[发明专利]光放大器

说明书

本公开的光放大器具备：光谐振器，具有能够对包括1个以上的传播模式的信号光进行放大的放大用光纤，使由所述放大用光纤放大后的信号光所包括的至少1个传播模式谐振；激发光源，输出对所述放大用光纤进行激发的激发光；以及合波器，将所述信号光和所述激发光合波，所述光谐振器具有增益钳制设定部，所述增益钳制设定部对在所述光谐振器内谐振的多个传播模式之中的至少1个所述传播模式设定增益钳制。

技术领域

本公开涉及模式复用传输中的光放大器。

本申请基于在2016年11月01日向日本申请的日本特愿2016-214532号要求优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

近年，由于服务的多样化而因特网业务量还在持续增加，由于利用传输速度的高速化或波分复用（Wavelength Division Multiplexing：WDM）技术的波长复用数量的增加而飞跃性地提高了传输容量。此外，近年，由于热烈进行讨论的数字相干技术而预想了进一步的传输容量的扩大。在数字相干传输系统中，通过使用多值相位调制信号来提高频率利用效率，但是，需要更高的信噪比。可是，在以往的使用了单模光纤（Single mode fiber，SMF）的传输系统中，除了理论的界限之外，还由于起因于非线性效果的输入功率限制，预想传输容量以100Tbit/sec为界饱和，进一步的大容量化是困难的。

今后，为了进一步增加传输容量，需要实现革新的传输容量扩大的介质。因此，使用了通过将光纤中的多个传播模式用作信道而能够期待信噪比和空间利用效率的提高的、多模光纤（Multimode fiber，MMF）的模式复用传输受到注目。至今为止，在光纤中传播的高次的模式是信号劣化的主要原因，但是，在数字信号处理或合分波技术等的发展中讨论了积极的利用。

此外，还进行了面向模式复用传输的长距离化的讨论，完成了使用了Er3+添加型光放大器的基模的LP01模式和作为第四高次LP模式的LP02模式的放大所有关的报告。

在进行模式复用传输的长距离化之上，为了保持全部模式的传输品质，在光放大器中存在使传播模式间增益差（Defferential Modal Gain，DMG）变小的必要性。然而，在EDF（Er-doped fiber，掺饵光纤）中传播的光具有按每个模式不同的电场分布，因此，通常得到不同的增益。

利用由入射到放大用光纤的激发光的电场分布・稀土类元素添加分布决定的激发元素数量分布和信号光的电场分布的重叠来决定各模式的增益。在仅对作为基模的LP01模式进行放大的以往的光放大器中，在放大用光纤的稀土类元素添加区域中在芯整体中添加稀土类元素的阶跃折射率型构造和仅在芯的中心部中添加稀土类元素的中央掺杂型构造等为主要的构造。可是，还提出了在需要考虑高次模式的增益的多模式传输用的放大用光纤中将稀土类添加分布较多地掺杂到光纤芯的边缘那样的构造。

此外，为了动态地控制模式间增益差，提出了在向放大用光纤入射的激发光的传播模式中使用高次模式的手法。作为使激发光的模式从基模向高次模式变换的手法，提出了在将激发光向光放大用光纤入射时轴偏离激励的方法（例如非专利文献1）、或通过使用相位滤波器使激发光向任意的模式变换并向光放大用光纤入射来进行每个传播模式的增益调整的方法（例如非专利文献2）。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Y. Yung et al.“First demonstra tion of multimodeamplifier for spatia l division multiplexed transmission sy stems”ECOC2011paper Th. 13. K. 4；