JP2001358389A

JP2001358389A - 広帯域光増幅器及び広帯域可変波長光源

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Publication number: JP2001358389A
Application number: JP2001044303A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Shioda; 和教塩田; Eiji Kano; 英司狩野
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2001-12-26
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: JP4664513B2

Abstract

(57)【要約】【課題】入力光の波長帯域が既知で、かつ単一のバンド
内にあるとき、これを所定に増幅する広帯域光増幅器お
よびこれを用いる広帯域可変波長光源を提供する。【解決手段】光スイッチは第１にＣバンド帯域の光信号
を増幅するときはＣバンド光増幅器から出力される光信
号を外部へ出射し、第２にＬバンド帯域の光信号を増幅
するときはＣバンド光増幅器から出力される光信号を受
けて、さらに励起光で励起されたＥＤＦの入力端へ接続
してＬバンド増幅器を形成し、Ｌバンド光増幅器から出
力される光信号を外部へ出射することができる光スイッ
チを備えた広帯域光増幅器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、広帯域光増幅器
および広帯域可変波長光源に関する。特に、１．５５μ
ｍ帯（１．５３μｍ〜１．５６５μｍ：Ｃバンド）およ
び１．５８μｍ帯（１．５６５μｍ〜１．６０μｍ：Ｌ
バンド）の両帯域に渡る広帯域な波長における既知の波
長を対象として増幅可能とする広帯域光増幅器およびこ
れを用いる広帯域可変波長光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術について、図１の広帯域光増幅
器を参照して以下に説明する。尚、ＣバンドとＬバンド
の両帯域に渡る広帯域光増幅器の参考資料としては、特
開平１０−２２９２３８があり、また参考文献：Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＬｅｔｔ．３３，ｐ７１０，１９９７
Ｍ．Ｙａｍａｄａｅｔ．ａｌ．がある。

【０００３】広帯域光増幅器の要部構成は、図１に示す
ように、Ｃバンド光増幅器１００と、Ｌバンド光増幅器
２００と、分波器と、合波器とで成る。一方のＣバンド
光増幅器１００は第１光アイソレータ１１と、第１Ｅｒ
添加光ファイバ２１と、第１励起光源３１と、ＷＤＭカ
プラ３１ｃと、第２光アイソレータ１２とで成る。他方
のＬバンド光増幅器２００は第３光アイソレータ１３
と、第２励起光源３２と、ＷＤＭカプラ３２ｃと、第２
Ｅｒ添加光ファイバ２２と、第３励起光源３３と、ＷＤ
Ｍカプラ３３ｃと、第４光アイソレータ１４とで成る。
分波器は一例としてＷＤＭカプラ６１が使用され、合波
器は一例としてＷＤＭカプラ６２が使用される。

【０００４】入射光１０ｓは分波器であるＷＤＭ（波長
分割多重：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭ
ｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラ６１へ入射され、これ
により２分岐して第１光アイソレータ１１と第３光アイ
ソレータ１３とへ分配供給される。尚、ＷＤＭカプラの
代わりに他の分波器を用いても良い、また光スイッチを
用いる構成例もある。

【０００５】一方のＣバンド光増幅器１００を説明す
る。第１光アイソレータ１１は逆方向に通過する光を遮
断するものであって、上記で分配された入射光１０ｓを
通過出力して第１Ｅｒ添加光ファイバ２１へ供給する。
出力端側からの逆方向となる励起光等の不要信号は遮断
する。

【０００６】第１Ｅｒ添加光ファイバ（エルビウム・ド
ープ・ファイバ）２１は増幅媒体として用いられ、且
つ、Ｃバンドを増幅するのに最適化されたファイバ長の
条件に形成しておく。例えば、ファイバ長として２０ｍ
のＥｒ添加光ファイバが使用される。第１励起光源３１
からの励起光源をＷＤＭカプラ３１ｃを介して受けて、
希土類添加光ファイバのレーザ作用を利用して入力光信
号１１ｓを数十ｄＢ増幅した光信号２１ｓを第２光アイ
ソレータ１２へ供給する。

【０００７】第１励起光源３１とＷＤＭカプラ３１ｃは
第１Ｅｒ添加光ファイバ２１を所望に励起して増幅させ
る励起光源を発生して供給する。

【０００８】第２光アイソレータ１２も上記同様に逆方
向に通過する光を遮断するものであって、上記でＣバン
ドを数十ｄＢ、例えば２０ｄＢ以上増幅した光信号２１
ｓを出力し、出力側からの逆光を阻止する。

【０００９】他方のＬバンド光増幅器２００も上記同様
である。但し、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２はＬバンド
に対応したファイバ長の条件に形成したものを使用す
る。例えば、ファイバ長として１２０ｍのＥｒ添加光フ
ァイバが使用される。第３光アイソレータ１３と第２Ｅ
ｒ添加光ファイバ２２との間に第２励起光源３２を備
え、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２と第４光アイソレータ
１４との間に第３励起光源３３を備えてＬバンドを数十
ｄＢ、例えば２０ｄＢ以上増幅可能な構成としている。
尚、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２がＬバンドの増幅を行
うには、例えば１２０ｍもの長尺のＥｒ添加光ファイバ
が必要であり、この長尺のファイバを励起する為には双
方向励起あるいはハイパワーでの励起が必要である。図
１では双方向励起とした構成例である。

【００１０】ＷＤＭカプラ６２は合波器として使用さ
れ、上記Ｃバンド光増幅器１００から出力される数十ｄ
Ｂ増幅したＣバンドの光信号１２ｓと、上記Ｌバンド光
増幅器２００から出力される数十ｄＢ増幅したＬバンド
の光信号１３ｓとを受けて、両者を合波した出射光６２
ｓとして出力する。尚、ＷＤＭカプラの代わりに他の合
成器を用いても良い。また光スイッチを用いる構成例も
ある。

【００１１】図１の構成例に示したように、Ｃバンドと
Ｌバンドの両帯域に渡る一般的な広帯域光増幅器は、光
の進行方向を一方向に制限する光アイソレータ１１、１
３を通過した信号光は、ＷＤＭカプラ３１ｃ、３２ｃ、
３３ｃを介して入力される励起光源３１、３２、３３か
らの励起光による対応するＥｒ添加光ファイバ２１、２
２により所定に光増幅される。増幅された光信号は各々
光アイソレータ１２、１３を経て出力される。ここで、
光増幅される帯域はＥｒ添加光ファイバ２１、２２のフ
ァイバ長と励起光源の励起光強度により制御でき、特に
Ｅｒ添加光ファイバ長を長くすることにより、増幅帯域
は徐々に長波長側へ移ることが知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述説明したように、
ＣバンドとＬバンドの両帯域に渡る広帯域な増幅を行う
には、多数の励起光源を必要とする。また、Ｃバンド、
Ｌバンドの双方の入出力両側に光アイソレータが各々必
要となり、分波器が必要となる結果、光の挿入損失もあ
り、また光部品数が多く高価になりやすい難点がある。
更に、Ｅｒ添加光ファイバについても例えばＣバンド増
幅用で２０ｍ長、Ｌバンド増幅用で１２０ｍ長が、それ
ぞれ必要となる難点がある。一方で、入力光信号１１ｓ
は既知の波長で使用される場合が殆どである。そこで、
本発明が解決しようとする課題は、入力光の波長帯域が
既知で、かつ単一のバンド内にあるとき、これを所定に
増幅する広帯域光増幅器およびこれを用いる広帯域可変
波長光源を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第２図は、本発明に係る
解決手段を示している。上記課題を解決するために、少
なくとも２つの波長増幅帯域を有し、入力される光信号
の波長帯域が単一でかつ既知である入力条件の入力信号
光を対象とする光増幅器において、光スイッチと、励起
用光源によって励起光を注入できるようにした励起光源
と光カプラとエルビウムをドープした光ファイバ（以下
ＥＤＦ）の組み合わせを少なくとも２組備えることを特
徴とする広帯域光増幅器である。上記発明によれば、入
力光の波長帯域が既知で、かつ単一のバンド内にあると
き、これを所定に増幅する、より安価な装置を構成可能
な広帯域光増幅器が実現できる。

【００１４】また、上述励起光源と光カプラとＥＤＦと
を２組備えるとき、上述ＥＤＦは、第一の組み合わせを
用いて構成される第１の光増幅器の増幅帯域と、第１と
第２の両方の組み合わせを用いて構成される第２の光増
幅器の増幅帯域を、それぞれ所定の増幅帯域に最適化さ
れるように前記２つのＥＤＦの長さ若しくはＥＤＦの長
さとエルビウムのドープ濃度を所定に設定することを特
徴とする上述広帯域光増幅器がある。

【００１５】また、上述光スイッチは第１の光増幅器の
増幅帯域の光信号を増幅するときは第１の光増幅器の構
成から出力される光信号を受けて本広帯域光増幅器の光
信号出力端へ光路接続して外部へ出射し、第２の光増幅
器の増幅帯域の光信号を増幅するときは第１の光増幅器
の構成から出力される光信号を受けて前記光源とカプラ
とＥＤＦの第２の組み合わせの入力端へ光路接続して全
体で第２の光増幅器を構成し、前記第２の組み合わせか
ら出力される光信号を受けて本広帯域光増幅器の光信号
出力端へ光路接続して外部へ出射することを特徴とする
上述広帯域光増幅器がある。

【００１６】第３図は、本発明に係る解決手段を示して
いる。上記課題を解決するために、第１の光増幅器の増
幅波長領域と第２の光増幅器の増幅波長領域の両波長領
域における所定波長の光信号を発振して出力する広帯域
可変波長光源において、上述広帯域光増幅器を具備し、
ループを形成して発振させる波長を発振波長と呼称した
とき、前記発振波長はＣバンド波長領域とＬバンド波長
領域の両波長領域における所定の波長であり、前記発振
波長の成分は通過出力させ、他の波長成分は所定に減衰
させ若しくは通過阻止させるバンドパス・フィルタであ
り、且つ前記バンドパス・フィルタの中心波長である上
記発振波長を外部から可変制御可能な手段を備える可変
波長光フィルタ７０を具備し、可変波長光フィルタ７０
でフィルタされた出力光を２分岐し、分岐した一方は上
記広帯域光増幅器の入力端へ供給して発振ループを形成
させ、他方は当該広帯域可変波長光源の出力光として外
部へ出力する光分波器８５を具備し、以上の構成要素に
よって帰還ループを形成させて発振した出射光８５ｓを
可変波長光源として外部へ出力することを特徴とする広
帯域可変波長光源がある。

【００１７】第２図〜第１３図は、本発明に係る解決手
段を示している。また、第１の光増幅器１２０は第１光
アイソレータ１１と第１Ｅｒ添加光ファイバ２１と第１
励起光源３１と第２光アイソレータ１２とを備えると
き、第１光アイソレータ１１は外部からの入射光１０ｓ
を受けて通過させ、逆方向の出力端側からの不要な光信
号は遮断し、第１Ｅｒ添加光ファイバ２１は第１の光増
幅器の増幅波長領域を所定に増幅するＥｒ（Ｅｒｂｉｕ
ｍ）濃度と長さを備える増幅媒体であり、第１励起光源
３１は第１Ｅｒ添加光ファイバ２１へＣバンド波長領域
を所定に増幅させる励起用の光源をＷＤＭカプラ３１ｃ
を介して供給する励起用光源であり、第２光アイソレー
タ１２は第１Ｅｒ添加光ファイバ２１から出力される光
信号はそのまま通過して出力させ、逆方向からの不要な
光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータであり、
以上をＣバンド光増幅器１２０に具備していることを特
徴とする上述広帯域光増幅器がある。

【００１８】第２図〜第６図と第９図〜第１１図は、本
発明に係る解決手段を示している。また、第２の光増幅
器３２０の構成要素２２０は第２励起光源３２と第２Ｅ
ｒ添加光ファイバ２２と第３光アイソレータ１３とを備
えるとき、第２励起光源３２は第２Ｅｒ添加光ファイバ
２２へＬバンド波長領域を所定に増幅させる励起用の光
源をＷＤＭカプラ３２ｃを介して供給する励起用光源で
あり、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２は第１Ｅｒ添加光フ
ァイバ２２とによって第２の光増幅器の増幅波長領域を
所定に増幅するＥｒ濃度と長さを備える増幅媒体であ
り、第３光アイソレータ１３は第２Ｅｒ添加光ファイバ
２２から出力される光信号はそのまま通過して出力さ
せ、逆方向からの不要な光信号は遮断する方向性を備え
るアイソレータであり、以上を具備していることを特徴
とする上述広帯域光増幅器がある。

【００１９】第７図と第８図と第１２図と第１３図は、
本発明に係る解決手段を示している。また、第２の光増
幅器３２０の構成要素２２０は第２励起光源３２と第２
Ｅｒ添加光ファイバ２２と第３励起光源３３と第３光ア
イソレータ１３とを備えるとき、第２励起光源３２と第
３励起光源３３とは第２Ｅｒ添加光ファイバ２２へＬバ
ンド波長領域を所定に増幅させる励起用の光源をＷＤＭ
カプラ３２ｃ、３３ｃを介して供給する励起用光源であ
り、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２は第１Ｅｒ添加光ファ
イバ２２とによって第２の光増幅器の増幅波長領域を所
定に増幅するＥｒ濃度と長さを備える増幅媒体であり、
第３光アイソレータ１３は第２Ｅｒ添加光ファイバ２２
から出力される光信号はそのまま通過して出力させ、逆
方向からの不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイ
ソレータであり、以上を具備していることを特徴とする
上述広帯域光増幅器がある。

【００２０】第２図と第５図と第７図は、本発明に係る
解決手段を示している。また、上述第１の光増幅器１２
０に備える各構成要素は直列接続され、光信号の入力側
からの配設順序は第１光アイソレータ１１、第１Ｅｒ添
加光ファイバ２１、第１励起光源３１、第２光アイソレ
ータ１２の配設順序であることを特徴とする上述広帯域
光増幅器がある。第４図と第６図と第８図は、本発明に
係る解決手段を示している。また、上述第１の光増幅器
１２０に備える各構成要素は直列接続され、光信号の入
力側からの配設順序は第１光アイソレータ１１、第１励
起光源３１、第１Ｅｒ添加光ファイバ２１、第２光アイ
ソレータ１２の配設順序であることを特徴とする上述広
帯域光増幅器がある。

【００２１】第２図と第４図は、本発明に係る解決手段
を示している。また、上述第２の光増幅器３２０に備え
る各構成要素は直列接続され、光信号の入力側からの配
設順序は第１の光増幅器、第２励起光源３２、第２Ｅｒ
添加光ファイバ２２、第３光アイソレータ１３の配設順
序であることを特徴とする上述広帯域光増幅器がある。
第５図と第６図は、本発明に係る解決手段を示してい
る。また、上述第２の光増幅器３２０に備える各構成要
素は直列接続され、光信号の入力側からの配設順序は第
１の光増幅器、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２、第２励起
光源３２、第３光アイソレータ１３の配設順序であるこ
とを特徴とする上述広帯域光増幅器がある。第７図と第
８図は、本発明に係る解決手段を示している。また、上
述第２の光増幅器３２０に備える各構成要素は直列接続
され、光信号の入力側からの配設順序は第１の光増幅
器、第２励起光源３２、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２、
第３励起光源３３、第３光アイソレータ１３の配設順序
であることを特徴とする上述広帯域光増幅器がある。

【００２２】上記課題を解決するために、少なくとも２
つの波長増幅帯域を有し、入力される光信号の波長帯域
が単一でかつ既知である入力条件の入力信号光を対象と
する光増幅器において、光スイッチと、励起用光源によ
って励起光を注入できるようにした励起光源と、光カプ
ラとエルビウムをドープした光ファイバ（以下ＥＤＦと
呼称）との組み合わせに基づいて所定に増幅して出力す
る光増幅器を少なくとも２組備え、長波長の増幅帯域を
増幅する上記光増幅器内の、励起光を注入し且つ上記Ｅ
ＤＦから出力される増幅信号光及びＡＳＥ光を通過出力
する合分波カプラ（例えばＷＤＭカプラ）は、ＡＳＥ光
の波長帯域の中で当該光増幅器が増幅する波長帯域より
も短い波長帯域のＡＳＥ光成分が信号出力に重畳しない
ようにフィルタ除去できる合分波カプラである、ことを
特長とする広帯域光増幅器がある。

【００２３】第１５図と第１７図は、本発明に係る解決
手段を示している。上記課題を解決するために、少なく
とも２つの波長増幅帯域を有し、入力される光信号の波
長帯域が既知である入力条件の入力信号光を対象とする
光増幅器において、光スイッチと、励起用光源によって
励起光を注入できるようにした励起光源と、光カプラと
エルビウムをドープした光ファイバ（以下ＥＤＦと呼
称）との組み合わせに基づいて所定に増幅して出力する
光増幅器を少なくとも２組備え、前段の光増幅器からの
増幅信号光及びＡＳＥ光を後段の光増幅器のＥＤＦが受
け、且つ励起光を当該ＥＤＦへ注入して長波長の増幅帯
域を増幅するとき、上記ＥＤＦの出力側から増幅された
増幅信号光及びＡＳＥ光を当該光増幅器外へ出力する光
路に対して、長波長の増幅帯域以外のＡＳＥ光成分を所
定に通過阻止若しくは所定に減衰する光学フィルタ素子
を挿入して備える、ことを特長とする広帯域光増幅器が
ある。

【００２４】また、上述光学フィルタ素子の一態様とし
ては、ＡＳＥ光成分の中で所定波長帯域を選択的に通過
阻止し、且つ上記ＥＤＦへ励起光を注入できるＷＤＭカ
プラ４０である、ことを特長とする上述広帯域光増幅器
がある。

【００２５】また、上述長波長の増幅帯域を増幅する光
増幅器内に備えるＥＤＦに対する励起光の注入の一態様
としては、後方励起、若しくは双方向励起とする、こと
を特長とする上述広帯域光増幅器がある。また、上述長
波長の増幅帯域を増幅する光増幅器の前段に接続される
光増幅器内に備えるＥＤＦに対する励起光の注入の一態
様としては、前方励起、後方励起、若しくは双方向励起
とする、ことを特長とする上述広帯域光増幅器がある。

【００２６】また、上述短波長増幅帯域はＣバンドであ
り、上記長波長増幅帯域はＬバンドである、ことを特長
とする上述広帯域光増幅器がある。また、上述広帯域光
増幅器として２つの第１光増幅器と第２光増幅器とを備
えるとき、前段に備える第１の光増幅器が増幅する短波
長増幅帯域はＣバンドであり、第２光増幅器によって増
幅する長波長増幅帯域はＬバンドである、ことを特長と
する上述広帯域光増幅器がある。

【００２７】第２図と第４図〜第８図と第１５図と第１
８図は、本発明に係る解決手段を示している。上記課題
を解決するために、外部から入力される入力信号光は第
１波長帯域と第２波長帯域との２つ波長帯域の光信号で
あり、且つ前記光信号は単一で既知の光信号の入力であ
るとき、当該入力信号光を受けて所定に増幅して出力す
る光増幅器において、第１波長帯域（例えばＣバンド）
は第２波長帯域（例えばＬバンド）よりも短い波長帯域
であると仮定したとき、第１波長帯域を所定に増幅可能
なエルビウムのドープ濃度条件とファイバ長とを備える
第１エルビウムドープファイバ（第１ＥＤＦと呼称）を
具備し、第２波長帯域を所定に増幅可能なエルビウムの
ドープ濃度条件とファイバ長とを備えるエルビウムドー
プファイバに対して、第１ＥＤＦのファイバ条件を差し
引いた残りのエルビウムドープファイバとする第２エル
ビウムドープファイバ（第２ＥＤＦと呼称）を具備し、
外部からの入力信号光を受けて、第１ＥＤＦに基づいて
第１波長帯域を所定に増幅して出力可能な構成要素を内
蔵する第１の光増幅器１２０を具備し、第１の光増幅器
１２０から出力される増幅信号光及び自然放出光（ＡＳ
Ｅ光）を受けて、第１ＥＤＦと第２ＥＤＦとの直列接続
に基づいて第２波長帯域を所定に増幅して出力可能な構
成要素を内蔵する第２の光増幅部２２０を具備し、第１
に第１波長帯域を増幅して出力する場合には第１の光増
幅器１２０の出力端を本広帯域光増幅器の外部出力端へ
光路接続し、第２に第２波長帯域を増幅して出力する場
合には第１の光増幅器１２０の出力端を第２の光増幅部
２２０の入力端へ光路接続し、且つ第２の光増幅部２２
０の出力端を本広帯域光増幅器の外部出力端へ光路接続
する光路切替を行うことが可能な光スイッチ５０を具備
し、以上を具備することを特徴とする広帯域光増幅器が
ある。

【００２８】第１５図と第１７図は、本発明に係る解決
手段を示している。また、上述第２の光増幅部２２０の
一態様としては、第２波長帯域を所定に増幅して出力す
るとき、第２波長帯域以外のＡＳＥ光成分を所定にフィ
ルタ除去する光学フィルタ素子（例えばＣバンド波長領
域以下を通過阻止するフィルタ構造を備えたＷＤＭカプ
ラ４０を更に備える、ことを特徴とする上述広帯域光増
幅器がある。

【００２９】上記課題を解決するために、短い波長帯域
を増幅する第１の光増幅器１２０と、前記短い波長帯域
よりも長い波長帯域を増幅する第２の光増幅器３２０の
構成要素２２０と、を備える構成の光増幅器において、
長い波長帯域の増幅は第１の光増幅器１２０と第２の光
増幅部２２０とを直列接続した光路接続構成に基づいて
上記長い波長帯域を増幅する、ことにより第１の光増幅
器１２０と第２の光増幅部２２０に備える両エルビウム
ドープファイバが直列接続されて長い波長帯域が所定に
増幅可能となる、ことを特徴とする広帯域光増幅器があ
る。

【００３０】尚、本願発明手段は、所望により、上記解
決手段における各要素手段を適宜組み合わせて、実用可
能な他の構成手段としても良い。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を適用した実施の形
態の一例を図面を参照しながら説明する。また、以下の
実施の形態の説明内容によって特許請求の範囲を限定す
るものではないし、更に、実施の形態で説明されている
要素や接続関係が解決手段に必須であるとは限らない。

【００３２】本発明の広帯域光増幅器について、図２と
図１４とを参照して以下に説明する。尚、従来構成に対
応する構成要素は同一符号を付し、また重複する部位の
説明は省略する。広帯域光増幅器の要部構成は、Ｃバン
ド光増幅器１２０と、Ｌバンド光増幅器３２０の構成要
素２２０と、光スイッチ５０とで成る。これは従来の構
成に対して２分岐用のＷＤＭカプラ６１と合波用のＷＤ
Ｍカプラ６２とを削除し、更に、１個のアイソレータと
１個の励起光源とＷＤＭカプラとを削除し、代わりに、
光スイッチ５０を追加した構成で成る。本発明の広帯域
光増幅器は、少なくとも２つの波長増幅帯域を有し入力
光信号１１ｓの波長帯域が単一でかつ既知で入力される
ことを前提条件とした装置構成である。従って、第１
に、入力光信号１１ｓがＣバンド帯域の波長の場合はＣ
バンド光増幅器１２０でＣバンド帯域を増幅してそのま
ま出力し、第２に、入力光信号１１ｓがＬバンド帯域の
波長の場合はＣバンド光増幅器１２０とＬバンド光増幅
器３２０の構成要素２２０とでＬバンド帯域を増幅して
出力する。

【００３３】一方のＣバンド光増幅器１２０の構成要素
は第１光アイソレータ１１と、第１Ｅｒ添加光ファイバ
２１と、第１励起光源３１と、ＷＤＭカプラ３１ｃと、
第２光アイソレータ１２とで成る。他方のＬバンド光増
幅器２２０の構成要素は第２励起光源３２と、ＷＤＭカ
プラ３２ｃと、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２と、第３光
アイソレータ１３とで成る。

【００３４】光スイッチ５０はＣバンド光増幅器１２０
でＣバンド帯域を増幅して出力する第１の動作形態と、
Ｃバンド光増幅器１２０とＬバンド光増幅器３２０の構
成要素２２０とを直列接続してＬバンド帯域を増幅して
出力する第２の動作形態と、に切り替える光路切換スイ
ッチであって、外部からの制御によって切換制御され
る。

【００３５】第１の動作形態においては、Ｃバンド帯域
の入射光１０ｓを受けて、Ｃバンド光増幅器１２０によ
り所定に数十ｄＢ、例えば２０ｄＢ以上を増幅（図１４
Ａ参照）した光信号１２ｓを光スイッチ５０を通過（図
２Ａ参照）し、出射光５１ｓとして出力される。ここ
で、第１Ｅｒ添加光ファイバ２１のファイバ長は、従来
と同様の、例えば２０ｍのＥｒ添加光ファイバが使用さ
れる。

【００３６】第２の動作形態においては、Ｌバンド帯域
の入射光１０ｓを受けて、最初にＣバンド光増幅器１２
０ではＬバンド帯域の入射光１０ｓと、第１Ｅｒ添加光
ファイバ２１で励起されて出力されるＣバンド帯域の自
然放出光（ＡＳＥ光）と共に混在して出力される。これ
が光スイッチ５０を通過（図２Ｂ参照）してＬバンド光
増幅器３２０の構成要素２２０へ供給される。次に、Ｌ
バンド光増幅器３２０の構成要素２２０では、第２Ｅｒ
添加光ファイバ２２のファイバ長は、従来とは異なっ
て、例えば１２０ｍ−２０ｍ＝１００ｍ長のＥｒ添加光
ファイバが使用される。そして、上記ＡＳＥ光と入射光
１０ｓとが混在した光信号５２ｓを受けて、第２励起光
源３２とＡＳＥ光とにより第２Ｅｒ添加光ファイバ２２
を励起することでＬバンド帯域の光信号は所定に数十ｄ
Ｂ、例えば２０ｄＢ以上を増幅（図１４Ｂ参照）した光
信号２２ｓを光スイッチ５０を通過（図２Ｃ照）し、出
射光５１ｓとして出力される。上記のように、第１Ｅｒ
添加光ファイバ２１のファイバ長をＡとし、第２Ｅｒ添
加光ファイバ２２のファイバ長をＢとしたとき、２つの
Ｅｒ添加光ファイバ２１、２２の長さを加算した（Ａ＋
Ｂ）のトータル長がＬバンドを増幅するのに必要な長さ
になる。上記数値例では２０ｍ長のＥｒ添加光ファイバ
が削減できる。従って、短くできる第２Ｅｒ添加光ファ
イバ２２は安価にできる利点が得られる。更に、上記構
成によれば、Ｃバンド光増幅器１２０で出力されたＡＳ
Ｅ光と、Ｌバンド光増幅器３２０の構成要素２２０の第
２励起光源３２とによって第２Ｅｒ添加光ファイバ２２
を励起される結果、第２励起光源３２は少ない励起光源
で済むという利点が得られる。

【００３７】上述した図２の構成によれば、Ｃバンド光
増幅器１２０とＬバンド光増幅器３２０の構成要素２２
０とを直列接続して増幅する構成としたことにより、Ｃ
バンド光成分とＬバンド光成分とが所定に増幅された出
射光５１ｓが得られる。この結果、従来と同様の広帯域
増幅機能が安価に実現される利点が得られる。更に、図
１に示す構成要素における２分岐用のＷＤＭカプラ６１
と合波用のＷＤＭカプラ６２と、１個のアイソレータと
励起光源とＷＤＭカプラとを削除し、代わりに光スイッ
チ５０を設ける構成で実現される結果、装置がより安価
に構成できる大きな利点が得られる。

【００３８】次に、上述広帯域光増幅器を適用した広帯
域可変波長光源について、図３を参照して以下に説明す
る。これは図２の増幅構成を適用した応用である。尚、
図２と同一の要素は同一符号を付し、また重複する部位
の説明は省略する。広帯域可変波長光源の要部構成は、
図２の構成要素に対して、可変波長光フィルタ７０と、
光分波器８５とを追加した構成で成る。

【００３９】接続は、光スイッチ５０の出力端を可変波
長光フィルタ７０の入力端へ接続し、可変波長光フィル
タ７０の出力端は光分波器８５を介して第１光アイソレ
ータ１１の入力端へ接続する。広帯域可変波長光源の出
力光は光分波器８５で分波したものを出射する。これに
よれば、ファイバリング（共振器）のループが形成され
る結果レーザー発振させることができる。また、発振波
長は、増幅帯域をＣバンド、Ｌバンドに切替える光スイ
ッチ５０と、可変波長光フィルタ７０のフィルタによる
同調によってループゲインを１以上となる波長で発振さ
せることにより任意の発振波長に設定できる。

【００４０】光スイッチ５０は、Ｃバンド域を発振させ
たい場合はＣバンド光増幅器１２０が出力する光信号１
２ｓを出力するように光路を切換制御し、Ｌバンド域を
発振させたい場合はＬバンド光増幅器３２０の構成要素
２００が出力する光信号１３ｓを出力するように光路を
切換制御する。

【００４１】可変波長光フィルタ７０は外部から任意に
制御可能な波長フィルタであって、光スイッチ５０の出
力端（出力ポート）からの出射光５１ｓを入力として受
けて、少なくともＣバンド、Ｌバンドの両波長範囲を可
変可能な波長フィルタとし、その設定制御されたフィル
タ波長の成分が最小の通過ロスで通過出力する。尚、な
るべく急峻な帯域特性（フィルタ特性）のものを使用す
ることが望ましい。

【００４２】光分波器８５は、上記可変波長光フィルタ
７０から出力される光信号７０ｓを受けて２経路に分波
して出力する。一方の分波光８６ｓは第１光アイソレー
タ１１の入力端へ供給されてループを形成し、他方の分
波光は本広帯域可変波長光源の出射光８５ｓとして外部
へ出力される。

【００４３】上述した図３の構成によれば、比較的簡単
な構成でＣバンドからＬバンド域にわたる広帯域な可変
波長光源が実現できる大きな利点が得られる。

【００４４】尚、本発明の技術的思想は、上述実施の形
態の具体構成例に限定されるものではない。更に、所望
により、上述実施の形態を変形して応用してもよい。以
下に、応用構成例を示す。

【００４５】広帯域光増幅器の変形構成例を図４に示
す。これは図２に示す広帯域光増幅器において、第１励
起光源３１は第１Ｅｒ添加光ファイバ２１を後方励起す
る場合であったが、図４に示すように、前方励起するよ
うに配設位置を変更しても良く、上述同様にして実施で
きる。

【００４６】また、変形構成例を図５に示す。これは図
２に示す広帯域光増幅器において、第２励起光源３２は
第２Ｅｒ添加光ファイバ２２を前方励起する場合であっ
たが、図５に示すように、後方励起するように配設位置
を変更しても良く、上述同様にして実施できる。

【００４７】また、変形構成例を図６に示す。これは図
２に示す広帯域光増幅器において、第１励起光源３１は
第１Ｅｒ添加光ファイバ２１を、前方励起するように配
設位置を変更し、更に、第２励起光源３２は第２Ｅｒ添
加光ファイバ２２を後方励起するように配設位置を変更
しても良く、上述同様にして実施できる。

【００４８】また、変形構成例を図７に示す。これは図
２に示す広帯域光増幅器において、第２Ｅｒ添加光ファ
イバ２２を前方励起及び後方励起する双方向励起とする
ように第２励起光源３２と第３励起光源３３とを備える
構成としても良く、上述同様にして実施できる。

【００４９】また、変形構成例を図８に示す。これは図
７に示す広帯域光増幅器において、第１励起光源３１は
第１Ｅｒ添加光ファイバ２１を後方励起する場合であっ
たが、図８に示すように、前方励起するように配設位置
を変更しても良く、上述同様にして実施できる。

【００５０】次に、広帯域可変波長光源の変形構成例を
図９に示す。これは図３に示す広帯域可変波長光源にお
いて、第１励起光源３１は第１Ｅｒ添加光ファイバ２１
を後方励起する場合であったが、図９に示すように、前
方励起するように配設位置を変更しても良く、上述同様
にして実施できる。

【００５１】また、変形構成例を図１０に示す。これは
図３に示す広帯域可変波長光源において、第２励起光源
３２は第２Ｅｒ添加光ファイバ２２を前方励起する場合
であったが、図１０に示すように、後方励起するように
配設位置を変更しても良く、上述同様にして実施でき
る。

【００５２】また、変形構成例を図１１に示す。これは
図３に示す広帯域可変波長光源において、第１励起光源
３１は第１Ｅｒ添加光ファイバ２１を、前方励起するよ
うに配設位置を変更し、更に、第２励起光源３２は第２
Ｅｒ添加光ファイバ２２を後方励起するように配設位置
を変更しても良く、上述同様にして実施できる。

【００５３】また、変形構成例を図１２に示す。これは
図３に示す広帯域可変波長光源において、第２Ｅｒ添加
光ファイバ２２を前方励起及び後方励起する双方向励起
とするように、第２励起光源３２と第３励起光源３３と
を備える構成としても良く、上述同様にして実施でき
る。

【００５４】また、変形構成例を図１３に示す。これは
図１２に示す広帯域可変波長光源において、第１励起光
源３１は第１Ｅｒ添加光ファイバ２１を前方励起するよ
うに配設位置を変更した構成例であり、上述同様にして
実施できる。

【００５５】更に、本発明の技術的思想は、上述実施の
形態の具体構成例に限定されるものではない。例えば、
上記では２つのＣバンド光増幅器１２０、Ｌバンド光増
幅器３２０を増幅する具体例であったが、所望により、
３つ以上の異なるバンドの光増幅器を備え、対応する光
路切り替え用の光スイッチを備えて各々を直列接続し、
複数の波長領域の光信号を所定に増幅可能に構成しても
良い。また、広帯域光増幅器の後段に増幅度を平坦化す
るイコライザを追加して備えても良い。

【００５６】次に、Ｌバンド増幅時において、励起光に
よるＡＳＥ光に伴って、増幅して出力される出射光５１
ｓの信号雑音比（ＳＮＲ）が劣化するのを改善する手段
を追加した広帯域光増幅器について以下に説明する。図
１５は、Ｌバンド増幅時に信号雑音比を改善可能とした
広帯域光増幅器の要部構成例である。図１６は、ＷＤＭ
カプラの反射・透過帯域を指定しないとき、第２Ｅｒ添
加光ファイバ２２から出力されるＡＳＥ光のスペクトラ
ム例であり、図１７は、ＣバンドとＬバンドを分離する
ように設定したＷＤＭカプラを使用したとき、ＷＤＭカ
プラから出力されるＡＳＥ光のスペクトラム例である。
これらを参照して以下に説明する。

【００５７】本発明の広帯域光増幅器の要部構成は、図
１５に示すように、上述した図５の構成要素に対して、
ＷＤＭカプラ３２ｃを削除し、代わりに第４光アイソレ
ータ４２と、ＷＤＭカプラ４０とを追加したＬバンド光
増幅器２２０の構成で成る。追加した要素以外は上述と
同一要素であるからして説明を要しない。

【００５８】ここで、上述したＣバンド光増幅器１２０
から出力される光信号５２ｓは誘導放出と自然放出とが
重畳した出力光である。一方の誘導放出は入射光１０ｓ
に基づく誘導放出光成分であり、他方の自然放出は当該
誘導放出光成分を除く増幅された自然放出（ＡＳＥ）光
成分である。

【００５９】第２Ｅｒ添加光ファイバ２２は、光信号５
２ｓを入力端側で受け、第２励起光源３２からの励起光
３２ｓを励起供給端側から注入されて、当該ファイバ内
部で再び誘導放出／自然放出が行われ、これに基づいた
増幅信号光及びＡＳＥ光とする光信号２２ｓが出力され
る。即ち、Ｌバンドを増幅するのに最適な条件のＥｒ添
加光ファイバとなるような条件で増幅される結果、Ｌバ
ンド帯域の信号光１０ｓの誘導放出による増幅信号光成
分と、それ以外の自然放出（ＡＳＥ）光成分との両者が
混在重畳して出力される。入射光１０ｓが無入力信号光
のときにもＡＳＥ光は出力されている。ここで、自然放
出光成分は、ＣバンドからＬバンドの広帯域にわたるＡ
ＳＥ光の発生を伴う。

【００６０】第４光アイソレータ４２は、ＷＤＭカプラ
４０を介して流入してくる光信号を阻止し、第２励起光
源３２から出力する励起光３２ｓを、ＷＤＭカプラ４０
を介して第２Ｅｒ添加光ファイバ２２へ供給注入する。
これによれば、光信号成分２２ｓ２による第２励起光源
３２への無用の阻害要因を解消できる。尚、第２励起光
源３２自身の出射端部に前記同様の光アイソレータを内
蔵している場合には、この第４光アイソレータ４２は不
要である。

【００６１】ここで、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２から
出力される光信号２２ｓについて、図１６を参照して説
明する。入射光１０ｓが無い無信号時には励起光に基づ
いて全て自然放出光とした光信号２２ｓが発生する。図
１６Ａの無信号時のスペクトラムは前記自然放出光に基
づくＡＳＥ光のスペクトラムであり、ＣバンドとＬバン
ドとを含む広い波長帯域に渡っている。この自然放出光
に基づくＡＳＥ光のスペクトラムが常時存在すること
は、入射光１０ｓを光増幅する観点からすると、無用の
雑音成分となってくる。即ち、自然放出光は、出射光５
１ｓにおける信号雑音比（ＳＮＲ）が劣化するノイズ要
因となっている。

【００６２】次に、図１５に示すＷＤＭカプラ４０は、
合波器とし使用されると共に、Ｃバンド波長領域以下を
通過阻止するフィルタ機能構造を備えたＷＤＭカプラで
ある。即ち、第１に、通常のＷＤＭカプラと同様に第２
励起光源３２から出力する励起光３２ｓを受けて第２Ｅ
ｒ添加光ファイバ２２へ供給する合波器として機能し、
且つ第２に、第２Ｅｒ添加光ファイバ２２から出力され
る増幅信号光成分と自然放出光成分との両者が混在重畳
した光信号２２ｓを受けて、第１に、Ｌバンド帯域の光
成分２２ｓ１（即ち、Ｌバンド帯域の増幅信号光成分及
びＡＳＥ光成分）が光信号４０ｓとして出力端側から分
波出力され、第２に、Ｃバンド帯のＡＳＥ光成分２２ｓ
２が励起供給端側から分波出力されることになる。この
結果、図１７Ｂの特性曲線に示すように、Ｃバンド領域
以下のＡＳＥ光成分は通過阻止し、Ｌバンド帯域の増幅
帯域のスペクトラム成分はそのまま通過出力し、これを
光信号４０ｓとして出力する。この光信号４０ｓは第３
光アイソレータ１３を介して出射光５１ｓとして外部へ
出力される。

【００６３】ここで、ＷＤＭカプラ４０の具体例として
は、誘電体多層膜形態に基づく公知のＷＤＭカプラがあ
る。この構造は、屈折率の異なる誘電体の薄膜を規則に
従って多層重ね、各薄膜界面からの反射波の位相が一致
する波長の光を殆ど反射し、他は殆ど通過させるように
形成したものである。これによれば、誘電体多層膜の厚
み、層数、層を構成する材料の屈折率などの条件を所定
に形成することで、Ｃバンド波長領域以下を通過阻止可
能なＷＤＭカプラが実現できる。ＷＤＭカプラ４０によ
れば、Ｌバンド増幅においては無用なＣバンド領域以下
のＡＳＥ光成分が除去される結果、出射光５１ｓの信号
雑音比が相対的に改善される利点が得られる。従って、
より低ノイズなＬバンド光増幅が実現できることとな
る。ここで、ＷＤＭカプラ４０から出力されるＡＳＥ光
のスペクトラムについて、図１７のスペクトラム例を示
して説明する。図１７Ａに示す特性曲線は上述した図５
の構成例における第２Ｅｒ添加光ファイバ２２から出力
される無信号時のＡＳＥ光のスペクトラムであり、図１
７Ｂに示す特性曲線はＷＤＭカプラ４０を通過して出力
される無信号時のＡＳＥ光のスペクトラムである。この
両者のスペクトラム対比から、図１７Ｃに示すように、
Ｃバンド領域以下の部位のＡＳＥ光が大幅に除去低減さ
れていることが判る。従って、この除去低減に対応して
相対的に信号雑音比が改善される利点が得られることと
なる。前記改善について具体数値例で示すと、第１励起
光源３１の励起強度を９０ｍＷとし、第２励起光源３２
の励起強度を６０ｍＷと仮定したとき、図５の構成では
＋８．４４ｄＢｍであったＡＳＥ光強度が、図１５の構
成では＋３．７１ｄＢｍのＡＳＥ光強度に抑えられる。
従って、差分である８．４４−３．７１＝４．７３ｄＢ
の無用なＡＳＥ光が抑えられる結果、これに対応した信
号雑音比が改善される利点が得られることとなる。これ
は、微少な入射光１０ｓを増幅する場合に特に有効であ
る。また、光の測定装置等に適用した場合にはフロアノ
イズが低減されるので入射光をより精度良く測定できる
ので、特に有効となる利点が得られる。

【００６４】尚、上述図１５の構成は一例である。例え
ば、図１８のＬバンド光増幅器２２０の他の内部構成例
に示すように、励起光源を２個備えて双方向から励起す
る装置構成としても良く、上述同様に、信号雑音比が改
善されて、より低ノイズなＬバンド光増幅が実現でき
る。

【００６５】また、図１５若しくは図１８に示すＣバン
ド光増幅器１２０の励起手法についても、前方励起、後
方励起、又は双方向励起とする装置構成で実現しても良
い。

【００６６】更に、図１５若しくは図１８に示すＷＤＭ
カプラ４０は一例であり、独立した合波手段であるＷＤ
Ｍカプラと、Ｃバンド波長領域若しくはＣバンド波長領
域以下を通過阻止若しくは減衰できる光学フィルタ素子
と、に分離独立した光学構成で実現してもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、上述の説明内容から、下記に
記載される効果を奏する。上述説明したように本発明に
よる広帯域光増幅器によれば、直列接続形態の構成とし
て高価な光学要素を削減できた結果、部品コストが低減
されて比較的安価でより簡便に構成可能となる利点が得
られる。更に、Ｌバンドを増幅する第２Ｅｒ添加光ファ
イバ２２のファイバ長Ｂは短く安価にでき、且つ、第２
Ｅｒ添加光ファイバ２２を励起する第２励起光源３２は
比較的少ない励起光源で済むという大きな利点も得られ
る。更に、この広帯域光増幅器を適用した広帯域可変波
長光源においても上記同様の利点が得られる。また、Ｃ
バンド波長領域以下を通過阻止するフィルタ機能を備え
たＬバンド増幅においては、より低ノイズなＬバンド光
増幅が実現できる。従って本発明の技術的効果は大であ
り、産業上の経済効果も大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の、広帯域光増幅器の要部構成例。

【図２】本発明の、広帯域光増幅器の要部構成例。

【図３】本発明の、広帯域可変波長光源の要部構成例。

【図４】本発明の、他の広帯域光増幅器の要部構成。

【図５】本発明の、他の広帯域光増幅器の要部構成。

【図６】本発明の、他の広帯域光増幅器の要部構成。

【図７】本発明の、他の広帯域光増幅器の要部構成。

【図８】本発明の、他の広帯域光増幅器の要部構成。

【図９】本発明の、他の広帯域可変波長光源の要部構
成。

【図１０】本発明の、他の広帯域可変波長光源の要部構
成。

【図１１】本発明の、他の広帯域可変波長光源の要部構
成。

【図１２】本発明の、他の広帯域可変波長光源の要部構
成。

【図１３】本発明の、他の広帯域可変波長光源の要部構
成。

【図１４】本発明の、光スイッチの切り替えによりＣバ
ンド帯域とＬバンド帯域とを光増幅可能とする増幅特性
図。

【図１５】本発明の、Ｌバンド増幅時に信号雑音比を改
善可能とした広帯域光増幅器の要部構成。

【図１６】ＷＤＭカプラの反射・透過帯域を指定しない
とき、第２Ｅｒ添加光ファイバから出力されるＡＳＥ光
のスペクトラム例。

【図１７】本発明の、ＣバンドとＬバンドを分離するよ
うに設定したＷＤＭカプラを使用したとき、ＷＤＭカプ
ラを適用した場合の雑音比を改善したＡＳＥ光のスペク
トラム例。

【図１８】本発明の、Ｌバンド光増幅器の他の内部構成
例。

【符号の説明】

１１第１光アイソレータ１２第２光アイソレータ１３第３光アイソレータ１４第４光アイソレータ２１第１Ｅｒ添加光ファイバ２２第２Ｅｒ添加光ファイバ３１第１励起光源３２第２励起光源３３第３励起光源３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，６１，６２ＷＤＭカプラ４０ＷＤＭカプラ５０光スイッチ７０可変波長光フィルタ８５光分波器１００，１２０Ｃバンド光増幅器２００，３２０Ｌバンド光増幅器２２０Ｌバンド光増幅部（Ｃバンド光増幅器１２０
を除く構成要素）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つの波長増幅帯域を有
し、入力される光信号の波長帯域が単一でかつ既知であ
る入力条件の入力信号光を対象とする光増幅器におい
て、光スイッチと、励起用光源によって励起光を注入できる
ようにした励起光源と光カプラとエルビウムをドープし
た光ファイバ（以下ＥＤＦ）の組み合わせを少なくとも
２組備えることを特徴とする広帯域光増幅器。
【請求項２】上記励起光源と光カプラとＥＤＦとを
２組備えるとき、当該ＥＤＦは、第一の組み合わせを用
いて構成される第１の光増幅器の増幅帯域と、第１と第
２の両方の組み合わせを用いて構成される第２の光増幅
器の増幅帯域を、それぞれ所定の増幅帯域に最適化され
るように前記２つのＥＤＦの長さ若しくはＥＤＦの長さ
とエルビウムのドープ濃度を所定に設定することを特徴
とする請求項１記載の広帯域光増幅器。
【請求項３】光スイッチは第１の光増幅器の増幅帯
域の光信号を増幅するときは第１の光増幅器の構成から
出力される光信号を受けて本広帯域光増幅器の光信号出
力端へ光路接続して外部へ出射し、第２の光増幅器の増
幅帯域の光信号を増幅するときは第１の光増幅器の構成
から出力される光信号を受けて前記光源とカプラとＥＤ
Ｆの第２の組み合わせの入力端へ光路接続して全体で第
２の光増幅器を構成し、前記第２の組み合わせから出力
される光信号を受けて本広帯域光増幅器の光信号出力端
へ光路接続して外部へ出射することを特徴とする請求項
１記載の広帯域光増幅器。
【請求項４】入力される光信号の波長帯域が単一で
かつ既知である入力条件の入力信号光を対象とする、少
なくとも２つの波長増幅帯域を有する光増幅器を備え、
第１の光増幅器の増幅波長領域と第２の光増幅器の増幅
波長領域の両波長領域における所定波長の光信号を発振
して出力する広帯域可変波長光源において、光スイッチと、励起用光源によって励起光を注入できる
ようにした励起光源と光カプラとエルビウムをドープし
た光ファイバ（以下ＥＤＦ）の組み合わせを少なくとも
２組備え、ループを形成して発振させる波長を発振波長としたと
き、前記発振波長の成分は通過出力させ、他の波長成分
は所定に減衰させるバンドパス・フィルタであり、且つ
該発振波長を外部から可変制御可能な手段を備える可変
波長光フィルタと、該可変波長光フィルタでフィルタされた出力光を２分岐
し、分岐した一方は該広帯域光増幅器の入力端へ供給
し、他方は当該広帯域可変波長光源の出力光として外部
へ出力する光分波器と、以上によって発振した出射光を可変波長光源として外部
へ出力することを特徴とする広帯域可変波長光源。
【請求項５】第１の光増幅器は第１光アイソレータ
と第１Ｅｒ添加光ファイバと第１励起光源と第２光アイ
ソレータとを備えるとき、第１光アイソレータは外部からの入射光を受けて通過さ
せ、逆方向の出力端側からの不要な光信号は遮断し、第１Ｅｒ添加光ファイバは第１の光増幅器の増幅波長領
域を所定に増幅するＥｒ（Ｅｒｂｉｕｍ）濃度と長さを
備える増幅媒体であり、第１励起光源は第１Ｅｒ添加光ファイバへ励起用の光源
をＷＤＭカプラを介して供給する励起用光源であり、第２光アイソレータは第１Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であり、以上を具備していることを特徴とする請求項１記載の広
帯域光増幅器。
【請求項６】第２の光増幅器は第２励起光源と第２
Ｅｒ添加光ファイバと第３光アイソレータとを備えると
き、第２励起光源は第２Ｅｒ添加光ファイバへ励起用の光源
をＷＤＭカプラを介して供給する励起用光源であり、第２Ｅｒ添加光ファイバは第１Ｅｒ添加光ファイバとに
よって第２の光増幅器の増幅波長領域を所定に増幅する
Ｅｒ濃度と長さを備える増幅媒体であり、第３光アイソレータは第２Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であり、以上を具備していることを特徴とする請求項１記載の広
帯域光増幅器。
【請求項７】第２の光増幅器は第２励起光源と第２
Ｅｒ添加光ファイバと第３励起光源と第３光アイソレー
タとを備えるとき、第２励起光源と第３励起光源とは第２Ｅｒ添加光ファイ
バへ励起用の光源をＷＤＭカプラを介して供給する励起
用光源であり、第２Ｅｒ添加光ファイバは第１Ｅｒ添加光ファイバとに
よって第２の光増幅器の増幅波長領域を所定に増幅する
Ｅｒ濃度と長さを備える増幅媒体であり、第３光アイソレータは第２Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であり、以上を具備していることを特徴とする請求項１記載の広
帯域光増幅器。
【請求項８】第１の光増幅器に備える各構成要素は
直列接続され、光信号の入力側からの配設順序は第１光
アイソレータ、第１Ｅｒ添加光ファイバ、第１励起光
源、第２光アイソレータの配設順序であることを特徴と
する請求項５記載の広帯域光増幅器。
【請求項９】第１の光増幅器に備える各構成要素は
直列接続され、光信号の入力側からの配設順序は第１光
アイソレータ、第１励起光源、第１Ｅｒ添加光ファイ
バ、第２光アイソレータの配設順序であることを特徴と
する請求項５記載の広帯域光増幅器。
【請求項１０】第２の光増幅器に備える各構成要素
は直列接続され、光信号の入力側からの配設順序は第１
の光増幅器、第２励起光源、第２Ｅｒ添加光ファイバ、
第３光アイソレータの配設順序であることを特徴とする
請求項６記載の広帯域光増幅器。
【請求項１１】第２の光増幅器に備える各構成要素
は直列接続され、光信号の入力側からの配設順序は第１
の光増幅器、第２Ｅｒ添加光ファイバ、第２励起光源、
第３光アイソレータの配設順序であることを特徴とする
請求項６記載の広帯域光増幅器。
【請求項１２】第２の光増幅器に備える各構成要素
は直列接続され、光信号の入力側からの配設順序は第１
の光増幅器、第２励起光源、第２Ｅｒ添加光ファイバ、
第３励起光源、第３光アイソレータの配設順序であるこ
とを特徴とする請求項７記載の広帯域光増幅器。
【請求項１３】少なくとも２つの波長増幅帯域を有
し、入力される光信号の波長帯域が単一でかつ既知であ
る入力条件の入力信号光を対象とする光増幅器におい
て、光スイッチと、励起用光源によって励起光を注入できる
ようにした励起光源と、光カプラとエルビウムをドープ
した光ファイバ（以下ＥＤＦと呼称）との組み合わせに
基づいて所定に増幅して出力する光増幅器を少なくとも
２組備え、長波長の増幅帯域を増幅する該光増幅器内の、励起光を
注入し且つ該ＥＤＦから出力される増幅信号光及びＡＳ
Ｅ光を通過出力する合分波カプラは、ＡＳＥ光の波長帯
域の中で当該光増幅器が増幅する波長帯域よりも短い波
長帯域のＡＳＥ光成分が信号出力に重畳しないようにフ
ィルタ除去できる合分波カプラである、ことを特長とす
る広帯域光増幅器。
【請求項１４】少なくとも２つの波長増幅帯域を有
し、入力される光信号の波長帯域が既知である入力条件
の入力信号光を対象とする光増幅器において、光スイッチと、励起用光源によって励起光を注入できる
ようにした励起光源と、光カプラとエルビウムをドープ
した光ファイバ（以下ＥＤＦと呼称）との組み合わせに
基づいて所定に増幅して出力する光増幅器を少なくとも
２組備え、前段の光増幅器からの増幅信号光及びＡＳＥ光を後段の
光増幅器のＥＤＦが受け、且つ励起光を当該ＥＤＦへ注
入して長波長の増幅帯域を増幅するとき、該ＥＤＦの出
力側から増幅された増幅信号光及びＡＳＥ光を当該光増
幅器外へ出力する光路に対して、長波長の増幅帯域以外
のＡＳＥ光成分を所定に通過阻止若しくは所定に減衰す
る光学フィルタ素子を挿入して備える、ことを特長とす
る広帯域光増幅器。
【請求項１５】光学フィルタ素子は、ＡＳＥ光成分
の中で所定波長帯域を選択的に通過阻止し、且つ該ＥＤ
Ｆへ励起光を注入できるＷＤＭカプラである、ことを特
長とする請求項１４記載の広帯域光増幅器。
【請求項１６】長波長の増幅帯域を増幅する光増幅
器内に備えるＥＤＦに対する励起光の注入は、後方励
起、若しくは双方向励起とする、ことを特長とする請求
項１３又は１４記載の広帯域光増幅器。
【請求項１７】長波長の増幅帯域を増幅する光増幅
器の前段に接続される光増幅器内に備えるＥＤＦに対す
る励起光の注入は、前方励起、後方励起、若しくは双方
向励起とする、ことを特長とする請求項１３又は１４記
載の広帯域光増幅器。
【請求項１８】短波長増幅帯域はＣバンドであり、
長波長増幅帯域はＬバンドである、ことを特長とする請
求項１３又は１４記載の広帯域光増幅器。
【請求項１９】広帯域光増幅器として２つの第１光
増幅器と第２光増幅器とを備えるとき、前段に備える第
１の光増幅器が増幅する短波長増幅帯域はＣバンドであ
り、第２光増幅器によって増幅する長波長増幅帯域はＬ
バンドである、ことを特長とする請求項１３又は１４記
載の広帯域光増幅器。
【請求項２０】外部から入力される入力信号光は第
１波長帯域と第２波長帯域との２つ波長帯域の光信号で
あり、当該入力信号光を受けて所定に増幅して出力する
光増幅器において、第１波長帯域を所定に増幅可能なエルビウムのドープ濃
度条件とファイバ長とを備える第１エルビウムドープフ
ァイバ（第１ＥＤＦと呼称）と、第２波長帯域を所定に増幅可能なエルビウムのドープ濃
度条件とファイバ長とを備えるエルビウムドープファイ
バに対して、第１ＥＤＦのファイバ条件を差し引いた残
りのエルビウムドープファイバとする第２エルビウムド
ープファイバ（第２ＥＤＦと呼称）と、外部からの入力信号光を受けて、第１ＥＤＦに基づいて
第１波長帯域を所定に増幅して出力可能な構成要素を内
蔵する第１の光増幅器と、第１の光増幅器から出力される増幅信号光及び自然放出
光（ＡＳＥ光）を受けて、第１ＥＤＦと第２ＥＤＦとの
直列接続に基づいて第２波長帯域を所定に増幅して出力
可能な構成要素を内蔵する第２の光増幅部と、第１に第１波長帯域を増幅して出力する場合には第１の
光増幅器の出力端を本広帯域光増幅器の外部出力端へ光
路接続し、第２に第２波長帯域を増幅して出力する場合
には第１の光増幅器の出力端を第２の光増幅部の入力端
へ光路接続し、且つ第２の光増幅部の出力端を本広帯域
光増幅器の外部出力端へ光路接続する光路切替を行う光
スイッチと、以上を具備することを特徴とする広帯域光増幅器。
【請求項２１】第２の光増幅部は、第２波長帯域を
所定に増幅して出力するとき、第２波長帯域以外のＡＳ
Ｅ光成分を所定にフィルタ除去する光学フィルタ素子を
更に備える、ことを特徴とする請求項２０記載の広帯域
光増幅器。
【請求項２２】短い波長帯域を増幅する第１の光増
幅器と、前記短い波長帯域よりも長い波長帯域を増幅す
る第２の光増幅部と、を備える構成の光増幅器におい
て、長い波長帯域の増幅は第１の光増幅器と第２の光増幅部
とを直列接続した光路接続構成に基づいて該長い波長帯
域を増幅する、ことを特徴とする広帯域光増幅器。
【請求項２３】第２の光増幅器は、第１の光増幅器
と第２励起光源と第２Ｅｒ添加光ファイバと第３光アイ
ソレータとを備えるとき、第１の光増幅器は第１光アイソレータと第１Ｅｒ添加光
ファイバと第１励起光源と第２光アイソレータとを備え
ていて、第１光アイソレータは外部からの入射光を受けて通過さ
せ、逆方向の出力端側からの不要な光信号は遮断し、第１Ｅｒ添加光ファイバは第１の光増幅器の増幅波長領
域を所定に増幅するＥｒ（Ｅｒｂｉｕｍ）濃度と長さを
備える増幅媒体であり、第１励起光源は第１Ｅｒ添加光ファイバへ励起用の光源
をＷＤＭカプラを介して供給する励起用光源であり、第２光アイソレータは第１Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であるものであり、第２励起光源は第２Ｅｒ添加光ファイバへ励起用の光源
をＷＤＭカプラを介して供給する励起用光源であり、第２Ｅｒ添加光ファイバは第１Ｅｒ添加光ファイバとに
よって第２の光増幅器の増幅波長領域を所定に増幅する
Ｅｒ濃度と長さを備える増幅媒体であり、第３光アイソレータは第２Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であり、以上を具備していることを特徴とする請求項１記載の広
帯域光増幅器。
【請求項２４】第２の光増幅器は、第１の光増幅器
と第２励起光源と第２Ｅｒ添加光ファイバと第３励起光
源と第３光アイソレータとを備えるとき、第１の光増幅器は第１光アイソレータと第１Ｅｒ添加光
ファイバと第１励起光源と第２光アイソレータとを備え
ていて、第１光アイソレータは外部からの入射光を受けて通過さ
せ、逆方向の出力端側からの不要な光信号は遮断し、第１Ｅｒ添加光ファイバは第１の光増幅器の増幅波長領
域を所定に増幅するＥｒ（Ｅｒｂｉｕｍ）濃度と長さを
備える増幅媒体であり、第１励起光源は第１Ｅｒ添加光ファイバへ励起用の光源
をＷＤＭカプラを介して供給する励起用光源であり、第２光アイソレータは第１Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であるものであり、第２励起光源と第３励起光源とは第２Ｅｒ添加光ファイ
バへ励起用の光源をＷＤＭカプラを介して供給する励起
用光源であり、第２Ｅｒ添加光ファイバは第１Ｅｒ添加光ファイバとに
よって第２の光増幅器の増幅波長領域を所定に増幅する
Ｅｒ濃度と長さを備える増幅媒体であり、第３光アイソレータは第２Ｅｒ添加光ファイバから出力
される光信号はそのまま通過して出力させ、逆方向から
の不要な光信号は遮断する方向性を備えるアイソレータ
であり、以上を具備していることを特徴とする請求項１記載の広
帯域光増幅器。