JP2002372728A - 分散補償ファイバモジュール及び光信号の伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ増幅器において、ラマン増幅によ
る分散補償ファイバの損失補償を行ない、ラマン増幅機
能を有するシリカ系光ファイバを用いることにより、ラ
マン増幅によるシリカ系光ファイバの損失補償を行なえ
る、分散補償ファイバモジュール及び光信号の伝送方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 前後２段にわたり配設された希土類ドー
プファイバ５１及び分散補償ファイバ５２，希土類ドー
プファイバ５１用波長帯域の励起光を生じる励起光源５
３−１，励起光源５３−１からの励起光を希土類ドープ
ファイバ５１へ入射する光カプラ５４−１，分散補償フ
ァイバ５２用波長帯域の励起光を生じる励起光源５３−
２，励起光源５３−２からの励起光を分散補償ファイバ
５２へ入射する光カプラ５４−２とを有し分散補償ファ
イバ５２を励起光源５３−２からの第２の波長帯域の励
起光で励起してラマン増幅を生じさせるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散補償ファイバ
モジュール及び光信号の伝送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信システムの研究開発が精力
的に進められているが、エルビウム（Ｅｒ）ドープファ
イバ（以下、エルビウムドープファイバを「ＥＤＦ」と
いうことがある）などの希土類ドープファイバを用いた
光増幅の技術を利用したブースターアンプやリピータあ
るいはプリアンプの重要性が明らかになっている。

【０００３】また、光増幅器の出現により、光増幅器を
多中継増幅する伝送システムが、マルチメディア社会に
おける通信システムの経済化を図る上で非常に大きな役
割を果たすとして注目を集めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
伝送システムにおける課題としては、分散補償，伝送路
である光ファイバ中での非線型効果（伝送品質に悪影響
を及ぼすもの）の低減，経済的な広帯域波長多重伝送を
挙げることができる。一般に、伝送路である光ファイバ
には、分散特性があり、ファイバの長さに比例して分散
量が蓄積するが、従来は、光増幅中継器などはなく、再
生中継を行なっているので、中継する毎に分散量がリセ
ットされ、問題とならなかった。

【０００５】しかし、光増幅中継では一種のアナログ増
幅による中継であるため、分散量が蓄積するので、これ
に対しては、信号波長を零分散波長に設定して伝送すれ
ばよい。しかし、これでは、次のような課題がある。 （１−１）光ファイバは既に大量に敷設されており、そ
の光ファイバの零分散波長は不幸なことに１．３μｍで
あり、一方、実用化の目処がたっている光増幅器では
１．５５μｍ帯の信号しか増幅できない。

【０００６】（１−２）最近の報告で、たとえ新規に零
分散波長が１．５５μｍにある光ファイバを敷設して、
１．５５μｍの信号で伝送しても、光ファイバ中での非
線型効果が活発に生じてしまうことが明らかとなった。
これは、信号波長を零分散波長に一致させて伝送すると
好ましくない非線型効果が顕著となることを意味する。

【０００７】（１−３）特に、波長多重伝送において
は、複数の異なる信号光波長があるために零分散波長に
一致させるという概念は適用できない。したがって、最
近は、意図的に信号波長を零分散波長から適度にずらし
て、例えば、中継毎に、分散を補償すること等が提案さ
れている。このように、近年、分散補償器の研究が活発
に進められているが、もっとも実用化に近いのは分散補
償ファイバ（以下、分散補償ファイバを「ＤＣＦ」とい
うことがある。ここで、ＤＣＦは、Dispersion Compens
ation Fiber の略である。）であるが、この場合、以下
の課題がある。

【０００８】（２−１）既設のファイバ（伝送路）を利
用する場合、既に存在する中継点で集中的に分散補償を
行なうために、分散補償ファイバを装置として介装する
必要がある。このため、分散補償ファイバの長さを短く
するような研究開発が行なわれている。 （２−２）新規にファイバを敷設する場合は、分散補償
ファイバを装置として介装するのではなく、分散補償フ
ァイバを伝送路の一部として敷設することも考えられ
る。例えば２０ｋｍのファイバと２０ｋｍの分散補償フ
ァイバとで４０ｋｍの伝送路を構成することが考えられ
るが、このような新規の分散補償ファイバの研究開発
は、上記（２−１）の用途に使用する分散補償ファイバ
の研究開発と合わせると、二重開発となってしまう。

【０００９】即ち、以上をまとめると、波長多重伝送に
おいては、波長分散を補償する必要があり、分散補償フ
ァイバで行なうのが実用化にもっとも近いことから、一
つの方法として分散補償ファイバを用いる方法が有力で
あり、更にこの分散補償ファイバを光増幅中継器の中に
一つの部品として入れることが研究されているとうこと
ができるが、一般には、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の
モードフィールド径は分散を補償するために小さく非線
型効果が生じやすいとともに補償する分散量が増えると
損失も大きい。

【００１０】このために、分散補償ファイバの損失も光
増幅器で補償する方法が考えられるが、この分散補償フ
ァイバ内で生じる自己位相変調（ＳＰＭ：Self-Phase M
odulation ）や相互位相変調（ＸＰＭ：Cross-Phase Mo
dulation）といった信号の品質を劣化させる非線型効果
の影響を受けないように損失を補償する必要があり、レ
ベルダイヤの設計が難しいという問題がある。さらに、
ＷＤＭ用の光増幅器には、平坦でかつ広い光増幅帯域が
要求されるが、希土類ドープファイバ光増幅器にも利得
の波長依存性があり平坦でかつ広い増幅帯域を実現する
のは困難であるという課題もある。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、分散補償ファイバを用いる場合には、この分
散補償ファイバのモードフィールド径が小さいためにラ
マン増幅のしきい値の下がっていることを利用して、ラ
マン増幅による分散補償ファイバの損失補償を行なえる
ようにした、分散補償ファイバモジュール及び光信号の
伝送方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）本発明の第１の態
様の説明 図１は本発明の第１の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図１において、５１，５２は前後２段にわたり配設さ
れた希土類ドープファイバ及び分散補償ファイバであ
る。

【００１３】５３−１は、希土類ドープファイバ５１の
ための第１の波長帯域の励起光を生じる第１励起光源で
あり、５４−１は、第１励起光源５３−１からの励起光
を希土類ドープファイバ５１へ入射する第１光カプラで
ある。５３−２は、分散補償ファイバ５２のための第２
の波長帯域の励起光を生じる第２励起光源であり、５４
−２は、第２励起光源５３−２からの励起光を分散補償
ファイバ５２へ入射する第２光カプラである。

【００１４】そして、分散補償ファイバ５２を第２励起
光源５３−２からの第２の波長帯域の励起光で励起して
ラマン増幅を生じさせるように構成されている。従っ
て、本発明の分散補償ファイバモジュールは、分散補償
ファイバ５２と、分散補償ファイバ５２を励起してラマ
ン増幅を生じさせる第２励起光源５３−２とを有するこ
とになる（請求項１）。

【００１５】すなわち、本発明の分散補償ファイバモジ
ュールは、第２励起光源５３−２および分散補償ファイ
バ５２をそなえるとともに、第２励起光源５３−２から
の励起光を分散補償ファイパ５２ヘ入射する第２光カプ
ラ５４−２とをそなえ、分散補償ファイバ５２を第２励
起光源５３−２からの励起光で励起してラマン増幅を生
じさせるのである（請求項２）。

【００１６】また、従って、本発明の光信号の伝送方法
は、光信号を、分散補償ファイバ５２を伝播させること
によって受ける分散を補償するとともに、分散補償ファ
イバ５２を励起光によって励起して分散補償ファイバ５
２中で光信号をラマン増幅させることになる（請求項
６）。即ち、希土類ドープファイバ５１からなる希土類
ドープファイバ光増幅部と、所望の励起光で励起される
ことによりラマン増幅を生じさせる分散補償ファイバ５
２からなるラマン光増幅部とが、前後２段にわたって縦
続接続されているのである。

【００１７】この場合、第１励起光源５３−１で生じる
励起光の波長帯域が０．９８μｍであり、第２励起光源
５３−２で生じる励起光の波長帯域が１．４７μｍ
（１．４５〜１．４９μｍ：以下、１．４７μｍ帯域と
いうときは、特に断らない限り、１．４５〜１．４９μ
ｍをいう）であることが好ましい。なお、ラマン光増幅
部が前段増幅部として配設されるとともに、希土類ドー
プファイバ光増幅部が後段増幅部として配設するように
してもよく、希土類ドープファイバ光増幅部が低雑音指
数を有する光増幅部として構成されている場合において
は、希土類ドープファイバ光増幅部が前段増幅部として
配設されるとともに、ラマン光増幅部が後段増幅部とし
て配設するようにしてもよい。

【００１８】また、第２励起光源５３−２を、２つの励
起光源と、これらの励起光源からの励起光について直交
偏波合成する偏波合成器とで構成することもでき、第２
励起光源５３−２を、励起光源とデポラライザとを組み
合わせて、励起光の無偏光化を行なうように構成するこ
ともでき、第２励起光源５３−２を、変調を施された励
起光を発生するように構成することもできる。

【００１９】（２）本発明の第２の態様の説明 図２は本発明の第２の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図２において、６１，６２は、前後２段にわたり配設
されたエルビウムドープファイバ及び分散補償ファイバ
である。６３は、１．４７μｍ帯域の励起光を生じる励
起光源であり、６４は、励起光源６３からの励起光をエ
ルビウムドープファイバ６１へ入射する光カプラであ
る。

【００２０】そして、この場合は、分散補償ファイバ６
２をエルビウムドープファイバ６１からの残留励起光で
励起してラマン増幅を生じさせるように構成されてい
る。即ち、希土類ドープファイバであるエルビウムドー
プファイバ６１からなる希土類ドープファイバ光増幅部
と、希土類ドープファイバ光増幅部を励起しうる所望の
励起光で励起されることによりラマン増幅を生じさせる
ラマン光増幅部（このラマン光増幅部は、分散補償ファ
イバ６２からなる）とが、縦列的に配設されるととも
に、この希土類ドープファイバ光増幅部及びラマン光増
幅部を励起するための励起光を供給する励起光源６３が
設けられているのである。

【００２１】なお、励起光源６３を、２つの励起光源
と、これらの励起光源からの励起光について直交偏波合
成する偏波合成器とで構成することもでき、励起光源６
３を、励起光源とデポラライザとを組み合わせて、励起
光の無偏光化を行なうように構成することもでき、励起
光源６３を、変調を施された励起光を発生するように構
成することもできる。

【００２２】（３）本発明の第３の態様の説明 図３は本発明の第３の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図３において、７１，７２は前後２段にわたり配設さ
れたエルビウムドープファイバ及び分散補償ファイバで
ある。７３は１．４７μｍ帯域の励起光を生じる励起光
源であり、７４は励起光源７３からの励起光を分散補償
ファイバ７２へ入射する光カプラである。

【００２３】この場合は、エルビウムドープファイバ７
１を分散補償ファイバ７２からの残留励起光で励起させ
るように構成されている。 （４）本発明の第４の態様の説明 図４は本発明の第４の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図４において、８１は希土類元素をドープされた分散
補償ファイバであり、８２は、希土類元素をドープされ
た分散補償ファイバ８１のための励起光を生じる励起光
源であり、８３は、励起光源８２からの励起光を希土類
元素をドープされた分散補償ファイバ８１へ入射する光
カプラである。

【００２４】（５）本発明の第５の態様の説明 図５は本発明の第５の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図５において、９１，９２は前後２段にわたり配設さ
れたエルビウムドープファイバ及び分散補償ファイバで
ある。９３はエルビウムドープファイバ９１のための
１．４７μｍ帯域の励起光を生じる励起光源であり、９
４は励起光源９３からの励起光をエルビウムドープファ
イバ９１へ入射する光カプラである。

【００２５】９５は、エルビウムドープファイバ９１と
分散補償ファイバ９２との間に介装されて、エルビウム
ドープファイバ９１から出てくる１．４７μｍ帯域の残
留励起光を遮断する光フィルタである。 （６）本発明の第６の態様の説明 図６（ａ）は本発明の第６の態様を示す原理ブロック図
で、この図６（ａ）において、１０１はシリカ系光ファ
イバ（ＳＯＦ）であり、１０２はエルビウムドープファ
イバ（ＥＤＦ）であり、図６（ａ）に示す光ファイバ増
幅器は、シリカ系光ファイバ１０１を前段側に、エルビ
ウムドープファイバ１０２を後段側にそれぞれそなえて
いる。

【００２６】１０３−１は、シリカ系光ファイバ１０１
のための波長帯域の励起光を生じるシリカ系光ファイバ
用励起光源であり、１０４−１は、シリカ系光ファイバ
用励起光源１０３−１からの励起光をシリカ系光ファイ
バ１０１へ入射する光カプラである。１０３−２は、エ
ルビウムドープファイバ１０２のための波長帯域の励起
光を生じるエルビウムドープファイバ用励起光源であ
り、１０４−２は、エルビウムドープファイバ用励起光
源１０３−２からの励起光をエルビウムドープファイバ
１０２へ入射する光カプラである。

【００２７】この場合は、シリカ系光ファイバ１０１を
シリカ系光ファイバ用励起光源１０３−１からの波長帯
域の励起光で励起してラマン増幅を生じさせるように構
成されている。即ち、図６（ａ）に示す光ファイバ増幅
器では、希土類ドープファイバであるエルビウムドープ
ファイバ１０２からなる希土類ドープファイバ光増幅部
と、所望の励起光で励起されることによりラマン増幅を
生じさせるシリカ系光ファイバ１０１からなるラマン光
増幅部とが、前後２段にわたって縦続接続されており、
ラマン光増幅部が前段増幅部として配設されるととも
に、希土類ドープファイバ光増幅部が後段増幅部として
配設されているのである。

【００２８】なお、希土類ドープファイバ光増幅部が低
雑音指数を有する光増幅部として構成されている場合に
おいて、希土類ドープファイバ光増幅部が前段増幅部と
して配設されるとともに、ラマン光増幅部が後段増幅部
として配設してもよい。さらに、励起光を生じる励起光
源を設けて、この励起光源が、上記のシリカ系光ファイ
バ用励起光源１０３−１及びエルビウムドープファイバ
用励起光源１０３−２を兼用するようにしてもよい。

【００２９】（７）本発明の第７の態様の説明 図６（ｂ）は本発明の第７の態様を示す原理ブロック図
で、この図６（ｂ）において、１１１は低雑音指数を有
するエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）であり、１１
２はシリカ系光ファイバ（ＳＯＦ）であり、図６（ｂ）
に示す光ファイバ増幅器は、エルビウムドープファイバ
１１１を前段側に、シリカ系光ファイバ１１２を後段側
にそれぞれそなえている。

【００３０】１１３−２は、シリカ系光ファイバ１１２
のための波長帯域の励起光を生じるシリカ系光ファイバ
用励起光源であり、１１４−２は、シリカ系光ファイバ
用励起光源１１３−２からの励起光をシリカ系光ファイ
バ１１２へ入射する光カプラである。１１３−１は、エ
ルビウムドープファイバ１１１のための波長帯域の励起
光を生じるエルビウムドープファイバ用励起光源であ
り、１１４−１は、エルビウムドープファイバ用励起光
源１１３−１からの励起光をエルビウムドープファイバ
１１１へ入射する光カプラである。

【００３１】この場合は、シリカ系光ファイバ１１２を
シリカ系光ファイバ用励起光源１１３−２からの波長帯
域の励起光で励起してラマン増幅を生じさせるように構
成されている。なお、１．４７μｍ帯域の励起光を生じ
る励起光源を設けて、励起光源が、上記のシリカ系光フ
ァイバ用励起光源１１３−２及びエルビウムドープファ
イバ用励起光源１１３−１を兼用するようにしてもよ
い。

【００３２】（８）本発明の第８の態様の説明 図７は本発明の第８の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図７において、１２１−１は低雑音指数を有する第１
エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）であり、１２２は
シリカ系光ファイバ（ＳＯＦ）であり、１２１−２は第
２エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）であり、図７に
示す光ファイバ増幅器は、第１エルビウムドープファイ
バ１２１−１を前段に、シリカ系光ファイバ１２２を中
段に、第２エルビウムドープファイバ１２１−２を後段
にそれぞれそなえている。

【００３３】１２３−１は、第１エルビウムドープファ
イバ１２１−１のための波長帯域の励起光を生じる第１
エルビウムドープファイバ用励起光源であり、１２４−
１は、第１エルビウムドープファイバ用励起光源１２３
−１からの励起光を第１エルビウムドープファイバ１２
１−１へ入射する光カプラである。１２３−２は、シリ
カ系光ファイバ１２２のための波長帯域の励起光を生じ
るシリカ系光ファイバ用励起光源であり、１２４−２
は、シリカ系光ファイバ用励起光源１２３−２からの励
起光をシリカ系光ファイバ１２２へ入射する光カプラで
ある。

【００３４】１２３−３は、第２エルビウムドープファ
イバ１２１−２のための波長帯域の励起光を生じる第２
エルビウムドープファイバ用励起光源であり、１２４−
３は、第２エルビウムドープファイバ用励起光源１２３
−３からの励起光を第２エルビウムドープファイバ１２
１−２へ入射する光カプラである。この場合は、シリカ
系光ファイバ１２２をシリカ系光ファイバ用励起光源１
２３−２からの波長帯域の励起光で励起してラマン増幅
を生じさせるように構成されている。

【００３５】即ち、図７に示す光ファイバ増幅器では、
希土類ドープファイバであるエルビウムドープファイバ
１２１−１からなり低雑音指数を有する希土類ドープフ
ァイバ光増幅部が前段増幅部として配設され、所望の励
起光で励起されることによりラマン増幅を生じさせるシ
リカ系光ファイバ１２２からなるラマン光増幅部が中段
増幅部として配設され、希土類ドープファイバであるエ
ルビウムドープファイバ１２１−２からなる希土類ドー
プファイバ光増幅部が後段増幅部として配設されている
のである。

【００３６】（９）本発明の第９の態様の説明 図８は本発明の第９の態様を示す原理ブロック図で、こ
の図８において、１３１−１は低雑音指数を有する第１
エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）であり、１３２は
分散補償ファイバ（ＤＣＦ）であり、１３１−２は第２
エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）であり、図８に示
す光ファイバ増幅器は、第１エルビウムドープファイバ
１３１−１を前段に、分散補償ファイバ１３２を中段
に、第２エルビウムドープファイバ１３１−２を後段に
それぞれそなえている。

【００３７】１３３−１は、第１エルビウムドープファ
イバ１３１−１のための波長帯域の励起光を生じる第１
エルビウムドープファイバ用励起光源であり、１３４−
１は、第１エルビウムドープファイバ用励起光源１３３
−１からの励起光を第１エルビウムドープファイバ１３
１−１へ入射する光カプラである。１３３−２は、分散
補償ファイバ１３２のための波長帯域の励起光を生じる
分散補償ファイバ用励起光源であり、１３４−２は、分
散補償ファイバ用励起光源１３３−２からの励起光を分
散補償ファイバ１３２へ入射する光カプラである。

【００３８】１３３−３は、第２エルビウムドープファ
イバ１３１−２のための波長帯域の励起光を生じる第２
エルビウムドープファイバ用励起光源であり、１３４−
３は、第２エルビウムドープファイバ用励起光源１３３
−３からの励起光を第２エルビウムドープファイバ１３
１−２へ入射する光カプラである。この場合は、分散補
償ファイバ１３２を分散補償ファイバ用励起光源１３３
−２からの波長帯域の励起光で励起してラマン増幅を生
じさせるように構成されている。

【００３９】即ち、図８に示す光ファイバ増幅器では、
希土類ドープファイバであるエルビウムドープファイバ
１３１−１からなり低雑音指数を有する希土類ドープフ
ァイバ光増幅部が前段増幅部として配設され、所望の励
起光で励起されることによりラマン増幅を生じさせる分
散補償ファイバ１３２からなるラマン光増幅部が中段増
幅部として配設され、希土類ドープファイバであるエル
ビウムドープファイバ１３１−２からなる希土類ドープ
ファイバ光増幅部が後段増幅部として配設されているの
である。

【００４０】（１０）本発明の第１０の態様の説明 図９（ａ）は本発明の第１０の態様を示す原理ブロック
図で、この図９（ａ）において、１４１は分散補償ファ
イバ（ＤＣＦ）であり、１４２は励起光を生じる励起光
源であり、１４３は、励起光源１４２からの励起光を分
散補償ファイバ１４１へ入射する光カプラであって、分
散補償ファイバ１４１を励起光源１４２からの励起光で
励起してラマン増幅を生じさせるように構成されてい
る。

【００４１】これにより、この光ファイバ増幅器は、分
散補償ファイバ１４１と、この分散補償ファイバ１４１
を励起してラマン増幅を生じさせる励起光源１４２とを
有する分散補償ファイバモジュールをそなえていること
になる。この場合も、入力信号光が光サーキュレータを
通じて入力されるとともに、出力信号光が光サーキュレ
ータを通じて出力されるように構成したり、入力信号光
が入力される入力ポート又は出力信号光が出力される出
力ポートに、それぞれアイソレータを付加したりしても
よい。

【００４２】（１１）本発明の第１１の態様の説明 図９（ｂ）は本発明の第１１の態様を示す原理ブロック
図で、この図９（ｂ）において、１５１はシリカ系光フ
ァイバ（ＳＯＦ）であり、１５２は励起光を生じる励起
光源であり、１５３は、励起光源１５２からの励起光を
シリカ系光ファイバ１５１へ入射する光カプラであっ
て、シリカ系光ファイバ１５１を励起光源１５２からの
励起光で励起してラマン増幅を生じさせるように構成さ
れている。

【００４３】この場合も、入力信号光が光サーキュレー
タを通じて入力されるとともに、出力信号光が光サーキ
ュレータを通じて出力されるように構成してもよい。 （１２）本発明の第１２の態様の説明 図１０は本発明の第１２の態様を示す原理ブロック図
で、この図１０において、１５４は、希土類ドープファ
イバ６１からなる希土類ドープファイバ光増幅部であ
り、１５５は、光ファイバ又は光アイソレータが付加さ
れた光ファイバからなる光ファイバ減衰部である。

【００４４】この光ファイバ減衰部１５５は、希土類ド
ープファイバ光増幅部１５４の不安定動作を抑制するも
のである。また、この光ファイバ減衰部１５５は、所望
の励起光で励起されることによりラマン増幅を生じさせ
るラマン光増幅部を兼用していてもよい。なお、図１０
において、６３は、励起光源であり、６４は、励起光源
６３からの励起光を希土類ドープファイバ６１へ入射す
る光カプラである。

【００４５】（１３）本発明の第１３の態様の説明 図１１は本発明の第１３の態様を示す原理ブロック図
で、この図１１において、１５６−１，１５６−２は、
希土類ドープファイバ１２１−１，１２１−２からなる
希土類ドープファイバ光増幅部としてそれぞれ構成され
た前段光増幅部及び後段光増幅部である。この前段光増
幅部１５６−１及び後段光増幅部１５６−２を有して、
光増幅ユニットが構成されている。

【００４６】１５７は、光ファイバ又は光アイソレータ
が付加された光ファイバからなる光ファイバ減衰部であ
り、この光ファイバ減衰部１５７は、光増幅ユニットに
おける前段光増幅部１５６−１と後段光増幅部１５６−
２との間に配設され、光増幅ユニットの不安定動作を抑
制するものである。また、この光ファイバ減衰部１５７
は、所望の励起光で励起されることによりラマン増幅を
生じさせるラマン光増幅部を兼用していてもよい。

【００４７】なお、図１１において、１２３−１，１２
３−３は、励起光源であり、１２４−１は、励起光源１
２３−１からの励起光を希土類ドープファイバ１２１−
１へ入射する光カプラであり、１２４−３は、励起光源
１２３−３からの励起光を希土類ドープファイバ１２１
−２へ入射する光カプラである。本発明の分散補償ファ
イバモジュールは、分散補償ファイバと、分散補償ファ
イバの損失を補償するように、分散補償ファイバを励起
してラマン増幅を生じさせる励起光源とを有することを
特徴としている（請求項３）。

【００４８】そして、本発明の分散補償ファイバモジュ
ールは、光信号が光ファイバ伝送路を伝播することによ
って受ける分散を補償する分散補償ファイバと、光信号
が分散補償ファイバを伝播することによって受ける損失
を補償するように、分散補償ファイバを励起して光信号
をラマン増幅させる励起光を出力する励起光源とを有す
ることを特徴としている（請求項４）。

【００４９】また、本発明の光信号の伝送方法は、励起
光によって分散補償ファイバを励起して、光信号を分散
補償ファイバ中でラマン増幅させることを特徴としてい
る（請求項５）。そして、本発明の光信号の伝送方法
は、光信号が光ファイバ伝送路を伝播することによって
受ける分散を補償し、分散補償ファイバを励起光によっ
て励起して光信号をラマン増幅させ、光信号が分散補償
ファイバを伝播することによって受ける損失を補償する
ことを特徴としている（請求項７）。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （１）第１実施形態の説明 図１２は本発明の第１実施形態を示すブロック図で、こ
の図１２に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ１４４，分散補償ファイバ１４１，光分波
合波器１４３が配設されている。また、光分波合波器１
４３には、励起光源１４２が接続されている。

【００５１】ここで、励起光源１４２は、ラマン増幅に
よるエルビウムドープファイバ増幅の帯域補償を行なう
ことのできる帯域（例えば、１．４４〜１．４９μｍ）
の励起光を生じる励起光源であり、この励起光源１４２
からの励起光は光分波合波器１４３を通じて分散補償フ
ァイバ１４１の出力端から入射されるようになってい
る。

【００５２】すなわち、本発明の分散補償ファイバモジ
ュールは、励起光によって分散補償ファイバ１４１を励
起して、光信号を分散補償ファイバ１４１中でラマン増
幅させることになる。また、本発明の光信号の伝送方法
は、光信号が光ファイバ伝送路を伝播することによって
受ける分散を補償し、分散補償ファイバ１４１を励起光
によって励起して光信号をラマン増幅させ、光信号が分
散補償ファイバ１４１を伝播することによって受ける損
失を補償することになる。

【００５３】従って、この光ファイバ増幅器は、分散補
償ファイバ１４１と励起光源１４２とを有する分散補償
ファイバモジュールをそなえていることになる。このよ
うな構成により、分散補償ファイバ１４１を励起光源１
４２からの励起光で励起してラマン増幅を生じさせるこ
とができる。即ち、分散補償ファイバ１４１では、一般
にそのモードフィールド径が小さいので、ラマン増幅の
しきい値の下がっており、これにより、ラマン増幅を生
じやすいのである。

【００５４】ところで、分散補償ファイバには、次のよ
うな特性がある。即ち、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
は、コア径が小さくモードフィールド径が通常の約半分
で非線型効果（誘導ラマン散乱（ＳＲＳ），誘導ブリル
アン散乱（ＳＢＳ），４光子混合（ＦＷＭ），自己位相
変調効果（ＳＰＭ）等）が伝送路であるファイバより生
じやすい。なお、分散補償ファイバは、その使用態様か
ら、伝送路であるファイバほど長くは無いので分散補償
ファイバを通す際の光パワーを小さくすれば使用できる
ことは分かっている。これは非線型効果の影響も長さが
長くなるとともに増大するからである。

【００５５】また、分散補償ファイバでの光の減衰（損
失）も無視できるものでないことが分かってきており、
このために光増幅器で、この損失を補償する必要があ
る。一方、入力パワーは上記のように述べた様に小さい
値に制限され光増幅器としてのレベル設計に困難が生じ
ている。しかし、上記の非線型効果にも通信の際に有害
なものと有益なものがある。このうち、ラマン増幅は有
益である。

【００５６】このラマン増幅が、非常に有益となる可能
性がある点は次のとおりである。即ち、分散補償ファイ
バをラマン増幅させれば、分散補償ファイバ自体が光増
幅器となり、損失が補償できるというものである。な
お、ラマン増幅とは、誘導ラマン散乱、即ち、強い単色
光を光ファイバに照射したときに、その光ファイバの光
学フォノンと相互作用することにより固有な量だけ波長
がずれたコヒーレントなストークス光が誘導放出により
発生する現象を応用して、ストークス光が信号光と同じ
波長となるように単色光の波長を設定し、誘導放出によ
り信号光を増幅させることをいう。

【００５７】従って、上記のように分散補償ファイバ１
４１を励起光源１４２からの上記のような帯域の励起光
で励起してラマン増幅を生じさせることにより、このラ
マン増幅による分散補償ファイバの損失補償（エルビウ
ムドープファイバの利得のくぼみの平坦化やエルビウム
ドープファイバの利得の減少の補填補償を含む）を行な
うことができるのである。

【００５８】なお、エルビウムドープファイバの１．５
４μｍ帯の利得のくぼみを平坦化するには、〜１．４４
μｍで励起してラマン増幅を生じさせる。従って、本発
明の分散補償ファイバモジュールは、分散補償ファイバ
１４１と、分散補償ファイバ１４１の損失を補償するよ
うに、分散補償ファイバ１４１を励起してラマン増幅を
生じさせる励起光源１４２とを有することになる。

【００５９】また、本発明の分散補償ファイバモジュー
ルは、光信号が光ファイバ伝送路を伝播することによっ
て受ける分散を補償する分散補償ファイバ１４１と、光
信号が分散補償ファイバ１４１を伝播することによって
受ける損失を補償するように、分散補償ファイバ１４１
を励起して光信号をラマン増幅させる励起光を出力する
励起光源１４２とを有することになる。

【００６０】また、図１３に示すように、出力側に、ア
イソレータ１４４−２を追加することもできる。さら
に、図１２，図１３に示すように、入力部あるいは入出
力部に、アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４
０に示すように、入力信号光が光サーキュレータを通じ
て入力されるとともに、出力信号光がこの光サーキュレ
ータを通じて出力されるように構成することもできる。

【００６１】また、分散補償ファイバ１４１のかわり
に、シリカ系光ファイバを用いることもできる。 （２）第２実施形態の説明 図１４は本発明の第２実施形態を示すブロック図で、こ
の図１４に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ５５−１，光分波合波器５４−１，エルビ
ウムドープファイバ（希土類ドープファイバ）５１，ア
イソレータ５５−２，分散補償ファイバ５２，光分波合
波器５４−２，アイソレータ５５−３が配設されてい
る。また、光分波合波器５４−１には、励起光源５３−
１が接続されるとともに、光分波合波器５４−２には、
励起光源５３−２が接続されている。

【００６２】ここで、励起光源５３−１は、エルビウム
ドープファイバ５１のための第１の波長帯域（例えば
０．９８μｍ帯域）での励起光を生じるもので、励起光
源５３−２は、分散補償ファイバ５２のための第２の波
長帯域（例えば１．４７μｍ帯域（１．４５〜１．４９
μｍ）または１．４４μｍまでの帯域（〜１．４４μ
ｍ））の励起光を生じるものである。

【００６３】すなわち、この光ファイバ増幅器は、希土
類元素を添加したエルビウムドープファイバ５１からな
り、第１の波長帯域（例えば０．９８μｍ帯域）の光信
号を増幅する希土類ドープファイバ光増幅部と、エルビ
ウムドープファイバ５１に結合されたシリカ系光ファイ
バ（図示省略）を第２の波長帯域の励起光で励起して、
シリカ系光ファイバで光信号をラマン増幅させるラマン
増幅用励起光源５３−２とをそなえたことになる。

【００６４】また、この光ファイバ増幅器は、希土類元
素を添加したエルビウムドープファイバ５１を有し、第
１の波長帯域の光信号を増幅する希土類ドープファイバ
光増幅部と、エルビウムドープファイバ５１と結合され
たシリカ系光ファイバ内で光信号がラマン増幅されるよ
うに選択された１．４４μｍまでの波長（〜１．４４μ
ｍ）の励起光でシリカ系光ファイバを励起するラマン増
幅用励起光源５３−２とを有することになる。

【００６５】従って、この光ファイバ増幅器は、希土類
元素を添加したエルビウムドープファイバ５１と、この
エルビウムドープファイバ５１を励起する励起光を出力
する第一励起光源５３−１とを有し、第１の波長帯域の
光信号を増幅する希土類ドープファイバ光増幅部と、エ
ルビウムドープファイバ５１と結合されたシリカ系光フ
ァイバ内で光信号がラマン増幅されるように選択された
１．４４μｍまでの波長（〜１．４４μｍ）の励起光で
シリカ系光ファイバを励起するラマン増幅用励起光源５
３−２とをそなえ、第１励起光源５３−１から出力され
る励起光の波長帯域と、ラマン増幅用励起光源５３−２
から出力される励起光の波長帯域とが異なるように選択
されていることになる。

【００６６】これにより、励起光源５３−２からの励起
光で、分散補償ファイバ５２を励起して、前述の第１実
施形態と同じ原理により、ラマン増幅を生じさせること
ができる。従って、この実施形態においても、分散補償
ファイバ５２を励起光源５３−２からの１．４７μｍ帯
域あるいは１．４４μｍまでの帯域の励起光で励起して
ラマン増幅を生じさせることにより、このラマン増幅に
よる分散補償ファイバの損失補償を行なうことができる
のである。

【００６７】従って、本発明の光信号の増幅方法は、シ
リカ系光ファイバを所望の励起光で励起して、シリカ系
光ファイバで光信号をラマン増幅させ、ラマン増幅させ
た光信号を、希土類元素を添加したエルビウムドープフ
ァイバ（第一の光ファイバ）５１によって増幅すること
になる。また、本発明の光信号の増幅方法は、シリカ系
光ファイバ内で光信号がラマン増幅されるように選択さ
れた波長の励起光でシリカ系光ファイバを励起し、シリ
カ系光ファイバと結合された希土類元素を添加したエル
ビウムドープファイバ５１によって光信号を増幅するこ
とになる。

【００６８】さらに、希土類ドープファイバ光増幅器の
利得の波長特性が希土類イオンによって決まってしまう
のに対して、ラマン光増幅器の利得の波長特性は励起波
長によって決まり、励起波長を変えればそのピーク値が
シフトするため、希土類ドープファイバ光増幅器の利得
の波長特性を補償するようにラマン増幅を行なう際の励
起波長を選択することができ、このようにすれば、広帯
域光増幅器を実現することができる。

【００６９】即ち、ラマン増幅の場合も増幅帯域幅が存
在し、この利得の波長依存性を用いれば単なる分散補償
ファイバの損失補償だけでなくエルビウムドープファイ
バの増幅帯域を補いより広帯域化が図れるのである。換
言すれば、エルビウムドープファイバ増幅器の波長特性
は、図２６，２７に示すように、平坦ではないので、分
散補償ファイバを用いてラマン増幅させることにより、
上記エルビウムドープファイバ増幅器の波長特性の凹凸
を平坦化することができ、その結果、広帯域光増幅器を
実現することができ、多波長一括増幅（図２７参照）を
行なう場合等に好適となるのである。

【００７０】従って、この光ファイバ増幅器は、希土類
元素を添加したエルビウムドープファイバ５１からな
り、波長に依存した利得特性有し、第１の波長帯域内の
光信号を増幅する希土類ドープファイバ光増幅部と、エ
ルビウムドープファイバ５１に結合されたシリカ系光フ
ァイバを第２の波長帯域の励起光で励起して、前記希土
類ドープファイバ光増幅部の利得特性が補償されるよう
にシリカ系光ファイバで光信号をラマン増幅させるラマ
ン増幅用励起光源５３−２とをそなえたことになる。

【００７１】すなわち、本発明の光信号の増幅方法は、
希土類元素を添加したエルビウムドープファイバ（第一
の光ファイバ）５１からなり、波長に依存した利得特性
で所定の波長帯域内の光信号を増幅し、エルビウムドー
プファイバ５１に結合されたシリカ系光ファイバを所望
の励起光で励起して、前記光増幅部の利得特性が補償さ
れるようにシリカ系光ファイバで光信号をラマン増幅さ
せるのである。

【００７２】なお、希土類ドープファイバであるエルビ
ウムドープファイバからなる希土類ドープファイバ光増
幅部が、低雑音指数を有する光増幅部として構成されて
もよい。また、図１４に示す光ファイバ増幅器では、エ
ルビウムドープファイバからなる希土類ドープファイバ
光増幅部が前段増幅部として配設されるとともに、分散
補償ファイバからなるラマン光増幅部が後段増幅部とし
て配設されているが、これに限定されず、分散補償ファ
イバ又はシリカ系光ファイバからなるラマン光増幅部が
前段増幅部として配設されるとともに、エルビウムドー
プファイバからなる希土類ドープファイバ光増幅部が後
段増幅部として配設されてもよい（ラマン光増幅部がシ
リカ系光ファイバからなる場合は、１つの励起光源が、
シリカ系光ファイバ用励起光源及びエルビウムドープフ
ァイバ用励起光源を兼用することができる）。

【００７３】すなわち、ラマン増幅用励起光源５３−２
が、希土類ドープファイバ光増幅部の前段に設けられる
ように構成することもできる。さらに、励起光源５３−
２は、例えば図２３〜図２５に示す励起光源５３−２，
５３−２′，５３−２′′と同様に、２つの励起光源
と、これらの励起光源からの励起光について直交偏波合
成する偏波合成器とで構成されてもよく、励起光源とデ
ポラライザとを組み合わせて（励起光源とデポラライザ
とが励起光を無偏光化する手段として機能してい
る。）、励起光の無偏光化を行なうように（励起光を変
調する手段を有する。）構成されてもよく、変調を施さ
れた励起光を発生するように構成されてもよい。

【００７４】なお、図２３〜図２５に示す励起光源５３
−２，５３−２′，５３−２′′については、それぞれ
本発明の第９実施形態、本発明の第９実施形態の第１変
形例及び本発明の第９実施形態の第２変形例において説
明する。 （３）第３実施形態の説明 図１５は本発明の第３実施形態を示すブロック図で、こ
の図１５に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ６５−１，光分波合波器６４，エルビウム
ドープファイバ（希土類ドープファイバ）６１，アイソ
レータ６５−２，分散補償ファイバ６２，アイソレータ
６５−３が配設されている。そして、光分波合波器６４
に、励起光源６３が接続されている。

【００７５】ここで、励起光源６３は、例えば１．４７
μｍ帯域（１．４５〜１．４９μｍ）の励起光を生じる
ものである。このような構成により、この図１５に示す
光ファイバ増幅器では、励起光を光分波合波器６４によ
りエルビウムドープファイバ６１の一端から入射して、
エルビウムドープファイバ６１を励起させ、増幅させる
が、エルビウムドープファイバ６１の他端から残留励起
光が到達する。その後は、この残留励起光をアイソレー
タ６５−２を介して分散補償ファイバ６２へ供給して、
ラマン増幅を生じさせる。

【００７６】このようにエルビウムドープファイバ，分
散補償ファイバに共通の励起光源を用いて、両ファイバ
での増幅が行なえるのは次のとおりである。即ち、１．
５５μｍ帯の信号光をラマン増幅する際の励起波長帯は
エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）の励起波長帯であ
る１．４７μｍ帯（１．４５〜１．４９μｍ）であるか
らであり、従って、ＥＤＦを１．４７μｍ帯の光で励起
した際の残留励起光パワーを用いて、ラマン増幅を行な
うことができるのである。これにより、エルビウムドー
プファイバ６１で光増幅を行ないながら、分散補償ファ
イバ６２の損失を補償できるのである。

【００７７】これにより、前述の第７実施形態と同様
に、エルビウムドープファイバ増幅器の波長特性の凹凸
を平坦化して、広帯域光増幅器を実現することができ、
多波長一括増幅を行なう場合等に好適となるほか、励起
光源が１つで済むので、構造の簡素化及びコストの低廉
化にも寄与しうるのである。また、この場合も、入力部
あるいは入出力部に、アイソレータを設ける代わりに、
図３９や図４０に示すように、入力信号光が光サーキュ
レータを通じて入力されるとともに、出力信号光がこの
光サーキュレータを通じて出力されるように構成するこ
ともできる。

【００７８】さらに、励起光源６３は、２つの励起光源
と、これらの励起光源からの励起光について直交偏波合
成する偏波合成器とで構成されてもよく、励起光源とデ
ポラライザとを組み合わせて、励起光の無偏光化を行な
うように構成されてもよく、変調を施された励起光を発
生するように構成されてもよい。 （３−１）第３実施形態の第１変形例の説明 図１６は本発明の第３実施形態の第１変形例を示すブロ
ック図で、この図１６に示す光ファイバ増幅器は、入力
側から順に、アイソレータ６５−１，光分波合波器６４
−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファイ
バ）６１−１，アイソレータ６５−２，分散補償ファイ
バ６２，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファ
イバ）６１−２，光分波合波器６４−２，アイソレータ
６５−３が配設されている。そして、光分波合波器６４
−１に、励起光源６３−１が接続されるとともに、光分
波合波器６４−２に、励起光源６３−２が接続されてい
る。

【００７９】ここで、励起光源６３−１，６３−２は、
共に例えば１．４７μｍ帯域（１．４５〜１．４９μ
ｍ）の励起光を生じるものである。このような構成によ
り、この図１６に示す光ファイバ増幅器では、励起光を
光分波合波器６４−１によりエルビウムドープファイバ
６１−１の入力端から入射して、エルビウムドープファ
イバ６１−１を励起させ、増幅させるが、このとき、エ
ルビウムドープファイバ６１−１の他端からは残留励起
光が到達する。さらに、この残留励起光をアイソレータ
６５−２を介して分散補償ファイバ６２へ供給して、ラ
マン増幅を生じさせる。

【００８０】また、励起光を光分波合波器６４−２によ
りエルビウムドープファイバ６１−２の出力端から入射
して、エルビウムドープファイバ６１−２を励起させ、
増幅させることも行なわれるが、このとき、エルビウム
ドープファイバ６１−２の入力端からはやはり残留励起
光が到達する。さらに、この残留励起光も分散補償ファ
イバ６２へ供給して、ラマン増幅を生じさせる。

【００８１】この場合は、分散補償ファイバ６２は前後
のエルビウムドープファイバ６１−１，６１−２からの
残留励起光を用いてラマン増幅させているので、分散補
償ファイバ６２による補償効果を大きくすることがで
き、構造の簡素化及びコストの低廉化をはかりながら、
広帯域光増幅器を実現することができる。また、この場
合も、入力部あるいは入出力部に、アイソレータを設け
る代わりに、図３９や図４０に示すように、入力信号光
が光サーキュレータを通じて入力されるとともに、出力
信号光がこの光サーキュレータを通じて出力されるよう
に構成することもできる。

【００８２】さらに、分散補償ファイバ６２用の励起光
源及び光分波合波器を設けることもできる。即ち、図８
と同様の要領で、０．９８μｍ帯の励起光源１３３−１
〜１３３−３及び光分波合波器１３４−１〜１３４−３
用いて光ファイバ増幅器を構成するようにしてもよい。

【００８３】なお、分散補償ファイバ６２のかわりに、
シリカ系光ファイバを用いてもよい。 （３−２）第３実施形態の第２変形例の説明 図１７は本発明の第３実施形態の第２変形例を示すブロ
ック図で、この図１７に示す光ファイバ増幅器は、入力
側から順に、アイソレータ６５−１，光分波合波器６４
−１，エルビウムドープファイバ６１−１，アイソレー
タ６５−２，分散補償ファイバ６２，光分波合波器６４
−３，光フィルタ６６，アイソレータ６５−３，光分波
合波器６４−４，エルビウムドープファイバ６１−２，
光分波合波器６４−５，アイソレータ６５−４が配設さ
れている。そして、光分波合波器６４−１に、励起光源
６３−１が接続されるとともに、光分波合波器６４−５
に、励起光源６３−２が接続されている。

【００８４】ここで、励起光源６３−１，６３−２は、
共に例えば１．４７μｍ帯域（１．４５〜１．４９μ
ｍ）の励起光を生じるものである。また、光分波合波器
６４−３と６４−４との間には、光フィルタ６６，アイ
ソレータ６５−３をそなえた光信号ラインと、励起光ラ
インとがパラレルに設けられる。

【００８５】このような構成により、この図１７に示す
光ファイバ増幅器では、励起光を光分波合波器６４−１
によりエルビウムドープファイバ６１−１の入力端から
入射して、エルビウムドープファイバ６１−１を励起さ
せ、増幅させるが、このとき、エルビウムドープファイ
バ６１−１の他端からは残留励起光が到達する。さら
に、この残留励起光をアイソレータ６５−２を介して分
散補償ファイバ６２へ供給して、ラマン増幅を生じさせ
る。

【００８６】また、励起光を光分波合波器６４−５によ
りエルビウムドープファイバ６１−２の出力端から入射
して、エルビウムドープファイバ６１−２を励起させ、
増幅させることも行なわれるが、このとき、エルビウム
ドープファイバ６１−２の入力端からはやはり残留励起
光が到達する。さらに、この残留励起光も光分波合波器
６４−４，６４−３を介して、分散補償ファイバ６２へ
供給して、ラマン増幅を生じさせる。

【００８７】この場合も、分散補償ファイバ６２は前後
のエルビウムドープファイバ６１−１，６１−２からの
残留励起光を用いてラマン増幅させているので、分散補
償ファイバ６２による補償効果を大きくすることがで
き、構造の簡素化及びコストの低廉化をはかりながら、
広帯域光増幅器を実現することができる。また、この場
合も、入力部あるいは入出力部に、アイソレータを設け
る代わりに、図３９や図４０に示すように、入力信号光
が光サーキュレータを通じて入力されるとともに、出力
信号光がこの光サーキュレータを通じて出力されるよう
に構成することもできる。

【００８８】さらに、分散補償ファイバ６２用の励起光
源及び光分波合波器を設けることもできる。即ち、図８
と同様の要領で、０．９８μｍ帯の励起光源１３３−１
〜１３３−３及び光分波合波器１３４−１〜１３４−３
を用いて光ファイバ増幅器を構成するようにしてもよ
い。

【００８９】なお、分散補償ファイバ６２のかわりに、
シリカ系光ファイバを用いてもよい。 （４）第４実施形態の説明 図１８は本発明の第４実施形態を示すブロック図で、こ
の図１８に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ７５−１，エルビウムドープファイバ（希
土類ドープファイバ）７１，分散補償ファイバ７２，光
分波合波器７４，アイソレータ７５−２が配設されてい
る。そして、光分波合波器７４に、励起光源７３が接続
されている。

【００９０】ここで、励起光源７３は、例えば１．４７
μｍ帯域（１．４５〜１．４９μｍ）の励起光を生じる
ものである。このような構成により、この図１８に示す
光ファイバ増幅器では、励起光を光分波合波器７４によ
り分散補償ファイバ７２の出力側から入射して、ラマン
増幅を生じさせるとともに、この分散補償ファイバ７２
からの残留励起光を、エルビウムドープファイバ７１の
出力端から入射して、エルビウムドープファイバ７１を
励起させ、信号光を増幅させる。

【００９１】このように逆にラマン増幅の際の残留励起
光でエルビウムドープファイバ７１を励起することによ
り、前述の第２実施形態と同様に、エルビウムドープフ
ァイバの波長特性の凹凸を平坦化して、広帯域光増幅器
を実現することができ、多波長一括増幅を行なう場合等
に好適となるほか、励起光源が１つで済むので、構造の
簡素化及びコストの低廉化にも寄与しうるのである。

【００９２】なお、エルビウムドープファイバ，分散補
償ファイバに共通の励起光源を用いて、両ファイバでの
増幅が行なえる理由は、前述と同じである。この場合
も、入力部あるいは入出力部に、アイソレータを設ける
代わりに、図３９や図４０に示すように、入力信号光が
光サーキュレータを通じて入力されるとともに、出力信
号光がこの光サーキュレータを通じて出力されるように
構成することができる。

【００９３】また、励起光源７３は、２つの励起光源
と、これらの励起光源からの励起光について直交偏波合
成する偏波合成器とで構成されてもよく、励起光源とデ
ポラライザとを組み合わせて、励起光の無偏光化を行な
うように構成されてもよく、変調を施された励起光を発
生するように構成されてもよい。 （５）第５実施形態の説明 図１９は本発明の第５実施形態を示すブロック図で、こ
の図１９に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ８４−１，光分波合波器８３，エルビウム
（希土類元素）イオンをドープされた分散補償ファイバ
（以下、エルビウムドープ分散補償ファイバという）８
１，アイソレータ８４−２が配設されている。そして、
光分波合波器８３に、例えば１．４７μｍ帯域（１．４
５〜１．４９μｍ）や０．９８μｍの励起光を生じる励
起光源８２が接続されている。

【００９４】このような構成により、この図１９に示す
光ファイバ増幅器では、励起光を光分波合波器８３によ
りエルビウムドープ分散補償ファイバ８１の一端から入
射して、このエルビウムドープ分散補償ファイバ８１を
励起させ、信号光を増幅させる。このように分散補償フ
ァイバのコアにＥｒイオンをドープすれば、励起光は分
散補償ファイバ８１内で急速に減衰するために、ラマン
増幅も生じず、各微小区間で、分散補償ファイバ８１の
損失を補償することになり、信号対雑音比を良好に保つ
ことが可能となる。

【００９５】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。なお、励
起光源８２は、２つの励起光源と、これらの励起光源か
らの励起光について直交偏波合成する偏波合成器とで構
成されてもよく、励起光源とデポラライザとを組み合わ
せて、励起光の無偏光化を行なうように構成されてもよ
く、変調を施された励起光を発生するように構成されて
もよい。

【００９６】（６）第６実施形態の説明 図２０は本発明の第６実施形態を示すブロック図で、こ
の図２０に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ９６−１，光分波合波器９４，エルビウム
ドープファイバ（希土類ドープファイバ）９１，アイソ
レータ９６−２，光フィルタ９５，分散補償ファイバ９
２が配設されている。そして、光分波合波器９４に、例
えば１．４７μｍ帯域（１．４５〜１．４９μｍ）の励
起光を生じる励起光源９３が接続されている。

【００９７】また、光フィルタ９５は、エルビウムドー
プファイバ９１から出てくる１．４７μｍ帯域の残留励
起光を遮断するものである。このような構成により、こ
の図２０に示す光ファイバ増幅器では、励起光を光分波
合波器９４によりエルビウムドープファイバ９１の一端
から入射して、エルビウムドープファイバ９１を励起さ
せ、信号光を増幅させるが、このとき、エルビウムドー
プファイバ９１の他端から残留励起光が到達する。そし
て、この残留励起光は、光フィルタ９５により遮断され
る。

【００９８】もし、不必要に１．４７μｍ帯の光を分散
補償ファイバ９２に通すとラマン増幅により、レベルダ
イヤ設計あるいは光増幅器の波長特性に擾乱を来すこと
になるから、この場合は、１．４７μｍ帯の光が分散補
償ファイバ９２に入力されるのを光フィルタ９５により
遮断しているのである。従って、分散補償ファイバ９２
は主として伝送路の分散を補償するために使用されるこ
とになる。

【００９９】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。なお、励
起光源９３は、２つの励起光源と、これらの励起光源か
らの励起光について直交偏波合成する偏波合成器とで構
成されてもよく、励起光源とデポラライザとを組み合わ
せて、励起光の無偏光化を行なうように構成されてもよ
く、変調を施された励起光を発生するように構成されて
もよい。

【０１００】（７）第７実施形態の説明 図２１は本発明の第７実施形態を示すブロック図で、こ
の図２１に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ５−１，光分波合波器３−１，シリカをホ
ストとするエルビウムドープファイバ（希土類ドープフ
ァイバ）１，光分波合波器３−２，アイソレータ５−２
が配設されている。そして、光分波合波器３−１に、例
えば０．９８μｍ帯域の励起光を生じる励起光源２−１
が接続されるとともに、光分波合波器３−２に、例えば
約１．４４μｍの励起光あるいは約１．４６μｍの励起
光を生じる励起光源２−２が接続されている。

【０１０１】ここで、光分波合波器３−１としてバルク
型ではなく融着型のものを使用するとともに、励起光源
２−１として光アイソレータ（光ＩＳＯ）を内蔵しない
型のものを使用しているのは、１．５５μｍ帯域の光信
号を増幅する際にエルビウムドープファイバ１で発生す
る１．５５μｍ帯域の雑音光は、０．９８μｍ帯域の励
起光を生じる励起光源２−１には戻らないからである
（以下の実施形態においても同様である）。

【０１０２】このような構成により、この図２１に示す
光ファイバ増幅器では、０．９８μｍ帯域の励起光を光
分波合波器３−１によりエルビウムドープファイバ１の
一端から入射して、エルビウムドープファイバ１を励起
させ、信号光を増幅させる。さらに、１．４４μｍの励
起光あるいは１．４６μｍの励起光を光分波合波器３−
２によりエルビウムドープファイバ１の出力端から入射
して、エルビウムドープファイバ１でラマン増幅させ
る。

【０１０３】なお、エルビウムドープファイバ１におい
ても、強い光を入力すると、ラマン増幅が生じることが
知られている。このように、シリカをホストとするエル
ビウムドープファイバ１を一般的な励起波長［例えば
０．９８μｍ（１．４７μｍでもよい）］で増幅すると
ともに、〜１．４４μｍでラマン増幅することにより、
エルビウムドープファイバの１．５４μｍ帯の利得のく
ぼみ（図２６参照）を平坦化することができ、また、〜
１．４６μｍでラマン増幅することにより、１．５７μ
ｍ付近のエルビウムドープファイバの利得減少（図２６
参照）を補ってより特性を平坦化して広帯域化を実現で
きる。

【０１０４】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。 （８）第８実施形態の説明 図２２は本発明の第８実施形態を示すブロック図で、こ
の図２２に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ１４４−１，分散補償ファイバ１４１，偏
向保持型光分波合波器１４３，アイソレータ１４４−２
が配設されている。そして、光分波合波器１４３に、偏
波合成型励起光源１４２が接続されている。

【０１０５】ここで、励起光源１４２は、２つの励起光
源１４２Ａ，１４２Ｂと、これらの励起光源１４２Ａ，
１４２Ｂからの励起光について直交偏波合成する偏波合
成器（ＰＢＳ）１４２Ｃとで構成されている。そして、
励起光源１４２Ａ，１４２Ｂは共に等しい励起光パワー
を有し、共に例えば１．４５〜１．４９μｍ（または
１．４５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものであ
る。

【０１０６】なお、光分波合波器１４３としては光学膜
型のものが使用され、偏光状態を保持して光の合波或い
は分波を行なえるようになっている。このような構成に
より、この図２２に示す光ファイバ増幅器では、直交偏
波合成された励起光を光分波合波器１４３により分散補
償ファイバ１４１の出力端から入射して、分散補償ファ
イバ１４１で効果的にラマン増幅を生じさせる。そし
て、このラマン増幅により、分散補償ファイバの損失補
償を行なうことができるのである。

【０１０７】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。また、分
散補償ファイバ１４１のかわりに、シリカ系光ファイバ
を用いることもできる。

【０１０８】さらに、励起光源１４２は、例えば図２
４，図２５に示す励起光源５３−２′，５３−２′′と
同様に、励起光源とデポラライザとを組み合わせて、励
起光の無偏光化を行なうように構成されてもよく、変調
を施された励起光を発生するように構成されてもよい。
なお、図２４，図２５に示す励起光源５３−２′，５３
−２′′については、それぞれ本発明の第９実施形態の
第１変形例及び本発明の第９実施形態の第２変形例にお
いて説明する。

【０１０９】（９）第９実施形態の説明 図２３は本発明の第９実施形態を示すブロック図で、こ
の図２３に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順に、
アイソレータ５５−１，光分波合波器５４−１，エルビ
ウムドープファイバ（希土類ドープファイバ）５１，ア
イソレータ５５−２，分散補償ファイバ５２，偏光保持
型光分波合波器５４−２，アイソレータ５５−３が配設
されている。そして、光分波合波器５４−１に、励起光
源５３−１が接続されるとともに、光分波合波器５４−
２に、偏波合成型励起光源５３−２が接続されている。

【０１１０】ここで、励起光源５３−１は例えば０．９
８μｍの励起光を出力するものであり、励起光源５３−
２は、２つの励起光源５３−２Ａ，５３−２Ｂと、これ
らの励起光源５３−２Ａ，５３−２Ｂからの励起光につ
いて直交偏波合成する偏波合成器（ＰＢＳ）５３−２Ｃ
とで構成されている。そして、この場合も、励起光源５
３−２Ａ，５３−２Ｂは共に等しい励起光パワーを有
し、共に例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．４
５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。

【０１１１】なお、光分波合波器５４−１としては、偏
波保持の機能のない融着型のものが使用される一方、光
分波合波器５４−２としては、光学膜型のものが使用さ
れ、偏光状態を保持して光の合波或いは分波を行なえる
ようになっている。このような構成により、この図２３
に示す光ファイバ増幅器では、励起光源５３−１からの
励起光は光分波合波器５４−１からエルビウムドープフ
ァイバ５１の一端から信号光とともに入射される。これ
により、エルビウムドープファイバ５１で信号光の増幅
が行なわれる。

【０１１２】また、直交偏波合成するされた励起光が光
分波合波器５４−２により分散補償ファイバ５２の出力
端から入射して、分散補償ファイバ５２で効果的にラマ
ン増幅を生じさせる。そして、このラマン増幅により、
分散補償ファイバ５２の損失補償を行なう。このように
しても、前述の第８実施形態と同様の効果ないし利点が
得られる。

【０１１３】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。さらに、
エルビウムドープファイバからなる希土類ドープファイ
バ光増幅部が、低雑音指数を有する光増幅部として構成
されてもよく、分散補償ファイバからなるラマン光増幅
部が、前段増幅部として配設されるとともに、エルビウ
ムドープファイバからなる希土類ドープファイバ光増幅
部が後段増幅部として配設されてもよい。

【０１１４】（９−１）第９実施形態の第１変形例の説
明 図２４は本発明の第９実施形態の第１変形例を示すブロ
ック図で、この図２４に示す光ファイバ増幅器は、入力
側から順に、アイソレータ５５−１，光分波合波器５４
−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファイ
バ）５１，アイソレータ５５−２，分散補償ファイバ５
２，偏光保持型光分波合波器５４−２，アイソレータ５
５−３が配設されている。そして、光分波合波器５４−
１に、励起光源５３−１が接続されるとともに、光分波
合波器５４−２に、無偏光偏波合成型励起光源５３−
２′が接続されている。

【０１１５】ここで、励起光源５３−１は例えは０．９
８μｍの励起光を出力するものであり、励起光源５３−
２′は、１つの励起光源５３−２Ａ′と、この励起光を
デポラライズ（無偏光化）するデポラライザ５３−２
Ｂ′とで構成されている。ここで、デポラライザ５３−
２Ｂ′は、分散補償ファイバ５２からなるラマン光増幅
器における偏光依存性を低減させるものであり、励起光
源５３−２Ａ′からの励起光を分波する偏波保持カプラ
５３−２Ｅ′と、偏波保持カプラ５３−２Ｅ′で分波さ
れた励起光及び遅延線によって遅延させられた励起光に
ついて直交偏波合成する偏波合成器（ＰＢＳ）５３−２
Ｃ′とで構成されている。

【０１１６】そして、この場合も、励起光源５３−２
Ａ′は、例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．４
５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。な
お、光分波合波器５４−１としても、偏波保持の機能の
ない融着型のものが使用される一方、光分波合波器５４
−２としても、光学膜型のものが使用され、偏光状態を
保持して光の合波或いは分波を行なえるようになってい
る。

【０１１７】このような構成により、この図２４に示す
光ファイバ増幅器では、励起光源５３−１からの励起光
は光分波合波器５４−１からエルビウムドープファイバ
５１の一端から信号光とともに入射される。これによ
り、エルビウムドープファイ５１で信号光の増幅が行な
われる。また、無偏光化された励起光が光分波合波器５
４−２により分散補償ファイバ５２の出力端から入射し
て、分散補償ファイバ５２で効果的にラマン増幅を生じ
させる。そして、このラマン増幅により、分散補償ファ
イバ５２の損失補償を行なう。

【０１１８】このようにすれば、分散補償ファイバ５２
における偏光依存性を低減しながら、前述の第９実施形
態と同様の効果ないし利点を得ることができる。この場
合も、入力部あるいは入出力部に、アイソレータを設け
る代わりに、図３９や図４０に示すように、入力信号光
が光サーキュレータを通じて入力されるとともに、出力
信号光がこの光サーキュレータを通じて出力されるよう
に構成することができる。

【０１１９】さらに、エルビウムドープファイバからな
る希土類ドープファイバ光増幅部が、低雑音指数を有す
る光増幅部として構成されてもよく、分散補償ファイバ
からなるラマン光増幅部が、前段増幅部として配設され
るとともに、エルビウムドープファイバからなる希土類
ドープファイバ光増幅部が後段増幅部として配設されて
もよい。

【０１２０】（９−２）第９実施形態の第２変形例の説
明 図２５は本発明の第９実施形態の第２変形例を示すブロ
ック図で、この図２５に示す光ファイバ増幅器は、入力
側から順に、アイソレータ５５−１，光分波合波器５４
−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファイ
バ）５１，アイソレータ５５−２，分散補償ファイバ５
２，偏光保持型光分波合波器５４−２，アイソレータ５
５−３が配設されている。そして、光分波合波器５４−
１に、励起光源５３−１が接続されるとともに、光分波
合波器５４−２に、変調偏波合成型励起光源５３−
２′′が接続されている。

【０１２１】ここで、励起光源５３−１は例えは０．９
８μｍの励起光を出力するものであり、励起光源５３−
２′′は、２つの励起光源５３−２Ａ′′，５３−２
Ｂ′′と、これらの励起光源５３−２Ａ′′，５３−２
Ｂ′′からの励起光について直交偏波合成する偏波合成
器（ＰＢＳ）５３−２Ｃ′′と、各励起光源５３−２
Ａ′′，５３−２Ｂ′′に対して数百ｋＨｚ〜１ＭＨｚ
の変調を施す変調器５３−２Ｄ′′とで構成されてい
る。

【０１２２】そして、この場合も、励起光源５３−２
Ａ′′，５３−２Ｂ′′は共に等しい励起光パワーを有
し、共に例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．４
５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。な
お、光分波合波器５４−１としても、偏波保持の機能の
ない融着型のものが使用される一方、光分波合波器５４
−２としても、光学膜型のものが使用され、偏光状態を
保持して光の合波或いは分波を行なえるようになってい
る。

【０１２３】このような構成により、この図２５に示す
光ファイバ増幅器では、励起光源５３−１からの励起光
は光分波合波器５４−１からエルビウムドープファイバ
５１の一端から信号光とともに入射される。これによ
り、エルビウムドープファイ５１で信号光の増幅が行な
われる。また、変調されそのスペクトルが数百ｋＨｚ以
上になっており、且つ直交偏波合成された励起光（この
励起光のスペクトル線幅を広げることができる）が光分
波合波器５４−２により分散補償ファイバ５２の出力端
から入射して、分散補償ファイバ５２で効果的にラマン
増幅を生じさせる。そして、このラマン増幅により、分
散補償ファイバの損失補償を行なう。

【０１２４】このようにすれば、誘導ブリルアン散乱の
しきい値を高め、有害な非線型効果を抑制しながら、前
述の第９実施形態と同様の効果ないし利点を得ることが
できる。この場合も、入力部あるいは入出力部に、アイ
ソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示すよう
に、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力される
とともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通じて
出力されるように構成することができる。

【０１２５】さらに、エルビウムドープファイバからな
る希土類ドープファイバ光増幅部が、低雑音指数を有す
る光増幅部として構成されてもよく、分散補償ファイバ
からなるラマン光増幅部が、前段増幅部として配設され
るとともに、エルビウムドープファイバからなる希土類
ドープファイバ光増幅部が後段増幅部として配設されて
もよい。

【０１２６】（１０）第１０実施形態の説明 図２８は本発明の第１０実施形態を示すブロック図で、
この図２８に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順
に、アイソレータ１２５−１，光分波合波器１２４−
１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファイ
バ）１２１−１，アイソレータ１２５−２，シリカ系光
ファイバ１２２，エルビウムドープファイバ（希土類ド
ープファイバ）１２１−２，光分波合波器１２４−３，
アイソレータ１２５−３が配設されている。そして、光
分波合波器１２４−１，１２４−３に、例えば１．４７
μ帯域（１．４５〜１．４９μｍ）の励起光を生じる励
起光源１２３−１，１２３−３が接続されている。

【０１２７】ここで、シリカ系光ファイバ１２２は、励
起波長により増幅周波数帯域が変えることができるラマ
ン光増幅器として機能するものであり、その帯域特性は
ホストガラスのシリカとコアのドープ材料及び濃度によ
って決まる。また、エルビウムドープファイバ１２１−
１，１２１−２は、増幅周波数帯域とその帯域特性がホ
ストガラスとコアのドープ材料によって決まる希土類ド
ープファイバ光増幅器として機能するものである。

【０１２８】本実施形態におけるシリカ系光ファイバ１
２２のモードフィールド径は小さくされており、シリカ
系光ファイバ１２２からなるラマン光増幅器の雑音指数
が、エルビウムドープファイバ１２１−１，１２１−２
からなる希土類ドープファイバ光増幅器より大きい場合
には、前段増幅部に希土類ドープファイバ光増幅器を用
いるとともに、中段増幅部にラマン光増幅器を用い、更
に、信号光パワーが大きい後段増幅部には希土類ドープ
ファイバ光増幅器を用いて、これらを縦続的に接続する
ことにより、低雑音で且つより平坦な帯域特性あるいは
広い増幅周波数帯域を有する光ファイバ増幅器を実現し
ているのである。

【０１２９】即ち、低雑音指数を有する希土類ドープフ
ァイバ光増幅器（１．４７μｍ帯励起によるエルビウム
ドープファイバ光増幅器など）を前段増幅部に用いて、
極小の信号光を低雑音な状態で増幅するのであり、ま
た、信号対雑音比（ＳＮＲ）を劣化させる非線形効果
（ここで、非線形効果とは、信号光の自己位相変調（Se
lf-Phase Modulation,SPM ）、四光子混合（Four Wave
Mixing,FWM）、相互位相変調（Cross-Phase Modulatio
n,XPM）などの信号対雑音比（ＳＮＲ）を劣化させるも
のである）の影響を低減するために、信号光パワーが小
さいシリカ系光ファイバを用いたラマン光増幅器を中段
増幅部に用いているのである。

【０１３０】このような構成により、この図２８に示す
光ファイバ増幅器では、励起光を光分波合波器１２４−
１によりエルビウムドープファイバ１２１−１の一端か
ら入射して、エルビウムドープファイバ１２１−１を励
起させ、信号光を増幅させるとともに、このとき生じる
残留励起光により、シリカ系光ファイバ１２２を励起さ
せ、分散補償ファイバと同様に、ラマン増幅させる。

【０１３１】さらに、励起光を光分波合波器１２４−３
によりエルビウムドープファイバ１２１−２の出力端か
ら入射して、エルビウムドープファイバ１２１−２を励
起させ、信号光を増幅させるとともに、このとき生じる
残留励起光により、シリカ系光ファイバ１２２を励起さ
せ、ラマン増幅させる。このように、図２８に示す光フ
ァイバ増幅器において、１．４７μｍ帯の励起光源１２
３−１，１２３−３を用いることにより、エルビウムド
ープファイバ１２１−１，１２１−２及びシリカ系光フ
ァイバ１２２のいずれをも励起することができ、これに
より、図７に示す光ファイバ増幅器における励起光源１
２３−２を削減することができ、光ファイバ増幅器の簡
素化及び励起光パワーの効率化を図ることができる。

【０１３２】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。なお、シ
リカ系光ファイバ１２２とエルビウムドープファイバ１
２１−２との間にアイソレータを設けるようにしてもよ
い。

【０１３３】また、シリカ系光ファイバ１２２用の励起
光源及び光分波合波器を設けることもできる。即ち、図
７と同様の要領で、０．９８μｍ帯の励起光源１２３−
１〜１２３−３及び光分波合波器１２４−１〜１２４−
３を用いて光ファイバ増幅器を構成するようにしてもよ
い。

【０１３４】なお、シリカ系光ファイバ１２２のかわり
に、分散補償ファイバを用いてもよい。 （１０）第１０実施形態の変形例の説明 図２９は本発明の第１０実施形態の変形例を示すブロッ
ク図で、この図２９に示す光ファイバ増幅器は、入力側
から順に、アイソレータ１２５−１，光分波合波器１２
４−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファ
イバ）１２１−１，アイソレータ１２５−２，シリカ系
光ファイバ１２２，光フィルタ１２６，エルビウムドー
プファイバ（希土類ドープファイバ）１２１−２，光分
波合波器１２４−３，アイソレータ１２５−３が配設さ
れている。そして、光分波合波器１２４−１，１２４−
３に、それぞれ偏波合成型励起光源１２３−１′，１２
３−３′が接続されている。

【０１３５】ここで、励起光源１２３−１′は、２つの
励起光源１２３−１Ａ′，１２３−１Ｂ′と、これらの
励起光源１２３−１Ａ′，１２３−１Ｂ′からの励起光
について直交偏波合成する偏波合成器（ＰＢＳ）１２３
−１Ｃ′とで構成されており、励起光源１２３−１
Ａ′，１２３−１Ｂ′は共に等しい励起光パワーを有
し、共に例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．４
５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。

【０１３６】また、励起光源１２３−３′は、２つの励
起光源１２３−３Ａ′，１２３−３Ｂ′と、これらの励
起光源１２３−３Ａ′，１２３−３Ｂ′からの励起光に
ついて直交偏波合成する偏波合成器（ＰＢＳ）１２３−
３Ｃ′とで構成されているが、単に励起光パワーを増加
させるために直交偏波合成した励起光源であるため、励
起光源１２３−３Ａ′，１２３−３Ｂ′の励起波長及び
励起光パワーは異なっていてもよい。

【０１３７】さらに、シリカ系光ファイバ１２２内でも
直交偏波合成した励起光の無偏光状態が保たれるよう
に、エルビウムドープファイバ１２１−１及びシリカ系
光ファイバ１２２はしっかりとボビン等に固定されてい
るか、筐体の中に納められることにより、外気の影響等
を受けないようになっている。なお、アイソレータ１２
５−１〜１２５−３は、偏波無依存型の光アイソレータ
であり、光フィルタ１２６は、エルビウムドープファイ
バ１２１−１で発生した１．５３５μｍ近傍のＡＳＥピ
ークを除去あるいは平坦化する光フィルタであり、省略
することもできる。

【０１３８】このような構成により、この図２９に示す
光ファイバ増幅器では、１．４７μｍ帯域の励起光を光
分波合波器１２４−１によりエルビウムドープファイバ
１２１−１の一端から入射して、エルビウムドープファ
イバ１２１−１を励起させ、信号光を増幅させるととも
に、このとき生じる残留励起光により、シリカ系光ファ
イバ１２２を励起させ、ラマン増幅させる。

【０１３９】さらに、１．４７μｍの励起光を光分波合
波器１２４−３によりエルビウムドープファイバ１２１
−２の出力端から入射して、エルビウムドープファイバ
１２１−２を励起させ、増幅させるとともに、このとき
生じる残留励起光により、シリカ系光ファイバ１２２を
励起させ、ラマン増幅させる。このように、図２９に示
す光ファイバ増幅器において、１．４７μｍ帯の励起光
源１２３−１′，１２３−３′を用いることにより、エ
ルビウムドープファイバ１２１−１，１２１−２及びシ
リカ系光ファイバ１２２のいずれをも励起することがで
き、これにより、図７に示す光ファイバ増幅器における
励起光源１２３−２を削減することができ、光ファイバ
増幅器の簡素化及び励起光パワーの効率化を図ることが
できる。

【０１４０】また、この場合も、入力部あるいは入出力
部に、アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０
に示すように、入力信号光が光サーキュレータを通じて
入力されるとともに、出力信号光がこの光サーキュレー
タを通じて出力されるように構成することができる。さ
らに、シリカ系光ファイバ１２２用の励起光源及び光分
波合波器を設けることもできる。

【０１４１】即ち、図７と同様の要領で、０．９８μｍ
帯の励起光源１２３−１〜１２３−３及び光分波合波器
１２４−１〜１２４−３用いて光ファイバ増幅器を構成
するようにしてもよい。即ち、図７と同様の要領で、
０．９８μｍ帯の励起光源１２３−１〜１２３−３及び
光分波合波器１２４−１〜１２４−３を用いて光ファイ
バ増幅器を構成するようにしてもよい。

【０１４２】なお、シリカ系光ファイバ１２２とエルビ
ウムドープファイバ１２１−２との間にアイソレータを
設けるようにしてもよい。また、シリカ系光ファイバ１
２２のかわりに、分散補償ファイバを用いてもよい。 （１１）第１１実施形態の説明 図３０は本発明の第１１実施形態を示すブロック図で、
この図３０に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順
に、アイソレータ１１５−１，光分波合波器１１４−
１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファイ
バ）１１１，アイソレータ１１５−２，シリカ系光ファ
イバ１１２，偏光保持型光分波合波器１１４−２，アイ
ソレータ１１５−３が配設されている。そして、光分波
合波器１１４−１に、励起光源１１３−１が接続される
とともに、光分波合波器１１４−２に、偏波合成型励起
光源１１３−２が接続されている。

【０１４３】そこで、図３０に示す光ファイバ増幅器で
は、これらの希土類ドープファイバ光増幅器とラマン光
増幅器とを用いて互いに補償して、より平坦な帯域特性
あるいは広い増幅周波数帯域を得ることができるように
しているのであり、低雑音指数を有する希土類ドープフ
ァイバ光増幅器（０．９８μｍ帯励起あるいは１．４７
μｍ帯励起によるエルビウムドープファイバ光増幅器な
ど）を前段増幅部に用いるとともに、後段増幅部にシリ
カ系光ファイバからなるラマン光増幅器を用いて、これ
らを縦続的に接続することにより、光ファイバ増幅器が
低雑音特性を有するより平坦な帯域特性あるいは広い増
幅周波数帯域を有するようになっている。

【０１４４】即ち、ラマン光増幅器の雑音指数が希土類
ドープファイバ光増幅器のものより大きい場合には、前
段増幅部に希土類ドープファイバ光増幅器を用いるとと
もに、後段増幅部にラマン光増幅器を用いて、これらを
縦続的に接続することにより、低雑音な光ファイバ増幅
器を実現しているのである。さらに、励起光源１１３−
１は例えば０．９８μｍの励起光を出力するものであ
り、励起光源１１３−２は、２つの励起光源１１３−２
Ａ，１１３−２Ｂと、これらの励起光源１１３−２Ａ，
１１３−２Ｂからの励起光について直交偏波合成する偏
波合成器（ＰＢＳ）１１３−２Ｃとで構成されている。

【０１４５】そして、この場合も、励起光源１１３−２
Ａ，１１３−２Ｂは共に等しい励起光パワーを有し、共
に例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．４５〜
１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。なお、
光分波合波器１１４−１としては、偏波保持の機能のな
い融着型のものが使用される一方、光分波合波器１１４
−２としては、光学膜型のものが使用され、偏光状態を
保持して光の合波或いは分波を行なえるようになってい
る。

【０１４６】このような構成により、この図３０に示す
光ファイバ増幅器では、励起光源１１３−１からの励起
光は光分波合波器１１４−１からエルビウムドープファ
イバ１１１の一端から信号光とともに入射される。これ
により、エルビウムドープファイ１１１で信号光の増幅
が行なわれる。また、直交偏波合成された励起光が光分
波合波器１１４−２によりシリカ系光ファイバ１１２の
出力端から入射して、シリカ系光ファイバ１１２で効果
的にラマン増幅を生じさせる。そして、このラマン増幅
により、シリカ系光ファイバ１１２の損失補償を行な
う。

【０１４７】このようにしても、前述の第９実施形態と
同様の効果ないし利点が得られる。この場合も、入力部
あるいは入出力部に、アイソレータを設ける代わりに、
図３９や図４０に示すように、入力信号光が光サーキュ
レータを通じて入力されるとともに、出力信号光がこの
光サーキュレータを通じて出力されるように構成するこ
とができる。

【０１４８】なお、１．４７μｍ帯域の励起光を生じる
励起光源を設けて、この励起光源が、シリカ系光ファイ
バ用励起光源及びエルビウムドープファイバ用励起光源
を兼用するようにしてもよい。また、ラマン光増幅器に
よって高い出力が得られない場合には、入力側の増幅部
（前段増幅部）にシリカ系光ファイバ又は分散補償ファ
イバからなるラマン光増幅器を用いるとともに、出力側
の増幅部（後段増幅部）にエルビウムドープファイバか
らなる希土類ドープファイバ光増幅器を用いて、これら
を縦列的に接続する。

【０１４９】特に、ラマン光増幅器用励起光源の励起波
長を約１．４４μｍとすると、希土類ドープファイバ光
増幅器における約１．５４μｍ近傍に生じる利得の窪み
をラマン光増幅によって補償することができ、また、ラ
マン光増幅器用励起光源の励起波長を約１．４６μｍと
すると、希土類ドープファイバ光増幅器における約１．
５７μｍより長波長側で生じる利得の減少をラマン光増
幅によって補償することができ、これにより、光ファイ
バ増幅器の更なる帯域特性の平坦化あるいは高帯域化が
可能となる。

【０１５０】さらに、シリカ系光ファイバ又は分散補償
ファイバを用いたラマン光増幅器の利得が生じはじめる
励起光パワー（しきい値励起光パワー）を低減するた
め、モードフィールド径を小さくしたシリカ系光ファイ
バを用いるとともに、このモードフィールド径を小さく
したがゆえに大きくなった非線形効果の影響を低減する
ために、信号光パワーが小さい入力側の増幅部（前段増
幅部）にシリカ系光ファイバからなるラマン光増幅器を
用いるとともに、信号光パワーが大きい出力側の増幅部
（後段増幅部）にエルビウムドープファイバからなる希
土類ドープファイバ光増幅器を用いて、これらを縦列的
に接続することにより、光ファイバ増幅器が更に平坦な
帯域特性あるいは広い増幅周波数帯域を有するようにす
ることもできる。

【０１５１】（１１−１）第１１実施形態の第１変形例
の説明 図３１は本発明の第１１実施形態の第１変形例を示すブ
ロック図で、この図３１に示す光ファイバ増幅器は、入
力側から順に、アイソレータ１１５−１，光分波合波器
１１４−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープ
ファイバ）１１１，アイソレータ１１５−２，シリカ系
光ファイバ１１２，偏光保持型光分波合波器１１４−
２，アイソレータ１１５−３が配設されている。そし
て、光分波合波器１１４−１に、励起光源１１３−１が
接続されるとともに、光分波合波器１１４−２に、無偏
光偏波合成型励起光源１１３−２′が接続されている。

【０１５２】ここで、励起光源１１３−１は例えは０．
９８μｍの励起光を出力するものであり、励起光源１１
３−２′は、１つの励起光源１１３−２Ａ′と、この励
起光をデポラライズ（励起光を無偏光化する手段）する
デポラライザ１１３−２Ｂ′とで構成されている。ま
た、デポラライザ１１３−２Ｂ′は、シリカ系光ファイ
バ１１２からなるラマン光増幅器における偏光依存性を
低減させるものであり、励起光源１１３−２Ａ′からの
励起光を分波する偏波保持カプラ１１３−２Ｅ′と、偏
波保持カプラ１１３−２Ｅ′で分波された励起光及び遅
延線によって遅延させられた励起光について直交偏波合
成する偏波合成器（ＰＢＳ）１１３−２Ｃ′とで構成さ
れている。

【０１５３】そして、この場合も、励起光源１１３−２
Ａ′は、例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．４
５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。な
お、光分波合波器１１４−１としても、偏波保持の機能
のない融着型のものが使用される一方、光分波合波器１
１４−２としても、光学膜型のものが使用され、偏光状
態を保持して光の合波或いは分波を行なえるようになっ
ている。

【０１５４】このような構成により、この図３１に示す
光ファイバ増幅器では、励起光源１１３−１からの励起
光は光分波合波器１１４−１からエルビウムドープファ
イバ１１１の一端から信号光とともに入射される。これ
により、エルビウムドープファイ１１１で信号光の増幅
が行なわれる。また、無偏光化された励起光が光分波合
波器１１４−２によりシリカ系光ファイバ１１２の出力
端から入射して、シリカ系光ファイバ１１２で効果的に
ラマン増幅を生じさせる。そして、このラマン増幅によ
り、シリカ系光ファイバ１１２の損失補償を行なう。

【０１５５】このようにすれば、シリカ系光ファイバ１
１２における偏光依存性を低減しながら、前述の第１１
実施形態と同様の効果ないし利点を得ることができる。
この場合も、入力部あるいは入出力部に、アイソレータ
を設ける代わりに、図３９や図４０に示すように、入力
信号光が光サーキュレータを通じて入力されるととも
に、出力信号光がこの光サーキュレータを通じて出力さ
れるように構成することができる。

【０１５６】なお、１．４７μｍ帯域の励起光を生じる
励起光源を設けて、この励起光源が、シリカ系光ファイ
バ用励起光源及びエルビウムドープファイバ用励起光源
を兼用するようにしてもよい。 （１１−２）第１１実施形態の第２変形例の説明 図３２は本発明の第１１実施形態の第２変形例を示すブ
ロック図で、この図３２に示す光ファイバ増幅器は、入
力側から順に、アイソレータ１１５−１，光分波合波器
１１４−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープ
ファイバ）１１１，アイソレータ１１５−２，シリカ系
光ファイバ１１２，偏光保持型光分波合波器１１４−
２，アイソレータ１１５−３が配設されている。そし
て、光分波合波器１１４−１に、励起光源１１３−１が
接続されるとともに、光分波合波器１１４−２に、変調
偏波合成型励起光源１１３−２′′が接続されている。

【０１５７】ここで、励起光源１１３−１は例えは０．
９８μｍの励起光を出力するものであり、励起光源１１
３−２′′は、２つの励起光源１１３−２Ａ′′，１１
３−２Ｂ′′と、これらの励起光源１１３−２Ａ′′，
１１３−２Ｂ′′からの励起光について直交偏波合成す
る偏波合成器（ＰＢＳ）１１３−２Ｃ′′と、各励起光
源１１３−２Ａ′′，１１３−２Ｂ′′に対して数百ｋ
Ｈｚ〜１ＭＨｚの変調を施す変調器１１３−２Ｄ′′と
で構成されている。

【０１５８】そして、この場合も、励起光源１１３−２
Ａ′′，１１３−２Ｂ′′は共に等しい励起光パワーを
有し、共に例えば１．４５〜１．４９μｍ（または１．
４５〜１．４８μｍ）の励起光を出力するものである。
なお、光分波合波器１１４−１としても、偏波保持の機
能のない融着型のものが使用される一方、光分波合波器
１１４−２としても、光学膜型のものが使用され、偏光
状態を保持して光の合波或いは分波を行なえるようにな
っている。

【０１５９】このような構成により、この図３２に示す
光ファイバ増幅器では、励起光源１１３−１からの励起
光は光分波合波器１１４−１からエルビウムドープファ
イバ１１１の一端から信号光とともに入射される。これ
により、エルビウムドープファイ１１１で増幅が行なわ
れる。また、変調されそのスペクトルが数百ｋＨｚ以上
になっており、且つ直交偏波合成された励起光（この励
起光のスペクトル線幅を広げることができる）が光分波
合波器１１４−２によりシリカ系光ファイバ１１２の出
力端から入射して、シリカ系光ファイバ１１２で効果的
にラマン増幅を生じさせる。そして、このラマン増幅に
より、シリカ系光ファイバ１１２の損失補償を行なう。

【０１６０】このようにすれば、誘導ブリルアン散乱の
しきい値を高め、有害な非線型効果を抑制しながら、前
述の第１１実施形態と同様の効果ないし利点を得ること
ができる。この場合も、入力部あるいは入出力部に、ア
イソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示すよ
うに、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力され
るとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通じ
て出力されるように構成することができる。

【０１６１】なお、１．４７μｍ帯域の励起光を生じる
励起光源を設けて、この励起光源が、シリカ系光ファイ
バ用励起光源及びエルビウムドープファイバ用励起光源
を兼用するようにしてもよい。 （１２）第１２実施形態の説明 図３５は本発明の第１２実施形態を示すブロック図で、
この図３５に示す光ファイバ増幅器は、入力側から順
に、アイソレータ６５−１，光分波合波器６４，エルビ
ウムドープファイバ（希土類ドープファイバ増幅部）６
１，分散補償ファイバ６２（光ファイバ減衰部），アイ
ソレータ６５−３が配設されている。そして、光分波合
波器６４に、励起光源６３が接続されている。

【０１６２】ここで、励起光源６３は、例えば１．４７
μｍ帯域（１．４５〜１．４９μｍ）の励起光を生じる
ものである。また、利得が高い希土類ドープファイバ光
増幅器では、光増幅を行なう際に不要な発振が生じるこ
とがあり、このように不要な発振が生じた場合には、希
土類ドープファイバ光増幅器が不安定に動作する。

【０１６３】例えば、エルビウムドープファイバ光増幅
器では、光増幅を行なう際に、１．５３〜１．５７μｍ
の自然放出光（ＡＳＥ）が発生するが、このＡＳＥはエ
ルビウムドープファイバ光増幅器内の反射点で反射を繰
り返すため、不要な発振が生じることがある。特に、多
波長一括増幅用に調整されたエルビウムドープファイバ
光増幅器（即ち、励起率が高いエルビウムドープファイ
バ光増幅器）では、１．５３μｍ付近の利得が高いた
め、この波長で不要な発振が生じやすく、このように不
要な発振が生じた場合には、エルビウムドープファイバ
光増幅器が不安定に動作する。

【０１６４】このような不安定動作を抑制するために
は、信号光を損失（減衰）させる媒体（これを損失媒体
という）を設けることが有効である（この原理について
は後述する）。図３５に示すような光ファイバ増幅器で
は、エルビウムドープファイバ６１を介して入射された
残留励起光により分散補償ファイバ６２を励起して、こ
の分散補償ファイバ６２での信号光の損失（減衰）を補
償するようになっているが、実際には、全ての損失を補
償することは困難であり、ある程度の損失が残るため、
分散補償ファイバ６２が損失媒体として機能することと
なる。

【０１６５】ここで、損失媒体を設けることによる不安
定動作の抑制の原理を説明する。一般に、エルビウムド
ープファイバの利得をＧとし、エルビウムドープファイ
バの両端（前端および後端）での反射率をそれぞれＲ
１，Ｒ２（ここで、反射率Ｒ１はエルビウムドープファ
イバの前端より前段にある全ての部品からの反射の反射
率であり、反射率Ｒ２はエルビウムドープファイバの後
端より後段にある全ての部品からの反射の反射率であ
る）としてＲ１とＲ２の幾何平均をＲ〔Ｒ＝（Ｒ１Ｒ
２）^1/2〕とすると、ＧＲをエルビウムドープファイバ
の動作の安定度の目安とすることができる。ＧＲが大き
いとエルビウムドープファイバは不安定に動作し、特
に、ＧＲが１以上のときエルビウムドープファイバでは
発振が生じる。このため、ＧＲが小さくなるようにする
必要があり、具体的には、ＧＲは０．０２以下が目安と
なる。

【０１６６】図３５に示すように、エルビウムドープフ
ァイバ６１（このエルビウムドープファイバ６１の利得
をＧとする）の後段（信号光の出力側）に、分散補償フ
ァイバ６２〔この分散補償ファイバ６２の損失をη（０
≦η≦１）とする〕を、例えば融着接続することにより
設けると、エルビウムドープファイバ６１と分散補償フ
ァイバ６２との間に境界Ａが生じる。

【０１６７】このときは、図３５に示すように、エルビ
ウムドープファイバ６１の後端での反射率をＲ１，分散
補償ファイバ６２の前端での反射率をＲ２（ここで、反
射率Ｒ１はエルビウムドープファイバ６１の前端より前
段にある全ての部品からの反射の反射率であり、反射率
Ｒ２は分散補償ファイバ６２の後端より後段にある全て
の部品からの反射の反射率である）とする。また、エル
ビウムドープファイバ６１と分散補償ファイバ６２との
境界Ａでの屈折率差によって生じる反射の反射率をＲＡ
（ＲＡ≪Ｒ１，Ｒ２；損失媒体が光ファイバであればこ
の条件を満たす）とすると、エルビウムドープファイバ
の動作の安定度を示すパラメータは、ＧＲから（Ｇη）
Ｒとなる。即ち、ＧＲは光が一巡するときの片道の利得
と考えられ、損失媒体を設けたときには、光が一巡する
ときの正味の利得は、（Ｒ１×Ｇ×η）×（Ｒ２×η×
Ｇ）＝（Ｇη）²Ｒ１Ｒ２となるため、片道での正味の
利得は、Ｇη（Ｒ１Ｒ２）^1/2＝（Ｇη）Ｒとなる。な
お、ＲＡ≪Ｒ１，Ｒ２であるため、反射率ＲＡの影響は
無視することができるものとする。ここで、０≦η≦１
であるため、等価的にＧＲが小さくなる。

【０１６８】このように、損失媒体を設けることによ
り、エルビウムドープファイバの動作の安定度を示すパ
ラメータＧＲが小さくなるため、エルビウムドープファ
イバ６１の不安定動作を抑制することができる。本実施
形態にかかる光ファイバ増幅器では、図３５に示すよう
に、分散補償ファイバ６２をエルビウムドープファイバ
６１の後段に設けて、この分散補償ファイバ６２を、エ
ルビウムドープファイバ６１からの残留励起光を用いて
励起することにより、この分散補償ファイバ６２の損失
補償（エルビウムドープファイバ６１の利得のくぼみの
平坦化やエルビウムドープファイバ６１の利得の減少の
補填補償を含む）を行なうと同時に、残った損失分によ
って、エルビウムドープファイバ６１の不安定動作を抑
制するようになっている。

【０１６９】このような構成により、この図３５に示す
光ファイバ増幅器では、励起光および信号光を光分波合
波器６４によりエルビウムドープファイバ６１の一端か
ら入射して、エルビウムドープファイバ６１を励起さ
せ、信号光を増幅させるが、エルビウムドープファイバ
６１の他端へは残留励起光が到達する。その後は、この
残留励起光を分散補償ファイバ６２へ供給して、ラマン
増幅を生じさせる。

【０１７０】このようにエルビウムドープファイバ，分
散補償ファイバに共通の励起光源を用いて、両ファイバ
での増幅が行なえるのは次のとおりである。即ち、１．
５５μｍ帯の信号光をラマン増幅する際の励起波長帯は
エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）の励起波長帯であ
る１．４７μｍ帯（１．４５〜１．４９μｍ）であるか
らであり、従って、ＥＤＦを１．４７μｍ帯の光で励起
した際の残留励起光パワーを用いて、ラマン増幅を行な
うことができるのである。これにより、エルビウムドー
プファイバ６１で光増幅を行ないながら、分散補償ファ
イバ６２の損失を補償できるのである。

【０１７１】これにより、前述の第２実施形態と同様
に、エルビウムドープファイバ増幅器の波長特性の凹凸
を平坦化して、広帯域光増幅器を実現することができ、
多波長一括増幅を行なう場合等に好適となるほか、励起
光源が１つで済むので、構造の簡素化及びコストの低廉
化にも寄与しうるのである。また、この光ファイバ増幅
器では、分散補償ファイバ６２の損失分によって、エル
ビウムドープファイバ６１の不安定動作を抑制すること
も同時に行なわれており、これにより、波長多重（ＷＤ
Ｍ）用に調整された希土類ドープファイバ光増幅器にお
ける不要な発振動作を防ぎ、安定した光増幅を行なうこ
とができる。

【０１７２】なお、励起光源６３が０．９８μｍの励起
光を生じる場合は、分散補償ファイバ６２はラマン増幅
を行なわず、従って、分散補償ファイバ６２の損失補償
は行なわれない。また、分散補償ファイバ等の光ファイ
バには、レイリー後方散乱に起因する反射が存在する。
この反射の反射率は光ファイバの長さに依存し、光ファ
イバの長さが長くなるとこの反射の反射率も大きくな
る。

【０１７３】従って、上述したような分散補償ファイバ
の損失による反射率の低減効果よりも、分散補償ファイ
バ自身のレイリー後方散乱による反射率の影響が大きい
場合には、分散補償ファイバに光アイソレータを付加す
ることが考えられる。例えば図３５においては、この光
アイソレータをエルビウムドープファイバ６１と分散補
償ファイバ６２との間に設けることができ、このように
すれば、レイリー後方散乱による反射率の影響が現れる
場合に、常に反射率を低減させることができる。

【０１７４】さらに、この場合も、入力部あるいは入出
力部に、アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４
０に示すように、入力信号光が光サーキュレータを通じ
て入力されるとともに、出力信号光がこの光サーキュレ
ータを通じて出力されるように構成することもできる。
また、励起光源６３は、２つの励起光源と、これらの励
起光源からの励起光について直交偏波合成する偏波合成
器とで構成されてもよく、励起光源とデポラライザとを
組み合わせて、励起光の無偏光化を行なうように構成さ
れてもよく、変調を施された励起光を発生するように構
成されてもよい。

【０１７５】（１２−１）第１２実施形態の第１変形例
の説明 図３６は本発明の第１２実施形態の第１変形例を示すブ
ロック図で、この図３６に示す光ファイバ増幅器は、入
力側から順に、アイソレータ１１５−１，光分波合波器
１１４−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープ
ファイバ増幅部）１１１，シリカ系光ファイバ１１２
（光ファイバ減衰部），アイソレータ１１５−３が配設
されている。そして、光分波合波器１１４−１に、励起
光源１１３−１が接続されている。

【０１７６】また、励起光源１１３−１は、例えば１．
４７μｍ帯域（１．４５〜１．４９μｍ）の励起光を出
力するものであり、光分波合波器１１４−１としては、
例えば融着型のものが使用されている。前述の第１２実
施形態において説明したように、利得が高い希土類ドー
プファイバ光増幅器では、光増幅を行なう際に不要な発
振が生じることがあり、このように不要な発振が生じた
場合には、希土類ドープファイバ光増幅器は不安定に動
作する。

【０１７７】そこで、図３６に示す光ファイバ増幅器に
おいても、図３５に示す光ファイバ増幅器における場合
と同様に、この希土類ドープファイバ光増幅器としての
エルビウムドープファイバ１１１の後段に、損失媒体と
してのシリカ系光ファイバ１１２を設けることにより、
エルビウムドープファイバ１１１の不安定動作を抑制す
るようになっている。なお、図３６においても、Ｒ１，
Ｒ２，ＲＡは反射率，Ａは境界を示す。

【０１７８】前述した第１１実施形態と同様に、図３６
に示す光ファイバ増幅器でも、シリカ系光ファイバ１１
２をエルビウムドープファイバ１１１の後段に設けて、
このシリカ系光ファイバ１１２を、エルビウムドープフ
ァイバ１１１からの残留励起光で励起することにより、
このシリカ系光ファイバ１１２の損失補償（エルビウム
ドープファイバ１１１の利得のくぼみの平坦化やエルビ
ウムドープファイバ１１１の利得の減少の補填補償を含
む）を行なうと同時に、残った損失分によって、エルビ
ウムドープファイバ１１１の不安定動作を抑制するよう
になっている。

【０１７９】このような構成により、この図３６に示す
光ファイバ増幅器では、励起光源１１３−１からの励起
光は、光分波合波器１１４−１からエルビウムドープフ
ァイバ１１１の一端へ信号光とともに入射される。これ
により、エルビウムドープファイ１１１で信号光の増幅
が行なわれる。また、このとき生じる残留励起光を用い
て、シリカ系光ファイバ１１２を励起させることによ
り、分散補償ファイバと同様にラマン増幅を行ない、こ
のラマン増幅により、シリカ系光ファイバ１１２の損失
補償を行なう。

【０１８０】このように、図３６に示す光ファイバ増幅
器において、１．４７μｍ帯域の励起光源１１３−１を
用いることにより、エルビウムドープファイバ１１１及
びシリカ系光ファイバ１１２のいずれをも励起すること
ができ、これにより、光ファイバ増幅器の簡素化及び励
起光パワーの効率化を図ることができる。また、この光
ファイバ増幅器では、シリカ系光ファイバ１１２の損失
分によって、エルビウムドープファイバ１１１により生
じた不要な発振を除去することも同時に行なわれてお
り、これにより、波長多重（ＷＤＭ）用に調整された希
土類ドープファイバ光増幅器における不要な発振動作を
防ぎ、安定した光増幅を行なうことができる。

【０１８１】なお、励起光源１１３−１が０．９８μｍ
の励起光を生じる場合は、シリカ系光ファイバ１１２は
ラマン増幅を行なわず、従って、シリカ系光ファイバ１
１２の損失補償は行なわれない。また、シリカ系光ファ
イバ等の光ファイバには、レイリー後方散乱に起因する
反射が存在する。この反射の反射率は光ファイバの長さ
に依存し、光ファイバの長さが長くなるとこの反射の反
射率も大きくなる。

【０１８２】従って、上述したようなシリカ系光ファイ
バの損失による反射率の低減効果よりも、シリカ系光フ
ァイバ自身のレイリー後方散乱による反射率の影響が大
きい場合には、シリカ系光ファイバに光アイソレータを
付加することが考えられる。例えば図３６においては、
この光アイソレータをエルビウムドープファイバ１１１
とシリカ系光ファイバ１１２との間に設けることがで
き、このようにすれば、レイリー後方散乱による反射率
の影響が現れる場合に、常に反射率を低減させることが
できる。

【０１８３】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。（１２−
２）第１２実施形態の第２変形例の説明 図３７は本発明の第１２実施形態の第２変形例を示すブ
ロック図で、この図３７に示す光ファイバ増幅器は、入
力側から順に、アイソレータ６５−１，光分波合波器６
４−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープファ
イバ増幅部として構成された前段光増幅部）６１−１，
分散補償ファイバ６２（光ファイバ減衰部），エルビウ
ムドープファイバ（希土類ドープファイバ増幅部として
構成された後段光増幅部）６１−２，光分波合波器６４
−２，アイソレータ６５−３が配設されている。そし
て、光分波合波器６４−１に、励起光源６３−１が接続
されるとともに、光分波合波器６４−２に、励起光源６
３−２が接続されている。

【０１８４】ここで、励起光源６３−１，６３−２は、
共に例えば１．４７μｍ帯域（１．４５〜１．４９μ
ｍ）の励起光を生じるものである。前述の第１２実施形
態において説明したように、利得が高い希土類ドープフ
ァイバ光増幅器では、光増幅を行なう際に不要な発振が
生じることがあり、このように不要な発振が生じた場合
には、希土類ドープファイバ光増幅器が不安定に動作す
る。

【０１８５】図３５に示す第１２実施形態にかかる光フ
ァイバ増幅器においては、この希土類ドープファイバ光
増幅器としてのエルビウムドープファイバ６１の後段
に、損失媒体としての分散補償ファイバ６２を設けるこ
とにより、エルビウムドープファイバ６１の不安定動作
を抑制するようになっている。ところが、エルビウムド
ープファイバ６１の利得Ｇが非常に大きい場合は、反射
率Ｒ１，利得Ｇおよび反射率ＲＡで構成されるＧＲパラ
メータが大きくなるため（エルビウムドープファイバ６
１の利得Ｇが非常に大きいため、ＲＡ≪Ｒ１，Ｒ２であ
るにもかかわらずこの反射率ＲＡの影響が無視できなく
なる）、その後段に分散補償ファイバ６２を設けても、
その損失ηの効果が現れず、エルビウムドープファイバ
６１の不安定動作を抑制することができないことがあ
る。

【０１８６】そこで、このような場合でもエルビウムド
ープファイバ６１の不安定動作を抑制するために、この
エルビウムドープファイバ６１を分割して前後段のエル
ビウムドープファイバとして、これらの間に分散補償フ
ァイバ６２を配設したものが、図３７に示す光ファイバ
増幅器である。このときの不安定動作の抑制の原理を図
３７を参照しながら説明する。

【０１８７】図３７に示すように、エルビウムドープフ
ァイバ６１−１，６１−２（エルビウムドープファイバ
６１−１，６１−２の利得をそれぞれＧ／２とする）の
間に、分散補償ファイバ６２〔この分散補償ファイバ６
２の損失をη（０≦η≦１）とする〕を、例えば融着接
続することにより配設すると、エルビウムドープファイ
バ６１−１と分散補償ファイバ６２との間に境界Ａ′が
生じ、分散補償ファイバ６２とエルビウムドープファイ
バ６１−２との間に境界Ｂ′が生じる。

【０１８８】また、エルビウムドープファイバ６１−１
の前端での反射率をＲ１′，エルビウムドープファイバ
６１−２の後端での反射率をＲ２′，境界Ａ′での反射
率をＲＡ′（ＲＡ′≪Ｒ１′，Ｒ２′），境界Ｂ′での
反射率をＲＢ′（ＲＢ′≪Ｒ１′，Ｒ２′）とする。こ
こで、反射率Ｒ１′はエルビウムドープファイバ６１−
１の前端より前段にある全ての部品からの反射の反射率
であり、反射率Ｒ２′はエルビウムドープファイバ６１
−２の後端より後段にある全ての部品からの反射の反射
率である。また、反射率ＲＡ′は境界Ａ′での屈折率差
によって生じる反射の反射率であり、反射率ＲＢ′は境
界Ｂ′での屈折率差によって生じる反射の反射率であ
る。

【０１８９】このとき考えられるＧＲパラメータとして
は、（１）反射率Ｒ１′，エルビウムドープファイバ６
１−１の利得Ｇ／２および反射率ＲＡ′で構成されるＧ
Ｒパラメータ，（２）反射率Ｒ１′，エルビウムドープ
ファイバ６１−１の利得Ｇ／２，損失ηおよび反射率Ｒ
Ｂ′で構成されるＧＲパラメータ，（３）反射率Ｒ
１′，エルビウムドープファイバ６１−１の利得Ｇ／
２，損失η，エルビウムドープファイバ６１−２の利得
Ｇ／２および反射率Ｒ２′で構成されるＧＲパラメー
タ，（４）反射率ＲＡ′，損失η，エルビウムドープフ
ァイバ６１−２の利得Ｇ／２および反射率Ｒ２′で構成
されるＧＲパラメータ，（５）反射率ＲＢ′，エルビウ
ムドープファイバ６１−２の利得Ｇ／２および反射率Ｒ
２′で構成されるＧＲパラメータがある。

【０１９０】ここで、（１）についてみると、図３５に
示すエルビウムドープファイバ６１ではその利得がＧで
あるためＧＲ＝Ｇ（Ｒ１ＲＡ）^1/2であるのに対して、
図３７に示すエルビウムドープファイバ６１−１ではそ
の利得はＧ／２と図３５に示すエルビウムドープファイ
バ６１の利得Ｇの半分になっているため、ＧＲ＝（Ｇ／
２）（Ｒ１ＲＡ）^1/2となり（ＲＡ′＝ＲＡ）、図３５
に示すエルビウムドープファイバ６１のＧＲの半分とな
る。

【０１９１】（２）についてみてみると、エルビウムド
ープファイバ６１−１では、その後段に損失η（０≦η
≦１）があるため、第１２実施形態の場合と同様に、光
が一巡するときの正味の利得は、〔Ｒ１′×（Ｇ／２）
×η〕×〔ＲＢ′×η×（Ｇ／２）〕＝〔（Ｇ／２）
η〕²Ｒ１′ＲＢ′となるため、片道での正味の利得
は、（Ｇ／２）η（Ｒ１′ＲＢ′）²となる。ここで、
０≦η≦１であり、ＲＢ′＝ＲＢであるため、等価的に
ＧＲが小さくなる。また、ＲＡ′≒ＲＢ′であるため、
（１）の場合よりも更にＧＲパラメータが小さくなり、
このときのＧＲは無視することができる。

【０１９２】（３）についてみてみると、エルビウムド
ープファイバ６１−１，６１−２の間に損失η（０≦η
≦１）があるため、第１２実施形態の場合と同様に、光
が一巡するときの正味の利得は、〔Ｒ１′×（Ｇ／２）
×η〕×〔Ｒ２′×η×（Ｇ／２）〕＝〔（Ｇ／２）
η〕²Ｒ１′Ｒ２′となるため、片道での正味の利得
は、（Ｇ／２）η（Ｒ１′Ｒ２′）^1/2＝〔（Ｇ／２）
η〕Ｒとなり、エルビウムドープファイバ６１−１，６
１−２の動作の安定度を示すパラメータは、（Ｇ／２）
Ｒから〔（Ｇ／２）η〕Ｒとなる。なお、ＲＡ′≪Ｒ
１′，Ｒ２′且つ、ＲＢ′≪Ｒ１′，Ｒ２′であるた
め、反射率ＲＡ′および反射率ＲＢ′の影響は無視する
ことができるものとする。ここで、０≦η≦１であるた
め、等価的にＧＲが小さくなる。

【０１９３】なお、（４），（５）については、それぞ
れ（２），（１）についての場合と同様である。従っ
て、図３５に示すエルビウムドープファイバ６１の利得
Ｇが非常に大きい場合においては、Ｒ１，Ｇ，ＲＡのＧ
Ｒパラメータが大きいため、エルビウムドープファイバ
６１が不安定に動作するのであるが、エルビウムドープ
ファイバ６１を分割して、図３７に示すような前後段の
エルビウムドープファイバ６１−１，６１−２として、
これらの間に損失媒体としての分散補償ファイバ６２を
配設することにより、（１）および（５）についてＧＲ
パラメータを小さくすることができ、これによりエルビ
ウムドープファイバ６１−１，６１−２の不安定動作を
抑制することができる。

【０１９４】このため、図３７に示す光ファイバ増幅器
では、エルビウムドープファイバ６１−１，６１−２の
間に分散補償ファイバ６２を配設して、この分散補償フ
ァイバ６２を、エルビウムドープファイバ６１−１，６
１−２からの残留励起光で励起することにより、この分
散補償ファイバ６２の損失補償（エルビウムドープファ
イバ６１−１，６１−２の利得のくぼみの平坦化やエル
ビウムドープファイバ６１−１，６１−２の利得の減少
の補填補償を含む）を行なうと同時に、残った損失分に
よって、エルビウムドープファイバ６１−１，６１−２
の不安定動作を抑制するようになっている。

【０１９５】このような構成により、この図３７に示す
光ファイバ増幅器では、励起光および信号光を光分波合
波器６４−１によりエルビウムドープファイバ６１−１
の入力端から入射して、エルビウムドープファイバ６１
−１を励起させ、信号光を増幅させるが、このとき、エ
ルビウムドープファイバ６１−１の他端へは残留励起光
が到達する。この残留励起光を分散補償ファイバ６２へ
供給して、ラマン増幅を生じさせる。

【０１９６】また、励起光を光分波合波器６４−２によ
りエルビウムドープファイバ６１−２の出力端から入射
して、エルビウムドープファイバ６１−２を励起させ、
エルビウムドープファイバ６１−２の入力端から入力さ
れた信号光を増幅させることも行なわれるが、このと
き、エルビウムドープファイバ６１−２の入力端へはや
はり残留励起光が到達する。この残留励起光も分散補償
ファイバ６２へ供給して、ラマン増幅を生じさせる。

【０１９７】この場合は、分散補償ファイバ６２は前後
のエルビウムドープファイバ６１−１，６１−２からの
残留励起光を用いてラマン増幅させているので、分散補
償ファイバ６２による補償効果を大きくすることがで
き、構造の簡素化及びコストの低廉化をはかりながら、
広帯域光増幅器を実現することができる。また、この光
ファイバ増幅器では、分散補償ファイバ６２の損失分に
よって、エルビウムドープファイバ６１−１，６１−２
により生じた不要な発振を除去することも同時に行なわ
れており、これにより、波長多重（ＷＤＭ）用に調整さ
れた希土類ドープファイバ光増幅器における不要な発振
動作を防ぎ、ノイズの少ない状態で安定した光増幅を行
なうことができる。

【０１９８】なお、励起光源６３−１，６３−２が０．
９８μｍの励起光を生じる場合は、分散補償ファイバ６
２はラマン増幅を行なわず、従って、分散補償ファイバ
６２の損失補償は行なわれない。また、分散補償ファイ
バ等の光ファイバには、レイリー後方散乱に起因する反
射が存在する。この反射の反射率は光ファイバの長さに
依存し、光ファイバの長さが長くなるとこの反射の反射
率も大きくなる。

【０１９９】従って、上述したような分散補償ファイバ
の損失による反射率の低減効果よりも、分散補償ファイ
バ自身のレイリー後方散乱による反射率の影響が大きい
場合には、分散補償ファイバに光アイソレータを付加す
ることが考えられる。例えば図３７においては、この光
アイソレータをエルビウムドープファイバ６１−１と分
散補償ファイバ６２との間に設けることができ、このよ
うにすれば、レイリー後方散乱による反射率の影響が現
れる場合に、常に反射率を低減させることができる。

【０２００】さらに、この場合も、入力部あるいは入出
力部に、アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４
０に示すように、入力信号光が光サーキュレータを通じ
て入力されるとともに、出力信号光がこの光サーキュレ
ータを通じて出力されるように構成することもできる。
また、分散補償ファイバ６２用の励起光源及び光分波合
波器を設けることもできる。即ち、図８と同様の要領
で、励起光源１３３−１〜１３３−３及び光分波合波器
１３４−１〜１３４−３を用いて光ファイバ増幅器を構
成するようにしてもよい。

【０２０１】さらに、分散補償ファイバ６２のかわり
に、シリカ系光ファイバを用いてもよい。 （１２−３）第１２実施形態の第３変形例の説明 図３８は本発明の第１２実施形態の第３変形例を示すブ
ロック図で、この図３８に示す光ファイバ増幅器は、入
力側から順に、アイソレータ１２５−１，光分波合波器
１２４−１，エルビウムドープファイバ（希土類ドープ
ファイバ増幅部として構成された前段光増幅部）１２１
−１，シリカ系光ファイバ１２２（光ファイバ減衰
部），エルビウムドープファイバ（希土類ドープファイ
バ増幅部として構成された後段光増部）１２１−２，光
分波合波器１２４−３，アイソレータ１２５−３が配設
されている。そして、光分波合波器１２４−１，１２４
−３に、例えば１．４７μ帯域（１．４５〜１．４９μ
ｍ）の励起光を生じる励起光源１２３−１，１２３−３
が接続されている。

【０２０２】前述の第１２実施形態において説明したよ
うに、利得が高い希土類ドープファイバ光増幅器では、
光増幅を行なう際に不要な発振が生じることがあり、こ
のように不要な発振が生じた場合には、希土類ドープフ
ァイバ光増幅器が不安定に動作する。図３６に示す光フ
ァイバ増幅器においては、この希土類ドープファイバ光
増幅器としてのエルビウムドープファイバ１１１の後段
に、損失媒体としてのシリカ系光ファイバ１２２を設け
ることにより、エルビウムドープファイバ１１１の不安
定動作を抑制するようになっている。

【０２０３】ところが、エルビウムドープファイバ１１
１の利得Ｇが非常に大きい場合は、図３５に示す光ファ
イバ増幅器の場合と同様にＧＲパラメータが大きくなる
ため、その後段にシリカ系光ファイバ１２２を設けて
も、その損失ηの効果が現れず、エルビウムドープファ
イバ１１１の不安定動作を抑制することができない。そ
こで、このような場合でもエルビウムドープファイバ１
１１の不安定動作を抑制するために、このエルビウムド
ープファイバ１１１を分割して前後段のエルビウムドー
プファイバとして、これらの間にシリカ系光ファイバ１
２２を配設したものが、図３８に示す光ファイバ増幅器
である。なお、このときの不安定動作の抑制の原理は、
第１２実施形態の第２変形例で説明したものと同様であ
り、図３８においても、Ｒ１′，Ｒ２′，ＲＡ′，Ｒ
Ｂ′は反射率，Ａ′，Ｂ′は境界を示す。

【０２０４】このため、図３８に示す光ファイバ増幅器
では、シリカ系光ファイバ１２２を中段に設けて、この
シリカ系光ファイバ１２２を、エルビウムドープファイ
バ１２１−１，１２１−２からの残留励起光で励起する
ことにより、このシリカ系光ファイバ１２２の損失補償
（エルビウムドープファイバ１２１−１，１２１−２の
利得のくぼみの平坦化やエルビウムドープファイバ１２
１−１，１２１−２の利得の減少の補填補償を含む）を
行なうと同時に、残った損失分によって、エルビウムド
ープファイバ１２１−１，１２１−２の不安定動作を抑
制するようになっている。

【０２０５】このような構成により、この図３８に示す
光ファイバ増幅器では、励起光および信号光を光分波合
波器１２４−１によりエルビウムドープファイバ１２１
−１の一端から入射して、エルビウムドープファイバ１
２１−１を励起させ、信号光を増幅させるとともに、こ
のとき生じる残留励起光により、シリカ系光ファイバ１
２２を励起させ、分散補償ファイバと同様に、ラマン増
幅させる。

【０２０６】さらに、励起光を光分波合波器１２４−３
によりエルビウムドープファイバ１２１−２の出力端か
ら入射して、エルビウムドープファイバ１２１−２を励
起させ、エルビウムドープファイバ１２１−２の入力端
から入力された信号光を増幅させるとともに、このとき
生じる残留励起光により、シリカ系光ファイバ１２２を
励起させ、ラマン増幅させる。

【０２０７】このように、図３８に示す光ファイバ増幅
器において、１．４７μｍ帯の励起光源１２３−１，１
２３−３を用いることにより、エルビウムドープファイ
バ１２１−１，１２１−２及びシリカ系光ファイバ１２
２のいずれをも励起することができ、これにより、図８
に示す光ファイバ増幅器における励起光源１２３−２を
削減することができ、光ファイバ増幅器の簡素化及び励
起光パワーの効率化を図ることができる。

【０２０８】また、この光ファイバ増幅器では、シリカ
系光ファイバ１２２の損失分によって、エルビウムドー
プファイバ１２１−１，１２１−２により生じた不要な
発振を除去することも同時に行なわれており、これによ
り、波長多重（ＷＤＭ）用に調整された希土類ドープフ
ァイバ光増幅器における不要な発振動作を防ぎ、ノイズ
の少ない状態で安定した光増幅を行なうことができる。

【０２０９】なお、励起光源１２３−１，１２３−３が
０．９８μｍの励起光を生じる場合は、シリカ系光ファ
イバ１２２はラマン増幅を行なわず、従って、シリカ系
光ファイバ１２２の損失補償は行なわれない。また、シ
リカ系光ファイバ等の光ファイバには、レイリー後方散
乱に起因する反射が存在する。この反射の反射率は光フ
ァイバの長さに依存し、光ファイバの長さが長くなると
この反射の反射率も大きくなる。

【０２１０】従って、上述したようなシリカ系光ファイ
バの損失による反射率の低減効果よりも、シリカ系光フ
ァイバ自身のレイリー後方散乱による反射率の影響が大
きい場合には、シリカ系光ファイバに光アイソレータを
付加することが考えられる。例えば図３８においては、
この光アイソレータをエルビウムドープファイバ１２１
−１とシリカ系光ファイバ１２２との間に設けることが
でき、このようにすれば、レイリー後方散乱による反射
率の影響が現れる場合に、常に反射率を低減させること
ができる。

【０２１１】この場合も、入力部あるいは入出力部に、
アイソレータを設ける代わりに、図３９や図４０に示す
ように、入力信号光が光サーキュレータを通じて入力さ
れるとともに、出力信号光がこの光サーキュレータを通
じて出力されるように構成することができる。さらに、
シリカ系光ファイバ１２２とエルビウムドープファイバ
１２１−２との間にアイソレータを設けるようにしても
よい。

【０２１２】また、シリカ系光ファイバ１２２用の励起
光源及び光分波合波器を設けることもできる。即ち、図
８と同様の要領で、励起光源１２３−１〜１２３−３及
び光分波合波器１２４−１〜１２４−３を用いて光ファ
イバ増幅器を構成するようにしてもよい。さらに、シリ
カ系光ファイバ１２２のかわりに、分散補償ファイバを
用いてもよい。

【０２１３】また、光ファイバ増幅器が、希土類ドープ
ファイバからなる希土類ドープファイバ光増幅部と、所
望の励起光で励起されることによりラマン増幅を生じさ
せるラマン光増幅部（ラマン光増幅部は、分散補償ファ
イバ又はシリカ系光ファイバで構成される。以下同じ）
とが、縦列的に配設されて構成されることにより、励起
光パワーを高効率に利用した２段構成の光ファイバ増幅
器を提供しうる利点がある。

【０２１４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の分散補償
ファイバモジュールによれば、分散補償ファイバと、分
散補償ファイバを励起してラマン増幅を生じさせる励起
光源とを有するので、これらの希土類ドープファイバ光
増幅部及びラマン光増幅部を励起するための励起光を供
給する共通の励起光源が設けられることにより、励起光
パワーを高効率に利用することができるとともに、使用
する励起光源の数を減らして構成の簡素化およびコスト
の低廉化に寄与しうる（請求項１〜７）。

【０２１５】また、本発明の光ファイバ増幅器によれ
ば、前後２段にわたり配設されたエルビウムドープファ
イバ（エルビウムドープファイバは、低雑音指数を有し
てもよい。以下同じ）及び分散補償ファイバ又はシリカ
系光ファイバをそなえ、エルビウムドープファイバのた
めの第１の波長帯域の励起光を生じる第１励起光源と、
分散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバのための第２
の波長帯域の励起光を生じる第２励起光源とをそなえ、
分散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバを第２励起光
源からの第２の波長帯域の励起光で励起してラマン増幅
を生じさせるように構成しているので、エルビウムドー
プファイバによる光増幅を行ないながら、ラマン増幅に
よる分散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバの損失補
償を行なうことができる。

【０２１６】さらに、希土類ドープファイバがエルビウ
ムドープファイバで構成されるとともに、第１励起光源
で生じる励起光の波長帯域が０．９８μｍ帯域であり、
第２励起光源で生じる励起光の波長帯域が１．４７μｍ
帯域であることにより、より効果的にエルビウムドープ
ファイバによる光増幅を行ないながら、ラマン増幅によ
る分散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバの損失補償
を行なうことができる。

【０２１７】また、希土類ドープファイバ及び分散補償
ファイバ又はシリカ系光ファイバに共通の励起光源を設
けることもでき、このようにすれば、使用する励起光源
の数を減らして構成の簡素化およびコストの低廉化に寄
与しうる。さらに、本発明の光ファイバ増幅器では、エ
ルビウムドープファイバを１．４７μｍ帯域で励起する
際に生じる残留励起パワーを利用して、分散補償ファイ
バをラマン増幅したり、分散補償ファイバを１．４７μ
ｍ帯で励起する際に生じる残留励起パワーを利用して、
エルビウムドープファイバを励起したするように構成し
ているので、分散補償ファイバの損失を低減することが
できる。更には、分散補償ファイバを〜１．４４μｍあ
るいは１．４７μｍ帯でラマン増幅させることにより、
エルビウムドープファイバの増幅帯域を補い、更により
広帯域化もしくは平坦化を推進できる利点がある。

【０２１８】また、本発明の光ファイバ増幅器では、分
散補償ファイバに希土類元素をドープしたものを使用す
ることにより、分散補償を行なうと同時に、分散補償フ
ァイバの損失を低減するほか、信号光を十分に光増幅し
うる分散補償機能付き光ファイバ増幅器を提供しうる利
点がある。さらに、本発明の光ファイバ増幅器では、
１．４７μｍ帯の励起光が分散補償ファイバに入力され
るのを阻止する光フィルタを設けているので、１．４７
μｍ帯の漏れ励起光パワーが分散補償ファイバをラマン
増幅することにより、光ファイバ増幅器に不安定動作も
しくは増幅帯域の波長依存性を変化させないようにする
ことができる。

【０２１９】また、本発明の光ファイバ増幅器では、低
雑音指数を有する第１エルビウムドープファイバを前段
に、分散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバを中段
に、第２エルビウムドープファイバを後段にそれぞれそ
なえているので、分散補償ファイバ又はシリカ系光ファ
イバは、分散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバの前
後に位置する第１及び第２エルビウムドープファイバか
らの残留励起光を用いてラマン増幅させているので、分
散補償ファイバ又はシリカ系光ファイバによる補償効果
を大きくすることができ、構造の簡素化及びコストの低
廉化をはかりながら、広帯域光増幅器を実現することが
できる。

【０２２０】さらに、ラマン増幅部を励起するための励
起光源を、２つの励起光源と、これらの励起光源からの
励起光について直交偏波合成する偏波合成器とで構成す
ることもでき、このようにすれば、分散補償ファイバで
効果的にラマン増幅を生じさせて、このラマン増幅によ
り、分散補償ファイバの損失補償を行なうことができ
る。

【０２２１】また、ラマン増幅部を励起するための励起
光源を、励起光源とデポラライザとを組み合わせて、励
起光の無偏光化を行なうように構成してもよく、このよ
うにすれば、分散補償ファイバからなるラマン光増幅器
における偏光依存性を低減することができる。さらに、
ラマン増幅部を励起するための励起光源からの光に変調
を施してスペクトルを数百ｋＨｚ以上に広げた励起光を
発生するように構成してもよく、このようにすれば、誘
導ブリルアン散乱のしきい値を高め、有害な非線型効果
を抑制しながら、分散補償ファイバで効果的にラマン増
幅を生じさせて、このラマン増幅により、分散補償ファ
イバの損失補償を行なうことができる。

【０２２２】また、本発明では、分散補償ファイバを励
起してラマン増幅を生じさせるようにしたモジュールを
使用して光ファイバ増幅器を構成しているので、分散補
償ファイバの損失を低減できる利点がある。そして、こ
の場合においても、入出力部に光サーキュレータを設け
れば、使用するアイソレータの数を減らして、コストの
低減に寄与することができる。

【０２２３】また、本発明の光ファイバ増幅器では、希
土類ドープファイバからなる希土類ドープファイバ光増
幅部と、希土類ドープファイバ光増幅部の不安定動作を
抑制すべく光ファイバ又は光アイソレータが付加された
光ファイバからなる光ファイバ減衰部とをそなえている
ので、希土類ドープファイバ光増幅部の不安定動作を抑
制して、精度の高い光増幅を行なうことができる。

【０２２４】さらに、本発明の光ファイバ増幅器では、
希土類ドープファイバからなる希土類ドープファイバ光
増幅部としてそれぞれ構成された前段光増幅部及び後段
光増幅部を有する光増幅ユニットと、光増幅ユニットに
おける前段光増幅部と後段光増幅部との間に配設され、
光増幅ユニットの不安定動作を抑制すべく光ファイバ又
は光アイソレータが付加された光ファイバからなる光フ
ァイバ減衰部とをそなえているので、光増幅ユニットの
不安定動作を抑制して、精度の高い光増幅を行なうこと
ができる。

【０２２５】また、光ファイバ減衰部が、所望の励起光
で励起されることによりラマン増幅を生じさせるラマン
光増幅部を兼用するようにすれば、光ファイバ減衰部の
損失補償を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図２】本発明の第２の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図３】本発明の第３の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図４】本発明の第４の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図５】本発明の第５の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図６】（ａ）は本発明の第６の態様を示す原理ブロッ
ク図であり、（ｂ）は本発明の第７の態様を示す原理ブ
ロック図である。

【図７】本発明の第８の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図８】本発明の第８の態様を示す原理ブロック図であ
る。

【図９】（ａ）は本発明の第９の態様を示す原理ブロッ
ク図であり、（ｂ）は本発明の第１０の態様を示す原理
ブロック図である。

【図１０】本発明の第１１の態様を示す原理ブロック図
である。

【図１１】本発明の第１２の態様を示す原理ブロック図
である。

【図１２】本発明の第１実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１３】本発明の第１実施形態の変形例を示すブロッ
ク図である。

【図１４】本発明の第２実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１５】本発明の第３実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１６】本発明の第３実施形態の第１変形例を示すブ
ロック図である。

【図１７】本発明の第３実施形態の第２変形例を示すブ
ロック図である。

【図１８】本発明の第４実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１９】本発明の第５実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２０】本発明の第６実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２１】本発明の第７実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２２】本発明の第８実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２３】本発明の第９実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２４】本発明の第９実施形態の第１変形例を示すブ
ロック図である。

【図２５】本発明の第９実施形態の第２変形例を示すブ
ロック図である。

【図２６】光ファイバ増幅器の波長特性を説明する図で
ある。

【図２７】光ファイバ増幅器の波長特性を説明する図で
ある。

【図２８】本発明の第１０実施形態を示すブロック図で
ある。

【図２９】本発明の第１０実施形態の変形例を示すブロ
ック図である。

【図３０】本発明の第１１実施形態を示すブロック図で
ある。

【図３１】本発明の第１１実施形態の第１変形例を示す
ブロック図である。

【図３２】本発明の第１１実施形態の第２変形例を示す
ブロック図である。

【図３３】光サーキュレータの構成を示す図である。

【図３４】アイソレータの構成を示す図である。

【図３５】本発明の第１２実施形態を示すブロック図で
ある。

【図３６】本発明の第１２実施形態の第１変形例を示す
ブロック図である。

【図３７】本発明の第１２実施形態の第２変形例を示す
ブロック図である。

【図３８】本発明の第１２実施形態の第３変形例を示す
ブロック図である。

【図３９】本発明の光サーキュレータを用いた実施形態
の第１例を示すブロック図である。

【図４０】本発明の光サーキュレータを用いた実施形態
の第２例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１−１，１−２ エルビウムドープファイバ（希土
類ドープファイバ） ２，２−１，２−２ 励起光源 ３−１〜３−５ 光分波合波器（光カプラ） ４ 反射鏡（反射手段） ５，５−１〜５−４ アイソレータ（光アイソレータ） １１−１，１１−２ エルビウムドープファイバ（希土
類ドープファイバ） １２，１２−１，１２−２ 励起光源 １３−１〜１３−４，１３−１′，１３−２′ 光分波
合波器（光カプラ） １３−５ カプラ １４ 反射鏡 １５，１５−２ 光サーキュレータ １６−１〜１６−３ アイソレータ １７，１７−２ フィルタ １８ 出力光検出器 １８Ａ フォトダイオード １９ 光出力一定制御器 １９Ａ 差動増幅器 ２１−１，２１−２ エルビウムドープファイバ（希土
類ドープファイバ） ２２ 励起光源 ２３ 光分岐部 ２４−１〜２４−４，２４−１′〜２４−４′ 光分波
合波器（光カプラ） ２５−１〜２５−４ アイソレータ ２６ 光フィルタ ３１，３１−１，３１−２ エルビウムドープファイバ
（希土類ドープファイバ） ３２ 励起光源 ３３，３３′ 光サーキュレータ ３４−１，３４−２，３４−１′，３４−２′，３４−
１′′，３４−２′′ 光分波合波器（光カプラ） ３５，３５′，３５′′ 反射鏡 ３６ 残留励起光検出器 ３６Ａ フォトダイオード ３７ 制御器 ３７Ａ 差動増幅器 ３８ 光サーキュレータ ３９−１〜３９−３ アイソレータ ４０ 光フィルタ ５１ エルビウムドープファイバ ５２ 分散補償ファイバ ５３−１，５３−２，５３−２Ａ，５３−２Ｂ，５３−
２′，５３−２Ａ′，５３−２′′，５３−２Ａ′′，
５３−２Ｂ′′ 励起光源 ５３−２Ｂ′ デポラライザ ５３−２Ｃ，５３−２Ｃ′，５３−２Ｃ′′ 偏波合成
器 ５３−２Ｄ′′ 変調器 ５３−２Ｅ′偏波保持カプラ ５４−１，５４−２ 光分波合波器（光カプラ） ５５−１〜５５−３ アイソレータ ６１，６１−１，６１−２ エルビウムドープファイバ ６２ 分散補償ファイバ ６３，６３−１，６３−２ 励起光源 ６４，６４−１〜６４−５ 光分波合波器（光カプラ） ６５−１〜６５−４ アイソレータ ６６ 光フィルタ ７１ エルビウムドープファイバ ７２ 分散補償ファイバ ７３ 励起光源 ７４ 光分波合波器（光カプラ） ７５−１，７５−２ アイソレータ ８１ 希土類ドープ分散補償ファイバ ８２ 励起光源 ８３ 光分波合波器（光カプラ） ８４−１，８４−２ アイソレータ ９１ エルビウムドープファイバ ９２ 分散補償ファイバ ９３ 励起光源 ９４ 光分波合波器（光カプラ） ９５ 光フィルタ ９６−１，９６−２ アイソレータ １０１ シリカ系光ファイバ １０２ エルビウムドープファイバ １０３−１，１０３−２ 励起光源 １０４−１，１０４−２ 光分波合波器（光カプラ） １１１ エルビウムドープファイバ １１２ シリカ系光ファイバ １１３−１，１１３−２，１１３−２Ａ，１１３−２
Ｂ，１１３−２′，１１３−２Ａ′，１１３−２′′，
１１３−２Ａ′′，１１３−２Ｂ′′ 励起光源 １１３−２Ｂ′ デポラライザ １１３−２Ｃ，１１３−２Ｃ′，１１３−２Ｃ′′
偏波合成器 １１３−２Ｄ′′ 変調器 １１３−２Ｅ′偏波保持カプラ １１４−１，１１４−２ 光分波合波器（光カプラ） １１５−１〜１１５−３ アイソレータ １２１−１，１２１−２ エルビウムドープファイバ １２２ シリカ系光ファイバ １２３−１〜１２３−３，１２３−１′，１２３−１
Ａ′，１２３−１Ｂ′，１２３−３′，１２３−３
Ａ′，１２３−３Ｂ′ 励起光源 １２３−１Ｃ′，１２３−３Ｃ′ 偏波合成器 １２４−１〜１２４−３ 光分波合波器（光カプラ） １２５−１〜１２５−３ アイソレータ １２６ 光フィルタ １３１−１，１３１−２ エルビウムドープファイバ １３２ 分散補償ファイバ １３３−１〜１３３−３ 励起光源 １３４−１〜１３４−３ 光分波合波器（光カプラ） １４１ 分散補償ファイバ １４２，１４２Ａ，１４２Ｂ 励起光源 １４２Ｃ 偏波合成器 １４３ 光分波合波器（光カプラ） １４４，１４４−１，１４４−２ アイソレータ １５１ シリカ系光ファイバ １５２ 励起光源 １５３ 光分波合波器（光カプラ） １５４ 希土類ドープファイバ光増幅部 １５５ 光ファイバ減衰部 １５６−１ 前段光増幅部 １５６−２ 後段光増幅部 １５７ 光ファイバ減衰部

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｂ 10/18 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 HA23 5F072 AB07 AB09 AK06 JJ20 QQ07 YY17 5K002 BA02 BA05 BA13 BA21 CA01 CA13 CA14 DA02 FA01 FA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分散補償ファイバと、該分散補償ファイ
   バを励起してラマン増幅を生じさせる励起光源とを有す
   ることを特徴とする、分散補償ファイバモジュール。
2. 【請求項２】 励起光源および分散補償ファイバをそな
   えるとともに、 該励起光源からの励起光を分散補償ファイパヘ入射する
   光カプラとをそなえ、該分散補償ファイバを該励起光源
   からの励起光で励起してラマン増幅を生じさせるように
   構成されたことを特徴とする、分散補償ファイバモジュ
   ール。
3. 【請求項３】 分散補償ファイバと、該分散補償ファイ
   バの損失を補償するように、該分散補償ファイバを励起
   してラマン増幅を生じさせる励起光源とを有することを
   特徴とする、分散補償ファイバモジュール。
4. 【請求項４】 光信号が光ファイバ伝送路を伝播するこ
   とによって受ける分散を補償する分散補償ファイバと、 該光信号が該分散補償ファイバを伝播することによって
   受ける損失を補償するように、該分散補償ファイバを励
   起して該光信号をラマン増幅させる励起光を出力する励
   起光源とを有することを特徴とする、分散補償ファイバ
   モジュール。
5. 【請求項５】 励起光によって分散補償ファイバを励起
   して、光信号を分散補償ファイバ中でラマン増幅させる
   ことを特徴とする、光信号の伝送方法。
6. 【請求項６】 光信号を、分散補償ファイバを伝播させ
   ることによって受ける分散を補償するとともに、 該分散補償ファイバを励起光によって励起して該分散補
   償ファイバ中で該光信号をラマン増幅させることを特徴
   とする、光信号の伝送方法。
7. 【請求項７】 光信号が光ファイバ伝送路を伝播するこ
   とによって受ける分散を補償し、 該分散補償ファイバを励起光によって励起して該光信号
   をラマン増幅させ、該光信号が該分散補償ファイバを伝
   播することによって受ける損失を補償することを特徴と
   する、光信号の伝送方法。