JP5788814B2 - Raman amplifier excitation apparatus and Raman amplifier excitation method - Google Patents
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Description
本発明は、ラマン効果を用いラマン増幅器を励起するためのラマン増幅器励起装置及びラマン増幅器の励起方法に関する。特に、光伝送信号を長距離伝送するための光導波路の中において光増幅を行う、分布ラマン増幅器アンプを励起するラマン増幅器励起装置及びラマン増幅器の励起方法に関する。 The present invention relates to a Raman amplifier excitation device and a Raman amplifier excitation method for exciting a Raman amplifier using the Raman effect. In particular, the present invention relates to a Raman amplifier excitation apparatus and a Raman amplifier excitation method for exciting a distributed Raman amplifier amplifier that performs optical amplification in an optical waveguide for transmitting an optical transmission signal over a long distance.
高速大容量光伝送システムの設計においては、伝送路損失に伴う受信信号のSN劣化を低減することが重要となる。このため、中継器の内部あるいは光伝送路そのものに光増幅を行わせ、伝送路損失を補償する様々な構成が検討されており、中でもエルビウム(Er)を石英ファイバに添加したエルビウムドープファイバを利得媒体として用いる光増幅器は、その簡便さのため、広く実用化がなされている。 In designing a high-speed and large-capacity optical transmission system, it is important to reduce SN degradation of a received signal due to transmission path loss. For this reason, various configurations for compensating the transmission line loss by performing optical amplification inside the repeater or in the optical transmission line itself have been studied. In particular, erbium-doped fiber obtained by adding erbium (Er) to quartz fiber is gained. Optical amplifiers used as media have been widely put into practical use due to their simplicity.
また、ラマン効果を用いたラマンアンプは、広帯域な利得帯域を実現できるため、波長多重伝送方式への適応が積極的に試みられている。特に、光ファイバ伝送路そのものを利得媒体として活用する分布ラマン増幅は、既設の光ファイバを利得媒体として活用できるという大きな利点を有するため、次世代の高速大容量光通信への適用が期待されている。 In addition, since a Raman amplifier using the Raman effect can realize a wide gain band, it has been actively attempted to adapt to a wavelength division multiplexing transmission system. In particular, distributed Raman amplification that utilizes an optical fiber transmission line itself as a gain medium has a great advantage that an existing optical fiber can be used as a gain medium, and is expected to be applied to next-generation high-speed and large-capacity optical communication. Yes.
従来の分布ラマン増幅器100の構成を示した概略図を図8に示す。図8に示す分布ラマン増幅器100にあっては、信号光は光フィルタ101を通過した後に伝送用光ファイバ102を伝搬していく。また、励起光源103から発した励起光は、波長多重カプラ104を介して伝送用光ファイバ102へ送られ、かかる伝送用光ファイバ102を励起することになる。ここで、信号光の波長λsと励起光の波長λpの関係は、シリカから形成される光ファイバの場合にあっては、概ねλs−λp=100nmとしておけばよい。信号光は伝送用光ファイバ102でラマン効果により増幅されるため、伝送路損失による伝送信号のパワ低減を抑圧できる。そして、伝送用光ファイバ102を通過した後の励起光は、光フィルタ101によって遮断されることになる。なお、図8に示した分布ラマン増幅器100では、信号光と励起光の進行方向が逆であるいわゆる後方励起の構成を示しているが、励起光が信号光と同一方向に伝搬するいわゆる前方励起の構成としてもよく、また双方向から励起光を入れる双方向励起の構成としてもよい。
A schematic diagram showing the configuration of a conventional
ところで、ラマン増幅は偏波依存性を有する光学効果であるから、励起光が単一偏波である場合には、信号光の受ける利得が偏波依存性を生じてしまう。すなわち、信号光が光伝送路に入射する時点での偏波状態に応じて、光伝送路出力時の光パワが変化してしまうことになり、この変化における変化量を偏光依存ゲイン変動(Polarization Dependent Gain:PDG)と呼んでいる。かかるPDGは、前方励起構成において特に顕著に現れ、前記した図6に示したような後方励起の構成では、PDGは大幅に抑制(抑圧)されるが、完全に0にすることは困難である(例えば、非特許文献1を参照。)。
By the way, since Raman amplification is an optical effect having polarization dependence, when the pumping light has a single polarization, the gain received by the signal light has polarization dependence. That is, the optical power at the time of output of the optical transmission line changes according to the polarization state at the time when the signal light is incident on the optical transmission line, and the amount of change in this change is represented by the polarization-dependent gain fluctuation (Polarization). It is called Dependent Gain (PDG). Such a PDG appears particularly prominently in the forward excitation configuration. In the configuration of the backward excitation as shown in FIG. 6, the PDG is greatly suppressed (suppressed), but it is difficult to make it completely zero. (For example, refer
PDGを抑制(抑圧)するには、例えば、励起光をデポラライズ(Depolarized:無偏光化)することが有効である。以下、このデポラライズについて説明を行う。コヒーレントな励起光の場合、その偏波状態はただ1つに定まり、ポアンカレ球上の1点を占める。励起光の偏波状態は次のようにして定まる。励起光の進行方向に直交する平面上に、2つの直交する軸としてx軸とy軸をとり、このx軸とy軸方向の励起光の光電場を各々Ex、Eyとすると、Ex及びEyは各々が単一の正弦波となる。これらの正弦波の周波数は励起光の周波数と等しいが、ExとEyの光位相と振幅は一般に等しくならず、これら2つの正弦波の位相差と振幅差によって励起光の偏波が定まることになる。一方、現実には完全にコヒーレントな光は存在しない。レーザー光の光線幅は0ではなく、励起光の周波数には幅があり、Ex及びEyは厳密には単一の正弦波ではないため、励起光の偏波は厳密には一意に定まらず、ある程度のランダムさが生じることになる。デポラライズとは、励起光の偏波状態を積極的にランダムな状態にすることである。デポラライズされた励起光においては、Ex及びEyは一貫した正弦波ではなく、複数の正弦波のランダムな足し合わせとなるため、両者の位相差もランダムとなる。従って、偏波状態は一意に定まらず、ポアンカレ球上の全ての領域をランダムに占めることになる。 In order to suppress (suppress) PDG, for example, it is effective to depolarize the excitation light (depolarized). Hereinafter, this depolarization will be described. In the case of coherent excitation light, the polarization state is fixed to one and occupies one point on the Poincare sphere. The polarization state of the excitation light is determined as follows. When the x-axis and y-axis are taken as two orthogonal axes on a plane orthogonal to the traveling direction of the excitation light, and the photoelectric fields of the excitation light in the x-axis and y-axis directions are respectively E x and E y , E Each of x and E y is a single sine wave. Although the frequency of these sinusoidal is equal to the frequency of the excitation light, the optical phase and amplitude of E x and E y are not generally equal, the polarization of the excitation light is determined by the phase difference and amplitude difference of the two sinusoidal It will be. On the other hand, in reality there is no perfectly coherent light. Since the beam width of the laser light is not 0, the frequency of the pumping light has a width, and Ex and Ey are not strictly a single sine wave, the polarization of the pumping light is strictly determined uniquely. A certain amount of randomness will occur. Depolarization is to positively change the polarization state of pumping light into a random state. In the depolarized excitation light, E x and E y are not consistent sine waves, but are a random addition of a plurality of sine waves, so that the phase difference between them is also random. Therefore, the polarization state is not uniquely determined, and occupies all the areas on the Poincare sphere at random.
励起光についてデポラライズを行う構成手段としては、例えば、(1)デポラライザを使用する構成、(2)励起光の偏波多重をする構成、等が知られている。また、(1)については、偏波ビームスプリッタとパンダファイバを組み合わせた構成(例えば、特許文献1を参照。)や、パンダファイバの光学軸に対して励起光の偏波面を45度傾けて入射する構成(例えば、特許文献2を参照。)があり、特許文献2には、(1)と(2)の複合の構成として、励起光を偏波多重した上でパンダファイバの光学軸に対して励起光の偏波面を45度傾けて入射する構成も記載されている。(1)に記載のデポラライザは、極めて長いパンダファイバを必要とする。例として、励起光が多モード発振しており、各縦モードの線幅が10GHz程度である場合、十分なデポラライズを行うためには、パンダファイバ内にて100psec以上の群遅延時間差(Differential Group Delay:DGD)を与える必要があった(例えば、非特許文献2を参照。)。 As configuration means for depolarizing the pumping light, for example, (1) a configuration using a depolarizer, (2) a configuration for polarization multiplexing of pumping light, and the like are known. For (1), a configuration in which a polarization beam splitter and a panda fiber are combined (see, for example, Patent Document 1), or the polarization plane of excitation light is inclined 45 degrees with respect to the optical axis of the panda fiber. (For example, refer to Patent Document 2). In Patent Document 2, as a combined structure of (1) and (2), the excitation light is polarized and multiplexed with respect to the optical axis of the panda fiber. A configuration is also described in which the polarization plane of the excitation light is incident at an angle of 45 degrees. The depolarizer described in (1) requires a very long panda fiber. As an example, when the pump light oscillates in multiple modes and the line width of each longitudinal mode is about 10 GHz, a group delay time difference of 100 psec or more (Differential Group Delay) is required in the panda fiber to perform sufficient depolarization. : DGD) (see, for example, Non-Patent Document 2).
ここで、(1)のデポラライザの例として、パンダファイバの光学軸に対して励起光の偏波面を45度傾けて入射する構成を、図9を使って説明する。図9は、従来のデポラライザ200の構成を示した概略図であり、励起光源201から出力光として出力された励起光は、励起光源用パンダファイバ202に入力される。図7に示すように、励起光源用パンダファイバ202のスロー軸は、x軸とy軸に対して45度傾けてあり、励起光源201から出力される励起光の偏波面もまたx軸とy軸に対して45度傾けてある。励起光の偏波面とパンダファイバ202のスロー軸が一致しているため、パンダファイバの性質により、励起光源用パンダファイバ202を伝搬する過程で、励起光の偏波状態は一定に保たれることになる。励起光源用パンダファイバ202から出力された励起光は、デポラライズ用パンダファイバ203に入力される。
Here, as an example of the depolarizer (1), a configuration in which the polarization plane of the pumping light is inclined by 45 degrees with respect to the optical axis of the panda fiber will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a
デポラライズ用パンダファイバ203のスロー軸はy軸に対して平行とする。パンダファイバの有するDGDにより、励起光のx成分とy成分は異なる光路長を持つようになる。励起光がデポラライズ用パンダファイバ203を伝搬する過程で、DGDの累積により励起光のExとEyの位相差は次第に変化するため、図9に模式的に示したように、励起光の偏波は様々に変化する。しかしながら、前記したように、励起光のコヒーレンシーは有限であるため、DGDによる光路長の差がコヒーレンス長を超えると、ExとEyの位相差は一意に定まらなくなるため、偏波はランダムに変化し、デポラライズが達成される。そして、励起光は、波長多重カプラ204を介して伝送用光ファイバ205に入射され、図8と同様に、信号光を増幅することになる。
The slow axis of the depolarizing
次に、(2)励起光の偏波多重をする構成について説明する。これは、2つの励起光源と偏波多重カプラを備えることによりで容易に実現できるが、ここで注意すべきことは、2つの励起光のパワを等しく保つことである。2つの励起光(以下、λ1とλ2とする)の偏波面の直交性が保たれている限りは、ExとEyに均等に励起パワが入るので、どの偏波状態に対しても均等なラマン利得が生じ、PDGを最小化できる。 Next, (2) a configuration for polarization multiplexing of pump light will be described. This can be easily realized by providing two pump light sources and a polarization multiplexing coupler, but it should be noted that the power of the two pump lights is kept equal. Two of the excitation light as long as the orthogonality of the polarization plane (hereinafter, lambda 1 and the lambda 2) is maintained, since equally excited power enters the E x and E y, for any polarization state Even Raman gain occurs, and PDG can be minimized.
しかしながら、前記した従来のデポラライズ手段のうち、(1)デポラライザを使用する構成については、非特許文献2にも記載されるように、パンダファイバのDGDは1mにつき約1psecであるから、十分なデポラライズを達成するためには100mオーダーの極めて長いパンダファイバが必要とされていた。一方、パンダファイバをボビンに巻き取るにあたっては、ファイバの損失や偏波保持特性の劣化を防止するため、ボビンの直径を少なくとも数センチは確保せねばならず、その結果、励起ユニットの装置サイズを拡大しなければならないという問題が生じていた。 However, among the conventional depolarizing means described above, (1) the configuration using the depolarizer is described in Non-Patent Document 2, because the DGD of the panda fiber is about 1 psec per meter. In order to achieve this, an extremely long panda fiber of the order of 100 m has been required. On the other hand, when winding the panda fiber around the bobbin, the bobbin diameter must be at least several centimeters to prevent loss of the fiber and deterioration of polarization maintaining characteristics. The problem of having to expand has arisen.
また、(2)励起光の偏波多重をする構成は、ラマン利得媒体が等方的である場合には、PDGを小さくできるが、ラマン利得媒体に異方性があり、DGDを有する場合には、PDGを抑圧することができない。これは、2つの励起光(λ1とλ2)の直交性が、DGDによって損なわれるためである。例えば、図8に示した構成では、ラマン利得媒体として伝送用光ファイバを想定しており、かかる伝送用光ファイバは理想的にはDGD=0であるが、コアの僅かな歪みその他の理由で異方性が生じ、DGDが発生することがある。このようにDGDが生じた場合には、2つの励起光が伝送用ファイバ内を伝搬していく過程で、λ1とλ2は異なる偏波変動を生じ、結果として励起光の直交性が部分的に損なわれて、PDGを生じてしまうことになる。加えて、伝送用光ファイバのDGDの値や異方性の向きは、時刻やファイバに加わる僅かなテンションで変動するため、PDGの大きさもそれに応じて変動してしまうという問題があった。 Also, (2) the configuration for polarization multiplexing of the pumping light can reduce the PDG when the Raman gain medium is isotropic, but the case where the Raman gain medium is anisotropic and has DGD. Cannot suppress PDG. This is because the orthogonality of the two excitation lights (λ 1 and λ 2 ) is impaired by DGD. For example, in the configuration shown in FIG. 8, a transmission optical fiber is assumed as the Raman gain medium, and such a transmission optical fiber is ideally DGD = 0, but due to slight distortion of the core and other reasons. Anisotropy may occur and DGD may occur. When DGD occurs in this way, λ 1 and λ 2 cause different polarization fluctuations in the process of propagation of the two pumping lights in the transmission fiber, resulting in partial orthogonality of the pumping light. Will result in PDG. In addition, since the DGD value and the direction of anisotropy of the transmission optical fiber fluctuate due to time and a slight tension applied to the fiber, there is a problem that the size of the PDG fluctuates accordingly.
図10に、DGDを有する伝送用光ファイバで、実際に測定されたPDGを示す。励起光は、λ1とλ2が各々1468nm及び1470nmであり、偏波多重を行ったうえで後方励起を行った。伝送用光ファイバの長さは50kmであり、DGDは1〜2psecである。最大で1dBのPDGが観測された。PDGの大きさは前述のように一様ではなく、励起光入力部周辺のファイバのテンションを変更しただけで、PDGの大きは大きく変動している。 FIG. 10 shows a PDG actually measured with a transmission optical fiber having a DGD. The pumping light had λ 1 and λ 2 of 1468 nm and 1470 nm, respectively, and after polarization multiplexing, backward pumping was performed. The length of the transmission optical fiber is 50 km, and the DGD is 1 to 2 psec. A maximum of 1 dB PDG was observed. The size of the PDG is not uniform as described above, and the size of the PDG varies greatly only by changing the tension of the fiber around the pumping light input section.
本発明は、比較的短い偏波保持光伝送媒体(パンダファイバ)を用いて、ラマン増幅用励起光に十分なデポラライズを与えることが可能となり、装置化の際は装置の小型化を図ることができるラマン増幅用励起装置及びラマン増幅器の励起方法を提供することを目的とする。 The present invention makes it possible to provide sufficient depolarization to the pumping light for Raman amplification using a relatively short polarization-maintaining optical transmission medium (panda fiber). An object of the present invention is to provide a Raman amplification excitation device and a Raman amplifier excitation method.
本発明のラマン増幅器励起装置は、単一偏波の第1の励起光を出力光として出力する第1の励起光源及び単一偏波の第2の励起光を出力光として出力する第2の励起光源と、2つの入力ポートと2つの出力ポートを有し、前記第1励起光及び第2の励起光を前記2つの入力ポートのそれぞれに入力し、入力される前記第1の励起光及び第2の励起光を偏波多重させた状態で前記2つの出力ポートで分岐して出力する第1の偏波保持カプラと、前記第1の偏波保持カプラの2つの出力ポートから出力される偏波多重された励起光の一方を入力し、偏波多重された状態を保持したまま伝搬する第1分岐の偏波保持光伝送媒体と、前記第1の偏波保持カプラの2つの出力ポートから出力される偏波多重された励起光の他方を入力し、偏波多重された状態を保持したまま伝搬する第2分岐の偏波保持光伝送媒体と、2つの入力ポートと1つの出力ポートを有し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体から出力される偏波多重された励起光のうち同一の励起光源に由来する励起光の偏波面が互いに直交するように前記2つの入力ポートにそれぞれ入力し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第1の励起光および前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第1の励起光とを偏波多重すると同時に、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第2の励起光および前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第2の励起光とを偏波多重して前記1つの出力ポートから出力する第2の偏波保持カプラと、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される2重に偏波多重された励起光を出力する励起光出力ポートと、を有し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長に差を設け、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される2重に偏波多重された励起光がデポラライズされるように、当該光路長の差を、前記第1の励起光および第2の励起光のコヒーレンス長よりも長くとることを特徴とする。 The Raman amplifier pumping apparatus of the present invention includes a first pumping light source that outputs first polarized light of single polarization as output light, and a second pump that outputs second pumped light of single polarization as output light. An excitation light source, two input ports, and two output ports, wherein the first excitation light and the second excitation light are input to each of the two input ports, and the first excitation light input and A first polarization maintaining coupler that splits and outputs the second pumping light at the two output ports in a polarization multiplexed state, and is output from the two output ports of the first polarization maintaining coupler. The first polarization-maintaining optical transmission medium that receives one of the polarization-multiplexed pump lights and propagates while maintaining the polarization-multiplexed state, and the two output ports of the first polarization-maintaining coupler enter the other excitation light polarization multiplexing output from, are polarization multiplexed A polarization maintaining optical transmission medium of the second branch that propagates while maintaining the state, two input ports and one output port, and the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the polarization of the second branch The first branch is input to each of the two input ports so that the polarization planes of the excitation light derived from the same excitation light source out of the polarization multiplexed excitation light output from the wave holding optical transmission medium are orthogonal to each other. The first pumping light propagated through the polarization maintaining optical transmission medium and the first pumping light propagated through the second polarization maintaining optical transmission medium are polarization multiplexed and simultaneously The second pumping light propagated through the polarization maintaining optical transmission medium and the second pumping light propagated through the second branch polarization maintaining optical transmission medium are polarization multiplexed and output from the one output port. A second polarization maintaining coupler, and the second polarization maintaining coupler An excitation light output port for outputting doubly polarization multiplexed excitation light output from an output port of the plastic, and an optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the second branch The optical path lengths of the polarization-maintaining optical transmission media are different from each other so that the double-polarized multiplexed pump light output from the output port of the second polarization-maintaining coupler is depolarized. The difference is longer than the coherence length of the first excitation light and the second excitation light.
本発明のラマン増幅器励起装置は、単一偏波の第1の励起光を出力光として出力する第1の励起光源及び単一偏波の第2の励起光を出力光として出力する第2の励起光源と、2つの入力ポートと2つの出力ポートを有し、前記第1の励起光及び第2の励起光を前記2つの入力ポートのそれぞれに入力し、入力される2つの励起光の偏波を揃えた状態で前記2つの出力ポートで分岐して出力する第1の偏波保持カプラと、前記第1の偏波保持カプラの2つの出力ポートから出力された偏波の揃った前記第1の励起光及び前記第2の励起光の一方を入力し、偏波を揃えた状態を保持したまま伝搬する第1分岐の偏波保持光伝送媒体と、前記第1の偏波保持カプラの2つの出力ポートから出力された偏波の揃った前記第1の励起光及び前記第2の励起光の他方を入力し、偏波を揃えた状態を保持したまま伝搬する第2分岐の偏波保持光伝送媒体と、2つの入力ポートと1つの出力ポートを有し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体から出力される前記第1の励起光及び前記第2の励起光の偏波面と前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体から出力される前記第1の励起光及び前記第2の励起光の偏波面とが直交するように前記2つの入力ポートにそれぞれ入力し、前記入力された2つの前記第1の励起光及び前記第2の励起光を偏波多重して前記1つの出力ポートから出力する第2の偏波保持カプラと、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される偏波多重された励起光を出力する励起光出力ポートと、を有し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長に差を設け、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される励起光がデポラライズされるように、当該光路長の差を、前記第1の励起光源及び第2の励起光源から出力される励起光のコヒーレンス長よりも長くとることを特徴とする。 The Raman amplifier pumping apparatus of the present invention includes a first pumping light source that outputs first polarized light of single polarization as output light, and a second pump that outputs second pumped light of single polarization as output light. A pumping light source, two input ports, and two output ports, wherein the first pumping light and the second pumping light are input to the two input ports, respectively, A first polarization maintaining coupler that branches and outputs at the two output ports in a state in which the waves are aligned, and the first polarization that is output from the two output ports of the first polarization maintaining coupler. One of the first pumping light and the second pumping light is input, and the first branching polarization maintaining optical transmission medium that propagates while maintaining the state in which the polarization is aligned, and the first polarization maintaining coupler The first excitation light and the second excitation light output from two output ports and having the same polarization A second branch polarization maintaining optical transmission medium that inputs the other of the light and propagates while maintaining a state of polarization alignment; two input ports; and one output port. Polarization planes of the first pumping light and the second pumping light output from the wave holding optical transmission medium, and the first pumping light and the first pumping output from the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch Are input to the two input ports so that the planes of polarization of the two pumping lights are orthogonal to each other, and the two input first pumping light and the second pumping light are polarized and multiplexed. A second polarization maintaining coupler that outputs from one output port, and a pumping light output port that outputs polarization multiplexed pumping light that is output from the output port of the second polarization maintaining coupler, The optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the polarization of the second branch A difference is provided in the optical path length of the optical transmission medium, and the difference in the optical path length is determined so that the pump light output from the output port of the second polarization maintaining coupler is depolarized. It is characterized by being longer than the coherence length of the excitation light output from the second excitation light source.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記第2の偏波保持カプラに代えて偏波ビームコンバイナ(Polarization Beam Combiner:PBC)を用いて偏波多重を行うことを特徴とする。 The Raman amplifier excitation apparatus according to the present invention is characterized in that polarization multiplexing is performed using a polarization beam combiner (PBC) instead of the second polarization maintaining coupler.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源の波長及びパワを変更する変更手段を備えることを特徴とする。 The Raman amplifier excitation apparatus according to the present invention includes a changing unit that changes wavelengths and powers of the first excitation light source and the second excitation light source.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の少なくとも一方は、光アッテネータを備えることを特徴とする。 In the Raman amplifier excitation device of the present invention, at least one of the first-branch polarization maintaining optical transmission medium and the second-branch polarization maintaining optical transmission medium includes an optical attenuator.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源からの出力光の光周波数に変調を加えることが可能な周波数変調手段を備えることを特徴とする。 The Raman amplifier excitation device according to the present invention includes a frequency modulation unit capable of modulating an optical frequency of output light from the first excitation light source and the second excitation light source.
本発明のラマン増幅器励起装置は、単一偏波の第1の励起光を出力光として出力する第1の励起光源及び単一偏波の第2の励起光を出力光として出力する第2の励起光源と、前記第1の励起光の光周波数に変調を加える第1の周波数変調手段と、前記第2の励起光の光周波数に変調を加える第2の周波数変調手段と、2つの入力ポートと1つの出力ポートを有し、前記第1の周波数変調手段により変調された前記第1の励起光を前記2つの入力ポートの一方から入力し、前記第2の周波数変調手段により変調された前記第2の励起光を前記2つの入力ポートの他方から入力し、入力される2つの励起光を偏波多重させた状態で前記1つの出力ポート出力する第1の偏波保持カプラと、前記第1の偏波保持カプラの出力ポートから出力された偏波多重された励起光を入力する、DGDを有する偏波保持光伝送媒体と、前記偏波保持光伝送媒体から出力されたデポラライズされた励起光を出力する励起光出力ポートと、を有し、前記第1の偏波保持カプラの出力ポートから出力される前記第1の励起光および前記第2の励起光の偏波面は、前記偏波保持光伝送媒体のファスト軸及びスロー軸の両者に対して45度傾いていることを特徴とする。 The Raman amplifier pumping apparatus of the present invention includes a first pumping light source that outputs first polarized light of single polarization as output light, and a second pump that outputs second pumped light of single polarization as output light. A pumping light source, a first frequency modulating means for modulating the optical frequency of the first pumping light, a second frequency modulating means for modulating the optical frequency of the second pumping light, and two input ports And one output port, the first excitation light modulated by the first frequency modulation means is input from one of the two input ports, and the first excitation light modulated by the second frequency modulation means A first polarization maintaining coupler that inputs second pumping light from the other of the two input ports, and outputs the one output port in a state where the two pumping lights that are input are polarization multiplexed; 1 The polarization output from the output port of the polarization maintaining coupler A polarization maintaining optical transmission medium having DGD for inputting multiplexed pumping light, and a pumping light output port for outputting depolarized pumping light output from the polarization maintaining optical transmission medium, The planes of polarization of the first pumping light and the second pumping light output from the output port of the first polarization maintaining coupler are relative to both the fast axis and the slow axis of the polarization maintaining optical transmission medium. It is inclined 45 degrees.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記第1の励起光及び前記第2の励起光の波長が異なることを特徴とする。
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源の波長及びパワを変更する変更手段を備えることを特徴とする。
The Raman amplifier excitation device of the present invention is characterized in that wavelengths of the first excitation light and the second excitation light are different.
The Raman amplifier excitation apparatus according to the present invention includes a changing unit that changes wavelengths and powers of the first excitation light source and the second excitation light source.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記偏波保持光伝送媒体としてパンダファイバを用いることを特徴とする。 The Raman amplifier excitation device of the present invention is characterized in that a panda fiber is used as the polarization maintaining optical transmission medium.
本発明のラマン増幅器励起装置は、前記偏波保持光伝送媒体がPLC基板上に構成された偏波保持の光導波路であることを特徴とする。 In the Raman amplifier excitation device of the present invention, the polarization maintaining optical transmission medium is a polarization maintaining optical waveguide formed on a PLC substrate.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、第1の励起光源及び第2の励起光源から単一偏波の励起光を出力光としてそれぞれ出力し、前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源からの出力光をそれぞれ第1の偏波保持カプラに入力し、入力される2つの出力光の偏波を直交させた状態で前記第1の偏波保持カプラから2つに分岐して出力し、前記第1の偏波保持カプラから出力された出力光の一方を第1分岐の偏波保持光伝送媒体に入力し、偏波が直交された状態を保持したまま伝搬し、前記第1の偏波保持カプラから出力された出力光の他方を第2分岐の偏波保持光伝送媒体に入力し、偏波が直交された状態を保持したまま伝搬し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長に差を設け、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される励起光がデポラライズされるように、当該光路長の差を、前記励起光源のコヒーレンス長よりも長くとるようにし、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の出力光を、第2の偏波保持カプラに入力し、入力された前記2つの出力光のそれぞれを偏波多重して前記第2の偏波保持カプラから出力し、前記第2の偏波保持カプラから出力される2重に偏波多重された励起光を励起光出力ポートから出力することを特徴とする。 The Raman amplifier excitation method of the present invention outputs single-polarized excitation light as output light from the first excitation light source and the second excitation light source, respectively, and the first excitation light source and the second excitation light source. Output light from the first polarization maintaining coupler is input to each of the first polarization maintaining couplers, and the two polarizations of the two output lights that are input are branched from the first polarization maintaining coupler and output from the first polarization maintaining coupler. Then, one of the output lights output from the first polarization maintaining coupler is input to the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch, and propagates while maintaining the state where the polarizations are orthogonal to each other. The other of the output light output from the polarization maintaining coupler is input to the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch, propagates while maintaining the state where the polarization is orthogonal, and the polarization maintaining light of the first branch There is a difference between the optical path length of the transmission medium and the optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch. The difference between the optical path lengths is made longer than the coherence length of the excitation light source so that the excitation light output from the output port of the second polarization maintaining coupler is depolarized, and the polarization of the first branch The output light of the holding optical transmission medium and the second branch polarization maintaining optical transmission medium is input to a second polarization maintaining coupler, and each of the two output lights input is polarization multiplexed and the first The second polarization maintaining coupler outputs the double polarization polarized pumping light output from the second polarization maintaining coupler from the pumping light output port.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、前記第1の励起光及び前記第2の励起光の波長が異なることを特徴とする。The Raman amplifier excitation method of the present invention is characterized in that wavelengths of the first excitation light and the second excitation light are different.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源の波長及びパワを変更手段により変更することを特徴とする。The Raman amplifier excitation method of the present invention is characterized in that the wavelength and power of the first excitation light source and the second excitation light source are changed by changing means.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体のうちの少なくとも一方は、光アッテネータを有することを特徴とする。The Raman amplifier excitation method of the present invention is characterized in that at least one of the first-branch polarization-maintaining optical transmission medium and the second-branch polarization-maintaining optical transmission medium includes an optical attenuator.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源からの出力光の周波数に変調を加えることを特徴とする。The Raman amplifier excitation method of the present invention is characterized in that modulation is applied to the frequency of the output light from the first excitation light source and the second excitation light source.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、前記偏波保持光伝送媒体としてパンダファイバを用いることを特徴とする。The Raman amplifier excitation method of the present invention is characterized in that a panda fiber is used as the polarization maintaining optical transmission medium.
本発明のラマン増幅器の励起方法は、前記偏波保持光伝送媒体がPLC基板上に構成された偏波保持の光導波路であることを特徴とする。The Raman amplifier excitation method of the present invention is characterized in that the polarization maintaining optical transmission medium is a polarization maintaining optical waveguide configured on a PLC substrate.
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.
本発明のラマン増幅器励起装置及びラマン増幅器の励起方法は、励起光を偏波保持した状態で2つに分岐し、一方に遅延を与えた状態で偏波多重するような構成としたので、比較的短い偏波保持光伝送媒体を用いて、ラマン増幅用励起光に十分なデポラライズを与えることが可能となり、また、装置化の際は装置の小型化を図ることができる。 The Raman amplifier excitation apparatus and the Raman amplifier excitation method of the present invention are configured so that the excitation light is split into two while maintaining the polarization, and the polarization is multiplexed with a delay applied to one of them. It is possible to provide sufficient depolarization to the pumping light for Raman amplification using a short polarization maintaining optical transmission medium, and the device can be miniaturized.
また、本発明のラマン増幅器励起装置及びラマン増幅器の励起方法は、励起光源から出力される出力光の偏波面を、偏波保持光伝送媒体のファスト軸及びスロー軸の両者に対して45度傾いているようにするとともに、励起光源から出力される励起光に変調を施してコヒーレンスを劣化させるようにしたので、比較的短い偏波保持光伝送媒体を用いて、ラマン増幅用励起光に十分なデポラライズを与えることが可能となり、また、装置化の際は装置の小型化を図ることができる。 In addition, the Raman amplifier excitation device and the Raman amplifier excitation method of the present invention incline the polarization plane of the output light output from the excitation light source by 45 degrees with respect to both the fast axis and the slow axis of the polarization maintaining optical transmission medium. In addition, the excitation light output from the excitation light source is modulated to degrade the coherence, so that a relatively short polarization-maintaining optical transmission medium is used to provide sufficient excitation light for Raman amplification. It is possible to provide depolarization, and the size of the device can be reduced when the device is made.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。各実施形態は可能な限り組み合わせることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components. Each embodiment can be combined as much as possible.
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1を図面に基づいて詳述する。
図1は、本発明の実施形態1に係るラマン増幅器励起装置1の構成を示した概略図である。図1に示すラマン増幅器励起装置1は、単一偏波で励起光を出力する励起光源11と、1つの入力ポート13aと2つの出力ポート13c、13dを有する第1の偏波保持カプラである第1のパンダカプラ13と、第1分岐の偏波保持光伝送媒体である第1のパンダファイバ14と、第2分岐の偏波保持光伝送媒体である第2のパンダファイバ15と、2つの入力ポート16a、16bと1つの出力ポート16cを有する第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16と、偏波多重された励起光を出力する励起光出力ポート17と、を基本構成として有する。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a Raman
ラマン増幅器励起装置1を構成する励起光源11は、単一偏波の励起光を出力光として出力するものである。本実施形態にあっては、励起光源11から出力された単一偏波の励起光は励起光源用パンダファイバ12に入力されるが、入力される励起光の偏波面と、励起光源用パンダファイバ12のスロー軸は一致させておく。これにより、後述するように安定したパワ分岐と偏波多重が可能となる。
A pumping
また、励起光源11と励起光源用パンダファイバ12を介して接続される第1の偏波保持カプラである第1のパンダカプラ13は、1つの入力ポート13aと2つの出力ポート13c、13dを有し、励起光源11からの出力光である励起光を、励起光源用パンダファイバ12を介して入力ポート13aに入力する。
The
前述したように、励起光の偏波面と励起光源用パンダファイバ12のスロー軸は一致しているため、入力ポート13aに入力される励起光の偏波面は常に一定となる。このため第1のパンダカプラ13は、励起光の偏波を保持したまま2つの出力ポート13c、13dに1:1の分岐比で励起光を出力することが可能となる。
As described above, since the polarization plane of the excitation light and the slow axis of the
第1分岐の偏波保持光伝送媒体である第1のパンダファイバ14は、第1のパンダカプラ13に形成される2つの出力ポート13c、13dのうちの一方の出力ポート13cと、後記する第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16に形成される2つの入力ポート16a、16bのうちの一方の入力ポート16aを連結する。出力ポート13cから出力される励起光の偏波面は、第1のパンダファイバ14のスロー軸に一致させる。
The
同様に、第2分岐の偏波保持光伝送媒体である第2のパンダファイバ15は、第1のパンダカプラ13に形成される2つの出力ポート13c、13dのうちの他方の出力ポート13dと、後記する第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16に形成される2つの入力ポート16a、16bのうちの他方の入力ポート16bを連結する。出力ポート13dから出力される励起光の偏波面は、第2のパンダファイバ15のスロー軸に一致させる。
Similarly, the
パンダファイバの性質により、第1分岐のパンダファイバ14及び第2分岐のパンダファイバ15を伝搬する過程では、励起光の偏波は保持され、DGDによる偏波変動は生じない。
Due to the nature of the panda fiber, in the process of propagating through the first
ここで、本実施形態のラマン増幅器励起装置1では、第2分岐のパンダファイバ15の光路長は、第1分岐のパンダファイバ14の光路長に比べ、遅延時間に差を生じさせるため、長さLだけ長くしておく。かかる光路長の差である長さLは、励起光源11から出力される励起光のコヒーレンス長よりも長くする必要がある。
Here, in the Raman
例として、励起光源11から出力される励起光がマルチモード(多モード)発振しており、各縦モードの線幅が、例えば10GHz程度であったとすれば、第1分岐のパンダファイバ14の遅延時間と第2分岐のパンダファイバ15の遅延時間との間に、100p秒(psec)以上の差を与えるよう、長さLを定める。この時間差により両者の光路長差が励起光のコヒーレンス長を超えるため、第1分岐のパンダファイバ14から出力される励起光と第2分岐のパンダファイバ15から出力される励起光の位相差は一意に定まらずランダムに変化する状態となる。
As an example, if the pumping light output from the pumping
第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16は、2つの入力ポート16a、16bと1つの出力ポート16cを有し、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の出力光を2つの入力ポート16a、16bにそれぞれ入力する。ここで、第1分岐のパンダファイバ14と入力ポート16aとのスロー軸は一致させるが、第2分岐のパンダファイバ15と入力ポート16bとのスロー軸は直交させる。すなわち、スロー軸とファスト軸が逆転するように接続を行う。この構成により、出力ポート16cからは2つの励起光が偏波多重されて出力されるが、これら2つの励起光は前述のとおり位相差が一意に定まらずランダムに変化するため、偏波多重された励起光はデポラライズされることになる。
The
ファイバの遅延時間は1mについて5n秒(nsec)であるから、L=0.1mとしておけば、500p秒(5n秒×0.1m/1m)程度の遅延時間差をもって偏波多重を行うことが可能となる。一方、図9に示した従来例の装置200では、数百p秒(psec)の遅延時間差をパンダファイバのDGDによって生成しているため、デポラライズ用パンダファイバ203を100mほど必要とする。これに比べ、本実施例では数十cmの長さを有する2本のパンダファイバ14、15を用いて、両者の長さの差を0.1m程度に設定しておけば、十分にデポラライズされた励起光を得ることができる。なお、光路長の差Lの長さは、前記の内容では便宜上L=0.1mとして説明しているが、出力ポート16cから出力光として出力される励起光のデポラライズが行われるように、励起光源11から出力される励起光のコヒーレンス長よりも長くすればよく、その長さはラマン増幅器励起装置1の求められる仕様や設計等との関係により適宜決定すればよい。
Since the delay time of the fiber is 5 nsec (nsec) for 1 m, if L = 0.1 m, polarization multiplexing can be performed with a delay time difference of about 500 psec (5 nsec × 0.1 m / 1 m). It becomes. On the other hand, in the
また、励起光のデポラライズを十分なものとするための目安としては、例えば、非特許文献2にも記載されるように、DOPが5%以下であることが1つの基準となるが、かかる値には限定されるものではなく、ラマン増幅器励起装置1の求められる仕様や設計等により適宜決定するようにすればよい。
Further, as a guideline for sufficient depolarization of the excitation light, for example, as described in Non-Patent Document 2, one standard is that DOP is 5% or less. It is not limited to this, and may be appropriately determined according to the required specifications and design of the Raman
なお、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の損失の差を補償するために、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の少なくとも一方に図示しない光アッテネータ(偏波保持光アッテネータ)を備えることが好ましい。第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15が光アッテネータを備えることにより、両者の損失の差が効率よく補償される。図示しない光アッテネータは、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の両方が備えることが特に好ましい。
An optical attenuator (not shown) is provided in at least one of the first
以上説明した実施形態1に係るラマン増幅器励起装置1は、励起光を偏波保持した状態で2つに分岐し、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の光路長に差を設け、一方に遅延を与えた状態で偏波多重するような構成としたので、比較的短い偏波保持光伝送媒体を用いて、ラマン増幅用励起光に十分なデポラライズを与えることが可能となり、装置の小型化を図ることができるラマン増幅器励起装置1となる。
The Raman
なお、上記の構成例では第2のパンダカプラ16を使用して偏波多重を行う態様を示したが、第2のパンダカプラ16に代えて従来公知の偏波ビームコンバイナ(Polarization Beam Combiner:PBC)を使用して励起光の偏波多重を行っても良い。
In the above configuration example, a mode in which polarization multiplexing is performed using the
(実施形態2)
以下、本発明の実施形態2を図面に基づいて詳述する。なお、以下の説明においては、前記した実施形態1と共通する構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same structures and the same members as those in the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted or simplified.
図2は、本発明の実施形態2に係るラマン増幅器励起装置1の構成を示した概略図である。図2に示す実施形態2のラマン増幅器励起装置1は、励起光源11を2つ用い(第1の励起光源11a及び第2の励起光源11b)、また第1のパンダカプラ13を2つの入力ポート13a、13b及び2つの出力ポート13c、13dを有するものに変更したことが実施形態1と異なる。単一偏波で励起光を出力する2つの励起光源11(第1の励起光源11a及び第2の励起光源11b)と、2つの入力ポート13a、13bと2つの出力ポート13c、13dを有する第1の偏波保持カプラである第1のパンダカプラ13と、第1分岐の偏波保持光伝送媒体である第1分岐のパンダファイバ14と、第2分岐の偏波保持光伝送媒体である第2分岐のパンダファイバ15と、2つの入力ポート16a、16bと1つの出力ポート16cを有する第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16と、偏波多重された励起光を出力する励起光出力ポート17と、を基本構成として有する。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman
ラマン増幅器励起装置1を構成する励起光源11a、11bは、実施形態1と同様、単一偏波で励起光を出力光として出力するものであり、本実施形態にあっては、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bの2つの励起光源が配設される。なお、2つの励起光源11a、11bから出力された単一偏波の励起光は第1の励起光源用パンダファイバ12a及び第2の励起光源用パンダファイバ12bにそれぞれ入力されるが、第1の励起光源11aから出力され、第1の励起光源用パンダファイバ12aに入力される励起光の偏波面と、第1の励起光源用パンダファイバ12aのスロー軸は一致させておく。一方、第2の励起光源11bから出力され、第2の励起光源用パンダファイバ12bに入力される励起光の偏波面は、第2の励起光源用パンダファイバ12bのファスト軸に一致させておく。
The pumping
前記第1の励起光源用パンダファイバ12aおよび前記第2の励起光源用パンダファイバ12bから出力された励起光は、第1のパンダカプラ13の一方の入力ポート13aおよび13bにそれぞれ入力され、入力された2つの励起光は、第1のパンダカプラ13の一方の出力ポート13cから第1分岐のパンダファイバ14に、また他方の出力ポート13dから第2分岐のパンダファイバ15に、偏波を保持したまま各々分岐されて出力される。分岐比はどちらの励起光においても、1:1とする。
The pumping lights output from the first pumping light
第1分岐のパンダファイバ14では、第1の励起光源11aから出力された励起光がスロー軸(x軸)を伝播し、第2の励起光源11bから出力された励起光がファスト軸(y軸)を伝播する。第2分岐のパンダファイバ15でも同様である。パンダファイバの性質により、第1分岐のパンダファイバ14及び第2分岐のパンダファイバ15を伝搬する過程では、2つの励起光の偏波は保持され、DGDによる偏波変動は生じない。
In the first
実施形態1と同様、本実施形態における第2分岐のパンダファイバ15の光路長は、第1分岐のパンダファイバ14の光路長に比べ、長さLだけ長くなっているので、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の遅延時間には差が生じる。
光路長の差Lの長さは、励起光源11aおよび励起光源11bのから出力される励起光のコヒーレンス長よりも長くする。
As in the first embodiment, the optical path length of the second
The length L of the optical path length difference is longer than the coherence length of the excitation light output from the
第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16は、2つの入力ポート16a、16bと1つの出力ポート16cを有し、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の出力光を2つの入力ポート16a、16bにそれぞれ入力する。ここで、第1分岐のパンダファイバ14と入力ポート16aとのスロー軸は一致させるが、第2分岐のパンダファイバ15と入力ポート16bとのスロー軸は直交させる。すなわち、スロー軸とファスト軸が逆転するように接続を行う。
The
この構成により、出力ポート16cからは、第1の励起光源11aからの出力光(励起光)が偏波多重されて出力されるとともに、第2の励起光源11bからの出力光(励起光)も偏波多重されて出力されるという、二重の偏波多重が行われる。これら4つの励起光は実施形態1と同様に位相差が一意に定まらずランダムに変化するため、励起光源11aから出力される励起光と、励起光源11bから出力される励起光の両者を同時にデポラライズすることができる。
With this configuration, the output light from the first
また、本実施形態にあっては、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bから出力される出力光(励起光)の波長及びパワを任意に調整できる図示しない変更手段を配設することが好ましい。このような変更手段を配設することにより、ラマンゲインのプロファイルを微調整して、より平坦なラマンゲインを生成することが可能となる。
In the present embodiment, there is provided a changing means (not shown) that can arbitrarily adjust the wavelength and power of output light (excitation light) output from the first
図示しない波長及びパワを任意に調整できる変更手段としては、例えば、温度コントローラを使用して、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bの発振波長を変更してもよく、また、偏波保持アッテネータを使用して、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bと繋がる光路(例えば、第1の励起光源用パンダファイバ12a及び第2の励起光源用パンダファイバ12b等)に配設するようにしてもよい。
As a changing means that can arbitrarily adjust the wavelength and power (not shown), for example, the oscillation wavelength of the first
なお、2つの励起光源11a、11bから出力される出力光(励起光)の波長の差は、例えば、0nmより大きく数十nm以下であることが好ましい。2つの励起光源11a、11bの波長が完全に同一でかつコヒーレンシーが極めて高ければ、第1分岐のパンダファイバ14および第2分岐のパンダファイバ15を伝播する2つの励起光の相互作用により伝播の過程で偏波が変化していくため、第2のパンダカプラ16によって偏波多重を行うことが困難になる。一方、波長が数十nm以上となると、両者の利得帯域のずれが顕著となってしまい、利得の平坦性に影響がでる可能性がある。
In addition, it is preferable that the difference in the wavelength of the output light (excitation light) output from the two
ところで、第1の励起光源11aから出力される出力光(励起光)によるラマン増幅のゲインスペクトルを完璧にフラットにするのは不可能であり、勾配が生じる波長領域が必ず存在する。この勾配を補償するために、第2の励起光源11bから出力される出力光(励起光)によるゲインスペクトルが逆の勾配を作るよう、両者の励起光の波長を調整することが好ましい。これにより、より平坦なラマンゲインを作成することが可能となる。ここで、「より平坦なラマンゲイン」の程度として、例えば、ゲインリップルが0.01dB以下となる(公称20dBから外れた)ことや、あるいは変動が0.05%以下であることが1つの基準となるが、この値に限定されるものではなく、ラマン増幅器励起装置1の求められる仕様や設計等により、適宜決定するようにすればよい。
By the way, it is impossible to completely flatten the gain spectrum of Raman amplification by the output light (excitation light) output from the first
なお、実施形態1と同様、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の損失の差を抑制するために、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の少なくとも一方に図示しない光アッテネータ(偏波保持光アッテネータ)を備えることが好ましく、光アッテネータは、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の両方が備えることが特に好ましい。
As in the first embodiment, in order to suppress the difference in loss between the first
以上説明した実施形態2に係るラマン増幅器励起装置1は、前記した実施形態1のラマン増幅器励起装置1の奏する効果を享受するとともに、2つの励起光源11a、11bを用いているので、よりフラットなラマンゲインを達成することができる。
The Raman
なお、本実施形態では、第2のパンダカプラ16への入力時で既に偏波多重がなされているため、実施形態1とは異なり、第2のパンダカプラ16に代えてPBCを使用することはできない。
In this embodiment, since polarization multiplexing has already been performed at the time of input to the
(実施形態3)
以下、本発明の実施形態3を図面に基づいて詳述する。なお、以下の説明においては、前記した実施形態2と共通する構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same structure and the same members as those in the second embodiment, and the detailed description thereof is omitted or simplified.
図3は、本発明の実施形態3に係るラマン増幅器励起装置1の構成を示した概略図である。図3に示す実施形態3のラマン増幅器励起装置1は、第1分岐の偏波保持光伝送媒体である第1分岐のパンダファイバ14及び第2分岐の偏波保持光伝送媒体である第2分岐のパンダファイバ15を伝播する2つの励起光の偏波の相対関係を直交させずに同一とし(揃えて)、また2つの入力ポート16a、16bと1つの出力ポート16cを有する第2の偏波保持カプラである第2のパンダカプラ16に代えて、2つの入力ポート20a、20bと1つの出力ポート20cを有するPBC20を用いたことが実施形態2と異なり、単一偏波で励起光を出力する2つの励起光源11(第1の励起光源11a及び第2の励起光源11b)と、2つの入力ポート13a、13bと2つの出力ポート13c、13dを有する第1の偏波保持カプラである第1のパンダカプラ13と、第1分岐の偏波保持光伝送媒体である第1分岐のパンダファイバ14と、第2分岐の偏波保持光伝送媒体である第2分岐のパンダファイバ15と、2つの入力ポート20a、20bと1つの出力ポート20cを有するPBC20と、偏波多重された励起光を出力する励起光出力ポート17と、を基本構成として有する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a Raman
ラマン増幅器励起装置1を構成する励起光源11a、11bは、実施形態2と同様、単一偏波で励起光を出力光として出力するものであり、本実施形態にあっては、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bの2つの励起光源が配設される。なお、2つの励起光源11a、11bから出力された単一偏波の励起光は第1の励起光源用パンダファイバ12a及び第2の励起光源用パンダファイバ12bにそれぞれ入力されるが、第1の励起光源11aから出力され、第1の励起光源用パンダファイバ12aに入力される励起光の偏波面と、第1の励起光源用パンダファイバ12aのスロー軸は一致させておく。また、第2の励起光源11bから出力され、第2の励起光源用パンダファイバ12bに入力される励起光の偏波面は、第2の励起光源用パンダファイバ12bのスロー軸に一致させておく。
The pumping
前記第1の励起光源用パンダファイバ12a及び前記第2の励起光源用パンダファイバ12bから出力された励起光は、それぞれ、第1のパンダカプラ13の一方の入力ポート13a及び13bにそれぞれ入力され、入力された2つの励起光は、第1のパンダカプラ13の一方の出力ポート13cから第1分岐のパンダファイバ14に、また他方の出力ポート13dから第2分岐のパンダファイバ15に、偏波を保持したまま各々分岐されて出力される。分岐比はどちらの励起光でも、1:1とする。
The pumping lights output from the first pumping light
第1分岐のパンダファイバ14では、第1の励起光源11aから出力された励起光及び第2の励起光源11bから出力された励起光が共にスロー軸(x軸)を伝播する。第2分岐のパンダファイバ15でも同様である。パンダファイバの性質により、第1分岐のパンダファイバ14及び第2分岐のパンダファイバ15を伝搬する過程では、2つの励起光の偏波は保持され、DGDによる偏波変動は生じない。
In the first
実施形態2と同様、本実施形態における第2分岐のパンダファイバ15の光路長は、第1分岐のパンダファイバ14の光路長に比べ、長さLだけ長くなっているので、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の遅延時間には差が生じる。光路長の差Lの長さは、実施形態2と同様に定めることができる。
As in the second embodiment, the optical path length of the second
PBC20は、2つの入力ポート20a、20bと1つの出力ポート20cを有し、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の出力光を2つの入力ポート20a、20bにそれぞれ入力する。ここで、第1分岐のパンダファイバ14と入力ポート20aとのスロー軸は一致させるが、第2分岐のパンダファイバ15と入力ポート20bとのスロー軸は直交させる。すなわち、スロー軸とファスト軸が逆転するように接続を行う。
The
この構成により、出力ポート20cからは、第1の励起光源11aからの出力光(励起光)が偏波多重されて出力されるとともに、第2の励起光源11bからの出力光(励起光)も偏波多重されて出力される。これら4つの励起光は実施形態2と同様に位相差が一意に定まらずランダムに変化するため、励起光源11aから出力される励起光と、励起光源11bから出力される励起光の両者を同時にデポラライズすることができる。一般に、PBCによる偏波多重は、偏波保持カプラによる偏波多重よりもデッドロスが少ないので、実施形態2よりも励起効率を上げることが可能となる。
With this configuration, the output light (pumping light) from the first
また、本実施形態にあっては、実施形態2と同様に、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bから出力される出力光(励起光)は、2つの励起光源11a、11bから出力される出力光(励起光)の波長及びパワを任意に調整できる図示しない変更手段を配設することが好ましい。
In the present embodiment, as in the second embodiment, output light (excitation light) output from the first
なお、2つの励起光源11a、11bから出力される出力光(励起光)の波長の差は、同一の偏波面を伝播することから、実施形態2よりも厳しく、例えば、数nmより大きく数十nm以下であることが好ましい。2つの励起光源11a、11bの波長が1nm以下であると、第1分岐のパンダファイバ14及び第2分岐のパンダファイバ15を伝播する2つの励起光が相互干渉を起こして光パワが不規則に変化するため、安定したラマン増幅が行えない。一方、波長が数十nm以上となると、両者の利得帯域のずれが顕著となってしまい、利得の平坦性に影響がでる可能性がある。
Note that the difference in the wavelength of the output light (excitation light) output from the two
実施形態2と同様に、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bから出力される出力光の波長を調整することにより、より平坦なラマンゲインを作成することが可能となる。
As in the second embodiment, a flatter Raman gain can be created by adjusting the wavelength of the output light output from the first
なお、実施形態2と同様、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の損失の差を抑制するために、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の少なくとも一方に図示しない光アッテネータ(偏波保持光アッテネータ)を備えることが好ましく、光アッテネータは、第1分岐のパンダファイバ14と第2分岐のパンダファイバ15の両方が備えることが特に好ましい。
As in the second embodiment, in order to suppress the difference in loss between the first
以上説明した実施形態3に係るラマン増幅器励起装置1は、前記した実施形態2のラマン増幅器励起装置1の奏する効果を享受するとともに、PBCを用いて偏波多重を行っているので、より励起効率を上げることができる。
The Raman
本実施形態を使って、実際にPDGの抑圧実験を行った結果を、図4に示す。励起光の波長や励起強度の大きさは図10と同一にしてある。図10と比べ、図4ではPDGが抑圧されていることが分かる。0.4dB程度のPDGが残っているが、これは光伝送路がもつ伝送損失の偏波依存性に由来するものであり、ラマン増幅とは無関係な偏波依存性である。図10の結果とは異なり、図10では、励起光入力部周辺のファイバのテンションを変更しても、PDGの大きさは殆ど変わっていない。この結果は、本実施形態がPDG抑圧に有効であることを示している。 FIG. 4 shows the result of actual PDG suppression experiments using this embodiment. The wavelength of the excitation light and the magnitude of the excitation intensity are the same as those in FIG. Compared to FIG. 10, it can be seen that PDG is suppressed in FIG. 4. Although PDG of about 0.4 dB remains, this is due to the polarization dependence of the transmission loss of the optical transmission line and is polarization dependence unrelated to Raman amplification. Unlike the result of FIG. 10, in FIG. 10, even if the tension of the fiber around the excitation light input portion is changed, the size of the PDG is hardly changed. This result shows that the present embodiment is effective for PDG suppression.
(実施形態4)
以下、本発明の実施形態4を図面に基づいて詳述する。なお、以下の説明においては、前記した実施形態1、実施形態2及び実施形態3と共通する構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same structures and the same members as those in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, and the detailed description thereof is omitted or simplified.
図5は、本発明の実施形態3に係るラマン増幅器励起装置1の構成を示した概略図である。図5に示す実施形態4のラマン増幅器励起装置1は、実施形態2のラマン増幅器励起装置1を構成する第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bに対して、周波数変調を施す第1の周波数変調手段18aを第1の励起光源11aに、第2の周波数変調手段18bを第2の励起光源11bに備えるようにしたものである。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the Raman
2つの周波数変調手段18a、18bとしては、例えば、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bがレーザーダイオード等で形成された場合、励起電流に振幅の小さな交流を重畳すれば、出力光を容易に周波数変調することができる。
As the two frequency modulation means 18a and 18b, for example, when the first
このように第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bから出力される出力光(励起光)の光周波数を変調することにより、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bからの出力光のコヒーレンス長は大幅に短縮し、十分なデポラライズを達成するための光路長の差Lの長さをより短くすることができる。
In this way, by modulating the optical frequency of the output light (excitation light) output from the first
周波数変調手段18a、18bは、図5に示すように、例えば、オッシレータを使用して、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bの励起電流を直接変調してもよく、例えば、外付けの光周波数変調器を使用して、第1の励光源11a及び第2の励起光源11bと繋がる光路(例えば、第1の励起光源用パンダファイバ12a及び第2の励起光源用パンダファイバ12b等)に配設するようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the frequency modulation means 18a and 18b may directly modulate the excitation currents of the first
なお、周波数変調手段18a、18bによる周波数の変調は、ラマンゲインを一定にするためにはディザリングの速度をある程度以上速くする必要があるため、例えば、周波数は数MHz以上とする。また、励起電流を変調して周波数変調を行う場合は、変調の振幅は光源に逆バイアスが掛からず、発光閾値以上で変調する振幅とすることが好ましい。
The frequency modulation by the
以上説明した実施形態4に係るラマン増幅器励起装置1は、前記した実施形態2のラマン増幅器励起装置1の奏する効果を享受するとともに、2つの励起光源11a、11bがそれぞれ周波数変調手段18a、18bを備えるので、励起光源11a、11bからの出力光のコヒーレンシーは大幅に劣化し、十分なデポラライズを達成するための光路長の差Lの長さをより短くすることが可能となる。
The Raman
(実施形態5)
以下、本発明の実施形態5を図面に基づいて詳述する。
図6は、本発明の実施形態4に係るラマン増幅器励起装置1の構成を示した概略図である。図6に示すラマン増幅器励起装置1は、単一偏波の励起光を出力する励起光源11と、励起光源の出力光の周波数を変調する周波数変調手段18と、DGDを有する偏波保持光伝送媒体であるデポラライズ用パンダファイバ14aと、デポラライズされた励起光を出力する励起光出力ポート17と、を基本構成として有する。
(Embodiment 5)
Hereinafter, Embodiment 5 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a Raman
ラマン増幅器励起装置1を構成する励起光源11は、単一偏波で励起光を出力光として出力するものである。
The pumping
本実施形態では、前記した励起光源11が周波数変調を施す周波数変調手段18を備える構成としている。周波数変調手段18としては、例えば、励起光源がレーザーダイオード等で形成された場合、励起電流に振幅の小さな交流を重畳するような手段を用いることにより、出力光を容易に周波数変調することができる。このように励起光源11から出力される出力光(励起光)の光周波数を変調することにより、励起光源11からの出力光のコヒーレンス長は大幅に短縮され、比較的短い長さのデポラライズ用パンダファイバ14aでも十分なデポラライズを達成することができる。
In the present embodiment, the
周波数変調手段18は、図6に示すように、例えば、オッシレータを使用して、励起光源11の励起電流を直接変調してもよく、また、外付けの光周波数変調器を使用して、励起光源11と繋がる光路(例えば、第1の励起光源用パンダファイバ12等)に配設するようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, the frequency modulation means 18 may directly modulate the excitation current of the
なお、周波数変調手段18による周波数の変調は、ラマンゲインを一定にするためにはディザリングの速度をある程度以上速くする必要があるため、例えば、周波数を数MHz以上とする。また、励起電流を変調して周波数変調を行う場合は、変調の振幅は光源に逆バイアスが掛からず、発光閾値以上で変調する振幅とすることが好ましい。 The frequency modulation by the frequency modulation means 18 requires that the dithering speed be increased to some extent in order to make the Raman gain constant. For example, the frequency is set to several MHz or more. Further, when frequency modulation is performed by modulating the excitation current, it is preferable that the amplitude of the modulation is such that the light source is not reverse-biased and modulated above the emission threshold.
励起光源11から出力光として出力された励起光は、励起光源用パンダファイバ12に入力される。図6に示すように、励起光源用パンダファイバ12のスロー軸は、x軸とy軸に対して45度傾けてある。励起光源11から出力される励起光の励起光の偏波面はパンダファイバ12のスロー軸は一致させる。パンダファイバの性質により、励起光源用パンダファイバ12を伝搬する過程で、励起光の偏波状態は一定に保たれることになる。励起光源用パンダファイバ12から出力された励起光は、デポラライズ用パンダファイバ14aに入力される。
Excitation light output as output light from the
デポラライズ用パンダファイバ14aのスロー軸はy軸に対して平行とする。デポラライズ用パンダファイバ14aの有するDGDにより、励起光のx成分とy成分は異なる光路長を持つようになる。励起光がデポラライズ用パンダファイバ14aを伝搬する過程で、DGDの累積により励起光のx方向およびy方向の光電界、ExとEyの位相差は次第に変化するため、従来技術を図示した図9に模式的に示したように、励起光の偏波は様々に変化する。しかしながら、本実施形態では、周波数変調手段18により励起光のコヒーレンス長は大幅に短縮しているため、図9に示した従来例と比較して、はるかに短い長さのデポラライズ用パンダファイバ14aでもってデポラライズが達成できる。
The slow axis of the depolarizing
次に、実施形態5に係るラマン増幅器励起装置1の動作の一例を、図6を用いて説明する。
Next, an example of the operation of the Raman
励起光源11から出力光として出力される単一偏波の励起光は、励起光源11が備える周波数変調手段18により周波数が変調され、コヒーレンシーが大幅に劣化した状態で出力される。出力光は、励起光源用パンダファイバ12を介して、デポラライズ用パンダファイバ14aに入力されるが、励起光源11の出力光(励起光)の偏波面は、デポラライズ用パンダファイバ14aのファスト軸及びスロー軸の両者に対して45度傾けている。また、デポラライズ用パンダファイバ14aはDGDを有しているので、励起光がデポラライズされることになる。
The single-polarized pump light output as output light from the
そして、デポラライズ用パンダファイバ14aから出力されたデポラライズされた出力光(励起光)は、励起光出力ポート17により出力される。
The depolarized output light (excitation light) output from the
以上説明した実施形態4に係るラマン増幅器励起装置1は、入力された励起光をデポラライズして出力するデポラライズ用パンダファイバ14aを用い、また、励起光源11から出力される出力光の偏波面を、デポラライズ用パンダファイバ14aのファスト軸及びスロー軸の両者に対して45度傾いているようにするとともに、励起光源11から出力される励起光に変調を施してコヒーレンスを劣化させるようにしたので、比較的短い偏波保持光伝送媒体を用いて、ラマン増幅用励起光に十分なデポラライズを与えることが可能となり、装置の小型化を図ることができるラマン増幅器励起装置1となる。
The Raman
(実施形態6)
以下、本発明の実施形態6を図面に基づいて詳述する。なお、以下の説明においては、前記した実施形態4と共通する構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
(Embodiment 6)
Hereinafter, Embodiment 6 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same structure and the same members as those of the above-described fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
図7は、本発明の実施形態6に係るラマン増幅器励起装置1の構成を示した概略図である。図7に示すラマン増幅器励起装置1は、周波数変調を施した励起光源11a、11bを2つ用い、この2つの励起光源11a、11bから出力される励起光をあらかじめ第1のパンダカプラ13で偏波多重させた上で、励起光の2つの偏波面をデポラライズ用パンダファイバ14aの光学軸に対して45度傾けて入力させている点が実施形態4と異なり、単一偏波で出力光(励起光)を出力する2つの励起光源(第1の励起光源11a及び第2の励起光源11b)と、第1の励起光源11aからの出力光の周波数に変調を加える第1の周波数変調手段18aと、第2の励起光源11bからの出力光に周波数に変調を加える第2の周波数変調手段18bと、2つの入力ポート13a、13bと1つの出力ポート13cを有する第1の偏波保持カプラである第1のパンダカプラ13と、DGDを有する偏波保持光伝送媒体であるデポラライズ用パンダファイバ14aと、デポラライズされた励起光を出力する励起光出力ポート17と、を基本構成として有する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a Raman
ラマン増幅器励起装置1を構成する励起光源11a、11bは、実施形態4と同様、単一偏波で出力光として励起光を出力するものであり、本実施形態にあっては、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bの2つの励起光源が配設される。
The pumping
本実施形態では、前記した励起光源11aおよび11bの光周波数変調を施す周波数変調手段18aおよび18bを備える構成としている。周波数変調手段18aおよび18bとしては、実施形態4と同様のものを用いることができる。
In this embodiment, it is set as the structure provided with the frequency modulation means 18a and 18b which performs optical frequency modulation of the above-mentioned
実施形態4と同様に、励起光のコヒーレンス長は大幅に短縮され、比較的短い長さのデポラライズ用パンダファイバ14aでも十分なデポラライズを達成することができる。
Similar to the fourth embodiment, the coherence length of the pumping light is significantly shortened, and sufficient depolarization can be achieved even with a relatively short
2つの励起光源11a、11bから出力された単一偏波の出力光(励起光)は第1の励起光源用パンダファイバ12a及び第2の励起光源用パンダファイバ12bにそれぞれ入力されるが、第1の励起光源11aから出力され、第1の励起光源用パンダファイバ12aに入力される出力光(励起光)の偏波面と、第1の励起光源用パンダファイバ11aのスロー軸は一致させておく一方、第2の励起光源11bから出力され、第2の励起光源用パンダファイバ12bに入力される出力光(励起光)の偏波面と、第2の励起光源用パンダファイバ12bのファスト軸は一致させておく。第1の励起光源用パンダファイバ12aおよび第2の励起光源用パンダファイバ12bのスロー軸は、x軸とy軸に対して45度傾けてあるため、第1の励起光源11aおよび第2の励起光源11bから出力される励起光の偏波面はx軸とy軸に対して45度傾くことになる。パンダファイバの性質により、第1の励起光源用パンダファイバ12aおよび第2の励起光源用パンダファイバ12bを伝搬する過程で、励起光の偏波状態は一定に保たれることになる。
The single-polarized output light (pump light) output from the two
第1の励起光源11aと第1の励起光源用パンダファイバ12bを介して接続され、また、第2の励起光源11bと第2の励起光源用パンダファイバ12bを介して接続される第1の偏波保持カプラである第1のパンダカプラ13は、2つの入力ポート13a、13bと1つの出力ポート13cを有し、2つの励起光源11a、11bからの出力光である励起光を2本の励起光源用パンダファイバ12a、12bを介して2つの入力ポート13a、13bに入力し、偏波が直交された状態を保持したまま出力ポート13cから出力する。すなわち、第1の励起光源11aに由来する励起光の偏波面は出力ポート13cのスロー軸に一致し、第2の励起光源11bに由来する励起光の偏波面は出力ポート13cのファスト軸に一致している状態で出力する。
The
偏波保持光伝送媒体であるデポラライズ用パンダファイバ14aは、入力された励起光をデポラライズして出力するものであり、第1のパンダカプラ13の出力ポート13cから出力された、周波数変調手段18a、18bにより変調された、2つの励起光源11a、11bから出力された励起光を偏波が直交された状態を保持したまま入力する。デポラライズ用パンダファイバ14aのスロー軸はy軸に対して平行としてある。このため、図7に示すように、励起光源11a、11bに由来する励起光の偏波面は、デポラライズ用パンダファイバ14aのファスト軸及びスロー軸の両者に対して45度傾いている。デポラライズ用パンダファイバ14aの有するDGDにより、励起光源11aから出力された励起光のx成分とy成分は異なる光路長を持つようになる。励起光源11bから出力された励起光もまた同様である。このため、2つの励起光を同時に、実施形態4と同程度の長さのデポラライズ用パンダファイバ14aでもって、デポラライズすることが可能となる。
The
実施形態5と同様に、本実施形態においても、2つの励起光源11a、11bから出力される出力光(励起光)の波長とパワを任意に調整する機能を持たせることにより、ラマンゲインのプロファイルを微調整して、より平坦なラマンゲインを生成することが可能となる。
Similar to the fifth embodiment, in this embodiment, a Raman gain profile is obtained by providing a function of arbitrarily adjusting the wavelength and power of the output light (pump light) output from the two
図示しない変更手段としては、例えば、温度コントローラを使用して、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bの発振波長を変更してもよく、また、例えば、偏波保持アッテネータを使用して、第1の励起光源11a及び第2の励起光源11bと繋がる光路(例えば、第1の励起光源用パンダファイバ12a及び第2の励起光源用パンダファイバ12b等)に配設するようにしてもよい。
As the changing means (not shown), for example, the oscillation wavelength of the first
なお、2つの励起光源11a、11bから出力される出力光(励起光)の波長の差は、例えば、0nmより大きく数十nm以下であることが好ましい。2つの励起光源11a、11bの波長が完全に同一であれば、デポラライズ用パンダファイバ14aを伝播する2つの励起光の相互干渉により、伝播の過程で励起光のパワが揺らぐ可能性がある。一方、波長が数十nm以上となると、両者の利得帯域のずれが顕著となってしまい、利得の平坦性に影響がでる可能性がある。
In addition, it is preferable that the difference in the wavelength of the output light (excitation light) output from the two
次に、実施形態6に係るラマン増幅器励起装置1の動作の一例を、図7を用いて説明する。
Next, an example of the operation of the Raman
第1の励起光源11aから出力光として出力された単一偏波の励起光は、第1の励起光源11aが備える第1の周波数変調手段18aにより周波数が変調され、コヒーレンシーが大幅に劣化した状態で第1の励起光源用パンダファイバ12aに入力され、同様に、第2の励起光源11bから出力光として出力された単一偏波の励起光は、第2の励起光源11bが備える第2の周波数変調手段18bにより周波数が変調され、コヒーレンシーが大幅に劣化した状態で第2の励起光源用パンダファイバ12bに入力される。
The single-polarized pumping light output as output light from the first
第1の励起光源11aから出力された出力光(励起光)は、第1の励起光源用パンダファイバ12aを介して、出力光(励起光)の偏波面と、第1の励起光源用パンダファイバ12aのスロー軸が一致された状態で、入力ポート13aから第1のパンダカプラ13に入力される。一方、第2の励起光源11bから出力された出力光(励起光)は、第2の励起光源用パンダファイバ12bを介して、出力光(励起光)の偏波面と、第2の励起光源用パンダファイバ12bのファスト軸に一致した状態で、入力ポート13bから第1のパンダカプラ13に入力される。
The output light (excitation light) output from the first
第1のパンダカプラ13に入力された、周波数変調手段18a、18bにより変調された、2つの励起光源11a、11bから出力された2つの励起光は、偏波が直交された状態を保持したまま第1のパンダカプラ13の出力ポート13cから出力され、デポラライズ用パンダファイバ14aに入力される。2つの励起光源11a、11bの出力光の偏波面は、デポラライズ用パンダファイバ14aのファスト軸及びスロー軸の両者に対して45度傾いており、また、デポラライズ用パンダファイバ14aはDGDを有しているので、前述した理由により、2つの出力光(励起光)が同時にデポラライズされることになる。デポラライズ用パンダファイバ14aにより同時にデポラライズされた2つの励起光は、デポラライズ用パンダファイバ14aから出力され、励起光出力ポート17により出力される。
The two pumping lights output from the two pumping
以上説明した実施形態6に係るラマン増幅器励起装置1は、前記した実施形態4のラマン増幅器励起装置1の奏する効果を享受するとともに、2つの励起光源11a、11bを用いているので、よりフラットなラマンゲインを達成することができる。なお上記の実施形態では、第1のパンダカプラ13を用いて偏波多重を行ったが、パンダカプラ13に代えてPBCを用いて偏波多重を行う構成としてもよい。
The Raman
(実施形態の変形例)
また、前記した実施形態では、偏波保持光伝送媒体としてパンダファイバ(第1分岐のパンダファイバ14、第2分岐のパンダファイバ15、デポラライズ用パンダファイバに14a)を用いたが、パンダファイバに代えて、PLC(Planar Lightwave Circuit:平面光波回路)基板上に構成された偏波保持の光導波路や、その他の偏波保持の光伝送媒体を用いても問題はない。偏波保持光伝送媒体としてPLC基板上に構成された偏波保持の光導波路とすることにより、光回路の集積化が可能になるという利点がある。
(Modification of the embodiment)
In the above-described embodiment, the panda fiber (the first
なお、前記した実施形態で示したパンダファイバ(励起光源用パンダファイバ12、第1の励起光源用パンダファイバ12a、第2の励起光源用パンダファイバ12b、第1分岐のパンダファイバ14、第2分岐のパンダファイバ15、デポラライズ用パンダファイバ14a)におけるスロー軸とファスト軸は、それらをすべて入れ替えた構成としてもよい。
The panda fibers (pumping light
本発明は、ラマン効果を用いラマン増幅器を励起するラマン増幅器の励起手段として用いることができ、産業上の利用可能性は高いものである。 The present invention can be used as an excitation means of a Raman amplifier that excites a Raman amplifier using the Raman effect, and has high industrial applicability.
1 ラマン増幅器励起装置
11 励起光源
11a 第1の励起光源
11b 第2の励起光源
12 励起光源用パンダファイバ
12a 第1の励起光源用パンダファイバ
12b 第2の励起光源用パンダファイバ
13 第1のパンダカプラ(第1の偏波保持カプラ)
13a 入力ポート(一方の入力ポート)
13b 他方の入力ポート
13c 出力ポート(一方の出力ポート)
13d 他方の出力ポート
14 第1分岐のパンダファイバ(第1分岐の偏波保持光伝送媒体)
14a デポラライズ用パンダファイバ(偏波保持光伝送媒体)
15 第2分岐のパンダファイバ(第2分岐の偏波保持光伝送媒体)
16 第2のパンダカプラ(第2の偏波保持カプラ)
16a 一方の入力ポート
16b 他方の入力ポート
16c 出力ポート
17 励起光出力ポート
18 周波数変調手段
18a 第1の周波数変調手段
18b 第2の周波数変調手段
20 PBC
20a 一方の入力ポート
20b 他方の入力ポート
20c 出力ポート
100 従来の分布ラマン増幅器
101 光フィルタ
102 光ファイバ
103 励起光源
104 波長多重カプラ
200 従来のデポラライズ
201 励起光源
202 励起光源用パンダファイバ
203 デポラライズ用パンダファイバ
204 波長多重カプラ
205 伝送用光ファイバ
DESCRIPTION OF
13a Input port (one input port)
13b The
13d
14a Panda fiber for depolarization (polarization-maintaining optical transmission medium)
15 Second branch panda fiber (second branch polarization maintaining optical transmission medium)
16 Second panda coupler (second polarization maintaining coupler)
16a one
20a One
Claims (14)
2つの入力ポートと2つの出力ポートを有し、前記第1励起光及び第2の励起光を前記2つの入力ポートのそれぞれに入力し、入力される前記第1の励起光及び第2の励起光を偏波多重させた状態で前記2つの出力ポートで分岐して出力する第1の偏波保持カプラと、
前記第1の偏波保持カプラの2つの出力ポートから出力される偏波多重された励起光の一方を入力し、偏波多重された状態を保持したまま伝搬する第1分岐の偏波保持光伝送媒体と、
前記第1の偏波保持カプラの2つの出力ポートから出力される偏波多重された励起光の他方を入力し、偏波多重された状態を保持したまま伝搬する第2分岐の偏波保持光伝送媒体と、
2つの入力ポートと1つの出力ポートを有し、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体から出力される偏波多重された励起光のうち同一の励起光源に由来する励起光の偏波面が互いに直交するように前記2つの入力ポートにそれぞれ入力し、
前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第1の励起光および前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第1の励起光とを偏波多重すると同時に、前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第2の励起光および前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体を伝搬した前記第2の励起光とを偏波多重して前記1つの出力ポートから出力する第2の偏波保持カプラと、
前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される2重に偏波多重された励起光を出力する励起光出力ポートと、を有し、
前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長に差を設け、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される2重に偏波多重された励起光がデポラライズされるように、当該光路長の差を、前記第1の励起光および第2の励起光のコヒーレンス長よりも長くとることを特徴とするラマン増幅器励起装置。 A first pumping light source that outputs first polarized light of single polarization as output light; a second pumping light source that outputs second pumped light of single polarization as output light;
The first pumping light and the second pumping light are input to each of the two input ports, and the first pumping light and the second pumping light are input. A first polarization maintaining coupler for branching and outputting light at the two output ports in a state where light is polarization multiplexed;
One of the polarization multiplexed pump lights output from the two output ports of the first polarization maintaining coupler is input, and the first polarization maintaining light that propagates while maintaining the polarization multiplexed state. A transmission medium;
The polarization-maintaining light of the second branch that propagates while maintaining the polarization-multiplexed state by inputting the other of the polarization-multiplexed pumping light output from the two output ports of the first polarization-maintaining coupler A transmission medium;
It has two input ports and one output port, and is the same among the polarization multiplexed pump lights output from the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch Are input to the two input ports so that the polarization planes of the excitation light derived from the excitation light source are orthogonal to each other,
Simultaneously performing polarization multiplexing of the first pumping light propagated through the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the first pumping light propagated through the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch, The second pumping light propagated through the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the second pumping light propagated through the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch are polarization multiplexed and the one A second polarization maintaining coupler that outputs from the output port;
A pumping light output port that outputs a double polarization multiplexed pumping light that is output from the output port of the second polarization maintaining coupler;
A difference is provided between the optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch, and 2 output from the output port of the second polarization maintaining coupler. The Raman amplifier excitation characterized in that the difference in optical path length is made longer than the coherence length of the first excitation light and the second excitation light so that the excitation light multiplexed in a polarization manner is depolarized. apparatus.
前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源からの出力光をそれぞれ第1の偏波保持カプラに入力し、入力される2つの出力光の偏波を直交させた状態で前記第1の偏波保持カプラから2つに分岐して出力し、
前記第1の偏波保持カプラから出力された出力光の一方を第1分岐の偏波保持光伝送媒体に入力し、偏波が直交された状態を保持したまま伝搬し、
前記第1の偏波保持カプラから出力された出力光の他方を第2分岐の偏波保持光伝送媒体に入力し、偏波が直交された状態を保持したまま伝搬し、
前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の光路長に差を設け、前記第2の偏波保持カプラの出力ポートから出力される励起光がデポラライズされるように、当該光路長の差を、前記励起光源のコヒーレンス長よりも長くとるようにし、
前記第1分岐の偏波保持光伝送媒体及び前記第2分岐の偏波保持光伝送媒体の出力光を、第2の偏波保持カプラに入力し、入力された前記2つの出力光のそれぞれを偏波多重して前記第2の偏波保持カプラから出力し、
前記第2の偏波保持カプラから出力される2重に偏波多重された励起光を励起光出力ポートから出力することを特徴とするラマン増幅器の励起方法。 Single-polarized pumping light is output as output light from the first pumping light source and the second pumping light source, respectively.
Output light from the first excitation light source and the second excitation light source is input to the first polarization maintaining coupler, respectively, and the first output light is orthogonalized with the polarization of the two output lights input thereto. Branch out from the polarization maintaining coupler into two, and output
One of the output lights output from the first polarization maintaining coupler is input to the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch, and propagates while maintaining the state where the polarizations are orthogonal,
The other of the output light output from the first polarization maintaining coupler is input to the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch, and propagates while maintaining the state where the polarization is orthogonal,
Excitation output from the output port of the second polarization maintaining coupler by providing a difference between the optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the optical path length of the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch The difference in the optical path length is made longer than the coherence length of the excitation light source so that the light is depolarized.
Output lights of the polarization maintaining optical transmission medium of the first branch and the polarization maintaining optical transmission medium of the second branch are input to a second polarization maintaining coupler, and each of the input two output lights is input. Polarization multiplexed and output from the second polarization maintaining coupler,
A pumping method for a Raman amplifier, characterized in that the dual polarization multiplexed pumping light output from the second polarization maintaining coupler is output from a pumping light output port.
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