JPH0685037B2 - 誘導ラマン散乱抑圧方法 - Google Patents
誘導ラマン散乱抑圧方法Info
- Publication number
- JPH0685037B2 JPH0685037B2 JP61039692A JP3969286A JPH0685037B2 JP H0685037 B2 JPH0685037 B2 JP H0685037B2 JP 61039692 A JP61039692 A JP 61039692A JP 3969286 A JP3969286 A JP 3969286A JP H0685037 B2 JPH0685037 B2 JP H0685037B2
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- Japan
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- stimulated raman
- optical fiber
- light
- raman scattering
- optical
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバを用いた光信号または光エネルギの
伝送に利用する。特に、伝送光の強度が強い場合に光フ
ァイバ内で生じる誘導ラマン散乱を抑圧する方法に関す
る。
伝送に利用する。特に、伝送光の強度が強い場合に光フ
ァイバ内で生じる誘導ラマン散乱を抑圧する方法に関す
る。
ここで誘導ラマン散乱とは、物質中の三次の被線形光学
現象により発生するもので、物質中に強い強度の光（こ
れを「励起光」という）を伝搬させたときに、この励起
光とは振動数の異なる強い光が散乱される現象をいう。
励起光と散乱された光との振動数の差は、その物質を構
成する電子や格子の固有振動数に等しい。
現象により発生するもので、物質中に強い強度の光（こ
れを「励起光」という）を伝搬させたときに、この励起
光とは振動数の異なる強い光が散乱される現象をいう。
励起光と散乱された光との振動数の差は、その物質を構
成する電子や格子の固有振動数に等しい。
情報伝送用に用いられる標準的な光ファイバでは、励起
光の強度が0.2w程度以上のときに誘導ラマン散乱が発生
することが知られている。これに関しては、 ティー・タカシマ他、 「ディペンデンス・オブ・ラマン・ゲイン・オン・レラ
ティブ・インデクス・ディファレンス・フォー・GeO2ド
ープト・シングルモード・ファイバズ（Dependence of
Raman gain on relative index defference for GeO2−
doped single−made fibers」、 オプティクス・レターズ（Optics Letters）第10巻（19
85年８月）第420頁 に詳しく説明されている。
光の強度が0.2w程度以上のときに誘導ラマン散乱が発生
することが知られている。これに関しては、 ティー・タカシマ他、 「ディペンデンス・オブ・ラマン・ゲイン・オン・レラ
ティブ・インデクス・ディファレンス・フォー・GeO2ド
ープト・シングルモード・ファイバズ（Dependence of
Raman gain on relative index defference for GeO2−
doped single−made fibers」、 オプティクス・レターズ（Optics Letters）第10巻（19
85年８月）第420頁 に詳しく説明されている。
誘導ラマン散乱が発生すると、波長多重通信における雑
音となり、また、励起光のエネルギを減少させてしまう
ので、誘導ラマン散乱の発生を抑圧することが必要であ
る。
音となり、また、励起光のエネルギを減少させてしまう
ので、誘導ラマン散乱の発生を抑圧することが必要であ
る。
第４図は誘導ラマン散乱光の利得の測定例を示す。この
例は、標準的な光ファイバ中を伝搬する励起光の強度に
対して、誘導ラマン散乱光の利得を実験により観測した
ものである。
例は、標準的な光ファイバ中を伝搬する励起光の強度に
対して、誘導ラマン散乱光の利得を実験により観測した
ものである。
この実験では、長さが4.22kmの光ファイバに波長1.34μ
ｍの励起光を伝搬させて測定した。この励起光波長に対
する誘導ラマン散乱光の波長は1.42μｍである。光ファ
イバの入射端に、励起光と同時に誘導ラマン散乱光と同
じ波長の小信号光を入射すると、この小信号光は誘導ラ
マン散乱過程により増幅され、光ファイバの出射端に伝
搬する。第４図の縦軸に示したラマン利得とは、小信号
光の入射端における値と出射端における値との比から、
光ファイバ２の光損失を差し引いた値をいう。第４図に
おいて実線は傾向曲線である。
ｍの励起光を伝搬させて測定した。この励起光波長に対
する誘導ラマン散乱光の波長は1.42μｍである。光ファ
イバの入射端に、励起光と同時に誘導ラマン散乱光と同
じ波長の小信号光を入射すると、この小信号光は誘導ラ
マン散乱過程により増幅され、光ファイバの出射端に伝
搬する。第４図の縦軸に示したラマン利得とは、小信号
光の入射端における値と出射端における値との比から、
光ファイバ２の光損失を差し引いた値をいう。第４図に
おいて実線は傾向曲線である。
このような励起光と小信号光との結合は、波長多重伝送
を行う場合に問題となる。例えば、波長1.34μｍの光信
号と波長1.42μｍの光信号とを光ファイバに入射し、入
射端における光強度がともに数ｗであったとする。この
とき光ファイバの出射端では、波長1.42μｍの光信号は
波長1.34μｍの光信号とのエネルギを得て増幅され、波
長1.34μｍの光信号はその分だけ減衰してしまう。
を行う場合に問題となる。例えば、波長1.34μｍの光信
号と波長1.42μｍの光信号とを光ファイバに入射し、入
射端における光強度がともに数ｗであったとする。この
とき光ファイバの出射端では、波長1.42μｍの光信号は
波長1.34μｍの光信号とのエネルギを得て増幅され、波
長1.34μｍの光信号はその分だけ減衰してしまう。
誘導ラマン散乱光は、光ファイバの入射端から小信号光
を入射しない場合でも観測される。励起光の強度が0.5w
程度であると、光ファイバの入射端近傍に存在する雑音
的な光が増幅され、常温のアバランシェフォトダイオー
ドでも観測可能な誘導ラマン散乱光が発生する。
を入射しない場合でも観測される。励起光の強度が0.5w
程度であると、光ファイバの入射端近傍に存在する雑音
的な光が増幅され、常温のアバランシェフォトダイオー
ドでも観測可能な誘導ラマン散乱光が発生する。
第５図に従来例誘導ラマン散乱抑圧光導波路の断面図を
示す。
示す。
この従来例光導波路は、特願昭59−227955号明細書およ
び図面に開示され、光結合を利用するものである。すな
わち、クラッド11内に、励起光が伝搬する主導波路12
と、この主導波路12に平行な副導波路13とを形成し、さ
らに副導波路13の伝搬光を減衰させる損失付与部14を設
け、誘導ラマン散乱光の波長では主導波路12と副導波路
13との間で強い結合が生じ、励起光の波長ではその結合
が十分に小さくなるように構成されている。
び図面に開示され、光結合を利用するものである。すな
わち、クラッド11内に、励起光が伝搬する主導波路12
と、この主導波路12に平行な副導波路13とを形成し、さ
らに副導波路13の伝搬光を減衰させる損失付与部14を設
け、誘導ラマン散乱光の波長では主導波路12と副導波路
13との間で強い結合が生じ、励起光の波長ではその結合
が十分に小さくなるように構成されている。
この構造により、主導波路12を強い励起光が伝搬させた
ときに、主導波路12の一部分で誘導ラマン散乱が生じて
も、誘導ラマン散乱光は副導波路13に移り、この副導波
路13内で減衰する。一般に誘導ラマン散乱は光の増幅過
程であり、系の損失を上回る利得がない場合には誘導ラ
マン散乱は観測されない。したがって上述の構造では、
副導波路13の損失により誘導ラマン散乱が起こりにくく
なる。
ときに、主導波路12の一部分で誘導ラマン散乱が生じて
も、誘導ラマン散乱光は副導波路13に移り、この副導波
路13内で減衰する。一般に誘導ラマン散乱は光の増幅過
程であり、系の損失を上回る利得がない場合には誘導ラ
マン散乱は観測されない。したがって上述の構造では、
副導波路13の損失により誘導ラマン散乱が起こりにくく
なる。
しかし、従来例の誘導ラマン散乱抑圧光導波路は、標準
的な光ファイバに比べて導波構造が複雑であり、主導波
路の光損失が大きくなる欠点がある。また、構造が複雑
なので製造コストが高い欠点がある。
的な光ファイバに比べて導波構造が複雑であり、主導波
路の光損失が大きくなる欠点がある。また、構造が複雑
なので製造コストが高い欠点がある。
本発明は、以上の問題点を解決し、簡単な構造の光ファ
イバで誘導ラマン散乱を抑圧する方法を提供することを
目的とする。
イバで誘導ラマン散乱を抑圧する方法を提供することを
目的とする。
本発明の誘導ラマン散乱抑圧方法は、単一モード光ファ
イバにピークパワーの値が0.1w以上の光束を伝搬させる
ときに生じる誘導ラマン散乱を抑圧する方法において、
上記単一モード光ファイバに1mあたり0.1ないし１回の
ねじりを施すことを特徴とする。
イバにピークパワーの値が0.1w以上の光束を伝搬させる
ときに生じる誘導ラマン散乱を抑圧する方法において、
上記単一モード光ファイバに1mあたり0.1ないし１回の
ねじりを施すことを特徴とする。
本発明の誘導ラマン抑圧方法は、ねじられた光ファイバ
を用いることを最も主要な特徴とする。
を用いることを最も主要な特徴とする。
光ファイバ内に二つ以上の波長で光束を伝搬させたとき
に、これらの光束間で誘導ラマン散乱による相互作用が
生じるのは、二つの光束の偏波面が一致したときに特に
強く、偏波面が直交しているときには生じない。これに
ついては、 アール・エイチ・ストレン（R.H.Stolen）、 「ポーラリゼーション・イフェクツ・イン・ファイバ・
ラマン・アンド・ブリユアン・レーザ（Polarization E
ffects in Fiber Raman and Brillouin Lasers）」、 IEEEジャーナル・オブ・クウォンタム・エレクトロニク
ス（IEEE J.Quantum Electronics）第QE−15巻第10号
（1979年）第1157頁 に詳しく説明されている。
に、これらの光束間で誘導ラマン散乱による相互作用が
生じるのは、二つの光束の偏波面が一致したときに特に
強く、偏波面が直交しているときには生じない。これに
ついては、 アール・エイチ・ストレン（R.H.Stolen）、 「ポーラリゼーション・イフェクツ・イン・ファイバ・
ラマン・アンド・ブリユアン・レーザ（Polarization E
ffects in Fiber Raman and Brillouin Lasers）」、 IEEEジャーナル・オブ・クウォンタム・エレクトロニク
ス（IEEE J.Quantum Electronics）第QE−15巻第10号
（1979年）第1157頁 に詳しく説明されている。
また、光ファイバに励起光だけを入射した場合の誘導ラ
マン散乱光の偏波面は、自動的に励起光の偏波面と一致
してくる。
マン散乱光の偏波面は、自動的に励起光の偏波面と一致
してくる。
したがって、励起光と誘導ラマン散乱光との偏波面を徐
々にずらすことにより、誘導ラマン散乱光の増幅を抑制
することができる。本発明では、光ファイバをねじるこ
とにより光ファイバに機械的な歪を生じさせ、この歪に
より光束の偏波面を回転させている。この偏波面の回転
角は波長により異なるので、励起光と誘導ラマン散乱光
との偏波面が徐々にずれ、誘導ラマン散乱光の増幅を抑
圧できる。
々にずらすことにより、誘導ラマン散乱光の増幅を抑制
することができる。本発明では、光ファイバをねじるこ
とにより光ファイバに機械的な歪を生じさせ、この歪に
より光束の偏波面を回転させている。この偏波面の回転
角は波長により異なるので、励起光と誘導ラマン散乱光
との偏波面が徐々にずれ、誘導ラマン散乱光の増幅を抑
圧できる。
従来からも、ねじられた光ファイバに光束を伝搬させる
ことが行われている。しかし、その目的は、ねじりによ
って発生する円複屈折を利用して光の偏光状態を安定化
させることにあり、そのねじり率が１回/m以上の状態で
効果がある。これは、 左貝、町田、木村、 「捩れ単一モード光ファイバの偏光度保持特性」、 日本電信電話公社電気通信研究所研究実用化報告第31巻
第12号（1982年）第2229頁 に詳しく説明されている。
ことが行われている。しかし、その目的は、ねじりによ
って発生する円複屈折を利用して光の偏光状態を安定化
させることにあり、そのねじり率が１回/m以上の状態で
効果がある。これは、 左貝、町田、木村、 「捩れ単一モード光ファイバの偏光度保持特性」、 日本電信電話公社電気通信研究所研究実用化報告第31巻
第12号（1982年）第2229頁 に詳しく説明されている。
これに対し本発明は、光ファイバのねじりによって生じ
る基本的な物性変化を利用している点は同であるが、そ
の目的が異なるため、利用するねじり率の範囲が0.1〜
１回/mであることが異なる。
る基本的な物性変化を利用している点は同であるが、そ
の目的が異なるため、利用するねじり率の範囲が0.1〜
１回/mであることが異なる。
第１図は本発明実施例光ファイバを測定するためのブロ
ック構成図である。
ック構成図である。
光源１はピーク電力が0.1w以上の光束を光ファイバ２に
入射する。光ファイバ２は0.5回/m以上１回/m以下のね
じりが施されている。受光器３は光ファイバ２を伝搬し
た光束を測定する。
入射する。光ファイバ２は0.5回/m以上１回/m以下のね
じりが施されている。受光器３は光ファイバ２を伝搬し
た光束を測定する。
光ファイバ２がねじられていることにより、この光ファ
イバ２内に機械的な歪が生じ、この歪により光束の偏波
面を回転させる。ねじり角度に対する偏波面の回転角度
の割合を旋光能という。
イバ２内に機械的な歪が生じ、この歪により光束の偏波
面を回転させる。ねじり角度に対する偏波面の回転角度
の割合を旋光能という。
第２図は旋光能の測定値を示す。実線は傾向直線であ
る。
る。
この図に示すように、一定のファイバ長に対して波長に
より偏波面の回転する角度が異なる。したがって、ねじ
りを施した光ファイバ２中では、励起光と誘導ラマン散
乱光との偏波面が徐々にずれる。このため、誘導ラマン
散乱光に対して有効な増幅が行われず、ねじりのない光
ファイバに対して誘導ラマン散乱光が減少する。
より偏波面の回転する角度が異なる。したがって、ねじ
りを施した光ファイバ２中では、励起光と誘導ラマン散
乱光との偏波面が徐々にずれる。このため、誘導ラマン
散乱光に対して有効な増幅が行われず、ねじりのない光
ファイバに対して誘導ラマン散乱光が減少する。
第３図は誘導ラマン散乱光の利得の計算値を示す。この
計算値は、光ファイバ中に波長1.34μｍの励起光と波長
1.42μｍの小信号光とを伝搬させ、そのときのねじり率
に対するラマン利得を示す。光ファイバ長として、２、
４、６、８、10kmの場合の計算値を示す。旋光能として
は、第２図の直線により得られる値を用いた。
計算値は、光ファイバ中に波長1.34μｍの励起光と波長
1.42μｍの小信号光とを伝搬させ、そのときのねじり率
に対するラマン利得を示す。光ファイバ長として、２、
４、６、８、10kmの場合の計算値を示す。旋光能として
は、第２図の直線により得られる値を用いた。
このように、光ファイバのねじり率が大きくなるとラマ
ン利得が小さくなり、光ファイバ長が4km以下ではその
効果が顕著である。
ン利得が小さくなり、光ファイバ長が4km以下ではその
効果が顕著である。
以上説明したように、本発明の誘導ラマン散乱抑圧方法
は、光ファイバをねじることにより誘導ラマン散乱を抑
圧する。このため、標準的な光ファイバの製造工程をほ
とんど変更することなしに製造でき、安価な光ファイバ
で誘導ラマン散乱を抑圧した光伝送路を構成できる効果
がある。
は、光ファイバをねじることにより誘導ラマン散乱を抑
圧する。このため、標準的な光ファイバの製造工程をほ
とんど変更することなしに製造でき、安価な光ファイバ
で誘導ラマン散乱を抑圧した光伝送路を構成できる効果
がある。
第１図は本発明実施例光ファイバを測定するための構成
を示す図。 第２図は旋光能の測定値を示す図。 第３図は誘導ラマン散乱光の利得の計算値を示す図。 第４図は誘導ラマン散乱光の利得の測定例を示す図。 第５図は従来例誘導ラマン散乱抑圧光導波路の断面図。 １……光源、２……光ファイバ、３……受光器、11……
クラッド、12……主導波路、13……副導波路、14……損
失付与部。
を示す図。 第２図は旋光能の測定値を示す図。 第３図は誘導ラマン散乱光の利得の計算値を示す図。 第４図は誘導ラマン散乱光の利得の測定例を示す図。 第５図は従来例誘導ラマン散乱抑圧光導波路の断面図。 １……光源、２……光ファイバ、３……受光器、11……
クラッド、12……主導波路、13……副導波路、14……損
失付与部。
Claims (1)
- 【請求項１】単一モード光ファイバにピークパワーの値
が0.1w以上の光束を伝搬させるときに生じる誘導ラマン
散乱を抑圧する方法において、 上記単一モード光ファイバに1mあたり0.1ないし１回の
ねじりを施す ことを特徴とする誘導ラマン散乱抑圧方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039692A JPH0685037B2 (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 誘導ラマン散乱抑圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039692A JPH0685037B2 (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 誘導ラマン散乱抑圧方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62196629A JPS62196629A (ja) | 1987-08-31 |
| JPH0685037B2 true JPH0685037B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=12560091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61039692A Expired - Fee Related JPH0685037B2 (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 誘導ラマン散乱抑圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685037B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7424193B2 (en) * | 2004-07-14 | 2008-09-09 | The Regents Of The University Of Michigan | Composite waveguide |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP61039692A patent/JPH0685037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62196629A (ja) | 1987-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |