JPS628761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光伝送路に係り、特に超高速・大容量
の情報を長距離伝送させるのに適した高出力光伝
送路に関する。

近年、単一モード光フアイバの低損失化の進展
に伴ない、その低分散な波長域で動作する超高
速・大容量の情報伝送システムの需要が強くな
り、このため伝送路の中継間隔をできるだけ長く
する必要性がしだいに強まつてきた。

ところで、用いる光フアイバの損失の低減には
限度があるので、長距離の光情報伝送には、でき
るだけ高感度な光検出器を用いるとともに、送信
用の光源として高出力なレーザを用いる必要があ
る。

しかしながら、光フアイバ中に高出力レーザ光
を伝送させると、誘導ラマン散乱や誘導４光子混
合などの誘導光散乱が生じ易く、ひいては誘導散
乱光が強くなると、信号光の品質を劣化させてし
まうという問題が生じる。従来の光伝送路におい
ては、誘導散乱光の成長を阻止する効果的な方策
が構じられなかつたために、高出力レーザを光源
として用いることができず、これがため中継間隔
の長い光伝送路を敷設することが困難であるとい
う欠点があつた。

本発明の目的は、この従来の光伝送路のもつ欠
点を除去し、超高速・大容量の情報を長距離伝送
することができる光伝送路を提供することにあ
る。

本発明は、複数の光フアイバを直列に接続した
接続個所のうち少なくとも一個所に、誘導散乱光
を大きく成長させないようにするための帯域フイ
ルタを設けたことを特徴とする光伝送路である。

本発明によれば、一つの伝送路にて高出力信号
光を遠地点にまで伝送することができるので、そ
の遠端にて信号光を複数の光フアイバに容易に分
岐できることである。従来は、送信端にて信号光
を複数の光フアイバに分岐させ、光フアイバを束
ねて遠端にまで敷設していたが、これに比べる
と、本発明によれば、光フアイバの所要量を大幅
に節減できるので、経済的な光伝送システムが実
現できる。

光フアイバ中に高出力レーザ光を伝送させたと
きに生じる誘導光散乱には誘導ラマン散乱、誘導
ブリユアン散乱、誘導４光子混合などがある。

これらの誘導光散乱は、超高速・大容量の情報
伝送が可能な、コア径が細い単一モード光フアイ
バにおいてとくに生じやすい。

また、長距離伝送に適した波長1.3〜1.5μｍ帯
では、1W以下の、それほど強くないレーザ光を
用いても、長尺の光フアイバを伝送させることに
より誘導散乱光が強く発生しやすくなる。

従つて、超高速・大容量の情報を長距離にわた
つて伝送するには、誘導散乱光が強くならないよ
うに何らかの対策を構ずる必要があることがわか
る。

〔単色のレーザ光源を用い、単一の光フアイバ
にレーザ光を伝送させた場合における、誘導光散
乱の発生による信号劣化が避けられる光フアイバ
入力の限界については、アプライド・オプテイク
ス（Applied Optics）、1972年11月号発行の第11
巻第2489頁乃至2494頁、アール・ジー・スミス
（R.G.Smith）氏の論文に記載されている。〕 さて、誘導光散乱のうちで誘導ブリユアン散乱
は、単色なレーザ光源を用いた場合には信号光の
損失の原因ともなりうるが、ブリユアン散乱の利
得帯域幅は100MHz程度と狭いので、マルチ軸モ
ードのレーザ光を用いるなどして信号光のスペク
トル帯域を広帯域化すれば、誘導ブリユアン散乱
の発生のしきい値を高くすることができ、誘導ラ
マン散乱に比べて誘導ブリユアン散乱の寄与は無
視しうるようにできる。また、誘導４光子混合な
るものは、信号光のほかに他波長の光が存在する
ときに、新たにアンチストークス光を発生するな
どによつて、信号光の損失あるいは異なる波長の
信号間のクロストークなどの発生の原因となりう
るが、この誘導４光子混合の成長は、誘導ラマン
散乱の成長を阻止することによつてほぼ十分に抑
止できる。

従つて、本発明の原理的構成は、光フアイバを
複数の区間に分割し、そのうちの一つ以上の接続
個所に帯域フイルタを設けた点にあり、もつて誘
導ラマン散乱を中心とした誘導散乱光を減衰ない
しは光伝送路から取り除くようにし、誘導散乱光
が大きく成長することを阻止するようにしたこと
に特徴がある。

次に、本発明による高出力光伝送路について、
図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明による一実施例の構成を示し
た模式図である。この図において、１は入射光、
２ａ，２ｂ，２ｃは光フアイバ、３ａ，３ｂは光
フアイバ接続素子、４ａ，４ｂは帯域フイルタ、
５ａ，５ｂは光フアイバ伝送路から取り出された
誘導散乱光、６は光伝送路出射光である。

この実施例においては、光フアイバ接続素子３
ａ，３ｂには特にセルフオツクレンズを用い、ま
た特に多層膜干渉フイルタからなる帯域フイルタ
４ａ，４ｂの反射特性を利用して信号光を反射さ
せ、例えば前段の光フアイバ２ａから出射する信
号光を後段の光フアイバ２ｂに効率よく結合する
ようにしている。

帯域フイルタ４ａ，４ｂの特性は、信号光より
も低周波側に高い透過率をもたせ、信号光よりも
100〜1000cm^-1程度低周波側に発生する誘導ラマ
ン散乱光を、それが大きく成長しないうちに光伝
送路から効率よく外部に取り除くようにしてい
る。

第２図は、伝送距離と光フアイバ内の光強度と
の関係を示す模式図である。図において、長さ
la，lb，lcは上述した一実施例における光フアイ
バ２ａ，２ｂ，２ｃのフアイバ長にそれぞれ対応
する。実線は帯域フイルタを用いた場合における
光強度を示し、２１は信号光強度、２２は誘導散
乱光強度である。

また、一点鎖線は、帯域フイルタを用いないで
ストレートに光フアイバ２ａ，２ｂ………が融着
接続されている場合における光強度を示し、３１
は信号光強度、３２は誘導散乱光強度である。

誘導散乱光は指数函数的に急激に成長するの
で、あるしきい値を越えると、信号光の減衰は非
常に顕著に生じる。従つて長距離の信号伝送は、
この場合（従来の場合）、困難である。〔光フアイ
バ中における誘導散乱光の成長過程のうち、とく
に誘導ラマン散乱光の成長過程に関しては、ア
イ・イー・イー・イー・ジヤーナル・オブ・クオ
ンタム・エレクトロニクス（IEEE、Journal of
Quantum Electronics）、1978年５月号発行の、
第14巻、第347頁乃至352頁、ジエイ・オウヤン
（J.Auyeung）氏らの論文に記載されている。〕 第２図から明らかな如く、本発明によれば、誘
導散乱光の急激な成長が効果的に阻止できるの
で、従来よりもはるかに遠距離にまで高出力な信
号光を伝送することができる。

高出力信号光として、例えば1.3μｍYAGレー
ザ光を用い、光フアイバとして低分散・低損失な
単一モード光フアイバを用いても良く、これによ
り超高速・大容量の情報の長距離伝送が可能にな
る。

光フアイバの接続個所に帯域フイルタを介在さ
せるためには、このための光接続回路による信号
光の減衰はある程度避けられない。しかし、従来
よりもはるかに高出力なレーザ光を伝送できるこ
とによる伝送距離の増大効果による利点ははかり
知れないほど大きい。

光フアイバの伝送損失により信号光強度はしだ
いに減衰するので信号光強度が弱まれば、光フア
イバの単長を長くし、送信端より遠方側では光伝
送路内に介在させる帯域フイルタの単位フアイバ
長あたりの数を減らすことができる。

以上述べたごとく、本発明によれば、低分散・
低損失な光フアイバに高出力なレーザ光を伝送す
ることができるので、超高速・大容量の情報を長
距離にわたつて伝送することができる高出力光伝
送路が得られる。

なお、この発明は、上述の実施例に見られる構
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。例えば、帯域フイルタとして、多層
膜干渉フイルタの代りに、回折格子形反射鏡を用
いることができる。また、多層膜干渉フイルタを
用いる代りに、波長選択性の吸収体を用いて誘導
散乱光のみを選択的に減衰させるようにしても差
しつかえない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の構成を示す模式
図である。第２図は伝送距離と光フアイバ内の光
強度との関係を示す模式図である。 尚図において、１……入射光、２ａ，２ｂ，２
ｃ……光フアイバ、３ａ，３ｂ……光フアイバ接
続素子、４ａ，４ｂ……帯域フイルタ、５ａ，５
ｂ……光フアイバ伝送路から取り出された誘導散
乱光、６……光伝送路出射光、la，lb，lc……フ
アイバ長、２１，２２……帯域フイルタを用いた
ときのそれぞれ信号光強度、誘導散乱光強度、３
１，３２……帯域フイルタを用いないときのそれ
ぞれ信号光強度、誘導散乱光強度である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の光フアイバを直列に接続してなる光伝
   送路において、前記光フアイバの接続個所のうち
   の少なくとも一個所に、誘導散乱光を大きく成長
   させないようにするための帯域フイルタを設けた
   ことを特徴とする光伝送路。