(57)【要約】【課題】  光通信を行う光伝送技術に関し、特に、ラマン増幅技術を適用して主信号光の長距離伝送を可能にする光伝送システムおよびラマン増幅装置において、主信号光の長距離伝送を可能にする技術を提供することを目的とする。【解決手段】  光伝送路６０に伝送される主信号光Ｓが光増幅して長距離伝送が可能となる光伝送システム１０Ａにおいて、主信号光Ｓを位相変調させる位相変調器４１と、位相変調された主信号光Ｓをラマン増幅させる分布ラマン増幅装置４０と、を備え、主信号光Ｓがラマン増幅器４０において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように位相変調器４１が調節されることを特徴とする。【選択図】      図１
2005134628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路に伝送される主信号光が光増幅して前記主信号光の長距離伝送を可能にする光伝送システムであって、
前記主信号光を位相変調させる位相変調手段と、
位相変調された前記主信号光をラマン増幅させるラマン増幅手段と、を備え、
前記主信号光が前記ラマン増幅手段において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように前記位相変調手段が調節されることを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記ラマン増幅手段は、
前記主信号光と重畳して前記光伝送路に伝送すると前記主信号光が光増幅する第一励起光を出力する第一励起光源が前記光伝送路に接続されてなる分布ラマン増幅手段、であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記ラマン増幅手段は、
前記光伝送路の途中経路に配置される増幅用光導波路と、
前記主信号光と重畳して前記増幅用光導波路に伝送すると前記主信号光が光増幅する第二励起光を前記増幅用光導波路に出力する第二励起光源と、からなる集中ラマン増幅手段、であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
光伝送路に伝送する主信号光をラマン増幅させるラマン増幅装置であって、
前記光伝送路の途中経路に配置して、伝送している前記主信号光を位相変調させる位相変調手段と、
前記主信号光と重畳して前記光伝送路に伝送すると前記主信号光が光増幅する第一励起光を、位相変調された前記主信号光に重畳して前記伝送路に出力する第一励起光源と、を備え、
前記主信号光が前記光伝送路において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように前記位相変調手段が調節されることを特徴とするラマン増幅装置。
【請求項５】
光伝送路に伝送する主信号光をラマン増幅させるラマン増幅装置であって、
前記光伝送路の途中経路に配置して、伝送している前記主信号光を位相変調させる位相変調手段と、
前記光伝送路の途中経路に配置され、位相変調された前記主信号光が伝送する増幅用光導波路と、
前記主信号光と重畳して前記増幅用光導波路に伝送すると前記主信号光が光増幅する第二励起光を、前記増幅用光導波路に出力する第二励起光源と、を備え、
前記主信号光が前記増幅用光導波路において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように前記位相変調手段が調節されることを特徴とするラマン増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信を行う光伝送技術に関し、特に、ラマン増幅技術を適用して主信号光の長距離伝送を可能にする光伝送システムおよびラマン増幅装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、長距離の光通信を実現させる技術として、光伝送路（光ファイバ）を伝送する主信号光を光増幅させるラマン増幅技術が知られている。ラマン増幅とは、誘導ラマン散乱によるラマン増幅現象を利用するもので、光ファイバに主信号光とともに主信号光より波長が約１００ｎｍ短い励起光を入射させると、主信号光が増幅される現象である。
【０００３】
図８は従来のラマン増幅を用いた光伝送システムを示すブロック図である。従来の光伝送システム１０Ｄは、主信号光Ｓ´を光伝送路６０´に出力する送信器２０´と、伝送する主信号光Ｓ´を受信する受信器３０´とからなり、さらに、伝送損失により減衰した主信号光Ｓ´をラマン増幅させる分布ラマン増幅装置４０Ｄおよび集中ラマン増幅装置５０Ｄの少なくとも一方が光伝送路６０´の途中経路に配置されている。
【０００４】
分布ラマン増幅装置４０Ｄは、主信号光Ｓ´の増幅媒体として作用する一部の光伝送路６０´と、励起光Ｒ1を出力する励起光源４２´とから構成される。この励起光Ｒ1は、光伝送路６０´に主信号光Ｓ´と重畳して伝送するとこの主信号光Ｓ´をラマン増幅させる作用を有するものである。
【０００５】
集中ラマン増幅装置５０Ｄは、主信号光Ｓ´の増幅媒体として作用する増幅用光導波路５３´と、励起光Ｒ2を出力する励起光源５２´とが一つの筐体内に収容されて構成されている。この増幅用光導波路５３´は、光伝送路６０´の途中経路に接続され、この増幅用光導波路５３´に励起光Ｒ2と主信号光Ｓ´とが重畳して伝送するとこの主信号光Ｓ´がラマン増幅される作用を奏するものである。
なお、以降、分布ラマン増幅装置４０Ｄおよび集中ラマン増幅装置５０Ｄを特に区別せずに指す場合は、単にラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄと記載することにする。
【０００６】
従来の光伝送システム１０Ｄにおいて、主信号光Ｓ´を長距離伝送させるために、ラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄを高利得の条件下で動作させたとする。すると、ラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄの内部でラマン増幅および多重後方レイリ散乱またはラマン増幅および誘導ブリルアン散乱の両作用に起因するレーザ発振現象が生じ、ラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄの増幅動作が不安定になることが知られている（非特許文献1）。
【０００７】
さらに、ラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄを高利得の条件下で動作させた際に発生するレイリ散乱および誘導ブリルアン散乱は、ラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄの内部を伝送する主信号光Ｓ´に対して雑音源となることが知られている。そして、この雑音源から主信号光Ｓ´を防御するために、２つの増幅段の間にアイソレータ（図示せず）を配置する構成が提案されている（特許文献1）。
【特許文献１】特開平９−３１８９８１号公報（段落００２２〜００４３、図１等）
【非特許文献１】C.J.Chen,et al.,OFC2003,paperTuC2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、以上述べた、従来の光伝送システム１０Ｄによる主信号光Ｓ´の長距離伝送方法には、以下のような問題があった。
【０００９】
すなわち、特許文献１の発明では、光伝送システム１０Ｄ中のラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄにそれぞれアイソレータ（図示せず）が配置されることにより、確かに主信号光Ｓ´の低雑音化が図られる。しかし、送信器２０´や励起光源４２´，５２´の高パワー条件下におけるラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄ内部のレーザ発振現象の発生は避けられない。従って、ラマン増幅装置４０Ｄ，５０Ｄを低出力パワーで使用する必要があり、主信号光Ｓ´の低雑音化の効果は、長距離伝送化にさほど貢献しない。
【００１０】
本発明は、以上の問題点を解決することを目的としてなされたものであり、主信号光をラマン増幅させる光伝送システムにおいて、主信号光の長距離伝送を可能にする光ファイバ伝送システムおよびラマン増幅装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記した目的を達成するために創案されたものであり、まず請求項１に記載の光伝送システムは、光伝送路に伝送される主信号光が光増幅して前記主信号光の長距離伝送を可能にする光伝送システムにおいて、位相変調手段と、ラマン増幅手段と、を備え、前記主信号光が前記ラマン増幅手段において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように前記位相変調手段が調節されることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、光伝送路に伝送される主信号光は、位相変調手段において位相変調される。このように、主信号光が、位相変調されることにより、主信号光がラマン増幅手段を通過してもラマン増幅手段の内部において誘導ブリルアン散乱の発生が抑制される。このため、ラマン増幅手段の内部においてレーザ発振現象が生ぜず、主信号光は信号品質を劣化させることなくラマン増幅されることが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の光伝送システムは、請求項１に記載の光伝送システムにおいて、前記ラマン増幅手段は、第一励起光源が前記光伝送路に接続されてなる分布ラマン増幅手段、であることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、第一励起光源から出力される第一励起光と前記主信号光とが重畳して前記光伝送路に伝送すると、前記主信号光が光増幅されることとなる。これにより、主信号光の長距離伝送が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の光伝送システムは、請求項１に記載の光伝送システムにおいて、前記ラマン増幅手段は、増幅用光導波路と、第二励起光源と、からなる集中ラマン増幅手段であることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、光伝送路の途中経路に配置される増幅用光導波路に、第二励起光源から出力される第二励起光と主信号光とが重畳して伝送すると、主信号光が光増幅することとなる。これにより、主信号光の長距離伝送が可能となる。
【００１７】
請求項４に記載のラマン増幅装置は、光伝送路に伝送する主信号光をラマン増幅させるラマン増幅装置であって、位相変調手段と、第一励起光源と、を備え、前記主信号光が前記光伝送路において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように前記位相変調手段が調節されることを特徴とするラマン増幅装置。
【００１８】
かかる構成によれば、位相変調手段と、第一励起光源とがパッケージ化された分布ラマン増幅装置が構成される。この分布ラマン増幅装置の構成要素である位相変調手段は、前記光伝送路の途中経路に位置するように配置され、伝送している前記主信号光を位相変調させる。そして、位相変調された前記主信号光は、第一励起光源から発せられた第一励起光が重畳されて前記光伝送路を伝送する。この第一励起光は、主信号光と重畳して光伝送路に伝送すると前記主信号光がラマン増幅する作用を有し、かかる作用により主信号光がラマン増幅されても、主信号光は位相変調されているので、光伝送路の内部でレーザ発振することがない。このため、光伝送路に入力する主信号光および励起光源のパワーを向上させることにより、主信号光の長距離伝送化を図っても信号品質の劣化が避けられる。
【００１９】
請求項５に記載のラマン増幅装置は、光伝送路に伝送する主信号光をラマン増幅させるラマン増幅装置であって、位相変調手段と、増幅用光導波路と、第二励起光源と、を備え、前記主信号光が前記増幅用光導波路において光増幅される際、レーザ発振現象が抑制されるように前記位相変調手段が調節されることを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、位相変調手段と、増幅用光導波路と、第二励起光源とがパッケージ化された集中ラマン増幅装置が構成される。この集中ラマン増幅装置の構成要素である位相変調手段は、前記光伝送路の途中経路に位置するように配置され、伝送している前記主信号光を位相変調させる。そして、位相変調された前記主信号光は、終端が光伝送路に連結されている増幅用光導波路の始端側から入力され増幅用光導波路の内部を伝送する。第二励起光源は、第二励起光が増幅用光導波路の内部を伝送するように増幅用光導波路の始端側または終端側の何れか一方に設置されている。このようにして、変調された主信号光は、第二励起光に重畳して増幅用光導波路を通過して光伝送路に伝送される。この第二励起光は、主信号光と重畳して増幅用光導波路に伝送すると前記主信号光がラマン増幅する作用を有し、かかる作用により主信号光がラマン増幅されても、主信号光は位相変調されているので、増幅用光導波路の内部でレーザ発振することがない。このため、光伝送路に入力する主信号光および励起光源のパワーを向上させることにより、主信号光の長距離伝送化を図っても信号品質の劣化が避けられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる光伝送システムおよびラマン増幅装置により以下に示す優れた効果を奏する。すなわち、主信号光を位相変調させることにより、ラマン増幅装置の内部で生じるラマン増幅および誘導ブリルアン散乱に起因するレーザ発振が抑制されることを可能にした。これにより、主信号光を信号劣化が伴うことなく光増幅させ、長距離伝送化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（第一の実施形態）
図１を参照して本発明にかかる光伝送システムにおける第一の実施形態について説明する。図１は第一の実施形態における光伝送システムの基本構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、光伝送システム１０Ａは、送信局２０に設置され主信号光Ｓの発生源である送信器２１と、受信局３０に設置され主信号光Ｓを受信する受信器３１と、主信号光Ｓを送信局２０から受信局３０に伝送させる光ファイバからなる光伝送路６０と、分布ラマン増幅装置４０とから構成されている。
【００２４】
分布ラマン増幅装置４０は、位相変調器４１、励起光源（第一励起光源）４２、カプラ４３および光伝送路６０を含む構成である。
位相変調器４１は、例えばリチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ3）により構成され、送信器２１から出力された主信号光Ｓを位相変調するものである。なお、位相変調装置４０は、位相変調の速度および変調指数が可変な構成（図示せず）を有するが、これらの設定は、後記するレーザ発振現象が充分抑制されるように調節されることとする。なお、このように位相変調器４１により主信号光Ｓが位相変調されても、強度変調に基づき信号が伝送される伝送方式において、強度変調信号の波形を劣化させることはない。
【００２５】
励起光源（第一励起光源）４２は、カプラ４３を介して光伝送路６０に接続されており、励起光Ｒ1（第一励起光）を出力するものである。この励起光Ｒ1は、主信号光Ｓの波長より約１００ｎｍ短い電磁波であって、主信号光Ｓに重畳して光伝送路６０に伝送すると、この主信号光Ｓを増幅させる作用を奏するものである。
【００２６】
なお、図中、二点鎖線で示される分布ラマン増幅装置４０のうち三重ループ状に記載されている光伝送路６０は、送信局２０と受信局３０との間に施設されている光伝送路６０の一部を示すものである。よって、三重ループ状の光伝送路６０は主信号光Ｓを増幅させる光増幅媒体として観念的に表記されたものであって、現実の分布ラマン増幅装置４０は、破線で示されるように位相変調手段４１および励起光源４２から構成されるものである。
【００２７】
なお、図１中、励起光源４２は、位相変調器４１と共にカプラ４３に接続され、励起光Ｒ1は主信号光Ｓに対して同方向に伝送されるように示されている。一方、他の形態として励起光源４２は、位相変調器４１の接続点からさらに主信号光Ｓの伝送方向に対して下流方向に接続され、主信号光Ｓの伝送方向とは逆方向に励起光Ｒ1が入射されるように配置されてもよい。この場合、位相変調器４１と励起光源４２とが接続されている二点間において主信号光Ｓが増幅されることとなる。
【００２８】
次に図２を参照して（適宜図１参照）、分布ラマン増幅装置４０（図１）の作用について説明する。図２は、主信号光Ｓが光伝送路６０を伝送して誘導ブリルアン散乱したときの後方散乱光の強度(Backscattering)を、主信号光Ｓの入力強度（Input power）に対して示したグラフである。また、図２の実線で示すグラフは、図１に示す分布ラマン増幅装置４０において、位相変調器４１が動作しない状態、すなわち変調されていないＣＷ光（Continuous  Wave）である主信号光Ｓが入力端ＩAから入力し、その入力強度に対する、入力端ＩAに戻ってくる後方散乱光の強度を示している。そして、図２中、破線で示すグラフは、位相変調器４１を動作させ、位相変調された主信号光Ｓが入力端ＩAから入力し、その入力強度に対する、入力端ＩAに戻ってくる後方散乱光の強度を示している。
【００２９】
図２中の実線グラフに示すように、主信号光Ｓの低出力領域における後方散乱光の出力（Backscattering）は、主信号光Ｓの出力強度（Input power）に依存しない低レベルのレイリ散乱のみ観測される。しかし、主信号光Ｓの出力強度が高くなると、ある閾値（６〜１０ｄＢｍ／ｃｈ）を境に急激に誘導ブリルアン散乱が観測されるようになり、後方散乱光が増大することとなる。なお、この閾値は、主信号光Ｓが伝送する光伝送路６０（光ファイバ）の特性や、伝送する主信号光Ｓのスペクトルに大きく依存するものである。
【００３０】
図示するような後方散乱光の急激な増大は、次の理由による。すなわち、光伝送路６０に入力した主信号光Ｓの強度が或る閾値を超えると、光伝送路６０における長手方向の各所で発生し主信号光Ｓの進行方向とは逆方向に伝搬する誘導ブリルアン散乱光の散乱割合および散乱箇所の著しい増加によって、累積パワーが急激に増加するためである。
【００３１】
次に、位相変調器４１（図１）を動作させ、分布ラマン増幅装置４０の入力端ＩAから入力する主信号光Ｓを位相変調させると、図２中、実線グラフは破線グラフに示すように高パワー側にシフトし、誘導ブリルアン散乱が発生しにくくなる現象が観測される。すなわち、位相変調装置４０により位相変調された主信号光Ｓは、誘導ブリルアン散乱光の生成を抑制し、集中ラマン増幅装置４０内におけるレーザ発振を抑制する効果を奏すると言える。
【００３２】
次に、図１および図３に基づいて分布ラマン増幅装置４０における光増幅の動作について説明する。図３はラマン増幅装置の内部におけるレーザ発振の発生原理を示す説明図である。
まず、位相変調器４１を動作させない場合、すなわち、主信号光Ｓが位相変調されない状態で、励起光Ｒ1に重畳して光伝送路６０を伝送した場合について考える。
【００３３】
図３中、光伝送路６０の入力側Ｐinから伝送する主信号光Ｓは、励起光Ｒ1のエネルギを吸収してラマン増幅し、出力側Ｐoutにぬけるが、一部の光は、誘導ブリルアン散乱による後方散乱光として後方に伝播する（1stBackscatter）。そして、この後方散乱光は、主信号光Ｓとは逆方向に伝送されつつラマン増幅により増幅されることになる。
【００３４】
次に、このラマン増幅された後方散乱光に起因して、再び誘導ブリルアン散乱により前方に散乱光が伝播する（2ndBackscatter）。このように、誘導ブリルアン散乱光の発生量とラマン増幅との利得が一定の関係を満たすと、誘導ブリルアン散乱とラマン増幅との繰り返しが連続するレーザ発振現象が観測されることになる。
【００３５】
このように、光伝送路６０において発生する誘導ブリルアン散乱は、伝送する主信号光Ｓの光波を逆方向に進行する光波に変換するとともに、伝送する主信号光Ｓの周波数偏移をも引き起こす誘導散乱のプロセスである。このため、誘導ブリルアン散乱が光伝送路６０の中で大量に発生すると、伝送損失や有効コア断面積など光線路の特性や、光線幅など入力する光波の特性を変化させ、伝送する主信号光Ｓの品質を著しく低下させる。
【００３６】
そこで、位相変調器４１（図１）を動作させて、主信号光Ｓを位相変調して伝送することにする。位相変調の速度および変調指数は、分布ラマン増幅装置４０の利得と、光信号光Ｓの出力に依存する誘導ブリルアン散乱の発生量とを考慮してレーザ発振を充分抑制するように決定される。主信号光Ｓが位相変調されると、信号スペクトルが幅広くなり、光伝送路６０において発生する誘導ブリルアン散乱の閾値条件が、より高パワー側にシフトされる（図２参照）。このため、分布ラマン増幅装置４０に、位相変調された主信号光Ｓが通過すると、内部で発生する誘導ブリルアン散乱光のパワーが抑制され、主信号光Ｓがラマン増幅されても、レーザ発振が発生することがない。
【００３７】
一般に、主信号光Ｓを長距離伝送させるためには、光伝送路６０における伝送損失を鑑みると、送信器２０から出力される主信号光Ｓの出力強度ならびに分布ラマン増幅装置４０による増幅度は高い事が望ましい。しかし、前記した後方散乱光の影響により、光伝送路６０を伝送する主信号光Ｓの強度には上限がある。そこで、主信号光Ｓを位相変調させることにより、励起光源４２が出力する励起光Ｒ1のパワーを高めても、分布ラマン増幅装置４０の内部におけるレーザ発振を抑制することとした。これにより、主信号光Ｓのラマン増幅による利得を大きくしても信号品質の劣化が伴わない光伝送システム１０Ａの構築が可能となる。
【００３８】
（第二の実施形態）
次に図４を参照して本発明における第二の実施形態について説明する。図４は本発明における第二の実施形態である光伝送システムの基本構成を示すブロック図である。なお、図４において図１と同一または相当する部分は同一符号で示し詳細な説明を省略する。
【００３９】
集中ラマン増幅装置５０は、励起光源５２と、増幅用光導波路５３と、が共に一つの筐体（図示せず）に収容されて構成される。そして、増幅用光導波路５３は、光伝送路６０とは別個の専用の光増幅媒体としての光ファイバである。
励起光源（第二励起光源）５２は、カプラ４３を介して位相変調機器４１とともに増幅用光導波路５３の一端に接続されており、励起光Ｒ2（第二励起光）を出力するものである。この励起光Ｒ2は、主信号光Ｓの波長より約１００ｎｍ短い電磁波であって、主信号光Ｓに重畳して増幅用光導波路５３に伝送すると、この主信号光Ｓを増幅させる作用を奏するものである。
なお、集中ラマン増幅装置５０における光増幅の動作については、前記した分布ラマン増幅装置４０における場合と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
以上、説明した実施形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、前記した分布ラマン増幅装置４０および集中ラマン増幅装置５０は、光伝送システム１０Ａ、１０Ｂにつき各一個設置されているが、主信号光Ｓの長距離伝送を実現するため、図５に示すように、ラマン増幅装置４０Ｃ，５０Ｃを光伝送路６０上に複数配置してもよい。この場合、ラマン増幅装置４０Ｃ，５０Ｃごとにレーザ発振条件が異なる場合は、複数の分布ラマン増幅装置４０Ｃ，５０Ｃにそれぞれ位相変調器４１をそれぞれ別個に設置してもよい。
【００４１】
また、図１および図４において、分布ラマン増幅装置４０および集中ラマン増幅装置５０は、構成要素部品（位相変調器４１、励起光原４２，５２等）がパーケージ化して構成されているが、これら構成要素部品が分散して配置されていてもよい。例えば、図５に示すように、位相変調器４１を送信局２０ｃに配置して、光伝送システムを構成してもよい。また、励起光源４２を受信局３０ｃに設置したり、送信局２０ｃの内部に設置したりして（図示せず）、プリアンプとして機能させたり、ポストアンプとして機能させたりしてもよい。同様に、図示しないが、集中ラマン増幅装置５０を送信局２０ｃおよび受信局３０ｃに設置して、同様にポストアンプおよびプリアンプとして機能させてもよい。
【実施例】
【００４２】
次に図６、図７を参照して（適宜図４，５参照）、集中ラマン増幅装置５０，５０Ｃの効果を確認した実施例について説明する。
図６（ａ）は、集中ラマン増幅装置５０（図４）における増幅後の主信号光Ｓの信号品質を示すＱファクタを、位相変調周波数に対してプロットした結果を示すグラフである。具体的には、図６は、図４に示す集中ラマン増幅装置５０の入力端ＩBから位相変調された光信号光Ｓを入力し、出力端ＯBで検出される主信号光ＳのＱファクタをプロットした図である。図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、重畳する位相変調の周波数が１０００ＭＨｚである場合（Ａ矢視部）、同１０ＭＨｚである場合（Ｂ矢視部）、位相変調の重畳がない場合（Ｃ矢視部）、における受信局３０で検出される主信号光Ｓのスペクトルを示すグラフである。
【００４３】
ここでＱファクタとは、デジタル通信に用いられる信号の品質評価に用いられる評価指数であって、Ｑファクタが高い程、信号品質に優れることを意味する。
【００４４】
図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から明らかなように、集中ラマン増幅装置５０（図４）に入力される前段階で主信号光Ｓが位相変調されることにより、主信号光Ｓのスペクトルは、図６（ｂ）に示すように、先端部分のノイズが少なく検出される。このことは、主信号光Ｓが位相変調されることによりラマン増幅と誘導ブリルアン散乱の両作用に起因するレーザ発振が抑制されると同時に、伝送特性が改善されることを示すものである。
【００４５】
図７（ａ）は、集中ラマン増幅装置５０Ｃ（図５）の入力端ＩCに入力する主信号光Ｓのパワーおよび出力端ＯCから出力される主信号光Ｓのパワーをそれぞれ横軸および縦軸にプロットしたグラフである。また、主信号光Ｓに重畳する励起光Ｒ2の強度は、２８５ｍＷ，４３３ｍＷ，５７１ｍＷの３通りとして、それぞれにおけるプロット曲線を得た。
図７（ｂ）は、集中ラマン増幅装置５０Ｃの内部でレーザ発振が発生していない場合の、増幅された主信号光のスペクトルを示すグラフである。
図７（ｃ）は、集中ラマン増幅装置５０Ｃの内部でレーザ発振が発生している場合の、増幅された主信号光のスペクトルを示すグラフである。
【００４６】
ここで、入力する主信号光Ｓが位相変調されていない場合は、実線で示される曲線の範囲において、図７（ｂ）（Ｄ矢視図）に示すように観測されるスペクトルの形状も良好である。これに対し、破線で示される領域の始点から高強度領域においては、集中ラマン増幅装置５０Ｃ内で誘導ブリルアン散乱に起因するレーザ発振が発生して、図７（ｃ）（Ｅ矢視図）に示すように観測されるスペクトルの形状はノイズを多く含み、信号品質の低下が観測される。
【００４７】
一方、入力する主信号光Ｓが位相変調されている場合は、図中、破線で示される領域においても図７（ｂ）で示されるような良好な形態のスペクトルが観測される。これにより、主信号光Ｓを位相変調させることにより、集中ラマン増幅装置５０、５０Ｃに入力させる主信号光Ｓや励起光Ｒ2の出力を向上させても信号品質が損なわれることなく主信号光Ｓを増幅させることができる。
以上、集中ラマン増幅装置５０，５０Ｃの効果を確認した実施例について説明したが、分布ラマン増幅装置４０についても、記載は省略するが、同等の効果か認められた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明における第一の実施形態である光伝送システムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】位相変調されていない主信号光Ｓが光伝送路で誘導ブリルアン散乱したときの後方散乱光の強度を、主信号光Ｓの入力強度に対して示したグラフである。
【図３】ラマン増幅装置の内部におけるレーザ発振の発生原理を示す説明図である。
【図４】本発明における第二の実施形態である光伝送システムの基本構成を示すブロック図である。
【図５】本発明における他の実施形態である光伝送システムの基本構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）集中ラマン増幅装置における増幅後の主信号光のＱファクタを、位相変調周波数に対してプロットした結果を示すグラフである。  （ｂ）位相変調の周波数が１０００ＭＨｚである場合、受信器において検出される主信号光のスペクトルを示すグラフである。  （ｃ）位相変調の周波数が１０Ｈｚである場合、受信器において検出される主信号光のスペクトルを示すグラフである。  （ｄ）位相変調の重畳がない場合、受信器において検出される主信号光のスペクトルを示すグラフである。
【図７】（ａ）集中ラマン増幅装置に出力される主信号光Ｓのパワーを入力する主信号光Ｓのパワーに対してプロットした結果を示すグラフである。  （ｂ）集中ラマン増幅装置の内部でレーザ発振が発生していない場合の、増幅された主信号光のスペクトルを示すグラフである。  （ｃ）集中ラマン増幅装置の内部でレーザ発振が発生している場合の、増幅された主信号光のスペクトルを示すグラフである。
【図８】従来の光伝送システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  光伝送システム
２１    送信器
３１    受信器
４０    分布ラマン増幅装置（ラマン増幅手段、分布ラマン増幅手段）
４１    位相変調器（位相変調手段）
４２    励起光源（第一励起光源）
５０    集中ラマン増幅装置（ラマン増幅手段、集中ラマン増幅手段）
５２    励起光源（第二励起光源）
５３    増幅用光導波路
６０    光伝送路
Ｓ      主信号光
Ｒ1    励起光（第一励起光）
Ｒ2    励起光（第二励起光）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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