(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバラマン増幅器を構成する少なくとも２本の光ファイバに対して、励起光を供給する光回路において、
２Ｎ個（Ｎは自然数）の異なる励起光源からの２Ｎ個の励起光を分岐する２つ以上の光分岐部と、
前記光分岐部の内の異なる２つの前記光分岐部からの出力が入力される、２つ以上であって、偶数個の光合流部と、
前記光回路に接続されたファイバラマン利得を生じる光ファイバからの信号光が入力され、前記光合流部からの合流された前記２Ｎ個の励起光が入力され、および、前記励起光を前記少なくとも２本の光ファイバへ出力する波長合分波器と
を備え、
前記２つ以上の光分岐部の第１の光分岐部には、第１の偏波を有する２Ｎ個の励起光源が接続され、前記２つ以上の光分岐部の第２の光分岐部には、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を有する２Ｎ個の励起光源が接続されることを特徴とする光回路。
【請求項２】
前記光合流部は、前記異なる２つの前記光分岐部からの異なる偏波を有する励起光を合成する偏波合成カプラであることを特徴とする請求項１に記載の光回路。
【請求項３】
前記光回路は、平面光回路上に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光回路。
【請求項４】
２つの前記光合流部を有する前記請求項１乃至３いずれかに記載の光回路が、複数個アレイ状に配置されたことを特徴とする光回路。
【請求項５】
ファイバラマン増幅器を構成する少なくとも２本の光ファイバに対して、励起光を供給する光増幅器用励起光源において、
２Ｎ個（Ｎは自然数）の異なる励起光源からの２Ｎ個の励起光を分岐する２つ以上の光分岐部と、
前記光分岐部の内の異なる２つの前記光分岐部からの出力が入力される、２つ以上であって、偶数個の光合流部と、
前記光回路に接続されたファイバラマン利得を生じる光ファイバからの信号光が入力され、前記光合流部からの合流された前記２Ｎ個の励起光が入力され、および、前記励起光を前記少なくとも２本の光ファイバへ出力する波長合分波器と、
前記２つ以上の光分岐部の第１の光分岐部に接続された、第１の偏波を有する２Ｎ個の励起光源と、
前記２つ以上の光分岐部の第２の光分岐部に接続された、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を有する２Ｎ個の励起光源と
を備えたことを特徴とする光増幅器用励起光源。
【請求項６】
前記第１の光分岐部に接続された前記励起光源は、前記第１の偏波を有する偏波保持ファイバを経由して前記光分岐部に接続され、前記第２の光分岐部に接続された前記励起光源は、前記第２の偏波を有する偏波保持ファイバを経由して前記光分岐部に接続されることを特徴とする請求項５に記載の光増幅器用励起光源。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、信号光を増幅する光増幅器に供する光回路、およびその光回路を用いた 励起光源に関する。
【０００２】
スマートフォンに代表される高速データ通信が可能な情報端末の普及によって、通信ネットワークを流れるデータ量が急増しており、通信トラフィックは増大し続けている。通信システムの大規模化および高速化に対応して、 伝送ファイバ１本あたりの伝送容量を増大させるために、波長多重(ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing)伝送システムが導入され商用化に至っている。さらに、１本の光ファイバに複数個のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）およびＷＤＭ技術を併用することによって、伝送容量を飛躍的に増大させる研究も盛んとなっている。
【０００３】
長距離ＷＤＭ伝送システムでは、伝送ファイバで生じる損失を補償する必要がある。このために、伝送路である伝送ファイバを増幅媒体として用いるファイバラマン増幅器(ＦＲＡ: Fiber Raman Amplifier)が使用される。ＦＲＡでは、伝送路自体を分布型の増幅器にすることで、既設の伝送用ファイバに励起光を入れて増幅器を構成できる。
【０００４】
ＦＲＡにおいて、ファイバラマン利得を得るためには、高い出力の励起光が必要となる。また、ＦＲＡ利得の波長依存性を小さくし、ＷＤＭ信号の増幅を可能とするために、複数の励起波長を合波した励起光源が使用されている(非特許文献１）。また、ＦＲＡ利得には偏波依存性がある。このため、励起光源に使用される半導体レーザ（ＬＤ: Laser Diode)の出力は偏波保持ファイバを用いて導波され、偏波合成器を用いて、同一波長であって直交する偏波の２つの励起光が合成される。この偏波合成された励起光の偏光度(ＤＯＰ: Degree of Polarization)は、１０％程度の小さい値となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】瀬尾 他, "高出力対応PLC型ポンプコンバイナの開発," 古河電工時報, 第111号, pp. 46-49, 2003.
【非特許文献２】アンリツデバイス株式会社, 製品のご案内, [online] 、 [平成２４年３月１日検索] インターネット http://www.anritsu.co.jp/Devices/Products/OPT-products.asp
【非特許文献３】JDSU製品カタログ, [online] 、 [平成２４年３月１日検索] インターネット  http://www.jdsu.com/ProductLiterature/s34pump_ds_oc_ae.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、励起光源のために同一波長の励起光を偏波合成する場合、直交する偏波それぞれに対し励起光源用のＬＤを用意する必要がある。このため、励起光源として用いるＬＤの数は２倍になる。励起光源用のＬＤ数が増大することにより、実装面積が増大すると供に、ＬＤにおける消費電力も増大する。特に、励起光源としての動作に欠かせないＬＤチップの温度調整のための、付加的な電力も増大してしまう。さらに、ＦＲＡ動作を生じさせるために光ファイバへ供給すべき所要全励起光パワーが、波長毎に用意される励起用のＬＤの１台分の光出力パワーと同等またはそれ以下の場合、２台目以降の励起用のＬＤ光出力パワーは、無駄となっている。２台目以降のＬＤ出力パワーは、ＤＯＰの改善には寄与するものの、ＦＲＡ動作を生じさせる点からは必要ではない。
【０００７】
図５は、従来技術のファイバラマン増幅器の励起方法を説明する図である。ファイバラマン増幅器は、ファイバ線路５５（シングルモードファイバ：以下ＳＭＦ）、励起光合波回路５０および励起光源５１−１、５１−２、５１−３、５１−４から構成される。４つの励起光源は、波長λ1でＴＥ偏波の励起光源５１−１、波長λ1でＴＭ偏波の励起光源５１−２、波長λ2でＴＥ偏波の励起光源５１−３、波長λ2でＴＭ偏波の励起光源５１−４から構成される。図５に示した構成のＦＲＡでは、ＳＭＦ５５から入力される信号光に対して、後方から励起するＦＲＡの励起光合波回路５０を示している。
【０００８】
励起光合波回路５０は、上述の励起光源の偏波依存性を除去すると共に、利得の波長依存性を低減するため、励起光の波長λ1、λ2ごとに偏波多重する光回路である。励起光源５１−１、５１−２、５１−３、５１−４からの、波長λ1および波長λ2の各励起光は、ＴＥおよびＴＭの２つの直交する偏波として、第１の偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５２−１、第２のＰＢＳ５２−２により偏波合成される。２つのＰＢＳの合波出力は、波長合波器（ＭＵＸ）５３により波長合成された後に、光信号のＳＭＦ５５に、波長合波器５４を通して後方から入力される。
【０００９】
図５に示したように、従来技術のファイバラマン増幅器の励起方法では、励起光は、ＷＤＭ５４を通して後方から入力される。ＦＲＡの偏波依存性を減らすために、励起ＬＤ光パワーを波長ごとに偏波合成して励起光を合成する必要がある。励起光源は、１つの波長あたり２台が必要であって、さらに励起光を合成する必要がある。例えば、ＳＭＦ５５でＦＲＡ動作を生じさせるために供給すべき所要全励起光パワーが、励起光源５１−１および励起光源５１−３の２台分の光出力パワーと同程度の場合では、残りの励起光源５１−２および励起光源５１−４の光出力パワーは、ＤＯＰの改善だけにしか利用されていないことになる。励起光源の光出力パワーの利用効率は非常に悪い。
【００１０】
本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、信号光を増幅する光増幅器に供する光回路において、励起光源用ＬＤの実装面積および励起光源における消費電力を減らし、励起光源の光出力パワーを効率的に利用することが可能なＦＲＡ用の光回路を提供することにある。さらに、この光回路を用いた励起光源を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ファイバラマン増幅器を構成する少なくとも２本の光ファイバに対して、励起光を供給する光回路において、２Ｎ個（Ｎは自然数）の異なる励起光源からの２Ｎ個の励起光を分岐する２つ以上の光分岐部と、前記光分岐部の内の異なる２つの前記光分岐部からの出力が入力される、２つ以上であって、偶数個の光合流部と、前記光回路に接続されたファイバラマン利得を生じる光ファイバからの信号光が入力され、前記光合流部からの合流された前記２Ｎ個の励起光が入力され、および、前記励起光を前記少なくとも２本の光ファイバへ出力する波長合分波器とを備え、前記２つ以上の光分岐部の第１の光分岐部には、第１の偏波を有する２Ｎ個の励起光源が接続され、前記２つ以上の光分岐部の第２の光分岐部には、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を有する２Ｎ個の励起光源が接続されることを特徴とする光回路である。光分岐部は、実施例における光結合・分岐器に対応し、光合流部は実施例における偏波合成器に対応する。光結合・分岐器における励起光の分岐数は、好ましくは２つが良い。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１の光回路であって、前記光合流部は、前記異なる２つの前記光分岐部からの異なる偏波を有する励起光を合成する偏波合成カプラであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の光回路であって、前記光回路は、平面光回路上に形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３いずれかの光回路であって、２つの前記光合流部を有する前記請求項１乃至３いずれかの光回路が、複数個アレイ状に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、ファイバラマン増幅器を構成する少なくとも２本の光ファイバに対して、励起光を供給する光増幅器用励起光源において、２Ｎ個（Ｎは自然数）の異なる励起光源からの２Ｎ個の励起光を分岐する２つ以上の光分岐部と、前記光分岐部の内の異なる２つの前記光分岐部からの出力が入力される、２つ以上であって、偶数個の光合流部と、前記光回路に接続されたファイバラマン利得を生じる光ファイバからの信号光が入力され、前記光合流部からの合流された前記２Ｎ個の励起光が入力され、および、前記励起光を前記少なくとも２本の光ファイバへ出力する波長合分波器と、前記２つ以上の光分岐部の第１の光分岐部に接続された、第１の偏波を有する２Ｎ個の励起光源と、前記２つ以上の光分岐部の第２の光分岐部に接続された、前記第１の偏波に直交する第２の偏波を有する２Ｎ個の励起光源とを備えたことを特徴とする光増幅器用励起光源である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５の光増幅器用励起光源であって、前記第１の光分岐
部に接続された前記励起光源は、前記第１の偏波を有する偏波保持ファイバを経由して前
記光分岐部に接続され、前記第２の光分岐部に接続された前記励起光源は、前記第２の偏
波を有する偏波保持ファイバを経由して前記光分岐部に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の光回路を用いたファイバラマン増幅用励起光源によって、励起光源の実装面積および励起光源における消費電力を減らすと共に、 励起光源の有する光パワーを効率的に利用することが可能となる。励起光源装置のサイズならびに初期コストおよびランニングコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るファイバラマン増幅器の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１のファイバラマン増幅器の光回路の透過特性を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１のファイバラマン増幅器の光回路のオン・オフ利得特性を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２に係るファイバラマン増幅器の構成を示す図である。
【図５】図５は、従来技術のファイバラマン増幅器の励起方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
従来技術のファイバラマン増幅器の光回路の構成では、複数個の励起光源を備えた光回路からの出力光パワーは、ＤＯＰの改善や広帯域化には寄与していたものの、相当量の光パワーが無駄となっていた。本発明の光回路の構成では、光結合・分岐器によって励起光の結合および分岐を行い、複数のＳＭＦへ励起光を供給することによって、従来技術よりもはるかに励起光パワーの利用効率を向上させている。また、光結合・分岐器における分岐数を２つに抑えることで、光導波路の交差によって生じる損失を最小に抑え、同時に、励起光の利用効率を向上させている点に特徴がある。特に光回路をＰＬＣで作製する場合には、本発明の構成は有用である。以下、具体的な実施例とともに、本発明の光回路および励起光源について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係るファイバラマン増幅器の構成を示す図である。本実施例のＦＲＡは、２つの異なる波長の信号光をそれぞれ増幅するＦＲＡであって、ＳＭＦ６−１、６−２、光回路１００および複数の励起光源４−１〜４−４、５−１〜５−４から構成される。光回路１００は、平面光波回路（ＰＬＣ: Planar Lightwave Circuit）上に形成されている。
【００２２】
光回路１００は、複数の光を結合して分岐する光結合・分岐器１−１、１−２、直交する偏波を合成する偏波合成器２−１、２−２、励起光と信号光とを合波する偏波合波器３−１、３−２から構成される。第１の光結合・分岐器１−１に対しては、λ1からλ4の異なる波長のＴＭ偏波の励起光を発生する励起光源４−１〜４−４が接続され、第２の光結合・分岐器１−２に対しては、λ1からλ4の異なる波長のＴＥ偏波の励起光を発生する励起光源５−１〜５−４が接続される。増幅を受けることになる信号光１１−１、１１−２は、それぞれ、光信号を伝送するシングルモードファイバ（ＳＭＦ）６−１、６―２に入力される。
【００２３】
光回路１００内では、ＳＭＦ６−１からの信号光と、波長合波器３−１からの出力光（励起光）を伝搬させる光導波路７−１、ＳＭＦ６−２からの信号光と、波長合波器３−２からの出力光（励起光）を伝搬させる光導波路７−２を備える。さらに、光結合・分岐器１−１、１−２と偏波合成器２−１、２−２との間に光を伝搬させる光導波路８−１〜８−４を備える。また、波長合波器３−１、３−２からの出力光を伝搬させる光導波路９−１、９−２からは、増幅された信号光１２−１、１２−２がそれぞれ出力される。
【００２４】
励起光源４−１〜４−４および励起光源５−１〜５−４から出力された各励起光は、平面光波回路１００へと入力し、光結合・分岐器１−１、１−２へと入力される。本実施例では、励起光の数を光分岐器１−１、１−２に対してそれぞれ４つとした。励起光源４−１〜４−４と平面光波回路１００との間は、４本の偏波保持ファイバ群１０−１によって、励起光源５−１〜５−４と平面光波回路１００との間は、４本の偏波保持ファイバ群１０−２によって接続されている。偏波保持ファイバ群１０−１の偏光軸の向きおよび偏波保持ファイバ群１０−２の偏光軸の向きは、互いに９０°傾くように設置される。すなわち、励起光源４−１〜４−４から出力される波長λ1からλ4の励起光群は、平面光波回路１００に対してＴＭ偏波として、励起光源５−１〜５−４から出力される波長λ1からλ4の励起光群は、ＴＥ偏波として入力される。
【００２５】
光結合・分岐器１−１は、入力された４つの励起光を結合したのちに、それぞれ光導波路８−１、８−２へと出力し、光結合・分岐器１−２は、入力された４つの励起光を結合したのちに、それぞれ光導波路８−３、８−４へと出力する。ここで、光導波路８−１、８−２には、光結合・分岐器１−１に入力された４つの励起光が等分配され、光導波路８−３、８−４には、光結合・分岐器１−２に入力された４つの励起光が等配分される。光導波路８−１、８−３は偏波合成器２−１へ、光導波路８−２、８−4は偏波合成器２−２へとそれぞれ接続される。偏波合成器２−１、２−２は、入力された励起光が偏波合成されるように構成されている。偏波合成器２−１、２−２で偏波合成された励起光は、波長合波器３−１、３−２へと伝搬する。
【００２６】
波長合波器３−１、３−２は、それぞれＳＭＦ６−１、６−２から入力して光導波路７−１、７−２を伝搬する信号光と、光導波路７−１、７−２へと出力された励起光とを合波するよう動作する。さらに、波長合波器３−１、３−２は、それぞれ光導波路７−１、７−２を伝搬する信号光を光導波路９−１、９−２へそれぞれ出力する。励起光は、波長合波器３−１、３−２からそれぞれ光導波路７−１、７−２へ出力され、さらにＳＭＦ６−１、６−２に供給されて、ファイバラマン利得を発生させる。すなわち、波長合波器３−１、３−２は、合流部（偏波合成器）からの合流された２Ｎ個（実施例１ではＮ＝２）の励起光が入力され、および、励起光を光ファイバ（ＳＭＦ）へ出力するよう動作する。さらに、波長合波器３−１、３−２は、光回路１００に接続されたファイバラマン利得を生じる光ファイバ（ＳＭＦ）からの増幅を受けた信号光が入力され、その増幅された信号光１２−１、１２−２を光回路の外部へ出力するよう動作する。
【００２７】
本実施例では、励起光源４−１、５−１が波長λ1として１４２４ｎｍで、励起光源４−２、５−２が波長λ2として１４３３ｎｍで、励起光源４−３、５−３が波長λ3として１４４２ｎｍで、励起光源４−４、５−４が波長λ4として１４５２ｎｍで、それぞれ発振するよう、ファイバブラッググレティングで波長安定化された半導体レーザを用いた。
ＳＭＦ６−１、６−２は、図１に示していない光ノード装置または光中継装置と接続されており、それらの装置から送信された信号光１１−１、１１−２はＳＭＦを伝搬中に光回路１００から入力される励起光によってラマン増幅される。増幅された信号光１２−１、１２−２は、光回路１００の信号光出力ポートから出力される。図１の光回路の構成では、１台の励起光源から出力された励起光は、光回路１００の内部で２分岐されてＳＭＦ６―１、６―２へそれぞれ供給されるため、原理的に３ｄＢの損失を有する。
【００２８】
図２は、本発明の実施例１のファイバラマン増幅器の光回路の透過特性を示す図である。図２において、「励起光」と示した破線のグラフは 図１におけるＡ−Ｃ間の透過特性を示し、 「信号光」と示した実線のグラフはＣ−Ｂ間の透過特性を示している。励起光の透過特性については、波長帯域１４２０−１４６０ ｎｍにおいて損失が３．５ｄＢ以下となっている。光回路１００の原理的な損失が３ｄＢであることを考慮すれば、０．５ｄＢ以下の過剰損失で、励起光を伝送用のＳＭＦへ入力することができている。
【００２９】
一方、信号光の透過特性については、波長帯域１５３０-１５７０ｎｍにおいて損失は０．５ｄＢ以下となっており、十分に低い損失でラマン増幅された信号光を透過させることができている。対応する他の励起光の経路、信号光の経路の透過特性についても、図２に示した特性とほぼ同じ特性が得られた。
【００３０】
図２に示したように、励起光および信号光のいずれの経路でも低損失な透過特性を得られているのは、本発明特有の光回路１００の構成にある。本発明のＦＲＡの光回路では、励起光源との接続点からＳＭＦとの接続点までの経路上で、励起光が経験する導波路交差の数は、光導波路８―２と光導波路８―３とが交差する一箇所だけである。光結合・分岐器１―１、１―２の分岐数を２からさらに増やした場合、対応する偏波合成器２―１、２―２の数もそれに応じて増やす必要がある。このとき、同時に光結合・分岐器の出力導波路が交差する箇所も増えるため、損失が格段に増加することになる。したがって、光結合・分岐器１―１、１―２の分岐数は、２とするのが最適である。
【００３１】
本実施例において、各励起光源４―１〜４−４、５−１〜５−４の最大出力光パワーはほぼ等しく約３００ｍＷである。このとき、各ＳＭＦ６−１、６−２へ入力される最大励起光パワーは、それぞれ約１０８０ｍＷとなる。
【００３２】
図３は、本発明の実施例１のファイバラマン増幅器の光回路のオン・オフ利得特性を示す図である。ＳＭＦ６−１、６−２に励起光パワー１０８０ｍＷがそれぞれ入力されたときであって、プロット◆がＳＭＦ６―１における利得、プロット○がＳＭＦ６―２における利得を示している。本実施例で使用した２本のＳＭＦの損失特性はほぼ同じであったので、ＳＭＦ６―１、６―２の両方でほぼ同じラマン利得スペクトルが得られている。波長帯域１５２０−１５６５ｎｍにおいて、１０ｄＢ以上のオン・オフ利得が得られている。 
【００３３】
ここで励起光のパワーの観点から、本実施例の光回路の場合と、従来技術において本実施例と同様に２本の伝送用ＳＭＦへラマン増幅用の異なる波長の４つの励起光を偏波合成して入力する場合とを比較してみる。従来技術では１本の伝送用ＳＭＦ５５に対して、４波長が必要であった。ＤＯＰ改善のためにＴＥ偏波およびＴＭ偏波を備えることを考慮すると、合計８台の励起光源が必要であった。従って、２本の伝送用ＳＭＦに対しては合計１６台の励起光源が必要となる。これに対して、本実施例の光回路の構成では、図１に示したように励起光源数は８台であって、ＦＲＡにおいて励起光源のために必要な実装面積を半分に大幅に削減できる。
【００３４】
図５に示した従来技術の構成における偏波合成および励起波長合波の透過特性が本実施例の構成と同様に０．５ｄＢ程度の過剰損失を含むものとすると、各励起用ＬＤの出力パワーは３００ｍＷ／４＝７５ｍＷ程度のもので良い。しかしながら、実際に励起光源として使用される半導体レーザは、例えば非特許文献２にあるように、最低出力光パワーのものであっても２００ｍＷ前後の出力が得られるようになっている。従来技術の構成の光回路の場合、励起光源の最大出力光パワーを１８０ｍＷとすると、全励起光源の最大出力光パワー合計は約２．９Ｗとなる。
【００３５】
一方、本実施例の光回路の場合では 各励起光源は最大出力光パワーが３００ｍＷのものが必要となるが、従来技術の構成と比べて励起光源の数を半数に減らすことができる。このため、励起光源としては、ファイバラマン利得を得るための必要最低限の所要励起光パワーを備えていれば良い。全励起光源の最大出力光パワー合計は、約２．４（＝０．３×８）Ｗで済むことになる。
【００３６】
従来技術のファイバラマン増幅器の光回路の構成では、複数個の励起光源を備えた光回路からの出力光パワーは、ＤＯＰの改善や広帯域化には寄与していたものの、相当量の光パワーが無駄となっていた。しかしながら、本発明の光回路の構成では、光結合・分岐器１−１、１−２によって結合および分岐を行って、２つのＳＭＦ６−１、６−２へ励起光を供給することによって、従来技術よりもはるかに励起光パワーの利用効率を向上させている。図１の実施例１の構成は、光結合・分岐器における分岐数を２つに抑えることで、光導波路の交差によって生じる損失を最低に抑え、同時に、励起光の利用効率を向上させている点に特徴がある。光回路をＰＬＣで作製する場合には、とりわけ、本発明の構成が有用である。
【００３７】
尚、光導波路の交差によって生じる損失が低く抑えられるような光回路の作製方法が可能であれば、光結合・分岐器１−１、１−２における分岐の数を３以上として、３つのＳＭＦに励起光を供給するような構成とすることも可能である点には留意されたい。
【００３８】
また、励起光源における消費電力については、従来技術の光回路の構成では、励起光源１台あたり４．３Ｗ（半導体レーザ駆動のために０．３Ｗ、ＬＤチップ温度調整のために４Ｗ）が必要となり、全励起光源の合計消費電力は約６９（４．３×１６） Ｗであった。これに対し、本実施例の光回路の構成では、励起光源１台あたり７．５Ｗ（ＬＤ駆動のために１．５Ｗ、ＬＤチップ温度調整で６Ｗ）で、全励起光源の合計消費電力が約６０（７．５×８）Ｗとなり、従来技術の光回路の構成と比べて、励起光源における消費電力を１３％減らすことができる。
【００３９】
上述のように、本実施例の光回路を用いたラマン増幅用励起光源は、励起光源のための実装面積および励起光源における消費電力を減らし、励起光源から供給される光パワーを効率的に利用することを可能にする。
【００４０】
本実施形態の光回路１００は、光結合・分岐器１−１、１−２、偏波合成器２−１、２−２および波長合波器３−１、３−２を、ＰＬＣ上に作製した集積型光回路としているが、作製方法はこれに限られない。光ファイバまたは誘電体多層膜フィルタを用いた光結合・分岐器、偏波合成器および波長合波器を使用しても、同等の効果が得られる。
【実施例２】
【００４１】
図４は、本発明の実施例２に係るファイバラマン増幅器の構成を示す図である。本実施例のＦＲＡでは、ＳＭＦの数が２本より多い場合や、マルチコアファイバ（ＭＣＦ）を伝送路として利用した場合に、ラマン増幅を得るための励起光源および光回路４００の構成を示している。本実施例では、第１の実施例に示した構成のラマン増幅用励起光源をＭ個アレイ化したものである（Ｍは自然数）。光回路４００内における光導波路７―１、…、７−４（このとき４＝２Ｍである）は、図５には示さないが、２Ｍ本もしくは２Ｍ−１本のＳＭＦ、または、２Ｍ個もしくは２Ｍ−１個のＭＣＦのコアに結合されている。
【００４２】
より具体的には、信号光１１−１、信号光１１−２が入力される光回路４００の上側の部分は、図１の光結合・分岐器１−１、１−２、偏波合成器２−１、２−２および波長合波器３−１、３−２の構成と全く同一である。また、光回路４００の上側半分の回路に接続される励起光源４−１〜４−４、５−１〜５−４の構成も、図１の励起光源と同一である。すなわち、第１の光結合・分岐器１−１に対しては、波長λ1からλ4のＴＭ偏波の励起光を発生する励起光源４−１〜４−４が接続され、第２の光結合・分岐器１−２に対しては、波長λ1からλ4のＴＥ偏波の励起光を発生する励起光源５−１〜５−４が接続される。
【００４３】
信号光１１−３、信号光１１−４が入力される光回路４００の下側の部分も、上述の上側の部分の構成と同一である。すなわち、光回路４００では、図１に示した光回路が２つ（Ｍ＝２）アレイ状に並置されている。
【００４４】
本実施例の構成では、並置されるアレイの数の増加に関係なく、光回路４００内において励起光が伝搬する導波路の交差箇所の数は増加しない。このため、光回路内で導波路が交差することに起因する損失の増加を避けることができる。また、信号光が伝搬する導波路においても交差を生じることがないため、光回路を通過することに伴う損失の増大を避けることもできる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の光回路を用いたラマン増幅用励起光源は、励起光源を複数の伝送用ファイバまたはマルチコアファイバのコアで共用化して使用する。これによって、励起光源の実装面積および励起光源における消費電力を減らすと共に、励起光源から供給される光パワーを効率的に利用することができる。 励起光源装置のサイズおよび初期コストおよびランニングコストを削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、一般的に光通信システムに利用することができる。特に、信号光を増幅する光増幅器に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１−１、１−２、１−３、１−４  光結合・分岐器
２−１、２−２、２−３、２−４、  偏波合成器
３−１、３−２、３−３、３−４、５４  波長合波器
６−１〜６−４、５５  ＳＭＦ
４−１〜４−８、５−１〜５−８、５１−１〜５１−４  励起光源
７−１、７−２、８−１〜８−４，９−１〜９−４  光導波路
１０−１、１０−２  偏波保持ファイバ群
１１−１〜１１−４  信号光
１２−１〜１２−４  出力信号光
５０、１００、４００  光回路
５２−１、５２−２  ビームスプリッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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