JPS59101629A - ファイバ内光増幅装置 - Google Patents
ファイバ内光増幅装置Info
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- JPS59101629A JPS59101629A JP57210966A JP21096682A JPS59101629A JP S59101629 A JPS59101629 A JP S59101629A JP 57210966 A JP57210966 A JP 57210966A JP 21096682 A JP21096682 A JP 21096682A JP S59101629 A JPS59101629 A JP S59101629A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 11
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 25
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 18
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- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 6
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
- H01S3/13013—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
-
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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】
本発明は増幅度を安定化させ光フアイバ内の誘導散乱効
果を用いたファイバ内光増幅装置に関する０ 一般に、ホンピング光を光ファイバに入射させると同時
に、光ファイバの誘導散乱効果のひとつであり誘導ラマ
ン散乱のラマン利得帯域内にある波長の信号光を入射さ
せると、誘導ラマン効果により信号光が増幅され、これ
を７アイパラマン増幅という。この光ファイバを長さノ
だけ伝搬した後の信号光出力Ｐ、０）は、その信号光入
力をＰｓ （ｏ）とすると、次式で与えられる ただし、２はラマン利得係数、Ａはファイバの実効断面
積、α５．α、はそれぞれ信号光およびポンピング光の
伝送損失である。ｂは光ファイバへのポンピング光入力
であり、光ファイバのどちらの一端から入射させてもよ
い。Ｌは増幅に寄与する正味のファイバ長を与え、実効
長と呼ばれている。この７アイパラマン増幅では、信号
光出力 ゛は第（１）式のようにポンピング光入力
の指数関数となっているので、ボンピング光源の安定化
が重要である。
果を用いたファイバ内光増幅装置に関する０ 一般に、ホンピング光を光ファイバに入射させると同時
に、光ファイバの誘導散乱効果のひとつであり誘導ラマ
ン散乱のラマン利得帯域内にある波長の信号光を入射さ
せると、誘導ラマン効果により信号光が増幅され、これ
を７アイパラマン増幅という。この光ファイバを長さノ
だけ伝搬した後の信号光出力Ｐ、０）は、その信号光入
力をＰｓ （ｏ）とすると、次式で与えられる ただし、２はラマン利得係数、Ａはファイバの実効断面
積、α５．α、はそれぞれ信号光およびポンピング光の
伝送損失である。ｂは光ファイバへのポンピング光入力
であり、光ファイバのどちらの一端から入射させてもよ
い。Ｌは増幅に寄与する正味のファイバ長を与え、実効
長と呼ばれている。この７アイパラマン増幅では、信号
光出力 ゛は第（１）式のようにポンピング光入力
の指数関数となっているので、ボンピング光源の安定化
が重要である。
従来、この種の装置としては、第１図に示したような構
成が考えられている。図中、ｌは信号光パルス光源、２
は光ファイバのボンピング光源、３は信号光とポンピン
グ光の合成または分離のためのダイクロイックミラー、
４は光ファイバ、５は受光器である。図のように、信号
光源１からの信号光パルスとボンピング光源２からのポ
ンピング光を同一方向からファイバ４に入射させる進行
波励起方式では、少くとも信号光パルスのパルス間隔よ
り周期の長いポンピング光の出力変動を安定化させる必
要がある。例えば、３００Ｍｂｉｔ／ｓの信号光パルス
に対しては数ｎｓ程度より周期の長い出力変動の安定化
が必要とされる。
成が考えられている。図中、ｌは信号光パルス光源、２
は光ファイバのボンピング光源、３は信号光とポンピン
グ光の合成または分離のためのダイクロイックミラー、
４は光ファイバ、５は受光器である。図のように、信号
光源１からの信号光パルスとボンピング光源２からのポ
ンピング光を同一方向からファイバ４に入射させる進行
波励起方式では、少くとも信号光パルスのパルス間隔よ
り周期の長いポンピング光の出力変動を安定化させる必
要がある。例えば、３００Ｍｂｉｔ／ｓの信号光パルス
に対しては数ｎｓ程度より周期の長い出力変動の安定化
が必要とされる。
しかしながら、ボンピング光源として用いられている波
長１．０６μｍ、ある（・は１．３２μｍのＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザにおいては、従来、たかだか１μｍ程度より周
期の長い変動に対する出力安定化しか実現しておらず、
上記のごとき数ｎｓより周期の長い出力変動の安定化を
達成するのは多大の困難を伴なう。
長１．０６μｍ、ある（・は１．３２μｍのＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザにおいては、従来、たかだか１μｍ程度より周
期の長い変動に対する出力安定化しか実現しておらず、
上記のごとき数ｎｓより周期の長い出力変動の安定化を
達成するのは多大の困難を伴なう。
さらに、このボンピング光源２が完全に安定化されたと
しても、光ファイバ４に何らかの外力が加わり、ファイ
バ伝搬中の光の偏光状態が変わると、増幅度が変化する
ために、この構成では安定化を計ることは根本的に難し
い。例えば、このような伝送中に生じた変動を補償する
には、送信側に受光器からの信号を送り返して帰還回路
を構成することが考えられるが、そのような構成では、
帰還回路の応答速度は上記の信号を送り返すのに要する
時間のため遅くなり、したがって、ファイバく伝搬中に
生じた変動を補償できず、増幅度の安定化が図れなし・
。さらに、送信側に受光器からの信号を送り返すために
は、新しく伝送路を設けなければならないと（・う欠点
も生ずる。
しても、光ファイバ４に何らかの外力が加わり、ファイ
バ伝搬中の光の偏光状態が変わると、増幅度が変化する
ために、この構成では安定化を計ることは根本的に難し
い。例えば、このような伝送中に生じた変動を補償する
には、送信側に受光器からの信号を送り返して帰還回路
を構成することが考えられるが、そのような構成では、
帰還回路の応答速度は上記の信号を送り返すのに要する
時間のため遅くなり、したがって、ファイバく伝搬中に
生じた変動を補償できず、増幅度の安定化が図れなし・
。さらに、送信側に受光器からの信号を送り返すために
は、新しく伝送路を設けなければならないと（・う欠点
も生ずる。
本発明の目的は、これら従来技術の問題を解決し、十分
に実用に耐え得る安定した受光出力レベルを得られるフ
ァイバ内光増幅装置を提供することにある。
に実用に耐え得る安定した受光出力レベルを得られるフ
ァイバ内光増幅装置を提供することにある。
本発明の構成は、信号光を光ファイバの一端から入射さ
せ、その光ファイバの他端からポンピング光を入射させ
て、その光フアイバ内の誘導散乱効果によって増幅され
た信号光を前記ポンピング光と分離して取り出すファイ
バ内光増幅装置にお（・て、前記の増幅された信号光の
受光器の出力の一部により前記ポンピング光の前記光フ
ァイバへの入力を制御してその受光出力レベルを安定化
する帰還回路を備えたことを特徴とする。
せ、その光ファイバの他端からポンピング光を入射させ
て、その光フアイバ内の誘導散乱効果によって増幅され
た信号光を前記ポンピング光と分離して取り出すファイ
バ内光増幅装置にお（・て、前記の増幅された信号光の
受光器の出力の一部により前記ポンピング光の前記光フ
ァイバへの入力を制御してその受光出力レベルを安定化
する帰還回路を備えたことを特徴とする。
次に本発明を図面により詳細に説明する。
第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。本実施例では、誘導散乱効果として誘導ラマン効果
を用いている。この実施例は、ポンピング光汀２の出力
を制御するための帰還回路６を設けたものであり、他の
構成要素は第１図と同じになっている。
る。本実施例では、誘導散乱効果として誘導ラマン効果
を用いている。この実施例は、ポンピング光汀２の出力
を制御するための帰還回路６を設けたものであり、他の
構成要素は第１図と同じになっている。
７アイパラマン増幅は、信号光とポンピング光を同一方
向から入射させてもまた逆方向から入射させても得られ
る増幅度は同じである。
向から入射させてもまた逆方向から入射させても得られ
る増幅度は同じである。
本実施例は、信号光とポンピング光とが逆方向に伝搬す
る場合を示しており、この場合の増幅度はポンピング光
が変動しても逆方向に伝搬するために平均化され増幅信
号光の出力変動は大幅に軽減される。例えば、ポンピン
グ光の伝送損失が、０．５ｄＢ／ｋｍのとき、増幅に寄
与するファイバの実効長は前記（２）式より約９ｋｍ
であるので、この距離の光ファイバを信号光が伝搬中の
増幅度は平均化されるので、結局約４０μｓ以上の周期
を有する低周波出力変動を安定化すればよいことがわか
る。
る場合を示しており、この場合の増幅度はポンピング光
が変動しても逆方向に伝搬するために平均化され増幅信
号光の出力変動は大幅に軽減される。例えば、ポンピン
グ光の伝送損失が、０．５ｄＢ／ｋｍのとき、増幅に寄
与するファイバの実効長は前記（２）式より約９ｋｍ
であるので、この距離の光ファイバを信号光が伝搬中の
増幅度は平均化されるので、結局約４０μｓ以上の周期
を有する低周波出力変動を安定化すればよいことがわか
る。
本実施例において、信号光源１としては波長１．４０５
μｎｉの１ｎＧａＡ、Ｐ／工ｎＰの半導体レーザを用
、い、ボンピング光源２としては波長１．３２μｍ Ｃ
Ｗ発振Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用い、光ファイバ３として
はコア径６μｍ、伝送損失が波長１．３２μｔｎにて０
．５ｄＢ／ｋｍ 、 ７ フィバ長１００ ｋｍのもの
を用いている。このとき式（２）より増幅に寄与して（
・るのは、受信端近くの約９ｋｍであり、残りの９１
ｋｍは通常の伝送路として作用している。また、帰還回
路６は、まず受光器５の出力電圧の一部を適当な時定数
の積分器に通し増幅器（６）によって増幅した電圧を出
力している。この帰還回路６の出力電圧をボンピング光
源２の共振器内部に挿入した超音波変調器に印加して出
力の制御を行なっている。
μｎｉの１ｎＧａＡ、Ｐ／工ｎＰの半導体レーザを用
、い、ボンピング光源２としては波長１．３２μｍ Ｃ
Ｗ発振Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用い、光ファイバ３として
はコア径６μｍ、伝送損失が波長１．３２μｔｎにて０
．５ｄＢ／ｋｍ 、 ７ フィバ長１００ ｋｍのもの
を用いている。このとき式（２）より増幅に寄与して（
・るのは、受信端近くの約９ｋｍであり、残りの９１
ｋｍは通常の伝送路として作用している。また、帰還回
路６は、まず受光器５の出力電圧の一部を適当な時定数
の積分器に通し増幅器（６）によって増幅した電圧を出
力している。この帰還回路６の出力電圧をボンピング光
源２の共振器内部に挿入した超音波変調器に印加して出
力の制御を行なっている。
このようなＮｄ：ＹＡＧレーザ自体の出力レベルの安定
化については、例えば第４０回応用物理学会（１９・７
９年秋季）の予稿集第１６０頁ａｏｐ−Ｂ−６番の井上
氏らの論文「１，３μｍμｍ力出力高安定化Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザー詳しく述べられている。
化については、例えば第４０回応用物理学会（１９・７
９年秋季）の予稿集第１６０頁ａｏｐ−Ｂ−６番の井上
氏らの論文「１，３μｍμｍ力出力高安定化Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザー詳しく述べられている。
本発明の特徴は、増幅後の信号光を検出して、ボンピン
グ光源２の出力を制御していることである。このため帰
還回路６の時定数を適当に選ぶことによって、光ファイ
バに何らかの外力が加わって偏光状態が変わり増幅度が
変動した場合も、その影響を十分に補償することができ
る。その場合帰還回路６０時定数昏ハ。光ファイバの実
効長を光が伝搬するのに要する時間にほぼ等しくするの
が最も望ましく・。例えば、帰還回路６の時定数を数１
０μｓとすれば、周期が１００μｓ程度以上の不規則な
振動が光ファイバに常時加わって増幅度が変動している
場合も、このような振動によるゆらぎを取り除くことが
でき、周期が数１０μｓより短い変動成分の影響は、前
述のように信号光とポンピング光が逆方向に伝搬中に、
平均化されて取り除かれる。
グ光源２の出力を制御していることである。このため帰
還回路６の時定数を適当に選ぶことによって、光ファイ
バに何らかの外力が加わって偏光状態が変わり増幅度が
変動した場合も、その影響を十分に補償することができ
る。その場合帰還回路６０時定数昏ハ。光ファイバの実
効長を光が伝搬するのに要する時間にほぼ等しくするの
が最も望ましく・。例えば、帰還回路６の時定数を数１
０μｓとすれば、周期が１００μｓ程度以上の不規則な
振動が光ファイバに常時加わって増幅度が変動している
場合も、このような振動によるゆらぎを取り除くことが
でき、周期が数１０μｓより短い変動成分の影響は、前
述のように信号光とポンピング光が逆方向に伝搬中に、
平均化されて取り除かれる。
さらに、本実施例では、受光器５とボンピング光源２と
が光ファイバの同じ一端にあるので帰還回路６の応答速
度を速くできしかも構成が簡単であるという利点を有す
る。
が光ファイバの同じ一端にあるので帰還回路６の応答速
度を速くできしかも構成が簡単であるという利点を有す
る。
なお、この発明は前述の実施例の構成のみに限定される
ことなくいくつかの変形が考えられる。
ことなくいくつかの変形が考えられる。
例えば、ボンピング光源による安定化の代りに、第３図
の構成図に示すように、共振器外部の光変調器を用いて
安定化してもよい。図において、７はＫＤ Ｐなどを
用いた電気光学結晶であり、８゜８′は偏光板である。
の構成図に示すように、共振器外部の光変調器を用いて
安定化してもよい。図において、７はＫＤ Ｐなどを
用いた電気光学結晶であり、８゜８′は偏光板である。
この実施例は、電気光学結晶７に帰還回路６の出力電圧
を印加して光変調器の透過率を変えることにより、ポン
ピング光の光ファイバ４への入力を制御するものである
。
を印加して光変調器の透過率を変えることにより、ポン
ピング光の光ファイバ４への入力を制御するものである
。
また、ダイクロイックミラー３の代わりにプリズムを用
いることもでき、ボンピング光源２としてカラーセンタ
ーレーザ等の他のレーザを用いてもよい。
いることもでき、ボンピング光源２としてカラーセンタ
ーレーザ等の他のレーザを用いてもよい。
なお、本発明の実施例では誘導ラマン効果を用いる場合
について説明したが、誘導プリルアン効果等の他の誘導
散乱効果を用いて信号光の増〔を行なうこともできる。
について説明したが、誘導プリルアン効果等の他の誘導
散乱効果を用いて信号光の増〔を行なうこともできる。
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
増幅後の信号光の出力によって、ポンピンク光の光ファ
イバへの入力を制御しているので、いかなる場合にも増
幅度の安定したファイバ内光増幅装置が得られる。
増幅後の信号光の出力によって、ポンピンク光の光ファ
イバへの入力を制御しているので、いかなる場合にも増
幅度の安定したファイバ内光増幅装置が得られる。
第１図は従来の構成の一例を示す構成図、第２図は本発
明の一実施例の構成図、第３図は第２図のボンピング光
源の制御の一方法を示した構成図である。図において、 １・・・・・・信号光パルス光源、２・・・・・・ボン
ピング光源、３．３′・・・・・・ダイクロイックミラ
ー、４・・・州党ファイバ、５・・・・・・受光器、６
・・・・・・帰還回路、７・・・・・・電気光学結晶、
８，８′・・・・・・偏光板である。
明の一実施例の構成図、第３図は第２図のボンピング光
源の制御の一方法を示した構成図である。図において、 １・・・・・・信号光パルス光源、２・・・・・・ボン
ピング光源、３．３′・・・・・・ダイクロイックミラ
ー、４・・・州党ファイバ、５・・・・・・受光器、６
・・・・・・帰還回路、７・・・・・・電気光学結晶、
８，８′・・・・・・偏光板である。
Claims (1)
- 信号光を光ファイバの一端から入射させ、その光ファイ
バの他端からポンピング光を入射させて、その光フアイ
バ内の誘導散乱効果によって増幅された信号光を前記ポ
ンピング光と分離して取り出すファイバ内光増幅装置に
おいて、前記増幅された信号光の受光出力の一部によシ
、前記ポンピング光の前記光ファイバへの入力を制御し
てその受光出力レベルを安定化する帰還回路を備えたこ
とを特徴とするファイバ内光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210966A JPS59101629A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | ファイバ内光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210966A JPS59101629A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | ファイバ内光増幅装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101629A true JPS59101629A (ja) | 1984-06-12 |
| JPH0377967B2 JPH0377967B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=16598061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210966A Granted JPS59101629A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | ファイバ内光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101629A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61140928A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-28 | エステイーシー ピーエルシー | 光増幅器及び光増幅方法 |
| JPH0267526A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-03-07 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光増幅器 |
| JPH02153327A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光増幅モジュール |
| EP0669730A3 (ja) * | 1989-08-31 | 1995-09-20 | Fujitsu Ltd | |
| EP0712217A3 (en) * | 1991-11-08 | 1996-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | Fiber optic amplifier with polarization limiting means |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP57210966A patent/JPS59101629A/ja active Granted
Cited By (12)
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| EP0676871A1 (en) * | 1989-08-31 | 1995-10-11 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system provided with the optical amplifier |
| US5510931A (en) * | 1989-08-31 | 1996-04-23 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system with optical amplifier using pumping right beam |
| US5521737A (en) * | 1989-08-31 | 1996-05-28 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system with optical amplifier using pumping light beam |
| US5526163A (en) * | 1989-08-31 | 1996-06-11 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system with optical amplifier using pumping light beam |
| US5535050A (en) * | 1989-08-31 | 1996-07-09 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system with optical amplifier using pumping light beam |
| US5546213A (en) * | 1989-08-31 | 1996-08-13 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system provided with the optical amplifier |
| EP1063795A3 (en) * | 1989-08-31 | 2001-03-14 | Fujitsu Limited | Optical amplifier, optical transmission system comprising an optical amplifier, and method of amplifying an optical signal |
| EP0712217A3 (en) * | 1991-11-08 | 1996-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | Fiber optic amplifier with polarization limiting means |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377967B2 (ja) | 1991-12-12 |
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