 )

1 +

n^l で表される偏光度（D O P )が 0 . 5以下となるような偏波分散量 τ が与えられる。つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上記の発明において、前記レーザ光源は、フアブリペロー型半導体レーザであることを特徴とする。

この発明によれば、上記の発明において、レーザ光源には、フアブリペロー型

Δ

半導体レーザが使用される。 ω

つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上記の発明において、前記フアブリぺ口一型半導体レーザと前記偏波分散デバィスとの間に、前記フアブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する反射体が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、上記の発明において、フアブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイスとの間に設けられる反射体は、フアブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する。

つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上記の発明において、前記偏波分散デノくイスに代えて偏波保持光ファイバが用いられることを特徴とする。

この発明によれば、上記の発明において、偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いられる。

つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力する 2台のレーザ光源と、前記 2台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波合成手段と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記偏波合成手段と結合され、前記 2台のレーザ光源のいずれの出力光に対しても、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' == ω— ω cに対するスペクトル形状を表す関数 Α ( ω ' ) に対して、

で表される偏光度（D O P )が 0 . 5以下となるような偏波分散量てが与えられる。つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上記の発明において、前記 2台のレーザ光源は、それぞれフアブリべ口一型半導体レーザであることを特徴とする。この発明によれば、上記の発明において、 2台のレーザ光源には、それぞれフアブリペロー型半導体レーザが使用される。

つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上記の発明において、前記 2台のファブリベロ一型半導体レーザと前記偏波分散デバィスとの間に、前記 2台のファブリペロー型半導体レーザそれぞれの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する 2台の反射体が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、上記の発明において、 2台のフアブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバイスとの間にそれぞれ設けられる 2台の反射体は、それぞれファブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する。

つぎの発明にかかる無偏光光源装置は、上記の発明において、前記偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いられることを特徴とする。

つぎの発明にかかるラマン増幅器は、信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置と、前記光ファイバに前記励起光を注入する注入手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置が信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生するのに用いられる。この励起光は、注入手段によってラマン増幅媒質である光ファイバに注入される。

つぎの発明にかかるラマン増幅器は、信号光が伝搬するラマン増幅媒質である第 1および第 2の光ファイバと、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する上記発明のいずれか一つの第 1および第 2の無偏光光 ¾、装置と、前記第 1および第 2の無偏光光源装置の出力光を結合し、 2分岐出力する結合分岐手段と、前記結合分岐手段の一方の出力光を前記第 1光ファイバに注入する第 1 注入手段、および前記結合分岐手段の他方の出力光を前記第 2光ファイバに注入する第 2注入手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置からなる第 1および第 2の無偏光光源装置が、それぞれ信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生するのに用いられる。第 1無偏光光源装置の出力光は、第 1注入手段によってラマン増幅媒質である第 1光ファイバに注入され、第 2無偏光光源装置の出力光は、第 2注入手段によってラマン増幅媒質である第 2光ファイバに注入される。つぎの発明にかかるラマン増幅器は、信号光が伝搬するラマン增幅媒質である光ファイバと、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置であって、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発生する複数の無偏光光源装置と、前記複数の無偏光光源装置の出力光を波長合成して前記光ファイバに注入する波長合成注入手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置の複数台が、信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発生するのに用いられる。複数台の無偏光光源装置の互いに中心波長が異なる出力光が、波長合成注入手段にて波長合成され、ラマン増幅媒質である光ファイバに注入される。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の実施の形態 1である無偏光光源装置の構成を示す概念図であり、第 2図は、第 1図に示す 4 5度接続点におけるレーザ光線と偏波分散デバイスの偏波軸との関係を示す詳細図であり、第 3図は、第 1図に示すレーザ光源の出力光スペクトルの模式図であり、第 4図は、波長安定化用ファイバーダレ一ティングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジュールの出力光のスぺクトル例を示す図であり、第 5図は、第 1図で示す偏波分散デバイスが与える偏波分散量てと偏光度（D O P ) の関係を示す特性図であり、第 6図は、この発明の実施の形態 2であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 7図は、この発明の実施の形態 3であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 8図は、この発明の実施の形態 4であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 9図は、第 8図で示す励起光源（無偏光光源装置）における偏波分散デバイスが与える偏波分散量 τ と偏光度（D〇P ) およびラマン増幅利得の偏波依存性（P D G )の関係を示す特性図であり、第 1 0図は、この発明の実施の形態 5であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 1 1図は、この発明の実施の形態 6である無偏光光源装置の構成を示す概念図であり、第 1 2図は、この発明の実施の形態 7であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 1 3図は、この発明の実施の形態 8であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 1 4図は、この発明の実施の形態 9であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 1 5図は、この発明の実施の形態 1 0であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 1 6図は、この発明の実施の形態 1 1であるラマン増幅器の構成を示す概念図であり、第 1 7図は、この発明の実施の形態 1 2であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。発明を実施するための最良の形態

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる無偏光光源装置およびラマン増幅器の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態 1 .

第 1図は、この発明の実施の形態 1である無偏光光源装置の構成を示す概念図である。第 1図において、この実施の形態 1による無偏光光源装置は、実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源 1と、このレーザ光源 1の出力光が 4 5度接続点 2を経由して入射される偏波分散デバイス 3とで構成され、偏波分散デバィス 3から無偏光化された光が出力されるようになっている。

第 2図は、第 1図に示す 4 5度接続点 2におけるレーザ光線と偏波分散デバィス 3の偏波軸との関係を示す詳細図である。 4 5度接続点 2では、第 2図に示すように偏波分散デバィス 3が持つ偏波軸 1 0 4に対し、レーザ光源 1からの入射光 1 0 1は、その直線偏波の軸 1 0 3が 4 5度の偏波角度 1 0 5となるように直線偏波の軸 1 0 3を回転させて結合される。

第 3図は、第 1図に示すレーザ光源 1の出力光スぺクトルの模式図である。第

3図において、横軸は角周波数 ω、縦軸は光強度 A ( I ω ' \ ) ²である。第 3 図に示すように、レーザ光源 1の出力光は、中心角周波数 ω cの両側にほぼ等しい角周波数の間隔 Δ ωで並ぶ複数のモード成分を有している。それらモード成分の電界強度分布をスぺクトル形状の関数 A ( I ω ' I ) と表す。第 3図の縦軸は、光の強度に相当する A ( | ω' I ) ²で表している。但し、 ω' は、中心角周波数 ω cを基準とした相対的な角周波数（ω' =ω— c c)であり、中心角周波数 co cに対し Α(ω' =0)=1とする。

例えば、ラマン励起光源として典型的に用いられるフアブリペロー型半導体レ一ザの出力光スぺクトルは、第 3図に示すようなスぺクトル形状を持ち、角周波数がほぼ等間隔に並ぶ複数のモード成分から構成されている。角周波数の間隔厶 ωは、半導体レーザ素子が持つ縦モード間隔に相当する。つまり、レーザ光源 1としては、具体的には、フアブリペロー型半導体レーザが用いられる。第 4図は、波長安定化用ファイバーグレーティングを備え外部共振器を構成した半導体レーザモジュールの出力光のスぺクトル例を示す図である。この半導体レーザモジュールは、波長 1. 55 μ m帯信号光のラマン増幅に典型的に使用されるものであり、出力光のスペクトル形状は、次式（1) と表すことでよい近似となる。

A¾_Wj)²= -33GHz · · · (1)

ここで、レーザ光源 1の出力光が、第 3図に示すようなスペクトル形状を持つ直線偏波の光である場合、その電界強度は次式（2) で表される。 pOwt) + jk . Δω| )βχρ¾ω + k .

(i=x, y) (2) なお、式（2) において、 x, yは、直線偏波の軸に 45度の傾きを持つ直交 2軸を表す。 E_x(t), E_y(t)は、それぞれの軸成分の電界強度である。 jは虚数単位、 E。は中心角周波数の電界強度、 δ ， δ— _kは各成分の初期位相である。偏波分散デバィス 3は、レーザ光源 1の出力光のモード間隔角周波数を Δ ω としたとき、レーザ光源 1からの入射光 1 0 1に（Ζ πΖΔ ω) の近傍を避けた偏波分散量 τ を与え、 2つの偏波成分の間に偏波分散量ての時間遅れを発生さ —■ 一-

10 せるものである。

偏波分散量ては、具体的には、次のようにして定められる。すなわち、偏波分散デバィス 3にて偏波分散量 τ が与えられた出射光 102の電界強度は、 Ε_χ (t), E_y(t + τ)と表すことができる。偏光度（DOP) は、次式（3) で表される。

D0P. i ' +|S₃

(3)

s„ 式（3) において、 S。， S₂, S₃は、偏波状態を表すストークスパラメータであり、それぞれ次式（4) (5) (6) (7) で表される。なお、ぐ..〉は時間平均を表し、 E*_x、 E*_yは複素共役を表している。

si=く Ε_ΧΕ_Χ Γ 、

(5)

'じ y

式 (3) は、式（4) (5) (6) (7) を用いて整理すると、式（8) となる:

1 + V Α(η · Δω ) cos(n · Δω ·τ)|

DOP^ ιい 1 (8)

1 ^η-Δω)²}

η-1 つまり、偏波分散デバイス 3が与える偏波分散量ては、式（8) で表される偏光度（DOP) が小さくなるように設定する。その結果、その偏波分散量 τ で発生する 2つの偏波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場合でも、無差替え用紙（規則 26) 偏光化した出射光 102を得ることができる。

第 5図は、偏波分散デバイス 3が与える偏波分散量 τ と偏光度（DOP) との関係を示す特性図である。横軸が偏波分散量（PMD) τ [p s] であり、縦軸が偏光度（DOP) [dB] である。

第 5図において、実線で示す特性曲線 21は、レーザ光源 1の出力光のスぺクトル形状が式（1) で表される場合における式（8) の偏光度（DOP) 計算値をプロットしたものである。また、四角印で示す特个生値は、偏光度（DOP) の測定値を示したものである。

第 5図によれば、偏波分散量てが 30 p s付近での測定値は、干渉性を前提とした式（8)の計算値と類似のピークを持っている。このことは、レーザ素子が持つ縦モードの光の干渉性が失われていないことを示している。半値全幅 10G H zの縦モードが持つコヒーレント長約 2 cmに対応する光路差を与える偏波分散量は、 100 p sであるが、それよりも遙かに少ない偏波分散量 τ でも、式（ 8)の値が小さくなる条件を適切に選ぶことで、偏光度（DOP) を低くする、すなわち無偏光化することができる。このケースでは、 10〜20 p s程度の偏波分散量で無偏光化が可能である。この 10〜20 p s程度の偏波分散量は、典型的な偏波保持ファイバの長さにすると、高々約 20mである。これは、偏波保持ファイバでの光損失量や、コスト ·実装容積の面で十分実用に耐える程度の短いファイバ長である。

実施の形態 2.

第 6図は、この発明の実施の形態 2であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。第 6図において、信号光は、ラマン増幅媒質である光ファイバ 7内を入力端 61から出力端 62に向かって伝搬するが、光ファイバ 7の出力端側に合成器 6が設けられ、無偏光励起光源 5からの励起光がラマン励起光として、合成器 6 から光ファイバ 7内に信号光の進行方向とは逆向きに注入される。

ここに、無偏光励起光源 5は、同一の符号で示されているように、第 1図に示した構成の無偏光光源装置である。したがって、光ファイバ 7には無偏光化された励起光が注入されるので、光ファイバ 7でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。なお、合成器 6としては、例えば、信号光と励起光の波長の相違を利用して合成する光ファイバ融着延伸型の WDM力ブラや、誘電体の膜を利用したフィルタを使用することができる。

実施の形態 3 .

第 7図は、この発明の実施の形態 3であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 7図では、第 6図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。

実施の形態 3によるラマン増幅器では、第 7図に示すように、第 6図に示した無偏光励起光源 5に代えて無偏光励起光源 5 1が設けられている。無偏光励起光源 5 1は、第 1図に示した無偏光光源装置において、レーザ光源 1としてフアブリペロー型半導体レーザ 1 1を用いたものである。実施の形態 2と同様に、無偏光化された励起光を用いるので、光ファイバ 7でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。

実施の形態 4 .

第 8図は、この発明の実施の形態 4であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 8図では、第 7図で示した構成と同一ないしは同等でおる構成には、同一の符号が付されている。

実施の形態 4によるラマン増幅器では、第 8図に示すように、第 7図に示した無偏光励起光源 5 1に代えて無偏光励起光源 5 2が設けられている。無偏光励起光源 5 2は、第 7図に示したレーザ光源 1としてのフアブリペロー型半導体レーザ 1 1と偏波分散デバイス 3との間に反射体 1 2が設けられている。

反射体 1 2は、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1の出力光の一部を波長選択的に反射するもので、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1と組合わさって外部共振器を構成している。

その結果、反射体 1 2の安定した反射波長にフアブリペロー型半導体レーザ 1 1の発振波長を固定することができ、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1の中心波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができる。このことは、部品点数の増加によるデメリットを十分に補える利点である。

先に説明した第 4図の特性図は、反射体 12として、ファイバ一グレーティングを用いた場合の光スペクトルである。反射体 12としては他に、エタロンフィノレタゃ、バルク部品のグレーティング (回折格子）なども同様に使用することがでさる。

第 9図は、第 8図に示す無偏光励起光源 52における偏波分散デバイス 3が与える偏波分散量 τ と偏光度（DOP) およびラマン増幅利得の偏波依存性（PD G)の関係を示す特性図である。横軸が偏波分散量（PMD) て [p s] であり、縦軸が偏光度（DOP) [dB] である。

第 9図において、実線で示す特性曲線 22は、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1の出力光のスペクトル形状が式（1) で表される場合における式（8) の偏光度（DOP) 計算値をプロットしたものである。また、四角印で示す特十生は、偏光度（DOP) の測定値を示したものである。さらに、三角印で示す特性値は、ラマン增幅利得の偏波依存性（ P D G)の測定値である。

第 9図によれば、偏波分散量 τ が 30 p s付近でのラマン増幅利得の偏波依存性（PDG)の測定値は、干渉性を前提とした式（8)の計算値と類似のピークを持っている。したがって、第 8図に示す無偏光励起光源 52では、偏波分散デバイス 3で与える偏波分散量 τ を、無偏光励起光源 52の持つコヒーレント長よりも短い光路差の範囲で適切に設定することで、励起光の無偏光化が実現できる。その結果、ラマン利得の偏波依存性が低減できる。

このように、実施の形態 4によれば、実施の形態 2, 3と同様に、無偏光化された励起光を用いるので、光ファイバ 7でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。加えて、反射体 12を設け、外部共振器を構成するようにしたので、反射体 12の安定した反射波長にフアブリペロー型半導体レーザ 1 1の発振波長を固定することができ、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1の中心波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができる。なお、偏波分散デバイス 3は、 2つの偏波成分を分離して実際に光路差を与えるものを使用しても良く、偏波保持光ファィバゃ複屈折特性を持つ結晶などを使用しても良い。

実施の形態 5 .

第 1 0図は、この発明の実施の形態 5であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 1 0図では、第 8図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。

実施の形態 5によるラマン増幅器では、第 1 0図に示すように、第 8図に示した無偏光励起光源 5 2に代えて無偏光励起光源 5 3が設けられている。無偏光励起光源 5 3は、第 8図に示した無偏光励起光源 5 2において偏波分散デバイス 3 に代えて偏波保持ファイバ 3 1が設けられている。

偏波保持ファイバ 3 1の典型的な特性としては、 l m当たりの偏波分散が 1 . 4 p s程度であり、約 1 0 mのファイバ長で 1 4 p s程度の偏波分散を与えることができる。したがって、実施の形態 5によれば、小型実装、安定動作、信頼性の面で実用的な偏波無依存型のラマン増幅器を実現することができる。

実施の形態 6 .

第 1 1図は、この発明の実施の形態 6である無偏光光源装置の構成を示す概念図である。なお、第 1 1図では、第 1図に示した構成と同一ないしは同等である構成には同一の符号が付されている。

第 1 1図に示すように、実施の形態 6による無偏光光源装置は、第 1図に示した構成において、レーザ光源 1に新たなレーザ光源 1 ' が並置され、この 2台のレーザ光源 1 , 1 ' と偏波分散デバイス 3との間に偏波合成器 4が設けられている。偏波合成器 4は、 2台のレーザ光源 1 , 1 ' の出力光を偏波合成して偏波分散デバイス 3に入射させるが、偏波合成器 4の出力に現れる 2台のレーザ光源からの光は、互いに直交するので、偏波分散デバイス 3への入射角度を共に 4 5度の偏波角度 1 0 5 (第 2図参照）とすることができる。

この構成によれば、両レーザ光源 1， 1 ' それぞれの出力光について、式（8 ) の偏光度（D O P ) 量が小さくなるような偏波分散量を偏波分散デバイス 3で与えるように設定することで、両レーザ光源 1 , 1 ' の出力光を同時に無偏光化することができる。

ここで、 2台のレーザ光源 1， 1 ' は、中心波長が異なるものでもよい。その場合でもそれぞれの出力光を無偏光化することができる。また、 2台のレーザ光源 1 , 1 ' の出力光の強度に大きな違いがあっても無偏光化が可能である。さらに、 2台のレーザ光源 1 , 1 ' を使用中に片方が故障した場合は、出力が低下するにとどまり、偏光度の劣化を回避することができる。そのため、故障時に備えた予備として片方のレーザ光源をコールドスタンバイとすることができる。

実施の形態 7 .

第 1 2図は、この発明の実施の形態 7であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。第 1 2図において、信号光は、ラマン増幅媒質である光ファイバ 7内を入力端 6 1から出力端 6 2に向かって伝搬するが、光ファイバ 7の出力端側に合成器 6が設けられ、無偏光励起光源 5 4からの励起光がラマン励起光として、合成器 6から光ファイバ 7内に信号光の進行方向とは逆向きに注入される。

ここに、無偏光励起光源 5 4は、同一の符号で示されているように、第 1 1図に示した構成の無偏光光源装置である。したがって、光ファイバ 7には無偏光化された励起光が注入されるので、光ファイバ 7でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。なお、合成器 6としては、例えば、信号光と励起光の波長の相違を利用して合成する光ファイバ融着延伸型の WDM力ブラや、誘電体の膜を利用したブイルタを使用することができる。

無偏光励起光源 5 4は、 2台のレーザ光源 1， 1 ' の中心波長が異なる場合でもそれぞれの出力光を無偏光化できるので、ラマン増幅利得の信号波長依存性を低減するために、 2波長で励起することが可能である。また、片方のレーザ光源、しか光らず、ラマン利得に寄与する励起光の強度が低い状態で動作させたとしても、励起光の偏光度は低いので、ラマン利得の偏波依存性を低くしておくことができる。実施の形態 8 .

第 1 3図は、この発明の実施の形態 8であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 1 3図では、第 1 2図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。

実施の形態 8によるラマン増幅器では、第 1 3図に示すように、第 1 2図に示した無偏光励起光源 5 4に代えて無偏光励起光源 5 5が設けられている。無偏光励起光源 5 5は、第 1 2図に示した無偏光励起光源 5 4において、レーザ光源 1， 1 ' としてフアブリペロー型半導体レーザ 1 1 , 1 3を用いたものである。実施の形態 7と同様に、無偏光化された励起光を用いるので、光ファイバ 7でのラマン増幅利得の偏波依存性を低減することができる。

実施の形態 9 .

第 1 4図は、この発明の実施の形態 9であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 1 4図では、第 1 3図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。

実施の形態 9によるラマン増幅器では、第 1 4図に示すように、第 1 3図に示した無偏光励起光源 5 5に代えて無偏光励起光源 5 6が設けられている。無偏光励起光源 5 6は、第 1 3図に示した無偏光励起光源 5 5におけるフアブリペロー型半導体レーザ 1 1， 1 3と偏波合成器 4との間に反射体 1 2 , 1 4力 S設けられている。

反射体 1 2 , 1 4は、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1 , 1 3の出力光の一部を波長選択的に反射するもので、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1 , 1 3と組合わさって外部共振器を構成している。

その結果、反射体 1 2， 1 4の安定した反射波長にフアブリペロー型半導体レ一ザ 1 1 , 1 3の発振波長を固定することができ、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1 , 1 3の中心波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができる。このことは、部品点数の増加によるデメリットを十分に補える利点である。したがって、実施の形態 9によれば、偏波依存性が低いと共に安定したラマン増幅特性が得られる。

実施の形態 1 0 .

第 1 5図は、この発明の実施の形態 1 0であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 1 5図では、第 1 4図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。

実施の形態 1 0によるラマン増幅器では、第 1 5図に示すように、第 1 4図に示した無偏光励起光源 5 6に代えて無偏光励起光源 5 7が設けられている。無偏光励起光源 5 7は、第 1 4図に示した無偏光励起光源 5 6において偏波分散デバイス 3に代えて偏波保持ファイバ 3 1が設けられている。

偏波保持ファイバ 3 1の典型的な特性としては、 1 m当たりの偏波分散が 1 .

4 p s程度であり、約 1 O mのファイバ長で 1 4 p s程度の偏波分散を与えることができる。したがって、実施の形態 1 0によれば、実施の形態 5と同様に、小型実装、安定動作、信頼性の面で実用的な偏波無依存型のラマン増幅器を実現することができる。

実施の形態 1 1 .

第 1 6図は、この発明の実施の形態 1 1であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 1 6図では、第 1 0図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。実施の形態 1 1によるラマン増幅器では、実施の形態 5 (第 1 0図）で示したラマン増幅器を 2つ並置した場合の構成例が示されている。

第 1 6図において、無偏光励起光源 5 8 , 5 8 ' は、実施の形態 5 (第 1 0図 ) で示した無偏光励起光源 5 3と同様の構成である。すなわち、無偏光励起光源

5 8は、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1と反射体 1 2と偏波保持ファイバ 3 1とを備えている。無偏光励起光源 5 8 ' は、同様に、フアブリペロー型半導体レーザ 1 3と反射体 1 4と偏波保持ファイバ 3 とを備えている。これに対し、ラマン增幅媒質である 2つの光ファイバ 7 , 7 ' と 3 d Bカプラ 8とが設けられている。 2つの無偏光励起光源 58, 58' の出力光が 3 d Bカプラ 8で一旦合成される。 3 dBカプラ 8の一方の出力光は、合成器 6によって一方の光ファイバ 7に信号光の進行方向（入力端 61→出力端 62) とは逆向きに注入され、一方のラマン増幅器が構成される。また 3 d Bカプラ 8の他方の出力光は、合成器 6' によって他方の光ファイバ 7' に信号光の進行方向（入力端 61 ' —出力端 62' ) とは逆向きに注入され、他方のラマン増幅器が構成される。

この構成によれば、 1台のフアブリペロー型半導体レーザが故障しても、残りのフアブリペロー型半導体レーザの出力光が均等に 2つの光ファイバ 7, 7 ' に供給されるので、故障による励起光の減少を小さく食い止めることができ、ラマン増幅器の信頼性を向上させることができる。

なお、無偏光励起光源 58, 58' の代わりに、第 1図に示した構成の無偏光光源装置を使用することができ、さらに第 1 1図に示した構成の無偏光光源装置を使用すれば、合計 4台の半導体レーザを用いることも可能である。

実施の形態 12.

第 1 7図は、この発明の実施の形態 1 2であるラマン増幅器の構成を示す概念図である。なお、第 1 7図では、第 15図で示した構成と同一ないしは同等である構成には、同一の符号が付されている。実施の形態 12によるラマン増幅器では、実施の形態 10 (第 15図）で示したラマン増幅器の変形例が示されている。第 1 7図において、無偏光励起光源 59, 59' は、実施の形態 10 (第 15 図）で示した無偏光励起光源 57と同様構成である。すなわち、無偏光励起光源 59は、フアブリペロー型半導体レーザ 1 1, 13と反射体 1 2， 14と偏波保持ファイバ 31とを備えている。無偏光励起光源 59' は、同様に、フアブリべロー型半導体レーザ 15, 17と反射体 16， 18と偏波保持ファイバ 31 ' とを備えている。但し、無偏光励起光源 59， 59' の出力光は、互いに中心波長が異なる。これに対し、波長合成器 9が設けられている。

無偏光励起光源 59, 59' の出力光は、波長合成器 9にて波長合成され、合成器 6によって光ファイバ 7に信号光の進行方向とは逆向きに注入され、一つのラマン増幅器が構成される。

この構成によれば、 4種の波長の異なる励起光を用いることができるので、広い信号波長に対して利得を平坦化することや、半導体レーザの数に応じた強い励起光で高利得のラマン増幅特性を得ることができるようになる。

ここで、以上に示した各実施の形態では、ラマン増幅器の励起光は光ファイバ中を信号光と反対方向に伝搬させる後方励起の場合を説明したが、励起光を信号光と同一方向に伝搬させる前方励起の場合でも、本発明による無偏光化励起光を用いることによって、ラマン利得の信号光偏波依存性を低減できることは明らかである。

また、励起光源を構成するレーザその他の光部品同士を光ファイバで接続する場合を示したが、必ずしも光ファイバで接続されていることは必須ではなく、途中空間を光信号が伝搬する部分があっても同様の効果が得られることは明らかである。

以上説明したように、つぎの発明によれば、レーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。つぎのレーザ光源の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバィスにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波数を Δ ω とした場合に、（2 π / Δ ω ) の近傍を避けた偏波分散量が与えられる。これによつて、 2つの偏波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出力光の無偏光化が図れる。

つぎの発明によれば、レーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。レーザ光源の出力光は、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバイスにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' = ω - ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 A ( ω ' ) に対して、

で表される偏光度（D O P )が 0 . 5以下となるような偏波分散量てが与えられる。これによつて、 2つの偏波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出力光の無偏光化が図れる。

つぎの発明によれば、上記の発明において、レーザ光源には、フアブリペロー型半導体レーザを使用することができる。

つぎの発明によれば、上記の発明において、フアブリペロー型半導体レーザと偏波分散デバィスとの間に設けられる反射体は、ファブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する。これによつて、反射体の安定した反射波長にフアブリペロー型半導体レーザの発振波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができる。

つぎの発明によれば、上記の発明において、偏波分散デバイスに代え.て偏波保持光ファイバを用いることができる。

つぎの発明によれば、 2台のレーザ光源からは、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光が出力される。この 2台のレーザ光源の出力光は、それぞれ、その偏波軸が偏波分散デバイスの偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように偏波分散デバイスと結合され、偏波分散デバィスにおいて、レーザ光源の出力光におけるモード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' = ω— ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 A ( ω ' ) に対して、 cos(n · Δω ·て:

DOP = ( 8 )

で表される偏光度（D O Ρ )が 0 . 5以下となるような偏波分散量 τ が与えられる。これによつて、 2台のレーザ光源それぞれの出力光において、 2つの偏波モード間の光路差がコヒーレント長より短い場合でも、出力光の無偏光化が図れる。つぎの発明によれば、上記の発明において、 2台のレーザ光 ¾®には、それぞれ

Δ

フアブリペロー型半導体レーザを使用する ωことができる。

つぎの発明によれば、上記の発明において、 2台のフアブリペロー型半導体レ一ザと偏波分散デバイスとの間にそれぞれ設けられる 2台の反射体は、それぞれフアブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する。これによつて、反射体の安定した反射波長にフアブリペロー型半導体レーザの発振波長が温度その他の駆動条件で変動する影響を小さく抑えることができる。

つぎの発明によれば、上記の発明において、偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバを用いることができる。

つぎの発明によれば、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置が信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生するのに用いられる。この励起光は、注入手段によってラマン増幅媒質である光ファイバに注入される。その結果、ラマン増幅の利得の偏波依存性が低減されるので、偏波無依存型のラマン増幅器が得られる。

つぎの発明によれば、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置からなる第 1 および第 2の無偏光光源装置が、それぞれ信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生するのに用いられる。第 1無偏光光源装置の出力光は、第 1注入手段によってラマン増幅媒質である第 1光ファイバに注入され、第 2無偏光光源装置の出力光は、第 2注入手段によってラマン増幅媒質である第 2光ファイバに注入される。その結果、 2つのラマン増幅器が構成されるが、一方が無偏光光源装置が故障しても他方無偏光光源装置から双方のラマン増幅器に励起光を均等に供給できるので、故障による励起光の減少を小さく食い止めることができ、ラマン増幅器の信頼性を向上させることができる。

つぎの発明によれば、上記発明のいずれか一つの無偏光光源装置の複数台が、信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発生するのに用いられる。複数台の無偏光光源装置の互いに中心波長が異なる出力光力波長合成注入手段にて波長合成され、ラマン増幅媒質である光ファイバに注入される。その結果、波長の異なる励起光を使用するので、広い信号波長に対して利得を平坦化したり、高利得のラマン増幅特性を得ることができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる無偏光光源装置およびラマン増幅器は、ラマン增幅効果を用いた光通信システムに有用であり、特に、光ファイバでのラマン増幅利得の偏波依存性を低減するための装置に適している。

Claims

請求の範囲

1 . ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、

偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数を Δ ω とした場合に、（2 π / Δ ω ) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波分散デバィスと、

を備えたことを特徴とする無偏光光源装置。

2 . 前記レーザ光源は、

フアブリペロー型半導体レーザである、

ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無偏光光源装置。

3 . 前記フアブリペロー型半導体レーザと前記偏波分散デバイスとの間に、前記フアブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する反射体が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の無偏光光源装置。

4 . 前記偏波分散デバィスに代えて偏波保持光ファイバが用いられることを特徵とする請求の範囲第 3項に記載の無偏光光源装置。

5 . ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、

偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 c cを基準とした角周波数 ωの相対角周波数 ω ' = ω一 ω cに対するスペクトル形状を表す関数 A ( ω ' ) に対して, Α^η . Δω)² cos (n . Δω て

DOP ( 8 )

で表される偏光度（D O P )が∑ 0 . 5以下となるような偏波分散量 _τ を与える偏波分散デバイスと、

を備えたこと特徴とする無偏光光源装置。

6 . 前記レーザ光源は、

フアブリペロー型半導体レーザである、

ことを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の無偏光光源装置。

7 . 前記フアブリペロー型半導体レーザと前記偏波分散デバイスとの間に、前記フアブリペロー型半導体レーザの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する反射体が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の無偏光光源装置。

8 . 前記偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いられることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の無偏光光源装置。

9 . ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力する 2台のレーザ光源と、

前記 2台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波合成手段と、

偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記偏波合成手段と結合され、前記 2台のレーザ光源のいずれの出力光に対しても、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω' =ω— ω cに対するスペクトル形状を表す関数 Α (ω' ) に対して、

DOP

で表される偏光度（DOP)が 0. 5以下となるような偏波分散量 τ を与える偏波分散デバイスと、

を備えたこと特徴とする無偏光光源装置。

1 0. 前記 2台のレーザ光源は、

それぞれフアブリぺロ一型半導体レーザである、

ことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の無偏光光源装置。

1 1. 前記 2台のフアブリペロー型半導体レーザと前記偏波分散デバイスとの間に、前記 2台のフアブリペロー型半導体レーザそれぞれの出力光の一部を選択的に反射して外部共振器を構成する 2台の反射体が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の無偏光光源装置。

1 2. 前記偏波分散デバイスに代えて偏波保持光ファイバが用いられることを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の無偏光光源装置。

1 3. 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 45度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数を Δ ω とした場合に、（2 πΖΔω) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波分散デバイスと、を備え、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する無偏光光源装置と、

前記光ファイバに前記励起光を注入する注入手段と、

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。

1 4 . 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的

Δ

に 4 5度の角度を持つように前記レーザ光 ω源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' = ω - ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 Α ( ω ' ) に対して、

2 ΏΑ(η .

cosin · Δω ·て) n

DOP = n-l ( 8 )

で表される偏光度（D O P )が 0 . 5以下となるような偏波分散量てを与える偏波分散デバイスと、を備え、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する無偏光光源装置と、

前記光フアイバに前記励起光を注入する注入手段と、

を備えたことを特 ί敫とするラマン増幅器。

1 5 . 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力する 2台のレーザ光源と、前記 2台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波合成手段と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記偏波合成手段と結合され、前記 2台のレーザ光源のいずれの出力光に対しても、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 co cを基準とした角周波数 ωの相対角周波数 ω' =ω-ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 Α (ω' ) に対して、

で表される偏光度（DO Ρ)が 0. 5以下となるような偏波分散量 τ を与える偏波分散デバイスと、を備え、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する無偏光光源装置と、

前記光フアイバに前記励起光を注入する注入手段と、

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。

16. 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である第 1および第 2の光ファイバと、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 45度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数を Δω とした場合に、（2 πΖΔω) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波分散デバイスと、を備え、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する第 1および第 2の無偏光光源装置と、

前記第 1および第 2の無偏光光源装置の出力光を結合し、 2分岐出力する結合分岐手段と、

前記結合分岐手段の一方の出力光を前記第 1光ファイバに注入する第 1注入手段、および前記結合分岐手段の他方の出力光を前記第 2光ファイバに注入する第 2注入手段と、

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。

1 7 . 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である第 1および第 2の光ファイバと、ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 c cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω ' = ω— ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 Α ( ω ' ) に対して、 co Δs、n · Δω ·τ

ω

DOP = 1

( 8 ) n-l で表される偏光度（D O P )が 0 . 5以下となるような偏波分散量てを与える偏波分散デバイスと、を備え、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発生する第 1および第 2の無偏光光源装置と、

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。

1 8 . 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である第 1および第 2の光：

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力する 2台のレーザ光源と、前記 2台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波合成手段と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 4 5度の角度を持つように前記偏波合成手段と結合され、前記 2台のレーザ光源のいずれの出力光に対しても、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 ω cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω' =ω-ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 Α (ω' ) に対して、

1 + A(n · Δω)² cos(n · Δω ·て:

DOP = (8) n.l で表される偏光度（D〇P)が 0. 5以下となるような偏波分散量 τ を与える偏波分散デバイスと、を備え、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を発

Δ

生する第 1および第 2の無偏光光源装置と ω、

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。

1 9. 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 45度の角度を持つように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数を Δ ω とした場合に、（2 π/Δ ω) の近傍を避けた偏波分散量を与える偏波分散デバイスと、を備えた無偏光光源装置であって、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発生する複数の無偏光光源装置と、

前記複数の無偏光光源装置の出力光を波長合成して前記光ファイバに注入する波長合成注入手段と、

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。

20. 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光ファイバと、

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力するレーザ光源と、偏波軸が前記レーザ光源の出力光偏波軸と実質的に 45度の角度を持つ1∑ように前記レーザ光源と結合され、前記レーザ光源の出力光に対し、モード間隔角周波数 Δω、中心周角周波数 c cを基準とした角周波数 ωの相対角周波数 ω' =ω—p r Δ ω cに対するスペクトル形状を表す関数 Α (ω ω

' ) に対して、

Δ

ω

1+ COS (n · Δωて

DOP = (8)

で表される偏光度（DOP)が 0. 5以下となるような偏波分散量てを与える偏波分散デバイスと、を備えた無偏光光源装置であって、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発生する複数の無偏光光源装置と、

を備えたことを特^とするラマン増幅器。

2 1. 信号光が伝搬するラマン増幅媒質である光：

ほぼ等しい角周波数の間隔に並ぶ複数のモード成分を有する実質的に直線偏波の光を出力する 2台のレーザ光源と、前記 2台のレーザ光源の出力光を偏波合成する偏波合成手段と、偏波軸が前記レーザ光の出力光偏波軸と実質的に 45度の角度を持つように前記偏波合成手段と結合され、前記 2台のレーザ光源のレ、ずれの出力光に対しても、モード間隔角周波数 Δ ω、中心周角周波数 co cを基準とした角周波数 ω の相対角周波数 ω' =ω— ω cに対するスぺクトル形状を表す関数 A (ω' ) に対して、

1 2 ^A(n - Δω)² c。s(n · Δω . τ)]

DOP = n-l (8)

1 で表される偏光度（DOP)が 0.5以下となるような偏波分散量てを与える偏波分散デバイスと、を備えた無偏光光源装置であって、前記信号光にラマン利得を与える波長域の励起光を互いに中心波長を異ならせて発生する複数の無偏光光源

Δ

装置と、 ω

. -I -1 ( ,

を備えたことを特徴とするラマン増幅器。