JP2003195373A - ラマン増幅器、ラマン増幅方法及びそれを用いた波長多重光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号光のパワー制御が容易なラマン増幅器、
ラマン増幅方法及びそれを用いた波長多重光通信システ
ムを提供する。 【解決手段】 ラマン増幅器１は、増幅用光ファイバ１
０、励起光供給部１１及び可変損失傾斜補償器１２を有
する。励起光供給部１１は互いに異なる３波長の励起光
を増幅用光ファイバ１０に供給する。入力してきた多波
長信号光は、増幅用光ファイバ１０においてラマン増幅
される。ラマン増幅された多波長信号光は、波長に対す
る損失傾斜が可変に制御可能な可変損失傾斜補償器１２
により波長に応じた損失を与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号光をラマン増
幅するラマン増幅器、ラマン増幅方法及びそれを用いた
波長多重光通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】信号光を用いて通信を行う光通信システ
ムでは、送信器から送出された信号光が光伝送路を伝送
される際に伝送損失を被ることによって、その信号光パ
ワーが低下する。この場合、例えば、受信器に到達した
信号光のパワーが所定値以下であると、受信エラーによ
り正常に光通信を行えない場合が生じ得る。そこで、光
伝送路上に光増幅器を設けて、この光増幅器により信号
光を光増幅することで、信号光が光伝送路を伝送される
際に被る伝送損失を補償することが行われている。

【０００３】このような光増幅器の一つとして、増幅用
光ファイバにおけるラマン増幅現象を利用したラマン増
幅器がある。ラマン増幅器では、ラマン増幅用励起光を
増幅用光ファイバへと供給し、誘導ラマン散乱により信
号光の伝送損失を補償している。また、ラマン増幅器で
は、互いに波長が異なる複数の励起光を用いることによ
り、広帯域の波長範囲を増幅波長帯域として信号光を光
増幅することができる。これは、互いに波長が異なる複
数の信号光からなる多波長信号光を増幅する場合などに
有効である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】多波長信号光を用いて
光通信を行う波長多重（ＷＤＭ: Wavelength DivisionM
ultiplexing）光通信システムでは、所定の波長帯域内
で多波長信号光のパワーを一定にすることが重要であ
る。なぜなら、多波長信号光のパワーが一定でなく多波
長信号光に含まれる或る波長の信号光のパワーが小さい
と、その波長の信号光の受信にエラーを起こす恐れがあ
るからである。そこで、ラマン増幅器を用いて所定の波
長帯域内での利得スペクトルを平坦化し、多波長信号光
のパワーを平坦化する技術について研究がなされてい
る。

【０００５】ラマン増幅器を用いて所定の波長帯域内で
の信号光パワーが平坦になるように多波長信号光を増幅
する技術については、例えば、文献１「Y. Emori, et a
l.,"100nm bandwidth flat gain Raman amplifiers pum
ped and gain-equalized by12-wavelength-channel WDM
high power laser diodes", OFC'99, PD19 (1999)」に
開示されている。上記文献１に記載されたラマン増幅器
では、１２個の励起光源それぞれから出力された光を合
波したものをラマン増幅用励起光としてラマン増幅用光
ファイバに供給している。そして、１２個の励起光源そ
れぞれから出力される励起光の波長及び出力パワーを適
切に調整することで、ラマン増幅器の利得スペクトルを
平坦化し所定の波長帯域内での多波長信号光のパワーが
平坦になるように多波長信号光を増幅している。

【０００６】しかしながら、上記文献１に記載されたよ
うな構成のラマン増幅器では、信号光パワーを平坦化す
るため、励起光源から出力される複数の励起光のうちで
特定波長の励起光の出力パワーを大きくすることが必要
となる場合がある。その場合には、他の励起光の出力パ
ワーが制限を受け、その励起光の出力パワーに余裕があ
るにもかかわらず光増幅利得を大きくできなくなってし
まう。

【０００７】また、複数の励起光の波長帯域が広い場
合、複数の励起光のうち短波長側の励起光が長波長側の
励起光をラマン増幅してしまう励起光間相互作用が発生
する。そのため、信号光パワーを平坦化するための複数
の励起光それぞれのパワーの制御が複雑となってしま
う。

【０００８】このような問題を解決するために、本発明
の目的は、信号光のパワー制御が容易なラマン増幅器、
ラマン増幅方法及びそれを用いた波長多重光通信システ
ムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるラマン増幅器は、互いに波長が異なる
複数の信号光からなる多波長信号光を所定の波長帯域内
でラマン増幅するラマン増幅器であって、多波長信号光
が伝搬されるとともに、励起光によって多波長信号光を
ラマン増幅する増幅用光ファイバと、増幅用光ファイバ
に対して互いに波長が異なる複数の励起光を供給する励
起光供給手段と、多波長信号光に含まれる複数の信号光
のそれぞれに波長に応じた損失を与えるとともに、波長
に対する損失傾斜を可変に制御可能な可変損失傾斜補償
器とを備えることを特徴とする。

【００１０】また、本発明によるラマン増幅方法は、互
いに波長が異なる複数の信号光からなる多波長信号光を
所定の波長帯域内でラマン増幅するラマン増幅方法であ
って、多波長信号光が伝搬される増幅用光ファイバに対
して、互いに波長が異なる複数の励起光を供給すること
によって多波長信号光をラマン増幅し、波長に対する損
失傾斜を可変に制御可能な可変損失傾斜補償器により、
多波長信号光に含まれる複数の信号光のそれぞれに波長
に応じた損失を与えることを特徴とする。

【００１１】これらのラマン増幅器及びラマン増幅方法
によれば、互いに波長が異なる複数の励起光が増幅用光
ファイバに供給され、多波長信号光は、増幅用光ファイ
バを伝搬する際にその複数の励起光によって所定の波長
帯域内でラマン増幅される。ラマン増幅された多波長信
号光に含まれる複数の信号光は、波長に対する損失傾斜
を可変に制御可能な可変損失傾斜補償器によって、波長
に応じた損失を与えられてその信号光パワーが調整され
る。従って、励起光それぞれの出力パワーの複雑な調整
が必要なく、信号光のパワー制御が容易となる。また、
励起光の出力パワーに制限を受けないため、ラマン増幅
器の高利得化が実現できる。

【００１２】また、ラマン増幅器では、可変損失傾斜補
償器は、熱光学効果を利用して損失傾斜を可変に制御す
ることを特徴とする。また、ラマン増幅方法では、可変
損失傾斜補償器は、熱光学効果を利用して損失傾斜を可
変に制御することを特徴とする。この場合、複数の信号
光それぞれに波長に応じた損失を可変に与えることが好
適に実現される。

【００１３】また、ラマン増幅器では、励起光供給手段
は、複数の励起光を互いに略等しい出力パワーで供給す
ることを特徴とする。また、ラマン増幅方法では、複数
の励起光それぞれの出力パワーをほぼ等しくすることを
特徴とする。この場合、複数の励起光の出力パワーの細
かい調整も不要となる。

【００１４】また、ラマン増幅器では、励起光供給手段
は、複数の励起光それぞれを出力する複数の半導体レー
ザからなることを特徴とする。また、ラマン増幅方法で
は、複数の励起光それぞれとして半導体レーザから出力
されたレーザ光を用いることを特徴とする。この場合、
ラマン増幅器の光回路の小型化が可能となる。

【００１５】また、ラマン増幅器では、複数の励起光の
うち波長が最長である励起光によるラマン増幅の利得ピ
ークは、複数の信号光のうち波長が最長である信号光の
波長よりも長波長側にあることを特徴とする。また、ラ
マン増幅方法では、複数の励起光のうち波長が最長であ
る励起光によるラマン増幅の利得ピークは、複数の信号
光のうち波長が最長である信号光の波長よりも長波長側
にあることを特徴とする。この場合、多波長信号光をラ
マン増幅できる波長帯域を長波長側で充分に確保でき
る。

【００１６】また、ラマン増幅器では、励起光供給手段
は、隣接する波長を有する励起光との波長間隔それぞれ
が略一定であるＮ波長（Ｎ≧３）の励起光を増幅用光フ
ァイバに供給することを特徴とする。また、ラマン増幅
方法では、複数の励起光は、Ｎ波長（Ｎ≧３）の励起光
であって、Ｎ波長の励起光それぞれは、隣接する波長を
有する励起光との波長間隔が略一定であることを特徴と
する。この場合、所定の波長帯域内で多波長信号光をラ
マン増幅する際に、ラマン増幅器の利得スペクトルの平
坦化が容易に行える。

【００１７】また、ラマン増幅器では、可変損失傾斜補
償器に加えて、波長に対する損失傾斜が固定の利得等化
器をさらに備えることを特徴とする。また、ラマン増幅
方法では、可変損失傾斜補償器と波長に対する損失傾斜
が固定の利得等化器とによって複数の信号光それぞれに
損失を与えることを特徴とする。この場合、可変損失傾
斜補償器と利得等化器とを合わせて、さらに好適に利得
スペクトルの平坦化を実現できる。

【００１８】また、ラマン増幅器では、可変損失傾斜補
償器によって損失を与えられた多波長信号光をモニタす
るモニタ手段と、モニタ手段によるモニタ結果に基づい
て可変損失傾斜補償器での損失傾斜を制御する制御手段
とをさらに備えることを特徴とする。また、ラマン増幅
方法では、可変損失傾斜補償器によって損失を与えられ
た多波長信号光をモニタし、そのモニタ結果に基づいて
可変損失傾斜補償器での損失傾斜を制御することを特徴
とすることを特徴とする。この場合、損失を与えられた
多波長信号光のそれぞれの信号光パワーがモニタされ、
そのモニタ結果に基づき可変損失傾斜補償器での損失傾
斜が制御される。従って、可変損失傾斜補償器での損失
傾斜をリアルタイムに調整することができる。

【００１９】また、ラマン増幅器では、増幅用光ファイ
バとして複数本の増幅用光ファイバを備え、複数本の増
幅用光ファイバのうち少なくとも１本は、可変損失傾斜
補償器の後段に接続されていることを特徴とする。ま
た、ラマン増幅方法では、増幅用光ファイバとして複数
本の増幅用光ファイバを用い、複数本の増幅用光ファイ
バのうちの少なくとも１本は、可変損失傾斜補償器の後
段に接続されていることを特徴とする。この場合、信号
光のパワーが過度に大きくなることが防止されるので、
４光波混合などの非線型光学効果による伝送特性の劣化
を防ぐことができる。また、ラマン増幅利得の飽和によ
る励起効率の低下を防ぐこともできる。

【００２０】また、ラマン増幅器では、可変損失傾斜補
償器の前段及び後段にそれぞれ設けられ、複数の励起光
を合分波する光合分波器と、前段及び後段の光合分波器
の間に設けられ、可変損失傾斜補償器を迂回するように
複数の励起光を導波する迂回用光導波路とをさらに備え
ることを特徴とする。また、ラマン増幅方法では、可変
損失傾斜補償器の前段及び後段にそれぞれ設けられ複数
の励起光を合分波する光合分波器と、光合分波器の間に
設けられ可変損失傾斜補償器を迂回するように複数の励
起光を導波する迂回用光導波路とによって、複数本の増
幅用光ファイバに複数の励起光を供給することを特徴と
する。この場合、複数の励起光は可変損失傾斜補償器を
通過することなく複数本の増幅用光ファイバに供給され
るので、励起効率の低下を防ぐことができる。

【００２１】また、本発明による波長多重光通信システ
ムでは、互いに波長が異なる複数の信号光からなる多波
長信号光が伝送される光伝送路と、光伝送路上の所定位
置に設置されて、多波長信号光をラマン増幅する上記ラ
マン増幅器とを備えることを特徴とする。この場合、多
波長信号光がラマン増幅されるとともに、それぞれの信
号光パワーが好適に平坦化される波長多重光通信システ
ムを実現できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、説
明の理解を容易にするため、各図面において同一又は相
当する構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を
附し、重複する説明は省略する。

【００２３】先ず、本発明に係るラマン増幅器の第１実
施形態について説明する。図１は第１実施形態に係るラ
マン増幅器１の構成を示すブロック図である。このラマ
ン増幅器１は、増幅用光ファイバ１０と、励起光供給部
１１（励起光供給手段）と、可変損失傾斜補償器１２と
を備えている。

【００２４】増幅用光ファイバ１０は、入力端１４ａか
ら光増幅対象として入力された複数の信号光からなる多
波長信号光を出力端１４ｂに向けて伝搬させる光伝送路
であるとともに、励起光によって多波長信号光をラマン
増幅するための増幅用光ファイバである。

【００２５】励起光供給部１１は、第１励起光源１１１
ａ、第２励起光源１１１ｂ、第３励起光源１１１ｃ及び
励起光合波器１１２を有している。これら各励起光源１
１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、それぞれ互いに波長の
異なる励起光を出力する。また、各励起光源１１１ａ，
１１１ｂ，１１１ｃとしては、好ましくは、ラマン増幅
器１の光回路の小型化が可能な半導体レーザが用いられ
る。第１励起光源１１１ａは、第１光合分波器１３ａを
介して増幅用光ファイバ１０を含む光伝送路へと接続さ
れている。また、第２励起光源１１１ｂと第３励起光源
１１１ｃとは、励起光合波器１１２に接続されている。
この励起光合波器１１２は、第２光合分波器１３ｂを介
して増幅用光ファイバ１０を含む光伝送路へと接続され
ている。励起光合波器１１２は、第２励起光源１１１ｂ
から出力される励起光と第３励起光源１１１ｃから出力
される励起光とを合波するとともに、合波した励起光を
増幅用光ファイバ１０へと出力する。

【００２６】第１光合分波器１３ａは、増幅用光ファイ
バ１０と入力端１４ａとの間に設けられており、入力端
１４ａからの多波長信号光を増幅用光ファイバ１０へと
通過させるとともに、第１励起光源１１１ａからの励起
光を多波長信号光の伝搬方向に対して順方向に合波す
る。

【００２７】第２光合分波器１３ｂは、増幅用光ファイ
バ１０と出力端１４ｂとの間に設けられており、増幅用
光ファイバ１０から到達した多波長信号光を可変損失傾
斜補償器１２へと通過させるとともに、励起光合波器１
１２で合波され出力された励起光を多波長信号光の伝搬
方向に対して逆方向に合波する。

【００２８】可変損失傾斜補償器１２は、第２光合分波
器１３ｂと出力端１４ｂとの間に設けられており、増幅
用光ファイバ１０でラマン増幅された多波長信号光に含
まれる複数の信号光それぞれに波長に応じた損失を与え
る。また、可変損失傾斜補償器１２は、波長に対する損
失傾斜が可変に制御可能となっている。

【００２９】次に、第１実施形態に係るラマン増幅器１
の動作について説明する。先ず、増幅用光ファイバ１０
には、第１励起光源１１１ａから出力された励起光が第
１光合分波器１３ａを介して供給される。また、第２励
起光源１１１ｂ及び第３励起光源１１１ｃから出力され
た励起光は励起光合波器１１２で合波されて、その合波
された励起光は第２光合分波器１３ｂを介して増幅用光
ファイバ１０に供給される。

【００３０】ラマン増幅器１に入力された多波長信号光
は、第１光合分波器１３ａを通過して増幅用光ファイバ
１０へと入力される。そして、励起光が供給されている
増幅用光ファイバ１０において多波長信号光がラマン増
幅される。さらに、ラマン増幅された多波長信号光は、
波長に対する損失傾斜が可変に制御可能な可変損失傾斜
補償器１２に入力する。この可変損失傾斜補償器１２に
おいて、多波長信号光に含まれる複数の信号光それぞれ
は、波長に応じた損失を可変に与えられることによっ
て、その信号光のパワーが可変に調整される。

【００３１】以上、第１実施形態に係るラマン増幅器１
によれば、ラマン増幅された多波長信号光に含まれる複
数の信号光それぞれに、波長に対する損失傾斜が可変に
制御可能な可変損失傾斜補償器１２が波長に応じた損失
を与えるため、励起光の出力パワーの複雑な調整が必要
なく、信号光のパワー制御が容易になる。また、ラマン
増幅器１では、３波長の励起光のうちで特定波長の励起
光の出力パワーを大きくする必要がなく他の励起光の出
力パワーに制限を与える必要がないため、ラマン増幅器
１の高利得化が実現できる。さらには、ラマン増幅器１
で増幅される多波長信号光のダイナミックレンジを広げ
ることができる。

【００３２】第１実施形態に係るラマン増幅器１が奏す
る上記した効果について、詳述する。ラマン増幅器で
は、励起光間相互作用の発生が、信号光のパワー制御を
困難にしている一つの要因としてあげられる。従来のラ
マン増幅器では、この励起光間相互作用を打ち消すよう
に励起光の出力パワーを適切に調整する必要があり、励
起光の出力パワーに制限を受けてしまう。また、従来の
ラマン増幅器では、ラマン増幅器で増幅される多波長信
号光のダイナミックレンジを広げることが困難になって
いる。以下、図２及び図３を用いてその励起光間相互作
用について説明する。

【００３３】図２は、励起光それぞれの出力パワーとそ
れによる利得スペクトルとの関係を示す図である。図２
では、励起光間でのラマン増幅が発生しないと仮定した
場合における４波長の励起光による利得スペクトルを示
している。すなわち、励起光間相互作用が起こらない場
合の利得スペクトルを示している。この図２において横
軸は波長を示しており、縦軸はパワーを示している。ま
た、図２には、４波長の励起光それぞれのパワー、その
４波長の励起光による個々の利得スペクトル及び個々の
利得スペクトルを足し合わせた全体の利得スペクトルが
示されている。

【００３４】この場合、４波長の励起光によるラマン増
幅利得のピーク強度は、図２に示されるように一定であ
る。従って、４波長の励起光による利得スペクトルを足
し合わせても全体の利得スペクトルはほぼ平坦となる。

【００３５】図３は、励起光それぞれの出力パワーとそ
れによる利得スペクトルとの関係を示す図である。図３
では、４波長の励起光それぞれの出力パワー及び４波長
の励起光による実際の利得スペクトルを示している。こ
の図３において横軸は波長を示しており、縦軸はパワー
を示している。また、図３も図２と同様に、４波長の励
起光それぞれのパワー、その４波長の励起光による個々
の利得スペクトル及び個々の利得スペクトルを足し合わ
せた全体の利得スペクトルが示されている。

【００３６】この場合、４波長の励起光によるラマン増
幅利得のピーク強度は、図３に示されるように長波長側
にむかうにしたがって大きくなる。従って、４波長の励
起光による利得スペクトルを足し合わせると全体の利得
スペクトルは右肩上がりとなる。

【００３７】このように、複数の励起光を用いたラマン
増幅器では、実際には、励起光間相互作用によって、短
波長側の励起光が長波長側の励起光をラマン増幅する。
これにより、ラマン増幅器の利得スペクトルの平坦性は
損なわれる。つまり、従来のラマン増幅器では、ラマン
増幅器入力時に多波長信号光に含まれる複数の信号光の
パワーが平坦であっても、出力時には、図３の利得スペ
クトルに示すようにそのパワーが長波長側にむかうにし
たがって大きくなる。故に、従来のラマン増幅器では、
短波長側の励起光の出力パワーを長波長側の励起光の出
力パワーよりも大きくするなど、励起光の出力パワーの
複雑な調整が必要となる。また、励起光の出力パワーの
複雑な調整は、励起光間相互作用以外のパワーの平坦性
を損なう現象に対しても、同様に必要となる。

【００３８】これに対して、第１実施形態に係るラマン
増幅器１では、ラマン増幅した後に複数の信号光それぞ
れに波長に応じた損失を与えるため、従来のように、長
波長側の励起光の出力パワーを小さくするなど、励起光
の出力パワーの複雑な調整が必要なく、信号光のパワー
制御が容易になる。また、特定波長の励起光のみの出力
パワーを大きくする必要が無いため、他の励起光の出力
パワーに制限を与える必要も無い。この場合、複数の励
起光のそれぞれを大きい出力パワーで供給して多波長信
号光を増幅した後に、パワーの平坦性を調整できるの
で、ラマン増幅器の高利得化が実現でき、ラマン増幅器
から出力される多波長信号光のダイナミックレンジを広
げることができる。

【００３９】ここで、励起光供給部１１は、複数の励起
光（図１の例では３波長の励起光）の出力パワーを略等
しくすることが好ましい。この場合には、複数の励起光
の出力パワーの細かい調整も不要となる。このとき、複
数の励起光の出力パワーを各励起光源１１１ａ，１１１
ｂ，１１１ｃそれぞれが出力可能な最大のパワーとし
て、各波長の励起光を出力すると、高利得化を実現する
上でさらに好ましい。

【００４０】また、複数の励起光のうち波長が最長であ
る励起光によるラマン増幅の利得ピークは、複数の信号
光のうち波長が最長である信号光の波長よりも長波長側
にあることが好ましい。この場合、多波長信号光をラマ
ン増幅できる波長帯域を長波長側で充分に確保できる。
例えば、図３を用いて説明すると、図３に示されるよう
に、右肩上がりの全体の利得スペクトルが直線部を成す
波長範囲内に、多波長信号光のうちの最長波長を有する
信号光が含まれるようにすると、多波長信号光をラマン
増幅できる波長帯域を長波長側で充分に確保できる。

【００４１】また、励起光供給手段１１は、隣接する波
長を有する励起光との波長間隔それぞれが略一定である
複数の励起光を増幅用光ファイバ１０に供給するのが好
ましい。この場合には、所定の波長帯域内で多波長信号
光をラマン増幅する際に、ラマン増幅器１の利得スペク
トルの平坦化が容易に行える。

【００４２】なお、上記した可変損失傾斜補償器１２の
構成は、例えば、以下のようになっている。図４は、第
１実施形態に係るラマン増幅器１に用いられる可変損失
傾斜補償器１２の詳細な構成の一例を示す図である。可
変損失傾斜補償器１２は、基板２００上に所定の導波路
パターンによって形成された光導波路（好ましくは石英
系導波路）からなる光平面導波路型回路である。この光
回路は、主光路２０１、副光路２０２及びヒータ２０３
を備えたマッハツェンダ干渉計である。

【００４３】主光路２０１は、基板２００の一方の端面
にある光入力端２０４と他方の端面にある光出力端２０
５との間に設けられた光路である。副光路２０２は、基
板２００の一端側から他端側に主光路２０１に沿って設
けられた光路である。また、光入力端２０４から光出力
端２０５へ順に、第１の光カプラ２０６及び第２の光カ
プラ２０７が設けられている。主光路２０１と副光路２
０２とは、第１の光カプラ２０６及び第２の光カプラ２
０７それぞれを介して互いに光結合されている。

【００４４】ヒータ２０３は、第１の光カプラ２０６と
第２の光カプラ２０７との間における主光路２０１上に
設けられている。このヒータ２０３は、熱を主光路２０
１に供給してその温度を調整し、主光路２０１の屈折率
を変化させる熱光学効果により、主光路２０１での光の
位相変化量を調整する。これにより、光入力端２０４と
光出力端２０５との間における光の損失及び３波長の光
に対する損失傾斜が調整される。また、ヒータ２０３へ
の供給電力によって主光路２０１の温度を制御すること
で、可変損失傾斜補償器１２の損失傾斜は、電気的に可
変に制御される。

【００４５】このように、図４に示した構成例の可変損
失傾斜補償器１２は、熱光学効果を利用して損失傾斜を
可変に制御するので、複数の信号光それぞれに波長に応
じた損失を可変に与えることが好適に実現される。但
し、上記した可変損失傾斜補償器１２としてのマッハツ
ェンダ干渉計は、１段であったが複数段のものでも良
く、別の光回路であっても良い。

【００４６】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明
をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に
何ら限定されるものではない。

【００４７】先ず、実施例に係るラマン増幅器１につい
て説明する。本実施例のラマン増幅器の構成は、図１に
示した実施形態のラマン増幅器１と同様の構成を有して
いる。ここでは、増幅用光ファイバ１０としてファイバ
長が４０ｋｍのシングルモード光ファイバが用いられて
いる。また、ラマン増幅の対象となる多波長信号光の波
長帯域は１５３０〜１５６０ｎｍとされている。また、
各励起光源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃから出力され
る励起光の波長は、それぞれ１４４７ｎｍ，１４６４ｎ
ｍ，１４８１ｎｍに設定されている。これらの３波長の
波長間隔は、いずれも１７ｎｍで等波長間隔となってい
る。各励起光源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃとして
は、最大２２ｄＢｍのパワーを有するレーザ光を出力可
能な半導体レーザが用いられている。

【００４８】次に、比較例のラマン増幅器について説明
する。比較例のラマン増幅器の構成は、第１実施形態に
係るラマン増幅器１の構成から可変損失傾斜補償器１２
を除いたものとする。また、各励起光源から出力される
励起光の波長はそれぞれ１４２３ｎｍ，１４３１ｎｍ，
１４５０ｎｍに設定されている。また、この比較例で
は、上記した文献１に開示されているように、ラマン増
幅器における利得スペクトルが平坦になるように各励起
光源から出力される励起光のパワーを細かく調整してい
る。他の構成は、上記実施例のラマン増幅器１と同様で
ある。

【００４９】先ず、上記実施例及び比較例での光増幅の
利得特性について検討する。

【００５０】図５は、実施例に係るラマン増幅器１の利
得スペクトルと、比較例のラマン増幅器の利得スペクト
ルとを示したグラフである。このグラフにおいて、横軸
は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は利得（ｄＢ）を示してい
る。なお、図５では、実施例に係るラマン増幅器１の利
得スペクトルを実線で示し、比較例に係るラマン増幅器
の利得スペクトルを点線で示している。また、実施例で
の利得スペクトルについては、可変損失傾斜補償器１２
に入力される前（図１に示す光伝送路上の点Ａ）までで
の利得スペクトルを示している。また、実施例におい
て、各励起光源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃから出力
される励起光それぞれの出力パワーはすべて同じにされ
ている。

【００５１】実施例では、図５に示されるように、利得
の値は波長が長くなるにしたがって増加している。これ
は、図２及び図３を用いて説明したように、励起光間相
互作用によるものである。すなわち、第３励起光源１１
１ｃから出力される励起光は、第１励起光源１１１ａか
ら出力される励起光と第２励起光源１１１ｂから出力さ
れる励起光とによってラマン増幅され、第２励起光源１
１１ｂから出力される励起光は、第１励起光源１１１ａ
から出力される励起光によってラマン増幅され、各励起
光の出力パワーが同じであっても長波長側の励起光の方
が短波長側の励起光よりもパワーが大きくなってしまう
からである。一方、比較例では、励起光間相互作用を打
ち消すように各励起光の出力パワーが設定されているの
で利得スペクトルは平坦となっており、その利得の値
は、１５３０〜１５６０ｎｍの間で約−２ｄＢである。

【００５２】図６は、実施例に係るラマン増幅器１が有
する可変損失傾斜補償器１２の損失傾斜を示すグラフで
ある。このグラフでは、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦
軸は損失（ｄＢ）を示している。図６に示されるこの損
失傾斜は、図５に示した利得スペクトルを平坦にするた
め、利得スペクトルの傾斜と類似の損失傾斜となるよう
に設定されている。

【００５３】図７は、実施例に係るラマン増幅器１の利
得スペクトルと比較例のラマン増幅器の利得スペクトル
とを示したグラフである。このグラフにおいて、横軸は
波長（ｎｍ）を示し、縦軸は利得（ｄＢ）を示してい
る。ここでは、ラマン増幅器１全体の利得スペクトルを
示している。実施例では、ラマン増幅された多波長信号
光に含まれる複数の信号光は、可変損失傾斜補償器１２
によって損失（図６に示される損失）を与えられ、ラマ
ン増幅器１の利得スペクトルは、図７に実線で示すよう
に平坦になる。実施例に係るラマン増幅器１の利得スペ
クトルは、波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの間で値が
約−２ｄＢと平坦になっており、平坦性が図７に点線で
示す比較例とほぼ同等になっている。波長１５３０ｎｍ
〜１５６０ｎｍの間で利得スペクトルが平坦のため、波
長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの間での多波長信号光の
パワーを平坦に調整することが容易である。

【００５４】次に、実施例のラマン増幅器１及び比較例
のラマン増幅器における雑音特性について検討する。図
８は、実施例に係るラマン増幅器１の雑音指数と比較例
のラマン増幅器の雑音指数とを示したグラフである。こ
のグラフにおいて、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は
雑音指数（ｄＢ）を示している。

【００５５】比較例のラマン増幅器の雑音指数は、図８
に点線で示されるように約８．０ｄＢで平坦となってい
る。これに対して、実施例のラマン増幅器１の雑音指数
は、全体として値が小さい。また、その値は、波長１５
３０ｎｍで約７．９ｄＢであり、長波長側にむかうにし
たがって次第に減少していき、波長１５６０ｎｍで７．
２ｄＢである。このように、実施例では雑音指数が長波
長側にむかうにしたがって減少している。

【００５６】これらの雑音指数の値を比較すると、本実
施例のラマン増幅器１が比較例のラマン増幅器よりも雑
音特性の点で優れていることがわかる。これは、実施例
のラマン増幅器１が励起光の出力パワーに制限を受ける
ことなく、比較的大きい出力パワーで多波長信号光を増
幅するため、比較例のラマン増幅器に比べ信号光に対す
る雑音光の比率が小さくなるためである。

【００５７】ここで、一般に、光通信において信号光を
ラマン増幅する場合には、信号光と励起光とが逆方向に
伝搬する後方向励起方式が用いられる。なぜなら、信号
光と励起光とが順方向に伝搬する前方向励起方式の場
合、励起光の雑音光が信号光に重畳してしまい伝送特性
が劣化するからである。

【００５８】図９は、後方向励起方式を用いてラマン増
幅した場合の信号光パワーのそれぞれの変化を示した図
である。なお、横軸は増幅用光ファイバでの長手方向に
沿った位置を示しており、縦軸は各位置における信号光
パワーを示している。またここでは、励起光が増幅用光
ファイバの出力端（図９では横軸に沿う矢印の先端側）
から供給される後方向励起方式を用いている。また、図
９では、波長帯域１５３０〜１５６０ｎｍの多波長信号
光のうちの波長１５３０ｎｍの信号光と波長１５６０ｎ
ｍの信号光との長手方向に沿った位置における信号光パ
ワーを示している。

【００５９】図９に示されるように、信号光が増幅用光
ファイバを伝搬している間でも励起光が充分に供給され
ない位置では、信号光は損失を受けてそのパワーが減少
する。信号光パワーが大きく減少すると、信号光に対す
る雑音光の比率も大きくなる。その後、ラマン増幅され
ることで、雑音光も増幅され、雑音指数が大きくなって
雑音特性の劣化を招く。また、波長１５６０ｎｍの信号
光が波長１５３０ｎｍの信号光よりもパワーが大きいの
は、波長１５６０ｎｍの信号光が波長１５３０ｎｍの信
号光によってラマン増幅されるためである。

【００６０】図１０は、波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎ
ｍの波長帯域における多波長信号光の雑音指数を示した
グラフである。このグラフにおいて、横軸は波長（ｎ
ｍ）を示し、縦軸は雑音指数（ｄＢ）を示している。こ
の図１０のグラフは、図９を用いて説明した波長１５３
０ｎｍの信号光と波長１５６０ｎｍの信号光とが含まれ
る波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの多波長信号光
の雑音指数を示している。

【００６１】この多波長信号光の雑音指数は、波長１５
３０ｎｍで約８．６５ｄＢであり、波長１５６０ｎｍで
約８．３５ｄＢである。このように、後方向励起方式を
用いたラマン増幅器の雑音指数の値は、図８に示される
実施例のラマン増幅器１の雑音指数の値よりも全体とし
て大きい。つまり、本実施例のラマン増幅器１は、後方
向励起方式を用いたラマン増幅器よりも雑音特性が優れ
ている。

【００６２】以上、上記実施例のラマン増幅器１は、後
方向励起方式を用いたラマン増幅器よりも雑音特性の点
で優れていることがわかる。

【００６３】なお、雑音特性を向上させる他の技術の一
例としては、特開2001-222036号に開示されている技術
がある。この技術では、増幅用光ファイバで信号光パワ
ーが大きく減少しないように、増幅用光ファイバの一方
から供給される波長１４５０ｎｍの励起光（１次励起
光）をラマン増幅させるための波長１３５０ｎｍの励起
光（２次励起光）を増幅用光ファイバの他方から供給し
ている。これにより、波長１４５０ｎｍの励起光パワー
の減少を波長１３５０ｎｍの励起光で補っている。しか
し、この技術では、１次励起光と２次励起光とが必要と
なり、励起光源の数が多くなってしまう。また、波長１
３５０ｎｍの高出力半導体レーザは実用化されておら
ず、この技術自体の実現性が乏しい。

【００６４】これに対して、本実施形態のラマン増幅器
１は、上記技術とも異なり、励起光源の数を多くする必
要がないため、コスト面で有利である。また、実用化さ
れている高出力半導体レーザのみで構成されているた
め、実現性の面でも優れている。

【００６５】次に、本発明に係るラマン増幅器の第２実
施形態について説明する。図１１は第２実施形態に係る
ラマン増幅器２の構成を示すブロック図である。第２実
施形態に係るラマン増幅器２と第１実施形態に係るラマ
ン増幅器１との相違点は、可変損失傾斜補償器１２と出
力端１４ｂ（可変損失傾斜補償器１２の後段側）との間
に利得等化器１５が設けられていることである。

【００６６】次に、第２実施形態に係るラマン増幅器２
の動作について説明する。動作についても、第１実施形
態で説明したラマン増幅器１の動作とほぼ同様である。

【００６７】先ず、多波長信号光に含まれる複数の信号
光が可変損失傾斜補償器１２で波長に応じた損失を与え
られるまでは同じである。その後、可変損失傾斜補償器
１２によって損失を与えられ出力された複数の信号光
は、再度、利得等化器１５において固定の損失傾斜によ
って利得スペクトルのリップルを取り除く等の損失が与
えられる。

【００６８】以上、第２実施形態に係るラマン増幅器２
によれば、利得等化器１５と可変損失傾斜補償器１２と
を合わせて、さらに好適に利得スペクトルを平坦化でき
る。

【００６９】なお、通常であれば、利得等化器１５を光
伝送路に挿入すると、挿入損失によって多波長信号光の
パワーを減少させてしまう。しかし、第２実施形態に係
るラマン増幅器２では、減少する多波長信号光のパワー
を補う分だけの充分なパワーを多波長信号光が有するた
め、多波長信号光のパワーの減少による問題は発生しな
い。つまり、第２実施形態に係るラマン増幅器２では、
第１実施形態に係るラマン増幅器１と同様に、出力する
励起光の出力パワーに制限を受けないため、励起光を出
力可能な最大のパワーで出力することが可能であり、比
較的大きな増幅利得を得ることができる。このため、多
波長信号光のパワーは充分大きくなり、利得等化器１５
を光伝送路に挿入することによる問題は発生しなくな
る。

【００７０】また、第２実施形態では、利得等化器１５
を可変損失傾斜補償器１２と出力端１４ｂとの間（可変
損失傾斜補償器１２の後段側）に設けているが、これに
限るものではなく、他の位置に利得等化器１５を設けて
も良い。例えば、可変損失傾斜補償器１２と第２光合分
波器１３ｂとの間（可変損失傾斜補償器１２の前段側）
に設けても良いし、可変損失傾斜補償器１２と出力端１
４ｂとの間（可変損失傾斜補償器１２の後段側）及び可
変損失傾斜補償器１２と第２光合分波器１３ｂとの間
（可変損失傾斜補償器１２の前段側）の両方に設けても
良い。

【００７１】次に、本発明に係るラマン増幅器の第３実
施形態について説明する。図１２は第３実施形態に係る
ラマン増幅器３の構成を示すブロック図である。第３実
施形態に係るラマン増幅器３では、第１実施形態に係る
ラマン増幅器１の構成に加え、第３光合分波器１３ｃ、
モニタ部（モニタ手段）１６及び制御部（制御手段）１
７とを備えている。

【００７２】第３光合分波器１３ｃは、可変損失傾斜補
償器１２と出力端１４ｂとの間に設けられている。この
第３光合分波器１３ｃは、可変損失傾斜補償器１２によ
って損失を与えられた複数の信号光からなる多波長信号
光を出力端１４ｂ側（後段側）へ通過させるとともに、
そのうちの一部をモニタ部１６へ分波させるものであ
る。

【００７３】モニタ部１６は、第３光合分波器１３ｃに
接続されており、第３光合分波器１３ｃによって分波さ
れた多波長信号光のそれぞれのパワーをモニタし、その
モニタ結果を示すモニタデータを制御部１７へと出力す
る。

【００７４】制御部１７は、モニタ部１６に接続されて
おり、モニタ部１６からのモニタデータを入力する。ま
た、制御部１７は、可変損失傾斜補償器１２に接続され
ており、モニタデータに基づいた制御信号を可変損失傾
斜補償器１２に送出し、損失傾斜を制御する。図４に示
した例では、制御部１７は、可変損失傾斜補償器１２内
のヒータ２０３が主波路２０１に供給する熱を調整し、
可変損失傾斜補償器１２の損失傾斜を制御する。

【００７５】次に、第３実施形態に係るラマン増幅器３
の動作について説明する。動作についても、第１実施形
態で説明したラマン増幅器１の動作とほぼ同様である。

【００７６】先ず、多波長信号光に含まれる複数の信号
光が可変損失傾斜補償器１２で波長に応じた損失を与え
られるまでは同じである。その後、可変損失傾斜補償器
１２によって損失を与えられた複数の信号光からなる多
波長信号光は、出力端１４ｂ側に通過するとともに、そ
のうちの一部が第３光合分波器１３ｃによってモニタ部
１６へ分波される。分波された多波長信号光に含まれる
複数の信号光は、モニタ部１６によってそれぞれパワー
をモニタされる。モニタ部１６によってモニタされた多
波長信号光のパワーは、このモニタ部１６でモニタ結果
を示すモニタデータにされて制御部１７に出力される。
その後、制御部１７により、モニタデータに基づいて可
変損失傾斜補償器１２での損失傾斜が制御される。

【００７７】以上、第３実施形態に係るラマン増幅器３
によれば、可変損失傾斜補償器１２によって損失を与え
られた複数の信号光からなる多波長信号光の一部をモニ
タ部１６でモニタし、モニタされた結果に基づいて制御
部１７が可変損失傾斜補償器１２での損失傾斜を制御す
るため、可変損失傾斜補償器１２での損失傾斜を、リア
ルタイムに調整することができる。

【００７８】次に、本発明に係るラマン増幅器の第４実
施形態について説明する。図１３は第４実施形態に係る
ラマン増幅器４の構成を示すブロック図である。第４実
施形態に係るラマン増幅器４は、増幅用光ファイバ１
０、励起光供給部１１、可変損失傾斜補償器１２、第２
増幅用光ファイバ１８及び迂回用光導波路１９を備えて
いる。このうち励起光供給部１１の構成は、図１に示し
たものと同様の構成である。

【００７９】本実施形態においては、増幅用光ファイバ
として２本（複数本）の増幅用光ファイバ１０，１８が
用いられている。これらは、入力端１４ａから出力端１
４ｂに向けて、増幅用光ファイバ１０、第２増幅用光フ
ァイバ１８の順で直列に接続されている。

【００８０】増幅用光ファイバ１０及び第２増幅用光フ
ァイバ１８は、入力端１４ａから光増幅対象として入力
された複数の信号光からなる多波長信号光を出力端１４
ｂに向けて伝搬させる光伝送路であるとともに、励起光
によって多波長信号光をラマン増幅するための増幅用光
ファイバである。

【００８１】増幅用光ファイバ１０の入力端１４ａ側に
は、第１光合分波器１３ａが設けられている。また、第
２増幅用光ファイバ１８の出力端１４ｂ側には、第２光
合分波器１３ｂが設けられている。この第１光合分波器
１３ａ及び第２光合分波器１３ｂには、励起光供給部１
１が接続されている。

【００８２】励起光供給部１１に含まれる第１励起光源
１１１ａから出力される励起光は、第１光合分波器１３
ａを介して増幅用光ファイバ１０及び第２増幅用光ファ
イバ１８に供給される。励起光供給部１１に含まれる第
２励起光源１１１ｂ及び第３励起光源１１１ｃから出力
される励起光は、励起光合波器１１２で合波され、その
合波された励起光は、第２光合分波器１３ｂを介して第
２増幅用光ファイバ１８及び増幅用光ファイバ１０に供
給される。

【００８３】可変損失傾斜補償器１２は、増幅用光ファ
イバ１０と第２増幅用光ファイバ１８の間に設けられて
おり、増幅用光ファイバ１０でラマン増幅された多波長
信号光に含まれる複数の信号光それぞれに波長に応じた
損失を与える。また、可変損失傾斜補償器１２は、波長
に対する損失傾斜が可変に制御可能となっている。

【００８４】増幅用光ファイバ１０と可変損失傾斜補償
器１２との間には、第４光合分波器１３ｄが設けられて
いる。この第４光合分波器１３ｄは、増幅用光ファイバ
１０でラマン増幅された多波長信号光を可変損失傾斜補
償器１２側に通過させる。また、第４光合分波器１３ｄ
は、増幅用光ファイバ１０を通過した励起光を分波する
とともに、第２増幅用光ファイバ１８を通過した励起光
を合波する。

【００８５】可変損失傾斜補償器１２と第２増幅用光フ
ァイバ１８との間には、第５光合分波器１３ｅが設けら
れている。この第５光合分波器１３ｅは、可変損失傾斜
補償器１２で波長に応じた損失を与えられた多波長信号
光を第２増幅用光ファイバ１８側に通過させる。また、
第５光合分波器１３ｅは、第２増幅用光ファイバ１８を
通過した励起光を分波するとともに、増幅用光ファイバ
１０を通過した励起光を合波する。

【００８６】この第４光合分波器１３ｄと第５光合分波
器１３ｅとには、迂回用光導波路１９が接続されてい
る。迂回用光導波路１９は、その一端が増幅用光ファイ
バ１０と可変損失傾斜補償器１２との間に設けられた第
４光合分波器１３ｄと接続されており、他端が、可変損
失傾斜補償器１２と第２増幅用光ファイバ１８との間に
設けられた第５光合分波器１３ｅに接続されている。前
述のように第４光合分波器１３ｄ及び第５光合分波器１
３ｅは、励起光を合波及び分波するため、迂回用光導波
路１９は、励起光が伝搬し多波長信号光が伝搬しないよ
うになっている。

【００８７】次に、第４実施形態に係るラマン増幅器４
の動作について説明する。先ず、第１励起光源１１１ａ
から出力された励起光は第１光合分波器１３ａを介して
増幅用光ファイバ１０に供給される。そして、その励起
光は、増幅用光ファイバ１０から迂回用光導波路１９側
に伝搬し、迂回用光導波路１９を介して第２増幅用光フ
ァイバ１８に供給される。

【００８８】 また、第２励起光源１１１ｂ及び第３励起
光源１１１ｃから出力された励起光は励起光合波器１１
２で合波されて、その合波された励起光が第２光合分波
器１３ｂを介して第２増幅用光ファイバ１８に供給され
る。そして、その励起光は、第２増幅用光ファイバ１８
から迂回用光導波路１９側に伝搬し、迂回用光導波路１
９を介して、増幅用光ファイバ１０に供給される。

【００８９】ラマン増幅器４に入力された多波長信号光
は、第１光合分波器１３ａを通過し増幅用光ファイバ１
０に入力される。そして、励起光が供給されている増幅
用光ファイバ１０において多波長信号光がラマン増幅さ
れる。さらに、ラマン増幅された多波長信号光は、第４
光合分波器１３ｄを通過して可変損失傾斜補償器１２に
入力する。ここで、多波長信号光に含まれる複数の信号
光それぞれは損失を与えられる。損失を与えられた多波
長信号光は、第５光合分波器１３ｅを通過して第２増幅
用光ファイバ１８に入力される。そして、励起光が供給
されている第２増幅用光ファイバ１８において多波長信
号光がラマン増幅される。

【００９０】このような構成のラマン増幅器４では、増
幅用光ファイバ１０と第２増幅用光ファイバ１８との間
に可変損傾斜補償器１２を設け、ラマン増幅の増幅過程
において信号光のパワーを調整している。これにより、
増幅用光ファイバで多波長信号光のパワーが過度に大き
くなることが防止される。従って、４光波混合などの非
線型光学効果による伝送特性の劣化を防ぐことができ、
また、ラマン増幅利得の飽和による励起効率の低下を防
ぐことができる。

【００９１】さらに、ラマン増幅器４では、可変損失傾
斜補償器１２を介することなく迂回して励起光を導波さ
せる迂回用光導波路１９を設けているので、可変損失傾
斜補償器１２を増幅用光ファイバ１０と第２増幅用光フ
ァイバ１８との間に配置したことによって、３波長の励
起光それぞれが損失を与えられることがなく、励起効率
の低下を防ぐことができる。

【００９２】これら上記した各実施形態のラマン増幅器
は波長多重光通信システムに適用される。その際には、
ラマン増幅器は、光伝送路上の所定位置に設置される。

【００９３】図１４は、図１に示したラマン増幅器１を
波長多重光通信システム５に用いたときのシステム構成
図である。ここでは、波長多重光通信システム５に第１
実施形態に係るラマン増幅器１を適用しているが、第２
〜４実施形態に係るラマン増幅器２〜４であっても良
い。

【００９４】本実施形態に係るラマン増幅器１を用いた
波長多重光通信システム５では、ラマン増幅器１のほか
に、送信局３００、受信局４００及び光伝送路５００を
備える。

【００９５】送信局３００は、光伝送路５００に接続さ
れており、複数の信号光からなる多波長信号光を光伝送
路５００に伝搬させる。光伝送路５００は、受信局４０
０に接続されている。受信局４００は、光伝送路５００
を伝搬してきた多波長信号光を受信する。これら送信局
３００と受信局４００との間の光伝送路５００上におけ
る所定位置には、上記したラマン増幅器１が設置されて
いる。

【００９６】この波長多重光通信システム５において、
多波長信号光は、送信局３００から出力され、光伝送路
５００に入力する。光伝送路５００に入力した多波長信
号光は、そのまま光伝送路５００を伝搬し、ラマン増幅
器１に到達する。ラマン増幅器１に到達した多波長信号
光は、ラマン増幅器１によってラマン増幅される。その
後、多波長信号光は、ラマン増幅器１から出力され、受
信局４００に到達し受信される。

【００９７】以上、このシステムにより、多波長信号光
がラマン増幅されるとともに、それぞれの信号光パワー
が好適に平坦化される波長多重光通信システム５を実現
できる。

【００９８】なお、本発明に係るラマン増幅器は、上記
した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可
能である。実施形態において、励起光は、双方向励起方
式にて増幅用光ファイバに供給されていたが、前方向励
起方式や後方向励起方式で増幅用光ファイバに供給され
ても良い。

【００９９】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ラマン増幅され
た多波長信号光に含まれる複数の信号光それぞれは、波
長に対する損失傾斜を可変に制御可能な可変損失傾斜補
償器によって、波長に応じた損失を与えられてその信号
光パワーが調整されるので、励起光それぞれの出力パワ
ーの複雑な調整が必要なく、信号光のパワー制御が容易
となる。また、励起光の出力パワーに制限を受けないた
め、ラマン増幅器の高利得化が実現できる。また、その
ラマン増幅器を用いて信号光パワーが好適に平坦化され
る波長多重光通信システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るラマン増幅器１の構成を示
すブロック図である。

【図２】励起光それぞれの出力パワーとそれによる利得
スペクトルとの関係を示す図である。

【図３】励起光それぞれの出力パワーとそれによる利得
スペクトルとの関係を示す図である。

【図４】第１実施形態に係るラマン増幅器１に用いられ
る可変損失傾斜補償器１２の詳細な構成の一例を示す図
である。

【図５】実施例に係るラマン増幅器１の利得スペクトル
と、比較例のラマン増幅器の利得スペクトルとを示した
グラフである。

【図６】実施例に係るラマン増幅器１が有する可変損失
傾斜補償器１２の損失傾斜を示すグラフである。

【図７】実施例に係るラマン増幅器１の利得スペクトル
と比較例のラマン増幅器の利得スペクトルとを示したグ
ラフである。

【図８】実施例に係るラマン増幅器１の雑音指数と比較
例のラマン増幅器の雑音指数とを示したグラフである。

【図９】後方向励起方式を用いてラマン増幅した場合の
信号光パワーのそれぞれの変化を示した図である。

【図１０】波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域
における多波長信号光の雑音指数を示したグラフであ
る。

【図１１】第２実施形態に係るラマン増幅器２の構成を
示すブロック図である。

【図１２】第３実施形態に係るラマン増幅器３の構成を
示すブロック図である。

【図１３】第４実施形態に係るラマン増幅器４の構成を
示すブロック図である。

【図１４】図１に示したラマン増幅器１を波長多重光通
信システム５に用いたときのシステム構成図である。

【符号の説明】

１，２，３，４…ラマン増幅器、５…波長多重光通信シ
ステム、１０…増幅用光ファイバ、１１…励起光供給
部、１２…可変損失傾斜補償器、１５…利得等化器、１
６…モニタ部、１７…制御部、１８…第２増幅用光ファ
イバ、１９…迂回用光導波路、５００…光伝送路。

───────────────────────────────────────────────────── 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 10/17 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｆターム(参考） 2H079 AA06 AA12 BA01 BA03 CA04 CA24 EA04 EA05 EB27 FA01 HA07 HA14 2K002 AA02 AB30 BA04 CA15 DA10 HA23 5F072 AB07 AK06 QQ07 YY17 5K002 AA06 BA02 BA04 BA05 BA13 CA01 DA02 FA01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに波長が異なる複数の信号光からな
   る多波長信号光を所定の波長帯域内でラマン増幅するラ
   マン増幅器であって、 前記多波長信号光が伝搬されるとともに、励起光によっ
   て前記多波長信号光をラマン増幅する増幅用光ファイバ
   と、 前記増幅用光ファイバに対して互いに波長が異なる複数
   の励起光を供給する励起光供給手段と、 前記多波長信号光に含まれる前記複数の信号光のそれぞ
   れに波長に応じた損失を与えるとともに、波長に対する
   損失傾斜を可変に制御可能な可変損失傾斜補償器とを備
   えることを特徴とするラマン増幅器。
2. 【請求項２】 前記可変損失傾斜補償器は、熱光学効果
   を利用して前記損失傾斜を可変に制御することを特徴と
   する請求項１記載のラマン増幅器。
3. 【請求項３】 前記励起光供給手段は、前記複数の励起
   光を互いに略等しい出力パワーで供給することを特徴と
   する請求項１記載のラマン増幅器。
4. 【請求項４】 前記励起光供給手段は、前記複数の励起
   光それぞれを出力する複数の半導体レーザからなること
   を特徴とする請求項１記載のラマン増幅器。
5. 【請求項５】 前記複数の励起光のうち波長が最長であ
   る励起光によるラマン増幅の利得ピークは、前記複数の
   信号光のうち波長が最長である信号光の波長よりも長波
   長側にあることを特徴とする請求項１記載のラマン増幅
   器。
6. 【請求項６】 前記励起光供給手段は、隣接する波長を
   有する励起光との波長間隔それぞれが略一定であるＮ波
   長（Ｎ≧３）の励起光を前記増幅用光ファイバに供給す
   ることを特徴とする請求項１記載のラマン増幅器。
7. 【請求項７】 前記可変損失傾斜補償器に加えて、波長
   に対する損失傾斜が固定の利得等化器をさらに備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載のラマン増幅器。
8. 【請求項８】 前記可変損失傾斜補償器によって損失を
   与えられた前記多波長信号光をモニタするモニタ手段
   と、 前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて前記可変損
   失傾斜補償器での前記損失傾斜を制御する制御手段とを
   さらに備えることを特徴とする請求項１記載のラマン増
   幅器。
9. 【請求項９】前記増幅用光ファイバとして複数本の増幅
   用光ファイバを備え、 前記複数本の増幅用光ファイバのうち少なくとも１本
   は、前記可変損失傾斜補償器の後段に接続されているこ
   とを特徴とする請求項１記載のラマン増幅器。
10. 【請求項１０】 前記可変損失傾斜補償器の前段及び後
    段にそれぞれ設けられ、前記複数の励起光を合分波する
    光合分波器と、 前段及び後段の前記光合分波器の間に設けられ、前記可
    変損失傾斜補償器を迂回するように前記複数の励起光を
    導波する迂回用光導波路とをさらに備えることを特徴と
    する請求項９記載のラマン増幅器。
11. 【請求項１１】 互いに波長が異なる複数の信号光から
    なる多波長信号光を所定の波長帯域内でラマン増幅する
    ラマン増幅方法であって、 前記多波長信号光が伝搬される増幅用光ファイバに対し
    て、互いに波長が異なる複数の励起光を供給することに
    よって前記多波長信号光をラマン増幅し、 波長に対する損失傾斜を可変に制御可能な可変損失傾斜
    補償器により、前記多波長信号光に含まれる前記複数の
    信号光のそれぞれに波長に応じた損失を与えることを特
    徴とするラマン増幅方法。
12. 【請求項１２】 前記可変損失傾斜補償器は、熱光学効
    果を利用して前記損失傾斜を可変に制御することを特徴
    とする請求項１１記載のラマン増幅方法。
13. 【請求項１３】 前記複数の励起光それぞれの出力パワ
    ーをほぼ等しくすることを特徴とする請求項１１記載の
    ラマン増幅方法。
14. 【請求項１４】 前記複数の励起光それぞれとして半導
    体レーザから出力されたレーザ光を用いることを特徴と
    する請求項１１記載のラマン増幅方法。
15. 【請求項１５】 前記複数の励起光のうち波長が最長で
    ある励起光によるラマン増幅の利得ピークは、前記複数
    の信号光のうち波長が最長である信号光の波長よりも長
    波長側にあることを特徴とする請求項１１記載のラマン
    増幅方法。
16. 【請求項１６】 前記複数の励起光は、Ｎ波長（Ｎ≧
    ３）の励起光であって、前記Ｎ波長の励起光それぞれ
    は、隣接する波長を有する励起光との波長間隔が略一定
    であることを特徴とする請求項１１記載のラマン増幅方
    法。
17. 【請求項１７】 前記可変損失傾斜補償器に加えて波長
    に対する損失傾斜が固定の利得等化器によって前記複数
    の信号光それぞれに損失を与えることを特徴とする請求
    項１１記載のラマン増幅方法。
18. 【請求項１８】 前記可変損失傾斜補償器によって損失
    を与えられた前記多波長信号光をモニタし、 そのモニタ結果に基づいて前記可変損失傾斜補償器での
    前記損失傾斜を制御することを特徴とする請求項１１記
    載のラマン増幅方法。
19. 【請求項１９】 前記増幅用光ファイバとして複数本の
    増幅用光ファイバを用い、 前記複数本の増幅用光ファイバのうちの少なくとも１本
    は、前記可変損失傾斜補償器の後段に接続されているこ
    とを特徴とする請求項１１記載のラマン増幅方法。
20. 【請求項２０】 前記可変損失傾斜補償器の前段及び後
    段にそれぞれ設けられ前記複数の励起光を合分波する光
    合分波器と、前記光合分波器の間に設けられ前記可変損
    失傾斜補償器を迂回するように前記複数の励起光を導波
    する迂回用光導波路とによって、前記複数本の増幅用光
    ファイバに前記複数の励起光を供給することを特徴とす
    る請求項１９記載のラマン増幅方法。
21. 【請求項２１】 互いに波長が異なる複数の信号光から
    なる多波長信号光が伝送される光伝送路と、 前記光伝送路上の所定位置に設置されて、前記多波長信
    号光をラマン増幅する請求項１記載のラマン増幅器とを
    備えることを特徴とする波長多重光通信システム。