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公開番号2025082383
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195658
出願日2023-11-17
発明の名称光増幅器及び光通信システム
出願人KDDI株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H01S 3/10 20060101AFI20250522BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】少なくとも3つの異なる波長のポンプ光を使用する光増幅器を低コスト化する。
【解決手段】光増幅器は、第1ポンプ光で第1バンドの信号光を増幅する第1希土類添加ファイバと、第2ポンプ光で第2バンドの信号光を増幅する第2希土類添加ファイバと、第3ポンプ光で第3バンドの信号光を増幅する第3希土類添加ファイバと、前記第1ポンプ光を生成する第1光源と、前記第2ポンプ光を生成する生成手段と、前記第1ポンプ光と前記第2ポンプ光の四光波混合により前記第3ポンプ光を生成する非線形媒体と、を備えている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１ポンプ光で第１バンドの信号光を増幅する第１希土類添加ファイバと、
第２ポンプ光で第２バンドの信号光を増幅する第２希土類添加ファイバと、
第３ポンプ光で第３バンドの信号光を増幅する第３希土類添加ファイバと、
前記第１ポンプ光を生成する第１光源と、
前記第２ポンプ光を生成する生成手段と、
前記第１ポンプ光と前記第２ポンプ光の四光波混合により前記第３ポンプ光を生成する非線形媒体と、
を備えている光増幅器。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記生成手段は、前記第２ポンプ光を生成する第２光源である、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記生成手段は、前記第１ポンプ光に基づき前記第２ポンプ光を生成する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記生成手段は、前記第１ポンプ光に基づき前記第２ポンプ光を生成する第４希土類添加ファイバを備えている、請求項３に記載の光増幅器。
【請求項５】
前記生成手段は、前記第４希土類添加ファイバの両側に前記第４希土類添加ファイバに向けて前記第２ポンプ光を反射する様に構成されたファイバブラッググレーティングを有する、請求項４に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記第４希土類添加ファイバは、イッテルビウム添加ファイバである、請求項４に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記非線形媒体は、光ファイバ又はシリコン基板に形成された光導波路である、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項８】
前記第１希土類添加ファイバは、エルビウム添加光ファイバであり、
前記第２希土類添加ファイバは、ビスマス添加光ファイバであり、
前記第３希土類添加ファイバは、ツリウム添加ファイバである、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項９】
前記第１バンドは、Ｃバンド又はＬバンドを含み、
前記第２バンドは、Ｏバンドを含み、
前記第３バンドは、Ｓバンドを含む、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項１０】
前記第３ポンプ光は、前記第１ポンプ光及び前記第２ポンプ光の内の一方のポンプ光の２倍の周波数から前記第１ポンプ光及び前記第２ポンプ光の内の他方のポンプ光の周波数を減じた周波数に対応する波長を含む、請求項１に記載の光増幅器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光通信システムで使用される光増幅器に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光通信システムの通信容量を増大させるため、Ｓバンド（１４６０ｎｍ～１５３０ｎｍ）、Ｃバンド（１５３０ｎｍ～１５６５ｎｍ）及びＬバンド（１５６５ｎｍ～１６２５ｎｍ）に加えて、Ｏバンド（１２６０ｎｍ～１３６０ｎｍ）の利用が検討されている。非特許文献１は、Ｏバンドの光信号の増幅にビスマス添加ファイバ増幅器（ＢＤＦＡ）を使用することを開示している。この様に、Ｏバンドの信号光の増幅のための希土類添加ファイバとしては、ビスマス添加ファイバ（ＢＤＦ）を使用することができる。なお、Ｃバンド及びＬバンド（以下、Ｃ＋Ｌバンド）の光信号の増幅のための希土類添加ファイバとしては、エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）を使用することができる。さらに、Ｓバンドの光信号の増幅のための希土類添加ファイバとしては、ツリウム添加ファイバ（ＴＤＦ）を使用することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Ｖ．Ｍｉｋｈａｉｌｏｖｅｔａｌ．，"１２５５－１３５５ｎｍ（１７．６ＴＨｚ）ＢａｎｄｗｉｄｔｈＯ－ｂａｎｄＢｉｓｍｕｔｈＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒＰｕｍｐｅｄＵｓｉｎｇＵｎｃｏｏｌｅｄＭｕｌｔｉｍｏｄｅ（ＭＭ）９１５ｎｍＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ"，２０２３ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎ（ＯＦＣ），ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ，２０２３，ｐｐ．１－３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
希土類添加ファイバは、その添加イオンが吸収する波長のポンプ光により光増幅を行う。ＥＤＦでの光増幅のためのポンプ光の波長は、例えば、９７６ｎｍであり、ＢＤＦでの光増幅のためのポンプ光の波長は、例えば、１１５０ｎｍであり、ＴＤＦでの光増幅のためのポンプ光の波長は、例えば、１４００ｎｍである。つまり、Ｃ＋Ｌバンド、Ｏバンド及びＳバンドそれぞれの信号光を増幅するための３つの希土類添加ファイバに対するポンプ光の波長はそれぞれ異なる。したがって、Ｃ＋Ｌバンド、Ｏバンド及びＳバンドそれぞれの信号光を波長多重して伝送する光通信システムのための光増幅器には３つの光源、つまり、例えば、９７６ｎｍの波長のポンプ光を生成する光源と、１１５０ｎｍの波長のポンプ光を生成する光源と、１４００ｎｍの波長のポンプ光を生成する光源が必要となりコスト高となる。特に、１４００ｎｍの波長のポンプ光を生成する光源は高価である。
【０００５】
本開示は、少なくとも３つの異なる波長のポンプ光を使用する光増幅器を低コスト化する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様によると、光増幅器は、第１ポンプ光で第１バンドの信号光を増幅する第１希土類添加ファイバと、第２ポンプ光で第２バンドの信号光を増幅する第２希土類添加ファイバと、第３ポンプ光で第３バンドの信号光を増幅する第３希土類添加ファイバと、前記第１ポンプ光を生成する第１光源と、前記第２ポンプ光を生成する生成手段と、前記第１ポンプ光と前記第２ポンプ光の四光波混合により前記第３ポンプ光を生成する非線形媒体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によると、少なくとも３つの異なる波長のポンプ光を使用する光増幅器を低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
光通信システムの構成図。
光増幅器の構成例を示す図。
光増幅器の他の構成例を示す図。
波長変換部の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による光通信システムの構成図である。光送信機２００は、Ｃ＋Ｌバンド、Ｏバンド及びＳバンドそれぞれの信号光を波長多重し、波長多重光を光ファイバ４０１に出力する。Ｃ＋Ｌバンドの信号光は、Ｃバンド及び／又はＬバンド内の１つ以上の信号光を含む。また、Ｏバンドの信号光は、Ｏバンド内の１つ以上の信号光を含む。さらに、Ｓバンドの信号光は、Ｓバンド内の１つ以上の信号光を含む。光増幅器１００は、光ファイバ４０１からの波長多重光を光増幅して、光ファイバ４０２に出力する。光受信機３００は、光ファイバ４０２からの波長多重光を受信して各信号光の復調を行う。なお、図１において光通信システムにおける光増幅器１００の数は１つであるが、光通信システムは、２つ以上の光増幅器１００を有するものであっても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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