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JP2002062552A - ラマン増幅器および光通信システム - Google Patents

ラマン増幅器および光通信システム

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Publication number
JP2002062552A
JP2002062552A JP2000248627A JP2000248627A JP2002062552A JP 2002062552 A JP2002062552 A JP 2002062552A JP 2000248627 A JP2000248627 A JP 2000248627A JP 2000248627 A JP2000248627 A JP 2000248627A JP 2002062552 A JP2002062552 A JP 2002062552A
Authority
JP
Japan
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raman amplification
raman
optical fiber
demultiplexer
pumping light
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000248627A
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English (en)
Inventor
Tetsufumi Tsuzaki
哲文 津崎
Mototaka Kadoi
素貴 角井
Shinji Ishikawa
真二 石川
Masashi Onishi
正志 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2000248627A priority Critical patent/JP2002062552A/ja
Priority to US09/929,503 priority patent/US6813065B2/en
Publication of JP2002062552A publication Critical patent/JP2002062552A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラマン増幅の利得スペクトルの幅の拡大等を
低コストで図ることができるラマン増幅器および光通信
システムを提供する。 【解決手段】 ラマン増幅器１０では、励起光源１４か
ら出力されたラマン増幅用励起光は、２分岐されて、第
１の合分波器１２1を経て第１のラマン増幅用光ファイ
バ１１1に供給されるとともに、第２の合分波器１２2を
経て第２のラマン増幅用光ファイバ１１2に供給され
る。入力端１０ａに入力した信号光は、ラマン増幅され
つつ第１のラマン増幅用光ファイバ１１1を伝搬し、第
１の合分波器１２1および光アイソレータ１３を経て、
ラマン増幅されつつ第２のラマン増幅用光ファイバ１１
2を伝搬し、第２の合分波器１２2を経て、出力端１０ｂ
より出力される。２本のラマン増幅用光ファイバ１
１1，１１2それぞれは、光導波領域における組成が互い
に異なり、直列に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号光を用いて通
信を行う光通信システムにおいて信号光が光伝送路を伝
送される際に被る伝送損失をラマン増幅により補償する
ラマン増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】信号光を用いて通信を行う光通信システ
ムにおいて、送信器から送出された信号光は、光伝送路
を伝送される際に伝送損失を被り、受信器に到達すると
きにはパワーが小さくなる。受信器に到達した信号光の
パワーが所定値以下であると、受信エラーに因り正常に
光通信を行えない場合が生じ得る。そこで、送信器と受
信器との間に光増幅器を設けて、この光増幅器により信
号光を光増幅することで、信号光が光伝送路を伝送され
る際に被る伝送損失を補償することが行われている。
【０００３】このような光増幅器には、希土類元素が添
加された増幅用光ファイバを用いた希土類元素添加光フ
ァイバ増幅器（例えばＥｒ元素添加光ファイバ増幅器）
と、ラマン増幅用光ファイバにおけるラマン増幅現象を
利用したラマン増幅器とがある。希土類元素添加光ファ
イバ増幅器と比べると、ラマン増幅器は、ラマン増幅用
励起光の波長を適切に設定することで利得を有する波長
帯域を所望のものにすることが可能である等の特徴を有
している。
【０００４】所定の信号光波長帯域内の多波長の信号光
を多重化して光通信を行う波長多重（ＷＤＭ: Waveleng
th Division Multiplexing）光通信システムでは、ラマ
ン増幅器は、広い波長帯域で信号光をラマン増幅し得る
ことが求められ、或いは、複数の波長帯域それぞれで信
号光をラマン増幅し得ることが求められている。例え
ば、文献「Y. Emori, et al., "100nm bandwidth flat
gain Raman amplifierspumped and gain-equalized by
12-wavelength-channel WDM high power laserdiodes",
OFC'99, PD19 (1999)」に記載されたラマン増幅器は、
Ｎ個（Ｎ≧２）の励起光源それぞれから出力された異な
る波長の光を合波したものをラマン増幅用励起光として
ラマン増幅用光ファイバに供給することで、利得スペク
トルの幅の拡大等を図ることができるものである。この
文献では、励起光源の個数Ｎを１２としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献に記載されたラマン増幅器は、利得スペクトルの幅の
拡大等を図るには多数の励起光源を備えなければならな
いことから、コストが高くなる。また、中継区間毎にラ
マン増幅器を備えるとすれば、その光通信システムは、
中継区間の数と上記Ｎ値とを乗じた個数の励起光源を備
えなければならないことから、やはりコストが高くな
る。
【０００６】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、ラマン増幅の利得スペクトルの幅の拡
大等を低コストで図ることができるラマン増幅器および
光通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るラマン増幅
器は、(1) 光導波領域における組成が互いに異なり、ラ
マン増幅用励起光が供給されることにより信号光をラマ
ン増幅する複数のラマン増幅用光ファイバと、(2) 複数
のラマン増幅用光ファイバそれぞれに対しラマン増幅用
励起光を供給する励起光供給手段とを備えることを特徴
とする。このラマン増幅器によれば、複数のラマン増幅
用光ファイバそれぞれに励起光供給手段によりラマン増
幅用励起光が供給されると、複数のラマン増幅用光ファ
イバそれぞれを伝搬する信号光はラマン増幅される。複
数のラマン増幅用光ファイバそれぞれは、光導波領域に
おける組成が互いに異なるので、ストークスシフト量も
互いに異なる。これにより、複数のラマン増幅用光ファ
イバそれぞれにおけるラマン増幅の利得帯域を互いに異
なるものとすることができる。ラマン増幅器におけるラ
マン増幅の利得帯域は、複数のラマン増幅用光ファイバ
それぞれにおけるラマン増幅の利得帯域を総合したもの
となり、１種類のラマン増幅用光ファイバのみが設けら
れた従来の場合の利得帯域と比較して広くすることがで
きる。
【０００８】また、本発明に係るラマン増幅器は、複数
のラマン増幅用光ファイバが直列に接続されていてもよ
いし、並列に接続されていてもよい。何れの場合にも、
ラマン増幅器におけるラマン増幅の利得帯域は、従来の
場合の利得帯域と比較して広くすることができる。複数
のラマン増幅用光ファイバが並列に接続される場合に
は、信号光は、分波器により複数の波長帯域に分波さ
れ、何れかのラマン増幅用光ファイバにより帯域毎にラ
マン増幅される。複数のラマン増幅用光ファイバが直列
に接続される場合には、並列接続の場合に必要となる合
波器や分波器が不要であるので、より低コストである。
【０００９】また、本発明に係るラマン増幅器は、励起
光供給手段が複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれに
対し同一波長のラマン増幅用励起光を供給することを特
徴とする。この場合には、ラマン増幅器における利得帯
域の幅は、複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれの組
成に応じたものとなる。
【００１０】また、本発明に係るラマン増幅器は、励起
光供給手段が複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれに
対し共通の励起光源から出力されたラマン増幅用励起光
を供給することを特徴とする。この場合には、励起光源
の個数を少なくして、低コスト化を図る上で更に好適で
ある。
【００１１】また、本発明に係るラマン増幅器は、励起
光供給手段が複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれに
対し互いに異なる波長のラマン増幅用励起光を供給する
ことを特徴とする。この場合には、ラマン増幅器におけ
る利得帯域の幅は、複数のラマン増幅用光ファイバそれ
ぞれの組成およびラマン増幅用励起光の波長の双方に応
じたものとなり、更に広くすることも可能である。
【００１２】また、本発明に係るラマン増幅器では、複
数のラマン増幅用光ファイバの何れかは光導波領域にＧ
ｅが添加されていることを特徴とする。また、複数のラ
マン増幅用光ファイバの何れかは光導波領域にＰが添加
されていることを特徴とする。これらの場合には、ラマ
ン増幅用光ファイバにおける利得帯域は、添加されたＧ
ｅまたはＰに応じたものとなり、ラマン増幅器の利得帯
域を設定する上で好適である。
【００１３】本発明に係る光通信システムは、(1) 光導
波領域における組成が互いに異なり、ラマン増幅用励起
光が供給されることにより信号光をラマン増幅する複数
のラマン増幅用光ファイバが敷設されてなる光伝送路
と、(2) 光伝送路に対しラマン増幅用励起光を供給する
励起光供給手段とを備えることを特徴とする。この光通
信システムによれば、複数のラマン増幅用光ファイバが
敷設されてなる光伝送路に励起光供給手段によりラマン
増幅用励起光が供給されると、光伝送路を伝搬する信号
光はラマン増幅される。複数のラマン増幅用光ファイバ
それぞれは、光導波領域における組成が互いに異なるの
で、ストークスシフト量も互いに異なる。これにより、
複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれにおけるラマン
増幅の利得帯域を互いに異なるものとすることができ
る。光通信システムにおけるラマン増幅の利得帯域は、
複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれにおけるラマン
増幅の利得帯域を総合したものとなり、１種類のラマン
増幅用光ファイバのみが設けられた従来の場合の利得帯
域と比較して広くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【００１５】（ラマン増幅器の第１の実施形態）先ず、
本発明に係るラマン増幅器の第１の実施形態について説
明する。図１は、第１の実施形態に係るラマン増幅器１
０の構成図である。このラマン増幅器１０は、入力端１
０ａから出力端１０ｂへ向けて順に、第１のラマン増幅
用光ファイバ１１1、第１の合分波器１２1、光アイソレ
ータ１３、第２のラマン増幅用光ファイバ１１2および
第２の合分波器１２2が設けられている。また、このラ
マン増幅器１０は、第１の合分波器１２1および第２の
合分波器１２2の双方に接続された励起光源１４が設け
られている。
【００１６】励起光源１４はラマン増幅用励起光を出力
する。第１の合分波器１２1は、励起光源１４から出力
されたラマン増幅用励起光を第１のラマン増幅用光ファ
イバ１１1に供給するとともに、第１のラマン増幅用光
ファイバ１１1より到達した信号光を光アイソレータ１
３へ向けて通過させる。第２の合分波器１２2は、励起
光源１４から出力されたラマン増幅用励起光を第２のラ
マン増幅用光ファイバ１１2に供給するとともに、第２
のラマン増幅用光ファイバ１１2より到達した信号光を
出力端１０ｂへ向けて通過させる。
【００１７】第１のラマン増幅用光ファイバ１１1は、
入力端１０ａより入力した信号光を第１の合分波器１２
1へ向けて伝送するとともに、第１の合分波器１２1より
ラマン増幅用励起光が供給されることにより該信号光を
ラマン増幅する。光アイソレータ１３は、第１の合分波
器１２1から第２のラマン増幅用光ファイバ１１2の方向
へは光を通過させるが、逆の方向には光を通過させな
い。第２のラマン増幅用光ファイバ１１2は、光アイソ
レータ１３より入力した信号光を第２の合分波器１２2
へ向けて伝送するとともに、第２の合分波器１２2より
ラマン増幅用励起光が供給されることにより該信号光を
ラマン増幅する。
【００１８】このラマン増幅器１０では、励起光源１４
から出力されたラマン増幅用励起光は、２分岐されて、
第１の合分波器１２1を経て第１のラマン増幅用光ファ
イバ１１1に供給されるとともに、第２の合分波器１２2
を経て第２のラマン増幅用光ファイバ１１2に供給され
る。そして、入力端１０ａに入力した信号光は、ラマン
増幅されつつ第１のラマン増幅用光ファイバ１１1を伝
搬し、第１の合分波器１２1および光アイソレータ１３
を経て、ラマン増幅されつつ第２のラマン増幅用光ファ
イバ１１2を伝搬し、第２の合分波器１２2を経て、出力
端１０ｂより出力される。
【００１９】特に、このラマン増幅器１０では、２本の
ラマン増幅用光ファイバ１１1，１１2それぞれは、光導
波領域における組成が互いに異なり、直列に接続されて
いる。また、２本のラマン増幅用光ファイバ１１1，１
１2それぞれには、共通の励起光源１４から出力された
同一波長のラマン増幅用励起光が供給される。ラマン増
幅用光ファイバ１１1，１１2それぞれは、コア領域を含
む光導波領域における組成が互いに異なることにより、
ストークスシフト量が互いに異なり、ラマン増幅の利得
帯域が互いに異なるものとなる。
【００２０】図２は、光ファイバの各組成についてスト
ークスシフト量とラマン散乱量との関係を示すグラフで
ある。この図に示すように、光ファイバにおいてラマン
散乱量がピークとなるストークスシフト量は光ファイバ
の組成により異なる。例えば、ＧｅＯ2のラマン散乱量
はストークスシフト量が４２０ｃｍ-1程度のときにピー
クとなり、Ｐ2Ｏ5のラマン散乱量はストークスシフト量
が６３５ｃｍ-1程度のときにピークとなり、Ｂ2Ｏ3のラ
マン散乱量はストークスシフト量が８２５ｃｍ -1程度の
ときにピークとなる。ＧｅＯ2およびＰ2Ｏ5それぞれの
ラマン散乱量がピークとなるストークスシフト量は、波
長による表記では互いに１００ｎｍ程度異なっている。
【００２１】図３は、ラマン増幅用励起光の波長とラマ
ン増幅の利得スペクトルとの関係を示すグラフである。
図３（ａ）に示すように、第１のラマン増幅用光ファイ
バ１１1は、ストークスシフト量がａであれば、ラマン
増幅用励起光の波長λよりストークスシフト量ａだけ長
い波長を中心に利得スペクトルを有する。また、図３
（ｂ）に示すように、第２のラマン増幅用光ファイバ１
１2は、ストークスシフト量がｂであれば、ラマン増幅
用励起光の波長λよりストークスシフト量ｂだけ長い波
長を中心に利得スペクトルを有する。このとき、図３
（ｃ）に示すように、共通の励起光源１４から出力され
た同一波長λのラマン増幅用励起光がラマン増幅用光フ
ァイバ１１1，１１2に供給されると、ラマン増幅用光フ
ァイバ１１1，１１2それぞれにおけるラマン増幅の利得
帯域が互いに異なるものとなる。
【００２２】例えば、第１のラマン増幅用光ファイバ１
１1は光導波領域にＧｅＯ2が添加された石英系光ファイ
バであり、第２のラマン増幅用光ファイバ１１2は光導
波領域にＰ2Ｏ5が添加された石英系光ファイバである。
このようにすることで、共通の励起光源１４から出力さ
れた同一波長のラマン増幅用励起光が供給されたとして
も、ラマン増幅用光ファイバ１１1，１１2それぞれにお
けるラマン増幅の利得帯域が互いに異なるものとなる。
そして、ラマン増幅器１０におけるラマン増幅の利得帯
域は、ラマン増幅用光ファイバ１１1，１１2それぞれに
おけるラマン増幅の利得帯域を総合したものとなり、１
種類のラマン増幅用光ファイバのみが設けられた従来の
場合の利得帯域と比較して広くすることができる。以上
のように、本実施形態に係るラマン増幅器１０は、１個
の励起光源を用いるだけでラマン増幅の利得スペクトル
の幅の拡大等を図ることができ、低コストである。
【００２３】（ラマン増幅器の第２の実施形態）次に、
本発明に係るラマン増幅器の第２の実施形態について説
明する。図４は、第２の実施形態に係るラマン増幅器２
０の構成図である。このラマン増幅器２０は、入力端２
０ａから出力端２０ｂへ向けて順に、第１のラマン増幅
用光ファイバ２１1、第２のラマン増幅用光ファイバ２
１2および合分波器２２が設けられている。また、この
ラマン増幅器２０は、合分波器２２に接続された励起光
源２４が設けられている。
【００２４】励起光源２４はラマン増幅用励起光を出力
する。合分波器２２は、励起光源２４から出力されたラ
マン増幅用励起光を第１のラマン増幅用光ファイバ２１
1および第２のラマン増幅用光ファイバ２１2の双方に供
給するとともに、第２のラマン増幅用光ファイバ２１2
より到達した信号光を出力端２０ｂへ向けて通過させ
る。
【００２５】第１のラマン増幅用光ファイバ２１1は、
入力端２０ａより入力した信号光を第２のラマン増幅用
光ファイバ２１2へ向けて伝送するとともに、合分波器
２２よりラマン増幅用励起光が供給されることにより該
信号光をラマン増幅する。第２のラマン増幅用光ファイ
バ２１2は、第１のラマン増幅用光ファイバ２１1より入
力した信号光を合分波器２２へ向けて伝送するととも
に、合分波器２２よりラマン増幅用励起光が供給される
ことにより該信号光をラマン増幅する。
【００２６】このラマン増幅器２０では、励起光源２４
から出力されたラマン増幅用励起光は、合分波器２２を
経て第１のラマン増幅用光ファイバ２１1および第２の
ラマン増幅用光ファイバ２１2の双方に供給される。そ
して、入力端２０ａに入力した信号光は、ラマン増幅さ
れつつ第１のラマン増幅用光ファイバ２１1および第２
のラマン増幅用光ファイバ２１2を伝搬し、合分波器２
２を経て、出力端２０ｂより出力される。
【００２７】特に、このラマン増幅器２０でも、２本の
ラマン増幅用光ファイバ２１1，２１2それぞれは、光導
波領域における組成が互いに異なり、直列に接続されて
いる。また、２本のラマン増幅用光ファイバ２１1，２
１2それぞれには、共通の励起光源２４から出力された
同一波長のラマン増幅用励起光が供給される。ラマン増
幅用光ファイバ２１1，２１2それぞれは、コア領域を含
む光導波領域における組成が互いに異なることにより、
ストークスシフト量が互いに異なり、ラマン増幅の利得
帯域が互いに異なるものとなる。
【００２８】例えば、第１のラマン増幅用光ファイバ２
１1は光導波領域にＧｅＯ2が添加された石英系光ファイ
バであり、第２のラマン増幅用光ファイバ２１2は光導
波領域にＰ2Ｏ5が添加された石英系光ファイバである。
このようにすることで、共通の励起光源２４から出力さ
れた同一波長のラマン増幅用励起光が供給されたとして
も、ラマン増幅用光ファイバ２１1，２１2それぞれにお
けるラマン増幅の利得帯域が互いに異なるものとなる。
そして、ラマン増幅器２０におけるラマン増幅の利得帯
域は、ラマン増幅用光ファイバ２１1，２１2それぞれに
おけるラマン増幅の利得帯域を総合したものとなり、１
種類のラマン増幅用光ファイバのみが設けられた従来の
場合の利得帯域と比較して広くすることができる。以上
のように、本実施形態に係るラマン増幅器２０も、１個
の励起光源を用いるだけでラマン増幅の利得スペクトル
の幅の拡大等を図ることができ、低コストである。
【００２９】（ラマン増幅器の第３の実施形態）次に、
本発明に係るラマン増幅器の第３の実施形態について説
明する。図５は、第３の実施形態に係るラマン増幅器３
０の構成図である。このラマン増幅器３０は、入力端３
０ａから出力端３０ｂへ向けて順に、第１のラマン増幅
用光ファイバ３１1、第１の合分波器３２1、光アイソレ
ータ３３、第２のラマン増幅用光ファイバ３１2および
第２の合分波器３２2が設けられている。また、このラ
マン増幅器３０は、第１の合分波器３２1に接続された
第１の励起光源３４1、および、第２の合分波器３２2に
接続された第２の励起光源３４2が設けられている。
【００３０】第１の励起光源３４1および第２の励起光
源３４2それぞれはラマン増幅用励起光を出力する。第
１の合分波器３２1は、第１の励起光源３４1から出力さ
れたラマン増幅用励起光を第１のラマン増幅用光ファイ
バ３１1に供給するとともに、第１のラマン増幅用光フ
ァイバ３１1より到達した信号光を光アイソレータ３３
へ向けて通過させる。第２の合分波器３２2は、第２の
励起光源３４2から出力されたラマン増幅用励起光を第
２のラマン増幅用光ファイバ３１2に供給するととも
に、第２のラマン増幅用光ファイバ３１2より到達した
信号光を出力端３０ｂへ向けて通過させる。
【００３１】第１のラマン増幅用光ファイバ３１1は、
入力端３０ａより入力した信号光を第３の合分波器３２
1へ向けて伝送するとともに、第１の合分波器３２1より
ラマン増幅用励起光が供給されることにより該信号光を
ラマン増幅する。光アイソレータ３３は、第１の合分波
器３２1から第２のラマン増幅用光ファイバ３１2の方向
へは光を通過させるが、逆の方向には光を通過させな
い。第２のラマン増幅用光ファイバ３１2は、光アイソ
レータ３３より入力した信号光を第２の合分波器３２2
へ向けて伝送するとともに、第２の合分波器３２2より
ラマン増幅用励起光が供給されることにより該信号光を
ラマン増幅する。
【００３２】このラマン増幅器３０では、第１の励起光
源３４1から出力されたラマン増幅用励起光は、第１の
合分波器３２1を経て第１のラマン増幅用光ファイバ３
１1に供給され、第２の励起光源３４2から出力されたラ
マン増幅用励起光は、第２の合分波器３２2を経て第２
のラマン増幅用光ファイバ３１2に供給される。そし
て、入力端３０ａに入力した信号光は、ラマン増幅され
つつ第１のラマン増幅用光ファイバ３１1を伝搬し、第
１の合分波器３２1および光アイソレータ３３を経て、
ラマン増幅されつつ第２のラマン増幅用光ファイバ３１
2を伝搬し、第２の合分波器３２2を経て、出力端３０ｂ
より出力される。
【００３３】特に、このラマン増幅器３０では、２本の
ラマン増幅用光ファイバ３１1，３１2それぞれは、光導
波領域における組成が互いに異なり、直列に接続されて
いる。ラマン増幅用光ファイバ３１1，３１2それぞれ
は、コア領域を含む光導波領域における組成が互いに異
なることにより、ストークスシフト量が互いに異なる。
例えば、第１のラマン増幅用光ファイバ３１1は光導波
領域にＧｅＯ2が添加された石英系光ファイバであり、
第２のラマン増幅用光ファイバ３１2は光導波領域にＰ2
Ｏ5が添加された石英系光ファイバである。
【００３４】第１の励起光源３４1から出力され第１の
ラマン増幅用光ファイバ３１1に供給されるラマン増幅
用励起光の波長λ1と、第２の励起光源３４2から出力さ
れ第２のラマン増幅用光ファイバ３１2に供給されるラ
マン増幅用励起光の波長λ2とは、同一であってもよい
し、異なっていてもよい。
【００３５】波長λ1と波長λ2とが互いに同一であれ
は、第１または第２の実施形態の場合と同様に、ラマン
増幅用光ファイバ３１1，３１2それぞれにおけるラマン
増幅の利得帯域が互いに異なるものとなる。一方、波長
λ1と波長λ2とが互いに異なれば、ラマン増幅用光ファ
イバ３１1，３１2それぞれにおけるラマン増幅の利得帯
域が互いに更に離れたものとすることもできるし、ま
た、ラマン増幅用光ファイバ３１1，３１2それぞれにお
けるラマン増幅の利得帯域が互いに一部が重なるように
することもできる（図３（ｄ）参照）。何れの場合も、
ラマン増幅器３０におけるラマン増幅の利得帯域は、ラ
マン増幅用光ファイバ３１1，３１2それぞれにおけるラ
マン増幅の利得帯域を総合したものとなり、１種類のラ
マン増幅用光ファイバのみが設けられた従来の場合の利
得帯域と比較して広くすることができる。以上のよう
に、本実施形態に係るラマン増幅器３０は、２個の励起
光源を用いるだけでラマン増幅の利得スペクトルの幅の
拡大等を図ることができ、低コストである。
【００３６】（ラマン増幅器の第４の実施形態）次に、
本発明に係るラマン増幅器の第４の実施形態について説
明する。図６は、第４の実施形態に係るラマン増幅器４
０の構成図である。このラマン増幅器４０は、第１のラ
マン増幅用光ファイバ４１1と第２のラマン増幅用光フ
ァイバ４１2とが並列に接続されて設けられており、こ
れらと入力端４０ａとの間に分波器４５が設けられ、こ
れらと出力端４０ｂとの間に合分波器４２1，４２2およ
び合波器４６が設けられている。また、このラマン増幅
器４０は、第１の合分波器４２1および第２の合分波器
４２2の双方に接続された励起光源４４が設けられてい
る。
【００３７】励起光源４４はラマン増幅用励起光を出力
する。第１の合分波器４２1は、励起光源４４から出力
されたラマン増幅用励起光を第１のラマン増幅用光ファ
イバ４１1に供給するとともに、第１のラマン増幅用光
ファイバ４１1より到達した信号光を合波器４６へ向け
て通過させる。第２の合分波器４２2は、励起光源４４
から出力されたラマン増幅用励起光を第２のラマン増幅
用光ファイバ４１2に供給するとともに、第２のラマン
増幅用光ファイバ４１2より到達した信号光を合波器４
６へ向けて通過させる。
【００３８】分波器４５は、入力端１０ａより入力した
信号光を第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分波し
て、第１の波長帯域の信号光を第１のラマン増幅用光フ
ァイバ４１1へ出力し、第２の波長帯域の信号光を第２
のラマン増幅用光ファイバ４１2へ出力する。第１のラ
マン増幅用光ファイバ４１1は、分波器４５より到達し
た第１の波長帯域の信号光を第１の合分波器４２1へ向
けて伝送するとともに、第１の合分波器４２1よりラマ
ン増幅用励起光が供給されることにより該信号光をラマ
ン増幅する。第２のラマン増幅用光ファイバ４１2は、
分波器４５より到達した第２の波長帯域の信号光を第２
の合分波器４２2へ向けて伝送するとともに、第２の合
分波器４２2よりラマン増幅用励起光が供給されること
により該信号光をラマン増幅する。合波器４６は、第１
の合分波器４２1より到達した第１の波長帯域の信号光
と、第２の合分波器４２2より到達した第２の波長帯域
の信号光とを合波して、この合波した信号光を出力端４
０ｂへ向けて出力する。
【００３９】このラマン増幅器４０では、励起光源４４
から出力されたラマン増幅用励起光は、２分岐されて、
第１の合分波器４２1を経て第１のラマン増幅用光ファ
イバ４１1に供給されるとともに、第２の合分波器４２2
を経て第２のラマン増幅用光ファイバ４１2に供給され
る。そして、入力端４０ａに入力した信号光は、分波器
４５により第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分波さ
れる。第１の波長帯域の信号光は、ラマン増幅されつつ
第１のラマン増幅用光ファイバ４１1を伝搬し、第１の
合分波器４２1を経て合波器４６に向かう。第２の波長
帯域の信号光は、ラマン増幅されつつ第２のラマン増幅
用光ファイバ４１2を伝搬し、第２の合分波器４２2を経
て合波器４６に向かう。第１および第２の波長帯域の信
号光は、合波器４６により合波されて、出力端４０ｂよ
り出力される。
【００４０】特に、このラマン増幅器４０では、２本の
ラマン増幅用光ファイバ４１1，４１2それぞれは、光導
波領域における組成が互いに異なり、並列に接続されて
いる。また、２本のラマン増幅用光ファイバ４１1，４
１2それぞれには、共通の励起光源４４から出力された
同一波長のラマン増幅用励起光が供給される。ラマン増
幅用光ファイバ４１1，４１2それぞれは、コア領域を含
む光導波領域における組成が互いに異なることにより、
ストークスシフト量が互いに異なり、ラマン増幅の利得
帯域が互いに異なるものとなる。
【００４１】例えば、第１のラマン増幅用光ファイバ４
１1は光導波領域にＧｅＯ2が添加された石英系光ファイ
バであり、第２のラマン増幅用光ファイバ４１2は光導
波領域にＰ2Ｏ5が添加された石英系光ファイバである。
このようにすることで、共通の励起光源４４から出力さ
れた同一波長のラマン増幅用励起光が供給されたとして
も、ラマン増幅用光ファイバ４１1，４１2それぞれにお
けるラマン増幅の利得帯域が互いに異なるものとなる。
そして、ラマン増幅器４０におけるラマン増幅の利得帯
域は、ラマン増幅用光ファイバ４１1，４１2それぞれに
おけるラマン増幅の利得帯域を総合したものとなり、１
種類のラマン増幅用光ファイバのみが設けられた従来の
場合の利得帯域と比較して広くすることができる。以上
のように、本実施形態に係るラマン増幅器４０は、１個
の励起光源を用いるだけでラマン増幅の利得スペクトル
の幅の拡大等を図ることができ、低コストである。
【００４２】なお、本実施形態では２本のラマン増幅用
光ファイバ４１1，４１2それぞれに同一波長のラマン増
幅用励起光が供給されるものとしたが、異なる波長のラ
マン増幅用励起光が供給されてもよい。
【００４３】（光通信システムの実施形態）次に、本発
明に係る光通信システムの実施形態について説明する。
図７は、本実施形態に係る光通信システム１の構成図で
ある。この光通信システム１は、送信局６１と中継局６
２との間、中継局６２と中継局６３との間、および、中
継局６３と受信局６４との間、それぞれが光伝送路で接
続されたものである。
【００４４】送信局６１と中継局６２との間の光伝送路
は、ラマン増幅用光ファイバ５１1が敷設されたもので
ある。中継局６２と中継局６３との間の光伝送路は、ラ
マン増幅用光ファイバ５１2および５１3が敷設されたも
のである。中継局６２内には、ラマン増幅用励起光を出
力する励起光源５４1と、この励起光源５４1から出力さ
れたラマン増幅用励起光をラマン増幅用光ファイバ５１
1に導入する為の合分波器５２1とが設けられている。中
継局６３内には、ラマン増幅用励起光を出力する励起光
源５４2と、この励起光源５４2から出力されたラマン増
幅用励起光をラマン増幅用光ファイバ５１2および５１3
に導入する為の合分波器５２2とが設けられている。す
なわち、ラマン増幅用光ファイバ５１1、励起光源５４1
および合分波器５２1はラマン増幅器を構成している。
また、ラマン増幅用光ファイバ５１2および５１3、励起
光源５４1ならびに合分波器５２1もラマン増幅器を構成
している。
【００４５】この光通信システム１では、中継局６２内
の励起光源５４1から出力されたラマン増幅用励起光
は、合分波器５２1を経てラマン増幅用光ファイバ５１1
に供給される。中継局６３内の励起光源５４2から出力
されたラマン増幅用励起光は、合分波器５２2を経てラ
マン増幅用光ファイバ５１2および５１3に供給される。
そして、送信局６１から送出された信号光は、中継局６
１へ向けてラマン増幅されつつラマン増幅用光ファイバ
５１1を伝搬し、中継局６２へ向けてラマン増幅されつ
つラマン増幅用光ファイバ５１2および５１3を伝搬し、
さらに、受信局６４へ向けて光伝送路を伝搬して、受信
局６４において受信される。
【００４６】特に、この光通信システム１では、３本の
ラマン増幅用光ファイバ５１1〜５１3それぞれは、光導
波領域における組成が互いに異なり、直列に接続されて
いる。また、これらのうち２本のラマン増幅用光ファイ
バ５１2，５１3それぞれには、共通の励起光源５４2か
ら出力された同一波長のラマン増幅用励起光が供給され
る。ラマン増幅用光ファイバ５１1〜５１3それぞれは、
コア領域を含む光導波領域における組成が互いに異なる
ことにより、ストークスシフト量が互いに異なり、ラマ
ン増幅の利得帯域が互いに異なるものとなる。
【００４７】例えば、ラマン増幅用光ファイバ５１1〜
５１3のうち、何れかは光導波領域にＧｅＯ2が添加され
た石英系光ファイバであり、他の何れかは光導波領域に
Ｐ2Ｏ 5が添加された石英系光ファイバである。このよう
にすることで、ラマン増幅用光ファイバ５１1〜５１3そ
れぞれにおけるラマン増幅の利得帯域が互いに異なるも
のとなる。そして、光通信システム１におけるラマン増
幅の利得帯域は、ラマン増幅用光ファイバ５１1〜５１3
それぞれにおけるラマン増幅の利得帯域を総合したもの
となり、１種類のラマン増幅用光ファイバのみが設けら
れた従来の場合の利得帯域と比較して広くすることがで
きる。以上のように、本実施形態に係る光通信システム
１は、３個の励起光源を用いるだけでラマン増幅の利得
スペクトルの幅の拡大等を図ることができ、低コストで
ある。
【００４８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係るラマン増幅器によれば、複数のラマン増幅用光ファ
イバそれぞれに励起光供給手段によりラマン増幅用励起
光が供給されると、複数のラマン増幅用光ファイバそれ
ぞれを伝搬する信号光はラマン増幅される。複数のラマ
ン増幅用光ファイバそれぞれは、光導波領域における組
成が互いに異なるので、ストークスシフト量も互いに異
なる。これにより、複数のラマン増幅用光ファイバそれ
ぞれにおけるラマン増幅の利得帯域を互いに異なるもの
とすることができる。ラマン増幅器におけるラマン増幅
の利得帯域は、複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれ
におけるラマン増幅の利得帯域を総合したものとなり、
１種類のラマン増幅用光ファイバのみが設けられた従来
の場合の利得帯域と比較して広くすることができる。し
たがって、このラマン増幅器は、少ない個数の励起光源
を用いるだけでラマン増幅の利得スペクトルの幅の拡大
等を図ることができ、低コストである。
【００４９】また、複数のラマン増幅用光ファイバが並
列に接続される場合には、信号光は、分波器により複数
の波長帯域に分波され、何れかのラマン増幅用光ファイ
バにより帯域毎にラマン増幅される点で好適である。複
数のラマン増幅用光ファイバが直列に接続される場合に
は、並列接続の場合に必要となる合波器や分波器が不要
であるので、より低コストである点で好適である。
【００５０】また、励起光供給手段が複数のラマン増幅
用光ファイバそれぞれに対し同一波長のラマン増幅用励
起光を供給する場合には、ラマン増幅器における利得帯
域の幅は、複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれの組
成に応じたものとなる。また、励起光供給手段が複数の
ラマン増幅用光ファイバそれぞれに対し共通の励起光源
から出力されたラマン増幅用励起光を供給する場合に
は、励起光源の個数を少なくして、低コスト化を図る上
で更に好適である。また、励起光供給手段が複数のラマ
ン増幅用光ファイバそれぞれに対し互いに異なる波長の
ラマン増幅用励起光を供給する場合には、ラマン増幅器
における利得帯域の幅は、複数のラマン増幅用光ファイ
バそれぞれの組成およびラマン増幅用励起光の波長の双
方に応じたものとなり、更に広くすることも可能であ
る。
【００５１】また、複数のラマン増幅用光ファイバの何
れかは、光導波領域にＧｅが添加されているのが好適で
あり、或いは、光導波領域にＰが添加されているのが好
適である。これらの場合には、ラマン増幅用光ファイバ
における利得帯域は、添加されたＧｅまたはＰに応じた
ものとなり、ラマン増幅器の利得帯域を設定する上で好
適である。
【００５２】本発明に係る光通信システムによれば、複
数のラマン増幅用光ファイバが敷設されてなる光伝送路
に励起光供給手段によりラマン増幅用励起光が供給され
ると、光伝送路を伝搬する信号光はラマン増幅される。
複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれは、光導波領域
における組成が互いに異なるので、ストークスシフト量
も互いに異なる。これにより、複数のラマン増幅用光フ
ァイバそれぞれにおけるラマン増幅の利得帯域を互いに
異なるものとすることができる。光通信システムにおけ
るラマン増幅の利得帯域は、複数のラマン増幅用光ファ
イバそれぞれにおけるラマン増幅の利得帯域を総合した
ものとなり、１種類のラマン増幅用光ファイバのみが設
けられた従来の場合の利得帯域と比較して広くすること
ができる。したがって、この光通信システムは、少ない
個数の励起光源を用いるだけでラマン増幅の利得スペク
トルの幅の拡大等を図ることができ、低コストである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るラマン増幅器１０の構成
図である。
【図２】光ファイバの各組成についてストークスシフト
量とラマン散乱量との関係を示すグラフである。
【図３】ラマン増幅用励起光の波長とラマン増幅の利得
スペクトルとの関係を示すグラフである。
【図４】第２の実施形態に係るラマン増幅器２０の構成
図である。
【図５】第３の実施形態に係るラマン増幅器３０の構成
図である。
【図６】第４の実施形態に係るラマン増幅器４０の構成
図である。
【図７】本実施形態に係る光通信システム１の構成図で
ある。
【符号の説明】
１…光通信システム、１０…ラマン増幅器、１１1，１
１2…ラマン増幅用光ファイバ、１２1，１２2…合分波
器、１３…光アイソレータ、１４…励起光源、２０…ラ
マン増幅器、２１1，２１2…ラマン増幅用光ファイバ、
２２…合分波器、２４…励起光源、３０…ラマン増幅
器、３１1，３１2…ラマン増幅用光ファイバ、３２1，
３２2…合分波器、３３…光アイソレータ、３４1，３４
2…励起光源、４０…ラマン増幅器、４１1，４１2…ラ
マン増幅用光ファイバ、４２1，４２2…合分波器、４４
…励起光源、４５…分波器、４６…合波器、５１1〜５
１3…ラマン増幅用光ファイバ、５２1，５２2…合分波
器、５４1，５４2…励起光源、６１…送信局、６２，６
３…中継局、６４…受信局。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/16 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｖ 10/02 (72)発明者 石川 真二 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 大西 正志 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA10 GA10 HA23 5F072 AB07 AK06 JJ08 QQ07 YY17 5K002 AA06 CA03 CA13 FA01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波領域における組成が互いに異な
    り、ラマン増幅用励起光が供給されることにより信号光
    をラマン増幅する複数のラマン増幅用光ファイバと、 前記複数のラマン増幅用光ファイバそれぞれに対し前記
    ラマン増幅用励起光を供給する励起光供給手段とを備え
    ることを特徴とするラマン増幅器。
  2. 【請求項２】 前記複数のラマン増幅用光ファイバが直
    列に接続されていることを特徴とする請求項１記載のラ
    マン増幅器。
  3. 【請求項３】 前記複数のラマン増幅用光ファイバが並
    列に接続されていることを特徴とする請求項１記載のラ
    マン増幅器。
  4. 【請求項４】 前記励起光供給手段は前記複数のラマン
    増幅用光ファイバそれぞれに対し同一波長の前記ラマン
    増幅用励起光を供給することを特徴とする請求項１記載
    のラマン増幅器。
  5. 【請求項５】 前記励起光供給手段は前記複数のラマン
    増幅用光ファイバそれぞれに対し共通の励起光源から出
    力された前記ラマン増幅用励起光を供給することを特徴
    とする請求項１記載のラマン増幅器。
  6. 【請求項６】 前記励起光供給手段は前記複数のラマン
    増幅用光ファイバそれぞれに対し互いに異なる波長の前
    記ラマン増幅用励起光を供給することを特徴とする請求
    項１記載のラマン増幅器。
  7. 【請求項７】 前記複数のラマン増幅用光ファイバの何
    れかは光導波領域にＧｅが添加されていることを特徴と
    する請求項１記載のラマン増幅器。
  8. 【請求項８】 前記複数のラマン増幅用光ファイバの何
    れかは光導波領域にＰが添加されていることを特徴とす
    る請求項１記載のラマン増幅器。
  9. 【請求項９】 光導波領域における組成が互いに異な
    り、ラマン増幅用励起光が供給されることにより信号光
    をラマン増幅する複数のラマン増幅用光ファイバが敷設
    されてなる光伝送路と、前記光伝送路に対し前記ラマン
    増幅用励起光を供給する励起光供給手段とを備えること
    を特徴とする光通信システム。
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