JP2002311464A - 光ファイバ増幅器及びそれを用いた光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 平坦かつ広帯域の利得スペクトルを有する光
ファイバ増幅器および光通信システムの提供。 【解決手段】 互いに異なる波長の励起光を発する２つ
のレーザ光源５ａ，５ｂと、それら２つのレーザ光源か
らの励起光によって励起されるテルライトファイバ１と
を有し、それら２つのレーザ光源からの励起光の波数の
差の絶対値が１２５〜２９０ｃｍ^−１であることを特徴
とする光ファイバ増幅器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ増幅器
及びそれを用いた光通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムにおける通信容量の大容
量化が、近年益々重要な課題になってきている。通信容
量の大容量化のアプローチの１つとして、波長分割多重
化された光ファイバ通信システム（ＷＤＭシステム）が
ある。このＷＤＭシステムの大容量化および多チャンネ
ル化のためには、より広い波長帯域において平滑な利得
特性を有する増幅器が必要であり、将来的に１００ｎｍ
以上の帯域幅が必要になるであろうと予測されている。

【０００３】従来、光ファイバ通信システム用の増幅器
としては、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦ
Ａ）、ツリウム添加ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ）およ
び、プラセオジム添加ファイバ増幅器（ＰＤＦＡ）など
の、希土類添加ファイバ増幅器が用いられてきている。
しかしながら、これらの希土類添加ファイバ増幅器にお
いては、信号増幅が可能な領域は、用いる希土類元素の
種類に依存し、任意に変更することはできない。また、
その平坦利得帯域幅は、最大４０ｎｍ程度である。現状
では、希土類添加ファイバ増幅器においては１５１０〜
１５３０ｎｍの領域および１４６０ｎｍ以下の領域の信
号光を増幅することはできない。希土類添加ファイバ増
幅器を用いて、１００〜２００ｎｍ程度の平坦利得帯域
を得るためには、３ないし４波長帯用の増幅器を組み合
わせる必要があり、システムの複雑化および高コスト化
を招く。

【０００４】一方、希土類添加ファイバ増幅器が増幅で
きない領域の光信号の増幅が可能であり、および任意の
波長帯に増幅帯域を設定することができるラマンファイ
バ増幅器が、近年盛んに研究されてきている。従来技術
のシリカファイバを用いたラマン増幅器（以下、シリカ
ラマン増幅器という）の構成を図１（ａ）に示す。この
ラマン増幅器については、H.Masuda et al., Tech. Di
g. of ECOC, pp. 139-140,1998に記載されている。この
光増幅器は、入力した波長多重の信号光を増幅してい
る。このラマン増幅器は、利得媒質である光ファイバ５
１と、それを光励起する励起光源５３と、その励起光源
からの励起光と信号光を合波する合波器５２を有する。
光ファイバは、おもに高開口数（ＮＡ）のシリカファイ
バである。ただし、通常光ファイバの前後に設置する自
明な光部品（アイソレータなど）は、簡単のため図１
（ａ）において省略してある。

【０００５】図１（ａ）の増幅器は、より多くの場合に
採用される、信号光と励起光の伝搬方向が逆となる配
置、すなわち後方向励起の構造を有する。しかし、前方
向励起の増幅器であっても、以下に述べることが同様に
成り立つ。励起光源からの励起光の波長は、単数でも複
数でもよい。単一波長励起におけるシリカラマン増幅器
の利得係数スペクトルを図１（ｂ）に示す。ここで、横
軸は信号光波長と励起光波長との差を表す。単一波長励
起におけるシリカラマン増幅器の利得係数スペクトル
は、１００ｎｍ付近に単一のピークを有する。このシリ
カラマン増幅器の平坦利得帯域は、単一波長励起におい
ては高々２０ｎｍであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】平坦利得帯域の拡大に
関して、Y.Emori et al.は、 Proc. of OFC, PD19, 199
9において、１０数波長までの多波長励起を用いて利得
スペクトル平坦化・広帯域化を行って、１００ｎｍまで
の平坦利得帯域を有するシリカラマン増幅器を得てい
る。この帯域はシリカファイバの物理特性により制限さ
れている。また、このシリカラマン増幅器は、１０数個
の波長の異なる光源および該光源からの光を合波する光
回路を用意する必要があり、非常に高コストである。

【０００７】ただし、連続平坦帯域を低コストな増幅器
構成で得る場合の典型的な帯域幅は、約６０ｎｍが限界
であった。

【０００８】したがって、ＷＤＭシステムにおける大容
量化および多チャンネル化を行うために、従来より広帯
域（帯域幅６０ｎｍ以上）で、かつ平坦な利得特性を有
する増幅器に対する継続的要求が存在する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の利得ス
ペクトルを組み合わせて重ね合わせることにより、広帯
域で平坦な利得スペクトルを実現するようにした光ファ
イバ増幅器およびそれを用いた光通信システムを提供す
ることにある。

【００１０】本発明者らは、利得媒質としてテルライト
ガラスを用いるラマン増幅器（以下テルライトラマン増
幅器という）において、同一の励起波長を用いる場合、
その利得係数スペクトルがシリカラマン増幅器のものよ
りも長波長側に存在することを見いだした。図２に、単
一波長励起によるテルライトラマン増幅器の利得係数ス
ペクトルを示す。ここで、横軸は信号光波長と励起光波
長との差を表す。図２から明らかなように、テルライト
ラマン増幅器は、波長差＝１７０ｎｍおよび９０ｎｍ付
近にピークを有し（以下、それぞれを第１ピークＰ１お
よび第２ピークＰ２という）、波長差＝１２０ｎｍ付近
にくぼみを有する（以下、第１ボトムＢ１という）。ま
た、第２ピークの短波長側においては、その利得係数が
減少している（以下、この領域を第２ボトムＢ２とい
う）。

【００１１】このように、テルライトラマン増幅器にお
いては、そのストークスシフトがシリカラマン増幅器よ
りも大きく、また第１ピークＰ１と第２ピークＰ２の間
隔が広いことから、より広帯域の増幅器として用いるこ
とができる可能性がある。テルライトラマン増幅器をＷ
ＤＭシステムにおいて用いるためには、第１ピークＰ１
と第２ピークＰ２との間にある、第１ボトムＢ１の利得
係数を増大させて、その利得係数を平坦化する必要があ
る。また、第２ボトムＢ２の利得係数を併せて増大させ
ることができれば、さらに将来のより広帯域を用いるＷ
ＤＭシステム用の増幅器として有用であろうと考えられ
る。

【００１２】また、テルライトラマン増幅器の利得係数
はシリカラマン増幅器の利得係数よりも大きいので、よ
り短いテルライトガラスファイバを用いて同等の利得係
数を得ることが可能である。このことからも、テルライ
トラマン増幅器を用いることが有利である。

【００１３】本発明の第１の態様は、波長の異なる少な
くとも２つの励起光で励起されるテルライトファイバを
有し、それら励起光の波長が一定量の差を有することを
特徴とするラマン増幅器である。ここで、該ラマン増幅
器が複数のテルライトファイバを有して、多段構成を採
ってもよい（第１および第２実施形態）。

【００１４】本発明の第２の態様は、単一光で励起され
るテルライトファイバおよび単一光で励起されるシリカ
ファイバを有し、それら励起光の波長が異なることを特
徴とするラマン増幅器である（第３〜第５実施形態）。

【００１５】本発明の第３の態様は、交互に配置される
複数のテルライトファイバおよびシリカファイバを有
し、それらファイバを波長の異なる少なくとも２つの励
起光で励起することを特徴とするラマン増幅器である
（第６実施形態）。

【００１６】本発明の第４の態様は、単一光で励起され
るテルライトファイバおよび波長の異なる複数の光で励
起されるシリカファイバを有することを特徴とするラマ
ン増幅器である（第７実施形態）。

【００１７】本発明の第５の態様は、波長の異なる複数
の光で励起されるテルライトファイバおよび単一光で励
起されるシリカファイバを有することを特徴とするラマ
ン増幅器である（第８実施形態）。

【００１８】本発明の第６の態様は、波長の異なる複数
の光で励起されるテルライトファイバおよび波長の異な
る複数の光で励起されるシリカファイバを有することを
特徴とするラマン増幅器である。ここで、該ラマン増幅
器が波長の異なる複数の光で励起される追加のテルライ
トファイバをさらに有してもよい（第９および第１０実
施形態）。

【００１９】本発明の第７の態様は、希土類添加ファイ
バおよびテルライトファイバを有し、それらファイバを
それぞれ異なる波長の励起光で励起することを特徴とす
るラマン増幅器である（第１１〜第１４実施形態）。

【００２０】本発明の第８の態様は、低濃度のエルビウ
ムを添加したテルライトファイバを有する、該ファイバ
を２つの励起光で励起することを特徴とするラマン増幅
器である（第１５および第１６実施形態）。

【００２１】本発明の第９の態様は、テルライトファイ
バおよび伝送経路をなすシリカファイバを有し、それら
ファイバをそれぞれ異なる波長の励起光で励起すること
を特徴とする光通信システムである（第１７実施形
態）。

【００２２】本発明の第１０の態様は、単一光または波
長の異なる複数の光で励起されるテルライトファイバ、
単一光または波長の異なる複数の光で励起される第１の
シリカファイバおよび単一光または波長の異なる複数の
光で励起される伝送経路をなす第２のシリカファイバを
有することを特徴とする光通信システムである（第１８
実施形態）。

【００２３】本発明の光ファイバ増幅器は、テルライト
ファイバを用いることを基本とするラマンファイバ増幅
器であり、１）テルライトファイバを２波長で励起する
こと、２）テルライトファイバとシリカファイバをそれ
ぞれ異なる波長で励起すること、３）Ｅｒを低濃度に添
加したテルライトファイバを１つ又は２つの波長で励起
すること、および４）テルライトファイバとＴｍ添加フ
ァイバを異なる波長で励起することを適宜組み合わせ
て、平坦利得帯域の拡大、雑音指数の低下、および増幅
器の出力増大などの効果を提供するものである。また、
前述の効果を少数の励起光源を用いて達成することが可
能であるので、増幅器の低コスト化にも有利である。

【００２４】さらに、本発明の光通信システムは、テル
ライトファイバを用いた中継器および分布増幅を行うシ
リカファイバ伝送線路を用いるシステムであり、上記の
手段を適宜組み合わせて、少数の励起光源を用いて、平
坦利得帯域の拡大、雑音指数の低下、および増幅器の出
力増大などの効果を提供するものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明は、テルライトファイバを
用いるラマン増幅器および光通信システムに関し、特
に、伝送光ファイバの低損失波長帯である１．３〜１．
５μｍ帯の信号光のためのラマン増幅器およびそれを用
いる光通信システムに関する。一般に、ラマン増幅器
は、その励起光波長を選択することで、任意の波長域で
増幅を行うことができる。

【００２６】本明細書で用いられる際に、２つの要素を
「直列に接続する」とは、それら２つの要素の間で分岐
されることなしに、信号光が伝搬することを意味する。
これは、それら２つの要素の間に慣用の光部品（励起光
を導入するための合波器など）が介在することを排除す
ることを意図しない。

【００２７】（第１実施形態）本発明の第１の実施形態
は、テルライトファイバと、互いに異なる励起光波長を
有する２つのレーザ光源とを有し、前記２つのレーザ光
源からの励起光の波数の差の絶対値が１２５〜２９０ｃ
ｍ^−１である、図３に示される光ファイバ増幅器であ
る。

【００２８】図３において、利得媒質である光ファイバ
はテルライトファイバ１である。２つのレーザ光源５ａ
および５ｂからの励起光は、合波器４によって合波さ
れ、その後、合波器２を介して信号光とは逆方向からテ
ルライトファイバ１に入射している。

【００２９】用いることができるテルライトファイバ
は、ＴｅＯ_２−ＺｎＯ−Ｍ_２Ｏ−Ｌ_２Ｏ_３またはＴｅＯ
_２−ＺｎＯ−Ｍ_２Ｏ−Ｌ_２Ｏ_３−ＱＯ_２の組成を有す
る。該組成中、Ｍは１種または複数のアルカリ金属を、
Ｌは、Ｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｃｅ、ＹｂまたはＬｕの
少なくとも１種以上を、およびＱはＧｅ、ＳｉまたはＴ
ｉの少なくとも１種以上を表わす。また、テルライトフ
ァイバを、分散補償ファイバ（分散シフトファイバ、分
散フラットファイバ等）としてもよい。

【００３０】レーザ光源５ａ，５ｂとして、半導体レー
ザモジュール（ＬＤＭ）またはラマンレーザなどを用い
ることができる。特に、ＬＤＭは小型・高信頼・長寿命
である等の理由でより実用的である。そこで、本発明の
以下の実施形態においても、レーザ光源としてＬＤＭを
用いる。ただし、ＬＤＭ以外のレーザモジュールを用い
ても、同様の効果が得られることは明らかである。２つ
のＬＤＭ５ａ，５ｂをＬＤＭ−１およびＬＤＭ−２と
し、それらの励起光波長をそれぞれλ１およびλ２とす
る。

【００３１】また、図３においては、ＬＤＭ−１および
ＬＤＭ−２からの励起光を合波した複数波長の励起光
を、合波器２を介してテルライトファイバ１に入射して
いる。しかし、ＬＤＭ−１およびＬＤＭ−２からの励起
光を合波せずに、それぞれテルライトファイバに入射し
てもよい。

【００３２】さらに、図３においては、信号光入射方向
と励起光入射方向とが逆である後方向励起の配置を示し
たが、信号光入射方向と励起光入射方向とが同一である
前方向励起を用いてもよい。

【００３３】あるいはまた、図３のテルライトファイバ
１または合波器２より後に、利得等化器を設置して、利
得係数スペクトルのさらなる平坦化を行ってもよい。

【００３４】本実施形態のラマン増幅器の平坦利得帯域
の拡大を実施するためには、波長λ１の励起光を用いた
利得係数スペクトルの第１ボトムを、波長λ２の励起光
を用いた利得係数の第１ピークで補償するように、λ１
およびλ２を設定する必要がある。図２に示した利得係
数スペクトルから明らかなように、λ１およびλ２の差
を３０ｎｍ〜７０ｎｍとしたときに、平坦利得帯域の拡
大を達成することができる。λ１およびλ２の差は、よ
り好ましくは３５ｎｍ〜６０ｎｍであり、および最も好
ましくは４０ｎｍ〜５０ｎｍである。特に好ましくはλ
１−λ２が５０ｎｍである。

【００３５】ラマン増幅器は、励起光波長に応じた任意
の波長域で動作可能であり、その利得帯域は、波長より
もむしろエネルギーまたは波数（ｃｍ^−１、カイザーと
読む）で正確に規定される。たとえば、上記の１．５５
μｍ帯における波長差３０ｎｍ〜５０ｎｍは、約１２５
〜２９０ｃｍ^−１の波数差に等しい。この波数差は、任
意の波長帯で保持される。なお、１２５ｃｍ^−１の波数
差は、１．５５μｍ帯では波長差３０ｎｍに相当する
が、１．４μｍ帯では、その０．８２倍の波長差２４．
５ｎｍに相当する。

【００３６】あるいはまた、前記２つのレーザ光源に代
えて、互いに異なる励起光波長を有する３つ以上のレー
ザ光源を有してもよい。すなわち、３つ以上のレーザ光
源を用いる場合であっても、実質的に上記と同じ励起波
長配置とみなされるものであればよい。具体的には、前
記３つ以上のレーザ光源を波長領域が重ならない２つの
波長群に分け、それらの重心波長に対応する励起光の波
数の差の絶対値が１２５〜２９０ｃｍ^−１であってもよ
い。

【００３７】重心波長λｃは、ｎ波長（λ１〜λｎ）の
波長群の光のパワーがそれぞれＰ１〜Ｐｎのとき

【００３８】

【数１】

【００３９】で定義される。

【００４０】これを定量的に述べると、第１の波長群を
λ１１〜λ１ｎとし、第２の波長群をλ２１〜λ２ｍ
（ただし、λ１〜λ１ｎ＞λ２１〜λ２ｍである）と
し、第１の波長群の重心波長をλ１ｃとし、および第２
の波長群の重心波長をλ２ｃとしたとき、λ１ｃおよび
λ２ｃの差が３０ｎｍ〜７０ｎｍであればよい。したが
って、重心波長λ１ｃおよびλ２ｃに相当する光の間の
波数差の絶対値は、１２５〜２９０ｃｍ^−１である。

【００４１】例えば、励起光の波長およびパワーが、そ
れぞれ、１４６０ｎｍ，２００ｍＷ；１４５０ｎｍ，５
０ｍＷ；１４１０ｎｍ，２００ｍＷ；および１４００ｎ
ｍ，５０ｍＷである４波長構成を用いてもよい。この
際、１４６０ｎｍ，２００ｍＷ；１４５０ｎｍ，５０ｍ
Ｗの２つの励起光の重心波長は１４５８ｎｍであり、お
よび１４１０ｎｍ，２００ｍＷ；１４００ｎｍ，５０ｍ
Ｗの２つの励起光の波長重心は１４０８ｎｍである。こ
の２つの重心波長の差は５０ｎｍであるので、この４波
長構成は、上述した２波長励起の構成と等価である。

【００４２】上記のような励起光の波長設定を用いて平
坦利得帯域の拡大を行うためには、各励起光により得ら
れる利得係数の大きさを制御する必要がある。利得係数
の制御は、各光源ＬＤＭ−１およびＬＤＭ−２の出力パ
ワーを適切に設定することによって実施される。

【００４３】［実施例１］図３のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４６０ｎｍと
し、およびパワーを５００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４１０ｎｍとし、およびパワー
を５００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２
００ｍであった。

【００４４】本実施例より得られた利得（ｄＢ単位の相
対値）スペクトルを、図４（ａ）に示す。本実施例にお
いては、約１５００ｎｍ〜約１６５０ｎｍの約１５０ｎ
ｍの範囲（平坦利得帯域）で平坦化された利得スペクト
ルが得られた。この平均利得帯域は、従来技術の約６０
ｎｍの平坦利得帯域幅よりも顕著に拡大されている。

【００４５】また、本実施例で用いるテルライトファイ
バは、従来技術のシリカラマン増幅器のシリカファイバ
に比べて、著しく短いが、ほぼ同等もしくはそれ以上の
利得係数を有した。

【００４６】［実施例２］ＬＤＭ−２からの励起光の波
長を１４２０ｎｍとした点を除いて、実施例１を繰り返
した。

【００４７】本実施例より得られた利得スペクトルを、
図４（ｂ）に示す。本実施例においても、約１５００ｎ
ｍ〜約１６５０ｎｍの約１５０ｎｍの範囲（平坦利得帯
域）で平坦化された利得スペクトルが得られた。この平
均利得帯域は、従来技術の約６０ｎｍの平坦利得帯域幅
よりも顕著に拡大されている。

【００４８】（第２実施形態）本発明の第２の実施形態
は、２個のテルライトファイバと、それらテルライトフ
ァイバの中間に設置した利得等化器と、互いに異なる励
起光波長（λ１およびλ２）を有する２つのレーザ光源
とを有する、図５に示される光ファイバ増幅器である。

【００４９】図５において、テルライトファイバ１ａ、
合波器２ａ、利得等化器１５、テルライトファイバ１
ｂ、および合波器２ｂが直列に接続されている。２つの
レーザ光源５ａおよび５ｂからの励起光は、合波器４に
よって合波される。合波された励起光は、分波器１６に
よって分波され、一方は合波器２ａに導かれテルライト
ファイバ１ａを励起し、他方は合波器２ｂに導かれテル
ライトファイバ１ｂを励起する。

【００５０】本実施形態に用いられるテルライトファイ
バは、第１実施形態に記載したものと同様である。

【００５１】励起光は、２個のテルライトファイバのそ
れぞれに対して供給される。その際に、それぞれのテル
ライトファイバ用の励起光源を別個に設けてもよいが、
ラマン増幅器の構成の簡易化および低コスト化のために
は、図５に示される１つの光源装置３を用いることが好
ましい。３つ以上のレーザ光源を用いる際も同様であ
る。また、図５には後方向励起の配置が記載されている
が、本実施形態において前方向励起を行ってもよい。

【００５２】本実施形態のラマン増幅器の平坦利得帯域
の拡大を実施するために波長λ１およびλ２が満たすべ
き条件は、第１の実施形態に記載されたものと同一であ
る。すなわちλ１およびλ２の差を３０ｎｍ〜７０ｎｍ
としたときに、平坦利得帯域の拡大を達成することがで
きる。また、１．５５μｍ帯の信号を増幅するための波
長帯において、前記波長差３０ｎｍ〜５０ｎｍに対応し
た２つの励起光の波数差は、約１２５−２９０ｃｍ^−１
である。

【００５３】あるいはまた、第１の実施形態同様に３つ
以上のレーザ光源からの励起光を用いてもよい。その場
合には、それら３つ以上の励起光を波長領域が重ならな
い２つの波長群に分け、それらの重心波長に対応する励
起光の波数の差の絶対値が１２５〜２９０ｃｍ^−１であ
るように、それら励起光の波長を設定する。

【００５４】利得等化器１５をテルライトファイバ１ａ
と１ｂとの間の位置に設置するのは、ラマン増幅器の出
力パワーを高く保つためである。このとき、信号光は、
利得等化器１５により所望の損失を受けた後に後段のテ
ルライトファイバ１ｂで増幅されるので、ラマン増幅器
の出力パワーは、後段のテルライトファイバ１ｂの出力
パワーで決定され、高い値を得ることができる。一方、
利得等化器１５を最終段(final stage)、すなわちテル
ライトファイバ１ｂの後に設置した場合には、得られる
出力パワーは、テルライトファイバ１ｂの出力パワーか
ら、利得等化器１５の損失分だけ低下したものになる。

【００５５】利得等化器の透過損失スペクトル特性は、
例えば、図４の利得スペクトルを考慮して決定される。
例えば、図４（ａ）の利得スペクトルに対しては、透過
損失スペクトルのピーク波長が約１５６０ｎｍ，透過損
失スペクトルの半値幅が約２０ｎｍのガウス型形状の透
過損失スペクトルを有する利得等化器により、約１５０
０−１６５０ｎｍの波長域において概略的な利得等化を
簡単に行なえる。

【００５６】［実施例３］図５のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４６０ｎｍと
し、およびパワーを５００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４１０ｎｍとし、およびパワー
を５００ｍＷとした。テルライトファイバ１aおよび１
ｂの長さは、それぞれ２００ｍおよび１８０ｍであっ
た。ピーク波長約１５６０ｎｍ，ピーク損失８ｄＢおよ
び半値幅約２０ｎｍを有するガウス型形状の透過損失ス
ペクトルを有する利得等化器を用いた。

【００５７】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５００−１６５０ｎｍの波長域において平坦な利得スペ
クトルが得られた。また、利得スペクトル平坦性が、利
得等化器を用いない場合に比較して、８ｄＢ向上した。

【００５８】（第３実施形態）本発明の第３の実施形態
は、テルライトファイバと、シリカファイバと、互いに
異なる励起光波長を有する２つのレーザ光源と、それら
レーザ光源からの励起光を信号光と合波する２つの合波
器を有する、図６に示される光ファイバ増幅器である。

【００５９】図６においては、テルライトファイバ１、
合波器２ａ、シリカファイバ１１、および合波器２ｂが
直列に接続され、第１のレーザ光源５ａからの励起光
（λ１）は合波器２ａを介してテルライトファイバ１を
励起し、および第２のレーザ光源５ｂからの励起光（λ
２）は合波器２ｂを介してシリカファイバ１１を励起す
る。

【００６０】本実施形態においては、第１のレーザ光源
からの励起光（λ１）によって得られるテルライトファ
イバの利得係数スペクトルの第１ボトムを、第２のレー
ザ光源からの励起光（λ２）によって得られるシリカフ
ァイバの利得係数スペクトルのピークに重ねることによ
って、補償する。λ１およびλ２の差を、λ２−λ１＝
２５±１５ｎｍ、すなわち、１０ｎｍ＜λ２−λ１＜４
０ｎｍに設定することにより、このような補償を達成す
ることができる。λ１およびλ２の差λ２−λ１は、よ
り好ましくは１５ｎｍ〜３５ｎｍ、および最も好ましく
は２０ｎｍ〜３０ｎｍである。また、１．５５μｍ帯の
信号を増幅するための励起光の波長帯において、前記波
長差１０ｎｍ〜４０ｎｍに対応した２つの励起光の波数
差は、約４２〜１６６ｃｍ^−１である。

【００６１】シリカファイバ１１の最適なファイバパラ
メータは、高速（例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓ）の光通信シ
ステムで用いられる分散補償ファイバ（ＤＣＦ）に類似
しているため、ＤＣＦを本実施形態のシリカファイバ１
１として用いることができる。ここで、ＤＣＦとは、伝
送ファイバの屈折率の波長分散により歪んだ光パルスの
波形を補償するための、逆分散特性を有するファイバの
ことである。具体的には、１．３μｍゼロ分散ファイバ
を用いた伝送路用の典型的なＤＣＦと、典型的なラマン
増幅用のシリカファイバの組成、開口数はほぼ同じであ
る。また、典型的なテルライトファイバの場合には、た
とえば、１．５μｍ帯で負分散を有しているため、上記
のシリカファイバと同様に分散補償ファイバとして用い
ることが可能である。

【００６２】本実施形態においては、テルライトファイ
バ１を、信号光に対して前段に配置することが好まし
い。なぜなら、その配置の方が雑音指数が低いからであ
る。これは、シリカファイバのラマン利得帯域がテルラ
イトファイバのものよりも狭いことに起因する。たとえ
ば、λ１＝１４５０ｎｍの場合、テルライトファイバの
ラマン利得は１４６０〜１６２０ｎｍである程度の値を
有する。この場合シリカファイバ用の励起光の波長λ２
を約１４７５ｎｍに設定する必要がある。しかし、シリ
カファイバにおけるラマン利得はλ２＋１３０ｎｍ以下
の領域（この場合１６０５ｎｍ以下）に限定される。も
しシリカファイバを前段に配置した場合、λ２＋１３０
ｎｍより長波長域（１６０５ｎｍより長波長の領域）
で、シリカファイバ内での損失による雑音指数の劣化
（増加）が生じる。したがって、テルライトファイバを
前段に配置することが好ましい。

【００６３】上記のような励起光の波長設定を用いて平
坦利得帯域の拡大を行うためには、各励起光により得ら
れる利得係数の大きさを制御する必要がある。利得係数
の制御は、各光源ＬＤＭ−１およびＬＤＭ−２の出力パ
ワー、並びにシリカファイバおよびテルライトファイバ
の長さを適切に設定することによって実施される。

【００６４】［実施例４］図６のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを３００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４７５ｎｍとし、およびパワー
を３００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２
００ｍであり、およびシリカファイバ１１の長さは５ｋ
ｍであった。

【００６５】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５５０〜１６３０ｎｍの波長域において平坦な利得スペ
クトル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。

【００６６】（第４実施形態）本発明の第４の実施形態
は、テルライトファイバと、シリカファイバと、互いに
異なる励起光波長を有する第１および第２のレーザ光源
と、それら第１および第２のレーザ光源からの励起光を
合波する合波器とを有する、図７に示される光ファイバ
増幅器である。

【００６７】図７において、テルライトファイバ１、シ
リカファイバ１１、および合波器２が直列に接続されて
おり、第１のレーザ光源５ａからの励起光（λ１）およ
び第２のレーザ光源５ｂからの励起光（λ２）が合波器
４によって合波され、そして合波器２を介して、シリカ
ファイバ１１、テルライトファイバ１の順に伝搬され
る。信号光はテルライトファイバ側から入射する（すな
わち、テルライトファイバが信号光に対する前段に位置
する）。

【００６８】本実施形態において用いられるテルライト
ファイバおよびシリカファイバは、第３実施形態におい
て記載されたものと同一である。

【００６９】第１および第２レーザ光源５ａおよび５ｂ
からの異なる波長の２つの励起光は、まずシリカファイ
バ１１を励起した後、シリカファイバ１１で損失を受け
なかった分がシリカファイバ１１から出射する。その後
に、シリカファイバから出射する２つの励起光が、テル
ライトファイバ１を励起する。

【００７０】本実施形態においては、第１のレーザ光源
からの励起光（λ１）によって得られるテルライトファ
イバの利得係数スペクトルの第１ボトムを、第２のレー
ザ光源からの励起光（λ２）によって得られるシリカフ
ァイバの利得係数スペクトルのピークに重ねることによ
って、補償する。λ１およびλ２の差を、λ２−λ１＝
２５±１５ｎｍ、すなわち、１０ｎｍ＜λ２−λ１＜４
０ｎｍに設定することにより、このような補償を達成す
ることができる。λ１およびλ２の差λ２−λ１は、よ
り好ましくは１５ｎｍ〜３５ｎｍ、および最も好ましく
は２０ｎｍ〜３０ｎｍである。また、１．５５μｍ帯の
信号を増幅するための励起光の波長帯において、前記波
長差１０ｎｍ〜４０ｎｍに対応した２つの励起光の波数
差は、約４２〜１６６ｃｍ^−１である。

【００７１】なお、本実施形態のラマン増幅器全体の利
得係数スペクトルは、波長λ１の励起光によるシリカフ
ァイバの利得係数スペクトル、シリカファイバによる波
長λ１の励起光の減衰および波長λ２の励起光によるテ
ルライトファイバの利得係数スペクトルを包含するため
に、同一のλ１およびλ２を用いる第３実施形態のラマ
ン増幅器のものとは若干異なるものである。

【００７２】本実施形態のラマン増幅器において、テル
ライトファイバ１を信号光に対して前段に配置すること
が好ましいが、シリカファイバ１１とテルライトファイ
バ１とを入れ替えて、シリカファイバ１１を前段に配置
してもよい。

【００７３】［実施例５］図７のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを３００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４７５ｎｍとし、およびパワー
を３００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２
００ｍであり、およびシリカファイバ１１の長さは５ｋ
ｍであった。

【００７４】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５５０〜１６３０ｎｍの波長域において平坦な利得スペ
クトル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。

【００７５】（第５実施形態）本発明の第５の実施形態
は、テルライトファイバと、シリカファイバと、互いに
異なる励起光波長を有する第１および第２のレーザ光源
と、前記テルライトファイバと前記シリカファイバとの
間に配置された第１または第２のレーザ光源からの励起
光のいずれか一方を反射する反射素子とを有する、図８
に示される光ファイバ増幅器である。

【００７６】図８において、テルライトファイバ１、反
射素子１２、シリカファイバ１１、および合波器２が直
列に接続されており、第１のレーザ光源５ａからの励起
光（λ１）および第２のレーザ光源５ｂからの励起光
（λ２）が合波器４によって合波され、そして合波器２
を介して、シリカファイバ１１に入射する。信号光はテ
ルライトファイバ側から入射する（すなわち、テルライ
トファイバが信号光に対する前段に位置する）。

【００７７】反射素子１２は、波長λ２の励起光のみを
選択的に反射するものであり、ファイバーグレーティン
グなどを用いることができる。

【００７８】本実施形態においては、合波器２からシリ
カファイバ１１に入射する波長λ１およびλ２の励起光
は、共にシリカファイバを励起し、シリカファイバ１１
を出射する。そして、波長λ２の励起光のみが反射素子
１２によって反射され、再びシリカファイバ１１に入射
し、それを励起するために用いられる。一方、波長λ１
の励起光は、反射素子１２を通過し、テルライトファイ
バ１に入射し、それを励起する。

【００７９】本実施形態においても、第４の実施形態と
同様に、第１のレーザ光源からの励起光（λ１）によっ
て得られるテルライトファイバの利得係数スペクトルの
第１ボトムを、第２のレーザ光源からの励起光（λ２）
によって得られるテルライトファイバの利得係数スペク
トルのピークに重ねることによって、補償する。λ１お
よびλ２の差を、λ２−λ１＝２５±１５ｎｍ、すなわ
ち、１０ｎｍ＜λ２−λ１＜４０ｎｍに設定することに
より、このような補償を達成することができる。λ１お
よびλ２の差λ２−λ１は、より好ましくは１５ｎｍ〜
３５ｎｍ、および最も好ましくは２０ｎｍ〜３０ｎｍで
ある。また、１．５５μｍ帯の信号を増幅するための励
起光の波長帯において、前記波長差１０ｎｍ〜４０ｎｍ
に対応した２つの励起光の波数差は、約４２〜１６６ｃ
ｍ^−１である。

【００８０】なお、本実施形態のラマン増幅器全体の利
得係数スペクトルは、波長λ１の励起光によるシリカフ
ァイバの利得係数スペクトル、およびシリカファイバに
よる波長λ１の励起光の減衰を包含するために、同一の
λ１およびλ２を用いる第３および第４の実施形態のラ
マン増幅器のものとは若干異なるものである。

【００８１】本実施形態においては、テルライトファイ
バ１を信号光に対して前段に配置することが好ましい。
その理由は、第３実施形態に記載したとおりである。し
かし、シリカファイバ１１とテルライトファイバ１の位
置を逆にし、かつ反射素子（ファイバグレーティング）
の中心波長をλ１として、シリカファイバを前段に配置
し、かつ波長λ１の光がテルライトファイバ１のみを励
起するような構成においても同様の効果がえられる。

【００８２】［実施例６］図８のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長λ１を１４５０ｎｍ
とし、およびパワーを３００ｍＷとした。またＬＤＭ−
２からの励起光の波長λ２を１４７５ｎｍとし、および
パワーを２００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長
さは２００ｍであり、およびシリカファイバ１１の長さ
は５ｋｍであった。

【００８３】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５５０〜１６３０ｎｍの波長域において平坦な利得スペ
クトル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。さら
に、波長λ２の励起光のパワーが実施例５よりも低下す
ることができた。なぜなら、反射素子１２を設けて、反
射素子１２における反射により波長λ２の光がシリカフ
ァイバ１１のみを励起するような構成にしたからであ
る。

【００８４】（第６実施形態）本発明の第６の実施形態
は、複数のテルライトファイバと、複数のシリカファイ
バと、互いに異なる励起光波長を有する２つのレーザ光
源と、それらレーザ光源からの励起光を合波する合波器
とを有する光ファイバ増幅器であって、前記複数のテル
ライトファイバのそれぞれと前記複数のシリカファイバ
のそれぞれとは互いに隣接するように配置される、図９
に示される光ファイバ増幅器である。

【００８５】図９において、テルライトファイバ１ａお
よび１ｂとシリカファイバ１１ａおよび１１ｂとが交互
に配置され、それらファイバの信号光に対して後段に合
波器２が接続されている。第１のレーザ光源５ａからの
励起光（λ１）および第２のレーザ光源５ｂからの励起
光（λ２）が合波器４によって合波され、そして合波器
２を介して、交互に配置されたファイバに入射する。

【００８６】２つの励起光の波長λ１およびλ２が満た
すべき条件は、第４実施形態と同様である。λ１および
λ２の差を、λ２−λ１＝２５±１５ｎｍ、すなわち、
１０ｎｍ＜λ２−λ１＜４０ｎｍに設定することが好ま
しい。λ１およびλ２の差λ２−λ１は、より好ましく
は１５ｎｍ〜３５ｎｍ、および最も好ましくは２０ｎｍ
〜３０ｎｍである。また、１．５５μｍ帯の信号を増幅
するための励起光の波長帯において、前記波長差１０ｎ
ｍ〜４０ｎｍに対応した２つの励起光の波数差は、約４
２〜１６６ｃｍ^−１である。

【００８７】図９においては、２つのテルライトファイ
バおよび２つのシリカファイバを交互に配置した例を示
したが、それらファイバが交互に配置される限り、その
数は３個以上任意のものであってもよい。

【００８８】長さの短い複数のファイバを用いる本実施
形態においては、雑音指数の低減を達成することができ
る。もしテルライトファイバの第１ボトムまたは第２ボ
トムにおける利得係数が小さい場合、テルライトファイ
バによる損失のために雑音が増大する。雑音の増大の程
度は、ファイバの長さ、ひいてはｄＢ単位におけるファ
イバ損失に比例する。すなわち、本実施形態の短いファ
イバにおいて、その雑音の程度は長いファイバを用いた
場合よりも少ない。そして次段のシリカファイバにおい
て、テルライトファイバの第１ボトムまたは第２ボトム
の領域の信号が増幅され、それによって、より雑音の少
ない信号を得ることができるのである。

【００８９】本実施形態においては、テルライトファイ
バ１ａが信号光の入射方向に対して最前段に位置してい
る。しかし、本実施形態における各ファイバにおける雑
音の増大の程度が小さいので、シリカファイバ１１ａを
最前段とする構成を採っても同等の効果を得ることがで
きる。

【００９０】［実施例７］図９のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを３００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４７５ｎｍとし、およびパワー
を３００ｍＷとした。各テルライトファイバ１ａおよび
１ｂの長さは１００ｍであり、および各シリカファイバ
１１ａおよび１１ｂの長さは２．５ｋｍであった。

【００９１】本実施例のラマン増幅器においては、約１
４６０〜１６２０ｎｍの波長域において平坦な利得スペ
クトル（平坦利得帯域幅１６０ｎｍ）が得られた。ま
た、実施例５における雑音指数のスペクトル上の最大値
が８ｄＢであったのに対し、本実施例の雑音指数のスペ
クトル上の最大値は６ｄＢであった。

【００９２】（第７実施形態）本発明の第７の実施形態
は、互いに異なる波長の励起光を発する第１，第２およ
び第３のレーザ光源と、第１のレーザ光源からの励起光
により励起されるテルライトファイバと、第２および第
３のレーザ光源からの励起光により励起されるシリカフ
ァイバとを有する図１０に示されるラマン増幅器であ
る。

【００９３】図１０においては、テルライトファイバ
１，合波器２ａ、シリカファイバ１１および合波器２ｂ
が直列に接続されている。信号光はテルライトファイバ
１の側に入射する。第１のレーザ光源５ａからの励起光
は合波器２ａを介してテルライトファイバ１に入射す
る。第２および第３のレーザ光源５ｂおよび５ｃからの
励起光は、合波器４により合波され、そして合波器２ｂ
を介してシリカファイバ１１に入射する。

【００９４】本実施例において、λ２は、波長λ２の光
により励起されるシリカラマン増幅器の利得スペクトル
のピークが、図２に示されるテルライトラマン増幅器の
利得スペクトルの第１ボトムに位置するように設定され
る。また、λ３は、波長λ３の光によりシリカラマン増
幅器の利得スペクトルのピークが、図２に示されるテル
ライトラマン増幅器の利得スペクトルの第２ボトムに位
置するように設定される。このような設定を行うことに
より、テルライトラマン増幅器の利得スペクトルの第１
および第２ボトムを、シリカラマン増幅器の利得スペク
トルの２つのピークが補償するため、広い波長域で平坦
なスペクトルが得られる。

【００９５】上記のような補償を実現するために、λ１
とλ２との差は、λ２−λ１＝２５±１５ｎｍ、すなわ
ち１０ｎｍ＜λ２−λ１＜４０ｎｍに設定される。これ
は、本実施例において用いる波長帯において、第１の励
起光の波数と、第２の励起光の波数との差が、４２〜１
６６ｃｍ^−１に相当する。さらに、λ１とλ３との差
は、λ１−λ３＝４０±３０ｎｍ、すなわち１０ｎｍ＜
λ１−λ３＜７０ｎｍに設定される。これは、本実施例
において用いる波長帯において、第１の励起光の波数
と、第２の励起光の波数との差が、４２〜１６６ｃｍ
^−１に相当する。

【００９６】本実施形態において、図１０に示されるよ
うに信号光の入射方向に対して前段にテルライトファイ
バを配置することが好ましい。その理由は第４実施形態
において述べたとおりである。しかし、シリカファイバ
を前段におくことも可能である。

【００９７】［実施例８］図１０のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを３００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４７５ｎｍとし、およびパワー
を１５０ｍＷとした。さらにＬＤＭ−３からの励起光の
波長を１４１０ｎｍとし、およびパワーを１５０ｍＷと
した。テルライトファイバ１の長さは２００ｍであり、
およびシリカファイバ１１の長さは５ｋｍであった。こ
のように設定された本実施例のラマン増幅器の利得スペ
クトルを図１１（ｂ）に示す。

【００９８】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５００ｎｍ〜約１６３０ｎｍにおいて平坦な利得スペク
トル（平坦利得帯域幅１３０ｎｍ）が得られた。

【００９９】（第８実施形態）本発明の第８の実施形態
は、互いに異なる波長の励起光を発する第１，第２およ
び第３のレーザ光源と、第１および第２のレーザ光源か
らの励起光により励起されるテルライトファイバと、第
３のレーザ光源からの励起光により励起されるシリカフ
ァイバとを有する図１２に示されるラマン増幅器であ
る。

【０１００】図１２においては、テルライトファイバ
１，合波器２ａ、シリカファイバ１１および合波器２ｂ
が直列に接続されている。信号光はテルライトファイバ
１の側に入射する。第１および第２のレーザ光源５ａお
よび５ｂからの励起光は、合波器４により合波され、そ
して合波器２ａを介してテルライトファイバ１に入射す
る。第３のレーザ光源５ｃからの励起光は合波器２ｂを
介してシリカファイバ１１に入射する。

【０１０１】本実施例において、λ２は、波長λ２の光
により励起されるテルライトラマン増幅器の利得スペク
トルの第１ピークが、波長λ１により励起されるテルラ
イトラマン増幅器の利得スペクトルの第１ボトムに位置
するように設定される。また、この設定を行うことによ
り波長λ２の光により励起されるテルライトラマン増幅
器の第２ピークが、波長λ１の光により励起されるテル
ライトラマン増幅器の第２ボトムに位置する。さらに、
λ３も同様に、波長λ３の光によりシリカラマン増幅器
の利得スペクトルのピークが、波長λ１により励起され
るテルライトラマン増幅器の利得スペクトルの第１ボト
ムに位置するように設定される。すなわち、本実施例に
おいては、波長λ１の光を用いる励起による利得スペク
トルの第１ボトムを、波長λ２および波長λ３の光によ
る利得スペクトルのピークにより、波長λ１の利得スペ
クトルの第２ボトムを波長λ２の利得スペクトルの第２
ピークにより補償することができる。このような設定を
行うことにより、広い波長域で平坦なスペクトルが得ら
れる。ただし、一般的に、第７実施形態の構成と比較し
てスペクトル平坦性が劣るため、テルライトファイバ１
とシリカファイバ１１との間、好ましくは合波器２ａと
シリカファイバ１１との間に、利得等化器を設けて、平
坦性を高めることが好ましい。

【０１０２】上記のような補償を実現するために、λ１
とλ２との差は、λ１−λ２＝４０±３０ｎｍ、すなわ
ち１０ｎｍ＜λ１−λ２＜７０ｎｍに設定される。これ
は、本実施例において用いる波長帯において、第１の励
起光の波数と、第２の励起光の波数との差が、４２〜２
９０ｃｍ^−１に相当する。さらに、λ１とλ３との差
は、λ１−λ３＝２５±１５ｎｍ、すなわち１０ｎｍ＜
λ１−λ３＜４０ｎｍに設定される。これは、本実施例
において用いる波長帯において、第１の励起光の波数
と、第２の励起光の波数との差が、４２〜１６６ｃｍ
^−１に相当する。

【０１０３】本実施例の構成において、信号光に対して
前段に配置されるテルライトファイバの第１ボトムの大
きさ（第１ピークにおける利得と第１ボトムにおける利
得の差）は、テルライトファイバを単一波長の光で励起
する第７実施形態のものより小さい。したがって、本実
施例では、第１ボトムの波長域におけるテルライトファ
イバの最低利得をより大きくすることができる。その結
果、より低い雑音指数およびより高い信号光出力が得ら
れる。

【０１０４】上記の効果を具体的に説明する。図１３
は、波長λ１の光のみによる１波長励起の利得（オンオ
フ利得）スペクトル（実線）、ならびに波長λ１および
λ２の光による２波長励起の場合の利得（オンオフ利
得）スペクトル（破線）を示す図である。テルライトフ
ァイバおよびそれに隣接する合波器などの光部品の挿入
損失は、約６ｄＢである。したがって、１波長励起の場
合、第１ボトムＢ１における正味のラマン利得は、−
０．５ｄＢ程度である。一方、２波長励起の場合、該領
域における正味のラマン利得は４ｄＢ程度であり、それ
は１波長励起の場合よりも著しく大きい。

【０１０５】また２波長励起されるテルライトファイバ
と１波長励起されるシリカファイバとを組み合わせる場
合、２波長励起されるテルライトファイバの第１ピーク
波長における利得係数（ｄＢ単位）と第２ピーク波長に
おける利得係数（ｄＢ単位）との比を適切に設定するこ
とが必要である。図２に示されるように１波長励起時の
第１ピークＰ１の利得係数：第２ピークＰ２の利得係数
の比は、１００：７０である。２波長励起を実施する場
合に、第１ピークＰ１の利得係数：第２ピークＰ２の利
得係数の比を、１００：８０〜１００：１００に設定す
ることが好ましい。この設定においては、テルライトフ
ァイバの利得スペクトルとシリカファイバの利得スペク
トルとのマッチングが良好となり、この範囲外の利得定
数の比を有する場合よりも、平坦なスペクトルが得られ
る。

【０１０６】第２ピークの利得係数を第１ピークの利得
係数より小さくすることが好ましいのは、シリカファイ
バの利得係数スペクトルの非対称性に起因する。図１
（ｂ）に示されるように、シリカファイバの利得係数
は、そのピークの短波長側では、長波長側よりも緩やか
に減少する。テルライトファイバの第１ボトムにシリカ
ファイバの利得ピークを一致させた場合、テルライトフ
ァイバの第２ピークＰ２の領域は、シリカファイバの緩
やかに減少する利得スペクトルに重なって、その利得が
補償されるが、一方テルライトファイバの第１ピークＰ
１の領域の利得は、シリカファイバの利得スペクトルに
よってはほとんど補償されない。したがって、あらかじ
めテルライトファイバの利得スペクトルの第２ピークを
小さくすることによって、増幅器全体として平坦な利得
スペクトルが得られる。

【０１０７】［実施例９］図１２のラマン増幅器におい
て、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。またＬＤＭ−２
からの励起光の波長を１４１０ｎｍとし、およびパワー
を２００ｍＷとした。さらにＬＤＭ−３からの励起光の
波長を１４７５ｎｍとし、およびパワーを２００ｍＷと
した。テルライトファイバ１の長さは２００ｍであり、
およびシリカファイバ１１の長さは５ｋｍであった。

【０１０８】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５５０ｎｍ〜約１６３０ｎｍにおいて平坦な利得スペク
トル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。

【０１０９】（第９実施形態）本発明の第９の実施形態
は、互いに異なる波長の励起光を発する第１，第２、第
３および第４のレーザ光源と、第１および第２のレーザ
光源からの励起光により励起されるテルライトファイバ
と、第３および第４のレーザ光源からの励起光により励
起されるシリカファイバとを有する図１４に示されるラ
マン増幅器である。

【０１１０】図１４においては、テルライトファイバ
１，合波器２ａ、利得等化器１５，シリカファイバ１１
および合波器２ｂが直列に接続されている。信号光はテ
ルライトファイバ１の側に入射する。第１および第２の
レーザ光源５ａおよび５ｂからの励起光は、合波器４ａ
により合波され、そして合波器２ａを介してテルライト
ファイバ１に入射する。第３および第４のレーザ光源５
ｃおよび５ｄからの励起光は、合波器４ｂにより合波さ
れ、そして合波器２ｂを介してテルライトファイバ１に
入射する。

【０１１１】本実施例において、λ２は、第８実施形態
と同様に、波長λ１により励起されるテルライトラマン
増幅器の利得スペクトルの第１ボトムＢ１を補償するよ
うにに設定される。また、λ３も同様に、波長λ３の光
によりシリカラマン増幅器の利得スペクトルのピーク
が、波長λ１により励起されるテルライトラマン増幅器
の利得スペクトルの第１ボトムＢ１を補償するように設
定される。さらに、λ４は、波長λ４の光によりシリカ
ラマン増幅器の利得スペクトルのピークが、波長λ１に
より励起されるテルライトラマン増幅器の利得スペクト
ルの第２ボトムＢ２に位置するように設定される。この
ように波長λ１の励起光による第１および第２ボトムＢ
１，Ｂ２の利得係数を共に補償することができるので、
広い波長域で平坦なスペクトルが得られる。ただし、一
般的に、第７実施形態の構成と比較してスペクトル平坦
性が劣るため、図１４に示されるようにテルライトファ
イバとシリカファイバとの間に利得等化器１５を設け
て、平坦性を高めることが好ましい。

【０１１２】さらに本実施例の構成においても、テルラ
イトファイバが２波長の光で励起されているので、信号
光に対して前段に配置されるテルライトファイバの第１
ボトムＢ１におけるテルライトファイバの最低利得をよ
り大きくすることができる。その結果、より低い雑音指
数およびより高い信号光出力が得られる。この効果を実
現するための利得係数比の条件は、第８実施形態におけ
るものと同様である。

【０１１３】上記のような補償を実現するために、λ１
とλ２との差は、λ１−λ２＝５０±２０ｎｍ、すなわ
ち３０ｎｍ＜λ１−λ２＜７０ｎｍに設定される。これ
は、第１の励起光の波数と、第２の励起光の波数との差
が、８４〜２９０ｃｍ^−１に相当する。また、λ１とλ
３との差は、λ３−λ１＝２５±１５ｎｍ、すなわち１
０ｎｍ＜λ１−λ３＜４０ｎｍに設定される。これは、
第３の励起光の波数と、第１の励起光の波数との差が、
４２〜１６６ｃｍ^−１に相当する。さらに、λ１とλ４
との差は、λ１−λ４＝４０±３０ｎｍ、すなわち１０
ｎｍ＜λ１−λ４＜７０ｎｍに設定される。これは、第
１の励起光の波数と、第４の励起光の波数との差が、４
２〜２９０ｃｍ^−１に相当する。

【０１１４】［実施例１０］図１４のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２から
の励起光の波長を１４１０ｎｍとし、およびパワーを２
００ｍＷとした。またＬＤＭ−３からの励起光の波長を
１４７５ｎｍとし、およびパワーを１５０ｍＷとした。
ＬＤＭ−４からの励起光の波長を１４００ｎｍとし、お
よびパワーを１５０ｍＷとした。テルライトファイバ１
の長さは２００ｍであり、およびシリカファイバ１１の
長さは５ｋｍであった。

【０１１５】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５００ｎｍ〜約１６３０ｎｍにおいて平坦な利得スペク
トル（平坦利得帯域幅１３０ｎｍ）が得られた。

【０１１６】（第１０実施形態）本発明の第１０の実施
形態は、互いに異なる波長の励起光を発する第１〜第６
のレーザ光源と、第１および第２のレーザ光源からの励
起光により励起される第１のテルライトファイバと、第
３および第４のレーザ光源からの励起光により励起され
るシリカファイバと、第５および第６のレーザ光源から
の励起光により励起される第２のテルライトファイバと
を有する図１５に示されるラマン増幅器である。

【０１１７】図１５においては、第１テルライトファイ
バ１ａ，合波器２ａ、利得等化器１５ａ，シリカファイ
バ１１、合波器２ｂ、利得等化器１５ｂ，第２テルライ
トファイバ１ｂ，合波器２ｃが直列に接続されている。
信号光は第１テルライトファイバ１ａの側に入射する。
第１および第２のレーザ光源５ａおよび５ｂからの励起
光（λ１、λ２）は、合波器４ａにより合波され、そし
て合波器２ａを介して第１テルライトファイバ１ａに入
射する。第３および第４のレーザ光源５ｃおよび５ｄか
らの励起光（λ３、λ４）は、合波器４ｂにより合波さ
れ、そして合波器２ｂを介してシリカファイバ１１に入
射する。第５および第６のレーザ光源５ｅおよび５ｆか
らの励起光（λ５、λ６）は、合波器４ｃにより合波さ
れ、そして合波器２ｃを介して第２テルライトファイバ
１ｂに入射する。

【０１１８】本実施形態は、第９実施形態の構成よりも
増幅器出力を改善するための構成である。図１４に示す
テルライトファイバを前段に用いる第９実施例のラマン
増幅器においては、シリカファイバの利得平坦波長域が
テルライトファイバの利得平坦波長域よりも狭いため
に、シリカファイバの利得平坦波長域の範囲外の波長に
おける増幅器出力が低下する。また、図１４とは逆にシ
リカファイバを前段に用いるラマン増幅器では、シリカ
ファイバの利得平坦波長域の範囲外の波長における雑音
指数が高くなる。本実施形態の増幅器は、第２テルライ
トファイバ１ｂを用いることにより、これらの欠点を克
服する。すなわち、シリカファイバより後の出力段に配
置された第２のテルライトファイバのより広い利得平坦
波長域により、シリカファイバの利得平坦波長域の範囲
外の波長における増幅器出力の低下を防止することがで
きる。また、入力段にも、より広帯域のテルライトファ
イバを用いるので、雑音指数を低下することができる。

【０１１９】さらに本実施形態の構成においても、テル
ライトファイバが２波長の光で励起されているので、第
８実施形態同様にテルライトファイバの第１ボトムＢ１
におけるより低い雑音指数およびより高い信号光出力が
得られる。この効果を実現するための利得係数比の条件
は、第８実施形態におけるものと同様である。

【０１２０】λ１，λ２、λ３およびλ４の満たすべき
条件は、第９実施形態と同一である。λ５およびλ６
は、それぞれλ１およびλ２と同等の設定を用いること
ができる。すなわち、λ６は、波長λ６の光により励起
されるテルライトラマン増幅器の利得スペクトルの第１
ピークが、波長λ５により励起されるテルライトラマン
増幅器の利得スペクトルの第１ボトムに位置するように
設定される。このような設定における、λ５とλ６との
差は、λ５−λ６＝４０±３０ｎｍ、すなわち１０ｎｍ
＜λ５−λ６＜７０ｎｍに設定される。これは、第５の
励起光の波数と第６の励起光の波数との差が、１２５〜
２９０ｃｍ^−１に相当する。λ５およびλ６を、λ１お
よびλ２と独立に設定することも可能であるが、好まし
くは、λ５およびλ６を、それぞれλ１およびλ２と等
しく設定する。図１５の構成においては、第１テルライ
トファイバ用レーザ光源５ａ、５ｂとは別に、第２テル
ライトファイバ用レーザ光源５ｅ、５ｆを用いている
が、図５に示されるように、レーザ光源５ａおよび５ｂ
からの励起光を合波した複合励起光を分配して、第１お
よび第２テルライトファイバに供給してもよい。

【０１２１】［実施例１１］図１５のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２から
の励起光の波長を１４１０ｎｍとし、およびパワーを２
００ｍＷとした。またＬＤＭ−３からの励起光の波長を
１４７５ｎｍとし、およびパワーを１５０ｍＷとした。
ＬＤＭ−４からの励起光の波長を１４００ｎｍとし、お
よびパワーを１５０ｍＷとした。ＬＤＭ−５からの励起
光の波長を１４５０ｎｍとし、およびパワーを２００ｍ
Ｗとした。ＬＤＭ−６からの励起光の波長を１４１０ｎ
ｍとし、およびパワーを２００ｍＷとした。第１テルラ
イトファイバ１ａの長さは２００ｍであり、シリカファ
イバ１１の長さは５ｋｍであり、第２テルライトファイ
バ１ｂの長さは２００ｍであった。

【０１２２】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５００ｎｍ〜約１６３０ｎｍにおいて平坦な利得スペク
トル（平坦利得帯域幅１３０ｎｍ）が得られた。また、
本実施例のラマン増幅器の増幅器出力は２０ｄＢｍであ
り、実施例１０のものの増幅器出力１８ｄＢｍより大き
かった。

【０１２３】（第１１実施形態）本発明の第１１の実施
形態は、互いに異なる励起光波長を有する第１および第
２のレーザ光源と、第１のレーザ光源からの励起光によ
り励起されるテルライトファイバと、第２のレーザ光源
からの励起光により励起されるエルビウム添加ファイバ
とを有する、図１６に示される光ファイバ増幅器であ
る。

【０１２４】図１６においては、テルライトファイバ
１，合波器２、合波器６およびエルビウム添加ファイバ
２１が直列に接続されている。信号光はテルライトファ
イバ１の側に入射する（すなわち、テルライトファイバ
１は、信号光の入射方向に対して前段にある）。第１の
レーザ光源５ａからの励起光（λ１）は、合波器２を介
してテルライトファイバ１に入射する。第２のレーザ光
源５ｂからの励起光（λ２）は、合波器６を介してエル
ビウム添加ファイバ２１に入射する。

【０１２５】本実施例において、エルビウム（Ｅｒ）添
加ファイバの利得ピークにより、波長λ１により励起さ
れるテルライトラマン増幅器の利得スペクトルの第１ボ
トムＢ１を補償するように、λ１が設定される。波長λ
１の励起光による第１ボトムＢ１の利得係数を補償する
こにより、広い波長域で平坦なスペクトルが得られる。

【０１２６】用いることができるＥｒ添加ファイバの種
類は、Ｅｒ添加テルライトファイバ，Ｅｒ添加フッ化物
ファイバ，Ｅｒ添加シリカファイバなどである。Ｅｒ添
加ファイバの利得スペクトルは、概略的に１５３０〜１
５７０ｎｍにピークを有する。Ｅｒ添加ファイバのため
の励起光の波長λ２は、１４５０〜１５００ｎｍであ
る。好ましくはλ２は１４８０ｎｍである。また、図１
６において、Ｅｒ添加ファイバは前方向励起されている
が、後方向励起されていてもよい。

【０１２７】Ｅｒ添加ファイバの利得スペクトルピーク
の幅が狭いため、より広帯域に利得を有するテルライト
ファイバ１を、信号光の入射方向に対して前段におくこ
とが好ましい。

【０１２８】一方、テルライトファイバのための励起光
の波長λ１は、波長λ１により励起されるテルライトラ
マンファイバの利得スペクトルの第１ボトムを、Ｅｒ添
加ファイバの利得スペクトルピークと適合させるため
に、１４００〜１４５０ｎｍである。λ１は、好ましく
は１４３０ｎｍである。

【０１２９】［実施例１２］図１６のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４３０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２から
の励起光の波長を１４８０ｎｍとし、およびパワーを２
００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２００
ｍであった。Ｅｒ添加ファイバ２１の長さは５ｍであ
り、Ｅｒ添加濃度は２０００重量ｐｐｍであった。

【０１３０】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５２０〜１６００ｎｍにおいて平坦な利得スペクトル
（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。

【０１３１】（第１２実施形態）本発明の第１２の実施
形態は、テルライトファイバと、テルライトファイバを
励起する第１のレーザ光源と、テルライトファイバで増
幅された信号光を波長選択的に分波する分波器と、該分
波器により分波された一方の信号光が入射するツリウム
（Ｔｍ）添加ファイバと、該ツリウム添加ファイバを励
起する第２のレーザ光源と、ツリウム添加ファイバで増
幅された信号光と、該分波器により分波された他方の信
号光とを合波する合波器とを有する、図１７に示される
光ファイバ増幅器である。

【０１３２】図１７においては、テルライトファイバ
１，合波器２ａ、および波長選択的分波器１４が直列に
接続されている。信号光はテルライトファイバ１の側に
入射する（すなわち、テルライトファイバ１は、信号光
の入射方向に対して前段にある）。第１のレーザ光源５
ａからの励起光（λ１）は、合波器２ａを介してテルラ
イトファイバ１に入射する。波長選択的分波器１４によ
り、信号光が第１波長域の信号光と第２波長域の信号光
とに分波される。第１波長域の信号光は、合波器２ｂを
経由し、ツリウム添加ファイバ３１にて増幅されて、合
波器４に至る。一方、第２波長域の光は、直接的に合波
器４に至る。第２のレーザ光源５ｂからの励起光（λ
２）は、合波器２ｂを介してツリウム添加ファイバ３１
に入射する。合波器４において第１および第２波長域の
信号光が合波されて、増幅器出力光となる。

【０１３３】本実施形態において、ツリウム（Ｔｍ）添
加ファイバの利得ピークにより、波長λ１により励起さ
れるテルライトラマン増幅器の利得スペクトルの第２ボ
トムＢ２を補償するように、λ１が設定される。波長λ
１の励起光による第２ボトムＢ２の利得係数を補償する
ことにより、広い波長域で平坦なスペクトルが得られ
る。

【０１３４】用いることができるＴｍ添加ファイバの種
類は、Ｔｍ添加テルライトファイバ，Ｔｍ添加フッ化物
ファイバ，Ｔｍ添加シリカファイバなどである。Ｔｍ添
加ファイバ３１の励起波長λ２は１４００ｎｍである。
Ｔｍ添加フッ化物ファイバの利得波長域は約１４６０〜
１５１０ｎｍであり、１５１０ｎｍより長波長側では、
基底凖位吸収により損失が生じる。図１７において、Ｔ
ｍ添加ファイバ３１は、前方向励起されているが、後方
向励起されてもよい。

【０１３５】このＴｍ添加ファイバの吸収による損失を
防止するために、波長選択的分波器１６を用いて、第１
波長域（約１４６０〜１５１０ｎｍ）の信号光と第２波
長域（約１５１５〜１６２０ｎｍ）の信号光とに分離す
る。そして、第１波長域の信号光のみをツリウム添加フ
ァイバ３１にて増幅し、合波器４へと伝搬させる。一
方、第２波長域の信号光の通過ルートに対して、分波器
１６と合波器４とは損失の無視できる光ファイバで結合
されている。この場合、１５１０〜１５１５ｎｍの波長
域は分波器および合波器のデッドバンドである。

【０１３６】前述のＴｍ添加ファイバの利得域を第２ボ
トムに合わせるための、テルライトファイバ１の励起波
長λ１は１３１０〜１４８０ｎｍであり、好ましくは１
４５０ｎｍである。

【０１３７】［実施例１３］図１７のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２から
の励起光の波長を１４００ｎｍとし、およびパワーを２
００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２００
ｍであった。Ｔｍ添加ファイバ３１の長さは５ｍであ
り、Ｔｍ添加濃度は６０００重量ｐｐｍであった。

【０１３８】本実施例のラマン増幅器においては、１５
１０〜１５１５ｎｍのデッドバンドを除く約１４６０〜
１６２０ｎｍの波長域において平坦な利得スペクトル
（平坦利得帯域幅１６０ｎｍ）が得られた。

【０１３９】（第１３実施形態）本発明の第１３の実施
形態は、テルライトファイバと、テルライトファイバを
励起する第１のレーザ光源と、テルライトファイバで増
幅された信号光を波長選択的に分波する分波器と、該分
波器により分波された一方の信号光が入射するツリウム
（Ｔｍ）添加ファイバと、該ツリウム添加ファイバを励
起する第２のレーザ光源と、該分波器により分波された
他方の信号光が入射するシリカファイバと、該シリカフ
ァイバを励起する第３のレーザ光源と、ツリウム添加フ
ァイバで増幅された信号光と、シリカファイバで増幅さ
れた信号光とを合波する合波器とを有する、図１８に示
される光ファイバ増幅器である。

【０１４０】図１８においては、テルライトファイバ
１，合波器２ａ、および波長選択的分波器１４が直列に
接続されている。信号光はテルライトファイバ１の側に
入射する（すなわち、テルライトファイバ１は、信号光
の入射方向に対して前段にある）。第１のレーザ光源５
ａからの励起光（λ１）は、合波器２ａを介してテルラ
イトファイバ１に入射する。波長選択的分波器１４によ
り、信号光が第１波長域の信号光と第２波長域の信号光
とに分波される。第１波長域の信号光は、合波器２ｂを
経由し、ツリウム添加ファイバ３１にて増幅されて、合
波器４に至る。一方、第２波長域の信号光は、シリカフ
ァイバ１１で増幅され、合波器２ｃを通過して合波器４
に至る。第３のレーザ光源５ｃからの励起光は、合波器
２ｃを介してシリカファイバ１１に入射する。合波器４
において第１および第２波長域の信号光が合波されて、
増幅器出力光となる。なお、本実施形態においても、１
５１０〜１５１５ｎｍの波長域は分波器および合波器の
デッドバンドである。

【０１４１】本実施形態において、ツリウム（Ｔｍ）添
加ファイバの利得ピークにより、波長λ１により励起さ
れるテルライトラマン増幅器の利得スペクトルの第２ボ
トムＢ２を補償するように、λ１が設定される。すなわ
ち、Ｔｍ添加ファイバ３１により、波長λ１の励起光に
よる第１ボトムＢ２を平坦化する。前述のＴｍ添加ファ
イバの利得域を第２ボトムに合わせるための、テルライ
トファイバ１の励起波長λ１は１３１０〜１４８０ｎｍ
であり、好ましくは１４５０ｎｍである。図１８におい
て、Ｔｍ添加ファイバ３１は、前方向励起されている
が、後方向励起されてもよい。

【０１４２】一方、前記第３のレーザ光源の励起光波長
λ３は、波長λ１により励起されるテルライトラマン増
幅器の利得スペクトルの第１ボトムＢ１を補償するよう
に、設定される。波長λ３は、１３８０〜１５５０ｎｍ
の範囲内、好ましくは１４８０ｎｍである。図１８にお
いて、シリカファイバ１１は、後方向励起されている
が、前方向励起されてもよい。

【０１４３】上記のように、波長λ１により励起される
テルライトラマン増幅器の利得スペクトルにおいて、そ
の第１ボトムをシリカファイバの利得ピークにより補償
し、かつ第２ボトムをＴｍ添加ファイバの利得ピークに
より補償することによって、より広帯域で平坦な利得ス
ペクトルを得ることができる。

【０１４４】［実施例１４］図１８のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２から
の励起光の波長を１４００ｎｍとし、およびパワーを２
００ｍＷとした。ＬＤＭ−３からの励起光の波長を１４
８０ｎｍとし、およびパワーを２００ｍＷとした。テル
ライトファイバ１の長さは２００ｍであり、シリカファ
イバの長さは５ｋｍであった。Ｔｍ添加ファイバ３１の
長さは５ｍであり、Ｔｍ添加濃度は６０００重量ｐｐｍ
であった。

【０１４５】本実施例のラマン増幅器においては、１５
１０〜１５１５ｎｍのデッドバンドを除く約１４６０〜
１６２０ｎｍの波長域において平坦な利得スペクトル
（平坦利得帯域幅１６０ｎｍ）が得られた。

【０１４６】（第１４実施形態）本発明の第１４実施例
のラマン増幅器は、第１、第２および第３のレーザ光源
と、第１のレーザ光源からの励起光により励起されるテ
ルライトファイバと、第２のレーザ光源からの励起光に
より励起される希土類添加ファイバ（ツリウム（Ｔｍ）
添加ファイバあるいはエルビウム添加ファイバなど）
と、第３のレーザ光源により励起されるシリカファイバ
とを有し、テルライトファイバ、希土類添加ファイバ、
およびシリカファイバが直列に接続されている、図１９
に示される光ファイバ増幅器である。

【０１４７】図１９においては、テルライトファイバ
１，合波器２ａ、合波器２ｂ、Ｔｍ添加ファイバ３１、
シリカファイバ１１および合波器２ｃが直列に接続され
ている。信号光はテルライトファイバ１の側に入射する
（すなわち、テルライトファイバ１は、信号光の入射方
向に対して前段にある）。第１のレーザ光源５ａからの
励起光（λ１）は、合波器２ａを介してテルライトファ
イバ１に入射する。第２のレーザ光源５ｂからの励起光
（λ２）は、合波器２ｂを介してＴｍ添加ファイバ３１
に入射する。第３のレーザ光源５ｃからの励起光は、合
波器２ｃを介してシリカファイバ１１に入射する。

【０１４８】第２のレーザ光源からの励起光の波長λ２
は、使用される希土類に依存する。本実施形態において
用いることができる希土類は、ツリウムおよびエルビウ
ムを含み、好ましくはツリウムである。ツリウムを用い
る場合、その励起波長は１４００ｎｍであり、および利
得領域は１４６０〜１５１０ｎｍである。希土類添加フ
ァイバの利得領域幅は約５０ｎｍであり、利得領域より
長波長の領域では、基底準位吸収（ツリウムの場合）ま
たは上位準位吸収（エルビウムの場合）が生じる。そこ
で、第１のレーザ光源からの励起光の波長λ１を、希土
類添加ファイバの利得領域が、λ１の光によるテルライ
トファイバの利得スペクトルの第１あるいは第２ボトム
に重なるように設定する。この設定により、希土類によ
る利得領域より長波長の領域の信号を、入力段であるテ
ルライトファイバによりあらかじめ増幅して、増幅器全
体の雑音指数の低下を防止することができる。

【０１４９】さらに、希土類添加ファイバを出射する信
号光を、出力段のシリカファイバにて増幅する。シリカ
ファイバの励起光の波長λ３は、λ１の励起光による利
得スペクトルの第１ボトムあるいは第２ボトムを補償す
るように設定される。

【０１５０】本実施形態においては、希土類添加ファイ
バがテルライトファイバの第１ボトムを補償し、および
シリカファイバが第２ボトムを補償する設定にすること
もできるし、あるいは、希土類添加ファイバがテルライ
トファイバの第２ボトムを補償し、およびシリカファイ
バが第１ボトムを補償する設定にすることもできる。本
実施形態において、希土類として、ツリウムを用いる場
合、テルライトファイバの励起光の波長λ１を、１３１
０〜１４８０ｎｍ、好ましくは１４５０ｎｍに設定する
ことができ、およびシリカファイバの励起光の波長λ３
を１３８０〜１５５０ｎｍ、好ましくは１４８０ｎｍに
設定することができる。

【０１５１】本実施形態においてより好ましくは、希土
類添加ファイバがテルライトファイバの第１ボトムを補
償し、およびシリカファイバが第２ボトムを補償する。
具体的には、λ１＝１４５０ｎｍ、λ３＝１４８０ｎｍ
の設定を用いる。

【０１５２】本実施例の１つの利点は、デッドバンドの
ないことである。すなわち希土類添加ファイバとシリカ
ファイバとを並列接続する第１３実施形態においては、
並列接続に用いる波長選択的分波器によるデッドバンド
のために、利得スペクトルの欠落が生じる。これに対し
て、本実施例においては、すべてのファイバが直列に接
続され、分波器を用いる必要がないので、利得スペクト
ルの欠落（システム全体としてのデッドバンド）の発生
を防止することができる。

【０１５３】本実施例の別の利点は、ツリウム添加ファ
イバとシリカファイバとの利得帯域合成が高効率である
ことである。第１３実施形態においては、並列接続され
た２つのファイバの出力光を合波する並列合成を行うた
めに、利得帯域の合成の効率は低いものであった。しか
し、本実施例においては、両ファイバを直列に接続する
直列合成を行うため、利得帯域の合成の効率を高くする
ことが可能である。

【０１５４】［実施例１５］図１９のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍと
し、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２から
の励起光の波長を１４００ｎｍとし、およびパワーを２
００ｍＷとした。ＬＤＭ−３からの励起光の波長を１４
８０ｎｍとし、およびパワーを２００ｍＷとした。テル
ライトファイバ１の長さは２００ｍであり、シリカファ
イバの長さは５ｋｍであった。Ｔｍ添加ファイバ３１の
長さは５ｍであり、Ｔｍ添加濃度は６０００重量ｐｐｍ
であった。

【０１５５】本実施例のラマン増幅器においては、デッ
ドバンドをもたない、約１４６０〜１６２０ｎｍの波長
域において平坦な利得スペクトル（平坦利得帯域幅１６
０ｎｍ）が得られた。

【０１５６】（第１５実施形態）本発明の第１５実施形
態のラマン増幅器は、レーザ光源と、該レーザ光源によ
り励起される希土類添加ファイバ（ツリウム（Ｔｍ）添
加ファイバあるいはエルビウム添加ファイバなど）とを
有する、図２０に示される光ファイバ増幅器である。

【０１５７】図２０においては、エルビウム添加テルラ
イトファイバ４１と、合波器２とが直列に接続されてい
る。レーザ光源５からの励起光（λ）は、合波器２を介
してエルビウム添加テルライトファイバ４１に入射す
る。エルビウム添加テルライトファイバ４１は、誘導ラ
マン増幅の利得媒質およびエルビウムイオンによる増幅
の利得媒質の両方として機能する。

【０１５８】本実施形態においては、波長λによって励
起されるテルライトファイバのラマン利得スペクトルの
第１ボトムを、波長λにより励起される添加物のＥｒの
利得ピークにより補償する。波長λは、１４１０〜１４
４０ｎｍ、好ましくは１４３０ｎｍである。Ｅｒイオン
は約１４３０ｎｍの励起光で励起可能であり、その利得
スペクトルは第１１実施形態のものとは若干異なるが、
依然として概略的に１５３０〜１５７０ｎｍにピークを
有する。

【０１５９】本実施形態において、誘導ラマン増幅によ
る利得は、励起光の出力パワーおよびテルライトファイ
バ４１の長さに比例し、一方、Ｅｒによる増幅の利得
は、励起光の出力パワーおよびＥｒの添加濃度とファイ
バ４１の長さとの積に比例する。したがって、所望され
るラマン増幅利得を得るために必要な励起光パワーを実
用的な範囲内にするためには、エルビウムの添加を１０
００重量ｐｐｍ以下、望ましくは２５０重量ｐｐｍ以下
とすることが望ましい。たとえば、Ｅｒの増幅利得をテ
ルライトファイバのラマン増幅利得と同等のものにし
て、利得スペクトルの平坦化に適合させるためには、添
加濃度１０００重量ｐｐｍのファイバを用いる際に望ま
しいファイバ長は５０ｍであり、添加濃度２５０重量ｐ
ｐｍのファイバを用いる際は、２５０ｍである。すなわ
ち、後者の場合のラマン増幅効率は、前者の約５倍であ
る。

【０１６０】［実施例１６］図１９のラマン増幅器にお
いて、ＬＤＭからの励起光の波長を１４３０ｎｍとし、
およびパワーを２００ｍＷとした。エルビウム添加テル
ライトファイバ４１の長さは２５０ｍであり、Ｅｒ添加
濃度は２５０重量ｐｐｍであった。

【０１６１】本実施例のラマン増幅器においては、約１
５２０〜１６００ｎｍの波長域において平坦な利得スペ
クトル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。

【０１６２】（第１６実施形態）本発明の第１６実施形
態のラマン増幅器は、第１および第２のレーザ光源と、
該第１および第２のレーザ光源により励起される希土類
添加ファイバ（ツリウム（Ｔｍ）添加ファイバあるいは
エルビウム添加ファイバなど）とを有する、図２１に示
される光ファイバ増幅器である。本実施形態において用
いることができる希土類は、エルビウムおよびツリウム
を含み、好ましくはエルビウムである。希土類添加テル
ライトファイバ４１は、誘導ラマン増幅の利得媒質およ
び希土類による増幅の利得媒質の両方として機能する。

【０１６３】図２１においては、エルビウム添加テルラ
イトファイバ４１と、合波器２とが直列に接続されてい
る。第１および第２のレーザ光源５ａ，５ｂからの励起
光（λ１、λ２）は、合波器４によって合波され、そし
て合波器２を介してエルビウム添加テルライトファイバ
４１に入射する。

【０１６４】本実施形態においては、波長λ１によって
励起されるテルライトファイバの利得スペクトルの第１
ボトムを、波長λ２により励起される添加物のＥｒの利
得ピークにより補償する。波長λ１は、１４１０〜１４
４０ｎｍ、好ましくは１４３０ｎｍである。波長λ２
は、１４５０〜１５００ｎｍ、好ましくは１４８０ｎｍ
である。

【０１６５】本実施形態においても、第１５実施形態に
記載の理由により、エルビウムの添加を１０００重量ｐ
ｐｍ以下、望ましくは２５０重量ｐｐｍ以下とすること
が望ましい。

【０１６６】（第１７実施形態）本発明の第１７の実施
形態は、（ａ）第１および第２のレーザ光源、および前
記第１のレーザ光源からの励起光により励起されるテル
ライトファイバを有する中継器と、（ｂ）前記第２のレ
ーザ光源からの励起光により励起されるシリカファイバ
からなる１区間の伝送線路とを含む伝送線路区間を、少
なくとも１区間以上有する、図２２に示される光通信シ
ステムである。

【０１６７】図２２においては、伝送経路をなすシリカ
ファイバ１３ａと、合波器２ａ、テルライトファイバ
１，合波器２ｂが直列に接続され、それがさらに次位の
伝送経路をなすシリカファイバ１３ｂに接続されてい
る。第１のレーザ光源５ａからの励起光（λ１）は、合
波器２ａを介してテルライトファイバ１に入射する。第
２のレーザ光源５ｂからの励起光（λ２）は、合波器２
ｂを介してシリカファイバ１３ａに入射する。中継器１
４は、第１および第２のレーザ光源５ａおよび５ｂ、２
つの合波器２ａおよび２ｂ、ならびにテルライトファイ
バ１を含む。１つの中継器１４と１つの伝送線路（シリ
カファイバ１３ａ）とにより、１つの伝送線路区間が形
成される。

【０１６８】本実施形態においては、第１のレーザ光源
からの励起光（λ１）によって得られるテルライトファ
イバの利得係数スペクトルの第１ボトムが、第２のレー
ザ光源からの励起光（λ２）によって得られるシリカフ
ァイバの利得係数スペクトルのピークに重なるように設
定する。λ１およびλ２の差が、λ２−λ１＝２５±１
５ｎｍ、すなわち、４０ｎｍ＞λ２−λ１＞１０ｎｍで
あるようにする。λ１およびλ２の差λ２−λ１は、よ
り好ましくは１５ｎｍ〜３５ｎｍ、および最も好ましく
は２０ｎｍ〜３０ｎｍである。また、前記波長差１０ｎ
ｍ〜４０ｎｍに対応した２つの励起光の波数差は、約４
２〜１６６ｃｍ^−１である。λ１およびλ２を上記のよ
うに設定した場合、シリカファイバの利得領域において
は、伝送線路中で、分布増幅による信号対雑音比の向上
（雑音指数の低下）が実現される。テルライトファイバ
１の利得スペクトルの窪みをシリカファイバの利得ピー
クが補償するため、広い波長域で平坦なスペクトルが得
られる。したがって、テルライトファイバ１における利
得スペクトル窪み付近の波長における雑音指数劣化の抑
圧が容易かつ顕著に行なえる。また、シリカファイバの
分布利得が大きい波長域で特に大きな光信号対雑音比が
得られた場合には、その波長域を伝送線路のゼロ分散波
長に設定できるという利点がある。

【０１６９】伝送線路であるシリカファイバ１３ａ，１
３ｂは、一般に低損失係数を有する分散補償ファイバ
（ＤＣＦ）、分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、あるいは
１．３μｍシングルモードファイバなどである。伝送線
路中でラマン増幅を分布的に行うため、分布増幅による
信号対雑音比の向上（雑音指数の低下）が、分布利得が
大きい波長域で生じる。ここで、１．３μｍシングルモ
ードファイバとは、ゼロ分散波長が１．３μｍに存在す
るファイバである。分散シフトファイバとは、ファイバ
の構造分散を調整して、ゼロ分散波長を１．３μｍから
約１．５５μｍにシフトさせたファイバである。したが
って、特に分散シフトファイバは、基幹系の長距離伝送
システムにおいて重要である、１．５５μｍ近傍の波長
を有する信号光を用いた高速伝送に適したファイバであ
る。

【０１７０】［実施例１７］図２２の光通信システムに
おいて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４５０ｎｍ
とし、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２か
らの励起光の波長を１４７５ｎｍとし、およびパワーを
２００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２０
０ｍであり、伝送経路をなすシリカファイバ１３ａの長
さは４０ｋｍであった。

【０１７１】本実施例の光通信システムにおいては、約
１５５０〜１６３０ｎｍの波長域において平坦な利得ス
ペクトル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。

【０１７２】［実施例１８］図２２の光通信システムに
おいて、ＬＤＭ−１からの励起光の波長を１４２０ｎｍ
とし、およびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−２か
らの励起光の波長を１４４５ｎｍとし、およびパワーを
２００ｍＷとした。テルライトファイバ１の長さは２０
０ｍであり、伝送経路をなすシリカファイバ１３ａとし
てＤＳＦを用い、その長さは８０ｋｍであった。

【０１７３】本実施例の光通信システムにおいては、約
１５１０〜１５９０ｎｍの波長域において平坦な利得ス
ペクトル（平坦利得帯域幅８０ｎｍ）が得られた。さら
に、本実施例においては、ゼロ分散波長を１５５０ｎｍ
に設定することができた。１５５０ｎｍ付近の領域にお
いて高い光信号対雑音比が得られ、非線形効果による伝
送品質の劣化の抑圧を行うことができた。

【０１７４】（第１８実施形態）本発明の第１８の実施
形態は、（ａ）第１〜第３、第５および第６のレーザ光
源と、前記第１および第２のレーザ光源からの励起光に
より励起される第１のテルライトファイバと、前記第３
のレーザ光源からの励起光により励起される第１のシリ
カファイバと、前記第５および第６のレーザ光源からの
励起光により励起される第２のテルライトファイバとを
有する中継器と；（ｂ）第４のレーザ光源と、前記第４
のレーザ光源からの励起光により励起される第２のシリ
カファイバとを有する１区間の伝送線路とを含む伝送線
路区間を、少なくとも１区間以上有する、図２３に示さ
れる光通信システムである。

【０１７５】図２３においては、図１５に示される第１
０実施形態のラマン増幅器を中継器１４として用いてい
る。ただし、本実施例においては、シリカファイバ１１
が波長λ３の単一励起光によって励起されている点が異
なる。伝送経路をなすシリカファイバ１３と、合波器２
ｄ、第１のテルライトファイバ１ａ，合波器２ａ、シリ
カファイバ１１、合波器２ｂ、第２のテルライトファイ
バ１ｂおよび合波器２ｃが直列に接続されている。第１
および第２のレーザ光源５ａ、５ｂからの励起光（λ
１、λ２）は、合波器４ａを介して第１のテルライトフ
ァイバ１ａに入射する。第３のレーザ光源５ｃからの励
起光（λ３）は、合波器２ｂを介してシリカファイバ１
１に入射する。第５および第６のレーザ光源５ｅ、５ｆ
からの励起光（λ５、λ６）は、合波器４ｂを介して第
２のテルライトファイバ１ｂに入射する。中継器１４
は、シリカファイバ１３および合波器２ｄを除く上記の
要素を含む。第４のレーザ光源５ｄからの励起光（λ
４）は、合波器２ｄを介して１区間の伝送線路をなすシ
リカファイバ１３に入射する。１つの中継器１４と１つ
の伝送線路（シリカファイバ１３）とにより、１つの伝
送線路区間が形成される。信号光は、シリカファイバ１
３から中継器へと入射する。

【０１７６】第１０実施例のラマン増幅器においては、
広帯域のテルライトファイバを入力段に用いているとは
いえ、第１のテルライトファイバ１ａの利得スペクトル
の第１ボトムおよび第２ボトムは、シリカファイバ１１
の利得ピークにより完全には平坦化されてはいない。し
たがって、第１ボトムまたは第２ボトムのいずれかある
いはその両方において、雑音指数が第１および第２ピー
クの波長における雑音指数よりも大きくなる。本実施例
の光通信システムにおいては、伝送線路であるシリカフ
ァイバ１３中で分布ラマン増幅を行うことによって、第
１ボトムおよび第２ボトムの実効的雑音指数を低下させ
ることが可能である。

【０１７７】上記のように、伝送線路であるシリカファ
イバ１３、第１テルライトファイバ１ａおよびシリカフ
ァイバ１１により、広い平坦利得帯域と低い雑音指数を
有する利得スペクトルを得ることができる。さらに、本
実施形態においては、出力段として広帯域の第２のテル
ライトファイバ１ｂを用いて、中継器１４（ひいては光
通信システム）の出力パワーを増大させることができ
る。ここで、シリカファイバ１１と第２のテルライトフ
ァイバ１ｂとの間に利得等化器１５を設置することが、
利得スペクトルの平坦化および増幅器高出力化の観点か
ら好ましい。なお、シリカファイバ１１以前の段階によ
って、所望される特性（広い平坦利得領域、高いパワー
および低い雑音指数）が得られるならば、第２のテルラ
イトファイバ１ｂを省略することも可能である。

【０１７８】λ１〜λ６の満たすべき条件は、第１０実
施形態と同一である。

【０１７９】すなわち、λ１とλ２との差は、λ１−λ
２＝５０±２０ｎｍ、すなわち３０ｎｍ＜λ１−λ２＜
７０ｎｍに設定される。これは、本実施例において用い
る波長帯において、第１の励起光の波数と、第２の励起
光の波数との差が、１２５〜２９０ｃｍ^−１に相当す
る。また、λ１とλ３との差は、λ３−λ１＝２５±１
５ｎｍ、すなわち１０ｎｍ＜λ３−λ１＜４０ｎｍに設
定される。これは、本実施例において用いる波長帯にお
いて、第３の励起光の波数と、第１の励起光の波数との
差が、４２〜１６６ｃｍ^−１に相当する。さらに、λ１
とλ４との差は、λ１−λ４＝４０±３０ｎｍ、すなわ
ち１０ｎｍ＜λ１−λ４＜７０ｎｍに設定される。これ
は、第１の励起光の波数と、第４の励起光の波数との差
が、４２〜２９０ｃｍ^−１に相当する。また、λ５およ
びλ６は、それぞれλ１およびλ２と同一である。

【０１８０】上記の設定では、波長λ３の光により励起
されるシリカファイバ１１の利得ピークは、波長λ１の
光により励起されるテルライトファイバの第１ボトムを
補償する。一方、波長λ４の光により励起されるシリカ
ファイバ１３の利得ピークは、波長λ１の光により励起
されるテルライトファイバの第２ボトムを補償する。波
長λ３と波長λ４の条件を入れ替えて、波長λ３による
利得ピークにより第２ボトムを、および波長λ４による
利得ピークにより第１ボトムを補償してもよい。すなわ
ち、λ１とλ４との差を、λ４−λ１＝２５±１５ｎ
ｍ、すなわち１０ｎｍ＜λ４−λ１＜４０ｎｍに設定
し、およびλ１とλ３との差は、λ１−λ３＝４０±３
０ｎｍ、すなわち１０ｎｍ＜λ１−λ３＜７０ｎｍに設
定してもよい。言い換えると、第４の励起光の波数と第
１の励起光の波数との差が、４２〜１６６ｃｍ^−１に相
当し、および第１の励起光の波数と第３の励起光の波数
との差が、４２〜２９０ｃｍ^−１に相当してもよい。

【０１８１】また、図２３に示した構成では、シリカフ
ァイバ１３を単一波長励起しているが、異なる波長の２
つの光を用いて励起してもよい。その場合において、そ
れら２つの光の波長は、上記λ３およびλ４の条件を満
たす必要がある。２つの励起光を用いることにより、テ
ルライトファイバの第１および第２ボトムの両方を、シ
リカファイバ１３における分布利得により補償すること
が可能となり、さらなる雑音指数の低下が可能となる。
また、中継器内のシリカファイバ１１ａについても、同
様の条件により２波長励起を実施してもよい。

【０１８２】さらに、図２３の構成においては、第１テ
ルライトファイバ用レーザ光源５ａ、５ｂとは別に、第
２テルライトファイバ用レーザ光源５ｅ、５ｆを用いて
いるが、図５に示されるように、レーザ光源５ａおよび
５ｂからの励起光を合波した複合励起光を分配して、第
１および第２テルライトファイバに供給してもよい。

【０１８３】［実施例１９］図２３の光通信システムに
おいて、ＬＤＭ−１およびＬＤＭ−５からの励起光の波
長を１４５０ｎｍとし、およびパワーを２００ｍＷとし
た。ＬＤＭ−２およびＬＤＭ−６からの励起光の波長を
１４１０ｎｍとし、およびパワーを２００ｍＷとした。
ＬＤＭ−３からの励起光の波長を１４７５ｎｍとし、お
よびパワーを２００ｍＷとした。ＬＤＭ−４からの励起
光の波長を１４００ｎｍとし、およびパワーを２００ｍ
Ｗとした。テルライトファイバ１ａの長さは２００ｍで
あり、およびテルライトファイバ１ｂの長さは１８０ｍ
であった。シリカファイバ１１の長さは５ｋｍであっ
た。伝送経路をなすシリカファイバ１３としてＤＳＦを
用い、その長さは８０ｋｍであった。

【０１８４】本実施例の光通信システムにおいては、約
１５００〜１６３０ｎｍの波長域において平坦な利得ス
ペクトル（平坦利得帯域幅１３０ｎｍ）が得られた。さ
らに、本実施例においては、実施例１１（図１５）より
も低い実効的雑音指数を実現することができた。実施例
１１における雑音指数の最大値は９ｄＢであったが、本
実施例における実効的雑音指数の最大値は６ｄＢに向上
した。

【０１８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光信号
のラマン増幅による利得スペクトルが励起光および増幅
媒体に依存することに着目して、なされたものである。

【０１８６】すなわち、本発明の光ファイバ増幅器は、
テルライトファイバを用いることを基本とするラマンフ
ァイバ増幅器であり、１）テルライトファイバを２波長
で励起すること、２）テルライトファイバとシリカファ
イバをそれぞれ異なる波長で励起すること、３）Ｅｒを
低濃度に添加したテルライトファイバを１つ又は２つの
波長で励起すること、および４）テルライトファイバと
Ｔｍ添加ファイバを異なる波長で励起することを適宜組
み合わせて、平坦利得帯域の拡大、雑音指数の低下、お
よび増幅器の出力増大などの効果を提供するものであ
る。また、前述の効果を少数の励起光源を用いて達成す
ることが可能であるので、増幅器の低コスト化にも有利
である。

【０１８７】さらに、本発明の光通信システムは、テル
ライトファイバを用いた中継器および分布増幅を行うシ
リカファイバ伝送線路を用いるシステムであり、上記の
手段を適宜組み合わせて、少数の励起光源を用いて、平
坦利得帯域の拡大、雑音指数の低下、および増幅器の出
力増大などの効果を提供するものである。

【０１８８】上記のように、本発明によって、従来技術
のラマン増幅器およびラマン増幅を用いる光通信システ
ムで問題であった利得帯域の制限および多数の励起光源
を用いる必要性という欠点を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術のシリカラマン増幅器の構成および利
得係数スペクトルを示す図であり、（ａ）はシリカラマ
ン増幅器の構成を、および（ｂ）はシリカラマン増幅器
の利得係数スペクトルを示す図である。

【図２】単一波長励起を用いるテルライトラマン増幅器
の利得係数スペクトルを示す図である。

【図３】本発明の第１実施形態のラマン増幅器の構成を
示す図である。

【図４】本発明の第１実施形態のテルライトラマン増幅
器の利得係数スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は
実施例１の利得（ｄＢ単位の相対値）スペクトルを、
（ｂ）は実施例２の利得（ｄＢ単位の相対値）スペクト
ルを示すグラフである。

【図５】本発明の第２実施形態のラマン増幅器の構成を
示す図である。

【図６】本発明の第３実施形態のラマン増幅器の構成を
示す図である。

【図７】本発明の第４実施形態のラマン増幅器の構成を
示す図である。

【図８】本発明の第５実施形態のラマン増幅器の構成を
示す図である。

【図９】本発明の第６実施形態のラマン増幅器の構成を
示す図である。

【図１０】本発明の第７実施形態のラマン増幅器の構成
を示す図である。

【図１１】本発明の第７実施形態のラマン増幅器の利得
スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は比較のための
実施例４の利得（ｄＢ単位の相対値）スペクトルを、
（ｂ）は実施例８の利得（ｄＢ単位の相対値）スペクト
ルを示すグラフである。

【図１２】本発明の第８実施形態のラマン増幅器の構成
を示す図である。

【図１３】単一波長励起および２波長励起されたテルラ
イトファイバのラマン利得を示すグラフである。

【図１４】本発明の第９実施形態のラマン増幅器の構成
を示す図である。

【図１５】本発明の第１０実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図１６】本発明の第１１実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図１７】本発明の第１２実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図１８】本発明の第１３実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図１９】本発明の第１４実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図２０】本発明の第１５実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図２１】本発明の第１６実施形態のラマン増幅器の構
成を示す図である。

【図２２】本発明の第１７実施形態の光通信システムの
構成を示す図である。

【図２３】本発明の第１８実施形態の光通信システムの
構成を示す図である。

【符号の説明】

１ テルライトファイバ ２ 合波器 ３ 光源装置 ４ 合波器 ５ レーザ光源 １１ シリカファイバ １２ 反射素子 １３ シリカファイバ １４ 中継器 １５ 利得等化器 １６ 分波器 ２１ エルビウム添加ファイバ ３１ ツリウム添加ファイバ ４１ 希土類添加テルライトファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/30 Ｈ０１Ｓ 3/30 Ｚ Ｈ０４Ｂ 10/16 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ 10/17 (72)発明者 清水 誠 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 CA30 DA10 GA10 HA23 5F072 AB07 AB09 AB20 AK06 JJ20 PP07 QQ07 RR01 YY17 5K002 AA06 BA05 BA13 BA21 CA03 CA08 CA13 FA02

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに異なる波長の励起光を発する２つ
   のレーザ光源と、 前記２つのレーザ光源からの励起光によって励起される
   テルライトファイバとを有し、および前記２つのレーザ
   光源からの励起光の波数の差の絶対値が１２５〜２９０
   ｃｍ^−１であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
2. 【請求項２】 互いに異なる波長の励起光を発する２つ
   のレーザ光源と、 該２つのレーザ光源からの励起光により励起される第１
   および第２のテルライトファイバと、を有し、および前
   記２つのレーザ光源からの励起光の波数の差の絶対値が
   １２５〜２９０ｃｍ^−１であることを特徴とする光ファ
   イバ増幅器。
3. 【請求項３】 互いに異なる波長を有する励起光を発す
   る第１および第２のレーザ光源と、 前記第１のレーザ光源からの励起光により励起されるテ
   ルライトファイバと、 前記第２のレーザ光源からの励起光により励起されるシ
   リカファイバとを有し、および前記第２のレーザ光源か
   らの励起光と前記第１のレーザ光源からの励起光との波
   数の差が４２〜１６６ｃｍ^−１であることを特徴とする
   光ファイバ増幅器。
4. 【請求項４】 前記第１のレーザ光源からの励起光と前
   記第２のレーザ光源からの励起光とを合波する合波器を
   さらに有することを特徴とする請求項３に記載の光ファ
   イバ増幅器。
5. 【請求項５】 前記テルライトファイバと前記シリカフ
   ァイバとが直列に接続され、 前記テルライトファイバが信号光の入射方向に対して前
   段に設置され、および前記テルライトファイバとシリカ
   ファイバの間に、前記第１のレーザ光源からの励起光を
   反射する反射素子を有することを特徴とする請求項４に
   記載の光ファイバ増幅器。
6. 【請求項６】 複数のテルライトファイバと、 複数のシリカファイバと互いに異なる波長を有する励起
   光を発する２つのレーザ光源と、を有し、それらのテル
   ライトファイバとシリカファイバが互いに隣接するよう
   に直列配置され、および前記２つのレーザ光源からの励
   起光の波数の差の絶対値が４２〜１６６ｃｍ^−１である
   ことを特徴とする光ファイバ増幅器。
7. 【請求項７】 互いに異なる波長を有する励起光を発す
   る第１，第２および第３のレーザ光源と、 前記第１レーザ光源で励起されるテルライトファイバ
   と、 前記第２および第３のレーザ光源で励起されるシリカフ
   ァイバとを有し、 前記第２レーザ光源の励起光の波数と、前記第１レーザ
   光源の励起光の波数との差が４２〜１６６ｃｍ^−１であ
   り、および前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前記
   第３レーザ光源の励起光との波数との差が４２〜２９４
   ｃｍ^−１であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
8. 【請求項８】 互いに異なる波長を有する励起光を発す
   る第１，第２および第３のレーザ光源と、 前記第１および第２のレーザ光源で励起されるテルライ
   トファイバと前記第３のレーザ光源で励起されるシリカ
   ファイバと、を有し、 前記第３レーザ光源の励起光の波数と、前記第１レーザ
   光源の励起光の波数との差が４２〜１６６ｃｍ^−１であ
   り、および前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前記
   第２レーザ光源の励起光との波数の差が１２５〜２９０
   ｃｍ^−１であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
9. 【請求項９】 互いに異なる波長を有する励起光を発す
   る第１，第２、第３および第４のレーザ光源と、 前記第１および第２のレーザ光源で励起されるテルライ
   トファイバと前記第３および第４のレーザ光源で励起さ
   れるシリカファイバと、を有し、 前記第３レーザ光源の励起光の波数と、前記第１レーザ
   光源の励起光の波数との差が４２〜１６６ｃｍ^−１であ
   り、 前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前記第２レーザ
   光源の励起光の波数との差が１２５〜２９０ｃｍ^−１で
   あり、および前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前
   記第４レーザ光源の励起光の波数との差が４２〜２９０
   ｃｍ^−１であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
10. 【請求項１０】 互いに異なる波長を有する励起光を発
    する第１，第２、第３および第４のレーザ光源と、 第５および第６のレーザ光源と、 前記第１および第２のレーザ光源で励起される第１のテ
    ルライトファイバと前記第５および第６のレーザ光源で
    励起される第２のテルライトファイバと、 前記第３および第４のレーザ光源で励起されるシリカフ
    ァイバと、を有し、 前記第３レーザ光源の励起光の波数と、前記第１レーザ
    光源の励起光の波数との差が４２〜１６６ｃｍ^−１であ
    り、 前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前記第２レーザ
    光源の励起光との波数の差が１２５〜２９０ｃｍ^−１で
    あり、および前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前
    記第４レーザ光源の励起光との波数の差が４２〜２９０
    ｃｍ^−１であることを特徴とする光ファイバ増幅器。
11. 【請求項１１】 前記第３レーザ光源の励起光の波数
    と、前記第５レーザ光源の励起光の波数との差が４２〜
    １６６ｃｍ^−１であり、 前記第５レーザ光源の励起光の波数と、前記第６レーザ
    光源の励起光との波数の差が１２５〜２９０ｃｍ^−１で
    あり、および前記第５レーザ光源の励起光の波数と、前
    記第４レーザ光源の励起光との波数の差が４２〜２９０
    ｃｍ^−１であることを特徴とする請求項１０に記載の光
    ファイバ増幅器。
12. 【請求項１２】 互いに異なる波長を有する励起光を発
    する第１および第２のレーザ光源と、テルライトファイ
    バと、エルビウム添加ファイバとを有し、 前記第１のレーザ光源からの励起光の波長が１４１０〜
    １４４０ｎｍであり、および前記第２のレーザ光源から
    の励起光の波長が１４５０〜１５００ｎｍであることを
    特徴とする光ファイバ増幅器。
13. 【請求項１３】 第１および第２のレーザ光源と、 前記第１のレーザ光源からの励起光により励起されるテ
    ルライトファイバと、 前記テルライトファイバで増幅された信号光を、第１お
    よび第２の波長域の信号光に分離する波長選択的分波器
    と、 前記第２のレーザ光源からの励起光により励起され、第
    １波長域の信号光のを増幅するツリウム添加ファイバ
    と、 前記ツリウム添加ファイバで増幅された第１波長域の信
    号光と、第２波長域の信号光とを合波する合波器とを有
    し、および前記第１のレーザ光源の励起光波長が１３１
    ０〜１４８０ｎｍであることを特徴とする光ファイバ増
    幅器。
14. 【請求項１４】 第３のレーザ光源と、 前記第３のレーザ光源からの励起光により励起されるシ
    リカファイバとをさらに有し、前記第３のレーザ光源の
    励起光波長が１３８０〜１５５０ｎｍであり、および前
    記第２波長域の信号光を前記シリカファイバにより増幅
    することを特徴とする請求項１３に記載の光ファイバ増
    幅器。
15. 【請求項１５】 第１〜第３のレーザ光源と、 前記第１のレーザ光源からの励起光により励起されるテ
    ルライトファイバと、 前記第２のレーザ光源からの励起光により励起されるツ
    リウム添加ファイバと、 前記第３のレーザ光源からの励起光により励起されるシ
    リカファイバとを有し、前記テルライトファイバと、前
    記ツリウム添加ファイバと、前記シリカファイバとが、
    この順に直列に接続され、 前記第１のレーザ光源からの励起光が１３１０〜１４８
    ０ｎｍの波長を有し、および前記第３のレーザ光源から
    の励起光が１３８０〜１５５０ｎｍの波長を有すること
    を特徴とする光ファイバ増幅器。
16. 【請求項１６】 第１のレーザ光源と前記第１のレーザ
    光源からの励起光により励起されるエルビウム添加テル
    ライトファイバと、を有し、および前記第１のレーザ光
    源からの励起光の波長が１４１０〜１４４０ｎｍである
    ことを特徴とする光ファイバ増幅器。
17. 【請求項１７】 前記エルビウム添加テルライトファイ
    バを励起するための第２のレーザ光源をさらに有し、お
    よび前記第２のレーザ光源からの励起光の波長が１４５
    ０〜１５００ｎｍであることを特徴とする請求項１６に
    記載の光ファイバ増幅器。
18. 【請求項１８】 （ａ）第１および第２のレーザ光源、
    および前記第１のレーザ光源からの励起光により励起さ
    れるテルライトファイバを有する中継器と、（ｂ） 前
    記第２のレーザ光源からの励起光により励起されるシリ
    カファイバからなる１区間の伝送線路とを含む伝送線路
    区間を、少なくとも１区間以上有し、および前記第２の
    レーザ光源からの励起光の波数と前記第１のレーザ光源
    からの励起光の波数との差が４２〜１６６ｃｍ^−１であ
    ることを特徴とする光通信システム。
19. 【請求項１９】（ａ）第１〜第３、第５および第６のレ
    ーザ光源と、 前記第１および第２のレーザ光源からの励起光により励
    起される第１のテルライトファイバと、 前記第３のレーザ光源からの励起光により励起される第
    １のシリカファイバと、 前記第５および第６のレーザ光源からの励起光により励
    起される第２のテルライトファイバとを有する中継器
    と、（ｂ） 第４のレーザ光源と、前記第４のレーザ光
    源からの励起光により励起される第２のシリカファイバ
    とを有する１区間の伝送線路とを含む伝送線路区間を、
    少なくとも１区間以上有し、前記第１〜第４のレーザ光
    源は互いに異なる波長を有する励起光を発し、 前記第３レーザ光源の励起光の波数と、前記第１レーザ
    光源の励起光の波数との差が４２〜１６６ｃｍ^−１であ
    り、 前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前記第２レーザ
    光源の励起光との波数の差が１２５〜２９０ｃｍ^−１で
    あり、および前記第１レーザ光源の励起光の波数と、前
    記第４レーザ光源の励起光との波数の差が４２〜２９０
    ｃｍ^−１であることを特徴とする光通信システム。
20. 【請求項２０】 前記第３レーザ光源の励起光の波数
    と、前記第５レーザ光源の励起光の波数との差が４２〜
    １６６ｃｍ^−１であり、 前記第５レーザ光源の励起光の波数と、前記第６レーザ
    光源の励起光との波数の差が１２５〜２９０ｃｍ^−１で
    あり、および前記第５レーザ光源の励起光の波数と、前
    記第４レーザ光源の励起光との波数の差が４２〜２９０
    ｃｍ^−１であることを特徴とする請求項１９に記載の光
    通信システム。