光纤、光纤模块和喇曼放大器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在抑制非线性相移的同时能得到足够喇曼放大的光纤、光纤模块和喇曼放大器。放大用光纤（２ａ）其喇曼增益系数ＧＲ对有效芯断面积Ａｅｆｆ的比，即喇曼增益效率（ＧＲ／Ａｅｆｆ）是４（ｍ／Ｗ）以上，非线性参数γ对喇曼增益效率（ＧＲ／Ａｅｆｆ）的比是３以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合于高速光通信的光纤、光纤模块和喇曼放大器。
技术介绍
近年来喇曼放大器可以在希望的波长带宽放大，而且作为在100nm的宽的波长带区域也能实现增益的放大器被关注。在这种喇曼放大器的放大介质中使用的光纤是石英基体的无论何种光纤都能适用，但作为集中型喇曼放大器一般是使用喇曼增益效率(GR/Aeff＝喇曼增益系数/有效芯断面积)6.5以上的光纤，用500mW左右的激励光得到20dB以上的增益。但该现有的光纤尽管用500mW左右的激励光得到20dB以上的放大，但同时也产生大的非线性相移，有由于信号光的波形恶化而通信质量降低的问题，是阻碍高速光通讯的的一主要因素。在此，长度L的光纤中信号光的非线性相移用下式表示。ΔΦNL(L)=2πn2λSAeff∫0LPS(z)dz]]>Ps是信号光功率，λs是信号光波长，n2是光纤的非线性折射率，Aeff是光纤的有效芯断面积，(2π/λs)·(n2/Aeff)是光纤的非线性参数γ。非线性光学现象的自身相位调制和相互相位调制等根据上式是光纤的非线性参数γ越大越容易发生。非线性参数γ((2π/λs)·(n2/Aeff))对喇曼增益效率(GR/Aeff)是成比例地变大，所以当为了提高喇曼放大器的效率而增大高非线性光纤的喇曼增益效率时，非线性参数γ也增大，就发生大的非线性相移。换言之，非线性相移是模场直径MFD(Aeff)越小越容易发生，而且是光纤中心芯的锗浓度越高越容易发生，喇曼放大大的光纤一般地非线性折射率n2大，所以在得到大的喇曼放大的同时也发生大的非线性相移。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述而开发的，其目的在于提供一种在抑制非线性相移的同时能得到足够喇曼放大的光纤、光纤模块和喇曼放大器。为达到所述目的，本专利技术的光纤其喇曼增益系数对有效芯断面积的比，即喇曼增益效率是4以上，非线性参数γ对所述喇曼增益效率的比是3以下。本专利技术的光纤在所述专利技术中其波长1550nm的有效芯断面积对波长1450nm的有效芯断面积的比是1.2以上。本专利技术的光纤在所述专利技术中其波长1450nm的有效芯断面积是9.0μm2以下，且其波长1550nm的有效芯断面积是11.0μm2以上。本专利技术的光纤在所述专利技术中其喇曼增益效率是6.5以上，其非线性参数的值是20以下。本专利技术的光纤在所述专利技术中其模场直径大致在10μm以上，且其具备设置在连接于该光纤上的单模光纤与该光纤的输入端和/或输出端之间进行变换模场直径的连接装置。本专利技术的光纤模块具备所述光纤。本专利技术的喇曼放大器具备所述光纤模块。附图说明图1是表示本专利技术实施例喇曼放大器结构的方块图；图2是表示图1所示的喇曼放大器中使用的放大用光纤折射率曲线图；图3是表示图1所示的喇曼放大器中使用的放大用光纤的一例和现有放大用光纤特性的图；图4是表示传播折射率的比与有效芯断面积的比的关系的图；图5是表示传播折射率与有效芯断面积的芯径依赖性的图；图6是表示传播折射率的比的芯径依赖性的图；图7是表示图1所示的喇曼放大器中使用的放大用光纤其他折射率曲线图；图8是表示图7所示的放大用光纤特性的图。具体实施例方式下面参照附图说明本专利技术的实施例。图1是表示本专利技术实施例喇曼放大器结构的方块图。该喇曼放大器1是集中型的喇曼放大器，其具有光纤模块2。信号光输入端子Tin通过光连接器3a和隔离器4a连接在光纤模块2上。光纤模块2通过隔离器4b和光连接器3b把放大了的信号光连接在输出端子Tout上。光连接器3b与激励激光器5连接，并把来自该激励激光器5激励光输出到光纤模块2一侧。光纤模块2具有卷绕在骨架上的后述的放大用光纤2a，并且在各隔离器4a、4b侧的单模光纤(SMF)光纤2b与放大用光纤2a之间具有进行变换模场直径用的变换部2c。单模光纤的模场直径是约10μm左右，放大用光纤2a的模场直径是约4μm左右。从端子Tin输入的信号光通过光连接器3a和隔离器4a输入到光纤模块2内的放大用光纤2a。放大用光纤2a通过从激励激光器5输入的激励光把放大用光纤2a内变成能放大的状态，并把输入的信号光放大，然后通过隔离器4b和光连接器3b从端子Tout输出。图2表示放大用光纤2a的折射率曲线图。该放大用光纤2a具有所谓的W型曲线图，在中心部具有α型的折射率分布，具有比包层高的折射率的第一芯区域，在其外周具有比包层低的折射率的第二芯区域。第一芯区域的径是“a”，第二芯区域的径是“b”。包层区域与第一芯区域折射率的差是“Δ1”，包层区域与第二芯区域折射率的差是“Δ2”。包层一般来说实际上是由纯石英构成，但也可以掺杂氟。图3是表示各种放大用光纤2a特性的图，“A”～“D”的放大用光纤是该实施例的光纤，“E”和“F”的放大用光纤是用于比较的现有光纤。图3中表示了对各放大用光纤“A”～“F”的折射率差Δ1、Δ2，第一芯径a对第二芯径b的比a/b，波长1550nm的传送损失，截止波长λc，喇曼增益效率(GR/Aeff)，非线性参数γ(＝(2π/λs)·(n2/Aeff))，1550nm(信号光)和1450nm(激励光)中的有效芯断面积Aeff，波长1550nm的有效芯断面积Aeff对1450nm的有效芯断面积Aeff的比，和对喇曼增益效率(GR/Aeff)的非线性参数γ，的各值。在此，所说的截止波长λc是指ITU-T(国际电气通信联合会)G.650中定义的光纤截止波长λc。另外，本说明书中没有特别定义的用语则依从ITU-T G.650.1中的定义和测量方法。这些光纤所有的包层实际上是由纯石英构成的。如图3所示，该实施例的放大用光纤“A”～“D”其各自的喇曼增益效率(GR/Aeff)在4(m/W)以上，非线性参数γ对喇曼增益效率(GR/Aeff)的比在3以下。波长1550nm的有效芯断面积Aeff对1450nm的有效芯断面积Aeff的比在1.2以上。波长1450nm的有效芯断面积Aeff是9.0μm2以下，波长1550nm的有效芯断面积Aeff是11.0μm2以上。现有的放大用光纤“E”的喇曼增益效率(GR/Aeff)与放大用光纤“A”～“D”的喇曼增益效率(GR/Aeff)相比虽然大，但是随着该增大的部分，放大用光纤“E”的非线性参数γ的值也大，成为非线性相移容易发生的状态。与此相反，放大用光纤“A”～“D”抑制了喇曼增益效率(GR/Aeff)，非线性参数γ变小，抑制了非线性相移的发生。实际上是把放大用光纤“D”作为放大用光纤2a使用来构成图1所示的喇曼放大器。能实现把500mW的1450nm激励光射入时可得到约20dB网增益的喇曼放大器。通过把由变换部2c引起的连接损失抑制在0.1dB，能提高喇曼放大器1整体的特性。在此，由使用了放大用光纤“D”的喇曼放大器1产生的20dB网增益一般来说对弥补80km传送路的损失是足够的增益。相反地，使用了现有放大用光纤“E”的喇曼放大器的情况是用440mW的激励光能确认有足够的增益，但信号光的非线性失真大。使用了放大用光纤“D”时的非线性失真与使用了放大用光纤“E”时的非线性失真相比减少了15％。这是具有足够喇曼增益效率(GR/Aeff)的同时还能降低非线性参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤，其特征在于，喇曼增益系数对有效芯断面积的比的喇曼增益效率是４以上，非线性参数对所述喇曼增益效率的比是３以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉崎隆一，谷口友规，八木健，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]