JPS5963830A - 光信号増幅器 - Google Patents

光信号増幅器

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JPS5963830A
JPS5963830A JP57175094A JP17509482A JPS5963830A JP S5963830 A JPS5963830 A JP S5963830A JP 57175094 A JP57175094 A JP 57175094A JP 17509482 A JP17509482 A JP 17509482A JP S5963830 A JPS5963830 A JP S5963830A
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JP
Japan
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light source
optical signal
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optical fiber
light
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JP57175094A
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JPS6230717B2 (ja
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Kazuhiro Noguchi
一博 野口
Taiji Murakami
村上 泰司
Yasuro Kimura
康郎 木村
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/2912Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
    • H04B10/2916Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using Raman or Brillouin amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、通信用光信号を増幅する光信号増幅器に関す
る。特に、光ファイバの内部で生じるラマン増幅現象を
利用して、光信号を増幅する光信号増幅器に関する。
〔従来技術の説明〕
一本の単一モード光ファイバに周波数Fsの信号光と、
この信号光の周波数とは異なる周波数Fpの振幅□の大
きい励起光を同時に注入すると、Fi=2Fp−Fs なる周波数のアイドラ光が発生し、励起光、信号光およ
びアイドラ光の間に位相整合条件が満たされると、励起
光のエネルギーが信号光およびアイトう光へ移行する現
象が知られている。これを四光子混合増幅現象といい、
この現象を利用した光信号増幅器が次の文献に報告され
ている。
(文献) K、Washio et al、  ” A
mplication and Frequency 
 Conversion  of  InGaA’sP
  La5er  Light  1nOptical
 Fiber P’umped in the Low
 Dispersion )egion at 1.3
 1t m ” Topical Meeting o
n 0ptical  Fiber  Communi
cation、  Ar1zona、八pril  1
3− 15.1982 pp60 − 第1図はこの従来例増幅器の構成図である。半導体レー
ザlは波長1.387rmの光信号を発生し、Nd:Y
AGレーザ2は波長1.32.u mの光信号を発生ず
る。この2つのレーザの出力光は、ハーフミラ−3を用
いて単一モード光ファイバ4に入射される。この光ファ
イバ4の内部で上記式の周波数のアイドラ光が発生し、
このアイドラ光の振幅が半導体レーザ1の出力光より大
きくなって、帯域濾波器5を介して取り出される。この
従来例装置では、光ファイバ4にコア直径11μm、高
次モードカッ1−オフ波ff11.2μm1長さ約30
mの単一モード光ファイバを使用して、ピーク出力15
W1パルス幅O54μsの光パルスで励起したとき、こ
の光ファイバ4の中で約47dB増幅され、励起光パル
スのピーク出力を30Wにしたときには、約60dBの
増幅が行われることが報告されている。
しかし、この従来例装置では、光ファイバ4として、信
号光と励起光との間で位相整合条件を満足させるような
特殊な単一モード、光ファイバを用いることが必要であ
り、このような光ファイバは一般の通信用に使用するに
は適当ではなく、また出力信号光の波長は上記のように
アイドラ光であり、これは一般の通信用光ファイバのO
H基吸収11邊失の大きい領域にあるので、この波長で
ば長距頗目云送が困難である。
〔発明の目的〕
4、発明は、特殊な光ファイバを使用する必要がなく、
出力光が通常の光ファイバの低損失波長領域にある光信
号増幅器を提供することを目的とする。
〔発明の特徴〕
本発明は、変調信号入力端子と、 この変調信号入力端子の信号により振幅変1tldされ
た光信号を発生する第一の光源と、 この第一の光源の発する光信号より僅かに波長が相違し
振幅の大きい連続的な光信号を発生する第二の光源と、 」二記第−の光源が発生ずる光信号と上記第二の光源が
発生ずる光信号との間にラマン増幅現象を誘起させる光
ファイバと、 上記第一の光源が発生ずる光信号と上記第二の光源が発
生する光信号とを同時に上記光ファイバの一端に入射さ
せる第一の手段と、 −に記第二の光源の発生する光信号の波長に等しい波長
の信号であって上記第一の光源の出力光とは逆の位相に
変調された光信号を上記光ファイバの他端から取り出す
第二の手段と を備えたことを特徴とする。
第一の光源は波長的1.38μm〜1.41μmの光信
号を発生ずる半導体レーザにより構成され、第二の光源
は波長的1.32μmの光信号を発生ずるNd:YAG
レーザにより構成され、第二の手段が波長的1.321
trnの光信号に対して通過域を有する帯域濾波器を含
む構成が好ましい。
第一の手段は誘電体多層薄膜により形成されたダイクロ
インクミラーを含むことが好ましい。
ここで、Nd:YAGレーザとは、Ndイオンをン占に
−(オンとして含むイツトリウム・アJI/ミニウム・
ガーネットを材料主成分とする固体レーザである。
〔実施例による説明〕
第2図は本発明実施例光信号増幅器の構成図である。入
力端子11には、変調信号入力が電気信号として与えら
れる。第一の光源12は半導体レーザで、波長が約1.
38〜1.41メrmの光信号を発生し、その出力光は
上記入力端子11の変調信号人力により振幅変調される
ように構成される。第二の光源13はNd:YAGレー
ザで、波長約1.32.u mの振幅の大きい連続光を
発生する。第一の光源12の出力光と第二の光源13の
出力光はダイクロイックミラー14で合成されて、光フ
ァイバ15の一端に入射される。ダイクロイックミラー
14は、誘電体多層HH’Aにより構成される。これば
、光源I2の出力光を高効率に透過させ、光源13の出
力光は高効率に反射させるように各多層薄膜が構成され
ている。
光ファイバ14ばラマン増幅現象を誘起させる光ファイ
バである。
光ファイバ15の他端では、その出力光が帯域濾波器1
6を通過して光ファイバ17の一端に入射されるように
構成され、光ファイバ17の他端の出力光は、受信装置
18に供給される。帯域濾波器16の通過帯域波長は、
Nd : YAGレーザ光源13の出力光波長であり、
半導体レーザ光源12の出力光波長は阻止するように構
成される。光ファイバ17は長距離通信用の光ファイバ
とすることができる。
このように構成された装置では、光ファイバ15に入射
されたNd : YAGレーザ光源13の出力光は、半
導体レーザ光源12の出力光がこの光ファイバ15にと
もに存在することにより、ラマン増幅現象が誘起される
。ずなわち、Nd:YAGレーザ光源13の出力光エネ
ルギーが1、光ファイバ15を伝播するにつれて半導体
レーザ光源12の出力光に移り、その結果として波長1
.32μmの光信号強度はほとんど零になり、半導体レ
ーザ光源12の出力光波長に等しい波長の光信号の振幅
が大きくなる。
一方、光ファイバ15に半導体レーザ光源12からの出
力光が存在しないときには、このような現象ば起ごらず
Nd : YAGレーザ光源13の出力光波長1.32
μmがそのまま光ファイバ15の他端に送出される。し
たがって、光ファイバ15の他端から送出される波m1
.321rmの光信号成分は、半導体シー9′光源12
の出力光の逆位相に変調された光信号となる。しかも、
Nd : YAGレーザ光源13の信号振幅は大きくす
ることができるので、光ファイン\15の他端から送出
される波長1.32μmの光信号は、半導体レーデ光源
12の出力光信号より大きくすることができる。
第3図は各信号の時間関係を示すタイムチャートである
。第3図(A)はNdニーYAGレーザ光l+h+ 1
3の出力光レベルを示ず。すなわらNd:YAGレーザ
光源13は高いレベルP1の連続光を送出]′る。第3
図(B)は半導体レーザ光源12の出力光レベルを示す
。この出力光のレベルP2は低く入力端子11の信号に
より変調されている。第3図(C)は光ファイバ15の
出力光レベルを示す。
ずなわら半導体レーザ光源12の出力光がない時間には
、Nd : YAGレーザ光源13の出力光レベルP1
が光ファイバ15でいくぶん減衰されて、レベルPよ 
′で送出される。しかし、光ファイン\15に半導体レ
ーデ光源12の出力光が存在する時間にば、光ファイバ
15の内部でラマン増幅現象が誘起されて、Nd:YA
Gレーザ光源13の出力光は消滅して、光ファイバ15
の他端には現れなし)。したがって、Nd:YAGレー
ザ光源13の出力光波長1.32.lZmの光信号は、
半導・体レーザ光源12の出力光の逆の位相に変調され
て、光ファイバ15の出力端に送出される。
ごのよ・うに本発明は、ラマン増幅現象により増幅され
た信号を利用するのではなく、ラマン増幅現象によりエ
ネルギーを失う連続光の方を利用するところに著しい特
徴があり、この点において前述の従来例とぽ原理的に相
違する。
一般にNd:’YAGレーザは大出力の光信号を発生さ
せることができる。本発明の装置では、Nd:YAGレ
ーザ光源13の出力光レベルは、光ファイバ15の中で
誘導ラマン散乱効果などの非線型の光学現象を受ける直
前まで高くすることができる。またNd:YAGレーザ
光源13の出力光波長1.32μmは、一般の通信用光
ファイ/Nを高効率で少ない損失で伝播する。したがっ
て、ラマン増幅現象によりエネルギーを受ける側を利用
するのではなく、エネルギーを失う側を利用するこ′と
が光通信用の増幅器あるいは変調器としてはるかに有利
である。
−に記実施例では、ラマン増幅現象を誘起するために、
信号伝送用光ファイバ17とは別の光ファイバ15を用
いるように説明したが、信号伝送用光フアイバ自身がラ
マン増幅現象を誘起するに十分な特性を有する場合には
、信号伝送用光ファイバの中で上記の作用を行わせるこ
とができる。このときには、別の光ファイバは不要にな
る。
−に記実施例に示す箒域濾波器16は光ファイバ17の
出ノ月則に配置することもできる。また、通信用光ファ
イバ17は、波i1.3a〜1.41μmの光信号に対
する伝送損失は、波長1.32μmの光信号に対する伝
送損失はdB表示で約4倍はど大きいので、この帯域濾
波器16を省いても、出力に波長1.32μmの光信号
のみを得るように構成することができる。
」二記実施例は第一の光源として半導体レーザを用い、
第二の連続光の光源としてNd : YAGレーザを用
いる例を説明したが、他の種類の光源を用いて同様の原
理の装置を構成することができる。
この場合に、変調された入力光の波長が連続光の波長よ
り長いとは限らず、相互にラマン増幅現象を誘起するも
のであれば、これを利用することができる。第一の光源
と第二の光源の波長の相違は、相り一にラマン増幅現象
を誘起することができる程度に選ばれる。
(効果の説明) 以上説明したように、本発明によれば、光通信に有利な
波長であって、入力信号により変調された大振幅の光信
号が送出される光信号増幅器が得られる。この増幅器を
利用することにより、光フアイバ通信の伝送距離を飛躍
的に増大させることができる。本発明の装置では、入力
光信号の位相を整合させるなどの複雑かつ精密な操作を
一切必要としないので装置は安定である。また光ファイ
バとして特殊なものを使用する必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例装置の構成図。 第2図は本発明実施例装置の構成図。 第3し1ばその動作説明用のタイムチャー1−011・
・・変altJ (M号の入力端2子、12・・・第一
の光源(半導体レーf) 、13・・・第二の光源(N
d:YAGレーリ゛、連続光を送出する。)、14・・
・ダイクロイ・ツクミラー、15・・・ラマン増幅現象
を誘起する)しファイバ、16・・・帯域濾波器(第二
の光源の出力光波長を透過する。)、17・・・光ファ
イノ\、18・・・受信装置特許出願人・日本電信電話
公社 代理人弁理士 井 出 直 孝 第 2回 菓 3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)変MJ&を信号入力端子と、 この変調信号入力端子の信号により振幅変調された光信
    号を発生する第一の光源と、 この第一の光源の発する光信号より僅かに波長が相違し
    振幅の大きい連続的な光信号を発生ずる第二の光源と、 上記第一の光源が発生する光信号と上記第二の光源が発
    生ずる光信号との間にラマン増幅現象を誘起させる光フ
    ァイバと、 上記第一の光源が発生する光信号と−F記第二の光源が
    発生ずる光信号とを同時に上記光ファイバの一端に入射
    さ・口る第一の手段と、 上記第二の光源の発生ずる光信号の波長に等しい波長の
    信号であって上記第一の光源の出力光とは逆の位相に変
    調された光信号を上記光ファイバの他端から取り出す第
    二の手段と を備えた光信号増幅器。
  2. (2)第一の光源は波長約1.38# m −1,4L
    u mの光信号を発生ずる半導体レーザにより構成され
    、第二の光源は波長約1.32μmの光信号を発生ずる
    Nd:YAGレーザにより構成され、第二の手段が波長
    約1.32μmの光信号に対して通過域を有する帯域濾
    波器を含む 特許請求の範囲第(11項に記載の光信号増幅器。
  3. (3)第一の手段は誘電体多層薄膜により形成されたグ
    イクロイックミラーを含む特許請求の範囲第(1)項に
    記載の光信号増幅器。
JP57175094A 1982-10-04 1982-10-04 光信号増幅器 Granted JPS5963830A (ja)

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JP57175094A JPS5963830A (ja) 1982-10-04 1982-10-04 光信号増幅器

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JPS5963830A true JPS5963830A (ja) 1984-04-11
JPS6230717B2 JPS6230717B2 (ja) 1987-07-03

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6191986A (ja) * 1984-10-12 1986-05-10 Nec Corp 光通信用光増幅器
JPS63161731A (ja) * 1986-12-25 1988-07-05 Nec Corp 逐次誤り訂正復号化装置
JPH02150728A (ja) * 1988-12-01 1990-06-11 Nec Corp レーザ光検出装置

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JPS6191986A (ja) * 1984-10-12 1986-05-10 Nec Corp 光通信用光増幅器
JPS63161731A (ja) * 1986-12-25 1988-07-05 Nec Corp 逐次誤り訂正復号化装置
JPH02150728A (ja) * 1988-12-01 1990-06-11 Nec Corp レーザ光検出装置

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JPS6230717B2 (ja) 1987-07-03

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