(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅を行うために使用される波長多重励起ラマン増幅装置において、光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長を、ファイバ長とラマン利得の微分値との関係を示すラマン利得特性と、単位長あたりのファイバ損失を示すファイバ損失特性との交差付近の長さとすることによって、光ファイバ増幅器のＳ／Ｎを最良又はその付近となる長さに設定したことを特徴とする波長多重励起ラマン増幅装置。
【請求項２】
請求項１記載の波長多重励起ラマン増幅装置において、光ファイバ増幅器としての光ファイバがモジュールの筐体内に励起光源、ＷＤＭ等が共に収納された集中型、又はモジュールの筐体外に光増幅媒体として用いられる光ファイバが布設された分布型であることを特徴とする波長多重励起ラマン増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光増幅を行うための光ファイバ増幅器である波長多重励起ラマン増幅装置に関し、集中型と分布型のいずれの波長多重励起ラマン増幅装置としても使用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
光信号の増幅のために光ファイバ増幅器として波長多重励起ラマン増幅装置を使用した例は従来からある。波長多重励起ラマン増幅装置には集中型と分布型とがある。集中型は図３の様に、光増幅媒体として用いられる光ファイバＡがモジュール筐体内Ｂに励起光ユニットＣ、ＷＤＭカプラＤ等と共に収納されているものであり、分布型は光増幅媒体として用いられる光ファイバがモジュール筐体外に布設されているものである。いずれの波長多重励起ラマン増幅装置も、信号伝搬媒体でありかつ光増幅媒体として用いられる光ファイバにポンプ光を入射して光増幅を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の集中型の波長多重励起ラマン増幅装置では、光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長をラマン利得が最大になるように選択していたため、増幅効率は良かったが、ある程度の長さ以上では信号とともにノイズも増幅されてしまうため、結果的にＳ／Ｎが劣化してしまうという難点があった。
【０００４】
従来の分布型の波長多重励起ラマン増幅装置では、光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長は、布設する環境によって左右されるため、必ずしも利得が最大になるようにファイバ長を選択することは難しかった。このため、所望とする増幅効率が得られなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は増幅効率が良く、ノイズによる光信号の劣化が少ない波長多重励起ラマン増幅装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の第１の波長多重励起ラマン増幅装置は、光増幅に光ファイバを使用する波長多重励起ラマン増幅装置において、光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長を、ファイバ長とラマン利得の微分値との関係を示すラマン利得特性と、単位長あたりのファイバ損失を示すファイバ損失特性との交差付近の長さとすることによって、Ｓ／Ｎが最良又はその付近となる長さに設定したものである。
【０００７】
本発明の第２の波長多重励起ラマン増幅装置は、請求項１記載の波長多重励起ラマン増幅装置において、光増幅媒体として用いられる光ファイバがモジュールの筐体内に励起光源、ＷＤＭ等と共に収納された集中型、又はモジュールの筐体外に布設された分布型のものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の波長多重励起ラマン増幅装置の実施形態を図１、２に基づいて以下に説明する。光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長とラマン利得との関係は、光ファイバの種類（線種）によって異なる。例えば典型的なＤＣＦ（Dispersion Compensating Fiber ：分散補償ファイバ）のファイバ長とラマン利得の微分値と単位長あたりのファイバ損失との関係を示すラマン利得特性は図１の様になり、典型的なノンゼロ分散シフトファイバのファイバ長と利得の微分値と単位長あたりのファイバ損失との関係を示すファイバ損失特性は図２の様になる。ここで図１、図２のａ線は共に各ファイバのラマン利得の傾き、図１、図２のｂ線は共に単位長あたりのファイバ損失を表す。これらよりラマン利得はファイバ長を長くするにつれ、なだらかに上昇し、ある程度のファイバ長で最大をとり、その後減少してゆくことがわかる。一方単位長さあたりのファイバ損失は常に一定であるため、ファイバ長が長くなるほどファイバ損失も増える。ここでいずれのファイバの場合も、ある程度以上のファイバ長に対するファイバ損失（図１、図２のａ線）の増加の割合は、ノイズの増加の割合と同じであることがわかっているので、分散補償ファイバでは図１のａ線とｂ線の交差する点が、結果的にラマン利得とノイズとの差が最も大きい点、即ちＳ／Ｎの最良箇所となる。ここではそれに対応するファイバ長は略４Kmとなる。同様に、ノンゼロ分散シフトファイバでは図２のａ線とｂ線の交差する点がラマン利得とノイズとの差が最も大きい点、即ち、Ｓ／Ｎの最良箇所となり、それに対応するファイバ長が最適長となる。ファイバ長とラマン利得の微分値と単位長あたりのファイバ損失との関係は図１、図２の様に線種によって異なるが、両線の交差点がＳ／Ｎの最良箇所となることは変わりがない。すなわち、本発明は既に示したファイバ種のみならず、SMF（シングルモールドファイバ）、RDF（反転分散ファイバ）、DSF（分散シフトファイバ）、HNLF（高非線形ファイバ）、など全てのファイバ種に対しても同様に当てはまるものである。
【０００９】
ファイバ長を前記の様に設定した本発明の波長多重励起ラマン増幅装置は、集中型と分布型のいずれのタイプにも採用することができる。分布型の場合は、ファイバの布設環境によっては、必ずしも、ａ線とｂ線の交差点の長さに設定することができるとは限らないため、それよりも多少左右にずれた範囲の長さとすることができる。その許容範囲は最適ファイバ長をLとしたとき+-0.5L程度であり、その許容範囲の上限以上になるとノイズが多くなってＳ／Ｎが劣化し、下限以下になるとノイズは低減するが、十分なラマン利得効率が得られず、実用に耐え得ない。
【００１０】
前記説明では、光ファイバ増幅器のＳ／Ｎの最良点又は、その付近のファイバ長（最適ファイバ長）を、ファイバ長とラマン利得の微分値と単位長あたりのファイバ損失との関係から求めてあるが、当然最適ファイバ長は、ファイバ長と利得特性とノイズとの関係から求めることもできる。その場合はラマン利得とノイズの差が最大の箇所、即ち、Ｓ／Ｎ最良点を最適ファイバ長とする。
【００１１】
【発明の効果】
本発明の波長多重励起ラマン増幅装置は、光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長を、光ファイバ増幅器のＳ／Ｎが最良又はその付近となる長さに設定したので、次の様な効果がある。
１．光増幅媒体として用いられる光ファイバのファイバ長さを、Ｓ／Ｎが最良になるように設定した上で励起光を供給することにより、ラマン利得効率が良く、ノイズが少ない、良質の光増幅が可能となる。この場合、前方励起、後方励起、双方向励起のいずれの励起を行うこともできる。
２．集中型、分布型のいずれの波長多重励起ラマン増幅装置にも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  光ファイバ増幅器のファイバーにＤＣＦを使用した場合のファイバ長設定説明図。
【図２】  光ファイバ増幅器のファイバーにノンゼロ分散シフトファイバを使用した場合のファイバ長設定説明図。
【図３】  集中型波長多重励起ラマン増幅装置の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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