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JP2003218439A - Optical amplifier - Google Patents

Optical amplifier

Info

Publication number
JP2003218439A
JP2003218439A JP2002016790A JP2002016790A JP2003218439A JP 2003218439 A JP2003218439 A JP 2003218439A JP 2002016790 A JP2002016790 A JP 2002016790A JP 2002016790 A JP2002016790 A JP 2002016790A JP 2003218439 A JP2003218439 A JP 2003218439A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gain
raman
amplifier
optical fiber
pumping light
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2002016790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takamasa Yamashita
高雅 山下
実 ▲吉▼田
Minoru Yoshida
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.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable 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 Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP2002016790A priority Critical patent/JP2003218439A/en
Publication of JP2003218439A publication Critical patent/JP2003218439A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To flatten the gain-wavelength characteristic of an optical amplifier using a rare-earth-doped optical fiber without lowering the gain efficiency of the amplifier and, in addition, to widen the amplification bands of the amplifier. <P>SOLUTION: The plurality of low-gain bands of this EDFA 2 is used as the amplification bands of this EDFA 2 by installing distributed Raman amplifiers 3-5 which respectively amplify signal light rays with pumping light rays respectively having corresponding wavelengths to the low-gain bands. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、通信に用いられる
光信号を増幅する光増幅装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplification device for amplifying an optical signal used for communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システム等に用いられる光増幅装
置として、励起光と信号光とを合波し、エルビウム、ネ
オジウム等の希土類元素を添加した光ファイバに入射
し、励起光により励起された希土類元素により、光ファ
イバ内で信号光を増幅する希土類添加光ファイバ増幅器
がある。
2. Description of the Related Art As an optical amplifier used in an optical communication system or the like, pumping light and signal light are combined, incident on an optical fiber doped with a rare earth element such as erbium or neodymium, and excited by the pumping light. There is a rare earth-doped optical fiber amplifier that amplifies signal light in an optical fiber by using a rare earth element.

【0003】特に、エルビウム(Erbium)を添加
した光ファイバを用いたものは、増幅波長域が光通信で
多く使われている最低損失波長1.55μmに一致し、
高い増幅性能を有し、エルビウム添加光ファイバ増幅器
(EDFA:erbium−doped fiber
amplifier)と呼ばれる。
In particular, in the optical fiber using Erbium-doped optical fiber, the amplification wavelength range matches the minimum loss wavelength of 1.55 μm which is often used in optical communication.
Erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA: erbium-doped fiber) with high amplification performance
Amplifier).

【0004】図5および図6は、このEDFAの153
0nm〜1565nmのCバンドおよび1565nm〜
1625nmのLバンドにおける利得波長特性の一例を
示すものであり、CバンドおよびLバンドにいずれにお
いても、実線で示されるように、二つの山と一つの谷を
持つような利得波長特性となっている。
FIG. 5 and FIG. 6 show the 153 of this EDFA.
0 nm to 1565 nm C band and 1565 nm to
It shows an example of a gain wavelength characteristic in the L band of 1625 nm, and in both the C band and the L band, as shown by the solid line, the gain wavelength characteristic has two peaks and one valley. There is.

【0005】このように波長に対して利得が異なってし
まうので、その利得の変動を小さくするために、従来で
は、図5および図6の破線で示されるように、利得等化
器を用いて利得が高い帯域に損失を与えて利得等化を行
っていた。
Since the gain varies with the wavelength as described above, in order to reduce the variation of the gain, conventionally, a gain equalizer is used as shown by broken lines in FIGS. 5 and 6. A gain is equalized by giving a loss to a high gain band.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このようにEDFAに
代表される希土類添加光ファイバを用いた光増幅装置で
は、波長に対して利得が異なってしまうために、利得の
高い帯域のパワーを削って利得等化を行っており、この
ため、利得効率が低下してしまうという難点がある。
As described above, in an optical amplifying apparatus using a rare earth-doped optical fiber represented by EDFA, the gain is different with respect to the wavelength. Therefore, the power in the high gain band is reduced. Since gain equalization is performed, there is a drawback in that gain efficiency is reduced.

【0007】本発明は、以上のような点に鑑みてなされ
たものであって、希土類添加光ファイバを用いた光増幅
装置において、利得効率を低下させることなく、利得波
長特性を平坦化することを目的とし、さらには、増幅帯
域の広帯域化を図ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and in an optical amplifier using a rare earth-doped optical fiber, it is possible to flatten the gain wavelength characteristic without lowering the gain efficiency. The present invention further aims to widen the amplification band.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

【0009】すなわち、本発明の光増幅装置は、励起光
によって信号光を増幅して出力する希土類添加光ファイ
バを備える光増幅装置において、前記希土類添加光ファ
イバの利得が低い帯域に対応する波長の励起光によって
前記信号光を増幅するラマン増幅器を設け、該ラマン増
幅器は、前記利得が低い帯域を増幅帯域とするものであ
る。
That is, the optical amplifying device of the present invention is an optical amplifying device including a rare earth-doped optical fiber that amplifies signal light by pumping light and outputs the amplified signal light, in a wavelength range corresponding to a low gain band of the rare earth-doped optical fiber. A Raman amplifier that amplifies the signal light by pumping light is provided, and the Raman amplifier uses the band with the low gain as an amplification band.

【0010】ここで、利得が低い帯域とは、少なくとも
利得のピークよりも利得が低い帯域をいう。
Here, the low gain band means a band having a lower gain than at least the peak of the gain.

【0011】また、ラマン増幅器とは、誘導ラマン散乱
を利用した光増幅器をいう。
The Raman amplifier is an optical amplifier utilizing stimulated Raman scattering.

【0012】本発明に用いるラマン増幅器としては、分
布型のものと、集中型のものとがある。
The Raman amplifier used in the present invention includes a distributed type and a concentrated type.

【0013】分布型のものとしては、通常の信号伝送用
の石英系シングルモードファイバ等をラマン増幅媒体と
して用いるものを例示できる。このような分布型のラマ
ン増幅器であれば、雑音が小さく、比較的非線形劣化が
少ないという利点がある。
As the distributed type, for example, a silica type single mode fiber for normal signal transmission or the like is used as a Raman amplification medium. Such a distributed Raman amplifier has the advantages of low noise and relatively low non-linear deterioration.

【0014】一方、集中型のものとしては、コアの屈折
率を通常より大きくする、あるいは、コア径を通常より
も小さくする等して、コア内のエネルギー密度が高くな
るように工夫された高非線形光ファイバをラマン増幅媒
体として用いるものを例示できる。このような集中型の
ラマン増幅器であれば、そのファイバ長が短いものを用
いることができるという利点がある。
On the other hand, as the concentrated type, a high refractive index designed to increase the energy density in the core by making the refractive index of the core larger than usual or making the core diameter smaller than usual. An example is one in which a nonlinear optical fiber is used as a Raman amplification medium. Such a concentrated Raman amplifier has an advantage that a fiber having a short fiber length can be used.

【0015】本発明によると、ラマン増幅器によって、
希土類添加光ファイバの利得が低い帯域を増幅帯域とし
て増幅するので、利得波長特性を平坦化することがで
き、さらに、希土類添加光ファイバの利得が低い複数の
帯域を、それぞれ複数の増幅帯域として増幅することよ
って、増幅帯域の広帯域化を図ることができる。
According to the invention, the Raman amplifier
Since the low gain band of the rare earth-doped optical fiber is amplified as the amplification band, the gain wavelength characteristics can be flattened, and the low gain bands of the rare earth-doped optical fiber are amplified as multiple amplification bands. By doing so, it is possible to widen the amplification band.

【0016】また、本発明の光増幅装置では、従来の利
得等化器を用いた利得の平坦化のように増幅された信号
パワーを無駄にすることがない。さらに、ラマン増幅器
の利得は、希土類添加光ファイバ増幅装置が有する数d
Bの利得偏差を補償するだけでよいので、伝送路におけ
る信号損失を、すべてラマン増幅により補償する場合に
比べて、ラマン励起光のパワーは、小さくてよく、効率
的である。
Further, in the optical amplifying apparatus of the present invention, the amplified signal power is not wasted unlike the conventional gain equalization using the gain equalizer. Furthermore, the gain of the Raman amplifier is a few d that the rare earth-doped optical fiber amplifying device has.
Since it is only necessary to compensate the gain deviation of B, the power of the Raman pumping light may be small and efficient, as compared with the case where the signal loss in the transmission line is entirely compensated by Raman amplification.

【0017】本発明の一実施態様においては、前記ラマ
ン増幅器は、前記希土類添加光ファイバの利得が低い帯
域に対応する波長の励起光を出力するラマン増幅用励起
光源と、このラマン増幅用励起光源からの励起光を、前
記信号光の伝播方向とは逆方向に入射させる光合波器と
を備えている。
In one embodiment of the present invention, the Raman amplifier is a Raman amplification pumping light source that outputs pumping light of a wavelength corresponding to a band in which the gain of the rare earth-doped optical fiber is low, and this Raman amplification pumping light source. And an optical multiplexer for making the pumping light from the laser light incident in a direction opposite to the propagation direction of the signal light.

【0018】本発明によると、ラマン増幅用励起光源か
らの励起光を、信号光の伝播方向とは逆方向から入射さ
せてラマン増幅することができる。
According to the present invention, pumping light from the pumping light source for Raman amplification can be incident in the direction opposite to the propagation direction of the signal light for Raman amplification.

【0019】本発明の好ましい実施態様においては、前
記ラマン増幅用励起光源は、前記希土類添加光ファイバ
の利得が低い複数の帯域にそれぞれ対応する複数の波長
の励起光を出力するものである。
In a preferred aspect of the present invention, the Raman amplification pumping light source outputs pumping light having a plurality of wavelengths corresponding to a plurality of low-gain bands of the rare earth-doped optical fiber.

【0020】本発明によると、ラマン増幅用励起光源
は、利得が低い複数の帯域にそれぞれ対応する複数の波
長の励起光を出力するので、多重された複数の波長の励
起光を、単一の光合波器によって、信号光の伝送路に入
射させることができ、光合波器の数を少なくできる。
According to the present invention, the pumping light source for Raman amplification outputs pumping light of a plurality of wavelengths respectively corresponding to a plurality of bands having a low gain. With the optical multiplexer, the signal light can be incident on the transmission path, and the number of optical multiplexers can be reduced.

【0021】本発明の他の実施態様においては、前記ラ
マン増幅器を、前記希土類添加光ファイバの利得が低い
複数の帯域にそれぞれ対応させて複数備えている。
[0021] In another embodiment of the present invention, a plurality of Raman amplifiers are provided in correspondence with a plurality of bands of the rare earth-doped optical fiber having a low gain.

【0022】本発明によると、希土類添加光ファイバの
利得が低い複数の帯域を、複数のラマン増幅器によって
それぞれ増幅して、利得波長特性の平坦化および増幅帯
域の広帯域化を図ることができる。
According to the present invention, a plurality of low-gain bands of a rare earth-doped optical fiber can be amplified by a plurality of Raman amplifiers, respectively, to flatten the gain wavelength characteristic and widen the amplification band.

【0023】本発明の更に他の実施態様においては、前
記ラマン増幅器は、前記信号光を伝送する光ファイバ伝
送路において、前記信号光を増幅する分布型の増幅器で
ある。
In still another embodiment of the present invention, the Raman amplifier is a distributed amplifier that amplifies the signal light in an optical fiber transmission line that transmits the signal light.

【0024】本発明によると、光ファイバ伝送路で信号
光を増幅する分布型の増幅器であるので、集中型の増幅
器に比べて、雑音を低く抑えることが可能となる。ま
た、分布型のラマン増幅のみで伝送路における損失を補
償した場合と比べて、ラマン励起光のパワーは、上述の
ように小さくて済み、伝送路に大きな光パワーが存在し
ないので信号パルスの劣化が少なく、また、伝送路の設
置やメンテナンスを行う場合に扱い易いものとなる。
According to the present invention, since it is a distributed amplifier that amplifies the signal light in the optical fiber transmission line, it is possible to suppress the noise to be lower than that of the centralized amplifier. In addition, compared to the case where the loss in the transmission line is compensated by only distributed Raman amplification, the power of the Raman pumping light can be small as described above, and since there is no large optical power in the transmission line, deterioration of the signal pulse It is easy to handle when installing and maintaining the transmission line.

【0025】本発明の他の実施態様においては、前記ラ
マン増幅器は、集中型の増幅器である。
In another embodiment of the present invention, the Raman amplifier is a lumped amplifier.

【0026】本発明によると、高い光パワーが伝播する
ラマン増幅用ファイバのファイバ長を短くできるととも
に、該ファイバは、筐体内に収納されるので、断線等が
生じた場合に、高パワーの光が筐体内に閉じ込められる
ことになり、筐体外に漏れ出すことがない。
According to the present invention, the fiber length of the Raman amplification fiber for propagating high optical power can be shortened, and the fiber is housed in the housing. Therefore, in the case of disconnection or the like, high power optical fiber can be obtained. Will be trapped inside the housing and will not leak out of the housing.

【0027】本発明の更に他の実施態様においては、利
得が低い帯域に対応する波長の前記励起光を、前記希土
類添加光ファイバに入射して、該希土類添加光ファイバ
を、ラマン増幅媒体に兼用している。
[0027] In still another embodiment of the present invention, the pumping light having a wavelength corresponding to a low gain band is incident on the rare earth-doped optical fiber, and the rare earth-doped optical fiber is also used as a Raman amplification medium. is doing.

【0028】本発明によると、該希土類添加光ファイバ
を、ラマン増幅媒体に兼用するので、ラマン増幅用ファ
イバを別途設ける必要がなく、その分小型化を図ること
ができる。
According to the present invention, since the rare earth-doped optical fiber is also used as the Raman amplification medium, it is not necessary to separately provide the Raman amplification fiber, and the size can be reduced accordingly.

【0029】本発明の好ましい実施態様においては、前
記希土類添加光ファイバは、通常の希土類添加光ファイ
バに比べて、添加する希土類元素の濃度を低くするとと
もに、ファイバ長を長くしてラマン増幅による利得を大
きくしている。
In a preferred embodiment of the present invention, the rare-earth-doped optical fiber has a lower concentration of the rare-earth element to be added and a longer fiber length than that of an ordinary rare-earth-doped optical fiber to increase the gain by Raman amplification. Is getting bigger.

【0030】ここで、通常の希土類添加光ファイバの希
土類の添加濃度は、例えば、500ppm程度以上であ
り、また、そのファイバ長は、例えば、Cバンド用で数
m、Lバンド用で数十m程度である。
Here, the rare earth-doped optical fiber has a rare earth doping concentration of, for example, about 500 ppm or more, and its fiber length is, for example, several meters for the C band and several tens of meters for the L band. It is a degree.

【0031】本発明によると、希土類添加光ファイバの
希土類元素の添加濃度およびファイバ長を調整してラマ
ン増幅の利得を大きくするので、希土類添加光ファイバ
増幅器において、大きな利得偏差が生じてもそれを補償
することができる。
According to the present invention, the Raman amplification gain is increased by adjusting the doping concentration of the rare earth element and the fiber length of the rare earth-doped optical fiber. Therefore, even if a large gain deviation occurs in the rare earth-doped optical fiber amplifier, it can be increased. Can be compensated.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0033】(実施の形態1)図1は、本発明の一つの
実施の形態に係る光増幅装置の全体構成を示す図であ
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an optical amplifier according to one embodiment of the present invention.

【0034】この実施の形態の光増幅装置1は、Cバン
ド用の光増幅装置であり、エルビウム(Erbium)
を添加した光ファイバを用いたCバンド用のEDFA2
を備えている。
The optical amplifying device 1 of this embodiment is an optical amplifying device for C band, and is an erbium.
EDFA2 for C-band using optical fiber doped with
Is equipped with.

【0035】このCバンド用のEDFA2は、従来例と
同様であって、上述の図5に示される利得波長特性を有
しており、1520nm付近、1540nm付近および
1570nm付近がそれぞれ利得の低い帯域となってい
る。
This C-band EDFA 2 is similar to the conventional example and has the gain wavelength characteristics shown in FIG. 5 described above, and the low gain bands are around 1520 nm, 1540 nm and 1570 nm, respectively. Has become.

【0036】この実施の形態の光増幅装置1では、利得
効率を低下させることなく、利得波長特性を平坦化し、
さらには、増幅帯域の広帯域化を図るために、次のよう
にしている。
In the optical amplifying device 1 of this embodiment, the gain wavelength characteristic is flattened without lowering the gain efficiency,
Further, in order to broaden the amplification band, the following is done.

【0037】すなわち、この実施の形態では、EDFA
2の利得が低い上述の各帯域を、それぞれ増幅帯域とす
る第1〜第3のラマン増幅器3〜5を備えており、信号
光の出力側には、アイソレータ6が設けられている。各
ラマン増幅器3〜5は、信号光の伝送路である通常の光
ファイバを増幅媒体とする分布型の増幅器である。
That is, in this embodiment, the EDFA
The first to third Raman amplifiers 3 to 5, which respectively set the above-mentioned respective bands having a low gain of 2 as amplification bands, are provided, and the isolator 6 is provided on the output side of the signal light. Each of the Raman amplifiers 3 to 5 is a distributed amplifier that uses an ordinary optical fiber, which is a transmission path for signal light, as an amplification medium.

【0038】各ラマン増幅器3〜5は、EDFA2の利
得が低い各帯域にそれぞれ対応する波長の励起光を出力
するラマン増幅用励起光源7〜9と、このラマン増幅用
励起光源7〜9からの励起光を、信号光の伝播方向とは
逆方向にそれぞれ入射させる光合波器10〜12とをそ
れぞれ備えている。
Each of the Raman amplifiers 3 to 5 outputs a Raman amplification pumping light source 7 to 9 which outputs a pumping light having a wavelength corresponding to each band where the gain of the EDFA 2 is low, and the Raman amplification pumping light sources 7 to 9 respectively. The optical multiplexers 10 to 12 respectively make the pumping light enter in a direction opposite to the propagation direction of the signal light.

【0039】ラマン増幅器は、利得が励起光波長に依存
しており、励起光波長から所定波長、およそ110nm
長波長側へシフトした波長に利得のピークを生じ、それ
よりも長くなる、あるいは、短くなるにつれて利得が徐
々に低下するという特性を有している。
In the Raman amplifier, the gain depends on the pumping light wavelength, and a predetermined wavelength from the pumping light wavelength, about 110 nm.
It has a characteristic that a gain peak occurs at a wavelength shifted to the long wavelength side, and the gain gradually decreases as it becomes longer or shorter.

【0040】そこで、EDFA2の利得の低い帯域であ
る上述の1520nm付近、1540nm付近および1
570nm付近に、利得のピークを生じさせるために、
この実施の形態では、第1〜第3のラマン増幅器3〜5
の各ラマン増幅用励起光源7〜9は、波長が、例えば、
1410nm、1430nmおよび1460nmの励起
光をそれぞれ出力するものであり、したがって、これら
ラマン増幅器3〜5による利得波長特性は、図2に示さ
れるように、1520nm付近、1540nm付近およ
び1570nm付近に、利得のピークを有することにな
る。
Therefore, in the low gain band of the EDFA 2, the above-mentioned 1520 nm, 1540 nm and 1 are set.
In order to cause a gain peak near 570 nm,
In this embodiment, the first to third Raman amplifiers 3 to 5 are used.
The wavelengths of the Raman amplification pumping light sources 7 to 9 are, for example,
The pump wavelengths of 1410 nm, 1430 nm, and 1460 nm are output, and therefore, the gain wavelength characteristics of the Raman amplifiers 3 to 5 are, as shown in FIG. 2, near the gains of 1520 nm, 1540 nm, and 1570 nm. Will have a peak.

【0041】したがって、この実施の形態の光増幅装置
1によれば、図5に示される利得波長特性のEDFA2
の利得の低い帯域を、第1〜第3のラマン増幅器3〜5
によって増幅するので、図3に示されるように、広帯域
に亘って平坦な利得波長特性が実現されることになる。
しかも、ラマン増幅による利得は、数デシベル程度でよ
いので、ラマン増幅用励起光源7〜9のパワーも比較的
小さなものでよい。
Therefore, according to the optical amplifying apparatus 1 of this embodiment, the EDFA 2 having the gain wavelength characteristic shown in FIG.
Of the low gain band of the first to third Raman amplifiers 3 to 5
As a result, the gain wavelength characteristic is flat over a wide band as shown in FIG.
Moreover, since the gain by Raman amplification may be about several decibels, the power of the Raman amplification pumping light sources 7 to 9 may be relatively small.

【0042】なお、この実施の形態では、ラマン増幅用
励起光源7〜9の励起光の波長を、1410nm、14
30nmおよび1460nmにしたけれども、本発明は
これに限るものではなく、EDFA2の利得が低い帯域
の少なくも一つを増幅できるように選択すればよい。
In this embodiment, the pumping light wavelengths of the Raman amplification pumping light sources 7 to 9 are 1410 nm, 14
Although the thickness is set to 30 nm and 1460 nm, the present invention is not limited to this, and may be selected so that at least one of the low-gain bands of the EDFA 2 can be amplified.

【0043】例えば、ラマン増幅用励起光源を一つと
し、Cバンドにおいて、1540nm付近の利得のみを
補償して利得等化を行うようにしてもよい。
For example, one Raman amplification pumping light source may be provided, and gain equalization may be performed by compensating only the gain near 1540 nm in the C band.

【0044】(実施の形態2)図7は、本発明の他の実
施の形態に係る光増幅装置の全体構成を示す図である。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration of an optical amplifying device according to another embodiment of the present invention.

【0045】この実施の形態の光増幅装置は、エルビウ
ム(Erbium)を添加した光ファイバ(EDF)2
0を用いたCバンド用のEDFAを備えている。このE
DFAは、EDF20に対して、信号光と同一方向から
エルビウムを励起するための励起光を入射するための前
方励起光源21および前方光合波器22を備えるととも
に、信号光と逆方向からエルビウムを励起するための励
起光を入射するための後方励起光源23および後方光合
波器24を備える双方向励起型となっており、信号光の
入力側および出力側には、それぞれ第1,第2のアイソ
レータ25,26が設けられている。
The optical amplifying device of this embodiment is provided with an optical fiber (EDF) 2 doped with erbium.
An EDFA for C band using 0 is provided. This E
The DFA includes a front pumping light source 21 and a front optical multiplexer 22 for making pumping light for pumping erbium from the same direction as the signal light enter the EDF 20, and pumping erbium from the opposite direction to the signal light. Is a bidirectional pumping type including a backward pumping light source 23 and a backward optical multiplexer 24 for inputting pumping light for driving the first and second isolators on the input side and the output side of the signal light, respectively. 25 and 26 are provided.

【0046】この実施の形態では、利得波長特性を平坦
化するために、EDFAの利得が低い帯域に対応する波
長の励起光を出力するラマン増幅用励起光源27と、こ
のラマン増幅用励起光源27からの励起光を信号光と合
波してEDF20に入射させる光合波器28を備えてお
り、EDF20を、ラマン増幅媒体に兼用してラマン増
幅器を構成している。
In this embodiment, in order to flatten the gain wavelength characteristic, a Raman amplification pumping light source 27 that outputs pumping light of a wavelength corresponding to a band where the gain of the EDFA is low, and this Raman amplification pumping light source 27. The Raman amplifier is provided with an optical multiplexer 28 that multiplexes the pumping light from the optical signal with the signal light and makes it enter the EDF 20. The EDF 20 also serves as a Raman amplification medium to form a Raman amplifier.

【0047】ラマン増幅用励起光源27の励起光の波長
は、EDFAの例えば、1540nm付近の利得の低い
帯域を補償する場合には、1430nm付近とすればよ
い。
The wavelength of the pumping light from the pumping light source 27 for Raman amplification may be set to around 1430 nm when compensating for a low gain band near 1540 nm of the EDFA, for example.

【0048】この実施の形態によれば、EDF20を、
ラマン増幅媒体に兼用するので、ラマン増幅用ファイバ
を別途設ける必要がなく、その分小型化を図ることがで
きる。
According to this embodiment, the EDF 20 is
Since it also serves as a Raman amplification medium, it is not necessary to separately provide a Raman amplification fiber, and the size can be reduced accordingly.

【0049】ここで、ファイバ長Zにおけるラマン増幅
された信号パワーPs(z)は、次式で表せる。
Here, the Raman-amplified signal power Ps (z) in the fiber length Z can be expressed by the following equation.

【0050】Ps(z)=Ps(0)・exp[γ・
(gR・Pp(0)/Aeff)・(1/αp)・{1−ex
p(−αp・Z)}−αs・Z] 但し、 Ps(z):ファイバ長Zにおける信号パワー Ps(0):入射点における信号パワー γ:励起光と信号光との偏波の重なりを表すパラメータ gR:ラマン利得係数 Pp(0):入射点における励起パワー Aeff:ファイバの有効コア断面積 αp:励起光の損失 αs:信号光の損失 上記式に示されるように、所望の信号パワーを得るため
の最適なファイバ長が存在し、したがって、増幅用のE
DF20のファイバ長が、最適なファイバ長になるよう
にエルビウムの添加濃度を調整すればよい。
Ps (z) = Ps (0) · exp [γ ·
(g R・ Pp (0) / Aeff) ・ (1 / αp) ・ {1-ex
p (−αp · Z)} − αs · Z] where Ps (z): signal power at fiber length Z Ps (0): signal power at incident point γ: overlap of polarizations of pumping light and signal light Parameter g R : Raman gain coefficient Pp (0): Pumping power at the point of incidence Aeff: Effective core area of the fiber αp: Loss of pumping light αs: Loss of signal light As shown in the above equation, desired signal power There is an optimum fiber length to obtain
The addition concentration of erbium may be adjusted so that the fiber length of the DF 20 becomes the optimum fiber length.

【0051】EDF20を、ラマン増幅媒体に兼用する
場合には、通常のEDFに比べて、添加するエルビウム
の濃度を低くするとともに、ファイバ長を長くすること
より、ラマン増幅による利得を大きくすることができ
る。
When the EDF 20 is also used as a Raman amplifying medium, the gain of Raman amplification can be increased by lowering the concentration of erbium to be added and increasing the fiber length, as compared with a normal EDF. it can.

【0052】(その他の実施の形態)上述の実施の形態
では、EDFA2の利得が低い各帯域を、それぞれ増幅
帯域とする第1〜第3のラマン増幅器3〜5を設けたけ
れども、本発明の他の実施の形態として、図4に示され
るように、上述の三つの波長を多重した励起光を出力す
る単一のラマン増幅用励起光源13を設け、このラマン
増幅用励起光源13からの励起光を、光合波器14を介
して信号光の伝播方向とは逆方向に入射させて光ファィ
バ伝送路でラマン増幅して上述の実施の形態と同様に、
広帯域に亘って平坦な利得波長特性を得られるようにし
てもよい。この場合には、光合波器の数を削減すること
ができ、その分、信号光の損失を低減できる。
(Other Embodiments) In the above-described embodiment, the first to third Raman amplifiers 3 to 5 having the low gain bands of the EDFA 2 as the amplification bands are provided. As another embodiment, as shown in FIG. 4, a single Raman amplification pumping light source 13 for outputting pumping light in which the above-mentioned three wavelengths are multiplexed is provided, and pumping from this Raman amplification pumping light source 13 is performed. Light is made incident through the optical multiplexer 14 in the direction opposite to the propagation direction of the signal light, Raman-amplified in the optical fiber transmission line, and similarly to the above-described embodiment,
A flat gain wavelength characteristic may be obtained over a wide band. In this case, the number of optical multiplexers can be reduced, and the loss of signal light can be reduced accordingly.

【0053】上述の実施の形態では、Cバンド用のED
FA2に適用して説明したけれども、Lバンド用のED
FAにも同様に適用できるものである。すなわち、図6
に示される利得波長特性を有するLバンド用のEDF
Aは、1560nm付近、1580nm付近および16
15nm付近が利得の低い帯域となっており、したがっ
て、かかる帯域に利得のピークが生じる波長、例えば、
1450nm、1470nmおよび1505nmの励起
光によってラマン増幅を行えばよい。
In the above embodiment, the ED for C band is used.
Although it was explained by applying it to FA2, ED for L band
The same applies to FA. That is, FIG.
EDF for L band having gain wavelength characteristics shown in
A is around 1560 nm, around 1580 nm and 16
A band having a low gain is near 15 nm, and therefore, a wavelength at which a gain peak occurs in the band, for example,
Raman amplification may be performed with excitation light of 1450 nm, 1470 nm, and 1505 nm.

【0054】また、本発明は、EDFAに限らず、ネオ
ジウムやその他の希土類添加光ファイバを用いた増幅器
に同様に適用できるものである。
The present invention is not limited to EDFAs, but can be similarly applied to amplifiers using neodymium or other rare earth-doped optical fibers.

【0055】上述の各実施の形態では、ラマン増幅器
は、光ファイバ伝送路で増幅を行う分布型であったけれ
ども、本発明の他の実施の形態として、集中定数型のラ
マン増幅器を用いてもよい。
In each of the above-mentioned embodiments, the Raman amplifier is a distributed type which amplifies in the optical fiber transmission line, but as another embodiment of the present invention, a lumped constant type Raman amplifier may be used. Good.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、希土類添
加光ファイバの利得が低い帯域を増幅帯域とするラマン
増幅器を設けたので、従来のように、利得効率を低下さ
せることなく、利得波長特性を平坦化することができ、
さらには、増幅帯域の広帯域化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, a Raman amplifier having a band in which the gain of a rare earth-doped optical fiber is low is provided as an amplification band. Therefore, the gain efficiency can be reduced without decreasing the gain efficiency as in the conventional case. Wavelength characteristics can be flattened,
Furthermore, it is possible to widen the amplification band.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一つの実施の形態に係る光増幅装置の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical amplifier device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のラマン増幅器の利得波長特性を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a gain wavelength characteristic of the Raman amplifier of FIG.

【図3】図1の光増幅装置の利得波長特性を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a gain wavelength characteristic of the optical amplifying device of FIG.

【図4】本発明の他の実施の形態の光増幅装置の構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an optical amplifier according to another embodiment of the present invention.

【図5】CバンドにおけるEDFAの利得波長特性を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a gain wavelength characteristic of an EDFA in a C band.

【図6】LバンドにおけるEDFAの利得波長特性を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a gain wavelength characteristic of an EDFA in the L band.

【図7】本発明の他の実施の形態に係る光増幅装置の構
成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical amplifier device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光増幅装置 2 EDFA 3〜5 ラマン増幅器 7〜9,13,27 ラマン増幅用励起光源 10〜12,14,28 光合波器 1 Optical amplifier 2 EDFA 3-5 Raman amplifier 7-9,13,27 Raman amplification pumping light source 10-12,14,28 Optical multiplexer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA10 GA10 HA24 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK11 PP07 QQ07 RR01 YY17    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10                       EA10 GA10 HA24                 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK11 PP07                       QQ07 RR01 YY17

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励起光によって信号光を増幅して出力す
る希土類添加光ファイバを備える光増幅装置において、 前記希土類添加光ファイバの利得が低い帯域に対応する
波長の励起光によって前記信号光を増幅するラマン増幅
器を設け、該ラマン増幅器は、前記利得が低い帯域を増
幅帯域とすることを特徴とする光増幅装置。
1. An optical amplifier including a rare earth-doped optical fiber that amplifies and outputs signal light by pumping light, wherein the signal light is amplified by pumping light having a wavelength corresponding to a band in which the gain of the rare earth-doped optical fiber is low. And a Raman amplifier, wherein the Raman amplifier uses a band having a low gain as an amplification band.
【請求項2】 前記ラマン増幅器は、前記希土類添加光
ファイバの利得が低い帯域に対応する波長の励起光を出
力するラマン増幅用励起光源と、このラマン増幅用励起
光源からの励起光を、前記信号光の伝播方向とは逆方向
に入射させる光合波器とを備える請求項1記載の光増幅
装置。
2. The Raman amplifier includes a Raman amplification pumping light source that outputs pumping light having a wavelength corresponding to a low gain band of the rare earth-doped optical fiber, and pumping light from the Raman amplification pumping light source. The optical amplifier according to claim 1, further comprising: an optical multiplexer that makes the signal light incident in a direction opposite to the propagation direction.
【請求項3】 前記ラマン増幅用励起光源は、前記希土
類添加光ファイバの利得が低い複数の帯域にそれぞれ対
応する複数の波長の励起光を出力する請求項2記載の光
増幅装置。
3. The optical amplification apparatus according to claim 2, wherein the Raman amplification pumping light source outputs pumping light having a plurality of wavelengths respectively corresponding to a plurality of bands in which the gain of the rare earth-doped optical fiber is low.
【請求項4】 前記ラマン増幅器を、前記希土類添加光
ファイバの利得が低い複数の帯域にそれぞれ対応させて
複数備える請求項1または2記載の光増幅装置。
4. The optical amplification device according to claim 1, wherein a plurality of Raman amplifiers are provided in association with a plurality of low-gain optical bands of the rare earth-doped optical fiber.
【請求項5】 前記ラマン増幅器は、前記信号光を伝送
する光ファイバ伝送路において、前記信号光を増幅する
分布型の増幅器である請求項1〜4のいずれかに記載の
光増幅装置。
5. The optical amplification device according to claim 1, wherein the Raman amplifier is a distributed amplifier that amplifies the signal light in an optical fiber transmission line that transmits the signal light.
【請求項6】 前記ラマン増幅器は、集中型の増幅器で
ある請求項1〜4のいずれかに記載の光増幅装置。
6. The optical amplification device according to claim 1, wherein the Raman amplifier is a centralized amplifier.
【請求項7】 利得が低い帯域に対応する波長の前記励
起光を、前記希土類添加光ファイバに入射して、該希土
類添加光ファイバを、ラマン増幅媒体に兼用する請求項
1記載の光増幅装置。
7. The optical amplification device according to claim 1, wherein the pumping light having a wavelength corresponding to a low gain band is incident on the rare earth-doped optical fiber, and the rare earth-doped optical fiber is also used as a Raman amplification medium. .
【請求項8】 前記希土類添加光ファイバは、通常の希
土類添加光ファイバに比べて、添加する希土類元素の濃
度を低くするとともに、ファイバ長を長くしてラマン増
幅による利得を大きくした請求項7記載の光増幅装置。
8. The rare-earth-doped optical fiber has a lower concentration of the rare-earth element to be added and a longer fiber length to increase the gain due to Raman amplification, as compared with a normal rare-earth-doped optical fiber. Optical amplifier.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008153558A (en) * 2006-12-20 2008-07-03 Nec Corp Light transmission system and its signal spectrum correction method
JP2008164836A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Fujitsu Ltd Raman amplifier
KR101064083B1 (en) 2009-09-16 2011-09-08 한국원자력연구원 Series optical mediator amplifiers with nonlinear optical media

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