古河電気工業(古河電工)は9月29日、高出力・低消費電力駆動のラマン増幅器用励起光源において、省スペースS-、C-、L-帯用ラマン増幅器用デュアルポート励起光源の開発に成功したと発表した。

通信伝送速度の高速化に伴い、信号受信側のOSNR(光信号と雑音の比を表すパラメータ)の劣化により伝送距離が短尺化し、特に既存の通信システムを活用して高速化する場合、信号光の品質を劣化させずに出力を増幅するラマン増幅器の役割が、より重要となる。

また、高速伝送により信号の波長幅が広がるのに伴い、大容量伝送のためには波長帯域の拡大が必要となり、励起用光源の波長を選択することで任意の信号光源を増幅できるラマン増幅器には、高い柔軟性が求められるとする。

一方で、今後のS-、C-、L-帯への帯域拡張を鑑みた場合、使用される励起光源の数が増加するため、省スペースでの高出力低消費電力駆動の励起光源が、より一層重要性を増すという。

古河電工は2022年10月、C体用途での800mW動作を達成し、さらにS帯用途700mW、および低消費電力駆動のL帯用途500mW品を拡充し、「FRL1441Uシリーズ」として2023年4月よりサンプル出荷を開始している。同シリーズの製品化により、S-、C-、L-帯において既存のラマン増幅器用励起光源の消費電力を37％削減し、従来2台必要だった励起光源を1台に置き換えることを実現している。

そして今般同社は、さらなる省スペース化への対応として、従来と同じ14ピンバタフライパッケージを用いた2つの光出力ポートを有するラマン増幅器用デュアルポート励起光源を開発。パッケージの中に2種類の半導体レーザチップを配置し、光結合技術により光ファイバに集光するとしている。

  • モジュールコンセプト

    モジュールコンセプト(出所:古河電工)

古河電工によると、現在の主力製品である500mW出力のFOL1439Rシリーズに搭載されるチップを用いた測定により、開発品では、500mW出力2台分の出力である1Wの出力が1台のモジュールが得られることを確認。また一方で、500mW出力のFOL1439Rシリーズと比較しても遜色ない消費電力特性も得られたといい、高出力と低消費電力の両方を実現したとする。

  • 電流-光出力特性(デュアルポート合算)

    電流-光出力特性(デュアルポート合算)(出所:古河電工)

  • 消費電力特性(デュアルポート合算)

    消費電力特性(デュアルポート合算)(出所:古河電工)

今回の開発にあたっては、InP系光半導体材料を用いた光半導体プロセス技術と高精度のファイバ結合技術に加え、同社独自の低損失・高効率動作の半導体レーザ素子構造を採用することで、開発を成功させたとする。この成功により高出力励起光源が省スペースかされ、ラマン増幅器のダウンサイズにつながり、部品点数の削減によってシステム全体の小型化貢献するとのこと。

古河電工は今後、さらなる高出力化・低消費電力化のため、より高出力低消費電力駆動のレーザチップ開発を進め、新製品の一層の高性能化を進めていくとしている。