(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＨｚオーダーの高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、光ファイバーを用いて超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、
（ａ）伝送に用いる光ファイバーと、
（ｂ）該光ファイバーに直列に接続されるｎ本の分散補正用光ファイバーとを備え、
（ｃ）前記ｎは、超短パルスレーザーの発振線の数であり、それぞれの分散補正用光ファイバーは、異なった波長特性の分散を有し、これらの分散補正用光ファイバーの長さを調整することにより、すべての発振線の波長で分散が等しくなるように補正することを特徴とする超高速光通信のための光ファイバーシステム。
【請求項２】
ＴＨｚオーダーの高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、光ファイバーを用いて超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、
（ａ）伝送に用いる光ファイバーと、
（ｂ）該光ファイバーに波長分離器と波長結合器により並列に接続される長さの異なる光ファイバーとを備え、
（ｃ）波長毎の分散を前記長さの異なる光ファイバーにより等しくするように調整することを特徴とする超高速光通信のための光ファイバーシステム。
【請求項３】
ＴＨｚオーダーの高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、光ファイバーを用いて超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、
信号を伝送する光ファイバー自体を波長分離器と波長結合器によりｎ本並列に接続して用い、これらの分散補正用光ファイバーの長さを調整することにより、波長毎の分散を前記光ファイバーにより等しくするように調整することを特徴とする超高速光通信のための光ファイバーシステム。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、前記超短パルスレーザーの発生は、四波ラマン混合を用いて行うことを特徴とする超高速光通信のための光ファイバーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高繰り返し超短パルス光を伝送するための光ファイバー技術に関するものであり、超高速光通信のための光ファイバーシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信容量の飛躍的増大が望まれ、高速通信には、光ファイバーが利用されているが、更に周波数帯域を広くして通信容量を数桁増大させることが期待されている。
【０００３】
このような分野の技術としては、本願発明者によるラマン共振器を用いる超短パルス光発生方法及びその装置（特願平１１−２４５６０号）に既に提案されている。
【０００４】
四波ラマン混合を利用して１７ＴＨｚの高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、超高速光通信に用いる方法が提案されているが、このような超短パルス光を伝送する光ファイバー及びその利用方法については、今まで全く提案されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記状況に鑑みて、発振線の数に対応した数の光ファイバーを利用して波長分散を補正することにより、超短パルス光をパルス波形を歪ませることなく伝送することを可能にする超高速光通信のための光ファイバーシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕四波ラマン混合を利用して、ＴＨｚオーダー（ＴＨｚ＝１０12Ｈｚ）の高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、光ファイバーを用いて超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、伝送に用いる光ファイバーと、この光ファイバーに直列に接続されるｎ本の分散補正用光ファイバーとを備え、前記ｎは、超短パルスレーザーの発振線の数であり、それぞれの分散補正用光ファイバーは、異なった波長特性の分散を有し、これらの分散補正用光ファイバーの長さを調整することにより、すべての発振線の波長で分散が等しくなるように補正することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕四波ラマン混合を利用して、ＴＨｚオーダー（ＴＨｚ＝１０12Ｈｚ）の高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、光ファイバーを用いて超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、伝送に用いる光ファイバーと、この光ファイバーに波長分離器と波長結合器により並列に接続される長さの異なる光ファイバーとを備え、波長毎の分散を前記長さの異なる光ファイバーにより等しくするように調整することを特徴とする。
【０００８】
〔３〕超高速光通信のための光ファイバーシステムにおいて、四波ラマン混合を利用して、ＴＨｚオーダー（ＴＨｚ＝１０12Ｈｚ）の高繰り返し超短パルスレーザーを発生させ、光ファイバーを用いて超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、信号を伝送する光ファイバー自体を波長分離器と波長結合器によりｎ本並列に接続して用い、これらの分散補正用光ファイバーの長さを調整することにより、波長毎の分散を前記光ファイバーにより等しくするように調整することを特徴とする。
【０００９】
〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の超高速光通信を行う光ファイバーシステムにおいて、前記超短パルスレーザーの発生は、四波ラマン混合を用いて行うことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
具体的には伝送用光ファイバーとして、ｎ本の光ファイバーを直列に接続する。ここで、ｎは、超短パルスレーザーの発振線の数である。各光ファイバーは、異なった波長特性の分散をもち、光ファイバーの長さを調整することにより、すべての発振線の波長で分散が等しくなるように補正する。
【００１２】
次の方法は、信号を伝送する光ファイバーの後に、各発振線の波長に応じ長さを調整したｎ本の光ファイバーを並列に接続する。
【００１３】
また、他の方法は、単一モードの光ファイバー自体をｎ本並列に接続して用いる。
【００１４】
以下、順次詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１実施例を示す超高速光通信のための光ファイバーのシステム構成図である。
【００１６】
この図において、１は入力部コネクター、２は信号伝送用光ファイバー、３は特性の異なるｎ本の分散補正用光ファイバー、４はその分散補正用光ファイバー３を接続するコネクター、５は出力部コネクターである。
【００１７】
この実施例では、図１のように、伝送に用いる光ファイバー２に対して、ｎ本の分散補正用光ファイバー３を直列に接続する。ｎは、超短パルスレーザーの発振線の数である。それぞれの分散補正用光ファイバー３は、異なった波長特性の分散を持つ必要がある。これらの分散補正用光ファイバー３の長さを調整することにより、すべての発振線の波長で分散が等しくなるように補正する。
【００１８】
この方法は、このような補正が可能となるｎ種類の光ファイバーを開発することが前提となる。したがって、技術的には困難を伴うが、一旦開発できれば、単に所定の長さの光ファイバーを外部に直列に接続するだけでよく、簡便に利用できるという利便性がある。
【００１９】
図２は本発明の第２実施例を示す超高速光通信のための光ファイバーのシステム構成図である。なお、第１実施例と同様の部分には同じ符号を付して、それらの説明は省略する。
【００２０】
この実施例では、図２に示すように、信号を伝送する光ファイバー２の後に、各発振線の分散を補正するための長さの異なる光ファイバー１２を波長分離器１１、波長結合器１３により並列に接続する。この方法は特殊な光ファイバーを開発しなくても、波長毎の分散を長さにより調整できる。したがって、特殊な光ファイバーを開発する必要がない。
【００２１】
図３は本発明の第３実施例を示す超高速光通信のための光ファイバーのシステム構成図である。なお、第１実施例と同様の部分には同じ符号を付して、それらの説明は省略する。
【００２２】
この実施例では、図３のように、信号を伝送する長さの異なる光ファイバー２２自体を波長分離器２１、波長結合器２３によりｎ本並列に接続して用いる。光ファイバー通信には、単一モードの光ファイバーを使う必要があるが、単一モード光ファイバーは、利用できる波長が一つに制限される。前述のように、超短パルス光は広い周波数成分すなわち広い波長領域の光から成っているので、多くの波長からなる発振線に対して単一モードとして作用する光ファイバーを作ることは困難である。
【００２３】
そこで、それぞれの発振線を別個に伝送するため、ｎ本の光ファイバーを並列に接続して用いる。この方法は、極めて短い光パルスを長距離伝送するのに適している。
（特徴）
位相同期法により発生させた通常の超短パルスレーザーは、一般に共振器の長さが数１０ｃｍ程度と長く、多数本すなわち数万本程度の縦モードからなっている。したがって、このような発振線全部について、一本ずつ分散を補正することは不可能に近い。したがって、これらの発振線全部について平均的に分散を補正する方法が採られている。
【００２４】
このような方法は、比較的パルス幅が広い場合には、分散補正をするスペクトル領域が狭く、またその補正精度も低くて良いので、有効である。
【００２５】
しかし、パルス幅が短くなると、より広い波長領域について、しかもより小さな分散まで精度良く補正する必要が生じる。特に光ファイバー中に光を伝送する場合には距離が長く、このような分散を完全に補正することは不可能に近い。
【００２６】
このため、通常の光通信では、ソリトン現象を利用している。これは光ファイバーの吸収バンドの近傍で、非線形光屈折現象を利用して、波長による屈折率の変化を補正する方法である。このような方式により、現在数１０ＧＨｚ（ＧＨｚ−１０9 Ｈｚ）までの信号伝送が可能になっている。しかし、ＴＨｚ信号の伝送は未だ実現されていない。
【００２７】
上記した四波ラマン混合を利用する方法は、共振器長が１７μｍと短く、発振線は数本程度に過ぎない。この場合には、パルスの繰り返し速度は１７ＴＨｚで一定（パルス間隔は５７ｆｓ）である。発振線の数が少なくなるに従って、パルス幅は広くなる。しかし、５本程度でも１５ｆｓ程度に短パルス化することはできる。このような超短パルスを光ファイバーに通したときに生じる分散を補正することは、▲１▼補正する周波数領域が広い。▲２▼僅かな分散まで補正する必要がある。▲３▼長い光ファイバー中での分散は極めて大きくなる。などの理由のため、従来の方法では実現困難である。しかし、四波ラマン混合を用いる方法では、発振線の数が少ないので、本発明により、これらの発振線について個別に分散を補正すればよい。
【００２８】
なお、四波ラマン混合では、極めて単色なレーザー光が発生するので、各発振線内の分散は無視できる。この点も、本発明が適用できる大きな利点となっている。
（光通信）
光通信の場合には、発生した光パルスの強度を変調することにより信号を伝送する。この変調に伴い、新たな周波数の光（サイドバンド）が生じる。この分散を補正するには、例えば、図３に示した光ファイバーシステムにおいて、サイドバンドを含めたすべての波長において分散をなくす必要がある。このためには、多数本の光ファイバーを用いる必要がある。この目的には、光ファイバーアレーや同等の機能を持つ光学素子を利用することが考えられる。
（応用）
本発明の光ファイバーシステムは、四波ラマン混合の場合だけでなく、発振線が少ない高繰り返し超短パルスレーザーにおいて、一般に利用できる。例えば、半導体レーザーを利用する位相同期短パルスレーザーにおいても利用可能である。
（用途・利用分野）
本発明は、超高速光通信用光ファイバーシステムを構築でき、超短パルス光発生における分散補正を行うことができるので、光工学一般への利用が可能である。
【００２９】
なお、上記実施例では、１７ＴＨｚの高繰り返し超短パルスレーザーを発生させるように説明したが、ＴＨｚオーダーであればよく、例えば、１ＴＨｚから１３０ＴＨｚであってもよい。
【００３０】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３２】
（Ａ）高繰り返し超短パルスレーザー光を波形を歪ませることなく伝送することができる。
【００３３】
（Ｂ）分散の影響を完全に除去することができる。
【００３４】
（Ｃ）目的とする位置で超短パルスとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す超高速光通信のための光ファイバーのシステム構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す超高速光通信のための光ファイバーのシステム構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す超高速光通信のための光ファイバーのシステム構成図である。
【符号の説明】
１    入力部コネクター
２，２２    信号伝送用光ファイバー
３    特性の異なるｎ本の分散補正用光ファイバー
４    コネクター
５    出力部コネクター
１１，２１    波長分離器
１２    各発振線の分散を補正するための長さの異なる光ファイバー
１３，２３    波長結合器
【図１】
0003764032.tif 000002
【図２】
0003764032.tif 000003
【図３】
0003764032.tif 000004