光ファイバーは光の伝送損失が非常に小さい(< 0.2 dB/km@1550 nm、0.2dB/km@1625 nm)。しかし、光を数10kmなど非常に長い距離を伝搬させる場合は、光信号増幅器によって光信号を増幅させなければならない。

光増幅器には、光ファイバー増幅器と半導体光増幅器(SOA : Semiconductor Optical Amplifier)の2種類がある。光ファイバー増幅器(OFA : Optical Fiber Amplifier)は、さらにエルビウム添加光ファイバー増幅器(EDFA : Erbium Doped Fiber Amplifier)とファイバーラマン増幅器の2種類がある。

EDFA

EDFAは高利得、低雑音、偏波無依存という特長を持っている。増幅利得の波長依存性をキャンセルするため、利得等化フィルタ(Gain Flattering Filter)を用いて利得を平坦化している。増幅帯域を広帯域化するために光ファイバーへの添加材料を工夫するなど進化を続けている。

SOA

SOAはその名の通り半導体素子であり、小型で経済性がある(潜在的な低価格化が可能で、ランニングコストが小さい)。近年までSOAは入力光の偏波依存性が大きかったが、最近は低偏波依存の研究が進められている。利得もEDFAからの置き換えも進んでおり、今後の光通信で確実に利用は拡大される。

参考文献

  1. 【光ファイバーの損失】住友電気工業株式会社プレスリリース, “光ファイバーの低損失世界記録を更新、および極低損失光ファイバーの出荷開始,” (2013)
  2. 【光ファイバーの特性】CISCO, “光ファイバー、dB、減衰および測定の概要” (2005).
  3. 【SOAの市場】Stephen Montgomery,”半導体光増幅器市場予測,” Omni360, (2010)
  4. 寺西良太など,”100Gbit/s CFP光トランシーバ搭載用小型半導体光増幅器(SOAモジュール),”SEIテクニカルレビュー第184号,(2014)