JP2000058948A - 光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が容易であり、入力する多波長信号光が
微弱であっても信号光増幅利得が大きく自然放出光の出
力レベルが小さい光増幅器を提供する。 【解決手段】 光ノッチフィルタ５１の前段に設けられ
たＥＤＦ３１により、光増幅波長帯域に含まれる光が光
増幅され、その光増幅された光およびこのＥＤＦ３１で
発生した自然放出光が出力される。この前段のＥＤＦ３
１から出力された光のうち、第１または第２の透過波長
帯域に含まれる光は光ノッチフィルタ５１を低損失で通
過し、第１および第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯
域に含まれる光は光ノッチフィルタ５１により除去され
る。そして、光ノッチフィルタ５１を通過した光は、光
ノッチフィルタ５１の後段に設けられたＥＤＦ３２によ
り光増幅され出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システムに
おいて用いられる光増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光増幅器は、Ｅｒ（エルビウム）元素等
の希土類元素が添加された石英系の光導波路に所定波長
の励起光を供給し、この光導波路に入力した信号光を光
増幅して、その光増幅された信号光を出力するものであ
り、光伝送システムにおける重要な光部品の１つであ
る。光増幅器は、信号光に対する光増幅利得が大きいこ
とが要求され、また、ノイズとなる自然放出光の出力レ
ベルが小さいことが要求される。特に、入力する信号光
が微弱である場合には、上記の２つの要求は特に大き
い。

【０００３】例えば、入力する信号光が極めて微弱であ
る場合、４５ｄＢもの信号光増幅利得が必要となること
がある。このような高い信号光増幅利得は、１個の光増
幅性の光導波路で得ることが困難であるので、通常は、
複数の光増幅性の光導波路を縦続接続することで得られ
る。自然放出光を除去する光フィルタをも用いれば、そ
の光フィルタと２個の光増幅性の光導波路とを縦続接続
することで、４５ｄＢの信号光増幅利得を得ることがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】信号光が１波長のみで
あれば、その１波長の信号光のみを低損失で透過させ、
他の波長の光（自然放出光）を遮断するバンドパスフィ
ルタの実現は容易であり、上記のような光増幅器の構成
は比較的容易である。一方、信号光が多波長である場合
には、多波長信号光それぞれを低損失で透過させ、多波
長信号光それぞれの波長以外の波長の光（自然放出光）
を遮断する光フィルタを用いる必要がある。このような
透過特性を有する光フィルタとしては、多層膜フィル
タ、カプラとグレーティングとを組み合わせたもの、光
サーキュレータを利用したものが考えられる。

【０００５】しかし、多層膜フィルタにより上記透過特
性を有するよう構成される光フィルタは、透過波長帯域
における光の透過率が平坦であるものを製造することが
困難である。カプラとグレーティングとを組み合わせた
ものは部品点数が多い。また、これらは挿入損失が有る
ことから微弱光を光増幅する場合には適切ではない。光
サーキュレータを利用したものは、一般に高価格であ
り、また、部品点数が多い。

【０００６】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、構成が容易であり、入力する多波長信
号光が微弱であっても信号光増幅利得が大きく自然放出
光の出力レベルが小さい光増幅器を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光増幅器
は、(1) 光増幅波長帯域に含まれる光を光増幅する複数
の光導波路と、(2) 複数の光導波路の間に設けられて互
いに縦続接続され、光増幅波長帯域のうち互いに重なる
ことがない第１および第２の透過波長帯域それぞれに含
まれる光を透過させ、第１および第２の透過波長帯域の
間の遮断波長帯域に含まれる光を除去する光ノッチフィ
ルタとを備えることを特徴とする。

【０００８】この光増幅器によれば、光ノッチフィルタ
の前段に設けられた光導波路により、光増幅波長帯域に
含まれる光が光増幅され、その光増幅された光およびこ
の光導波路で発生した自然放出光が出力される。この前
段の光導波路から出力された光のうち、第１または第２
の透過波長帯域に含まれる光は光ノッチフィルタを低損
失（無損失を含む）で通過し、第１および第２の透過波
長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光は光ノッチフィ
ルタにより除去される。そして、光ノッチフィルタを通
過した光は、光ノッチフィルタの後段に設けられた光導
波路により光増幅され出力される。すなわち、第１およ
び第２の透過波長帯域それぞれに含まれる信号光は高い
光増幅利得で光増幅されて出力され、遮断波長帯域に含
まれる光の出力強度は極めて微弱である。

【０００９】また、発明に係る光増幅器では、光導波路
はＥｒ元素およびＡｌ元素が添加された石英系のもので
あることを特徴とする。この場合には、光増幅波長帯域
の幅が広く、第１および第２の透過波長帯域の間隔が広
くでき、信号光分離の点で好適である。

【００１０】また、発明に係る光増幅器では、光ノッチ
フィルタの遮断波長帯域は波長帯域１５３５ｎｍ〜１５
５４ｎｍを含むことを特徴とする。この場合には、光導
波路の利得ピーク波長付近の信号光は、高い光増幅利得
で光増幅される。このとき、信号光出力強度および雑音
指数の劣化を招くこと無く、また、後段の光導波路に供
給される励起光の強度を大幅に低減することができるの
で好適である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。なお、以下では、光増幅波長帯域に含まれる光
を光増幅する光導波路として、希土類元素であるＥｒ
（エルビウム）元素が添加された石英系の光ファイバ
（ＥＤＦ:Erbium-Doped Fiber）について説明する。

【００１２】図１は、本実施形態に係る光増幅器の構成
図である。この光増幅器は、信号光の入力側から順に、
光コネクタ１１、光アイソレータ２１、ＥＤＦ３１、Ｗ
ＤＭカプラ４１、光アイソレータ２２、光ノッチフィル
タ５１、光アイソレータ２３、ＷＤＭカプラ４２、ＥＤ
Ｆ３２、光アイソレータ２４および分岐カプラ７１が縦
続接続されている。また、この光増幅器は、分岐カプラ
７１の２つの出力端のうち一方の出力端から順にバンド
パスフィルタ８２、分岐カプラ７２および光コネクタ１
２が縦続接続され、他方の出力端から順にバンドパスフ
ィルタ８３、分岐カプラ７３および光コネクタ１３が縦
続接続されている。さらに、ＷＤＭカプラ４１には励起
光源６１が接続され、ＷＤＭカプラ４２には励起光源６
２が接続されている。分岐カプラ７２には受光素子９２
が接続され、分岐カプラ７３には受光素子９３が接続さ
れている。

【００１３】光アイソレータ２１、ＥＤＦ３１、ＷＤＭ
カプラ４１、光アイソレータ２２および励起光源６１
は、前段の光増幅部を構成している。光アイソレータ２
３、ＷＤＭカプラ４２、ＥＤＦ３２、光アイソレータ２
４および励起光源６２は、後段の光増幅部を構成してい
る。光ノッチフィルタ５１は、前段の光増幅部と後段の
光増幅部との間にある。

【００１４】光アイソレータ２１〜２４それぞれは、光
を順方向へ通過させるが、逆方向へは通過させない。す
なわち、光アイソレータ２１は、光コネクタ１１から到
達した光をＥＤＦ３１へ通過させるが、逆方向へは光を
通過させない。光アイソレータ２２は、ＷＤＭカプラ４
１から到達した光を光ノッチフィルタ５１へ通過させる
が、逆方向へは光を通過させない。光アイソレータ２３
は、光ノッチフィルタ５１から到達した光をＷＤＭカプ
ラ４２へ通過させるが、逆方向へは光を通過させない。
また、光アイソレータ２４は、ＥＤＦ３２から到達した
光を分岐カプラ７１へ通過させるが、逆方向へは光を通
過させない。

【００１５】ＥＤＦ３１および３２それぞれは、Ｅｒ元
素が添加された石英系の光ファイバであり、所定波長の
励起光が供給されているときに、入力した光増幅波長帯
域に含まれる光を光増幅して出力する。ＥＤＦ３１およ
び３２それぞれは、波長に依存した信号光増幅利得特性
を有し、所定の光増幅波長帯域に含まれる光については
高い利得で光増幅するが、他の光については利得が低い
か或いは光増幅しない。ＥＤＦ３１および３２それぞれ
の信号光増幅利得特性は、組成や長さに依存するが、Ａ
ｌ（アルミニウム）元素が共添加されることにより光増
幅波長帯域の幅が広がる。

【００１６】ＷＤＭカプラ４１は、励起光源６１から出
力されて到達した励起光をＥＤＦ３１へ向けて通過させ
るとともに、ＥＤＦ３１から出力されて到達した信号光
を光アイソレータ２２へ向けて通過させる。すなわち、
前段の光増幅部は逆方向励起の構成となっている。ＷＤ
Ｍカプラ４２は、励起光源６２から出力されて到達した
励起光をＥＤＦ３２へ向けて通過させるとともに、光ア
イソレータ２３から到達した信号光をＥＤＦ３２へ向け
て通過させる。すなわち、後段の光増幅部は順方向励起
の構成となっている。

【００１７】光ノッチフィルタ５１は、ＥＤＦ３１およ
び３２それぞれの光増幅波長帯域のうち互いに重なるこ
とがない第１および第２の透過波長帯域の何れかに含ま
れる光を低損失（無損失を含む）で透過させ、第１およ
び第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光
を除去するものである。このような光ノッチフィルタ５
１は、光ファイバ等の光導波路に形成されたチャープト
グレーティングにより容易に実現できる。チャープトグ
レーティングは、グレーティング周期が一定ではなく、
遮断波長帯域に含まれる光をブラッグ反射するようグレ
ーティング周期が或る範囲に亘って変化するものであ
る。

【００１８】分岐カプラ７１は、光アイソレータ２４か
ら到達した光を２分岐し、２分岐した一方をバンドパス
フィルタ８２へ向けて出力し、他方をバンドパスフィル
タ８３へ向けて出力する。バンドパスフィルタ８２は、
分岐カプラ７１から到達した光のうち第１の透過波長帯
域に含まれる信号光を選択的に透過させる。分岐カプラ
７２は、バンドパスフィルタ８２から出力された信号光
のうち大部分を光コネクタ１２へ通過させ、一部を受光
素子９２へ向けて出力する。受光素子９２は、分岐カプ
ラ７２から到達した光の強度を検出する。一方、バンド
パスフィルタ８３は、分岐カプラ７１から到達した光の
うち第２の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透
過させる。分岐カプラ７３は、バンドパスフィルタ８３
から出力された信号光のうち大部分を光コネクタ１３へ
通過させ、一部を受光素子９３へ向けて出力する。受光
素子９３は、分岐カプラ７３から到達した光の強度を検
出する。

【００１９】図２は、本実施形態に係る光増幅器の各要
素の特性の説明図である。図２（ａ）は、ＥＤＦ３１お
よびＥＤＦ３２の信号光増幅利得特性を示し、図２
（ｂ）は、光ノッチフィルタ５１の透過特性を示してい
る。また、図２（ｃ）は、バンドパスフィルタ８２の透
過特性を示し、図２（ｄ）は、バンドパスフィルタ８３
の透過特性を示している。

【００２０】ＥＤＦ３１およびＥＤＦ３２は、図２
（ａ）に示すように、光増幅波長帯域（λ1 〜λ4 ）内
で或る一定値以上の信号光増幅利得を有し、この光増幅
波長帯域に含まれる光を光増幅する。光ノッチフィルタ
５１は、図２（ｂ）に示すように、光増幅波長帯域のう
ち互いに重なることがない第１の透過波長帯域（λ1 〜
λ2 ）および第２の透過波長帯域（λ3 〜λ4 ）それぞ
れで透過率が高く、第１および第２の透過波長帯域の間
の遮断波長帯域（λ2 〜λ3 ）で透過率が低い。なお、
光ノッチフィルタ５１がチャープトグレーティングから
なるものである場合には、挿入損失を０ｄＢとすること
ができるので、第１および第２の透過波長帯域における
透過損失を略０ｄＢにすることができる。また、遮断波
長帯域における透過損失を１５ｄＢ程度にすることがで
きる。なお、ブラッグ波長より短波長側においてコアモ
ード光とクラッドモード光との結合に因る損失が生じる
ことがあり、そのときには、短波長側の第１の透過波長
帯域の方が長波長側の第２の透過波長帯域より透過損失
が３ｄＢ程度大きくなる。

【００２１】バンドパスフィルタ８２は、図２（ｃ）に
示すように、第１の透過波長帯域（λ1 〜λ2 ）に含ま
れる信号光の波長λa の極近傍でのみ透過率が高い。ま
た、バンドパスフィルタ８３は、図２（ｄ）に示すよう
に、第２の透過波長帯域（λ3 〜λ4 ）に含まれる信号
光の波長λb の極近傍でのみ透過率が高い。バンドパス
フィルタ８２，８３それぞれの透過特性の半値全幅は例
えば０．２ｎｍである。

【００２２】次に、本実施形態に係る光増幅器の作用に
ついて説明する。励起光源６１から出力された励起光が
ＷＤＭカプラ４１を介してＥＤＦ３１に供給されること
により、ＥＤＦ３１は光増幅作用を奏し、励起光源６２
から出力された励起光がＷＤＭカプラ４２を介してＥＤ
Ｆ３２に供給されることにより、ＥＤＦ３２は光増幅作
用を奏する。

【００２３】光コネクタ１１に入力した信号光は、光ア
イソレータ２１を経てＥＤＦ３１に入力し、ＥＤＦ３１
により光増幅される。ＥＤＦ３１から出力された光は、
ＷＤＭカプラ４１および光アイソレータ２２を経て光ノ
ッチフィルタ５１に入力する。光ノッチフィルタ５１に
入力した光のうち、第１および第２の透過波長帯域の何
れかに含まれる光は光ノッチフィルタ５１を低損失で透
過し、遮断波長帯域に含まれる光は光ノッチフィルタ５
１により除去される。光ノッチフィルタ５１を透過した
光は、光アイソレータ２３およびＷＤＭカプラ４２を経
てＥＤＦ３２に入力し、ＥＤＦ３２により光増幅され
る。ＥＤＦ３２から出力された光は、光アイソレータ２
４を経て分岐カプラ７１に入力し、分岐カプラ７１によ
り２分岐される。

【００２４】分岐カプラ７１からバンドパスフィルタ８
２へ到達した光のうち、第１の透過波長帯域に含まれる
信号光は、バンドパスフィルタ８２を透過し、大部分が
分岐カプラ７２を通過して、光コネクタ１２から出力さ
れる。一方、分岐カプラ７１からバンドパスフィルタ８
３へ到達した光のうち、第２の透過波長帯域に含まれる
信号光は、バンドパスフィルタ８３を透過し、大部分が
分岐カプラ７３を通過して、光コネクタ１３から出力さ
れる。光コネクタ１２，１３それぞれから出力される光
の強度は受光素子９２，９２によりモニタされる。この
モニタ結果に基づいて、光コネクタ１２，１３それぞれ
から出力される光の強度が一定値になるよう、励起光源
６２の励起光出力強度が制御される。

【００２５】以上のように、光コネクタ１１に入力した
光のうち光コネクタ１２から出力される光の波長依存性
は、ＥＤＦ３１および３２における信号光増幅利得特
性、光ノッチフィルタ５１における透過特性ならびにバ
ンドパスフィルタ８２における透過特性に応じたもので
ある。したがって、第１の透過波長帯域に含まれる信号
光は、ＥＤＦ３１および３２により光増幅されて高い出
力レベルで光コネクタ１２から出力される。

【００２６】同様に、光コネクタ１１に入力した光のう
ち光コネクタ１３から出力される光の波長依存性は、Ｅ
ＤＦ３１および３２における信号光増幅利得特性、光ノ
ッチフィルタ５１における透過特性ならびにバンドパス
フィルタ８３における透過特性に応じたものである。し
たがって、第２の透過波長帯域に含まれる信号光は、Ｅ
ＤＦ３１および３２により光増幅されて高い出力レベル
で光コネクタ１３から出力される。

【００２７】一方、前段の光増幅部において発生した自
然放出光は、そのうちの遮断波長帯域のものが光ノッチ
フィルタ５１により除去される。また、信号光の波長以
外の波長のものがバンドパスフィルタ８２および８３そ
れぞれにより除去される。したがって、信号光の波長以
外の波長の光は、極めて低い出力レベルで光コネクタ１
２および１３それぞれから出力される。

【００２８】次に、本実施形態に係る光増幅器の具体例
について説明する。ここでは、光コネクタ１１に入力す
る信号光の強度は−４５ｄＢｍとし、波長１５３０ｎｍ
付近および波長１５６０ｎｍ付近それぞれの信号光を光
増幅するものとする。

【００２９】励起光源６１は、ＥＤＦ３１に供給すべき
励起光として波長０．９８μｍのレーザ光を出力する半
導体レーザ光源とし、その出力強度を５０ｍＷで一定と
する。励起光源６２は、ＥＤＦ３２に供給すべき励起光
として波長１．４８μｍのレーザ光を出力する半導体レ
ーザ光源とし、受光素子９２および９３それぞれにより
モニタされる光強度が一定値になるよう励起光出力強度
を制御するものとする。ＥＤＦ３１および３２それぞれ
はＡｌ添加のものとし、ＥＤＦ３１の波長１．５３μ帯
吸収条長積は４０ｄＢとし、ＥＤＦ３２の波長１．５３
μ帯吸収条長積は１００ｄＢとする。ＥＤＦ３１および
３２それぞれは、光増幅波長帯域１５２０ｎｍ〜１５７
０ｎｍにおいて信号光を光増幅する。

【００３０】光ノッチフィルタ５１は、光ファイバに形
成されたチャープトグレーティングからなるものとす
る。図３に光ノッチフィルタ５１の透過特性図を示すよ
うに、光ノッチフィルタ５１は、急峻な透過特性を有
し、遮断波長帯域１５３８ｎｍ〜１５５７ｎｍにおける
透過損失が１５ｄＢであり、第１の透過波長帯域１５２
０ｎｍ〜１５３８ｎｍおよびこれより短波長側における
透過損失が３ｄＢであり、第２の透過波長帯域１５５７
ｎｍ〜１５７０ｎｍおよびこれより長波長側における透
過損失が０ｄＢである。

【００３１】また、図４にバンドパスフィルタ８２の透
過特性図を示すように、バンドパスフィルタ８２の中心
波長を１５３５ｎｍとし、バンドパスフィルタ８３の中
心波長を１５６０ｎｍとする。バンドパスフィルタ８２
および８３それぞれは、半値全幅を０．２ｎｍとし、中
心波長における透過損失を０ｄＢとし、中心波長近傍以
外の波長における透過損失を２５ｄＢとする。

【００３２】このような具体的構成の光増幅器として、
波長１５３５ｎｍおよび１５６０ｎｍそれぞれの信号光
を光コネクタ１１に入力させる。また、光コネクタ１２
および１３それぞれから出力される光の強度が＋１ｄＢ
ｍの一定値になるよう励起光源６２の励起光出力強度を
制御する。図５は、信号光出力強度、雑音指数、およ
び、後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度をまと
めた図表である。

【００３３】光コネクタ１２および１３それぞれから出
力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値になるよう制御
されてはいるが、この光は信号光と自然放出光とからな
るので、波長１５３５ｎｍの信号光の出力強度は−１．
７６ｄＢｍであり、波長１５６０ｎｍの信号光の出力強
度は−１．８１ｄＢｍであり、共に０ｄＢｍ未満となっ
ている。これは、バンドパスフィルタ８２および８３そ
れぞれの透過特性に依存するものであり、光ノッチフィ
ルタ５１の透過特性には依存しない。

【００３４】波長１５３５ｎｍでの雑音指数は４．４０
ｄＢであり、波長１５６０ｎｍでの雑音指数は４．２４
ｄＢである。しかし、光コネクタ１１における挿入損１
ｄＢを考慮すれば、雑音指数は量子限界の３ｄＢ近くに
まで低減されている。

【００３５】後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強
度は、波長１５３５ｎｍの信号光の場合には４７．０ｍ
Ｗであり、波長１５６０ｎｍの信号光の場合には７９．
７ｍＷである。一般に、波長１．４８μｍ帯レーザ光源
の最大出力強度は１００ｍＷ程度であるから、これを励
起光源６２として用いれば、後段のＥＤＦ３２に供給す
べき励起光の強度が得られる。

【００３６】以上のように、本実施形態に係る光増幅器
は、図３に示す透過特性図を有する光ノッチフィルタ５
１を用いることにより、充分に良好な特性を有すること
ができる。

【００３７】なお、ＥＤＦ３１および３２それぞれはＡ
ｌ添加ＥＤＦであり、この場合、図６に利得スペクトル
を示すように、実使用時において或る程度飽和した状態
では、波長１５３１ｎｍおよび１５５８ｎｍそれぞれの
付近に利得ピークが生じる。これに対して、Ａｌ無添加
ＥＤＦの場合、図７に利得スペクトルを示すように、波
長１５３５ｎｍおよび１５５０ｎｍそれぞれの付近に利
得ピークが生じる。図６および図７から判るように、Ａ
ｌ無添加ＥＤＦの場合には利得ピーク波長の間隔は１５
ｎｍ程度であるのに対して、Ａｌ添加ＥＤＦの場合には
利得ピーク波長の間隔は２７ｎｍ程度である。したがっ
て、ＥＤＦ３１および３２それぞれとしてＡｌ添加ＥＤ
Ｆを用いるのが信号光分離の点で好適である。

【００３８】次に、Ａｌ添加ＥＤＦの利得ピーク波長で
ある波長１５３１ｎｍおよび１５５８ｎｍそれぞれの信
号光を光増幅する場合の光増幅器の具体例について説明
する。この場合、光ノッチフィルタ５１は、図８に透過
特性を示すように、急峻な透過特性を有し、遮断波長帯
域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍにおける透過損失が１５
ｄＢであり、第１の透過波長帯域１５２０ｎｍ〜１５３
５ｎｍおよびこれより短波長側における透過損失が３ｄ
Ｂであり、第２の透過波長帯域１５５４ｎｍ〜１５７０
ｎｍおよびこれより長波長側における透過損失が０ｄＢ
である。そして、光コネクタ１２および１３それぞれか
ら出力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値になるよう
励起光源６２の励起光出力強度を制御する。図９は、信
号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥＤＦ３２に
供給される励起光の強度をまとめた図表である。

【００３９】この場合も光コネクタ１２および１３それ
ぞれから出力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値にな
るよう制御されてはいるが、この光は信号光と自然放出
光とからなるので、波長１５３１ｎｍの信号光の出力強
度は−１．６２ｄＢｍであり、波長１５５８ｎｍの信号
光の出力強度は−１．６８ｄＢｍであり、共に０ｄＢｍ
未満となっている。波長１５３１ｎｍでの雑音指数は
４．４５ｄＢであり、波長１５５８ｎｍでの雑音指数は
４．２４ｄＢである。後段のＥＤＦ３２に供給される励
起光の強度は、波長１５３１ｎｍの信号光の場合には２
４．２ｍＷであり、波長１５５８ｎｍの信号光の場合に
は５７．５ｍＷである。これを図５と比較すると、信号
光出力強度は０．１ｄＢ以上改善され、雑音指数は測定
誤差範囲内である０．１ｄＢ以下の増加にとどまり、後
段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度は大幅に低減
されている。

【００４０】以上のように、Ａｌ添加ＥＤＦの利得ピー
ク波長である波長１５３１ｎｍおよび１５５８ｎｍそれ
ぞれの信号光を光増幅する場合には、図８に示す透過特
性図を有する光ノッチフィルタ５１を用いることによ
り、信号光出力強度および雑音指数の劣化を招くこと無
く、後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度を大幅
に低減することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、光ノッチフィルタの前段に設けられた光導波路
により、光増幅波長帯域に含まれる光が光増幅され、そ
の光増幅された光およびこの光導波路で発生した自然放
出光が出力される。この前段の光導波路から出力された
光のうち、第１または第２の透過波長帯域に含まれる光
は光ノッチフィルタを低損失で通過し、第１および第２
の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光は光ノ
ッチフィルタにより除去される。そして、光ノッチフィ
ルタを通過した光は、光ノッチフィルタの後段に設けら
れた光導波路により光増幅され出力される。すなわち、
第１および第２の透過波長帯域それぞれに含まれる信号
光は高い光増幅利得で光増幅されて出力され、遮断波長
帯域に含まれる光の出力強度は極めて微弱である。

【００４２】このように、光ノッチフィルタを用いるこ
とにより、構成は容易であり、入力する多波長信号光が
微弱であっても信号光増幅利得は大きく自然放出光の出
力レベルは小さい。したがって、例えば衛星間光通信に
おける光増幅器として好適に用いられ得る。

【００４３】また、光導波路がＥｒ元素およびＡｌ元素
が添加された石英系のものである場合には、光増幅波長
帯域の幅が広く、第１および第２の透過波長帯域の間隔
が広くでき、信号光分離の点で好適である。

【００４４】また、光ノッチフィルタの遮断波長帯域が
波長帯域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍを含む場合には、
光導波路の利得ピーク波長付近の信号光は、高い光増幅
利得で光増幅される。このとき、信号光出力強度および
雑音指数の劣化を招くこと無く、また、後段の光導波路
に供給される励起光の強度を大幅に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る光増幅器の構成図である。

【図２】本実施形態に係る光増幅器の各要素の特性の説
明図である。

【図３】光ノッチフィルタの透過特性図である。

【図４】バンドパスフィルタの透過特性図である。

【図５】信号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥ
ＤＦに供給される励起光の強度をまとめた図表である。

【図６】Ａｌ添加ＥＤＦの利得スペクトル図である。

【図７】Ａｌ無添加ＥＤＦの利得スペクトル図である。

【図８】光ノッチフィルタの透過特性図である。

【図９】信号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥ
ＤＦに供給される励起光の強度をまとめた図表である。

【符号の説明】

１１〜１３…光コネクタ、２１〜２４…光アイソレー
タ、３１，３２…ＥＤＦ、４１，４２…ＷＤＭカプラ、
５１…光ノッチフィルタ、６１，６２…励起光源、７１
〜７３…分岐カプラ、８２，８３…バンドパスフィル
タ、９２，９３…受光素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 英明 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK30 PP07 RR01 YY17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光増幅波長帯域に含まれる光を光増幅す
   る複数の光導波路と、 前記複数の光導波路の間に設けられて互いに縦続接続さ
   れ、前記光増幅波長帯域のうち互いに重なることがない
   第１および第２の透過波長帯域それぞれに含まれる光を
   透過させ、前記第１および前記第２の透過波長帯域の間
   の遮断波長帯域に含まれる光を除去する光ノッチフィル
   タとを備えることを特徴とする光増幅器。
2. 【請求項２】 前記光導波路はＥｒ元素およびＡｌ元素
   が添加された石英系のものであることを特徴とする請求
   項１記載の光増幅器。
3. 【請求項３】 前記光ノッチフィルタの遮断波長帯域は
   波長帯域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍを含むことを特徴
   とする請求項２記載の光増幅器。