(57)【要約】【課題】偏波依存利得の発生を好適に抑制することのできるラマン増幅用励起光源を提供する。【解決手段】ラマン増幅用励起光源１３は、励起レーザ１５からのレーザ光を２つの偏波成分に分離する偏波ビームスプリッタ１６と、２つの偏波成分を偏波合成する偏波ビーム結合器１８と、偏波ビームスプリッタ１６と偏波ビーム結合器１８の間の光路に設けられた時間差生成部１７とを備える。時間差生成部１７は、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる。【選択図】図５
2013134320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ光出力部と、
前記レーザ光を２つの偏波成分に分離する偏波ビームスプリッタと、
前記２つの偏波成分を偏波合成する偏波ビーム結合器と、
前記偏波ビームスプリッタと前記偏波ビーム結合器の間の光路に設けられた、前記２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる時間差生成部と、
を備えることを特徴とするラマン増幅用励起光源。
【請求項２】
前記レーザ光出力部と前記偏波ビームスプリッタは、偏波保持ファイバにより接続されることを特徴とする請求項１に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項３】
前記偏波ビームスプリッタと前記偏波ビーム結合器の間の光路は、前記２つの偏波成分がそれぞれ伝搬する２つの偏波保持ファイバにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項４】
前記時間差生成部は、前記２つの偏波保持ファイバの長さを異ならせることにより、前記２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させることを特徴とする請求項３に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項５】
前記時間差生成部は、前記２つの偏波保持ファイバの長さの差を可変できるように構成されることを特徴とする請求項４に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項６】
前記偏波ビームスプリッタおよび／または前記偏波ビーム結合器は、光ファイバを溶融延伸することにより形成されることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項７】
前記偏波ビームスプリッタと前記偏波ビーム結合器の間の光路は、空間光学系により構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項８】
前記時間差生成部は、前記２つの偏波成分の光路長を異ならせることにより、前記２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させることを特徴とする請求項７に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項９】
前記時間差生成部は、前記２つの偏波成分のうち少なくとも一方の偏波成分の光路に設けられた光学ガラスまたは光学結晶を備えることを特徴とする請求項８に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１０】
前記時間差生成部は、前記光学ガラスまたは前記光学結晶の屈折率を可変する屈折率制御部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１１】
前記屈折率制御部は、前記光学ガラスまたは前記光学結晶の温度を可変する温度制御部を含むことを特徴とする請求項１０に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１２】
前記時間差生成部は、前記２つの偏波成分のうち少なくとも一方の偏光成分の光路長を機械的に可変する可変機構を備えることを特徴とする請求項８に記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１３】
前記偏波ビームスプリッタおよび／または前記偏波ビーム結合器は、前記レーザ光出力部からのレーザ光を２つの偏波成分に分離する偏波分離膜を備えることを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１４】
前記レーザ光出力部は、
第１波長を有する第１レーザ光を出力する第１レーザと、
第２波長を有する第２レーザ光を出力する第２レーザと、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを偏波状態を保持したまま波長多重する偏波保持ＷＤＭ結合器と、
を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１５】
前記レーザ光出力部は、
第１レーザ光を出力する第１レーザと、
第２レーザ光を出力する第２レーザと、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを偏波面が直交するように偏波合成する偏波ビーム結合器と、
を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１６】
前記レーザ光出力部は、
第１波長を有する第１レーザ光を出力する第１レーザと、
第２波長を有する第２レーザ光を出力する第２レーザと、
第３波長を有する第３レーザ光を出力する第３レーザと、
第４波長を有する第４レーザ光を出力する第４レーザと、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを偏波状態を保持したまま波長多重する第１偏波保持ＷＤＭ結合器と、
前記第３レーザ光と前記第４レーザ光とを偏波状態を保持したまま波長多重する第２偏波保持ＷＤＭ結合器と、
前記第１偏波保持ＷＤＭ結合器から出力された第１波長多重レーザ光と、前記第２偏波保持ＷＤＭ結合器から出力された第２波長多重レーザ光とを、偏波面が直交するように偏波合成する偏波ビーム結合器と、
を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のラマン増幅用励起光源。
【請求項１７】
第１波長を有する第１レーザ光を出力する第１レーザと、
前記第１レーザ光を２つの偏波成分に分離する第１偏波ビームスプリッタと、
前記第１偏波ビームスプリッタで分離された２つの偏波成分を偏波合成する第１偏波ビーム結合器と、
前記第１偏波ビームスプリッタと前記第１偏波ビーム結合器の間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる第１時間差生成部と、
第２波長を有する第２レーザ光を出力する第２レーザと、
前記第２レーザ光を２つの偏波成分に分離する第２偏波ビームスプリッタと、
前記第２偏波ビームスプリッタで分離された２つの偏波成分を偏波合成する第２偏波ビーム結合器と、
前記第２偏波ビームスプリッタと前記第２偏波ビーム結合器の間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる第２時間差生成部と、
前記第１偏波ビーム結合器から出力された第１レーザ光と、前記第２偏波ビーム結合器から出力された第２レーザ光とを波長多重するＷＤＭ結合器と、
を備えることを特徴とするラマン増幅用励起光源。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれかに記載のラマン増幅用励起光源を備えることを特徴とするラマン増幅器。
【請求項１９】
請求項１８に記載のラマン増幅器を備えることを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラマン増幅に用いられる励起光源、並びに該励起光源を用いたラマン増幅器および光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルコヒーレント受信方式を用いた１００Ｇｂｐｓ以上の超高速ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）光伝送システムの開発が鋭意進められている。デジタルコヒーレント受信方式は、
・ローカル光とのミキシングを行って信号光を検波することにより受信感度を向上できること
・波長分散、偏波分散をデジタル回路で補償できること
を大きな特徴とする。これらの特徴により、デジタルコヒーレント受信方式を用いたシステムは、従来は対応できなかった超高速信号の長距離伝送を行うことができる。さらに、分散補償ファイバを用いた波長分散補償が不要となり、偏波モード分散（ＰＭＤ：Polarization Mode Dispersion）の大きい品質の悪い光伝送路であっても伝送を行うことができる。
【０００３】
偏波モード分散とは、光ファイバ中を伝搬する光の直交する２つの偏波モード間に群遅延差（ＤＧＤ：Differential Group Delay）が生じることである。このＤＧＤは、光ファイバのコアの僅かな歪みや外部からの応力（環境的な温度変化や機械的な振動）などにより生じるランダムな複屈折が原因である。ＤＧＤは、光ファイバ中で分離した２つの信号成分が離れた量を示し、波長や時間によって大きく変動する。偏波モード分散は、波長と時間に対するＤＧＤの平均値である。
【０００４】
ＷＤＭ光伝送システムにおいて、高速な１００Ｇｂｐｓの光伝送を１０Ｇｂｐｓや４０Ｇｂｐｓと同等の品質で行うためには、高い光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal to Noise Ratio）が必要となる。ＷＤＭ光伝送システムにおいては減衰した光信号を増幅するためにＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）が用いられるが、伝送距離が長いとＥＤＦＡの入力レベルが下がってしまい、これが光信号対雑音比を低下させる要因となる。そこで、伝送距離が長い場合には、逆方向励起のラマン増幅器が導入される。ラマン増幅器は、光ファイバ伝送路そのものを増幅媒体とする分布型増幅器である。ラマン増幅器を用いると、用いない場合に比べて光伝送路における信号光の最低パワーを高く維持できるため、光信号対雑音比の低下を抑止することができる（ラマン増幅器については例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２９８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
デジタルコヒーレント受信方式を用いることにより、１００Ｇｂｐｓ以上の超高速光信号が大きな偏波モード分散を有する光伝送路を通ってきた場合であっても、光受信器はエラーフリーでそれを受信できるようになった。しかしながら、ラマン増幅器には、その様な大きな偏波モード分散を有する光伝送路に適用した場合に、偏波依存利得（ＰＤＧ：Polarization-Dependnet-Gain）を生じるという課題が存在する。
【０００７】
図１は、従来のラマン増幅器の一例を示す。図１に示すように、ラマン増幅器１は、信号光が伝搬される光伝送路（シングルモードファイバ）２と、ラマン増幅用励起光源３と、ラマン増幅用励起光源３から出力された励起光を信号光に供給するためのＷＤＭ結合器４とを備える。
【０００８】
ラマン増幅器は、誘導ラマン散乱という物理現象を利用している。この現象は、励起光の光パワーが信号光の光パワーに乗り移ることで、信号光が増幅されるというものである。ラマン増幅器の利得は、励起光の偏光状態と信号光の偏波状態の関係に依存することが知られている。励起レーザから出力されるレーザ光は直線偏光であるので、励起レーザからのレーザ光をそのまま励起光として光伝送路に挿入したのでは、励起光の直線偏光と偏波面が一致した主信号成分の利得が高くなり、その他の主信号成分の利得が低くなる。これは、受信器において信号再生する際に特性劣化を引き起こす要因となるので、避けなければならない。
【０００９】
そこで、図１に示す従来のラマン増幅器１においては、励起レーザ５のピグテールファイバ６を偏波保持ファイバ（ＰＭＦ：Polarization Maintaining Fiber）とし、このピグテールファイバ６に例えば１０ｍ程度の偏波保持ファイバ７を互いの主軸が４５°傾斜するようにしてスプライス接続している。このようなスプライス方法を、以下「４５°スプライス」と呼ぶ。これにより、励起レーザ５から出力された直線偏光のレーザ光は、ＦＡＳＴ軸成分ＦとＳＬＯＷ軸成分Ｓに分割され、これらは偏波保持ファイバ７を伝搬中に群遅延差τｄを持って出力される。例えば、偏波保持ファイバ７を１０ｍとした場合、１０ｐｓ程度の群遅延差が生じる。偏波保持ファイバ７は、無偏光化素子という意味で「デポラライザ」と呼ばれる。ラマン増幅用励起光源から出力された励起光は、ＷＤＭ結合器４を介して光伝送路２に供給される。
【００１０】
ラマン増幅器における偏波依存利得の発生を抑制するためには、励起光の偏光度（ＤＯＰ：Degree Of Polarization）を十分低い値とすればよいことが知られている。偏光度は励起レーザ５から出力されたレーザ光のスペクトルと関係がある。図２は、励起レーザ５から出力されたレーザ光のスペクトル波形を示す。図３は、レーザ光が図２に示すスペクトル波形を有する場合における、ＤＯＰとＤＧＤとの関係を示す。
【００１１】
図３に示すように、ＤＧＤ＝０ｐｓ、つまり偏波保持ファイバが無い場合、ＤＯＰは１００％となっている。偏波保持ファイバ７を長くすることによりＤＧＤを増加させると、ＤＯＰの値は徐々に低下し、図３に示す例ではＤＧＤ＝１５ｐｓ程度においてＤＯＰは数％まで減少する（最初の極小値）。さらにＤＧＤを増加させると、ＤＯＰは増加に転じ、ＤＧＤ＝３０ｐｓ程度でＤＯＰは約５０％にまで増加する。さらにＤＧＤを増加させると、図３に示すように、ＤＯＰは減衰振動しながら０％に近づいていく。
【００１２】
図２に示すレーザ光のスペクトルと、図３に示すＤＧＤ対ＤＯＰの波形は、フーリエ変換の関係を持つため、励起レーザ５の個体ばらつき、温度、駆動電流条件等でレーザ光のスペクトルが変化すると、ＤＧＤ対ＤＯＰの波形もそれに応じて変化する。従来の技術では、ＤＯＰを低い値に設定するために、例えばＤＯＰが最初の極小値をとるように偏波保持ファイバ７の長さが定められる。
【００１３】
光伝送路２のＤＧＤが数ｐｓ程度の小さいものであれば、上記のような構成で十分にラマン増幅器における利得の偏波依存性を抑制できる。しかしながら、光伝送路２の品質が悪く、ＤＧＤが大きく変動する場合には、偏波保持ファイバ７にて付与した１０ｐｓ程度のＤＧＤが光伝送路２のＤＧＤによりキャンセルされてしまい、瞬間的に光伝送路２に付与される励起光のＤＯＰが高く（例えば、ＤＯＰ＝１００％）なる可能性がある。この場合、ラマン増幅器の利得に大きな偏波依存性が生じる。
【００１４】
光伝送路２のＤＧＤは、個別のばらつき、敷設条件、温度、時間等で変動する。品質の悪い光伝送路２を使用する場合には、瞬時値として光伝送路２のＤＧＤが例えば１００ｐｓとなる可能性もある。図３のＤＧＤ対ＤＯＰの波形を参照すると、ＤＯＰの最初の極小点近傍においてＤＯＰが１０％以下になるＤＧＤの範囲は、１０ｐｓ程度と狭い。従って、光伝送路２のＤＧＤの変動を考えると、ＤＯＰが最初の極小値をとるように偏波保持ファイバ７の長さを定めたとしても、ＤＯＰを確実に１０％以下に抑圧することは困難である。
【００１５】
ＤＧＤ対ＤＯＰの波形は、ＤＧＤを増加させていった際に減衰振動を示すことが分かっている。例えば図３の例では、偏波保持ファイバ７で付与するＤＧＤを１００ｐｓ以上とすれば、１０％以下のＤＯＰを保証できる。光伝送路２のＤＧＤが瞬時値として１００ｐｓとなる可能性があるのであれば、偏波保持ファイバ７で付与するＤＧＤを２００ｐｓ以上に設定することが望ましい。さらに、中継伝送区間が多い場合には、１ｎｓ程度のＤＧＤが要求される場合も考えられる。
【００１６】
図１に示すようなファイバ型デポラライザで１ｎｓのＤＧＤを実現するためには、１ｋｍ程度の偏波保持ファイバ７を用意する必要がある。しかしながら、１ｋｍの偏波保持ファイバを収容するためには大きなスペースが必要となり、ラマン増幅用励起光源が大型化する。また、偏波保持ファイバは通常のシングルモードファイバに比べて高価であるため、１ｋｍもの偏波保持ファイバを用いた場合、ラマン増幅用励起光源が非常に高価なものとなる。
【００１７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏波依存利得の発生を好適に抑制することのできるラマン増幅用励起光源、並びに該励起光源を用いたラマン増幅器および光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のラマン増幅用励起光源は、レーザ光を出力するレーザ光出力部と、レーザ光を２つの偏波成分に分離する偏波ビームスプリッタと、２つの偏波成分を偏波合成する偏波ビーム結合器と、偏波ビームスプリッタと偏波ビーム結合器の間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる時間差生成部とを備える。
【００１９】
レーザ光出力部と偏波ビームスプリッタは、偏波保持ファイバにより接続されてもよい。
【００２０】
偏波ビームスプリッタと偏波ビーム結合器の間の光路は、２つの偏波成分がそれぞれ伝搬する２つの偏波保持ファイバにより構成されてもよい。
【００２１】
時間差生成部は、２つの偏波保持ファイバの長さを異ならせることにより、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させてもよい。
【００２２】
時間差生成部は、２つの偏波保持ファイバの長さの差を可変できるように構成されてもよい。
【００２３】
偏波ビームスプリッタおよび／または偏波ビーム結合器は、光ファイバを溶融延伸することにより形成されてもよい。
【００２４】
偏波ビームスプリッタと偏波ビーム結合器の間の光路は、空間光学系により構成されてもよい。
【００２５】
時間差生成部は、２つの偏波成分の光路長を異ならせることにより、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させてもよい。
【００２６】
時間差生成部は、２つの偏波成分のうち少なくとも一方の偏波成分の光路に設けられた光学ガラスまたは光学結晶を備えてもよい。
【００２７】
時間差生成部は、光学ガラスまたは光学結晶の屈折率を可変する屈折率制御部をさらに備えてもよい。
屈折率制御部は、光学ガラスまたは光学結晶の温度を可変する温度制御部を含んでもよい。
【００２８】
前記時間差生成部は、前記２つの偏波成分のうち少なくとも一方の偏光成分の光路長を機械的に可変する可変機構を備えてもよい。
【００２９】
偏波ビームスプリッタおよび／または偏波ビーム結合器は、レーザ光出力部からのレーザ光を２つの偏波成分に分離する偏波分離膜を備えてもよい。
【００３０】
レーザ光出力部は、第１波長を有する第１レーザ光を出力する第１レーザと、第２波長を有する第２レーザ光を出力する第２レーザと、第１レーザ光と第２レーザ光とを偏波状態を保持したまま波長多重する偏波保持ＷＤＭ結合器とを備えてもよい。
【００３１】
レーザ光出力部は、第１レーザ光を出力する第１レーザと、第２レーザ光を出力する第２レーザと、第１レーザ光と第２レーザ光とを偏波面が直交するように偏波合成する偏波ビーム結合器とを備えてもよい。
【００３２】
レーザ光出力部は、第１波長を有する第１レーザ光を出力する第１レーザと、第２波長を有する第２レーザ光を出力する第２レーザと、第３波長を有する第３レーザ光を出力する第３レーザと、第４波長を有する第４レーザ光を出力する第４レーザと、第１レーザ光と第２レーザ光とを偏波状態を保持したまま波長多重する第１偏波保持ＷＤＭ結合器と、第３レーザ光と第４レーザ光とを偏波状態を保持したまま波長多重する第２偏波保持ＷＤＭ結合器と、第１偏波保持ＷＤＭ結合器から出力された第１波長多重レーザ光と、第２偏波保持ＷＤＭ結合器から出力された第２波長多重レーザ光とを、偏波面が直交するように偏波合成する偏波ビーム結合器とを備えてもよい。
【００３３】
本発明の別の態様もまた、ラマン増幅用励起光源である。このラマン増幅用励起光源は、第１波長を有する第１レーザ光を出力する第１レーザと、第１レーザ光を２つの偏波成分に分離する第１偏波ビームスプリッタと、第１偏波ビームスプリッタで分離された２つの偏波成分を偏波合成する第１偏波ビーム結合器と、第１偏波ビームスプリッタと第１偏波ビーム結合器の間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる第１時間差生成部と、第２波長を有する第２レーザ光を出力する第２レーザと、第２レーザ光を２つの偏波成分に分離する第２偏波ビームスプリッタと、第２偏波ビームスプリッタで分離された２つの偏波成分を偏波合成する第２偏波ビーム結合器と、第２偏波ビームスプリッタと第２偏波ビーム結合器の間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる第２時間差生成部と、第１偏波ビーム結合器から出力された第１レーザ光と、第２偏波ビーム結合器から出力された第２レーザ光とを波長多重するＷＤＭ結合器とを備える。
【００３４】
本発明のさらに別の態様は、ラマン増幅器である。このラマン増幅器は、上述のラマン増幅用励起光源を用いて信号光をラマン増幅する。
【００３５】
本発明のさらに別の態様は、光伝送システムである。この光伝送システムは、上述のラマン増幅器を備える。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、偏波依存利得の発生を好適に抑制することのできるラマン増幅用励起光源、並びに該励起光源を用いたラマン増幅器および光伝送システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来のラマン増幅器の一例を示す図である。
【図２】励起レーザから出力されたレーザ光のスペクトル波形を示す図である。
【図３】レーザ光が図２に示すスペクトル波形を有する場合における、ＤＯＰとＤＧＤとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るラマン増幅器を用いた光伝送システムを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るラマン増幅器を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図９】本発明の第４実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図１１】本発明の第６実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図１２】本発明の第７実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【図１３】本発明の第８実施例に係るラマン増幅器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
【００３９】
図４は、本発明の実施形態に係るラマン増幅器を用いた光伝送システムを示す。図４に示す光伝送システム１００は、光送信器１０２と、光受信器１０４と、光送信器１０２と光受信器１０４とをつなぐ光伝送路１２と、光伝送路１２の中途に設けられたラマン増幅器１０とを備える。光伝送路１２としては、シングルモードファイバが好適に用いられる。
【００４０】
光伝送システム１００において、光送信器１０２から出力された信号光は、光伝送路１２を介してラマン増幅器１０に入力される。ラマン増幅器１０にて増幅された信号光は、光受信器１０４により受信される。光送信器１０２から出力される信号光は、単一波長の信号光であってもよいし、複数の波長の信号光が波長多重されたＷＤＭ信号光であってもよい。
【００４１】
図５は、本発明の実施形態に係るラマン増幅器を示す。図５に示すように、ラマン増幅器１０は、信号光が伝搬される光伝送路１２と、ラマン増幅用励起光源３と、ラマン増幅用励起光源１３から出力された励起光を信号光に供給するためのＷＤＭ結合器１４とを備える。
【００４２】
図５に示すように、ラマン増幅用励起光源１３は、励起レーザ１５と、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）１６と、時間差生成部１７と、偏波ビーム結合器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）１８とを備える。
【００４３】
励起レーザ１５は、マルチモードで発振する半導体レーザである。励起レーザ１５から出力されるレーザ光は、例えば図２に示すようなスペクトルを有してよい。励起レーザ１５から出力されるレーザ光の偏光状態は、直線偏光である。
【００４４】
励起レーザ１５の出力端には、ピグテールファイバ１９が接続されている。ピグテールファイバ１９は、偏波保持ファイバである。ピグテールファイバ１９は、偏波ビームスプリッタ１６の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバ２０に４５°スプライス接続されている。
【００４５】
偏波ビームスプリッタ１６は、入力されたレーザ光をＦＡＳＴ軸成分ＦとＳＬＯＷ軸成分Ｓの２つの偏波成分に分離する。偏波ビームスプリッタ１６としては、光ファイバを溶融延伸することにより形成されるファイバ型の偏波ビームスプリッタや、プリズムに偏波分離膜を形成したバルク型の偏波ビームスプリッタを用いることができる。
【００４６】
偏波ビームスプリッタ１６にて分離された２つの偏波成分は、それぞれ別の光路を通って偏波ビーム結合器１８に入力される。すなわち、ＳＬＯＷ軸成分Ｓは第１光路２１を通って偏波ビーム結合器１８に入力され、ＦＡＳＴ軸成分Ｆは第２光路２２を通って偏波ビーム結合器１８に入力される。
【００４７】
偏波ビームスプリッタ１６と偏波ビーム結合器１８の間の光路には、時間差生成部１７が設けられる。時間差生成部１７は、ＳＬＯＷ軸成分ＳとＦＡＳＴ軸成分Ｆの２つの偏波成分の間に、伝搬時間差を発生させる機能を有する。例えば、偏波ビームスプリッタ１６は、ＳＬＯＷ軸成分Ｓの伝搬時間をＦＡＳＴ軸成分Ｆよりも遅延させることにより、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させてもよい。または、偏波ビームスプリッタ１６は、ＦＡＳＴ軸成分Ｆの伝搬時間をＳＬＯＷ軸成分Ｓよりも遅延させることにより、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させてもよい。
【００４８】
偏波ビーム結合器１８は、入力されたＳＬＯＷ軸成分ＳとＦＡＳＴ軸成分Ｆを偏波合成し、偏波保持ファイバ２３に出力する。図５には、ＳＬＯＷ軸成分ＳとＦＡＳＴ軸成分Ｆとが群遅延差τｄを有した状態で偏波保持ファイバ２３に出力された様子が図示されている。なお、ここでは時間差生成部１７によりＳＬＯＷ軸成分Ｓの伝播時間をＦＡＳＴ軸成分Ｆよりも遅延させた例を図示している。
【００４９】
偏波保持ファイバ２３には、シングルモードファイバ２４がスプライス接続されている。偏波ビーム結合器１８から出力されたレーザ光は、偏波保持ファイバ２３およびシングルモードファイバ２４を介しＷＤＭ結合器１４に入力される。
【００５０】
ＷＤＭ結合器１４は、ラマン増幅用励起光源１３から入力されたレーザ光を励起光として光伝送路１２に入射し、誘導ラマン増幅を生じさせる。
【００５１】
以上のように構成されたラマン増幅用励起光源１３によれば、偏波ビームスプリッタ１６によりレーザ光を物理的に２つの偏波成分に分離し、該２つの偏波成分の間に伝搬時間差を設けることができるので、該２つの偏波成分を偏波合成したレーザ光は、伝搬時間差に応じた群遅延差τｄを有する。２つの偏波成分間の伝搬時間差を大きくすれば、大きなＤＧＤを励起光に与えることができ、励起光の偏光度（ＤＯＰ）を低い値に設定することができる。その結果、ラマン増幅器１０における偏波依存利得の発生を抑制できる。
【００５２】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【００５３】
図６は、本発明の第１実施例に係るラマン増幅器を示す。図６に示すラマン増幅器１０のラマン増幅用励起光源１３において、偏波ビームスプリッタ１６と偏波ビーム結合器１８の間は、第１偏波保持ファイバ２５と第２偏波保持ファイバ２６の２つの偏波保持ファイバにより接続されている。第１偏波保持ファイバ２５はＳＬＯＷ軸成分Ｓが伝搬する第１光路を構成し、第２偏波保持ファイバ２６はＦＡＳＴ軸成分Ｆが伝搬する第２光路を構成する。第１実施例において、偏波ビームスプリッタ１６および／または偏波ビーム結合器は、光ファイバを溶融延伸することにより形成される光デバイスが好適に用いられる。
【００５４】
本第１実施例においては、第１偏波保持ファイバ２５と第２偏波保持ファイバ２６が時間差生成部１７を構成している。本第１実施例においては、第１偏波保持ファイバ２５の長さＬ１と第２偏波保持ファイバ２６の長さＬ２を異ならせることにより、ＳＬＯＷ軸成分ＳとＦＡＳＴ軸成分Ｆとの間に伝搬時間差を生じさせる。例えば、ＳＬＯＷ軸成分Ｓが通る第１偏波保持ファイバ２５の長さＬ１を３ｍとし、ＦＡＳＴ軸成分Ｆが通る第２偏波保持ファイバ２６の長さＬ２を１ｍとする。光ファイバ中を光が進む速度は約５ｎｓ／ｍであるので、２ｍのファイバ長差を設けた場合、ＳＬＯＷ軸成分ＳとＦＡＳＴ軸成分Ｆとの間に１０ｎｓの群遅延差を発生させることができる。図３から分かるように、この１０ｎｓという群遅延差は、励起光の偏光度を１０％以下とするのに十分な値である。
【００５５】
図１に示すようなファイバ型デポラライザで１０ｎｓの群遅延差を実現するためには、１０ｋｍ程度の偏波保持ファイバ７を用意する必要があるが、本第１実施例においては、僅か２ｍのファイバ長差を設ければよいため、偏波保持ファイバの収容にそれ程大きなスペースは必要としない。従って、本第１実施例によれば、ラマン増幅用励起光源１３を小型化できる。また、それ程長いファイバ長が必要とされないので、ラマン増幅用励起光源１３を安価に構成できる。
【００５６】
図７は、本発明の第２実施例に係るラマン増幅器を示す。図７に示すように、本第２実施例に係るラマン増幅器１０のラマン増幅用励起光源１３は、第１光源部３０ａと、第２光源部３０ｂと、第１光源部３０ａおよび第２光源部３０ｂから出力されたレーザ光を波長多重するＷＤＭ結合器３２とを備える。第１光源部３０ａおよび第２光源部３０ｂは、それぞれ図６に示すラマン増幅用励起光源と同様の構成を有する。
【００５７】
第１光源部３０ａは、第１波長λ１を有する第１レーザ光を出力する第１励起レーザ１５ａと、第１レーザ光を２つの偏波成分に分離する第１偏波ビームスプリッタ１６ａと、第１偏波ビームスプリッタ１６ａで分離された２つの偏波成分を偏波合成する第１偏波ビーム結合器１８ａと、第１偏波ビームスプリッタ１６ａと第１偏波ビーム結合器１８ａの間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる第１時間差生成部１７ａとを備える。第１時間差生成部１７ａは、図６に示す第１実施例と同様に、長さの異なる２本の偏波保持ファイバにより構成されている。
【００５８】
第２光源部３０ｂは、第２波長λ２を有する第２レーザ光を出力する第２励起レーザ１５ｂと、第２レーザ光を２つの偏波成分に分離する第２偏波ビームスプリッタ１６ｂと、第２偏波ビームスプリッタ１６ｂで分離された２つの偏波成分を偏波合成する第２偏波ビーム結合器１８ｂと、第２偏波ビームスプリッタ１６ｂと第２偏波ビーム結合器１８ｂの間の光路に設けられた、２つの偏波成分の間に伝搬時間差を発生させる第２時間差生成部１７ｂとを備える。第２時間差生成部１７ｂも、長さの異なる２本の偏波保持ファイバにより構成されている。
【００５９】
本第２実施例において、第１波長λ１と第２波長λ２は異なる波長である。本第２実施例のように、第１波長λ１の第１レーザ光と第２波長λ２の第２レーザ光とをＷＤＭ結合器３２で波長多重し、ＷＤＭ励起光として光伝送路１２に出力することにより、広帯域のＷＤＭ信号光を一括増幅することができる。好適な第１波長λ１と第２波長λ２の値は、ＷＤＭ信号光の波長帯に応じて適宜設定すればよい。
【００６０】
上述の第２実施例においては、第１波長λ１と第２波長λ２の２つの波長のレーザ光をＷＤＭ結合器３２により波長多重する構成としたが、３つ以上の波長のレーザ光を波長多重する構成としてもよい。
【００６１】
図８は、本発明の第３実施例に係るラマン増幅器を示す。図８に示すラマン増幅器１０においても、ラマン増幅用励起光源１３からＷＤＭ励起光が光伝送路１２に供給される。
【００６２】
図８に示すラマン増幅器１０のラマン増幅用励起光源１３において、偏波ビームスプリッタ１６より後段のデポラライザの構成は、図６に示す第１実施例と同様である。従って、ここでは偏波ビームスプリッタ１６より前段の構成について主に説明する。なお、偏波ビームスプリッタ１６より前段の構成を「レーザ出力部」と呼ぶ。
【００６３】
本第３実施例に係るラマン増幅用励起光源１３のレーザ出力部は、第１波長λ１を有する第１レーザ光を出力する第１励起レーザ１５ａと、第２波長λ２を有する第２レーザ光を出力する第２励起レーザ１５ｂと、第１レーザ光と第２レーザ光とを波長多重する偏波保持ＷＤＭ結合器３４とを備える。本第３実施例において、第１波長λ１と第２波長λ２は異なる波長である。
【００６４】
第１励起レーザ１５ａのピグテールファイバは、偏波保持ファイバにより構成されている。この偏波保持ファイバは、偏波保持ＷＤＭ結合器３４の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバと主軸が一致するようにしてスプライス接続されている（以下、「０°スプライス」と呼ぶ）。同じように、第２励起レーザ１５ｂのピグテールファイバは、偏波保持ファイバにより構成されており、この偏波保持ファイバは、偏波保持ＷＤＭ結合器３４の別の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバと０°スプライス接続されている。
【００６５】
偏波保持ＷＤＭ結合器３４の出力端に取り付けられた偏波保持ファイバは、偏波ビームスプリッタ１６の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバと４５°スプライス接続されている。
【００６６】
上記のように構成されたレーザ出力部において、第１励起レーザ１５ａから出力された第１レーザ光と、第２励起レーザ１５ｂから出力された第２レーザ光は、偏波保持ＷＤＭ結合器３４により偏波状態を保持したまま波長多重される。
【００６７】
偏波ビームスプリッタ１６、時間差生成部１７および偏波ビーム結合器１８により構成されるデポラライザは、偏波保持ＷＤＭ結合器３４からのＷＤＭレーザ光の偏光度を低下させ、ＷＤＭ励起光として光伝送路１２に出力する。
【００６８】
本第３実施例に係るラマン増幅用励起光源１３によれば、第１レーザ光と第２レーザ光を波長多重後に一括してデポラライズすることができるので、図７に示す第２実施例のように波長数分のデポラライザを設ける必要がない。従って、本第３実施例に係るラマン増幅用励起光源１３は、コスト面およびサイズ面において有利である。
【００６９】
第３実施例において、第１励起レーザ１５ａおよび第２励起レーザ１５ｂはそれぞれ、偏波保持ファイバの主軸を９０°傾斜させて偏波保持ＷＤＭ結合器３４とスプライス接続されてもよい（以下、「９０°スプライス」と呼ぶ）。また、第１励起レーザ１５ａと第２励起レーザ１５ｂのいずれか一方が、偏波保持ＷＤＭ結合器３４と０°スプライス接続され、第１励起レーザ１５ａと第２励起レーザ１５ｂの他方が、偏波保持ＷＤＭ結合器３４と９０°スプライス接続されてもよい。
【００７０】
上述の第３実施例においては、第１波長λ１と第２波長λ２の２つの波長のレーザ光を偏波保持ＷＤＭ結合器３４により波長多重する構成としたが、３つ以上の波長のレーザ光を波長多重する構成としてもよい。
【００７１】
図９は、本発明の第４実施例に係るラマン増幅器を示す。図９に示すラマン増幅器１０においては、ラマン増幅用励起光源１３から偏波合成された励起光が光伝送路１２に供給される。
【００７２】
図９に示すラマン増幅器１０のラマン増幅用励起光源１３においても、偏波ビームスプリッタ１６より後段のデポラライザの構成は、図６に示す第１実施例と同様である。従って、ここでは偏波ビームスプリッタ１６より前段のレーザ出力部の構成について主に説明する。
【００７３】
本第４実施例に係るラマン増幅用励起光源１３のレーザ出力部は、第１波長λ１を有する第１レーザ光を出力する第１励起レーザ１５ａと、第２波長λ２を有する第２レーザ光を出力する第２励起レーザ１５ｂと、第１レーザ光と第２レーザ光とを偏波合成する偏波ビーム結合器とを備える。本第４実施例において、第１波長λ１と第２波長λ２は、同じ波長であってもよいし、異なる波長であってもよい。
【００７４】
第１励起レーザ１５ａのピグテールファイバは、偏波保持ファイバにより構成されている。この偏波保持ファイバは、偏波ビーム結合器３５の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバと０°スプライス接続されている。第２励起レーザ１５ｂのピグテールファイバは、偏波保持ファイバにより構成されており、この偏波保持ファイバは、偏波ビーム結合器３５の別の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバと９０°スプライス接続されている。このように第１励起レーザ１５ａと第２励起レーザ１５ｂは、偏波ビーム結合器３５とのスプライス接続方法が異なる。
【００７５】
偏波ビーム結合器３５の出力端に取り付けられた偏波保持ファイバは、偏波ビームスプリッタ１６の入力端に取り付けられた偏波保持ファイバと４５°スプライス接続されている。
【００７６】
上記のように構成されたレーザ出力部において、第１励起レーザ１５ａから出力された第１レーザ光と、第２励起レーザ１５ｂから出力された第２レーザ光は、偏波ビーム結合器３５に入射する。ここで、上記のように第１励起レーザ１５ａは偏波ビーム結合器３５と０°スプライス接続され、第２励起レーザ１５ｂは偏波ビーム結合器３５と９０°スプライス接続されていることから、第１レーザ光と第２レーザ光は偏波面が直交した状態で偏波ビーム結合器３５に入射する。偏波ビーム結合器３５は、第１レーザ光と第２レーザ光とを偏波面が直交するように偏波合成し、偏波ビームスプリッタ１６に出力する。
【００７７】
偏波ビームスプリッタ１６、時間差生成部１７および偏波ビーム結合器１８により構成されるデポラライザは、偏波ビーム結合器３５からの偏波合成レーザ光の偏光度を低下させ、励起光として光伝送路１２に出力する。
【００７８】
本第４実施例に係るラマン増幅用励起光源１３によれば、第１レーザ光と第２レーザ光を偏波合成後に一括してデポラライズすることができるので、波長数分のデポラライザを設ける必要がない。従って、本第４実施例に係るラマン増幅用励起光源１３は、コスト面およびサイズ面において有利である。
【００７９】
図８に示す第３実施例においては、偏波保持ＷＤＭ結合器３４を用いて第１レーザ光と第２レーザ光とを波長多重しているので、適切に波長多重するためには、第１波長λ１と第２波長λ２はある程度離れている必要がある。しかしながら、本第４実施例においては、偏波ビーム結合器３５を用いて第１レーザ光と第２レーザ光を偏波合成する方法を用いているので、第１波長と第２波長が同一の波長でもよいし、近傍の波長であってもよい。つまり、本第４実施例は、励起レーザの波長を選択する自由度を高めることができる。
【００８０】
図１０は、本発明の第５実施例に係るラマン増幅器を示す。図１０に示すラマン増幅器１０においは、ラマン増幅用励起光源１３から波長多重および偏波合成された励起光が光伝送路１２に供給される。
【００８１】
図１０に示すラマン増幅器１０のラマン増幅用励起光源１３においても、偏波ビームスプリッタ１６より後段のデポラライザの構成は、図６に示す第１実施例と同様である。従って、ここでは偏波ビームスプリッタ１６より前段のレーザ出力部の構成について主に説明する。
【００８２】
本第５実施例のレーザ出力部は、図８に示す第３実施例のレーザ出力部と図９に示す第４実施例のレーザ出力部とを組み合わせた構成となっている。
【００８３】
本第５実施例のレーザ出力部は、第１励起レーザ１５ａと、第２励起レーザ１５ｂと、第３レーザと、第４レーザと、第１偏波保持ＷＤＭ結合器３４ａと、第２偏波保持ＷＤＭ結合器３４ｂと、偏波ビーム結合器３５とを備える。本第５実施例において、第１励起レーザ１５ａ〜第４励起レーザ１５ｄから出力される第１波長λ１〜第４波長λ４は、異なる波長である。
【００８４】
本レーザ出力部において、各光デバイス間は偏波保持ファイバにて接続されている。第１励起レーザ１５ａおよび第２励起レーザ１５ｂは、第１偏波保持ＷＤＭ結合器３４ａと０°スプライス接続されている。また、第３励起レーザ１５ｃおよび第４励起レーザ１５ｄは、第２偏波保持ＷＤＭ結合器３４ｂと０°スプライス接続されている。第１偏波保持ＷＤＭ結合器３４ａは、偏波ビーム結合器３５と０°スプライス接続されており、第２偏波保持ＷＤＭ結合器３４ｂは、偏波ビーム結合器３５と９０°スプライス接続されている。偏波ビーム結合器３５は、偏波ビームスプリッタ１６と４５°スプライス接続されている。
【００８５】
上記のように構成されたレーザ出力部において、第１励起レーザ１５ａから出力された第１レーザ光と、第２励起レーザ１５ｂから出力された第２レーザ光は、第１偏波保持ＷＤＭ結合器３４ａにより偏波状態を保持したまま波長多重される。また、第３励起レーザ１５ｃから出力された第３レーザ光と、第４励起レーザ１５ｄから出力された第４レーザ光は、第２偏波保持ＷＤＭ結合器３４ｂにより偏波状態を保持したまま波長多重される。そして、第１偏波保持ＷＤＭ結合器３４ａから出力された第１ＷＤＭレーザ光と、第２偏波保持ＷＤＭ結合器３４ｂから出力された第２ＷＤＭレーザ光は、偏波面が直交した状態で偏波ビーム結合器３５に入射する。偏波ビーム結合器３５は、第１ＷＤＭレーザ光と第２ＷＤＭレーザ光とを偏波面が直交するように偏波合成し、偏波ビームスプリッタ１６に出力する。
【００８６】
偏波ビームスプリッタ１６、時間差生成部１７および偏波ビーム結合器１８により構成されるデポラライザは、偏波ビーム結合器３５からの波長多重および偏波合成されたレーザ光の偏光度を低下させ、励起光として光伝送路１２に出力する。
【００８７】
以上のように、本第５実施例に係るラマン増幅用励起光源１３によれば、４つの波長のレーザ光を励起光として光伝送路１２に供給できる。これにより、広帯域のＷＤＭ信号光を一括増幅することができる。好適な第１波長λ１〜第４波長λ４の値は、ＷＤＭ信号光の波長帯に応じて適宜設定すればよい。また、第１偏波保持ＷＤＭ結合器３４ａおよび第２偏波保持ＷＤＭ結合器３４ｂは、それぞれ、３つ以上の波長のレーザ光を波長多重してもよい。
【００８８】
本第５実施例に係るラマン増幅用励起光源１３によれば、第１レーザ光〜第４レーザ光を波長多重および偏波合成した後に一括してデポラライズすることができるので、波長数分のデポラライザを設ける必要がない。従って、本第５実施例に係るラマン増幅用励起光源１３は、コスト面およびサイズ面において有利である。
【００８９】
図１１は、本発明の第６実施例に係るラマン増幅器を示す。図１１に示すラマン増幅器１０は、時間差生成部１７の構成が図６に示す第１実施例と異なる。本第６実施形態において、時間差生成部１７は、ＳＬＯＷ軸成分Ｓが伝搬する偏波保持ファイバの長さと、ＦＡＳＴ軸成分Ｆが伝搬する偏波保持ファイバの長さの差を可変できるように構成されている。
【００９０】
本実施形態において、偏波ビームスプリッタ１６にて分離されたＦＡＳＴ軸成分Ｆは、第２偏波保持ファイバ２６を伝搬して偏波ビーム結合器１８に到達する。
【００９１】
一方、偏波ビームスプリッタ１６にて分離されたＳＬＯＷ軸成分Ｓは、ファイバ長可変部３８を通って偏波ビーム結合器１８に到達する。ファイバ長可変部３８は、長さの異なる３つの偏波保持ファイバ２５ａ〜２５ｃと、偏波保持ファイバ２５ａ〜２５ｃの一方の端部と偏波ビームスプリッタ１６との間に設けられた第１光スイッチ３６と、偏波保持ファイバ２５ａ〜２５ｃの他方の端部と偏波ビーム結合器１８との間に設けられた第２光スイッチ３７とを備える。
【００９２】
本実施形態においては、偏波保持ファイバ２５ａの長さＬ１−１が最も短く、偏波保持ファイバ２５ｃの長さＬ１−３が最も長く、偏波保持ファイバ２５ｂの長さＬ１−２はそれらの中間の長さに設定されている。第１光スイッチ３６および第２光スイッチ３７は、光スイッチ制御部（図示せず）からの制御信号に従って、ＳＬＯＷ軸成分Ｓの光路を偏波保持ファイバ２５ａ〜２５ｃのいずれかに切り替える。これにより、ＳＬＯＷ軸成分Ｓが伝搬する偏波保持ファイバの長さと、ＦＡＳＴ軸成分Ｆが伝搬する偏波保持ファイバの長さの差を可変することができる。
【００９３】
例えば、偏波保持ファイバ２５ａの長さＬ１−１を１ｍ、偏波保持ファイバ２５ｂの長さＬ１−２を３ｍ、偏波保持ファイバ２５ｃの長さＬ１−３を５ｍ、第２偏波保持ファイバ２６の長さＬ２を１ｍに設定した場合、２つの偏波成分が通る偏波保持ファイバの長さの差を０ｍ、２ｍ、４ｍの３段階に可変できる。なお、ここでは、説明を簡略化するために偏波ビームスプリッタ１６と第１光スイッチ３６の間のファイバ長および第２光スイッチ３７と偏波ビーム結合器１８の間のファイバ長については考慮していない。
【００９４】
本第６実施例に係るラマン増幅用励起光源１３によれば、２つの偏波成分が伝搬する偏波保持ファイバの長さの差を可変できるように構成したことにより、群遅延差τｄを可変できる。つまり、励起光の偏光度を可変できる。
【００９５】
光伝送路１２のばらつき、敷設条件、温度、振動等により光伝送路１２の群遅延量は変化する。従って、最適な励起光に付与する最適な群遅延差τｄは一律には決まらない。本第６実施形態のように、励起光に付与する群遅延差τｄを可変できるように構成すれば、光伝送システムが実際に稼働している状態での光伝送路１２の特性（群遅延差）を考慮した上で、最適な群遅延差τｄを設定することができる。光伝送路１２の特性を測定する方法としては、商用回線を実際に稼働する前に測定器を用いて群遅延差を測定する方法や、障害が発生した光伝送路を他の光伝送路に切り替える際に、その光伝送路の群遅延差を測定器を用いて測定する方法が考えられる。
【００９６】
図１２は、本発明の第７実施例に係るラマン増幅器を示す。図１２に示すラマン増幅器１０は、偏波ビームスプリッタ１６と偏波ビーム結合器１８の間の光路を、空間光学系により構成している点が上述の実施例と異なる。
【００９７】
本第７実施例において、偏波ビームスプリッタ１６は、コリメータレンズ４３と、偏波分離膜４４と、ミラー４５とを備える。
【００９８】
コリメータレンズ４３は、励起レーザ１５のピグテールファイバ１９からのレーザ光を平行光に変換する。偏波分離膜４４は、プリズムの所定の面に形成された誘電体多層膜であり、コリメータレンズ４３からのレーザ光を２つの偏波成分に分離する。本実施例において、偏波分離膜４４で分離したＦＡＳＴ軸成分Ｆは、偏波分離膜４４を透過し、第１光路４０介して偏波ビーム結合器１８に到達する。また、偏波分離膜４４で分離したＳＬＯＷ軸成分Ｓは、偏波分離膜４４で反射した後、さらにミラー４５で反射し、第２光路４１を介して偏波ビーム結合器１８に到達する。
【００９９】
偏波ビーム結合器１８は、偏波合成膜４６と、ミラー４７と、コリメータレンズ４８とを備える。
【０１００】
第１光路４０を通ったＦＡＳＴ軸成分Ｆは、偏波合成膜４６に直接入射する。一方、第２光路４１を通ったＳＬＯＷ軸成分Ｓは、ミラー４７で反射した後、偏波合成膜４６に入射する。偏波合成膜４６は、ＦＡＳＴ軸成分ＦとＳＬＯＷ軸成分Ｓを偏波合成する。偏波合成膜４６にて偏波合成されたレーザ光は、コリメータレンズ４８にて平行光に変換され、シングルモードファイバ２４に入射する。シングルモードファイバ２４に入射したレーザ光は、励起光として光伝送路１２に供給される。
【０１０１】
本第７実施例においては、ＳＬＯＷ軸成分Ｓが通る第２光路４１に光学ガラス４２が設けられている。光学ガラス４２としては、例えば溶融石英を例示できる。溶融石英は、屈折率が１．４８５８（３０８ｎｍ）であり、空気よりも大きいので、ＳＬＯＷ軸成分Ｓの通る第２光路４１光路長を設けない場合に比べて長くできる。その結果、光学ガラスの設けられていない第１光路４０の光路長と、第２光路４１の光路長を異ならせることができ、ＦＡＳＴ軸成分ＦとＳＬＯＷ軸成分Ｓとの間に伝搬時間差を発生させることができる。第２光路４１に設けられるのは、光学結晶であってもよい。光学結晶としては、例えばＬｉＮｂＯ３やＹＡＧ結晶を例示できる。
【０１０２】
本第７実施例のように、偏波ビームスプリッタ１６と偏波ビーム結合器１８の間の光路を空間光学系とした場合も、少なくとも一方の光路に光学ガラスまたは光学結晶を設けることで、２つの偏波成分間に伝搬時間差を発生させることができ、励起光の偏光度を低下させることができる。
【０１０３】
本第７実施例に係るラマン増幅用励起光源１３は、光学ガラスまたは光学結晶の屈折率を可変する屈折率制御部を備えてもよい。屈折率制御部としては、例えば前記光学ガラスまたは前記光学結晶の温度を可変する温度制御部を例示できる。光学ガラスまたは光学結晶の温度を変化させると、その屈折率が変化するので、２つの偏波成分間の伝搬時間差を可変できる。その結果、光伝送路１２の群遅延差に応じて、励起光の偏光度を調整することが可能となる。
【０１０４】
本第７実施例に係るラマン増幅用励起光源１３においても、偏波ビームスプリッタ１６より前段のレーザ出力部を、図８〜図１０に示す実施例と同様に構成してもよい。
【０１０５】
図１３は、本発明の第８実施例に係るラマン増幅器を示す。図１３に示すラマン増幅器１０もまた、図１２に示す実施例と同様に、偏波ビームスプリッタ１６と偏波ビーム結合器１８の間の光路を、空間光学系により構成している。
【０１０６】
本第８実施例に係るラマン増幅用励起光源１３は、ＳＬＯＷ軸成分Ｓが通る第２光路４１の光路長を機械的に可変する可変機構（図示せず）を備える。この可変機構は、図１３に示すように、ＳＬＯＷ軸成分Ｓの第２光路４１に設けられたミラー４５および４７の位置を移動させることにより、第２光路４１の光路長を変化させる。
【０１０７】
本第８実施例のように、２つの偏波成分の少なくとも一方の光路長を機械的に変化させることにより、２つの偏波成分間の伝搬時間差を可変できる。その結果、光伝送路１２の群遅延差に応じて、励起光の偏光度を調整することが可能となる。
【０１０８】
本第８実施例に係るラマン増幅用励起光源１３においても、偏波ビームスプリッタ１６より前段のレーザ出力部を、図８〜図１０に示す実施例と同様に構成してもよい。
【０１０９】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【０１１０】
１０  ラマン増幅器、  １２  光伝送路、  １３  ラマン増幅用励起光源、  １４  ＷＤＭ結合器、  １５  励起レーザ、  １６  偏波ビームスプリッタ、  １７  時間差生成部、  １８  偏波ビーム結合器、  １９  ピグテールファイバ、  ３２  ＷＤＭ結合器、  ３４  偏波保持ＷＤＭ結合器、  ３５  偏波ビーム結合器、  ４２  光学ガラス、  ４３、４８  コリメータレンズ、  ４４  偏波分離膜、  ４５、４７  ミラー、  ４６  偏波合成膜、  １００  光伝送システム、  １０２  光送信器、  １０４  光受信器。
【図１】
2013134320.tif 000003
【図２】
2013134320.tif 000004
【図３】
2013134320.tif 000005
【図４】
2013134320.tif 000006
【図５】
2013134320.tif 000007
【図６】
2013134320.tif 000008
【図７】
2013134320.tif 000009
【図８】
2013134320.tif 000010
【図９】
2013134320.tif 000011
【図１０】
2013134320.tif 000012
【図１１】
2013134320.tif 000013
【図１２】
2013134320.tif 000014
【図１３】
2013134320.tif 000015