JP2000208839A

JP2000208839A - 光ファイバアンプおよび光増幅装置

Info

Publication number: JP2000208839A
Application number: JP11005649A
Authority: JP
Inventors: Mototaka Kadoi; 素貴角井; Shigeru Tanaka; 茂田中
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】入出力間の遅延時間を一定値に調整すること
ができる光ファイバアンプ等を提供する。【解決手段】光ファイバアンプ１０は、入力端子１１
から出力端子１２に到るまでの信号光の経路上に光カプ
ラ１３、増幅用光ファイバ１４および調整用光ファイバ
１５を備え、また、光カプラ１３に接続された励起光源
１６を備えている。調整用光ファイバ１５は、入力端子
１１から出力端子１２に到るまでの信号光の遅延時間を
調整する遅延時間調整手段として用いられる。すなわ
ち、入力端子１１から出力端子１２に到るまでの信号光
の遅延時間が所望値になるよう調整用光ファイバ１５の
長さは設定され、増幅用光ファイバ１４が長いほど調整
用光ファイバ１５は短い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信等の分野に
おいて用いられ信号光を光増幅する光ファイバアンプ、
および、複数の光ファイバアンプが並列的に配置された
光増幅装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ線路を介して信号光を伝送す
る光通信では、その伝送等の際に信号光のパワーが減衰
を受けることから、光ファイバアンプを用いて信号光を
光増幅することが必要となる。この光ファイバアンプ
は、希土類元素であるエルビウム（Ｅｒ）がシリカガラ
スファイバに添加されたものであるＥｒ添加光ファイバ
（ＥＤＦ: Er-Doped Fiber）と、このＥＤＦに励起光を
供給する励起光源とを含んで構成されている。従来よ
り、光ファイバアンプは、利得または出力光パワーが一
定であること、利得が高いこと、利得偏差が小さいこと
及び光増幅波長帯域が広いこと等が求められ、このよう
な観点から多くの研究開発がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバアンプは、単に１入力（１波長または多波
長）の信号光を光増幅して出力することのみを考慮して
設計されていることから、以下に述べるような問題点を
有している。すなわち、製造上の不可避的な要因によ
り、ＥＤＦに添加されるＥｒ元素の濃度が微妙にばらつ
いていることから、上記の観点から所望の特性で動作す
る光ファイバアンプを製造する為に、光ファイバアンプ
に使用するＥＤＦの長さを調整していた。その結果、光
ファイバアンプに使用するＥＤＦの長さは、通常、２０
ｍ〜４０ｍの範囲で大きくばらついていた。このＥＤＦ
の長さのばらつきは、単に１入力の信号光を光増幅して
出力することのみを考慮した場合には問題とはならな
い。しかし、多入力の信号光を光増幅する場合には大き
な問題となる。

【０００４】例えば、Ｍ入力Ｎ出力のマトリクススイッ
チを用いた光交換機は、Ｍ入力端子それぞれに入力した
信号光を、Ｎ出力端子のうちの何れかの所望の出力端子
に出力させるものであり、必要に応じて他の出力端子に
切り替えて出力させる（例えば特許第２８３４５７１号
公報を参照）。一般に、マトリクススイッチでは、入力
した各信号光をＮ等分した後に、そのＮ等分された各信
号光を各出力端子につなぎ、そのうちの１つの経路のみ
をＯＮとし、残りのＮ−１個の経路をＯＦＦとする。し
たがって、出力端子における信号光のパワーは、入力端
子における信号光のパワーのＮ分の１となり、信号光パ
ワーの損失は大きい。光交換機の規模が大きいほど、出
力される信号光のパワーが小さくなる。そこで、光ファ
イバアンプを設けて信号光を光増幅することが必要であ
る。

【０００５】このような光交換機における入力端子から
出力端子までの信号光の遅延時間は、マトリクススイッ
チにおける各経路の長さだけでなく、各光ファイバアン
プに含まれるＥＤＦの長さにも依存する。そして、上述
したようにＥＤＦの長さが２０ｍ〜４０ｍの範囲でばら
つくこと、および、光ファイバ中における信号光の伝搬
速度が５ｐｓ／ｍｍ程度であることを考慮すると、光フ
ァイバアンプの入出力間の遅延時間が数十ｎｓ〜１００
ｎｓ程度ばらつき、ひいては、光交換機における入力端
子から出力端子までの信号光の遅延時間も数十ｎｓ〜１
００ｎｓ程度ばらつくこととなる。

【０００６】一方、信号光によるデータ送信の速度が
２．５Ｇｂｐｓ（２．５×１０⁹）である場合にはタイ
ムスロットは４００ｐｓ（＝１／２．５×１０⁹）であ
り、１０Ｇｂｐｓである場合にはタイムスロットは１０
０ｐｓである。したがって、上述したように光ファイバ
アンプの入出力間の遅延時間が数十ｎｓ〜１００ｎｓ程
度もばらついたのでは、そのばらつきの程度はタイムス
ロットと比べて２〜３桁も大きい。光ファイバアンプの
入出力間の遅延時間のばらつきは、できる限り小さいこ
とが望ましい。例えば、光ファイバアンプの入出力間の
遅延時間のばらつきとして、タイムスロット１００ｐｓ
〜４００ｐｓの１割である１０ｐｓ〜４０ｐｓの程度の
誤差が許容されるとすると、ＥＤＦの長さのばらつきは
２ｍｍ〜８ｍｍ以下に抑える必要がある。しかし、融着
接続を失敗して再度の融着接続を行う場合に光ファイバ
の長さが２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度も短くなる現在の光配
線技術レベルでは、ＥＤＦの長さのばらつきを数ｍｍ以
下に抑えることは殆ど不可能である。

【０００７】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、入出力間の遅延時間を一定値に調整す
ることができる光ファイバアンプ、および、複数の光フ
ァイバアンプそれぞれの入出力間の遅延時間のバラツキ
が小さい光増幅装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ
アンプは、入力端子に入力した信号光を増幅用光ファイ
バにおいて光増幅して出力端子から出力する光ファイバ
アンプであって、入力端子から出力端子に到るまでの信
号光の遅延時間を調整する遅延時間調整手段を備えるこ
とを特徴とする。この光ファイバアンプによれば、入力
端子から出力端子に到るまでの信号光の遅延時間は、遅
延時間調整手段により調整されて所望の値に設定され
る。

【０００９】本発明に係る光ファイバアンプの遅延時間
調整手段は、入力端子から出力端子に到るまでの信号光
の経路上に２つの光接続点を設け、その２つの光接続点
の間に所定の遅延時間に対応した長さを有する調整用光
ファイバを挿入して、入力端子から出力端子に到るまで
の信号光の遅延時間を調整するものであるのが好適であ
る。この場合には、入力端子から出力端子に到るまでの
信号光の遅延時間は、入力端子から出力端子に到るまで
の信号光の経路上の２つの光接続点の間に設けられた調
整用光ファイバの長さに応じたものとなる。

【００１０】また、本発明に係る光ファイバアンプの遅
延時間調整手段は、入力端子から出力端子に到るまでの
信号光の経路上にある光ファイバの温度を調整して、入
力端子から出力端子に到るまでの信号光の遅延時間を調
整するものであるのが好適である。この場合には、入力
端子から出力端子に到るまでの信号光の遅延時間は、そ
の経路上にある光ファイバ（増幅用光ファイバ、調整用
光ファイバおよびその他の光ファイバの何れでもよい）
の温度に応じたものとなる。

【００１１】また、本発明に係る光ファイバアンプの遅
延時間調整手段は、入力端子から出力端子に到るまでの
信号光の経路上にある光ファイバ（増幅用光ファイバ、
調整用光ファイバおよびその他の光ファイバの何れでも
よい）の伸び歪みを調整して、入力端子から出力端子に
到るまでの信号光の遅延時間を調整するものであるのが
好適である。この場合には、入力端子から出力端子に到
るまでの信号光の遅延時間は、その経路上にある光ファ
イバの伸び歪みに応じたものとなる。

【００１２】さらに、本発明に係る光ファイバアンプの
遅延時間調整手段は、入力端子から出力端子に到るまで
の信号光の経路上に２つの光接続点を設け、その２つの
光接続点の間に所定の遅延時間に対応した長さを有する
調整用光ファイバを挿入して、入力端子から出力端子に
到るまでの信号光の遅延時間を粗調整するとともに、入
力端子から出力端子に到るまでの信号光の経路上にある
光ファイバの温度または伸び歪みを調整して、入力端子
から出力端子に到るまでの信号光の遅延時間を微調整す
るものであるのが好適である。この場合には、入力端子
から出力端子に到るまでの信号光の遅延時間は、調整可
能な範囲が広く、かつ、細かな調整も可能である。

【００１３】本発明に係る光増幅装置は、Ｎ個の入力端
子、Ｎ本の増幅用光ファイバおよびＮ個の出力端子を有
し、第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の入力端子に入力した信号光を
第ｎの増幅用光ファイバにおいて光増幅して第ｎの出力
端子から出力する光増幅装置であって、第ｎの入力端子
から第ｎ出力端子に到るまでの信号光の遅延時間のばら
つきが１００ｐｓ以下であることを特徴とする。この光
増幅装置は、信号光の遅延時間のばらつきが１００ｐｓ
以下であるので、マトリクススイッチを用いた光交換機
において好適に用いられる。なお、信号光の遅延時間の
ばらつきは、信号光によるデータ送信の速度に応じて許
容値が異なり、信号光によるデータ送信の速度が２．５
Ｇｂｐｓ〜１０Ｇｂｐｓであれば、遅延時間のばらつき
は１０ｐｓ〜４０ｐｓ程度以下であるのが好適である。

【００１４】また、本発明に係る光増幅装置では、第ｎ
の入力端子から第ｎ出力端子に到るまでの信号光の遅延
時間を調整する遅延時間調整手段を備えることを特徴と
する。この場合には、信号光の遅延時間のばらつきは、
遅延時間調整手段により低減され得る。

【００１５】また、本発明に係る光増幅装置の遅延時間
調整手段は、第ｎの入力端子から第ｎの出力端子に到る
までの信号光の経路上に２つの光接続点を設け、その２
つの光接続点の間に調整用光ファイバを挿入して、第ｎ
の入力端子から第ｎの出力端子に到るまでの信号光の遅
延時間を調整するものであるのが好適である。この場合
には、第ｎの入力端子から第ｎ出力端子に到るまでの信
号光の遅延時間は、第ｎの入力端子から第ｎの出力端子
に到るまでの信号光の経路上の２つの光接続点の間に設
けられた調整用光ファイバの長さに応じたものとなる。

【００１６】また、本発明に係る光増幅装置のＮ本の増
幅用光ファイバそれぞれは、Ｍ（Ｍ＜Ｎ）個のリールの
何れかに巻かれているのが好適である。本発明に係る光
増幅装置のＮ本の増幅用光ファイバは、テープ心線化さ
れているのも好適である。これら何れの場合にも、信号
光の遅延時間のばらつきを所定値（例えば１００ｐｓ）
以下とすることが容易であり、小型化が可能である。

【００１７】また、本発明に係る光増幅装置のＮ本の増
幅用光ファイバそれぞれは、Ｌ（Ｌ＜Ｎ）個の励起光源
の何れかから出力された励起光が供給されるのが好適で
ある。この場合には小型化および省電力化が可能であ
る。また、本発明に係る光増幅装置のＮ本の増幅用光フ
ァイバそれぞれに供給される励起光のパワーを調整する
Ｎ個の光減衰器を更に備えるのも好適である。この場合
には、Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれにおける光増幅
特性を一定のものとすることができる。

【００１８】

【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。

【００１９】（第１の実施形態）先ず、本発明の第１の
実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に
係る光ファイバアンプの構成図である。本実施形態に係
る光ファイバアンプ１０は、入力端子１１から出力端子
１２に到るまでの信号光の経路上に光カプラ１３、増幅
用光ファイバ１４および調整用光ファイバ１５を備え、
また、光カプラ１３に接続された励起光源１６を備えて
いる。

【００２０】増幅用光ファイバ１４は、希土類元素が添
加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長の
励起光が供給されているときに入力した所定波長の信号
光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファイ
バ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。調整用光ファイバ１
５は、信号光の経路上の光接続点Ｐ1 とＰ2 との間に設
けられており、低損失のシングルモード光ファイバが好
適に用いられる。この調整用光ファイバ１５は、光接続
点Ｐ1 およびＰ2 それぞれにおいて融着接続されるのも
好適であるが、コネクタ接続により着脱自在であるのが
更に好適である。

【００２１】調整用光ファイバ１５は、入力端子１１か
ら出力端子１２に到るまでの信号光の遅延時間を調整す
る遅延時間調整手段として用いられている。すなわち、
入力端子１１から出力端子１２に到るまでの信号光の遅
延時間が所望値になるよう調整用光ファイバ１５の長さ
は設定され、増幅用光ファイバ１４が長いほど調整用光
ファイバ１５は短い。

【００２２】励起光源１６から出力された励起光（例え
ば波長０．９８μｍ）は、光カプラ１３を介して増幅用
光ファイバ１４に供給される。このとき入力端子１１に
入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ帯）は、光カ
プラ１３を経て増幅用光ファイバ１４に入力し、増幅用
光ファイバ１４において光増幅される。そして、その光
増幅された信号光は、調整用光ファイバ１５を経て出力
端子１２から出力される。入力端子１１から出力端子１
２に到るまでの信号光の遅延時間は、その信号光の経路
の光路長に応じたものである。

【００２３】本実施形態に係る光ファイバアンプ１０で
は、調整用光ファイバ１５の長さが適切に設定されるこ
とにより、入力端子１１から出力端子１２に到るまでの
信号光の遅延時間が所望値とされている。なお、調整用
光ファイバ１５が光接続点Ｐ1 およびＰ2 それぞれにお
いてコネクタ接続されて着脱自在であれば、調整用光フ
ァイバ１５の長さを任意に変更することができて、信号
光遅延時間を任意に設定することができる。

【００２４】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態に
係る光ファイバアンプの構成図である。本実施形態に係
る光ファイバアンプ２０は、入力端子２１から出力端子
２２に到るまでの信号光の経路上に光カプラ２３、増幅
用光ファイバ２４および調整用光ファイバ２５を備え
る。また、この光ファイバアンプ２０は、光カプラ２３
に接続された励起光源２６と、増幅用光ファイバ２４の
温度を調整するヒータ２７Ａと、調整用光ファイバ２５
の温度を調整するヒータ２７Ｂとを備えている。

【００２５】増幅用光ファイバ２４は、希土類元素が添
加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長の
励起光が供給されているときに入力した所定波長の信号
光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファイ
バ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。調整用光ファイバ２
５は、信号光の経路上の光接続点Ｐ1 とＰ2 との間に設
けられており、低損失のシングルモード光ファイバが好
適に用いられる。この調整用光ファイバ２５は、光接続
点Ｐ1 およびＰ2 それぞれにおいて融着接続されるのも
好適であるが、コネクタ接続により着脱自在であるのが
更に好適である。

【００２６】調整用光ファイバ２５は、入力端子２１か
ら出力端子２２に到るまでの信号光の遅延時間を調整す
る遅延時間調整手段として用いられている。すなわち、
入力端子２１から出力端子２２に到るまでの信号光の遅
延時間が所望値になるよう調整用光ファイバ２５の長さ
は設定され、増幅用光ファイバ２４が長いほど調整用光
ファイバ２５は短い。

【００２７】ヒータ２７Ａおよび２７Ｂそれぞれも、入
力端子２１から出力端子２２に到るまでの信号光の遅延
時間を調整する遅延時間調整手段として用いられてい
る。すなわち、ヒータ２７Ａは、増幅用光ファイバ２４
の温度を調整することにより、増幅用光ファイバ２４に
おける信号光の伝搬時間を調整する。一方、ヒータ２７
Ｂは、調整用光ファイバ２５の温度を調整することによ
り、調整用光ファイバ２５における信号光の伝搬時間を
調整する。例えば、調整用光ファイバ２５の長さが１０
ｍである場合、その調整用光ファイバ２５の温度が１℃
上昇すると、その調整用光ファイバ２５を信号光が伝搬
するのに要する時間は０．３ｐｓ長くなる。また、調整
用光ファイバ２５の長さが１００ｍである場合、その調
整用光ファイバ２５の温度が１℃上昇すると、その調整
用光ファイバ２５を信号光が伝搬するのに要する時間は
３．０ｐｓ長くなる。なお、遅延時間が１ｐｓ長くなる
ことは、光路長が０．２ｍｍ長くなることと等価であ
る。

【００２８】励起光源２６から出力された励起光（例え
ば波長０．９８μｍ）は、光カプラ２３を介して増幅用
光ファイバ２４に供給される。このとき入力端子２１に
入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ帯）は、光カ
プラ２３を経て増幅用光ファイバ２４に入力し、増幅用
光ファイバ２４において光増幅される。そして、その光
増幅された信号光は、調整用光ファイバ２５を経て出力
端子２２から出力される。入力端子２１から出力端子２
２に到るまでの信号光の遅延時間は、その信号光の経路
上にある増幅用光ファイバ２４および調整用光ファイバ
２５それぞれの長さおよび温度に依存したものである。

【００２９】本実施形態に係る光ファイバアンプ２０で
は、増幅用光ファイバ２４の温度ならびに調整用光ファ
イバ２５の温度および長さが適切に設定されることによ
り、入力端子２１から出力端子２２に到るまでの信号光
の遅延時間が所望値とされている。なお、調整用光ファ
イバ２５が光接続点Ｐ1 およびＰ2 それぞれにおいてコ
ネクタ接続されて着脱自在であれば、調整用光ファイバ
２５の長さを任意に変更することができて、信号光遅延
時間を任意に設定することができる。

【００３０】さらに、本実施形態では、所定の長さの調
整用光ファイバを挿入することにより、入力端子２１か
ら出力端子２２に到るまでの信号光の遅延時間を粗調整
するとともに、増幅用光ファイバ２４および調整用光フ
ァイバ２５それぞれの温度を調整することにより、入力
端子２１から出力端子２２に到るまでの信号光の遅延時
間を微調整することができる。なお、本実施形態では、
増幅用光ファイバ２４および調整用光ファイバ２５それ
ぞれの温度を調整するためにヒータ２７Ａおよび２７Ｂ
を設けたが、何れか一方のみでもよい。また、ヒータ２
７Ａ，２７Ｂに替えて、他の加熱手段や冷却手段を用い
てもよい。

【００３１】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。図３は、第３の実施形態に
係る光ファイバアンプの構成図である。本実施形態に係
る光ファイバアンプ３０は、入力端子３１から出力端子
３２に到るまでの信号光の経路上に光カプラ３３、増幅
用光ファイバ３４および調整用光ファイバ３５を備え
る。また、この光ファイバアンプ３０は、光カプラ３３
に接続された励起光源３６と、調整用光ファイバ３５を
巻いたリール３８と、リール３８の温度を調整するヒー
タ３７とを備えている。

【００３２】増幅用光ファイバ３４は、希土類元素が添
加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長の
励起光が供給されているときに入力した所定波長の信号
光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファイ
バ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。調整用光ファイバ３
５は、信号光の経路上の光接続点Ｐ1 とＰ2 との間に設
けられており、低損失のシングルモード光ファイバが好
適に用いられる。この調整用光ファイバ３５は、光接続
点Ｐ1 およびＰ2 それぞれにおいて融着接続されるのも
好適であるが、コネクタ接続により着脱自在であるのが
更に好適である。また、この調整用光ファイバ３５はリ
ール３８に巻かれている。

【００３３】調整用光ファイバ３５は、入力端子３１か
ら出力端子３２に到るまでの信号光の遅延時間を調整す
る遅延時間調整手段として用いられている。すなわち、
入力端子３１から出力端子３２に到るまでの信号光の遅
延時間が所望値になるよう調整用光ファイバ３５の長さ
は設定され、増幅用光ファイバ３４が長いほど調整用光
ファイバ３５は短い。

【００３４】また、ヒータ３７およびリール３８も、入
力端子３１から出力端子３２に到るまでの信号光の遅延
時間を調整する遅延時間調整手段として用いられてい
る。すなわち、ヒータ３７は、リール３８の温度を調整
することによりリール３８を熱膨張させ、このリール３
８に巻かれている調整用光ファイバ３５の伸び歪みを調
整する。

【００３５】励起光源３６から出力された励起光（例え
ば波長０．９８μｍ）は、光カプラ３３を介して増幅用
光ファイバ３４に供給される。このとき入力端子３１に
入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ帯）は、光カ
プラ３３を経て増幅用光ファイバ３４に入力し、増幅用
光ファイバ３４において光増幅される。そして、その光
増幅された信号光は、調整用光ファイバ３５を経て出力
端子３２から出力される。入力端子３１から出力端子３
２に到るまでの信号光の遅延時間は、その信号光の経路
上にある調整用光ファイバ３５の長さおよび伸び歪みに
依存したものである。

【００３６】本実施形態に係る光ファイバアンプ３０で
は、調整用光ファイバ３５の伸び歪みが適切に設定され
ることにより、入力端子３１から出力端子３２に到るま
での信号光の遅延時間が所望値とされている。なお、調
整用光ファイバ３５が光接続点Ｐ1 およびＰ2 それぞれ
においてコネクタ接続されて着脱自在であれば、調整用
光ファイバ３５の長さを任意に変更することができて、
信号光遅延時間を任意に設定することができる。

【００３７】さらに、本実施形態では、所定の長さの調
整用光ファイバを挿入することにより、入力端子３１か
ら出力端子３２に到るまでの信号光の遅延時間を粗調整
するとともに、調整用光ファイバ３５の伸び歪みを調整
することにより、入力端子３１から出力端子３２に到る
までの信号光の遅延時間を微調整することができる。な
お、本実施形態では、調整用光ファイバ３５の伸び歪み
を調整するためにヒータ３７およびリール３８を設けた
が、増幅用光ファイバ３４の伸び歪みを調整するために
ヒータおよびリールを設けてもよいし、双方に設けても
よい。また、ヒータ３７に替えて、他の加熱手段や冷却
手段を用いてもよい。

【００３８】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について説明する。図４は、第４の実施形態に
係る光ファイバアンプの構成図である。本実施形態に係
る光ファイバアンプ４０は、入力端子４１から出力端子
４２に到るまでの信号光の経路上に光カプラ４３、増幅
用光ファイバ４４および調整用光ファイバ４５を備え
る。また、この光ファイバアンプ４０は、光カプラ４３
に接続された励起光源４６と、調整用光ファイバ４５を
巻いたリール４８と、リール４８を押し拡げるネジ４９
Ａ，４９Ｂとを備えている。

【００３９】増幅用光ファイバ４４は、希土類元素が添
加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長の
励起光が供給されているときに入力した所定波長の信号
光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファイ
バ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。調整用光ファイバ４
５は、信号光の経路上の光接続点Ｐ1 とＰ2 との間に設
けられており、低損失のシングルモード光ファイバが好
適に用いられる。この調整用光ファイバ４５は、光接続
点Ｐ1 およびＰ2 それぞれにおいて融着接続されるのも
好適であるが、コネクタ接続により着脱自在であるのが
更に好適である。また、この調整用光ファイバ４５はリ
ール４８に巻かれている。

【００４０】調整用光ファイバ４５は、入力端子４１か
ら出力端子４２に到るまでの信号光の遅延時間を調整す
る遅延時間調整手段として用いられている。すなわち、
入力端子４１から出力端子４２に到るまでの信号光の遅
延時間が所望値になるよう調整用光ファイバ４５の長さ
は設定され、増幅用光ファイバ４４が長いほど調整用光
ファイバ４５は短い。

【００４１】また、ネジ４９Ａ，４９Ｂおよびリール４
８も、入力端子４１から出力端子４２に到るまでの信号
光の遅延時間を調整する遅延時間調整手段として用いら
れている。すなわち、リール４８は、その周方向の一部
に間隙が設けられており、ネジ４９Ａおよび４９Ｂは、
相互の螺合状態をを調整することによりリール４８を押
し拡げ、このリール４８に巻かれている調整用光ファイ
バ４５の伸び歪みを調整する。

【００４２】励起光源４６から出力された励起光（例え
ば波長０．９８μｍ）は、光カプラ４３を介して増幅用
光ファイバ４４に供給される。このとき入力端子４１に
入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ帯）は、光カ
プラ４３を経て増幅用光ファイバ４４に入力し、増幅用
光ファイバ４４において光増幅される。そして、その光
増幅された信号光は、調整用光ファイバ４５を経て出力
端子４２から出力される。入力端子４１から出力端子４
２に到るまでの信号光の遅延時間は、その信号光の経路
上にある調整用光ファイバ４５の長さおよび伸び歪みに
依存したものである。

【００４３】本実施形態に係る光ファイバアンプ４０で
は、調整用光ファイバ４５の伸び歪みが適切に設定され
ることにより、入力端子４１から出力端子４２に到るま
での信号光の遅延時間が所望値とされている。なお、調
整用光ファイバ４５が光接続点Ｐ1 およびＰ2 それぞれ
においてコネクタ接続されて着脱自在であれば、調整用
光ファイバ４５の長さを任意に変更することができて、
信号光遅延時間を任意に設定することができる。

【００４４】さらに、本実施形態では、所定の長さの調
整用光ファイバを挿入することにより、入力端子４１か
ら出力端子４２に到るまでの信号光の遅延時間を粗調整
するとともに、調整用光ファイバ４５の伸び歪みを調整
することにより、入力端子４１から出力端子４２に到る
までの信号光の遅延時間を微調整することができる。な
お、本実施形態では、調整用光ファイバ４５の伸び歪み
を調整するためにネジ４９Ａ，４９Ｂおよびリール４８
を設けたが、増幅用光ファイバ４４の伸び歪みを調整す
るためにネジおよびリールを設けてもよいし、双方に設
けてもよい。

【００４５】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態について説明する。図５は、第５の実施形態に
係る光増幅装置の構成図である。本実施形態に係る光増
幅装置１００は、Ｎ個の入力端子１１₁〜１１_N、Ｎ個
の出力端子１２₁〜１２_N、Ｎ個の光カプラ１３ ₁〜１
３_N、Ｎ本の増幅用光ファイバ１４₁〜１４_N、Ｎ本の
調整用光ファイバ１５₁〜１５_NおよびＮ個の励起光源
１６₁〜１６_Nを備えて、Ｎ組の光ファイバアンプが並
列配置されたものである。すなわち、第ｎの光ファイバ
アンプは、入力端子１１_nから出力端子１２_nに到るま
での信号光の経路上に光カプラ１３ _n、増幅用光ファイ
バ１４_nおよび調整用光ファイバ１５_nを備え、また、
光カプラ１３_nに接続された励起光源１６_nを備えてい
る（１≦ｎ≦Ｎ）。

【００４６】増幅用光ファイバ１４_nは、希土類元素が
添加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長
の励起光が供給されているときに入力した所定波長の信
号光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファ
イバ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。調整用光ファイバ
１５_nは、信号光の経路上の光接続点Ｐn1とＰn2との間
に設けられており、低損失のシングルモード光ファイバ
が好適に用いられる。この調整用光ファイバ１５_nは、
光接続点Ｐn1およびＰn2それぞれにおいて融着接続され
るのも好適であるが、コネクタ接続により着脱自在であ
るのが更に好適である。

【００４７】調整用光ファイバ１５_nは、入力端子１１
_nから出力端子１２_nに到るまでの信号光の遅延時間を
調整する遅延時間調整手段として用いられている。すな
わち、入力端子１１_nから出力端子１２_nに到るまでの
信号光の遅延時間が所望値になるよう調整用光ファイバ
１５_nの長さは設定され、増幅用光ファイバ１４_nが長
いほど調整用光ファイバ１５_nは短い。

【００４８】励起光源１６_nから出力された励起光（例
えば波長０．９８μｍ）は、光カプラ１３_nを介して増
幅用光ファイバ１４_nに供給される。このとき入力端子
１１ _nに入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ帯）
は、光カプラ１３_nを経て増幅用光ファイバ１４_nに入
力し、増幅用光ファイバ１４_nにおいて光増幅される。
そして、その光増幅された信号光は、調整用光ファイバ
１５_nを経て出力端子１２_nから出力される。入力端子
１１_nから出力端子１２_nに到るまでの信号光の遅延時
間は、その信号光の経路の光路長に応じたものである。

【００４９】本実施形態に係る光増幅装置１００の第ｎ
の光ファイバアンプでは、調整用光ファイバ１５_nの長
さが適切に設定されることにより、入力端子１１_nから
出力端子１２_nに到るまでの信号光の遅延時間が所望値
とされている。なお、調整用光ファイバ１５_nが光接続
点Ｐn1およびＰn2それぞれにおいてコネクタ接続されて
着脱自在であれば、調整用光ファイバ１５_nの長さを任
意に変更することができて、信号光遅延時間を任意に設
定することができる。

【００５０】特に、入力端子１１_nから出力端子１２_n
に到るまでの信号光の遅延時間のばらつきが１００ｐｓ
以下であるのが好適である。また、従来技術の欄で説明
したように、信号光によるデータ送信の速度が２．５Ｇ
ｂｐｓ〜１０Ｇｂｐｓであれば、遅延時間のばらつきは
１０ｐｓ〜４０ｐｓ程度以下であるのが好適である。そ
こで、Ｎ本の調整用光ファイバ１５₁〜１５_Nそれぞれ
の長さは、この遅延時間のばらつきが所定値以下となる
よう適切に設定される。本実施形態に係る光増幅装置１
００は、マトリクススイッチを用いた光交換機において
好適に用いられる。

【００５１】なお、本実施形態においても、増幅用光フ
ァイバまたは調整用光ファイバの温度または伸び歪みを
調整する為の手段を設けてもよい。また、既にこの遅延
時間のばらつきが所定値以下となるようＮ本の増幅用光
ファイバ１４₁〜１４_Nそれぞれの長さが設定されてい
る場合には、Ｎ本の調整用光ファイバ１５₁〜１５_Nは
不要である。

【００５２】（第６の実施形態）次に、本発明の第６の
実施形態について説明する。図６は、第６の実施形態に
係る光増幅装置の構成図である。本実施形態に係る光増
幅装置２００は、Ｎ個の入力端子２１₁〜２１_N、Ｎ個
の出力端子２２₁〜２２_N、Ｎ個の光カプラ２３ ₁〜２
３_N、Ｎ本の増幅用光ファイバ２４₁〜２４_NおよびＮ
個の励起光源２６ ₁〜２６_Nを備えて、Ｎ組の光ファイ
バアンプが並列配置されたものである。すなわち、第ｎ
の光ファイバアンプは、入力端子２１_nから出力端子２
２_nに到るまでの信号光の経路上に光カプラ２３_nおよ
び増幅用光ファイバ２４_nを備え、また、光カプラ２３
_nに接続された励起光源２６_nを備えている（１≦ｎ≦
Ｎ）。

【００５３】増幅用光ファイバ２４_nは、希土類元素が
添加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長
の励起光が供給されているときに入力した所定波長の信
号光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファ
イバ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。増幅用光ファイバ
２４_nは、テープ心線２４０として束ねられており両端
が個別に分離されているのが好適である。あるいは、増
幅用光ファイバ２４_nは、Ｍ（Ｍ＜Ｎ）個のリールの何
れかに巻かれているのが好適である。なお、このリール
は、セパレータが有るタイプのものであってもよいし、
セパレータが無いタイプのものであってもよい。

【００５４】励起光源２６_nから出力された励起光（例
えば波長０．９８μｍ）は、光カプラ２３_nを介して増
幅用光ファイバ２４_nに供給される。このとき入力端子
２１ _nに入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ帯）
は、光カプラ２３_nを経て増幅用光ファイバ２４_nに入
力し、増幅用光ファイバ２４_nにおいて光増幅される。
そして、その光増幅された信号光は出力端子２２_nから
出力される。入力端子２１_nから出力端子２２_nに到る
までの信号光の遅延時間は、その信号光の経路の光路長
に応じたものである。

【００５５】本実施形態に係る光増幅装置２００では、
増幅用光ファイバ２４_nが心線化されていることによ
り、或いは、増幅用光ファイバ２４_nがＭ（Ｍ＜Ｎ）個
のリールの何れかに巻かれていることにより、増幅用光
ファイバ２４_nの長さを揃えることが容易であり、入力
端子２１_nから出力端子２２_nに到るまでの信号光の遅
延時間のばらつきを所定値（例えば１００ｐｓ）以下と
することが容易である。また、小型化の点でも好適であ
る。本実施形態に係る光増幅装置２００も、マトリクス
スイッチを用いた光交換機において好適に用いられる。

【００５６】なお、本実施形態においても、入力端子２
１_nから出力端子２２_nに到るまでの信号光の経路上に
遅延時間を調整する為の調整用光ファイバを設けてもよ
い。また、増幅用光ファイバまたは調整用光ファイバの
温度または伸び歪みを調整する為の手段を設けてもよ
い。

【００５７】（第７の実施形態）次に、本発明の第７の
実施形態について説明する。図７は、第７の実施形態に
係る光増幅装置の構成図である。本実施形態に係る光増
幅装置３００は、Ｎ個の入力端子３１₁〜３１_N、Ｎ個
の出力端子３２₁〜３２_N、Ｎ個の光カプラ３３ ₁〜３
３_N、Ｎ本の増幅用光ファイバ３４₁〜３４_N、１個の
励起光源３６０およびＮ個の光減衰器３６₁〜３６_Nを
備えて、Ｎ組の光ファイバアンプが並列配置されたもの
である。すなわち、第ｎの光ファイバアンプは、入力端
子３１_nから出力端子３２_nに到るまでの信号光の経路
上に光カプラ３３_nおよび増幅用光ファイバ３４_nを備
え、また、光カプラ３３_nに接続された光減衰器３６_n
および共通の励起光源３６０を備えている（１≦ｎ≦
Ｎ）。

【００５８】増幅用光ファイバ３４_nは、希土類元素が
添加されたシリカガラス光ファイバであって、所定波長
の励起光が供給されているときに入力した所定波長の信
号光を光増幅するものであり、具体的にはＥｒ添加ファ
イバ（ＥＤＦ）が好適に用いられる。増幅用光ファイバ
３４_nは、テープ心線３４０として束ねられており両端
が個別に分離されているのが好適である。あるいは、増
幅用光ファイバ３４_nは、Ｍ（Ｍ＜Ｎ）個のリールの何
れかに巻かれているのが好適である。なお、このリール
は、セパレータが有るタイプのものであってもよいし、
セパレータが無いタイプのものであってもよい。

【００５９】励起光源３６０から出力された励起光（例
えば波長０．９８μｍ）は、Ｎ分岐された後に光減衰器
３６_nによりパワー調整され、光カプラ３３_nを介して
増幅用光ファイバ３４_nに供給される。このとき入力端
子３１_nに入力した信号光（例えば波長１．５５μｍ
帯）は、光カプラ３３_nを経て増幅用光ファイバ３４_n
に入力し、増幅用光ファイバ３４_nにおいて光増幅され
る。そして、その光増幅された信号光は出力端子３２_n
から出力される。入力端子３１_nから出力端子３２_nに
到るまでの信号光の遅延時間は、その信号光の経路の光
路長に応じたものである。

【００６０】本実施形態に係る光増幅装置３００でも、
増幅用光ファイバ３４_nが心線化されていることによ
り、或いは、増幅用光ファイバ３４_nがＭ（Ｍ＜Ｎ）個
のリールの何れかに巻かれていることにより、増幅用光
ファイバ３４_nの長さを揃えることが容易であり、入力
端子３１_nから出力端子３２_nに到るまでの信号光の遅
延時間のばらつきを所定値（例えば１００ｐｓ）以下と
することが容易である。また、小型化の点でも好適であ
る。また、本実施形態では、共通の励起光源３６０を設
けることにより、更なる小型化および省電力化の点でも
好適である。さらに、本実施形態では、光減衰器３６_n
を設けることにより、増幅用光ファイバ３４_nに供給さ
れる励起光のパワーを調整することができ、増幅用光フ
ァイバ３４ _nにおける光増幅特性を一定のものとするこ
とができる。本実施形態に係る光増幅装置３００も、マ
トリクススイッチを用いた光交換機において好適に用い
られる。

【００６１】なお、本実施形態においても、入力端子３
１_nから出力端子３２_nに到るまでの信号光の経路上に
遅延時間を調整する為の調整用光ファイバを設けてもよ
い。また、増幅用光ファイバまたは調整用光ファイバの
温度または伸び歪みを調整する為の手段を設けてもよ
い。また、共通の励起光源は、１個でなくても、一般に
Ｌ（Ｌ＜Ｎ）個であってもよい。

【００６２】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、増幅用光フ
ァイバへの励起光の供給は、上記実施形態では信号光の
伝搬方向と同一の方向から行う前方向励起であったが、
信号光の伝搬方向と逆の方向から行う後方向励起であっ
てもよいし、前方向および後方向の双方から行う双方向
励起であってもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光ファイバアンプによれば、入力端子から出力端子
に到るまでの信号光の遅延時間は、遅延時間調整手段に
より調整されて所望の値に設定される。この遅延時間調
整手段として、入力端子から出力端子に到るまでの信号
光の経路上の２つの光接続点の間に所定の遅延時間に対
応した長さを有する調整用光ファイバを挿入するもの
や、その経路上にある光ファイバの温度または伸び歪み
を調整するものが好適であり、これら何れの場合にも、
入力端子から出力端子に到るまでの信号光の遅延時間は
所望の値に設定される。

【００６４】入力端子から出力端子に到るまでの信号光
の経路上に２つの光接続点の間に所定の遅延時間に対応
した長さを有する調整用光ファイバを挿入するととも
に、その経路上にある光ファイバの温度または伸び歪み
を調整する場合には、入力端子から出力端子に到るまで
の信号光の遅延時間は、粗調整および微調整の双方が可
能である。

【００６５】また、本発明に係る光増幅装置は、Ｎ個の
入力端子、Ｎ本の増幅用光ファイバおよびＮ個の出力端
子を有し、第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の入力端子に入力した信
号光を第ｎの増幅用光ファイバにおいて光増幅して第ｎ
の出力端子から出力する光増幅装置であって、第ｎの入
力端子から第ｎ出力端子に到るまでの信号光の遅延時間
のばらつきが１００ｐｓ以下であるので、マトリクスス
イッチを用いた光交換機において好適に用いられる。

【００６６】第ｎの入力端子から第ｎ出力端子に到るま
での信号光の遅延時間を調整する遅延時間調整手段を備
える場合には、信号光の遅延時間のばらつきは、遅延時
間調整手段により容易に低減され得る。その遅延時間調
整手段として、第ｎの入力端子から第ｎの出力端子に到
るまでの信号光の経路上の２つの光接続点の間に調整用
光ファイバを挿入して、第ｎの入力端子から第ｎの出力
端子に到るまでの信号光の遅延時間を調整するものであ
るのが好適である。

【００６７】Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれがＭ（Ｍ
＜Ｎ）個のリールの何れかに巻かれている場合や、Ｎ本
の増幅用光ファイバがテープ心線化されている場合に
は、信号光の遅延時間のばらつきを所定値（例えば１０
０ｐｓ）以下とすることが容易であり、小型化が可能で
ある。

【００６８】また、Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれに
Ｌ（Ｌ＜Ｎ）個の励起光源の何れかから出力された励起
光が供給される場合には、小型化および省電力化が可能
である。また、Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれに供給
される励起光のパワーを調整するＮ個の光減衰器を更に
備える場合には、Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれにお
ける光増幅特性を一定のものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る光ファイバアンプの構成
図である。

【図２】第２の実施形態に係る光ファイバアンプの構成
図である。

【図３】第３の実施形態に係る光ファイバアンプの構成
図である。

【図４】第４の実施形態に係る光ファイバアンプの構成
図である。

【図５】第５の実施形態に係る光増幅装置の構成図であ
る。

【図６】第６の実施形態に係る光増幅装置の構成図であ
る。

【図７】第７の実施形態に係る光増幅装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０…光ファイバアンプ、１１，２
１，３１，４１…入力端子、１２，２２，３２，４２…
出力端子、１３，２３，３３，４３…光カプラ、１４，
２４，３４，４４…増幅用光ファイバ、１５，２５，３
５，４５…調整用光ファイバ、１６，２６，３６，４６
…励起光源、２７Ａ，２７Ｂ，３７…ヒータ、３８，４
８…リール、４９Ａ，４９Ｂ…ネジ、１００，２００，
３００…光増幅装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力端子に入力した信号光を増幅用光フ
ァイバにおいて光増幅して出力端子から出力する光ファ
イバアンプであって、前記入力端子から前記出力端子に
到るまでの信号光の遅延時間を調整する遅延時間調整手
段を備えることを特徴とする光ファイバアンプ。
【請求項２】前記遅延時間調整手段は、前記入力端子
から前記出力端子に到るまでの信号光の経路上に２つの
光接続点を設け、その２つの光接続点の間に所定の遅延
時間に対応した長さを有する調整用光ファイバを挿入し
て、前記入力端子から前記出力端子に到るまでの信号光
の遅延時間を調整することを特徴とする請求項１記載の
光ファイバアンプ。
【請求項３】前記遅延時間調整手段は、前記入力端子
から前記出力端子に到るまでの信号光の経路上にある光
ファイバの温度を調整して、前記入力端子から前記出力
端子に到るまでの信号光の遅延時間を調整することを特
徴とする請求項１記載の光ファイバアンプ。
【請求項４】前記遅延時間調整手段は、前記入力端子
から前記出力端子に到るまでの信号光の経路上にある光
ファイバの伸び歪みを調整して、前記入力端子から前記
出力端子に到るまでの信号光の遅延時間を調整すること
を特徴とする請求項１記載の光ファイバアンプ。
【請求項５】前記遅延時間調整手段は、前記入力端子から前記出力端子に到るまでの信号光の経
路上に２つの光接続点を設け、その２つの光接続点の間
に所定の遅延時間に対応した長さを有する調整用光ファ
イバを挿入して、前記入力端子から前記出力端子に到る
までの信号光の遅延時間を粗調整するとともに、前記入力端子から前記出力端子に到るまでの信号光の経
路上にある光ファイバの温度または伸び歪みを調整し
て、前記入力端子から前記出力端子に到るまでの信号光
の遅延時間を微調整することを特徴とする請求項１記載
の光ファイバアンプ。
【請求項６】Ｎ個の入力端子、Ｎ本の増幅用光ファイ
バおよびＮ個の出力端子を有し、第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の
入力端子に入力した信号光を第ｎの増幅用光ファイバに
おいて光増幅して第ｎの出力端子から出力する光増幅装
置であって、前記第ｎの入力端子から前記第ｎ出力端子
に到るまでの信号光の遅延時間のばらつきが１００ｐｓ
以下であることを特徴とする光増幅装置。
【請求項７】前記第ｎの入力端子から前記第ｎ出力端
子に到るまでの信号光の遅延時間を調整する遅延時間調
整手段を備えることを特徴とする請求項６記載の光増幅
装置。
【請求項８】前記遅延時間調整手段は、前記第ｎの入
力端子から前記第ｎの出力端子に到るまでの信号光の経
路上に２つの光接続点を設け、その２つの光接続点の間
に調整用光ファイバを挿入して、前記第ｎの入力端子か
ら前記第ｎの出力端子に到るまでの信号光の遅延時間を
調整することを特徴とする請求項７記載の光増幅装置。
【請求項９】前記Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれ
は、Ｍ（Ｍ＜Ｎ）個のリールの何れかに巻かれているこ
とを特徴とする請求項６記載の光増幅装置。
【請求項１０】前記Ｎ本の増幅用光ファイバは、テー
プ心線化されていることを特徴とする請求項６記載の光
増幅装置。
【請求項１１】前記Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれ
は、Ｌ（Ｌ＜Ｎ）個の励起光源の何れかから出力された
励起光が供給されることを特徴とする請求項６記載の光
増幅装置。
【請求項１２】前記Ｎ本の増幅用光ファイバそれぞれ
に供給される励起光のパワーを調整するＮ個の光減衰器
を更に備えることを特徴とする請求項１１記載の光増幅
装置。