[发明专利]拉曼放大用光源、拉曼放大用光源系统、拉曼放大器、拉曼放大系统

说明书

一种拉曼放大用光源，用于对在光传输光纤中传输的信号光进行拉曼放大，其具备：输出非相干光的多个非相干光源；输出具有对所述非相干光进行拉曼放大的波长的二阶激励光的多个激励光源；与所述多个非相干光源以及所述多个激励光源进行连接，通过所述二阶激励光对所述非相干光进行拉曼放大并输出的拉曼放大用光纤；与所述光传输光纤连接，被输入通过所述拉曼放大用光纤进行拉曼放大后的非相干放大光，并将所述非相干放大光设为具有对所述信号光进行拉曼放大的波长的一阶激励光而输出到所述光传输光纤的输出部。

技术领域

本发明涉及拉曼放大用光源、拉曼放大用光源系统、拉曼放大器、拉曼放大系统。

背景技术

以前在光纤通信中，使用掺铒光纤放大器(EDFA)，来进行了传输距离、传输容量的扩大。但是在当前，不仅使用EDFA还有效利用拉曼放大，将两者有效地进行组合成为必不可少的技术。当前，作为拉曼放大而主要使用的是，对拉曼放大用的光纤入射激励光使得沿与信号光的传播方向相反的方向进行传播的后向激励拉曼放大。但是，为了面向下一代的更加高速化(100Gb/s)、长距离化(100km传输)、宽带化(L，S-band的有效利用)，将被称作前向激励拉曼放大的、对拉曼放大用的光纤入射激励光使得沿与信号光的传播方向相同的方向进行传播的方式和后向激励拉曼放大同时使用成为关键。该方式被称作双向激励拉曼放大。另外，已经存在如下报告，即，通过使用波分复用激励方式，仅利用后向激励拉曼放大也能够达成拉曼增益的平坦化、宽带化，但是若不利用双向激励拉曼放大则不能达成噪声指数(NF)的平坦化(非专利文献1、2)。

在此，说明为什么除了以前广泛用作EDFA用激励光源的14XXnm波段半导体激光模块(LDM)以外，新需要非相干(incoherent)的前向激励拉曼放大用激励光源。对于拉曼放大特别是前向激励拉曼放大而言所必需的主要的特性列举如下。

(1)低RIN转移(Relative Intensity Noise：相对强度噪声)

(2)低SBS(Stimulated Brillouin Scattering：受激布里渊散射)

(3)低非线性效应

除此之外，为了应对当前的宽频带的波分复用传输(DWDM传输)，

(4)需要能够在宽频带的波长区域控制放大增益来进行光放大。

所谓RIN，是以总光输出对激光的微小的强度变动分量进行了标准化的指标。拉曼放大的现象由于产生出增益的激励能级的寿命较短(数fsec)，因此若在激励光源中存在强度噪声则直接通过放大过程而成为信号光的噪声。EDFA由于激励能级的寿命较长(10msec)所以不存在这样的担忧。关于拉曼放大，平均每单位长度的增益与EDFA相比非常小，但是在前向激励拉曼放大中，由于信号光和激励光在长距离内在光纤中一起传播，从而激励光的噪声慢慢转变为信号光的噪声。将此称为RIN转移。在后向激励拉曼放大中，因为信号光与激励光相对，所以具有某噪声分量的激励光和信号光交叉的时间较短，激励光的噪声对信号光造成的影响较少。此外，由于激励光的噪声是随机的，因此即使信号光受到影响也在相对前进的过程中被平均化。由上可知，前向激励拉曼放大要求RIN转移低的特性，特别是在信号光与激励光的群速度差较小、且在光纤内平行进行传输的时间较长的色散位移光纤(DSF)等中，该RIN转移的降低很重要。

SBS是三阶非线性光学效应之一，是光的一部分由于在光纤中由光激励产生的声学声子而向后方散射的现象。关于激励光，若发生SBS则激励光向后方散射，不会有效地有助于拉曼放大，故而不优选。一般来说，若总光输出强度相同，则单模振荡、输出窄线宽的激光的激励光源容易产生SBS，所以增加振荡纵模的数量来减少了每条纵模的光输出的激励光源能够不会减少拉曼增益地抑制SBS。若是振荡纵模连续且具有较宽的频谱宽度的光源则能够更有效地抑制SBS。