專利名稱：喇曼放大器組件以及采用它的光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由激勵光將信號光作喇曼放大的喇曼放大器組件以及采用它的光傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光纖放大器是在光傳輸系統(tǒng)中對沿光纖傳輸線路傳輸?shù)男盘柟猓瑸檠a償其于此光傳輸線路中的傳輸損耗而進行光放大的器件。設(shè)置于光傳輸線路上的光纖放大器由同時也具有光傳輸線路功能的光放大用光纖以及給此光放大用光纖供給激勵光的激勵光供給裝置構(gòu)成。這樣，當把信號光輸入有激勵光供給的光放大用光纖中時，此信號光在光放大用光纖中經(jīng)光放大輸出。
作為這類光纖放大器可以采用摻雜Er(餌)等稀土元素的稀土元素摻雜光纖放大器和利用由感應(yīng)喇曼散射導(dǎo)致喇曼放大現(xiàn)象的喇曼放大器。
這里的稀土元素摻雜光纖放大器(例如EDFA餌摻雜光纖放大器)是把摻雜有稀土元素的光纖(例如EDF餌摻雜光纖)設(shè)置于組件化的光傳輸系統(tǒng)的中繼局內(nèi)等之中。另一方面，在喇曼放大器之中則是把構(gòu)成光纖傳輸線路的石英系光纖用作喇曼放大用光纖。
上述喇曼放大器可以構(gòu)成為在把信號光輸入光傳輸用光纖中的同時于其中輸入激勵光，由喇曼放大來補償傳輸損耗的分布常數(shù)型的光放大器。此外，與EDFA等相同，也可以將其組件化而設(shè)于光傳輸線路上中繼局等的預(yù)定位置上，用作為按規(guī)定的凈增益將輸入信號光進行光放大而得到的集中常數(shù)型的光放大器組件。
但當把喇曼放大器用作集中常數(shù)型光放大器時，由于與EDFA等相比，光放大中所需的喇曼放大用光纖的長度長，自相位調(diào)制與四光波混頻等非線性光學(xué)效應(yīng)的影響就會增大。于是將產(chǎn)生因喇曼放大用光纖的非線性光學(xué)效應(yīng)致信號光的傳輸質(zhì)量顯著下降等問題。
發(fā)明概述本發(fā)明是鑒于以上問題而提出的，目的在于提供能控制因非線性光學(xué)效應(yīng)致信號光傳輸質(zhì)量下降的集中常數(shù)型喇曼放大器組件以及采用這種組件的光傳輸系統(tǒng)。
為了達到上述目的，本發(fā)明的喇曼放大器組件的特征在于，(1)它是由激勵光對所定的放大波長帶寬內(nèi)的信號光進行喇曼放大的喇曼放大器組件，且包括(2)相互串聯(lián)，對放大波長帶寬內(nèi)的信號光分別進行放大，且具有相互不同波長色散值的多根喇曼放大用光纖；(3)將激勵光供給此多根喇曼放大用光纖中的每一根的一或多個激勵光供給裝置；(4)設(shè)置此多根喇曼放大用光纖以及此一或多個激勵光供給裝置的機殼。
在采用單一的喇曼放大用光纖構(gòu)成的集中常數(shù)型喇曼放大器中，根據(jù)它的結(jié)構(gòu)，在放大器組件內(nèi)是不能控制波長色散的。因此，由于喇曼放大用光纖的波長色散值，在沿喇曼放大用光纖傳輸之間有時會在信號光中使積累的色散值增大，或者會產(chǎn)生在接近零色散狀態(tài)下使信號光沿喇曼放大用光纖傳輸?shù)鹊墓鈧鬏敆l件。
這時，對于信號光的色散值大的情形，便會成為自相位調(diào)制(SPM)與群速度色散(GVD)等發(fā)生的原因。對于信號光在零色散附近傳輸?shù)那樾?，則會成為交叉相位調(diào)制(XPM)與四光波混頻(FWM)等發(fā)生的原因。當于喇曼放大用光纖的傳輸中產(chǎn)生這類非線性光學(xué)效應(yīng)時，便會影響到降低信號光的傳輸質(zhì)量。
與此相反，在上述喇曼放大器組件中，是采用串聯(lián)的多根喇曼放大用光纖來構(gòu)成集中常數(shù)型的喇曼放大器，同時使它們的波長色散值為各不相同的色散值。由此可以控制放大器內(nèi)光傳輸線路的波長色散，能夠減少信號光中的色散積累和在零色散附近的傳輸。從而實現(xiàn)了能抑制因非線性光學(xué)效應(yīng)致放大器內(nèi)信號光傳輸品質(zhì)降低的喇曼放大器組件。
此外，本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)具有這樣的特征，它具有采用傳輸信號光的光纖構(gòu)成的光傳輸線路，同時將上述的喇曼放大器組件設(shè)置于對沿此光傳輸線路傳輸?shù)男盘柟膺M行中繼的中繼局內(nèi)。
作為設(shè)于光傳輸系統(tǒng)中繼局內(nèi)的集中常數(shù)型光放大器由于采用了具有上述結(jié)構(gòu)的喇曼放大器組件，故能實現(xiàn)可抑制信號光傳輸質(zhì)量下降，能可靠地將信號光從發(fā)送局傳送到接收局的光傳輸系統(tǒng)。


圖1示明喇曼放大器組件一實施形式的結(jié)構(gòu)。
圖2A與2B是例示圖1所示喇曼放大器組件內(nèi)光傳輸線路中波長色散的曲線圖。
圖3示明適用于喇曼放大器組件的喇曼放大用光纖的結(jié)構(gòu)。
圖4是示明喇曼放大用光纖中有關(guān)喇曼增益系的曲線圖。
圖5示明采用了圖1中所示喇曼放大器組件的光傳輸系統(tǒng)一實施形式的結(jié)構(gòu)。
圖6示明喇曼放大器組件另一實施形式的結(jié)構(gòu)。
圖7示明喇曼放大器組件又一實施形式的結(jié)構(gòu)。
圖8A與8B是示明圖1所示喇曼放大器組件內(nèi)光傳輸線路的波長色散另一例子的曲線圖。
實施例部分下面用附圖詳細說明本發(fā)明的喇曼放大器組件和采用它的光傳輸系統(tǒng)的最佳實施形式。在附圖的說明中，對同一部件附以同一標號，消除重復(fù)性說明。至于圖中的尺寸比例與說明的內(nèi)容未必一致。
圖1示明本發(fā)明的喇曼放大器組件一實施形式的結(jié)構(gòu)。此喇曼放大器組件1是設(shè)于光傳輸系統(tǒng)的中繼局等之內(nèi)的集中常數(shù)型光放大器，由兩根喇曼放大用光纖11與12以及兩個激勵光源裝置21與22構(gòu)成。這些喇曼放大用光纖11與12以及激勵光源裝置21與21設(shè)置于成為此組件的筐體的機殼10內(nèi)。
喇曼放大用光纖11與12分別由波長色散值相異的石英系光纖組成。這些喇曼放大用光纖從喇曼放大器1的輸入端1a朝向輸出端1b，按喇曼放大用光纖11、12的順序串接。
由這兩根喇曼放大用光纖11與12構(gòu)成了，在傳送信號光的同時供給激勵光，于由激勵光將所定的放大波長帶寬內(nèi)的信號光進行喇曼放大的喇曼放大器組件1內(nèi)的光傳輸線路(光纖線路)。通過將喇曼放大用光纖11、12各自的波長色散值相組合，就能減少喇曼放大的信號光中的色散值積累與在信號光的零色散附近的傳輸?shù)?，能在滿足所定條件下控制喇曼放大器組件1內(nèi)光傳輸線路的波長色散。
在喇曼放大用光纖11、12的后方分別設(shè)有光隔離器41、42。各個光隔離器41、42能使光順向(圖1中箭頭的指向)地通過而不能反向地通過。這就是說，光隔離器41能使來自喇曼放大用光纖11的光通過喇曼放大用光纖12，但不能使光反向通過。光隔離器42則可使來自喇曼放大用光纖12的光通過輸出端16，但不能使光反向通過。
輸送給喇曼放大用光纖11、12的激勵光由激勵光供給裝置的激勵光源裝置21、21分別供給。激勵光源裝置21、22通過分別設(shè)在喇曼放大用光纖11與光隔離器41之間以及喇曼放大用光纖12與光隔離器42之間的光合波器31、32，連接到喇曼放大器組件1內(nèi)的光傳輸線路上。
光合波器31、32使激勵光源裝置21、22供給并到達的激勵光，朝前方的喇曼放大用光纖11、12，分別沿反向通過，而使從喇曼放大用光纖11、12到達的信號光朝光隔離器41、42分別依順向通過。由此，這一喇曼放大器組件1便構(gòu)成為后方激勵(反向激勵)的光放大器。
圖1中對給喇曼放大用光纖11供給激勵光的激勵光源裝置21，例示了它的具體結(jié)構(gòu)。在本實施形式中采用了六個激勵光源211a、211b、212a、212b、213a與213b。激勵光源裝置22的具體結(jié)構(gòu)雖然在圖示中略去，但它可以采用與激勵光源裝置21同樣的結(jié)構(gòu)。
在激勵光源裝置21的六個激勵光源之中，激勵光源211a與211b輸出同一波長λ1的光。來自激勵光源211a與211b的光由偏振合波器211c合波，對偏振波生成均一波長λ1的激勵光。同樣，激勵光源212a與212b輸出同一波長λ2(λ2≠λ1)的光，它們由偏振合波器212c合波，對偏振波生成均一波長λ2的激勵光。再有，激勵光源213a與213b輸出同一波長λ3(λ3≠λ1、λ2)的光，它們由偏振合波器213c合波，對偏振波生成均一波長λ3的激勵光。
由偏振合波器211c、212c與213c分別合成的波長為λ1、λ2和λ3的光，于波長合波器214中合波，成為具有三種波長組成的激勵光，通過光合波器31供給于喇曼放大用光纖11。
至于激勵光源裝置的結(jié)構(gòu)，最好根據(jù)喇曼放大器所要求的放大波長帶寬等來適當?shù)卦O(shè)定激勵光的波長與激勵光源的個數(shù)。具體地說，由激勵光源裝置供給于喇曼放大用光纖的激勵光的波長通常采用比信號光的波長約短0.1μm的波長。對于激勵光源的個數(shù)。則可以采用使此喇曼放大器的放大波長帶寬內(nèi)各波長的光能放大的，必要個數(shù)(必要的波長數(shù))的激勵光源。例如，在能夠由一種波長的激勵光使放大波長帶寬的全體都能實現(xiàn)光放大時，則激勵光也可使用只有一種波長組份的。
在上述喇曼放大器組件1中是把多根喇曼放大用光纖(在圖1中是把兩個喇曼放大用光纖11、12)串接而構(gòu)成放大器組件1內(nèi)的光傳輸線路，同時使各光纖的波長色散值互異。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，利用喇曼放大用光纖11、12中各個波長分散值的組合，控制放大器組件1內(nèi)的波長色散，就能防止信號光中的色散積累和在零色散附近的傳輸?shù)鹊?，影響信號光?yōu)質(zhì)傳送的條件發(fā)生。由此得以實現(xiàn)因非線性光學(xué)效應(yīng)致放大器內(nèi)信號光的傳輸質(zhì)量下降的喇曼放大器組件。
這里有關(guān)放大器組件1內(nèi)光傳輸線路中信號光的色散積累，在放大波長帶寬內(nèi)的至少一部分波長帶寬之中，最好是使喇曼放大用光纖11、12中的波長色散從輸入端1a到輸出端1b的積累的色散值絕對值在1ps/nm以下的范圍內(nèi)，或是在0.5ps/nm以下的范圍內(nèi)。這相當于使色散值在放大波長帶寬內(nèi)的最小值在1ps/nm以或0.5ps/nm以下。
此外，在放大波長帶寬的整個波長帶寬中，最好使波長色散的從輸入端1a到輸出端1b積累的色散值的絕對值在5.0ps/nm以下。這相當于使色散值在放大波長帶寬內(nèi)的最大值在5.0ps/nm以下。
借助于使成為喇曼放大器組件1內(nèi)光傳輸線路整體色散值的，通過各喇曼放大用光纖11、12所積累的色散值在上述范圍之內(nèi)，就能將波長色散值相異的兩根喇曼放大用光纖11、12連接起的光傳輸線路整體成為可充分補償波長色散的結(jié)構(gòu)。由此可以抑制因自相位調(diào)制(SPM)與群速度色散(GVD)的發(fā)生造成信號光傳輸質(zhì)量的下降。
對于在放大器組件1內(nèi)光傳輸線路中的信號光于零色散附近的傳送問題，則最好使這兩根喇曼放大用光纖11、12取具有符號互異的波長色散值(在兩根光纖的情形，使一根有正的波長色散值而另一根取負的波長色散值)。
這樣，當把具有相反符號的波長色散值的喇曼放大用光纖11、12相連接而構(gòu)成光傳輸線路時，即使是此光纖11、12的波長色散值的絕對值分別是有一定程度大小的值，但通過將符號相反的波長色散值組合，就能補償作為放大器組件1內(nèi)光傳輸線路整體的波長色散。由此就可最大限度地避免在零色散附近的傳輸，能夠抑制因發(fā)生交叉相位調(diào)制(XPM)與四光波混頻(FWM)而降低信號光的傳輸質(zhì)量。
在圖1所示的喇曼放大器組件1中是把喇曼放大用光纖11、12以及激勵光源21、22設(shè)置于單一機殼10內(nèi)，但對機殼而論，既可以是作為集中常數(shù)型的放大器組件能利用的形式，也可以是其他形式。作為這種形式例如圖1中虛線所示，可以是將設(shè)置有喇曼放大用光纖11與激勵光源裝置21的機殼10a和設(shè)置有喇曼放大用光纖12與激勵光源裝置21的機殼10b這兩者，作為整體機殼的結(jié)構(gòu)。
下面進一步具體說明圖1所示喇曼放大器組件中喇曼放大用光纖的組合等。圖2A與圖2B是相對于圖1所示喇曼放大器組件內(nèi)光纖傳輸線路中波長色散的一個例子的示意性曲線圖。圖2A中，對喇曼放大器組件1的結(jié)構(gòu)作了簡化，只示明了喇曼放大用光纖11與12，而省略了激勵光源裝置21與22、光偶合器31與32以及光隔離器41與42。圖2A中的點1c則表示喇曼放大用光纖11與12相互連接的中間點。
在圖2A所示的例子中，作為輸入端1a方的喇曼放大用光纖11適合采用具有正波長色散值的光纖。據(jù)此，如圖2B中所示相應(yīng)色散值的變化，從輸入端1a朝向中間點1c，色散值隨傳送距離的增加而積累性地增加，在中間點1c約成為30ps/nm的色散值。
另一方面，作為輸出端1b方的喇曼放大用光纖12，適合采用具有負波長色散值的光纖。因此，在中間點1c的色散值約為30ps/nm，而朝向輸出端1b則隨著傳送距離的增加而積累性的減少，在輸出端1b基本上成為0ps/nm的色散值。更具體地說，使此絕對值成為所定值以下(例如1ps/nm以下或5.0ps/nm以下)范圍內(nèi)的色散值而補償波長色散。通過這種結(jié)構(gòu)，就能如上所述得到能抑制由于非線性光學(xué)效應(yīng)致信號光的傳輸質(zhì)量下降的喇曼放大器組件1。
圖3中對用于實現(xiàn)圖2A與2B中所示結(jié)構(gòu)的喇曼放大器的喇曼放大用光纖的具體例子，示明了它的折射率分布。圖3所示的光纖是由在SiO2中摻雜GeO2使比折射率差為Δn1的芯子區(qū)域61與在SiO2中摻雜下使比折射率差為Δn2的包層區(qū)域62構(gòu)成。
在取上述結(jié)構(gòu)的光纖中，將作為純SiO2為0％時的芯子區(qū)域61與包層區(qū)域62的比折射差取為Δn1＝2.9％、Δn2＝-0.4％時，分別適用于喇曼放大用光纖11與12。對于這里的比折射率差之外光纖的結(jié)構(gòu)，各個光纖有不同的結(jié)構(gòu)。
具體地說，前段的喇曼放大用光纖11中以芯徑為4.8μm、波長1.55μm下的波長色散為4.3ps/nm/km、波長1.55μm下的有效剖面積為1.08μm2、非線性常數(shù)為20.4(1/w/km)。
后段喇曼放大用光纖12中以芯徑為4.0μm、波長1.55μm下的波長色散為-9.0ps/nm/km、波長1.55μm下的有效剖面積為9.9μm2、非線性長數(shù)為22.3(1/w/km)。
當采用以上結(jié)構(gòu)的喇曼放大用光纖11與12時，則成為圖2B所示的波長色散情形，可以構(gòu)成喇曼放大器組件1。再有，根據(jù)各相應(yīng)的波長色散值，對于中間點1c的色散值成為約30ps/nm的圖2A與圖2B的情形，喇曼放大用光纖11的長度約6.98km，喇曼放大用光纖12的長度約3.33km。
這里，在放大波長帶寬內(nèi)的整個波長帶寬中，最好是使波長色散從輸入端1a到任意位置處積累的色散值絕對值，相對于各個位置都在150ps/nm以下的范圍內(nèi)。這在圖2A與2B所示的例子中，相當于使放大器組件1內(nèi)光傳輸線路上各位置的色散最大值在150ps/nm以下。
若是從輸入端1a到輸出端1b的光傳輸線路上存在色散值過大的位置時，則不論如何補償整個光傳輸線路的波長色散，也會因SPM與GVD而造成信號光傳輸質(zhì)量的下降。與此相反，若是在光傳輸線路上的各個位置對色散值都加以一定的條件，則能抑制信號光在傳送中降低其傳輸質(zhì)量。這種條件在如圖1與圖2A所示采用兩根喇曼放大用光纖11、12的情形，是通過使到達它們連接的中間點1c時積累的波長色散值在150ps/nm以下而達到的。
此外，最好是使喇曼放大用光纖11、12各個中的色散傾斜值在-0.5ps/nm2/km以上和0.1ps/nm2/km以下的范圍內(nèi)。
例如在由上述具體例子中的光纖等構(gòu)成喇曼放大器組件1的情形，在波長為1.55μm時雖可補償波長色散，但當各個色散傾斜值的絕對值大時，則在放大波長帶寬內(nèi)離開波長1.55μm的波長帶寬區(qū)中便難以補償波長色散。與此相反，如前所述，若是使色散傾斜作為充分小的值時，就能相對于整個放大波長帶寬充分地補償波長色散。
在放大波長帶寬內(nèi)的整個波長帶寬區(qū)域中，最好是使喇曼放大用光纖11、12各個的波長色散值的絕對值在所定波長色散下限值以上，或最好是在除0ps/nm的附近外在10ps/nm/km以上。由此，在放大器組件1內(nèi)的光傳輸線路中能夠可靠地防止在零色散附近傳送時會降低信號光的傳輸質(zhì)量。至于波長色散的下限值也可以使其絕對值在0.5ps/nm/km之上。
喇曼放大用光纖11、12中的至少有一個的長度最好不超過5km。這樣，通過盡可能地縮短喇曼放大用光纖11、12的長度從而是放大器組件1內(nèi)的光傳輸線路的長度時，就能進一步減少非線性光學(xué)效應(yīng)造成的信號光的傳輸質(zhì)量下降。此外還能減少除非線性光學(xué)效應(yīng)外成為傳輸質(zhì)量下降的雜散光的發(fā)生。此時，喇曼放大用光纖11、12各個的長度還最好都在5km以下。
對于用作多根式的喇曼放大用光纖中的光纖結(jié)構(gòu)，最好至少使其中之一在喇曼放大用激勵光波長下的有效剖面積在15μm2之下。
或是在多根喇曼放大用光纖之中，最好將具有最大非線性常數(shù)的喇曼放大用光纖設(shè)置于由激勵光源裝置供給激勵光位置的最近處。
通過將適用作喇曼放大用光纖的有效剖面積或/和非線性常數(shù)加上前述的條件，可以提高放大器的喇曼增益。
圖4示明采用波長1.48μm的激勵光時于波長帶寬1525nm～1625nm中喇曼增益系數(shù)gR的曲線圖。圖中，曲線下表示通常的1.3μm零色散單模光纖的喇曼增益系數(shù)；曲線G表示采用激勵光波長下有效剖面積為10μm2的高非線性光纖時的喇曼增益系數(shù)gR。
根據(jù)此曲線F與G可知，通過采用激勵光波長下有效面積小而且非線性常數(shù)大的光纖，可以提高感生的喇曼散射致喇曼放大的效率，而能求得放大器的高的喇曼增益。此時，為了確保相對于喇曼放大器所必要的喇曼增益而縮短喇曼放大用光纖的長度等，也能進一步降低因喇曼放大用光纖所產(chǎn)生的雜散光與傳輸質(zhì)量的降低。
至于將非線性常數(shù)最大的喇曼放大用光纖設(shè)于由激勵光源裝置供給激勵光的位置最近處的問題，在圖1所示的各喇曼放大用光纖11、12相對于激勵光源裝置21、22具有相同位置關(guān)系的情形，可以采用非線性常數(shù)大的任意光纖。此外，在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，對于不設(shè)置前方激勵光源裝置21，而后方的激勵光源裝置22成為喇曼放大用光纖11與12共同的激勵光供給裝置時，可把非線性常數(shù)大的光纖用作激勵光源裝置22附近的喇曼放大用光纖。
對于多根喇曼放大用光纖組成的光傳輸線路中的噪聲特性，作為此多根喇曼放大用光纖，最好采用具有不同瑞利散射系數(shù)的光纖。由此，能在抑制因波長色散值組合致信號光傳輸質(zhì)量下降的同時，還能利用瑞利散射系數(shù)的組合，降低二次瑞利散射產(chǎn)生的雜散光和雜散光的放大，不能改進光傳輸線路上的噪聲特性。
這種情形下的光傳輸線路的結(jié)構(gòu)中，最好將瑞利散射系數(shù)最小的光纖設(shè)置于最接近輸入端側(cè)的位置。例如在圖1所示結(jié)構(gòu)的喇曼放大器組件1中，可將瑞利散射系數(shù)小的重視噪聲特性的光纖(例如低Ge濃度芯子的光纖)用作前段喇曼放大用光纖11。另一方面，可把重視喇曼增益等其他特性的光纖用作后段喇曼放大用光纖。
在將輸入端1a側(cè)的喇曼放大用光纖11配置為瑞利散射系數(shù)大的光纖時，在前段喇曼放大用光纖11中產(chǎn)生大的雜散光的同時，后段的喇曼放大用光纖12便使此雜散光作光放大，結(jié)果在輸出的信號光中便增大了雜散光強度。與此相反，若是如上所述，使重視噪聲特性的光纖設(shè)于前段而將重視喇曼增益的光纖設(shè)于后段時，則在這樣的結(jié)構(gòu)中可以改進放大器組件1整體的噪聲特性。
下面說明采用上述喇曼放大器的本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)。圖5示明采用圖1中給出的喇曼放大器的光傳輸系統(tǒng)一實施形式的結(jié)構(gòu)。
此實施形式的光傳輸系統(tǒng)由在發(fā)送局T與接收局R之間的光傳輸線路(光纖線路)上，按照從發(fā)送局T起始的順序設(shè)有兩個中繼局A、B構(gòu)成。這兩個中繼局A、B是用來對沿光傳輸線路所傳送的信號光進行中繼的。這樣，在中繼局A、B的內(nèi)部分別設(shè)有具備圖1所示結(jié)構(gòu)的喇曼放大器組件1a與1b。
通過這樣地將圖1所示結(jié)構(gòu)的喇曼放大器組件1a、1b用作設(shè)于光傳輸系統(tǒng)的中繼局A、B中的集中常數(shù)型的光放大器，就能實現(xiàn)可抑制信號光傳輸品質(zhì)降低，能可靠地將信號光從發(fā)送局T傳送到接收局R的光傳輸系統(tǒng)。
至于兩個中繼局A與B之間的光傳輸線路C最好作為能進行必要的色散控制等光傳輸線路構(gòu)成。此外，在此光傳輸線路C之中，也可同樣地再設(shè)置配備有喇曼放大器等其他的中繼局。
本發(fā)明的喇曼放大器組件以及采用它的光傳輸系統(tǒng)并不限于上述的實施形式，而是可以有種種變形。
圖6與圖7各示明作為喇曼放大器組件的變形例的其他實施形式的結(jié)構(gòu)。
圖6所示的喇曼放大器組件與圖1所示的結(jié)構(gòu)不同，另設(shè)有兩個激勵光源裝置23、24。在這些激勵光源裝置之中，激勵光源裝置23通過設(shè)于輸入端1a和喇曼放大用光纖11之間的光偶合器33與光傳輸線路連接，按順向?qū)⒓罟夤┙o喇曼放大用光纖11。激勵光源裝置24則通過設(shè)在光隔離器41與拉曼放大用光纖12之間的光偶合器34與光傳輸線路連接，按順向?qū)⒓罟夤┙o喇曼放大用光纖12。由此，圖6的喇曼放大器組件1便構(gòu)成為雙向激勵的光放大器。
圖7所示的喇曼放大器組件中，作為它的激勵光源裝置設(shè)有喇曼放大用光纖11的前方激勵光源裝置23和喇曼放大用光纖12的后方激勵光源裝置22。在喇曼放大用光纖11與光隔離器41之間以及在光隔離器41與喇曼放大用光纖12之間，分別設(shè)有光合分波器35、36。
這些光合分波器35、36都是對激勵光源裝置22、23所供給的激勵光的波長的光進行合波的。此外，在光合分波器35與36之間設(shè)有成為使來自激勵光源22、23的激勵光迂回通過的旁路的光傳輸線路37。由此，圖7的喇曼放大器組件1構(gòu)成為將來自激勵光源裝置22與23的各個的激勵光，分別供給于兩個喇曼放大用光纖11、12兩者的雙向激勵光放大器。
在這些變形例之外還能有種種結(jié)構(gòu)的變更。例如激勵光源裝置對于兩根喇曼放大用光纖可以只設(shè)置一個，而對于光隔離器41、42不需要時也可不作設(shè)置?；蛘咭部砂压飧綦x器與光合波器集成化，構(gòu)成降低損耗的結(jié)構(gòu)。
對于串接的多個喇曼放大用光纖的根數(shù)并不限于上述兩根的情形，也可采用3根及3根以上的喇曼放大用光纖。這時的喇曼放大器組件雖然稍稍復(fù)雜，但由于增加了波長色散值與瑞利散射系數(shù)等組合的自由度，就以增強它們種種特性的可控制性。此外，對于兩根喇曼放大用光纖所述的有關(guān)色散值等的各種條件也同樣適合于采用3根和以上的喇曼放大用光纖的結(jié)構(gòu)。
此外，有關(guān)喇曼放大器組件內(nèi)光纖傳輸線路中的波長色散也不限于圖2A與圖2B中所示的結(jié)構(gòu)，而是可以根據(jù)與其他特性的關(guān)系等取種種結(jié)構(gòu)。例如在圖2A與圖2B中，可以取使前段喇曼放大用光纖11有正的波長色散值而后段喇曼放大用光纖12有負的波長色散值。與此相反，如圖8A與8B所示，也能夠取使前段喇曼放大用光纖11有負的波長色散值而后段喇曼放大用光纖12有正的波長色散值。
至于波長色散以外的結(jié)構(gòu)條件例如喇曼放大用光纖的非線性常數(shù)、瑞利散射系數(shù)、色散傾斜以及光纖的長度等，最好也都要根據(jù)各自的條件的相關(guān)性和相對于各喇曼放大器組件所要求的具體特性條件等，來選擇適當?shù)慕M合。
本發(fā)明的喇曼放大器組件及采用它的光傳輸系統(tǒng)，如以上的詳細說明，可以取得下述效果。具體地說，通過采用將波長色散值相異的多根喇曼放大用光纖串接構(gòu)成的集中常數(shù)型的喇曼放大器組件，就能由波長色散值的組合來控制放大器內(nèi)光傳輸線路上的波長色散，而減少信號光中色散的積累以及在零色散附近的傳輸。由此可以實現(xiàn)能抑制因非線性光學(xué)效應(yīng)等致信號光傳輸質(zhì)量降低的喇曼放大器和采用它的光傳輸系統(tǒng)。
具有上述結(jié)構(gòu)的喇曼放大器由于能在放大器組件內(nèi)控制波長色散，就可在改進前述的波長色散特性的同時，使之易適用于它相應(yīng)的中繼局等之中。此外，由于特性控制的自由度高，便能提供適合各種用途的種種特性的喇曼放大器組件。
權(quán)利要求
1.一種喇曼放大器組件，它是通過激勵光對所定的放大波長帶寬內(nèi)的信號光進行喇曼放大的組件，其特征在于，它包括有相互串接的，能使上述放大波長帶寬內(nèi)的所述信號光分別進行喇曼放大，同時具有相異波長色散值的多根喇曼放大用光纖；將所述激勵光供給于此多根喇曼放大用光纖中的各個的一或多個激勵光供給裝置；設(shè)置有上述多個喇曼放大用光纖和前述一或多個激勵光供給裝置的機殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，在上述放大波長帶寬內(nèi)的至少一部分的波長帶寬之中，使上述多根喇曼放大用光纖中的所述波長色散值從輸入端到輸出端積累的色散值的絕對值≤1ps/nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，在上述放大波長帶寬內(nèi)的全體波長帶寬中，使所述多根喇曼放大用光纖中的所述波長色散值從輸入端到輸出端積累的色散值的絕對值≤5.0ps/nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，在上述放大波長帶寬內(nèi)的全體波長帶寬中，使所述多根喇曼放大用光纖中的所述波長色散值從輸入端到任意位置處積累的色散值的絕對值，相對于各個位置≤150ps/nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖各個中的色散傾斜值≥-0.5ps/nm2/km而≤0.1ps/nm2/km。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖至少包含具有相異符號的上述波長色散值的兩根喇曼放大用光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖是由兩根喇曼放大用光纖組成，同時其中一根的上述波長色散值為正而另一根的上述波長色散值為負。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，在上述放大波長帶寬內(nèi)的全體波長帶寬中，所述多根喇曼放大用光纖的各個中的上述波長色散值的絕對值≥10ps/nm/km。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖的各個具有互異的瑞利散射系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖之中，具有最小瑞利散射系數(shù)的喇曼放大用光纖設(shè)置于最靠近輸入端側(cè)的位置處。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖中至少有一根的長度≤5km。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖中至少有一根在前述激勵光波長下的有效剖面積≤15μm2。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喇曼放大器組件，其特征在于，上述多根喇曼放大用光纖中的具有最大非線性常數(shù)的喇曼放大用光纖，設(shè)置于與前述激勵光供給裝置供給激勵光處最接近的位置處。
14.一種光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，它具有應(yīng)用傳送信號光的光纖構(gòu)成的光傳輸線路，同時在對沿此光傳輸線路所傳送的上述信號進行中繼的中繼局內(nèi)設(shè)有權(quán)利要求1中所述的喇曼放大器組件。
全文摘要
在傳送從輸入端1a輸入的信號光的同時,由激勵光源裝置21、22供給的激勵光將此信號光進行喇曼放大的喇曼放大器組件1內(nèi)的光傳輸線路,是由兩根喇曼放大用光纖11、12串接構(gòu)成,這兩根光纖的波長色散值互異。根據(jù)這種結(jié)構(gòu),利用喇曼放大用光纖11、12的波長色散值的組合,能夠控制此喇曼放大器組件1內(nèi)的波長色散。由此可以防止信號光中色散的積累以及在零色散附近來傳送信號光等,和抑制因非線性光學(xué)效應(yīng)致信號光傳輸質(zhì)量的下降。
文檔編號H04B10/16GK1336735SQ01124399
公開日2002年2月20日 申請日期2001年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月25日
發(fā)明者津崎哲文, 西村正幸, 平野正晃 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社