JP5063900B2 - Raman gain measuring method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ラマン利得を測定する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for measuring Raman gain.
非線形光学材料、例えばシリカガラスからなる光ファイバに強い光(ポンプ光)を入力すると、誘導ラマン散乱現象により、ポンプ光よりも13THz(約100nm)ほど長い波長帯で光増幅が起こる。この光増幅効果により信号光を低ノイズで増幅できる。この増幅器はラマン増幅器と呼ばれる。近年、ラマン増幅器は、短中距離の光ファイバ通信で伝送距離を延伸する手段として注目されている。 When strong light (pump light) is input to an optical fiber made of a nonlinear optical material such as silica glass, optical amplification occurs in a wavelength band longer by 13 THz (about 100 nm) than the pump light due to stimulated Raman scattering. This light amplification effect can amplify signal light with low noise. This amplifier is called a Raman amplifier. In recent years, Raman amplifiers have attracted attention as a means for extending the transmission distance by short-to-medium distance optical fiber communication.
ラマン増幅器の利得がラマン利得と呼ばれる。また、1Wのポンプ光をラマン増幅媒体に入力した場合に、そのラマン増幅媒体を伝播する信号光が受けるラマン利得(dB)をラマン利得効率(dB/W)と呼ぶ。ラマン利得効率は、ラマン増幅媒体となる光ファイバのモードフィールド径、添加材とその量、及び水の吸収などによって左右される。 The gain of the Raman amplifier is called Raman gain. In addition, when 1 W of pump light is input to the Raman amplification medium, the Raman gain (dB) received by the signal light propagating through the Raman amplification medium is referred to as Raman gain efficiency (dB / W). The Raman gain efficiency depends on the mode field diameter of the optical fiber serving as the Raman amplification medium, the additive and amount thereof, water absorption, and the like.
ラマン増幅器を設計し、又は実際に使用するには、ラマン利得又はラマン利得効率、若しくはラマン利得係数を精度良く測定する必要がある。ラマン利得は、ポンプ光がある場合の出力信号光のパワーとポンプ光が無い場合の出力信号光のパワーとの差で定義される。ラマン利得効率の測定方法が、非特許文献1,2,3に記載されている。ラマンポンプ光としてパルス光を使用することにより、ラマン利得を計測する方法が、特許文献1に記載されている。
ポンプ光をオン/オフするラマン利得の測定方法は、数km乃至数十kmにわたる長い光ファイバと、ハイパワーのポンプ光の何れか、通常は両方を必要とする。何れも入手するのは難しい。従来の方法では、被測定ファイバが短いか、又はポンプパワーが不十分な場合には、ラマン利得を精度良く計測できなかった。 The Raman gain measurement method for turning on / off the pump light requires either a long optical fiber ranging from several kilometers to several tens of kilometers and either high power pump light, or both. Both are difficult to obtain. In the conventional method, when the fiber to be measured is short or the pump power is insufficient, the Raman gain cannot be measured with high accuracy.
本発明は、低パワーのポンプ光又は短いファイバでも精度良くラマン利得又はラマン利得係数を測定できる方法及び装置を提示することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a method and apparatus that can accurately measure Raman gain or Raman gain coefficient even with low-power pump light or a short fiber.
本発明に係るラマン利得計測方法は、第1の周波数で強度変調されたプローブ波長のプローブ光を発生するプローブ光発生ステップと、当該プローブ光をラマン増幅媒体に供給するプローブ光供給ステップと、当該第1の周波数とは異なる第2の周波数で強度変調されたポンプ光であって、当該プローブ波長とは異なるポンプ波長のポンプ光を発生するポンプ光発生ステップと、当該ポンプ光を当該ラマン増幅媒体に供給するポンプ光供給ステップと、当該ラマン増幅媒体から出力される当該プローブ波長の光成分を電気信号に変換する変換ステップと、当該電気信号から当該第1の周波数の成分の振幅を検出する第1の検出ステップと、当該電気信号から当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分の振幅を検出する第2の検出ステップと、当該第1及び第2の検出ステップで検出される両振幅の比に当該ラマン増幅媒体の実効断面積を反映する所定係数を乗算する演算により当該ラマン増幅媒体のラマン利得を演算する演算ステップとを具備することを特徴とする。 A Raman gain measurement method according to the present invention includes a probe light generation step for generating probe light having a probe wavelength intensity-modulated at a first frequency, a probe light supply step for supplying the probe light to a Raman amplification medium, A pump light generation step for generating pump light having a pump wavelength different from the probe wavelength, the pump light being intensity-modulated at a second frequency different from the first frequency; A pumping light supplying step for supplying to the optical fiber, a conversion step for converting the optical component of the probe wavelength output from the Raman amplification medium into an electric signal, and an amplitude for detecting the amplitude of the first frequency component from the electric signal. 1 detection step and a component of a frequency corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency from the electric signal. The Raman amplification and a second detection step of detecting a width by the calculation of multiplying a predetermined coefficient that reflects the effective cross-sectional area of the first and second both amplitude ratio in the Raman amplification medium detected by the detecting step And a calculation step for calculating the Raman gain of the medium.
本発明に係るラマン利得計測装置は、ラマン増幅媒体と、第1の周波数で強度変調されたプローブ波長のプローブ光を発生し、当該ラマン増幅媒体に供給するプローブ光源と、当該第1の周波数とは異なる第2の周波数で強度変調されたポンプ光であって、当該プローブ波長とは異なるポンプ波長のポンプ光を発生するポンプ光源と、当該ポンプ光源から出力される当該ポンプ光を当該ラマン増幅媒体に供給する光カップラと、当該ラマン増幅媒体から出力される当該プローブ波長の光成分を電気信号に変換する受光器と、当該電気信号から当該第1の周波数の成分の振幅を検出する第1の検出装置と、当該電気信号から、当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分の振幅を検出する第2の検出装置と、当該第1及び第2の検出装置の出力の比に当該ラマン増幅媒体の実効断面積を反映する所定係数を乗算する演算により当該ラマン増幅媒体のラマン利得を演算する演算装置とを具備することを特徴とする。 A Raman gain measuring apparatus according to the present invention includes a Raman amplification medium, a probe light source that generates probe light having a probe wavelength intensity-modulated at a first frequency, and supplies the probe light to the Raman amplification medium, and the first frequency. Is pump light intensity-modulated at a different second frequency and generates pump light having a pump wavelength different from the probe wavelength, and the pump light output from the pump light source is converted to the Raman amplification medium. An optical coupler that supplies the optical component of the probe wavelength output from the Raman amplification medium to an electrical signal, and a first detector that detects the amplitude of the first frequency component from the electrical signal. A detection device, and a second detection device that detects, from the electrical signal, an amplitude of a frequency component corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency; By comprising an arithmetic unit by a calculation of multiplying a predetermined coefficient that reflects the effective cross-sectional area of the Raman amplification medium to the ratio of the output of the first and second detecting device for calculating the Raman gain of the Raman amplification medium Features.
本発明により、低ポンプパワー及び/又はラマン増幅媒体の短い試料でも、精度良くラマン利得を計測できる。 According to the present invention, the Raman gain can be measured with high accuracy even with a short sample of low pump power and / or Raman amplification medium.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。波長可変のレーザ10は、ラマン利得の測定波長範囲、例えば、1510nm乃至1650nmの範囲で連続レーザ発振可能であり、ラマン増幅されるべき信号光に相当するCWプローブ光又はテスト光を出力する。波長制御装置12が、レーザ10の発振波長を掃引する。レーザ14は、ラマン増幅のポンプ光となるCWレーザ光を発生する。本実施例では、レーザ14のレーザ発振波長は1490nmである。レーザ10の発振波長をλsと表記し、レーザ14の発振波長をλpと表記する。
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. The
本実施例では、プローブ光とポンプ光を互いに異なる周波数で強度変調し、そのビート成分を使ってラマン利得を計測する。プローブ光の変調周波数f1とポンプ光の変調周波数f2が異なることにより、ラマン増幅媒体から出力されるプローブ光には、ラマン増幅された部分とラマン増幅されない部分が、出現する。 In this embodiment, probe light and pump light are intensity-modulated at different frequencies, and the Raman gain is measured using the beat component. By modulating the frequency f 2 of the modulation frequency f 1 and the pump light of the probe light is different, the probe light output from the Raman amplification medium, Raman amplified portion and Raman amplified not part emerges.
強度変調器16は、クロック発生装置18からのデューティ比50%で周波数f1のクロックに従い、レーザ10から出力されるCWプローブ光を矩形波変調する。同様に、強度変調器20は、クロック発生装置22からのデューティ比50%で周波数f2のクロックに従い、レーザ14から出力されるCWポンプ光を矩形波変調する。クロック発生装置18,22は、発振器24の出力周波数に従い、それぞれ周波数f1,f2でデューティ比50%のクロックを発生する。強度変調器16,20は電気的なものでも、機械的なものでもよい。機械的な強度変調器としては、いわゆるチョッパがある。本実施例の効果を実測する実験では、強度変調器16,20としてチョッパを使い、f1は283Hz、f2は340.6Hzとした。
The
この実施例では、強度変調器16,20による強度変調が同期しているが、作用上は、同期している必要は無い。
In this embodiment, the intensity modulation by the
強度変調器16から出力される強度変調されたプローブ光は、ラマン増幅媒体26に入射する。WDM(波長分割多重)光カップラ28が、強度変調器20から出力される強度変調されたポンプ光を、ラマン増幅媒体26に後側から入射する。ポンプ光をラマン増幅媒体26にその前方から入射、即ちプローブ光の伝搬方向と同じ方向に伝搬するように入射してもよい。但し、前方入射の場合には、ポンプ光から微弱なプローブ光を分離するための消光比の高いWDM光フィルタが必要になる。
The intensity-modulated probe light output from the
図2は、本実施例のタイミングチャートを示す。図2(a)は、矩形波変調されたポンプ光の波形例を示す。図2(b)は、矩形波変調されたプローブ光の波形例を示す。図2(c)は、図2(a)に示すポンプ光によるラマン増幅のオン/オフの変化を模式的に示す。図2(d)は、ラマン増幅媒体26から出力されるプローブ光の波形例を示す。ポンプ光が入射しているときに、ラマン増幅媒体26は、ラマン増幅効果を示す。
FIG. 2 shows a timing chart of the present embodiment. FIG. 2A shows an example of the waveform of pump light subjected to rectangular wave modulation. FIG. 2B shows an example of the waveform of the probe light subjected to rectangular wave modulation. FIG. 2C schematically shows the on / off change of Raman amplification by the pump light shown in FIG. FIG. 2D shows an example of the waveform of the probe light output from the Raman
光フィルタ30は、ラマン増幅媒体26の出力光からポンプ波長λpの光を除去する。光フィルタ30は、例えば、1500nm以上の波長の光を透過する広帯域光フィルタからなる。受光器32は、光フィルタ30の出力光を電気信号に変換する。ASE(Amplified Spontaneous Emission)光の影響を除去したければ、光フィルタ30を、波長制御装置12により透過中心波長をレーザ10の発振波長と等しい波長λsに制御される光バンドパスフィルタとすればよい。
The
電気バンドパスフィルタ34は、受光器32の出力電気信号から周波数f1の成分を分離抽出し、電気バンドパスフィルタ36は、受光器32の出力電気信号から周波数(f1+f2)の成分を分離抽出する。演算回路38は、後述する数式に従い、フィルタ34,36の出力からラマン増幅媒体26のラマン利得係数gRを計算する。
The
本実施例によりラマン利得係数gRを計測する原理を説明する。矩形波変調されたラマンポンプ光をPpump(t)、そのピーク強度をPpとする。また、矩形波変調されたプローブ光をPi(t)とし、そのピーク強度をPsとする。フーリエ級数で表現すると、
Pi(t)=Ps/2+(2Ps/π)sin(ω1t)+(2Ps/3π)sin(3ω1T)+… (1)
Ppump(t)=PP/2+(2PP/π)sin(ω2t+φ)+(2PP/3π)sin(3ω2T+3φ)+… (2)
但し、ω1=2πf1、ω2=2πf2である。
The principle of measuring the Raman gain coefficient g R according to this embodiment will be described. The rectangular wave-modulated Raman pump light is P pump (t), and its peak intensity is P p . Also, let the rectangular wave modulated probe light be P i (t), and its peak intensity be P s . Expressed in Fourier series,
P i (t) = P s / 2 + (2P s / π) sin (ω 1 t) + (2P s / 3π) sin (3ω 1 T) + (1)
P pump (t) = P P / 2 + (2P P / π) sin (ω 2 t + φ) + (2P P / 3π) sin (3ω 2 T + 3φ) +… (2)
However, ω 1 = 2πf 1 and ω 2 = 2πf 2 .
ラマン増幅媒体26のファイバ長が、プローブ光及びポンプ光がその変調周波数の1周期内にラマン増幅媒体26を通過できる程に短い場合、ラマン増幅媒体26の波長λsの出力光Po(t)は、下記式で表される。即ち、
Po(t)=Pi(t)exp{gRLeffPpump(t)/Aeff} (3)
但し、Aeffはラマン増幅媒体26の実効断面積である。実効断面積Aeffは試料であるラマン増幅媒体26の光伝送パラメータとして別に計測できる。Leffはラマン増幅媒体26の実効ファイバ長であり、
Leff=(1/αP){1-exp(-αPL)} (4)
で定義される。αPはポンプ波長λpにおけるラマン増幅媒体26の損失、Lはラマン増幅媒体26の長さである。
When the fiber length of the
P o (t) = P i (t) exp {g R L eff P pump (t) / A eff } (3)
Where A eff is the effective cross-sectional area of the
L eff = (1 / α P ) {1-exp (-α P L)} (4)
Defined by α P is the loss of the
式(3)に式(1),(2)を代入する。ラマン利得係数gRが十分に小さいと仮定すると、
Po(t)
≒Pi(t){1+gRLeffPpump(t)/Aeff}
=PP/2+PsPPgRLeff/(4Aeff)+(2Ps/π)sin(ω1t)+(PsPPgRLeff/πAeff)sin(ω2t+φ)
+(4PsPPgRLeff/π2Aeff)sin(ω1t)sin(ω2t+φ)+… (5)
となる。
Substituting Equations (1) and (2) into Equation (3). Assuming that the Raman gain coefficient g R is sufficiently small,
P o (t)
≒ P i (t) {1 + g R L eff P pump (t) / A eff }
= P P / 2 + P s P P g R L eff / (4A eff ) + (2P s / π) sin (ω 1 t) + (P s P P g R L eff / πA eff ) sin (ω 2 t + φ)
+ (4P s P P g R L eff / π 2 A eff ) sin (ω 1 t) sin (ω 2 t + φ) + (5)
It becomes.
(4PsPPgRLeff/π2Aeff)sin(ω1t)sin(ω2t+φ)の項目は、角周波数ω1+ω2の成分とω1−ω2の成分の和で表現されるが、何れの成分の振幅も、2PsPPgRLeff/π2Aeffである。 (4P s P P g R L eff / π 2 A eff ) sin (ω 1 t) sin (ω 2 t + φ) includes the angular frequency components ω 1 + ω 2 and ω 1 −ω 2 . Although expressed as a sum, the amplitude of any component is 2P s P P g R L eff / π 2 A eff .
図1に示す実施例では、電気フィルタ34は、角周波数ω1の成分を分離抽出し、検波器35が、フィルタ34の出力の振幅V1を検出する。電気フィルタ36は、角周波数ω1+ω2の成分を分離抽出し、検波器37が、フィルタ36の出力の振幅V2を検出する。V1とV2の比は、
V1/V2=(2Ps/π)/{2PsPPgRLeff/π2Aeff} (6)
となり、結局、
gR=(V2/V1)(πAeff/PPLeff) (7)
となる。PPとLeffとAeffは既知であるので、演算回路38に予め入力しておく。演算回路38は、検波器35,37の出力V1,V2と、予め入力したPP、Leff及びAeffとから、上記式に従いラマン利得係数gRを算出する。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
V 1 / V 2 = (2P s / π) / {2P s P P g R L eff / π 2 A eff } (6)
After all,
g R = (V 2 / V 1 ) (πA eff / P P L eff ) (7)
It becomes. Since P P and L eff and A eff is known, previously inputted to the
なお、ラマン増幅媒体26のラマン利得は、gRLeffPPであるので、演算回路38が、このラマン利得gRLeffPPを下記式
gRLeffPP =πAeff(V2/V1)
に従って算出しても良い。
Since the Raman gain of the
g R L eff P P = πA eff (V 2 / V 1 )
You may calculate according to.
検波器35,37の出力V1,V2の比をとることで、プローブ光のパワーPsの変動を相殺できる。
By taking the ratio of the outputs V 1 and V 2 of the
本実施例により、例えば、ポンプ光パワーを5mW程度のポンプ光パワーでも、ラマン利得を測定できた。図3は、測定例を示す。横軸はポンプ光のピークパワーPPを示し、縦軸は測定されたラマン利得を示す。ポンプ波長λpは1490nm、プローブ光波長λsは、1590nm、ラマン増幅媒体26として50m長の分散補償ファイバを使用した。プローブ光の変調周波数は283Hz、ポンプ光の変調周波数は340Hzである。
According to this embodiment, for example, the Raman gain can be measured even when the pump light power is about 5 mW. FIG. 3 shows an example of measurement. The horizontal axis represents the peak power P P of the pumping light, and the vertical axis shows the measured Raman gain. A pump wavelength λp was 1490 nm, a probe light wavelength λs was 1590 nm, and a 50 m long dispersion compensating fiber was used as the
受光器32の出力電気信号から周波数f1の成分と周波数f1+f2の成分の振幅を検出するために、電気フィルタ34,36と検波器35,37を使用する実施例を説明したが、ロックインアンプを使用しても良い。図4は、そのような変更例の概略構成ブロック図を示す。図1と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
To detect the amplitude of the output electrical signal from the frequency f 1 of the component and the frequency f 1 + f 2 components of the
図4に示す実施例では、ロックインアンプ40が、受光器32の出力電気信号から周波数f1に同期する成分の振幅V1を検出し、ロックインアンプ42が、受光器32の出力電気信号から周波数f1+f2に同期する成分の振幅V2を検出する。ロックインアンプ40の同期検出のために、クロック発生装置18の出力クロックがロックインアンプ40の同期信号入力端子に印加される。また、混合器44は、クロック発生装置18,22の出力クロックを乗算して、周波数f1+f2の成分を生成する。中心周波数f1+f2の電気バンドパスフィルタ46が、混合器44の出力から周波数f1+f2の成分を抽出して、ロックインアンプ42の同期信号入力端子42に印加する。ロックインアンプ40,42では、入力する同期信号の位相を適切に調節する。これにより、周波数f1,f1+f2の成分の振幅を検出できる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the lock-in
図5は、プローブ光とポンプ光の強度変調に機械式チョッパを使用した実施例の概略構成図を示す。図1及び図4に示す実施例と同じ構成要素には同じ符号を付してある。 FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of an embodiment in which a mechanical chopper is used for intensity modulation of probe light and pump light. The same components as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals.
チョッパ50は、チョッパ板52とチョッパ板52を一定速度で回転させるモータ54からなる。チョッパ板52の平面図を図6に示す。チョッパ板52は、外周側に均等に6個の開口52aを具備し、内周側に均等に5個の開口52bを具備する。チョッパ板52は、開口52aがレーザダイオード10からのプローブ光を透過し、開口52bが、レーザ14からのポンプ光を透過する位置に配置されている。チョッパ制御回路56は、チョッパ板52の回転を検出するフォトカプラ58の出力に従い、モータ54を一定速度で回転させる。フォトカプラ58以外の回転検出デバイスを使用しても良い。フォトカプラ58のような回転検出デバイスとその出力による回転制御自体は、周知である。
The
チョッパ50により、プローブ光は、周波数283Hz(=f1)で矩形波変調され、ポンプ光は、周波数340Hz(f2)で矩形波変調される。
By the
チョッパ制御回路56は、モータ54の回転に同期した周波数f1のクロックをロックインアンプ40に印加し、モータ54の回転に同期した周波数f1+f2のクロックをロックインアンプ42に印加する。
(その他)
The
(Other)
周波数f1,f1+f2の成分の振幅を検出する2つの方法を説明したが、その他の方法を採用しても良いことは明らかである。 Although two methods for detecting the amplitudes of the components of the frequencies f 1 and f 1 + f 2 have been described, it is obvious that other methods may be adopted.
プローブ光とポンプ光を矩形波変調する場合を説明したが、被変調波の波形は、その他の形状であってもよい。波形に応じた補正を演算回路38内に組み込むか、又は演算回路38の出力に施せばよい。
Although the case where the probe light and the pump light are subjected to rectangular wave modulation has been described, the waveform of the modulated wave may have other shapes. Correction corresponding to the waveform may be incorporated in the
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.
10:波長可変レーザ
12:波長制御装置
14:ポンプレーザ
16:強度変調器
18:クロック発生装置
20:強度変調器
22:クロック発生装置
24:発振器
26:ラマン増幅媒体
28:WDM光カップラ
30:光フィルタ
32:受光器
34,36:電気バンドパスフィルタ
35,37:検波器
38:演算回路
40,42:ロックインアンプ
44:混合器
46:電気バンドパスフィルタ
50:チョッパ
52:チョッパ板
54:モータ
56:チョッパ制御回路
58:フォトカプラ
10: wavelength tunable laser 12: wavelength control device 14: pump laser 16: intensity modulator 18: clock generator 20: intensity modulator 22: clock generator 24: oscillator 26: Raman amplification medium 28: WDM optical coupler 30: light Filter 32:
Claims (17)
当該プローブ光をラマン増幅媒体(26)に供給するプローブ光供給ステップと、
当該第1の周波数とは異なる第2の周波数で強度変調されたポンプ光であって、当該プローブ波長とは異なるポンプ波長のポンプ光を発生するポンプ光発生ステップと、
当該ポンプ光を当該ラマン増幅媒体(26)に供給するポンプ光供給ステップと、
当該ラマン増幅媒体(26)から出力される当該プローブ波長の光成分を電気信号に変換する変換ステップと、
当該電気信号から当該第1の周波数の成分の振幅を検出する第1の検出ステップと、
当該電気信号から当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分の振幅を検出する第2の検出ステップと、
当該第1及び第2の検出ステップで検出される両振幅の比に当該ラマン増幅媒体の実効断面積を反映する所定係数を乗算する演算により当該ラマン増幅媒体のラマン利得を演算する演算ステップ
とを具備することを特徴とするラマン利得計測方法。 A probe light generation step for generating probe light having a probe wavelength intensity-modulated at a first frequency;
A probe light supplying step for supplying the probe light to the Raman amplification medium (26);
A pump light generation step of generating pump light having a pump wavelength different from the probe wavelength, the pump light being intensity-modulated at a second frequency different from the first frequency;
A pump light supply step for supplying the pump light to the Raman amplification medium (26);
A conversion step of converting an optical component of the probe wavelength output from the Raman amplification medium (26) into an electrical signal;
A first detection step of detecting the amplitude of the first frequency component from the electrical signal;
A second detection step of detecting an amplitude of a frequency component corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency from the electrical signal;
A calculation step of calculating a Raman gain of the Raman amplification medium by an operation of multiplying a ratio of both amplitudes detected in the first and second detection steps by a predetermined coefficient reflecting the effective area of the Raman amplification medium. A Raman gain measuring method comprising:
当該第2の検出ステップが、当該電気信号から当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分を分離する第2の分離ステップと、当該第2の分離ステップで分離された成分の振幅を検出するステップからなる
ことを特徴とする請求項1に記載のラマン利得計測方法。 The first detection step includes a first separation step of separating the component of the first frequency from the electric signal, and a step of detecting the amplitude of the component separated in the first separation step.
The second detection step separates a frequency component corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency from the electrical signal, and the second separation step, 2. The Raman gain measuring method according to claim 1, further comprising a step of detecting an amplitude of the component separated in the separation step.
当該第2の検出ステップが、当該第1の周波数と当該第1の周波数の和に相当する周波数成分、及び、当該第1の周波数と当該第1の周波数の差に相当する周波数成分の何れかの周波数成分を同期検出するステップからなる
ことを特徴とする請求項1に記載のラマン利得計測方法。 The first detection step includes a step of synchronously detecting the component of the first frequency,
The second detection step is any one of a frequency component corresponding to the sum of the first frequency and the first frequency, and a frequency component corresponding to a difference between the first frequency and the first frequency. The method of claim 1, further comprising the step of synchronously detecting the frequency component of
第1の周波数で強度変調されたプローブ波長のプローブ光を発生し、当該ラマン増幅媒体に供給するプローブ光源(10,16)と、
当該第1の周波数とは異なる第2の周波数で強度変調されたポンプ光であって、当該プローブ波長とは異なるポンプ波長のポンプ光を発生するポンプ光源(14,20)と、
当該ポンプ光源から出力される当該ポンプ光を当該ラマン増幅媒体(26)に供給する光カップラ(28)と、
当該ラマン増幅媒体(26)から出力される当該プローブ波長の光成分を電気信号に変換する受光器(32)と、
当該電気信号から当該第1の周波数の成分の振幅を検出する第1の検出装置(34,40)と、
当該電気信号から、当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分の振幅を検出する第2の検出装置(36,42)と、
当該第1及び第2の検出装置の出力の比に当該ラマン増幅媒体の実効断面積を反映する所定係数を乗算する演算により当該ラマン増幅媒体のラマン利得を演算する演算装置(38)
とを具備することを特徴とするラマン利得計測装置。 A Raman amplification medium (26);
A probe light source (10, 16) for generating probe light having a probe wavelength intensity-modulated at a first frequency and supplying the probe light to the Raman amplification medium;
A pump light source (14, 20) that generates pump light having a pump wavelength different from the probe wavelength, the pump light being intensity-modulated at a second frequency different from the first frequency;
An optical coupler (28) for supplying the pump light output from the pump light source to the Raman amplification medium (26);
A light receiver (32) for converting the optical component of the probe wavelength output from the Raman amplification medium (26) into an electrical signal;
A first detector (34, 40) for detecting the amplitude of the first frequency component from the electrical signal;
A second detection device (36, 42) for detecting an amplitude of a component of a frequency corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency from the electrical signal;
An arithmetic unit (38) for calculating a Raman gain of the Raman amplifying medium by an operation of multiplying a ratio of the outputs of the first and second detecting devices by a predetermined coefficient reflecting the effective area of the Raman amplifying medium.
A Raman gain measuring apparatus comprising:
当該第2の検出装置が、当該電気信号から当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分を分離する第2の電気フィルタ(36)と、当該第2の電気フィルタの出力の振幅を検出する第2の検波器と(37)を具備することを特徴とする請求項9に記載のラマン利得計測装置。 A first electric filter (34) for separating the first frequency component from the electric signal, and a first detector for detecting the amplitude of the output of the first electric filter. And (35),
A second electrical filter (36) for separating a frequency component corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency from the electrical signal; The Raman gain measuring apparatus according to claim 9, further comprising: a second detector that detects an amplitude of an output of the second electric filter;
当該第2の検出装置が、当該第1の周波数と当該第2の周波数の和及び差の何れかに相当する周波数の成分を同期検出する第2の同期検出器(42)を具備する
ことを特徴とする請求項9に記載のラマン利得計測装置。 The first detection device includes a first synchronization detector (40) that synchronously detects a component of the first frequency from the electrical signal,
The second detection device includes a second synchronization detector (42) for synchronously detecting a frequency component corresponding to either the sum or difference of the first frequency and the second frequency. 10. The Raman gain measuring apparatus according to claim 9, wherein
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