(57)【要約】【課題】  広い帯域で実質的にフラットな利得を提供することができるハイブリッドラマンＥＤＦＡを提供すること。【解決手段】  ハイブリッドラマンＥＤＦＡではＣ帯域及びＬ帯域に亘って利得の均等化をなせる。該ＥＤＦＡは、ラマン利得を生成するラマン部と、ラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を生成するＥＤＦＡ部とを有する。ＥＤＦＡ部は、補償ＥＤＦＡ利得形状の生成のため、高反転の単一式ＥＤＦＡ部を有する。ＥＤＦＡ部は、吸収されないポンプパワーの受容のため、エルビウムファイバの後部にハイリターンの損失終端を有する。複数のハイブリッドラマンＥＤＦＡが伝送システムの一連の増幅器に接続される。伝送システムでは少なくとも１つの負分散ファイバの補償スパンに続く標準複合ファイバスパンを有する分散マップを設ける。該ＥＤＦＡのラマン部は、伝送システムの負分散ファイバに連結される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を増幅させるためのシステムであって、前記システムが
前記光信号を伝送する伝送経路と、
前記伝送経路に接続され、前記光信号にラマン利得を発生させるために１段型波長非偏光後方ラマンポンピングを行う少なくとも１つのラマンポンプと、
前記ラマンポンプの出力端で前記伝送経路に接続され、前記ラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を発生させる１段型エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）とを備え、前記ＥＤＦＡが、エルビウムドープファイバと前記エルビウムドープファイバに接続されたＥＤＦＡポンプとを備え、前記ラマン利得と前記ＥＤＦＡ利得との利得形状が、相補的であると共に実質的に平坦な複合利得形状を備えるように、前記ＥＤＦＡを高反転させることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ラマン利得が、主としてＬ帯域にあり、前記ＥＤＦＡ利得が、主としてＣ帯域にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのラマンポンプが、２つの偏光多重レーザを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記レーザが、グレーティングにより安定化されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムがさらに、前記伝送経路に前記少なくとも１つのラマンポンプの出力端を接続するサーキュレータを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのラマンポンプが、約１４９７ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＥＤＦＡポンプが、約９８０ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＥＤＦＡが、前記エルビウムドープファイバに続くアイソレータを備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＥＤＦＡが、前記アイソレータに続く利得平坦化フィルタを備えることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムがさらに、前記エルビウムファイバの後に接続されたハイリターン損失終端を備え、前記ＥＤＦＡポンプからの未吸収放射が前記終端に向けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムがさらに、前記エルビウムドープファイバの出力端に、前記ＥＤＦＡポンプから前記ハイリターン損失終端に前記未吸収放射を向けるための波長分割多重装置を備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ハイリターン損失終端が、きつく曲げられたファイバを備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
ハイリターン損失終端が、ダブルループファイバと、前記ダブルループファイバの少なくとも一部を覆う熱可塑性物質とを備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記伝送経路が、分散スロープにマッチするファイバ経路を備え、前記ラマンポンプが、前記分散スロープにマッチするファイバ経路の負分散部に接続されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記伝送経路が、小有効領域を有する負分散ファイバを伴う大有効領域を有する正分散ファイバを結合するファイバスパンを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
分散マップを有する伝送システムであって、前記伝送システムが、
トランスミッタ及びレシーバと、
前記トランスミッタ及び前記レシーバ間の伝送経路とを備え、前記伝送経路が、
正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有する第一グループの複合ファイバスパンと、
前記第一グループ複合ファイバスパンに続く、負分散ファイバを備えた少なくとも１つの補償スパンと、
前記補償スパンに続く第二グループ複合スパンとを備え、前記第二グループにおける前記複合ファイバスパンが、正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有し、前記伝送システムがさらに、
前記ファイバスパン間にそれぞれ接続された複数のハイブリッドラマンＥＤＦＡを備え、前記ラマンＥＤＦＡそれぞれが、前記ファイバスパンのそれぞれ１つの負分散ファイバに接続されることを特徴とする伝送システム。
【請求項１７】
前記ＥＤＦＡ部が、１段型ＥＤＦＡを備えることを特徴とする請求項１６に記載の伝送システム。
【請求項１８】
前記ラマン部が、前記１段型ＥＤＦＡそれぞれの前に１段型波長非偏光後方ラマンポンピングを提供することを特徴とする請求項１７に記載の伝送システム。
【請求項１９】
前記ラマン部及び前記ＥＤＦＡ部により発生させられた利得形状が、相補的であると共に実質的に平坦な複合利得形状を提供するように、前記１段型ＥＤＦＡが高反転されることを特徴とする請求項１８に記載の伝送システム。
【請求項２０】
前記ＥＤＦＡ部それぞれが、未吸収ポンプ放射を受けるためのハイリターン損失終端を備えることを特徴とする請求項１６に記載の伝送システム。
【請求項２１】
前記複合ファイバスパンが、前記正分散ファイバ及び前記負分散ファイバを２：１の割合で備えることを特徴とする請求項１６に記載の伝送システム。
【請求項２２】
光信号を増幅させるためのシステムであって、前記システムが
前記光信号を伝送する伝送経路と、
前記伝送経路に接続され、前記光信号にラマン利得を発生させる少なくとも１つのラマンポンプと、
前記ラマンポンプの後に前記伝送経路に接続され、前記ラマン利得を補償する前記光信号にＥＤＦＡ利得を発生させるエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）とを備え、前記ＥＤＦＡが、エルビウムドープファイバと前記エルビウムドープファイバに接続されたＥＤＦＡポンプとを備え、前記ＥＤＦＡポンプからの未吸収放射がハイリターン損失終端に向けられるように、前記終端が前記エルビウムファイバの後に接続されることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記ハイリターン損失終端が、ダブルループファイバと、前記ダブルループファイバの少なくとも一部を覆う熱可塑性物質とを備えることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
エルビウムドープファイバと、
前記エルビウムドープファイバを前方ポンピングするＥＤＦＡポンプと、
前記エルビウムドープファイバの出力端に設けられ、未吸収ポンプ放射を再配向する波長分割多重装置（ＷＤＭ）と、
前記ＷＤＭに接続されたハイリターン損失終端とを備え、前記未吸収ポンプ放射が前記終端に向けられることを特徴とするエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）。
【請求項２５】
光信号を増幅するためのシステムであって、前記システムが、
大有効領域及び小有効領域分散にマッチするファイバの組み合わせを備えた伝送スパンと、
ポンプ波長を生成すると共に、前記光信号にラマン利得を発生させるために前記ファイバスパンに前記ポンプ波長を後方ポンピングする前記小有効領域を備えた前記ファイバに接続された少なくとも１つのラマンポンプと、
前記ラマンポンプの後に接続され、前記光信号において前記ラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を発生させるエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）とを備え、前記ＥＤＦＡが、エルビウムドープファイバと前記エルビウムドープファイバに接続されたＥＤＦＡポンプとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
分散マップを有する伝送システムであって、前記伝送システムが、
トランスミッタ及びレシーバと、
前記トランスミッタ及び前記レシーバ間の伝送経路とを備え、前記伝送経路が
正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有する第一グループの複合ファイバスパンと、
前記第一グループ複合ファイバスパンに続く、負分散ファイバを備えた少なくとも１つの補償スパンと、
前記補償スパンに続く第二グループ複合スパンとを備え、前記第二グループにおける前記複合ファイバスパンが、正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有し、前記伝送システムがさらに、
前記ファイバスパン間にそれぞれ接続された複数の光増幅器を備え、前記前記光増幅器それぞれが、前記ファイバスパンのそれぞれ１つの負分散ファイバに接続されることを特徴とする伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器に関し、特に、ハイブリッドラマン／エルビウムドープファイバ増幅器及び分散マップと一連のハイブリッドラマン／ＥＤＦＡを有する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ技術は、今日、音声信号やデータ信号等の情報を光信号として長距離伝送する通信システムに用いられている。しかしながら、長距離の伝送では、伝送された光信号の強度及び品質が劣化する。従って、光ファイバに沿って光信号を再生し、あるいは増幅する技術が開発されている。多数の異なる波長が波長分割多重化（ＷＤＭ）を用いて同じ光ファイバを伝送される。ＷＤＭシステムで用いられる増幅は、ラマン増幅器とエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いて行なわれている。
【０００３】
遠距離通信システムによって伝送されるべき情報の量が増大すると、ＷＤＭシステム、特に、超長距離高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）システムにおいて必要とされる増幅をするために、より高い帯域幅を有する光増幅器が必要となる。利得の均等化、つまり、帯域幅の全域で平坦な増幅とすることが、光増幅器における目標である。ＥＤＦＡは、大洋横断の距離での従来の帯域つまりＣ−帯域の利得の均等化を達成した。しかしながら、超長距離ＤＷＤＭの容量を極めて増大させるために、ＥＤＦＡのＣ−帯域を超えて利得の均等化が達成されなければならない。
【０００４】
ＥＤＦＡは、長波長帯域つまりＬ−帯域を用いて帯域幅を増大させることができる。しかしながら、Ｃ＋Ｌ帯域のＥＤＦＡｓは、複雑でパラレルの光学設計が必要であり、Ｃ−帯域ＥＤＦＡに比べてノイズ特性がよくないという欠点がある。
【０００５】
ハイブリッドラマンＥＤＦＡは、増大した帯域幅を有し、及び／又は従来のＣ−帯域ＥＤＦＡと比べてＳＮ比（ＳＮＲ）が高いことが知られている。
ハイブリッドラマンＥＤＦＡでは、ラマン増幅は、同じ帯域幅でＥＤＦＡを支援するのに用いられるか、又はＥＤＦＡの有効な帯域幅を超えて帯域幅を増大させる。帯域幅を増大させる１つの方法は、Ｃ−帯域増幅器としてＥＤＦＡを用い、Ｌ帯域増幅を達成するために分配されたラマン効果を用いることである。ラマン利得及びＥＤＦＡ利得はＬ帯域及びＣ帯域においてそれぞれ優勢であり、近接する帯域増幅にある程度寄与している。一例のハイブリッドラマンＥＤＦＡは、エルビウムドープフッ化物ファイバＥＤＦＡを用いてＣ帯域とＬ帯域の両方にわたり、連続する帯域を提供する。このことは、ヒロジ  マスダ、シンゴ  カワイ、ケンイチ  スズキ及びカズオ  アイダ  による「エルビウムドープフッ化物ファイバ増幅器を用いた７５ナノメートル  ３−ｄＢ利得帯域光増幅と９ｘ２．５−Ｇｂ／ｓ  ＷＤＭ  伝送実験における分散ラマン増幅器」と題する論文−光通信学会のヨーロッパ会議、ＥＣＯＣ‘９７，１５，７３−７６（１９９７年）に詳述されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの従来のハイブリッドラマンＥＤＦＡは、地上のシステム用に設計されている。そのようなシステムでは長いスパンが用いられるので、必要とする利得が比較的大きくなり、入力パワーは比較的小さい。地上用増幅器は多段で最適に設計される。必要な利得が、短い通信スパンを有する長距離海底システムにおいて低いので、多段の増幅器が実際に性能を低下させる。従って、海底通信システム又は他のウルトラロングホール通信システムにおける広い帯域で実質的にフラットな利得を提供することができるハイブリッドラマンＥＤＦＡが必要なのである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により、光信号を増幅するためのシステムが提供される。このシステムは、光信号を伝送するための伝送路と、光信号においてラマン利得を生成するために、単一波長非偏光バックワードラマンポンピング用の伝送路に接続された少なくとも１つのラマンポンプとを備える。一段のエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）がラマンポンピングの出力側で伝送路に接続されて、光信号においてラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を生成する。
【０００８】
本システムの一実施例は、エルビウムファイバの後に接続されたハイリターン損失終端を備え、ＥＤＦＡポンプからの未吸収放射が終端に向けられる。本システムの別の実施例では、伝送経路が小有効領域を有する負分散ファイバを伴う大有効領域を有する正分散ファイバを結合するファイバスパンを備える。ラマンポンプは、負分散ファイバに接続される。
【０００９】
本発明の別の局面によれば、伝送システムが、トランスミッタと、レシーバと、それらの間に分散マップを提供する伝送経路とを備える。伝送経路は、第一グループの複合ファイバスパンと、第一グループの複合ファイバスパンに続く少なくとも１つの補償スパンと、補償スパンに続く第二グループの複合ファイバスパンとを備える。複合ファイバスパンは、正分散ファイバと負分散ファイバとの組み合わせを備え、余剰の正分散を有している。補償スパンが、負分散ファイバを有している。複数のハイブリッドラマンＥＤＦＡファイバスパン間にそれぞれ接続されている。各々のラマンＥＤＦＡは、ラマン部と一段のＥＤＦＡ部とを含み、各ラマン部は、ファイバスパンのそれぞれ一つの負分散ファイバに接続されている。
【００１０】
別の局面では、ＥＤＦＡは、エルビウムドープファイバと、エルビウムドープファイバを前方ポンピングするＥＤＦＡポンプと、エルビウムドープファイバの出力端に設けられ、未吸収ポンプ放射を再配向する波長分割多重装置（ＷＤＭ）と、ＷＤＭに接続されたハイリターン損失終端とを備え、未吸収ポンプ放射が終端に向けられる。
【００１１】
更に別の局面によれば、光信号を増幅するためのシステムは、大有効領域及び小有効領域にマッチするファイバの組み合わせを備える。少なくとも１つのラマンポンプが、ポンプ波長を生成すると共に、光信号にラマン利得を発生させるためにファイバスパンにポンプ波長を後方ポンピングする小有効領域を備えたファイバに接続されている。エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が、ラマンポンプの後に接続されていて、エルビウムドープファイバ増幅器が、エルビウムドープファイバと、エルビウムドープファイバに接続され、光信号においてラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を発生させるＥＤＦＡポンプとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１において、ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０は、ラマン利得をＥＤＦＡ利得に結合して共通の光学経路上におけるＣ−帯域とＬ−帯域（例えば約８０ｎｍ）上に連続した帯域幅を形成する。大洋横断の伝送距離（例えば１１０００ｋｍ）で実質上フラットな利得特性を維持するために、利得均等化技術が用いられる。本発明の典型的な実施例は、長距離の海底システムで増幅を行う伝送システム用に設計されているが、ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０は他のシステムにも用いることができる。
【００１３】
一般に、各ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０は、ＥＤＦＡ部１２と利得形状を補償するラマン部１４を含む。それぞれのラマン部１４及びＥＤＦＡ部１２に由来する典型的な利得形状１６、１８を図２に示す。利得形状１６、１８は、スパンと成分損失を考慮した純ラマン及びＥＤＦＡ利得を示している。利得形状１６、１８に示すように、ラマン及びＥＤＦＡ利得はＬ−帯域とＣ−帯域において優勢であるが、隣接する帯域の増幅にもそれぞれ寄与している。従って、ＥＤＦＡ部１２の利得形状１８は、ラマン部１４の利得形状１６を補償する結果、結合されたラマン−ＥＤＦＡ利得形状全体の平坦化をもたらす。ラマン及びＥＤＦＡ部１２、１４の利得スペクトルが互いに補償するとき、相乗作用効果が生じ、ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０は最小利得リップルで広い連続した帯域幅を供給する。図３は、一つのハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０に対する不均等化及び均等化された利得形状１７、１９を示す。典型的な実施例では、全増幅器の出力パワーは約１８．６ｄＢｍである。
【００１４】
ＥＤＦＡ部１２は、標準一段型９８０ｎｍで前方ポンプ形態であることが好ましい。ＥＤＦＡ部１２は、Ｃ−帯域における最大利得とＬ−帯域におけるより小さい利得を得るために極度に反転されるので、ＥＤＦＡの長波長端は利得形状１６、１８によって示されるように、実質的にラマン波長端にマッチする。典型的な実施例では、ＥＤＦＡの平均反転は、０．７４まで（ただし１は完全な反転であり、０は不反転である）である。一方、４３ｎｍまでの帯域幅を備えた従来のＣ−帯域増幅器では、平均反転は０．７以下である。
【００１５】
ＥＤＦＡ部１２は、ＷＤＭカプラのようなカプラ２２とともに信号伝送経路に連結された９８０ｎｍ波長ポンプ２８によって前方ポンプエルビウムファイバ２０（例えば約４．５ｄＢ／ｍのピークアブソープションを備えた約７ｍのエルビウムファイバ）の短い長さである。アイソレータ２４がエルビウムファイバ２０の出力に結合され、一方向の伝送を供給する。ＥＤＦＡ１２の出力における利得平坦化フィルタ２６が結合されたラマン−ＥＤＦＡ利得形状を均等化するために設計されている。希土類ドープファイバの他のタイプもまた本発明の用途に考えられている。
【００１６】
ラマン部１４は、各一段型ＥＤＦＡ１２の前でラマンポンプの後方へ極性を与えられていない単一波長を供給することが好ましい。ラマンポンプ波長は１４９７ｎｍが好ましく、極度に反転されたＦＤＦＡ１２の利得形状１８に最もよく補償する利得形状１６を生ずる。ラマン部１４の一つの好ましい実施例は、ラマンポンプを供給するために半導体レーザダイオードのようなレーザ３０（ａ）、３０（ｂ）を含む。レーザ３０（ａ）、３０（ｂ）は、出力を偏光ビームカプラ３２で結合することにより多重送信された偏光であることが好ましい。好ましい実施例では、レーザ３０（ａ）、３０（ｂ）はまた、グレーティングが安定している。ラマン部１４からのポンプ放射は、ファイバスパン３６のような伝送経路に結合され、サーキュレータ３８を用いてポンプと信号双方に対する低損失と絶縁を同時に達成する。
【００１７】
一つの実施例において、ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０に結合された伝送経路あるいはファイバスパン３６は、分散マッチファイバが２：１の比率である大有効領域（Ａeff）と小有効領域（Ａeff）の混合を含む。大Ａeffファイバ４０ａは正の分散を有し、小Ａeffは負の分散を有する。正の分散ファイバ４０ａの大Ａeffは、約７５μｍ2以上であることが好ましい。負の分散ファイバ４０ｂの小Ａeffは、約３０−４０μｍ2の範囲である。一例として、大Ａeffは約＋２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有する約１１０μｍ2であり、小Ａeffは約−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有する約３０μｍ2である。典型的なファイバスパン３６は、非常に低い分散スロープ（例えば１５５０ｎｍにおいて約２ｆｓ／ｎｍ2ｋｍ）を有することが好ましい。ラマンポンプ又はレーザ３０ａ、３０ｂを小Ａeffファイバ４０ｂに結合することは、特性を総合的に最適化するにはより大きい有効領域が望ましいが、ラマン効率を最適化する。
【００１８】
図４は、トランスミッタ４４とレシーバ４６との間に一連の増幅器で結合されたハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０を含む伝送システム４２を示す。伝送システム４２は、複数の通常の複合ファイバスパン３６とハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０の間にそれぞれ結合された少なくとも一つの補償スパン３８とを含む。通常のスパン３６は、剰余の正分散を備えた正及び負の分散ファイバの混合を含むことが好ましい。補償スパン３８は、全て負の分散ファイバを含むことが好ましい。ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡ１０は、通常のスパン３６と補償スパン３８の負の分散ファイバに結合されている。何故ならば、負の分散ファイバはより小さい有効領域（Ａeff）を有する故に、ラマン効率が最適化されるからである。
【００１９】
図５は、伝送システム４２におけるスパン平均分散の蓄積を示す分散マップ４８である。標準スパン３６の第１及び第２グループは平均正分散４７に対応する。補償スパン３８は負分散４９に対応する。負分散４９は、一般に分散マップ４８の中間における蓄積された正分散を変換する。このような分散マップ４８を実現するための一実施例の伝送システム４２としては、５つの標準スパン３６と、その標準スパンに続く１つの補償スパン３８と、その補償スパンに続く更に５つの標準スパン３６と、を含むものがある。
【００２０】
一般に、分散マップを使用することは、分散パラメータの逸脱に対する感度のみならず、非線形効果やチャネルのクロストークをも減少させるのに役立つ。また、負及び正の分散ファイバを含む標準スパン３６を使用することは、分散勾配の減少によってシステムの帯域幅を顕著に増加させる。ファイバスパンに適合した分散勾配の負分散部にポンプパワーを送り出すことによって、低レベルのラマンポンプパワーが必要とされる。実施例では一連のハイブリッドラマンＥＤＦＡが開示されているが、分散マップ４８は、他のラマン増幅器あるいはＥＤＦＡにも適用可能である。
【００２１】
一例として、５２５ｋｍに亘ってつながった１３のラマンＥＤＦＡ１０を製造しテストした。図６は、公称入力信号を付加された本実施例の増幅器の連鎖において測定されたＳＮ比（信号とノイズとの比（ＳＮＲ））を示す。本実施例では、ＳＮ比は、１９ｄＢ（すなわち、最小の波長におけるもの）から約２１．５ｄＢ（すなわち、Ｌバンドの最良の部分におけるもの）に亘って変化する。実施例として５２５ｋｍの増幅器の連鎖を介して測定されたこのＳＮ比は、約２．５〜４．７ｄＢの範囲に亘る単一のラマンＥＤＦＡ１０の等価雑音指数（ＮＦ）に対応する。雑音指数（ＮＦ）は、従来のＣ帯域ＥＤＦＡによって得られるものと同等あるいはこれよりもよい。波長が長くなるにつれてＳＮ比が向上するのは、図２のラマン利得の形状１６に示されるように、分配されたラマン利得からの増幅された寄与によるものである。上述の実施例の増幅器の連鎖と２５６チャネルのＣ＋Ｌ帯域トランスミッタを使用した伝達実験の際に、前方誤り訂正（順方向誤り訂正）（ＦＥＣ）により全チャネルにつき誤りのないデコードが実現された。
【００２２】
図７に示すように、好ましい一実施例の高反転ＥＤＦＡ１２は、ハイリターンの損失終端５０を有する。高反転、短い長さのエルビウムファイバ２０、所望の反転を実現するのに必要とされる高いポンプパワーにより、かなりの量の吸収されない９８０ｎｍのポンプパワーがエルビウムファイバ２０から出てくる。例えば、エルビウムファイバ２０において９８０ｎｍにおけるポンプパワーが３６５ｍＷである場合、１００ｍＷの吸収されないパワーがエルビウムファイバ２０から出てくる。この吸収されないパワーがアイソレータ２４に到達することが許容されると、この吸収されないパワーがファラデークリスタルによって吸収され得る最大許容パワーを超過することになる。更に、サービスあるいは設置の際に起こりうる光信号の伝達がない場合には、このような吸収されない９８０ｎｍのポンプパワーは３００ｍＷよりも高くなりうる。
【００２３】
システムが損傷することを防ぐため、高反転ＥＤＦＡ１２は、吸収されないポンプパワーの出力先をハイリターンの損失終端に変更する。本実施例では、溶融ファイバタイプの波長分割多重化装置（ＷＤＭ）５２がエルビウムファイバ２０の出力部とアイソレータ２４の前方とに設置される。９８０ｎｍのＷＤＭ５２は、吸収されない９８０ｎｍの放射線の方向を、そのポートの１つに向くよう、すなわち、ハイリターンの損失終端５０が使用されるものに向くよう、に変更する。ポンプ波長での反射戻りは９８０ｎｍのポンプレーザに達することができ、不安定であるため、ハイリターンの損失終端５０は有利である。
【００２４】
ハイリターンの損失終端５０の一実施例が図８に詳細に示されている。該実施例のハイリターンの損失終端５０は、熱可塑性物質５６内に組み込まれた、きつく曲げられたファイバ５４を有している。ハイリターンの損失終端５０の一例において、その長さｌは約２．５４ｃｍであり、該ハイリターンの損失終端５０は１００〜３００ｍＷのポンプパワーを受容する。ファイバ５４の２重のループは、局所的な熱量のばらつきを引き起こすことなく基部からクラッディングファイバモードに対して徐々に光を放射するのに十分なものである。
【００２５】
したがって、好ましい実施例のハイブリッドラマンＥＤＦＡによれば、ラマン効率を最大限にして高ポンプパワーによるダメージを最小限にしつつも、長距離海底システムにおいて、より広い帯域幅に亘って十分にフラットな利得を得ることが可能となる。
【００２６】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様を採りうることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッドラマン−ＥＤＦＡの概略ブロック図である。
【図２】図１に示したラマンＥＤＦＡによる利得形状を示すグラフである。
【図３】図１に示したハイブリッドラマン−ＥＤＦＡの不均等化及び均等化された利得形状を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例として分散マップを有し、一連の増幅器で結合された複数のハイブリッドラマン−ＥＤＦＡを含む伝送システムを概略的に示す図である。
【図５】図４に示した伝送システムのスパン平均分散の集積を表す分散マップを示すグラフである。
【図６】一連のハイブリッドラマン−ＥＤＦＡの一例の信号ノイズ比（ＳＮＲ）を示すグラフである。
【図７】ハイブリッドラマン−ＥＤＦＡに用いることができ、ハイリターン損失終端を有するＥＤＦＡの一実施例を概略的に示す図である。
【図８】ハイ損失終端の一実施例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１２・・・ＥＤＦＡ部、１４・・・ラマン部、１６〜１９・・・利得形状、２０・・・エルビウムファイバ、２２・・・カプラ、２４・・・アイソレータ、２６・・・利得平坦化フィルタ、２８・・・ｎｍ波長ポンプ、３０・・・レーザ、３０ａ・・・レーザ、３２・・・偏光ビームカプラ、３６・・・スパン、３８・・・サーキュレータ、３８・・・補償スパン、４０ａ，４０ｂ・・・分散ファイバ、４２・・・伝送システム、４４・・・トランスミッタ、４６・・・レシーバ、４７・・・正分散、４８・・・分散マップ、４９・・・負分散、５０・・・損失終端、５４・・・ファイバ
【図１】
2008066739.tif 000003
【図２】
2008066739.tif 000004
【図３】
2008066739.tif 000005
【図４】
2008066739.tif 000006
【図５】
2008066739.tif 000007
【図６】
2008066739.tif 000008
【図７】
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【図８】
2008066739.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月31日(2007.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を増幅させるためのシステムであって、前記システムが、前記光信号を伝送する伝送経路であって、該伝送経路が、小有効領域を有する負分散ファイバを伴う大有効領域を有する正分散ファイバを結合する少なくとも１つのファイバスパンを備え、前記少なくとも１つのファイバスパンが剰余の正分散を備える、そのような伝送経路と、該伝送経路に接続され、前記光信号にラマン利得を発生させるために１段型波長非偏光後方ラマンポンピングを行う少なくとも１つのラマンポンプであって、前記ラマンポンプは前記負分散ファイバに接続されている、そのようなラマンポンプと、前記ラマンポンプの出力端で前記伝送経路に接続され、前記ラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を発生させる１段型エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）とを備え、前記ＥＤＦＡが、エルビウムドープファイバと前記エルビウムドープファイバに接続されたＥＤＦＡポンプとを備え、前記ラマン利得と前記ＥＤＦＡ利得との利得形状が、相補的であると共に実質的に平坦な複合利得形状を備えるように、前記ＥＤＦＡは高反転されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ラマン利得が、主としてＬ帯域にあり、前記ＥＤＦＡ利得が、主としてＣ帯域にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのラマンポンプが、２つの偏光多重レーザを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記レーザが、グレーティングにより安定化されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムがさらに、前記伝送経路に前記少なくとも１つのラマンポンプの出力端を接続するサーキュレータを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのラマンポンプが、約１４９７ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＥＤＦＡポンプが、約９８０ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＥＤＦＡが、前記エルビウムドープファイバに続くアイソレータを備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＥＤＦＡが、前記アイソレータに続く利得平坦化フィルタを備えることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムがさらに、前記エルビウムファイバの後に接続されたハイリターン損失終端を備え、前記ＥＤＦＡポンプからの未吸収放射が前記終端に向けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムがさらに、前記エルビウムドープファイバの出力端に、前記ＥＤＦＡポンプから前記ハイリターン損失終端に前記未吸収放射を向けるための波長分割多重装置（ＷＤＭ）を備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ハイリターン損失終端が、きつく曲げられたファイバを備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
ハイリターン損失終端が、ダブルループファイバと、前記ダブルループファイバの少なくとも一部を覆う熱可塑性物質とを備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記伝送経路が、分散スロープにマッチするファイバ経路を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記伝送経路が、小有効領域を有する負分散ファイバを伴う大有効領域を有する正分散ファイバを結合するファイバスパンを備え、前記ラマンポンプが前記負分散ファイバに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
分散マップを有する伝送システムであって、前記伝送システムが、トランスミッタ及びレシーバと、前記トランスミッタ及び前記レシーバ間の伝送経路とを備え、前記伝送経路が、正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有する第一グループの複合ファイバスパンと、前記第一グループ複合ファイバスパンに続く、負分散ファイバを備えた少なくとも１つの補償スパンと、前記補償スパンに続く第二グループ複合スパンとを備え、前記第二グループにおける前記複合ファイバスパンが、正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有し、前記伝送システムがさらに、前記ファイバスパン間にそれぞれ接続された複数のハイブリッドラマンＥＤＦＡを備え、前記ラマンＥＤＦＡのそれぞれが、ラマン部とＥＤＦＡ部とを備え、前記ラマンＥＤＦＡのそれぞれが前記ファイバスパンのそれぞれ１つの負分散ファイバに接続されることを特徴とする伝送システム。
【請求項１７】
前記ＥＤＦＡ部が、１段型ＥＤＦＡを備えることを特徴とする請求項１６に記載の伝送システム。
【請求項１８】
前記ラマン部が、前記１段型ＥＤＦＡそれぞれの前に１段型波長非偏光後方ラマンポンピングを提供することを特徴とする請求項１７に記載の伝送システム。
【請求項１９】
前記ラマン部及び前記ＥＤＦＡ部により発生させられた利得形状が、相補的であると共に実質的に平坦な複合利得形状を提供するように、前記１段型ＥＤＦＡが高反転されることを特徴とする請求項１８に記載の伝送システム。
【請求項２０】
前記ＥＤＦＡ部それぞれが、未吸収ポンプ放射を受けるためのハイリターン損失終端を備えることを特徴とする請求項１６に記載の伝送システム。
【請求項２１】
前記複合ファイバスパンが、前記正分散ファイバ及び前記負分散ファイバを２：１の割合で備えることを特徴とする請求項１６に記載の伝送システム。
【請求項２２】
光信号を増幅させるためのシステムであって、前記システムが前記光信号を伝送する伝送経路であって、該伝送経路が、小有効領域を有する負分散ファイバを伴う大有効領域を有する正分散ファイバを結合する少なくとも１つのファイバスパンを備え、前記少なくとも１つのファイバスパンが剰余の正分散を備える、そのような伝送経路と、前記伝送経路に接続され、前記光信号にラマン利得を発生させる少なくとも１つのラマンポンプであって、前記ラマンポンプは前記負分散ファイバに接続されている、そのようなラマンポンプと、前記ラマンポンプの後に前記伝送経路に接続され、前記ラマン利得を補償する前記光信号にＥＤＦＡ利得を発生させるエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）であって、前記ＥＤＦＡが約０．７４の平均反転を有するそのようなＥＤＦＡとを備え、前記ＥＤＦＡが、エルビウムドープファイバと前記エルビウムドープファイバに接続されたＥＤＦＡポンプとを備え、前記ＥＤＦＡポンプからの未吸収放射がハイリターン損失終端に向けられるように、前記終端が前記エルビウムファイバの後に接続されることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記ハイリターン損失終端が、ダブルループファイバと、前記ダブルループファイバの少なくとも一部を覆う熱可塑性物質とを備えることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
エルビウムドープファイバと、前記エルビウムドープファイバを前方ポンピングする約０．７４の平均反転のＥＤＦＡポンプと、前記エルビウムドープファイバの出力端に設けられ、未吸収ポンプ放射を再配向する波長分割多重装置（ＷＤＭ）と、前記ＷＤＭに接続されたハイリターン損失終端とを備え、前記未吸収ポンプ放射が前記終端に向けられることを特徴とするエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）。
【請求項２５】
光信号を増幅するためのシステムであって、前記システムが、大有効領域及び小有効領域分散にマッチするファイバの組み合わせを備えた伝送スパンであって、前記伝送スパンが剰余の正分散を備える、伝送スパンと、ポンプ波長を生成すると共に、前記光信号にラマン利得を発生させるために前記ファイバスパンに前記ポンプ波長を後方ポンピングする前記小有効領域を備えた前記ファイバに接続された少なくとも１つのラマンポンプと、前記ラマンポンプの後に接続され、前記光信号において前記ラマン利得を補償するＥＤＦＡ利得を発生させるエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）とを備え、前記ＥＤＦＡが、エルビウムドープファイバと前記エルビウムドープファイバに接続されたＥＤＦＡポンプとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
分散マップを有する伝送システムであって、前記伝送システムが、トランスミッタ及びレシーバと、前記トランスミッタ及び前記レシーバ間の伝送経路とを備え、前記伝送経路が正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有する第一グループの複合ファイバスパンと、前記第一グループ複合ファイバスパンに続く、負分散ファイバを備えた少なくとも１つの補償スパンと、前記補償スパンに続く第二グループ複合スパンとを備え、前記第二グループにおける前記複合ファイバスパンが、正分散ファイバ及び負分散ファイバの組み合わせを備えると共に剰余正分散を有し、前記伝送システムがさらに、前記ファイバスパン間にそれぞれ接続された複数の光増幅器を備え、前記前記光増幅器それぞれが、前記ファイバスパンのそれぞれ１つの負分散ファイバに接続されることを特徴とする伝送システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本システムでは、伝送経路が小有効領域を有する負分散ファイバを伴う大有効領域を有する正分散ファイバを結合する少なくとも１つのファイバスパンを備え、該少なくとも１つのファイバスパンが剰余の正分散を備える。ラマンポンプは、負分散ファイバに接続される。本システムの一実施例は、エルビウムファイバの後に接続されたハイリターン損失終端を備え、ＥＤＦＡポンプからの未吸収放射が終端に向けられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の別の局面によれば、伝送システムが、トランスミッタと、レシーバと、それらの間に分散マップを提供する伝送経路とを備える。伝送経路は、第一グループの複合ファイバスパンと、第一グループの複合ファイバスパンに続く少なくとも１つの補償スパンと、補償スパンに続く第二グループの複合ファイバスパンとを備える。複合ファイバスパンは、正分散ファイバと負分散ファイバとの組み合わせを備え、余剰の正分散を有している。補償スパンが、負分散ファイバを有している。複数のハイブリッドラマンＥＤＦＡはファイバスパン間にそれぞれ接続されている。各々のラマンＥＤＦＡは、ラマン部と一段のＥＤＦＡ部とを含み、各ラマン部は、ファイバスパンのそれぞれ一つの負分散ファイバに接続されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
別の局面では、ＥＤＦＡは、エルビウムドープファイバと、エルビウムドープファイバを前方ポンピングする約０．７４の平均反転のＥＤＦＡポンプと、エルビウムドープファイバの出力端に設けられ、未吸収ポンプ放射を再配向する波長分割多重装置（ＷＤＭ）と、ＷＤＭに接続されたハイリターン損失終端とを備え、未吸収ポンプ放射が終端に向けられる。