JP2003258348A - 光増幅器および光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実使用状態において想定される条件下におい
ても利得の大きさと利得スペクトル形状とを制御し得る
光増幅器（ＴＤＦＡ）を提供する。 【解決手段】 光増幅器１００は、入力端１０１から出
力端１０２への信号光伝搬経路上に、光増幅用ファイバ
１４１、透過特性可変光部品１５０および光増幅用ファ
イバ１４２を備える。信号光検知部１６１は、入力端１
０１に入力した信号光のパワーおよび波数を検知する。
信号光検知部１６２は、出力端１０２より出力する信号
光のパワーを検知する。制御部１９０は、信号光検知部
１６１，１６２による検知結果を受け取り、励起光源１
７１〜１７５から光増幅用ファイバ１４１，１４２へ供
給される励起光のパワーを調整するとともに、信号光波
長における透過特性可変光部品１５０の透過特性をも調
整して、光増幅用ファイバ１４１，１４２における信号
光増幅の利得の大きさ及び利得スペクトルの形状の双方
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光が供給され
た光導波路において信号光を光増幅する光増幅器、およ
び、この光増幅器を含む光通信システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムは、光ファイバ伝送路に
信号光を伝搬させることで、大容量の情報を高速に伝送
することができる。この光通信システムにおける信号光
の波長帯域として、Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５
ｎｍ）が既に使用され、Ｌバンド（１５６５ｎｍ〜１６
２５ｎｍ）の使用も検討されている。また、更なる大容
量化を図る為に、信号光波長帯域としてＳバンド（１４
６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）の使用も検討されている。

【０００３】また、光通信システムでは、信号光を光増
幅するために光増幅器が用いられる。ＣバンドまたはＬ
バンドの信号光を光増幅することができる光増幅器とし
て、Ｅｒ（エルビウム）元素が光導波領域に添加された
光増幅用ファイバ（ＥＤＦ:Erbium Doped Fiber）を光
増幅媒体として用いるＥＤＦＡ（Erbium Doped FiberAm
plifier）が用いられる。このＥＤＦＡは、ＥＤＦに励
起光（波長０．９８μｍ帯または１．４８μｍ帯）を供
給することで、このＥＤＦを伝搬するＣバンドまたはＬ
バンドの信号光を光増幅することができる。

【０００４】一方、Ｓバンドの信号光を光増幅すること
ができる光増幅器として、Ｔｍ（ツリウム）元素が光導
波領域に添加された光増幅用ファイバ（ＴＤＦ: Thuliu
m Doped Fiber）を光増幅媒体として用いるＴＤＦＡ（T
hulium Doped Fiber Amplifier）が検討されている。こ
のＴＤＦＡは、ＴＤＦに励起光（波長１．０５μｍ帯、
１．２μｍ帯、１．４μｍ帯または１．５５〜１．６５
μｍ帯）を供給することで、このＴＤＦを伝搬するＳバ
ンドの信号光を光増幅することができる。

【０００５】ＥＤＦＡは、Ｅｒイオンの３準位系（基底
準位、⁴Ｉ_13/2準位、⁴Ｉ_15/2準位）の遷移を利用するも
のであることから、利得の大きさに応じて略一意的に利
得スペクトルの形状が定まる。これに対して、ＴＤＦＡ
は、Ｔｍイオンの４準位系（基底準位、³Ｈ₄準位、³Ｆ₄
準位、³Ｈ₆準位）の遷移を利用するものであることか
ら、利得の大きさと利得スペクトル形状（利得の傾斜な
ど）とが互いに独立に変動し得る。

【０００６】図４４は、ＥＤＦＡおよびＴＤＦＡそれぞ
れの動作を比較して説明する図である。同図（ａ）は、
ＥＤＦＡにおける非飽和利得スペクトル、非飽和吸収ス
ペクトル、反転分布６０％時の利得スペクトル、およ
び、反転分布５０％時の利得スペクトルそれぞれを示
す。また、同図（ｂ）は、ＴＤＦＡにおける非飽和利得
スペクトル、非飽和吸収スペクトル、反転分布６０％時
の利得スペクトル、および、反転分布５０％時の利得ス
ペクトルそれぞれを示す。各利得スペクトルは、非飽和
利得スペクトルおよび非飽和吸収スペクトルに基づいて
算出され得る。この図に示されるように、ＥＤＦＡの場
合と比較してＴＤＦＡの場合には、光増幅に与るイオン
の数が励起光パワーにより変動するので、利得傾斜の変
動を生ずることなく、利得スペクトルを定数倍に変化さ
せることが可能である。

【０００７】このような性質を利用することを意図した
ＴＤＦＡは、例えば文献１「T. Sakamoto, et al., "Ga
in-equalized thulium-doped fiber amplifiers for 14
60nm-based WDM signals", OAA'99, Technical Digest,
WD2 (1999)」に記載されている。この文献１に記載さ
れたＴＤＦＡは、トータル入力信号光パワーが−１３ｄ
Ｂｍで一定という条件の下で、利得の傾斜を一定に維持
したまま、利得の大きさのみを調整することを意図した
ものである。

【０００８】また、文献２「I. G. Clarke, et al., "S
-band amplifier with variable gain tilt control",
OFC'2001, Technical Digest, TuQ2 (2001)」に記載さ
れたＴＤＦＡは、第１ＴＤＦと第２ＴＤＦとの間に可変
光減衰器が設けられたもので、利得の傾斜を調整するこ
とを意図したものである。このＴＤＦＡは、信号光が該
ＴＤＦＡに到達するまでに伝搬する光伝送路における損
失の傾斜の変動および誘導ラマン散乱に因り生じる各波
長の信号光のパワーの偏差を補償することを目的とする
ものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献１
に記載されたＴＤＦＡは、実使用状態と比較するとトー
タル入力信号光パワー（−１３ｄＢｍ）が小さく、励起
光パワーに対して利得飽和しない程度であったことか
ら、利得の傾斜を一定に維持したまま、利得の大きさの
みを調整し得たものである。多波長の信号光を波長多重
して光伝送する波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Div
ision Multiplexing）光通信システムでは、波長多重度
の向上が検討されていることから、これら多波長の信号
光を一括して光増幅するＴＤＦＡに入力する信号光のト
ータルパワーは実際には更に大きくなることが予想され
る。また、また、実使用状態を考慮するならば、トータ
ル入力信号光パワーを一定とすべきではなく、出力信号
光パワーを一定とすべく利得の大きさを制御すべきであ
る。また、文献２に記載されたＴＤＦＡは、実使用状態
において想定される光伝送路の損失の動的変動や信号光
の波数の動的変動が考慮されていない。更に、陸上の光
通信システムでは、伝送装置は一般に温度０℃〜６５℃
の環境で動作する必要があるが、ＴＤＦの利得スペクト
ルの温度依存性が考慮された事例はない。

【００１０】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、実使用状態において想定される条件下
においても利得の大きさと利得スペクトル形状とを制御
し得る光増幅器（ＴＤＦＡ）、および、この光増幅器を
含む光通信システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光増幅器
は、入力端に入力した信号光を光増幅して、その光増幅
した信号光を出力端より出力する光増幅器であって、
(1) 入力端から出力端へ至る信号光伝搬経路上に設けら
れ、Ｔｍ元素が光導波領域に添加され信号光を光増幅す
る光導波路と、(2) 励起光を光導波路に供給する励起光
供給手段と、(3) 信号光伝搬経路上に光導波路と直列的
に設けられ、信号光波長における透過特性が可変である
透過特性可変光部品と、(4) 入力端に入力する信号光の
パワーもしくは波数、または、出力端より出力される光
のパワーを検知する信号光検知部と、(5) 信号光検知部
による検知結果に基づいて、励起光供給手段より光導波
路に供給される励起光のパワーを調整するとともに、信
号光波長における透過特性可変光部品の透過特性をも調
整して、光導波路における信号光増幅の利得の大きさ及
び利得スペクトルの形状の双方を制御する制御部とを備
えることを特徴とする。励起光供給手段は、波長１．０
５μｍ帯または波長１．４μｍ帯の励起光を光導波路に
供給するとともに、波長１．２μｍ帯または波長１．５
５〜１．６５μｍ帯の励起光を光導波路に供給するのが
好適である。

【００１２】この光増幅器は以下のように作用する。入
力端から出力端へ至る信号光伝搬経路上に設けられＴｍ
元素が光導波領域に添加された光導波路は、励起光供給
手段により励起光が供給される。入力端に入力したＳバ
ンドの信号光は、この光導波路により光増幅され、透過
特性可変光部品により損失を受けて、出力端より出力さ
れる。また、入力端に入力する信号光のパワーもしくは
波数、または、出力端より出力される光のパワーは、信
号光検知部により検知される。そして、制御部により、
信号光検知部による検知結果に基づいて、励起光供給手
段より光導波路に供給される励起光のパワーが調整され
るとともに、信号光波長における透過特性可変光部品の
透過特性も調整されて、光導波路における信号光増幅の
利得の大きさ及び利得スペクトルの形状の双方が制御さ
れる。この光増幅器は、実使用状態において想定される
条件下においても利得の大きさと利得スペクトル形状と
が制御され得る。

【００１３】また、本発明に係る光増幅器では、信号光
検知部は、光導波路における信号光増幅の利得帯域内の
２以上の波長で、出力端より出力する信号光のパワー、
光導波路における信号光増幅の利得、または、ＡＳＥ光
のパワーを検知するのが好適である。この場合には、出
力信号光パワー、利得またはＡＳＥ光パワーが信号光検
知部により２以上の波長で検知され、これに基づいて利
得の大きさ及び利得傾斜の双方が求められる。

【００１４】また、本発明に係る光増幅器では、信号光
検知部は、光導波路の側方に出射される自然放出光のパ
ワーを検出することで、光導波路における信号光増幅の
利得を検知するのが好適である。或いは、信号光検知部
は、(1) 光導波路より出力された光のパワーの一部を分
岐して取り出す光分岐カプラと、(2) 光分岐カプラによ
り取り出された光のうち特定波長の光を選択的に透過さ
せるフィルタと、(3)フィルタを透過した特定波長の光
のパワーを検出する受光部とを有するのが好適である。
或いは、信号光検知部は、(1) 光導波路より出力された
光のパワーの一部を分岐して取り出す光分岐カプラと、
(2) 光分岐カプラにより取り出された光を回折する回折
格子と、(3) 回折格子により回折された光のうち特定波
長の光のパワーを検出する受光部とを有するのが好適で
ある。これら何れの場合にも、利得の大きさ及び利得傾
斜の双方が求められる。また、信号光検知部は、回折格
子により回折された光のスペクトルに基づいて、入力端
に入力する信号光の波数を検知するのが好適であり、こ
の場合には、上位監視システムから独立した制御が可能
となる。

【００１５】また、本発明に係る光増幅器では、信号光
検知部は、入力端に入力する信号光の全パワー、およ
び、出力端より出力される光の全パワーを検知するのが
好適である。或いは、信号光検知部は、信号光本線以外
から受け渡される情報に基づいて、入力端に入力する信
号光の波数を検知するのが好適である。これらの場合に
は、簡易な信号光検知部は簡易な構成となる。

【００１６】また、本発明に係る光増幅器では、透過特
性可変光部品は、信号光波長における透過率が可変であ
るのが好適である。また、このとき、制御部は、入力端
に入力する信号光の波数に基づいて、励起光供給手段よ
り光導波路に供給される波長１．２μｍ帯または波長
１．５５〜１．６５μｍ帯の励起光のパワーを調整し、
入力端に入力した信号光のパワーまたは出力端より出力
されるべき信号光パワーの目標値に基づいて、信号光波
長における透過特性可変光部品の透過率を調整して、光
導波路における信号光増幅の利得スペクトルの形状を制
御し、励起光供給手段より光導波路に供給される波長
１．０５μｍ帯または波長１．４μｍ帯の励起光のパワ
ーを調整して、出力端より出力される各波長の信号光の
パワーを制御するのが好適である。また、入力端に入力
する各波長の信号光のパワーの変動量ΔＰ_in［ｄＢ］、
出力端より出力されるべき各波長の信号光の目標パワー
の変動量ΔＰ_out［ｄＢ］、および、入力端に入力する
信号光の波数に応じた値を有する係数Ｘに対して、透過
特性可変光部品の透過率の変動量ΔＡ［ｄＢ］が「ΔＡ
＝Ｘ・（ΔＰ_in−ΔＰ_out）」なる式で表されるのが好
適である。この場合には、信号光波長における透過率が
可変である透過特性可変光部品が用いられて、この透過
特性可変光部品の透過率が調整されるとともに、励起光
源から出力される励起光のパワーが調整されて、利得の
大きさ及び利得傾斜が制御される。このように制御され
ることで、励起光パワーの変動幅が小さくなり好まし
い。

【００１７】また、本発明に係る光増幅器では、透過特
性可変光部品は、信号光波長域における損失スペクトル
の傾斜が可変であるのが好適である。また、このとき、
制御部は、入力端に入力する信号光の波数に基づいて、
励起光供給手段より光導波路に供給される波長１．２μ
ｍ帯または波長１．５５〜１．６５μｍ帯の励起光のパ
ワーを調整し、入力端に入力した信号光のパワーまたは
出力端より出力されるべき信号光パワーの目標値に基づ
いて、信号光波長域における透過特性可変光部品の損失
スペクトルの傾斜を調整して、光導波路における信号光
増幅の利得スペクトルの形状を制御し、励起光供給手段
より光導波路に供給される波長１．０５μｍ帯または波
長１．４μｍ帯の励起光のパワーを調整して、出力端よ
り出力される各波長の信号光のパワーを制御するのが好
適である。また、入力端に入力する各波長の信号光のパ
ワーの変動量ΔＰ_in［ｄＢ］、出力端より出力されるべ
き各波長の信号光の目標パワーの変動量ΔＰ_out［ｄ
Ｂ］、および、入力端に入力する信号光の波数に応じた
値を有する係数Ｙに対して、信号光波長域における透過
特性可変光部品の損失スペクトルの傾斜の変動量ΔＳ
［ｄＢ］が「ΔＳ＝Ｙ・（ΔＰ_in−ΔＰ_out）」なる式
で表されるのが好適である。また、透過特性可変光部品
は、信号光波長域における損失スペクトルの形状が波長
軸方向にシフト可能であるのが好適である。このとき、
制御部は、入力端に入力する信号光の波数に基づいて、
信号光波長域における透過特性可変光部品の損失スペク
トルの傾斜および波長軸方向シフト量を調整し、入力端
に入力する各波長の信号光のパワーおよび出力端より出
力されるべき各波長の信号光の目標パワーに基づいて、
信号光波長域における透過特性可変光部品の損失スペク
トルの傾斜を調整して、光導波路における信号光増幅の
利得スペクトルの形状を制御し、励起光供給手段より光
導波路に供給される波長１．０５μｍ帯または波長１．
４μｍ帯の励起光のパワーを調整して、出力端より出力
される各波長の信号光のパワーを制御するのが好適であ
る。この場合には、信号光波長における損失傾斜が可変
である透過特性可変光部品が用いられて、この透過特性
可変光部品の損失傾斜が調整されるとともに、励起光源
から出力される励起光のパワーが調整されて、利得の大
きさ及び利得傾斜が制御される。このように制御される
ことで、励起光パワーの変動幅が小さくなり好ましい。

【００１８】本発明に係る光増幅器は、入力端に入力し
た信号光を光増幅して、その光増幅した信号光を出力端
より出力する光増幅器であって、(1) 入力端から出力端
へ至る信号光伝搬経路上に設けられ、Ｔｍ元素が光導波
領域に添加され信号光を光増幅する光導波路と、(2) 波
長１．２μｍ帯または波長１．５５〜１．６５μｍ帯の
励起光を光導波路に供給する励起光供給手段と、(3) 光
導波路またはその近傍の温度を検出する温度検出部と、
(4) 温度検出部による温度検出結果に基づいて、励起光
供給手段より光導波路に供給される励起光のパワーを調
整して、光導波路における信号光増幅の利得の大きさ及
び利得スペクトルの形状の双方を制御する制御部とを備
えることを特徴とする。この光増幅器では、入力端から
出力端へ至る信号光伝搬経路上に設けられＴｍ元素が光
導波領域に添加された光導波路は、励起光供給手段によ
り励起光が供給される。入力端に入力したＳバンドの信
号光は、この光導波路により光増幅されて出力端より出
力される。また、光導波路またはその近傍の温度が温度
検出部により検出される。そして、制御部により、温度
検出部による検出結果に基づいて、励起光供給手段より
光導波路に供給される励起光のパワーが調整されて、光
導波路における信号光増幅の利得の大きさ及び利得スペ
クトルの形状の双方が制御される。

【００１９】本発明に係る光増幅器は、入力端に入力し
た信号光を光増幅して、その光増幅した信号光を出力端
より出力する光増幅器であって、(1) 入力端から出力端
へ至る信号光伝搬経路上に設けられ、Ｔｍ元素が光導波
領域に添加され信号光を光増幅する光導波路と、(2) 励
起光を光導波路に供給する励起光供給手段と、(3) 信号
光伝搬経路上に設けられ、信号光波長における透過特性
が可変である透過特性可変光部品と、(4) 光導波路また
はその近傍の温度を検出する温度検出部と、(5) 温度検
出部による温度検出結果に基づいて、信号光波長におけ
る透過特性可変光部品の透過特性を調整して、光導波路
における信号光増幅の利得の大きさ及び利得スペクトル
の形状の双方を制御する制御部とを備えることを特徴と
する。この透過特性可変光部品は、信号光波長域におけ
る損失スペクトルの傾斜が可変であるのが好適であり、
また、複数のマッハツェンダ型干渉計が多段構成された
ものであるのが好適である。この光増幅器では、入力端
から出力端へ至る信号光伝搬経路上に設けられＴｍ元素
が光導波領域に添加された光導波路は、励起光供給手段
により励起光が供給される。入力端に入力したＳバンド
の信号光は、この光導波路により光増幅され、透過特性
可変光部品により損失を受けた後に、出力端より出力さ
れる。また、光導波路またはその近傍の温度が温度検出
部により検出される。そして、制御部により、温度検出
部による検出結果に基づいて、信号光波長における透過
特性可変光部品の透過特性が調整されて、光導波路にお
ける信号光増幅の利得の大きさ及び利得スペクトルの形
状の双方が制御される。

【００２０】上記の本発明に係る光増幅器に含まれる透
過特性可変光部品は、損失傾斜が可変であるだけでな
く、損失スペクトルの形状が波長方向にシフト可能であ
るのが好適であり、また、損失スペクトルの傾斜の制御
と波長方向のシフトとが互いに独立に制御可能であるの
が好適である。また、透過特性可変光部品は、損失スペ
クトルの波長方向のシフト可能量が１０ｎｍ以上である
のが好適であり、１５ｎｍ以上であれば更に好適であ
る。

【００２１】本発明に係る光通信システムは、上記の本
発明に係る何れかの光増幅器を含み、信号光を伝送する
とともに、この信号光を光増幅器により光増幅すること
を特徴とする。この光通信システムによれば、所定波長
帯域（１４５５〜１４８５ｎｍ）の信号光は、上記の光
増幅器により光増幅される。したがって、所定波長帯域
の信号光の伝送品質が優れたものとなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。

【００２３】（比較例）初めに、本実施形態に係る光増
幅器と対比されるべき比較例の光増幅器について説明す
る。図１は、比較例の光増幅器９００の構成図である。
この図に示される光増幅器９００は、入力端９０１から
出力端９０２へ向かって順に、光分岐器１１１、光アイ
ソレータ１２１、光結合器１３１、光結合器１３２、光
増幅用ファイバ１４１、光アイソレータ１２２、光アイ
ソレータ１２３、光結合器１３３、光結合器１３４、光
増幅用ファイバ１４２、光結合器１３５、光アイソレー
タ１２４および光分岐器１１２を備える。また、この光
増幅器９００は、光分岐器１１１に接続された信号光検
知部１６１、光分岐器１１２に接続された信号光検知部
１６２、光結合器１３１に接続された励起光源１７１、
光結合器１３２に接続された励起光源１７２、光結合器
１３３に接続された励起光源１７３、光結合器１３４に
接続された励起光源１７４、光結合器１３５に接続され
た励起光源１７５、および、制御部９９０を備える。

【００２４】光増幅用ファイバ１４１および１４２それ
ぞれは、フッ化物系ガラスまたはテルライト系ガラスを
ホストガラスとする光導波路であり、少なくともコア領
域にＴｍ元素が添加されているＴＤＦである。光増幅用
ファイバ１４１，１４２は、励起光が供給されることに
より所定波長帯域（１４５５〜１４８５ｎｍ）内の波長
の信号光を光増幅する。

【００２５】光結合器１３１〜１３５および励起光源１
７１〜１７５は、光増幅用ファイバ１４１，１４２に励
起光を供給する励起光供給手段として作用する。励起光
の波長帯は、１．０５μｍ帯、１．２μｍ帯、１．４μ
ｍ帯または１．５５〜１．６５μｍ帯である。励起光源
１７１〜１７５として、半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＬＦ
レーザ光源、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光源、Ｙｂレーザ光
源、半導体レーザ光源、等が好適に用いられる。

【００２６】光結合器１３１は、励起光源１７１から出
力された励起光を光結合器１３２に向けて出力するとと
もに、光アイソレータ１２１より到達した信号光をも光
結合器１３２に向けて出力する。光結合器１３２は、励
起光源１７２から出力された励起光を光増幅用ファイバ
１４１に向けて出力するとともに、光結合器１３１より
到達した光をも光増幅用ファイバ１４１に向けて出力す
る。

【００２７】光結合器１３３は、励起光源１７３から出
力された励起光を光結合器１３４に向けて出力するとと
もに、光アイソレータ１２３より到達した信号光をも光
結合器１３４に向けて出力する。光結合器１３４は、励
起光源１７４から出力された励起光を光増幅用ファイバ
１４２に向けて出力するとともに、光結合器１３３より
到達した光をも光増幅用ファイバ１４２に向けて出力す
る。光結合器１３５は、励起光源１７５から出力された
励起光を光増幅用ファイバ１４２に向けて出力するとと
もに、光増幅用ファイバ１４２より到達した光を光アイ
ソレータ１２４に向けて出力する。

【００２８】光アイソレータ１２１〜１２４それぞれ
は、光を順方向（入力端９０１から出力端９０２へ向か
う方向）にのみ光を通過させるが、逆方向には光を通過
させない。

【００２９】光分岐器１１１は、入力端９０１と光アイ
ソレータ１２１との間の光路上に設けられており、入力
端９０１に入力した光のパワーの一部を分岐して、その
分岐した光を信号光検知部１６１へ向けて出力する。信
号光検知部１６１は、光分岐器１１１より到達した光を
入力して、入力端９０１に入力した信号光のパワーを検
知する。また、この信号光検知部１６１は、信号光波数
を検知してもよい。

【００３０】光分岐器１１２は、光アイソレータ１２４
と出力端９０２との間の光路上に設けられており、出力
端９０２より出力される光のパワーの一部を分岐して、
その分岐した光を信号光検知部１６２へ向けて出力す
る。信号光検知部１６２は、光分岐器１１２より到達し
た光を入力して、出力端９０２より出力する信号光のパ
ワーを検知する。また、この信号光検知部１６２は、信
号光波数を検知してもよい。

【００３１】制御部９９０は、信号光検知部１６１，１
６２による検知結果を受け取り、励起光源１７１〜１７
５それぞれから出力される励起光のパワーを調整する。

【００３２】この光増幅器９００では、励起光源１７
１，１７２より出力された励起光は、光増幅用ファイバ
１４１へ順方向に供給される。励起光源１７３，１７４
より出力された励起光は、光増幅用ファイバ１４２へ順
方向に供給される。また、励起光源１７５より出力され
た励起光は、光増幅用ファイバ１４２へ逆方向に供給さ
れる。

【００３３】入力端９０１に入力した信号光は、光分岐
器１１１、光アイソレータ１２１、光結合器１３１およ
び光結合器１３２を順に経て、光増幅用ファイバ１４１
に入力し、この光増幅用ファイバ１４１において光増幅
される。光増幅用ファイバ１４１において光増幅された
信号光は、光アイソレータ１２２、光アイソレータ１２
３、光結合器１３３および光結合器１３４を順に経て、
光増幅用ファイバ１４２に入力し、この光増幅用ファイ
バ１４２において光増幅される。光増幅用ファイバ１４
２において光増幅された信号光は、光結合器１３５、光
アイソレータ１２４および光分岐器１１２を順に経て、
出力端９０２より出力される。

【００３４】光分岐器１１１において信号光のパワーの
一部が分岐され、その分岐された信号光は信号光検知部
１６１に入力して、この信号光検知部１６１により、入
力信号光のパワーが検知される。また、光分岐器１１２
において信号光のパワーの一部が分岐され、その分岐さ
れた信号光は信号光検知部１６２に入力して、この信号
光検知部１６２により、出力信号光のパワーが検知され
る。そして、制御部９９０により、信号光検知部１６
１，１６２による検知結果に基づいて、励起光源１７１
〜１７５それぞれから出力される励起光のパワーが調整
され、このようにして、光増幅器９００における信号光
増幅の利得または出力信号光パワーが制御される。

【００３５】次に、比較例の光増幅器９００のより具体
的な構成について説明する。この光増幅器９００の入力
端９０１に入力する信号光は、波長帯域１４７０．３〜
１４９３．０ｎｍ内の最大３２波（１００ＧＨｚ間隔）
であり、波長毎のパワーが−２９±４ｄＢｍであるとす
る。また、出力端９０２より出力されるべき各波長の信
号光の目標パワーが＋３．５ｄＢｍであるとする。各波
長の入力信号光のパワーの変動（±４ｄＢｍ）は、光増
幅器を中継器として用いた場合に前スパンの損失変動に
相当する。前段の光増幅用ファイバ１４１は、Ｔｍ濃度
が２０００ｐｐｍであり、全長が２０ｍであるとする。
後段の光増幅用ファイバ１４２は、Ｔｍ濃度が２０００
ｐｐｍであり、全長が２５ｍであるとする。

【００３６】励起光源１７２より前段の光増幅用ファイ
バ１４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．４
２μｍであって、パワーが１４０ｍＷで一定であるとす
る。励起光源１７４より後段の光増幅用ファイバ１４２
に順方向に供給される励起光は、波長が１．４２μｍで
あって、最大パワーが８０ｍＷであるとする。励起光源
１７５より後段の光増幅用ファイバ１４２に逆方向に供
給される励起光は、波長が１．４２μｍであって、最大
パワーが１５０ｍＷであるとする。これら各々は、現在
市販されている半導体レーザ光源１個で実現可能であ
る。

【００３７】励起光源１７１より前段の光増幅用ファイ
バ１４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．５
６μｍであって、パワーが＋１１ｄＢｍで一定であると
する。励起光源１７３より前段の光増幅用ファイバ１４
２に順方向に供給される励起光は、波長が１．５６μｍ
であって、パワーが＋１１ｄＢｍで一定であるとする。
現在市販されている波長１．５６μｍの光を出力する半
導体レーザ光源として、最大出力パワーが＋１３ｄＢｍ
であるものがある。２つの光結合器の挿入損失の和（１
ｄＢを幾らか超える程度）を考慮すれば、光増幅用ファ
イバ１４１，１４２への入力点における励起光パワーが
＋１１ｄＢｍであるというのは妥当な範囲内である。

【００３８】図２は、比較例の光増幅器９００の入力信
号光３２波時の利得スペクトルを示す図である。図３
は、比較例の光増幅器９００の入力信号光３２波時の出
力信号光スペクトルを示す図である。これらの図には、
入力信号光の波数が３２で、トータル入力信号光パワー
が−１８ｄＢｍ，−１６ｄＢｍ，−１４ｄＢｍ，−１２
ｄＢｍおよび−１０ｄＢｍの各値である場合について、
利得スペクトルまたは出力信号光スペクトルが示されて
いる。図３では、トータル入力信号光パワーが−１４ｄ
Ｂｍであるときを基準として、この基準との偏差が示さ
れている。図２から判るように、入力信号光パワーが大
きいほど、利得スペクトルは長波長側にシフトする。ま
た、図３から判るように、出力信号光スペクトルは、信
号光波長域で略直線的な形状を維持したまま、入力信号
光パワーが大きいほど傾斜が負から正へ大きくなってい
く。特に信号光波長域の両端付近では、出力信号光パワ
ーは±１ｄＢ以上も変動する。

【００３９】ここでは、ＡＳＥ（Amplified Spontaneou
s Emission）光をも含むトータル出力光パワーがトータ
ル入力信号光パワーの関数（図４）となるように、励起
光源１７４，１７５より光増幅用ファイバ１４２に供給
される励起光のパワーを調整して、トータル出力信号光
パワーが＋１８．５ｄＢｍとなるよう制御した。なお、
トータル出力信号光パワーの目標値からのトータル出力
光パワーの乖離分は、

【数１】 なる式で表されるＡＳＥ光パワーＰ_ASEである。ここ
で、Ｐ_inは入力信号光パワーであり、λは波長であり、
Ｇは利得であり、ＮＦは雑音指数である。

【００４０】特に、雑音指数ＮＦの入力信号光パワーＰ
_in依存性が無視し得るほど小さいときには、ＡＳＥ光パ
ワーＰ_ASEは利得Ｇの１次関数として簡易に表される。
雑音指数ＮＦの入力信号光パワーＰ_in依存性を小さくす
るには、前段の光増幅用ファイバ１４１へ供給される励
起光のパワーを大きくして光増幅用ファイバ１４１を利
得飽和の状態としておけばよい。

【００４１】以上のような制御方式では、入力信号光お
よび出力光それぞれのトータルパワーを信号光検知部１
６１，１６２により検知すればよいので、制御が容易で
ある。しかし、実際の光通信システムでは、中継区間の
損失の変動だけでなく、送受信すべき情報の容量などに
応じて信号光波数の変動もあり得る。そこで、以下で
は、信号光波数の変動の影響について説明する。

【００４２】図５は、比較例の光増幅器９００の入力信
号光８波時の利得スペクトルを示す図である。図６は、
比較例の光増幅器９００の入力信号光８波時の出力信号
光スペクトルを示す図である。これらの図には、入力信
号光の波数が８で、トータル入力信号光パワーが−２４
ｄＢｍ，−２２ｄＢｍ，−２０ｄＢｍ，−１８ｄＢｍお
よび−１６ｄＢｍの各値である場合について、利得スペ
クトルまたは出力信号光スペクトルが示されている。図
６では、トータル入力信号光パワーが−１４ｄＢｍであ
るときを基準として、この基準との偏差が示されてい
る。図５から判るように、入力信号光パワーが大きいほ
ど、利得スペクトルは長波長側にシフトする。また、図
６から判るように、出力信号光スペクトルは、信号光波
長域で略直線的な形状を維持したまま、入力信号光パワ
ーが大きいほど傾斜が負から正へ大きくなっていく。特
に波長１４９３ｎｍ付近では、出力信号光パワーは±１
ｄＢ以上も変動する。

【００４３】入力信号光の波数が３２であるときの利得
スペクトル（図２）と、入力信号光の波数が８であると
きの利得スペクトル（図５）とを比較すると、波長毎の
入力信号光パワーが同じであっても、利得スペクトルは
異なっている。このような現象は、ＥＤＦＡでは見られ
ず、Ｔｍイオンの４準位系の遷移を利用するＴＤＦＡに
特有のものである。

【００４４】図３に見られるような出力信号光スペクト
ルの変動を抑制するための１手段として、信号光波長域
の両端付近の出力信号光パワーの偏差が零となるように
（すなわち、利得傾斜が零となるように）、励起光源１
７１，１７３から光増幅用ファイバ１４１，１４２に供
給される波長１．５６μｍの励起光のパワーを制御する
ことが考えられる。図７は、波長１．５６μｍ励起光パ
ワーを制御したときの比較例の光増幅器９００の入力信
号光３２波時の利得スペクトルを示す図である。図８
は、波長１．５６μｍ励起光パワーを制御したときの比
較例の光増幅器９００の入力信号光３２波時の出力信号
光スペクトルを示す図である。図９は、比較例の光増幅
器９００における波長１．５６μｍ励起光パワーとトー
タル入力信号光パワーとの関係を示す図である。

【００４５】図９に示されるように、トータル入力信号
光パワーが大きいほど、励起光源１７１，１７３から光
増幅用ファイバ１４１，１４２に供給される波長１．５
６μｍの励起光のパワーは小さくされる。このときの利
得スペクトルは、図７に示されるように、入力信号光パ
ワーに依存した波長シフトが抑制される。また、このと
きの出力信号光スペクトルは、図８に示されるように、
傾斜の変動が抑制されるものの、波長１４９３ｎｍ付近
では出力信号光パワーの変動が±０．４ｄＢ程度となっ
ている。

【００４６】陸上で用いられる中継器としての光増幅器
では、利得偏差は１ｄＢ_p-p以下であることが望まし
い。しかし、上記の例では、入力信号光パワーが変動し
ただけで、この利得偏差の許容値にほぼ達する。このこ
とから、例えば、光増幅器９００の利得を等化する利得
等化フィルタを挿入した場合に、その利得等化フィルタ
の製造バラツキ等により、必要なマージンが無くなると
いう問題がある。また、各波長の入力信号光パワーの変
動幅を上記の例の８ｄＢ_p-pより大きく設定しなければ
ならない場合もあり、この場合には、出力信号光パワー
の変動が±０．４ｄＢ程度を超えることになる。このよ
うに、比較例の光増幅器９００は、実使用状態において
想定される条件下において使用するには不充分なもので
ある。

【００４７】（第１実施形態）次に、本発明に係る光増
幅器の第１実施形態について説明する。図１０は、第１
実施形態に係る光増幅器１００の構成図である。この図
に示される光増幅器１００は、入力端１０１から出力端
１０２へ向かって順に、光分岐器１１１、光アイソレー
タ１２１、光結合器１３１、光結合器１３２、光増幅用
ファイバ１４１、光アイソレータ１２２、透過特性可変
光部品１５０、光アイソレータ１２３、光結合器１３
３、光結合器１３４、光増幅用ファイバ１４２、光結合
器１３５、光アイソレータ１２４および光分岐器１１２
を備える。また、この光増幅器１００は、光分岐器１１
１に接続された信号光検知部１６１、光分岐器１１２に
接続された信号光検知部１６２、光結合器１３１に接続
された励起光源１７１、光結合器１３２に接続された励
起光源１７２、光結合器１３３に接続された励起光源１
７３、光結合器１３４に接続された励起光源１７４、光
結合器１３５に接続された励起光源１７５、および、制
御部１９０を備える。

【００４８】比較例の光増幅器９００（図１）と比較す
ると、この第１実施形態の光増幅器１００は、光アイソ
レータ１２２と光アイソレータ１２３との間に透過特性
可変光部品１５０が設けられている点、および、制御部
９９０に替えて制御部１９０が設けられている点、で相
違する。透過特性可変光部品１５０は、信号光波長にお
ける透過率が可変のものであり、その透過率が制御部１
９０により制御される。制御部１９０は、信号光検知部
１６１，１６２による検知結果（入力信号光パワー、信
号光波数、出力信号光パワー）を受け取り、或いは、信
号光本線以外の例えば監視システムより信号光波数情報
を受け取り、これらの何れかに基づいて、励起光源１７
１〜１７５それぞれから出力される励起光のパワーを制
御し、また、透過特性可変光部品１５０の透過率を制御
する。

【００４９】信号光検知部１６１，１６２は、光増幅用
ファイバ１４１，１４２の信号光増幅の利得帯域におけ
る２以上の波長で、出力信号光パワー、光増幅の利得お
よびＡＳＥ光のパワーの何れかを検知するものである。
また、信号光検知部１６１は入力信号光の全パワーを検
知してもよいし、信号光検知部１６２は出力光の全パワ
ーを検知してもよい。或いは、光増幅用ファイバ１４
１，１４２の側方に出射される自然放出光のパワーを検
出することで、光増幅用ファイバ１４１，１４２におけ
る光増幅の利得を検知するようにしてもよい。また、監
視システムから受け渡される情報に基づいて、信号光波
数を検知してもよい。

【００５０】図１１は、第１実施形態に係る光増幅器１
００の信号光検知部１６２の構成例を示す図である。こ
の図に示される信号光検知部１６２は、光分岐器１６３
₁，１６３₂、光フィルタ１６４₁，１６４₂、および、受
光素子１６５₁〜１６５₃を有している。光分岐器１６３
₁は、光分岐器１１２より到達した光を２分岐して、分
岐した一方の光を光分岐器１６３₂へ向けて出力し、他
方の光を受光素子１６５₃へ向けて出力する。光分岐器
１６３₂は、光分岐器１６３₁より到達した光を２分岐し
て、分岐した一方の光を光フィルタ１６４₁へ向けて出
力し、他方の光を光フィルタ１６４₂へ向けて出力す
る。

【００５１】光フィルタ１６４₁は、光分岐器１６３₂よ
り到達した光を入力して、光増幅用ファイバ１４２にお
いて光増幅された信号光の波長帯域のうち短波長側にあ
る特定波長の光を選択的に透過させる。光フィルタ１６
４₂は、光分岐器１６３₂より到達した光を入力して、信
号光波長帯域のうち長波長側にある特定波長の光を選択
的に透過させる。

【００５２】受光素子１６５₁は、光フィルタ１６４₁を
透過した光を受光し、その受光した光のパワーに応じた
電気信号を制御部１９０へ向けて出力する。受光素子１
６５ ₂は、光フィルタ１６４₂を透過した光を受光し、そ
の受光した光のパワーに応じた電気信号を制御部１９０
へ向けて出力する。また、受光素子１６５₃は、光分岐
器１６３₁より到達した光を受光し、その受光した光の
パワーに応じた電気信号を制御部１９０へ向けて出力す
る。

【００５３】したがって、図１１に示される信号光検知
部１６２は、受光素子１６５₁および１６５₂により、光
分岐器１１２より到達した光のパワーを２波長でモニタ
することができ、利得傾斜をモニタすることができる。
また、この信号光検知部１６２は、受光素子１６５₃に
より、光分岐器１１２より到達した光の全パワーをモニ
タすることができる。この信号光検知部１６２は簡易な
構成で安価である点で好適である。なお、図１１におい
て、光フィルタ１６４₂および受光素子１６５₂を設ける
ことなく、光フィルタ１６４₁として透過波長域が可変
のものを用いてもよい。

【００５４】図１２は、第１実施形態に係る光増幅器１
００の信号光検知部１６２の他の構成例を示す図であ
る。この図に示される信号光検知部１６２は、アレイ導
波路型回折格子（ＡＷＧ: Arrayed Waveguide Gratin
g）１６６および受光素子１６７₁〜１６７_Nを有してい
る。ただし、Ｎは２以上の整数である。

【００５５】ＡＷＧ１６６は、平面基板上に複数本の光
導波路がアレイ状に形成されてなる回折格子であって、
入力した光を合波または分波して出力することができ
る。ここでは、ＡＷＧ１６６は光分波器として用いられ
る。すなわち、ＡＷＧ１６６は、光分岐器１１２より到
達した光を分波して、その分波した各波長の光を受光素
子１６７₁〜１６７_Nへ向けて出力する。受光素子１６７
₁〜１６７_Nそれぞれは、ＡＷＧ１６６により出力されて
到達した各波長の光を受光し、その受光した光のパワー
に応じた電気信号を制御部１９０へ向けて出力する。

【００５６】したがって、図１２に示される信号光検知
部１６２は、受光素子１６７₁〜１６７_Nにより、光分岐
器１１２より到達した光のパワーをＮ波長でモニタする
ことができ、利得傾斜をモニタすることができる。ま
た、この信号光検知部１６２は、受光素子１６７₁〜１
６７_Nそれぞれによるモニタ結果に基づいて、光分岐器
１１２より到達した光の全パワーをモニタすることがで
きる。この信号光検知部１６２は、多くの波長で高精度
にモニタすることができ、また、信号光波数を検知する
ことできるので、これらの点で好適である。

【００５７】次に、第１実施形態に係る光増幅器１００
のより具体的な構成について説明する。この光増幅器１
００の入力端１０１に入力する信号光は、波長帯域１４
７０．３〜１４９３．０ｎｍ内の最大３２波（１００Ｇ
Ｈｚ間隔）であり、波長毎のパワーが−２９±４ｄＢｍ
であるとする。また、出力端１０２より出力されるべき
各波長の信号光の目標パワーが＋３．５ｄＢｍであると
する。前段の光増幅用ファイバ１４１は、Ｔｍ濃度が２
０００ｐｐｍであり、全長が２０ｍであるとする。後段
の光増幅用ファイバ１４２は、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐ
ｍであり、全長が２５ｍであるとする。

【００５８】励起光源１７２より前段の光増幅用ファイ
バ１４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．４
２μｍであって、パワーが１４０ｍＷで一定であるとす
る。励起光源１７４より後段の光増幅用ファイバ１４２
に順方向に供給される励起光は、波長が１．４２μｍで
あって、最大パワーが８０ｍＷであるとする。励起光源
１７５より後段の光増幅用ファイバ１４２に逆方向に供
給される励起光は、波長が１．４２μｍであって、最大
パワーが１５０ｍＷであるとする。励起光源１７４，１
７５から出力される励起光のパワーは、上述した比較例
の場合と同様にして制御される。

【００５９】励起光源１７１より前段の光増幅用ファイ
バ１４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．５
６μｍであって、パワーが＋１１ｄＢｍで一定であると
する。励起光源１７３より前段の光増幅用ファイバ１４
２に順方向に供給される励起光は、波長が１．５６μｍ
であって、パワーが＋１１ｄＢｍで一定であるとする。

【００６０】また、透過特性可変光部品１５０における
損失の変動量ΔＡ［ｄＢ］は、

【数２】 なる式に基づいて制御される。ここで、ΔＰ_in［ｄＢ］
は入力信号光パワーの変動量であり、Ｘは信号光波数に
応じた値を有する係数である。なお、中継スパンに敷設
される光ファイバの品種等に応じて出力信号光の目標パ
ワーの変動量を変更する必要があるような場合には、透
過特性可変光部品１５０における損失の変動量ΔＡ［ｄ
Ｂ］は、

【数３】 なる式に基づいて制御される。ここで、ΔＰ_out［ｄ
Ｂ］は出力信号光の目標パワーの変動量である。

【００６１】図１３は、第１実施形態に係る光増幅器１
００の入力信号光３２波時の利得スペクトルを示す図で
ある。図１４は、第１実施形態に係る光増幅器１００の
入力信号光３２波時の出力信号光スペクトルを示す図で
ある。これらの図には、Ｘの値が１で、信号光波数が３
２で、トータル入力信号光パワーが−１８ｄＢｍ，−１
６ｄＢｍ，−１４ｄＢｍ，−１２ｄＢｍおよび−１０ｄ
Ｂｍの各値である場合について、利得スペクトルまたは
出力信号光スペクトルが示されている。図１４から判る
ように、上記(2)式に基づく制御により、信号光波長域
における出力信号光パワーの変動は−０．３ｄＢ〜＋
０．１ｄＢの範囲内に抑制されている。

【００６２】図１５は、第１実施形態に係る光増幅器１
００の入力信号光８波時の利得スペクトルを示す図であ
る。図１６は、第１実施形態に係る光増幅器１００の入
力信号光８波時の出力信号光スペクトルを示す図であ
る。これらの図には、Ｘの値が０．９で、信号光波数が
８で、トータル入力信号光パワーが−２４ｄＢｍ，−２
２ｄＢｍ，−２０ｄＢｍ，−１８ｄＢｍおよび−１６ｄ
Ｂｍの各値である場合について、利得スペクトルまたは
出力信号光スペクトルが示されている。ここでは、励起
光源１７１から光増幅用ファイバ１４１へ供給される波
長１．５６μｍの励起光のパワー、および、励起光源１
７３から光増幅用ファイバ１４２へ供給される波長１．
５６μｍの励起光のパワーそれぞれは、信号光波数の減
少に伴う利得スペクトルの短波長側へのシフトを補償す
るために、＋１２ｄＢｍに設定される。また、信号光波
数の減少に伴い利得スペクトルの傾斜が小さくなること
から、Ｘの値は０．９とされる。この場合には、信号光
波長域における出力信号光パワーの変動は±０．２ｄＢ
以内の範囲内に抑制されている。

【００６３】ただし、信号光波数が３２の場合（図１
３、図１４）および信号光波数が８の場合（図１５、図
１６）の双方で、波長毎の入力信号光パワーが−３３ｄ
Ｂｍであるときには、やはり利得傾斜が生じる。これ
は、ＥＤＦＡの場合には原理的に上記(3)式が成り立つ
（このとき、Ｘは波数に拘わらず常に値が１）のに対し
て、ＴＤＦＡの場合には、厳密には、（ΔＰ_in−ΔＰ
_out）に対してΔＡが非線形な関数であることに起因す
る。そこで、波長毎の入力信号光パワーの変動が上記の
例の８ｄＢ_p-pを超えることが想定される場合には、一
次関数である上記(3)式に替えて二次関数（または更に
高次の関数）を用いることにより、より良好な出力信号
光スペクトルを維持することができる。

【００６４】なお、励起光源１７１，１７３から出力さ
れる波長１．５６μｍの励起光のパワーを一定とし、或
いは、励起光源１７１，１７３から波長１．５６μｍの
励起光を出力しないで、励起光源１７２，１７４，１７
５それぞれから出力される波長１．４２μｍの励起光の
パワーおよび透過特性可変光部品１５０の透過率を制御
することも考えられる。しかし、この場合には、図１７
に示されるように、信号光波数が変動したときに利得傾
斜が発生する。図１７は、トータル入力信号光パワーの
各値について出力信号光スペクトルを示す図である。た
だし、Ｐ_in＝−１４ｄＢｍであってＰ_out＝＋１８．５
ｄＢｍである場合を基準としている。この図１７に示さ
れるような利得傾斜を透過特性可変光部品１５０の透過
率の調整により補償しようとするならば、信号光波数が
３２から８へ（またはその逆に）変動したときに、透過
特性可変光部品１５０の透過率の変動量は５ｄＢも必要
となる。また、波長毎の入力信号光パワーの変動量が８
ｄＢ_p-pであると、透過特性可変光部品１５０の透過率
の変動量は１０ｄＢ以上も必要となる。このことは、雑
音特性や励起効率に関して大きなデメリットをもたらす
ので、好ましくない。

【００６５】また、信号光波数が変動した場合および波
長毎の入力信号光パワーが変動した場合の何れでも、励
起光源１７１，１７３から出力される波長１．５６μｍ
の励起光のパワーを制御するのは好ましくない。何故な
ら、既に図７〜図９で説明したとおり、信号光波数が３
２であるときでも、波長毎の入力信号光パワーが小さい
ときには、波長１．５６μｍの励起光のパワーは＋１
１．６ｄＢｍも必要となる。信号光波数が減少したとき
には、波長１．５６μｍの励起光のパワーは＋１２ｄＢ
ｍ以上も必要となる。ところが、波長１．５６μｍの光
を出力する市販の半導体レーザ光源では、最大出力パワ
ーが＋１３ｄＢｍ程度であるので、光増幅用ファイバ１
４１，１４２へ入力する時点での波長１．５６μｍの励
起光のパワーを＋１２ｄＢｍ以上とするのは困難であ
る。このことから、励起光源１７１，１７３から出力さ
れる波長１．５６μｍの励起光のパワーを制御するのは
好ましくない。

【００６６】そこで、上述したように、利得を一定に維
持すればよい信号光波数の変動時には、その信号光波数
に基づいて、各励起光源より光増幅用ファイバ１４１，
１４２に供給される励起光のパワーを調整し、また、波
長毎の入力信号光パワーまたは出力信号光パワー目標値
の変動時には、それらに基づいて、透過特性可変光部品
１５０の透過率を調整して、信号光増幅の利得スペクト
ルの形状を制御するのが好ましい。また、波長１．４２
μｍ帯の励起光のパワーを調整して、各波長の出力信号
光パワーを制御するのが好ましい。このようにすること
により、透過特性可変光部品１５０の透過率の変動量が
小さくなって、雑音特性や励起効率が優れ、また、光源
１７１，１７３が出力する波長１．５６μｍの励起光の
パワーの要求値が軽減される。

【００６７】以上では、励起光源１７１，１７３は、波
長１．５６μｍの励起光を出力するものとしたが、波長
帯１．５５〜１．６５μｍに含まれる波長の励起光を出
力するものであってもよく、後者の場合にも同程度の励
起効率が得られる。また、励起光源１７１，１７３は、
波長１．２μｍ帯の励起光を出力するものであってもよ
い。

【００６８】（第２実施形態）次に、本発明に係る光増
幅器の第２実施形態について説明する。図１８は、第２
実施形態に係る光増幅器２００の構成図である。この図
に示される光増幅器２００は、入力端２０１から出力端
２０２へ向かって順に、光分岐器１１１、光アイソレー
タ１２１、光結合器１３１、光結合器１３２、光増幅用
ファイバ１４１、光アイソレータ１２２、透過特性可変
光部品２５０、光アイソレータ１２３、光結合器１３
３、光結合器１３４、光増幅用ファイバ１４２、光結合
器１３５、光アイソレータ１２４および光分岐器１１２
を備える。また、この光増幅器２００は、光分岐器１１
１に接続された信号光検知部１６１、光分岐器１１２に
接続された信号光検知部１６２、光結合器１３１に接続
された励起光源１７１、光結合器１３２に接続された励
起光源１７２、光結合器１３３に接続された励起光源１
７３、光結合器１３４に接続された励起光源１７４、光
結合器１３５に接続された励起光源１７５、および、制
御部２９０を備える。

【００６９】第１実施形態に係る光増幅器１００（図１
０）と比較すると、この第２実施形態の光増幅器２００
は、光アイソレータ１２２と光アイソレータ１２３との
間に透過特性可変光部品１５０に替えて透過特性可変光
部品２５０が設けられている点、および、制御部１９０
に替えて制御部２９０が設けられている点、で相違す
る。透過特性可変光部品２５０は、信号光波長における
損失スペクトルの傾斜が可変のものであり、その損失傾
斜が制御部２９０により制御される。制御部２９０は、
信号光検知部１６１，１６２による検知結果（入力信号
光パワー、信号光波数、出力信号光パワー）を受け取
り、或いは、監視システムより信号光波数情報を受け取
り、これらの何れかに基づいて、励起光源１７１〜１７
５それぞれから出力される励起光のパワーを制御し、ま
た、透過特性可変光部品２５０の損失傾斜を制御する。

【００７０】図１９は、第２実施形態に係る光増幅器２
００の透過特性可変光部品２５０の構成例を示す図であ
る。この図に示される透過特性可変光部品２５０は、平
面基板２５１上に３本の光導波路２５２ａ〜２５２ｃが
形成されたものである。第１光導波路２５２ａは、基板
２５１の端面に位置する入力端２５０ａから出力端２５
０ｂに至るまで形成されている。第２光導波路２５２ｂ
は光結合器２５３ａ，２５３ｂにおいて第１光導波路２
５２ａと光結合されており、これらは第１のマッハツェ
ンダ型干渉計を構成している。第３光導波路２５２ｃは
光結合器２５３ｃ，２５３ｄにおいて第１光導波路２５
２ａと光結合されており、これらは第２のマッハツェン
ダ型干渉計を構成している。また、光結合器２５３ａと
光結合器２５３ｂとの間において、第１光導波路２５２
ａ上にヒータ２５４ａが設けられ、第２光導波路２５２
ｂ上にヒータ２５４ｂが設けられている。光結合器２５
３ｃと光結合器２５３ｄとの間において、第１光導波路
２５２ａ上にヒータ２５４ｃが設けられ、第３光導波路
２５２ｃ上にヒータ２５４ｄが設けられている。

【００７１】このように構成される透過特性可変光部品
２５０では、光結合器２５３ａと光結合器２５３ｂとの
間における第１光導波路２５２ａおよび第２光導波路２
５２ｂそれぞれの光路長の差は、ヒータ２５４ａによる
第１光導波路２５２ａの温度調整、および、ヒータ２５
４ｂによる第２光導波路２５２ｂの温度調整に依存す
る。また、光結合器２５３ｃと光結合器２５３ｄとの間
における第１光導波路２５２ａおよび第３光導波路２５
２ｃそれぞれの光路長の差は、ヒータ２５４ｃによる第
１光導波路２５２ａの温度調整、および、ヒータ２５４
ｄによる第３光導波路２５２ｃの温度調整に依存する。
そして、入力端２５０ａから出力端２５０ｂへ至る光の
透過特性は、これらの光路長差および光結合器２５３ａ
〜２５３ｄそれぞれの光結合率に依存する。

【００７２】図２０は、第２実施形態に係る光増幅器２
００の透過特性可変光部品２５０の損失スペクトルの１
例を示す図である。この図に示されるように、透過特性
可変光部品２５０の損失スペクトルは、ヒータ２５４
ａ，２５４ｂによる第１光導波路２５２ａの温度調整に
より調整可能であり、特に、特定波長における損失を略
一定に維持したまま損失傾斜を変化させることができ、
しかも、その損失［単位ｄＢ］は波長に対して略線形的
である。したがって、この透過特性可変光部品２５０
は、単なる出力一定制御時に信号光波長域で略直線的な
形状を有する出力信号光スペクトル（図３，図６）の傾
斜を補償するのに好適に用いられる。

【００７３】次に、第２実施形態に係る光増幅器２００
のより具体的な構成について説明する。この光増幅器２
００の入力端２０１に入力する信号光は、波長帯域１４
７０．３〜１４９３．０ｎｍ内の最大３２波（１００Ｇ
Ｈｚ間隔）であり、波長毎のパワーが−２９±４ｄＢｍ
であるとする。また、出力端２０２より出力されるべき
各波長の信号光の目標パワーが＋３．５ｄＢｍであると
する。前段の光増幅用ファイバ１４１は、Ｔｍ濃度が２
０００ｐｐｍであり、全長が２０ｍであるとする。後段
の光増幅用ファイバ１４２は、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐ
ｍであり、全長が２５ｍであるとする。

【００７４】励起光源１７２より前段の光増幅用ファイ
バ１４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．４
２μｍであって、パワーが１４０ｍＷで一定であるとす
る。励起光源１７４より後段の光増幅用ファイバ１４２
に順方向に供給される励起光は、波長が１．４２μｍで
あって、最大パワーが８０ｍＷであるとする。励起光源
１７５より後段の光増幅用ファイバ１４２に逆方向に供
給される励起光は、波長が１．４２μｍであって、最大
パワーが１５０ｍＷであるとする。励起光源１７４，１
７５から出力される励起光のパワーは、上述した比較例
の場合と同様にして制御される。

【００７５】励起光源１７１より前段の光増幅用ファイ
バ１４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．５
６μｍであって、パワーが＋１１ｄＢｍで一定であると
する。励起光源１７３より前段の光増幅用ファイバ１４
２に順方向に供給される励起光は、波長が１．５６μｍ
であって、パワーが＋１１ｄＢｍで一定であるとする。

【００７６】また、透過特性可変光部品２５０における
損失傾斜の変動量ΔＳ［ｄＢ］は、

【数４】 なる式に基づいて制御される。ここで、ΔＰ_in［ｄＢ］
は入力信号光パワーの変動量であり、ΔＰ_out［ｄＢ］
は出力信号光の目標パワーの変動量であり、Ｙは、信号
光波数に応じた値を有する係数である。信号光波数が少
ないほど、係数Ｙの値は小さい。これは、信号光波数が
少ないほど、光増幅用ファイバ１７４，１７５中のＴｍ
イオンの飽和の度合いに対する入力信号光の影響が小さ
くなるからである。

【００７７】図２１は、第２実施形態に係る光増幅器２
００の入力信号光３２波時の利得スペクトルを示す図で
ある。図２２は、第２実施形態に係る光増幅器２００の
入力信号光３２波時の出力信号光スペクトルを示す図で
ある。図２３は、第２実施形態に係る光増幅器２００の
透過特性可変光部品２５０の入力信号光３２波時の損失
スペクトルを示す図である。これらの図には、Ｙの値が
０．７で、信号光波数が３２で、トータル入力信号光パ
ワーが−１８ｄＢｍ，−１６ｄＢｍ，−１４ｄＢｍ，−
１２ｄＢｍおよび−１０ｄＢｍの各値である場合につい
て、利得スペクトル、出力信号光スペクトルまたは損失
スペクトルが示されている。図２２から判るように、上
記(4)式に基づく制御により、信号光波長域における出
力信号光パワーの変動は±０．３ｄＢの範囲内に抑制さ
れている。

【００７８】信号光の波数および波長毎の信号光入出力
パワーの双方が変動する場合、第１実施形態で説明した
とおり、利得を一定に維持すればよい信号光波数変動時
には、その信号光波数に基づいて、励起光源１７１，１
７３から出力される励起光のパワーを調整し、波長毎の
入力信号光パワーまたは出力信号光パワー目標値の変動
時には、それらに基づいて、透過特性可変光部品２５０
の入力信号を調整して、信号光増幅の利得スペクトルの
形状を制御することが望ましい。本制御方式により、光
源１７１，１７３が出力する波長１．５６μｍ帯の励起
光のパワーの要求値が軽減され、また、透過特性可変光
部品２５０において実現しなければならない損失スペク
トル傾斜の最大値が軽減される。

【００７９】なお、この光増幅器２００において透過特
性が可変の透過特性可変光部品が無く、励起光源１７
１，１７３から出力される励起光のパワーが一定に維持
されるとした場合、信号光波数が３２から８に変動した
ときに、図１７に示されたように利得傾斜が発生する。
一方、図１９に示された構成の透過特性可変光部品２５
０は、損失傾斜が可変であるだけでなく、損失スペクト
ルの形状が波長軸方向にシフト可能である。すなわち、
透過特性可変光部品２５０は、その損失傾斜を変化させ
たときに損失が略一定に維持される特定波長（クロスポ
イント）も可変である。したがって、信号光波数が変動
したときに、図１７に示されるように波長１４７６ｎｍ
をクロスポイントとして利得傾斜が生じるような場合に
は、透過特性可変光部品２５０の損失傾斜およびクロス
ポイントの双方を変更することで、信号光波長域におけ
る出力信号光パワーの変動が小さく抑制され得る。

【００８０】また、このような損失スペクトルの傾斜が
可変である透過特性可変光部品２５０は、第１実施形態
における透過率が可変である透過特性可変光部品１５０
と比較して、信号光波長域における平均の損失が小さい
点でも好ましく、また、波長毎の入力信号光パワーが大
きいときの雑音指数が改善される点でも好ましい。図２
４は、第１実施形態に係る光増幅器１００の雑音指数特
性を示す図である。図２５は、第２実施形態に係る光増
幅器２００の雑音指数特性を示す図である。これらの図
は、信号光波数が３２であるときの雑音指数の波長依存
性が示されている。これらの図を対比してわかるよう
に、波長毎の入力信号光パワーがー２５ｄＢｍと大きい
ときに、損失スペクトルの傾斜が可変である透過特性可
変光部品２５０を有する第２実施形態に係る光増幅器２
００の方が雑音指数は良好となっている。波長毎の入力
信号光パワーの変動幅が更に大きいときには、雑音指数
の観点において、光増幅器２００の方が更に優位とな
る。

【００８１】（第３実施形態）次に、本発明に係る光増
幅器の第３実施形態について説明する。図２６は、第３
実施形態に係る光増幅器３００の構成図である。この図
に示される光増幅器３００は、入力端３０１から出力端
３０２へ向かって順に、光分岐器３１１、光アイソレー
タ３２１、光結合器３３１、光増幅用ファイバ３４１、
光結合器３３２、光アイソレータ３２２、透過特性可変
光部品３５０、光結合器３３４、光増幅用ファイバ３４
２、光結合器３３５、光アイソレータ３２３および光分
岐器３１２を備える。また、この光増幅器３００は、光
分岐器３１１に接続された信号光検知部３６１、光分岐
器３１２に接続された信号光検知部３６２、光結合器３
３１に接続された励起光源３７１、光結合器３３２に接
続された励起光源３７２、光結合器３３４に接続された
励起光源３７４、光結合器３３５に接続された励起光源
３７５、および、制御部３９０を備える。

【００８２】光増幅用ファイバ３４１および３４２それ
ぞれは、フッ化物系ガラスまたはテルライト系ガラスを
ホストガラスとする光導波路であり、少なくともコア領
域にＴｍ元素が添加されているＴＤＦである。光増幅用
ファイバ３４１，３４２は、励起光が供給されることに
より所定波長帯域（１４５５〜１４８５ｎｍ）内の波長
の信号光を光増幅する。

【００８３】光結合器３３１〜３３５および励起光源３
７１〜３７５は、光増幅用ファイバ３４１，３４２に励
起光を供給する励起光供給手段として作用する。励起光
の波長帯は、１．０５μｍ帯、１．２μｍ帯、１．４μ
ｍ帯または１．５５〜１．６５μｍ帯である。励起光源
３７１〜３７５として、半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＬＦ
レーザ光源、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光源、Ｙｂレーザ光
源、半導体レーザ光源、等が好適に用いられる。

【００８４】光結合器３３１は、励起光源３７１から出
力された励起光を光増幅用ファイバ３４１に向けて出力
するとともに、光アイソレータ３２１より到達した信号
光をも光増幅用ファイバ３４１に向けて出力する。光結
合器３３２は、励起光源３７２から出力された励起光を
光増幅用ファイバ３４１に向けて出力するとともに、光
増幅用ファイバ３４１より到達した光を光アイソレータ
３２２に向けて出力する。

【００８５】光結合器３３４は、励起光源３７４から出
力された励起光を光増幅用ファイバ３４２に向けて出力
するとともに、透過特性可変光部品３５０より到達した
光をも光増幅用ファイバ３４２に向けて出力する。光結
合器３３５は、励起光源３７５から出力された励起光を
光増幅用ファイバ３４２に向けて出力するとともに、光
増幅用ファイバ３４２より到達した光を光アイソレータ
３２４に向けて出力する。

【００８６】光アイソレータ３２１〜３２３それぞれ
は、光を順方向（入力端３０１から出力端３０２へ向か
う方向）にのみ光を通過させるが、逆方向には光を通過
させない。

【００８７】光分岐器３１１は、入力端３０１と光アイ
ソレータ３２１との間の光路上に設けられており、入力
端３０１に入力した光のパワーの一部を分岐して、その
分岐した光を信号光検知部３６１へ向けて出力する。信
号光検知部３６１は、光分岐器３１１より到達した光を
入力して、入力端３０１に入力した信号光のパワーを検
知する。光分岐器３１２は、光アイソレータ３２３と出
力端３０２との間の光路上に設けられており、出力端３
０２より出力される光のパワーの一部を分岐して、その
分岐した光を信号光検知部３６２へ向けて出力する。信
号光検知部３６２は、光分岐器３１２より到達した光を
入力して、出力端３０２より出力する信号光のパワーを
検知する。また、信号光検知部３６１，３６２は、信号
光波数を検知してもよい。信号光検知部３６２は、第１
実施形態で説明したものと同様の構成である。

【００８８】信号光検知部３６１，３６２は、光増幅用
ファイバ３４１，３４２の信号光増幅の利得帯域におけ
る２以上の波長で、出力信号光パワー、光増幅の利得お
よびＡＳＥ光のパワーの何れかを検知するものである。
また、信号光検知部１６１は入力信号光の全パワーを検
知してもよいし、信号光検知部１６２は出力光の全パワ
ーを検知してもよい。或いは、光増幅用ファイバ１４
１，１４２の側方に出射される自然放出光のパワーを検
出することで、光増幅用ファイバ１４１，１４２におけ
る光増幅の利得を検知するようにしてもよい。また、信
号光本線以外の例えば監視システムから受け渡される情
報に基づいて、信号光波数を検知してもよい。

【００８９】透過特性可変光部品３５０は、信号光波長
における損失スペクトルの傾斜が可変のものであり、そ
の損失傾斜が制御部３９０により制御される。この透過
特性可変光部品３５０は、第２実施形態で説明したもの
と同様の構成である。制御部３９０は、信号光検知部３
６１，３６２による検知結果（入力信号光パワー、信号
光波数、出力信号光パワー）を受け取り、或いは、監視
システムより信号光波数情報を受け取り、これらの何れ
かに基づいて、励起光源３７１〜３７４それぞれから出
力される励起光のパワーを制御し、また、透過特性可変
光部品３５０の損失傾斜を制御する。

【００９０】この光増幅器３００では、励起光源３７１
より出力された励起光は、光増幅用ファイバ３４１へ順
方向に供給される。励起光源３７２より出力された励起
光は、光増幅用ファイバ３４１へ逆方向に供給される。
励起光源３７４より出力された励起光は、光増幅用ファ
イバ３４２へ順方向に供給される。また、励起光源３７
５より出力された励起光は、光増幅用ファイバ３４２へ
逆方向に供給される。

【００９１】入力端３０１に入力した信号光は、光分岐
器３１１、光アイソレータ３２１および光結合器３３１
を順に経て、光増幅用ファイバ３４１に入力し、この光
増幅用ファイバ３４１において光増幅される。光増幅用
ファイバ３４１において光増幅された信号光は、光結合
器３３２、光アイソレータ３２２、透過特性可変光部品
３５０および光結合器３３４を順に経て、光増幅用ファ
イバ３４２に入力し、この光増幅用ファイバ３４２にお
いて光増幅される。光増幅用ファイバ３４２において光
増幅された信号光は、光結合器３３５、光アイソレータ
３２３および光分岐器３１２を順に経て、出力端３０２
より出力される。

【００９２】光分岐器３１１において信号光のパワーの
一部が分岐され、その分岐された信号光は信号光検知部
３６１に入力して、この信号光検知部３６１により、入
力信号光のパワーが検知される。また、光分岐器３１２
において信号光のパワーの一部が分岐され、その分岐さ
れた信号光は信号光検知部３６２に入力して、この信号
光検知部３６２により、出力信号光のパワーが検知され
る。そして、制御部３９０により、信号光検知部３６
１，３６２による検知結果に基づいて、励起光源３７１
〜３７４それぞれから出力される励起光のパワーが調整
され、また、透過特性可変光部品３５０の損失傾斜が調
整され、このようにして、光増幅器３００における信号
光増幅の利得または出力信号光パワーが制御される。

【００９３】次に、第３実施形態に係る光増幅器３００
のより具体的な構成について説明する。この光増幅器３
００の入力端３０１に入力する信号光は、波長帯域１４
５７．４〜１４７９．７ｎｍ内の最大３２波（１００Ｇ
Ｈｚ間隔）であり、波長毎のパワーが−２９±４ｄＢｍ
であるとする。また、出力端３０２より出力されるべき
各波長の信号光の目標パワーが＋３．５ｄＢｍであると
する。前段の光増幅用ファイバ３４１は、Ｔｍ濃度が２
０００ｐｐｍであり、全長が２０ｍであるとする。後段
の光増幅用ファイバ３４２は、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐ
ｍであり、全長が２５ｍであるとする。

【００９４】励起光源３７１より前段の光増幅用ファイ
バ３４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．０
５μｍであって、パワーが１２０ｍＷで一定であるとす
る。励起光源３７２より前段の光増幅用ファイバ３４１
に逆方向に供給される励起光は、波長が１．０５μｍで
あって、パワーが４０ｍＷで一定であるとする。励起光
源３７４より後段の光増幅用ファイバ３４２に順方向に
供給される励起光は、波長が１．０５μｍであって、最
大パワーが１００ｍＷであるとする。励起光源３７５よ
り後段の光増幅用ファイバ３４２に逆方向に供給される
励起光は、波長が１．０５μｍであって、最大パワーが
２００ｍＷであるとする。励起光源３７４，３７５から
出力される励起光のパワーは、上述した比較例の場合と
同様にして制御される。これら各々は、近年開発された
半導体レーザ光源１個で実現可能である。また、励起光
源３７１および励起光源３７２それぞれから出力される
励起光の波長が同一であって各々一定パワーであり、ま
た、両者のパワーの和が１６０ｍＷであるから、２つの
励起光源３７１，３７２に替えて１つの励起光源と光分
岐器（分岐比３：１）とを設けて、この１つの励起光源
から出力された励起光を光分岐器により２分岐して光結
合器３３１，３３２へ出力するようにしてもよい。ま
た、透過特性可変光部品３５０における損失傾斜の変動
量ΔＳ［ｄＢ］は、上記(4)式に基づいて制御される。

【００９５】図２７は、第３実施形態に係る光増幅器３
００の利得スペクトルを示す図である。図２８は、第３
実施形態に係る光増幅器３００の出力信号光スペクトル
を示す図である。ここでは、透過特性可変光部品３５０
の損失傾斜は信号光波数に依らず平坦とされた。また、
これらの図中で、Ｍｉｎは波長毎の入力信号光パワーが
−３３ｄＢｍの場合を示し、Ｍｉｄは波長毎の入力信号
光パワーが−２９ｄＢｍの場合を示し、Ｍａｘは波長毎
の入力信号光パワーが−２５ｄＢｍの場合を示す。ま
た、Ｍｉｎ，ＭｉｄおよびＭａｘそれぞれに続く括弧の
中の数値は信号光波数を示す。例えば、Ｍｉｎ（３２）
は波数３２で波長毎の入力信号光パワーが−３３ｄＢｍ
の場合を示し、Ｍｉｄ（８）は波数８で波長毎の入力信
号光パワーが−２９ｄＢｍの場合を示し、Ｍａｘ（４）
は波数４で波長毎の入力信号光パワーが−２５ｄＢｍの
場合を示す。これらの図から判るように、波長１．０５
μｍの励起光を用いた場合の出力信号光スペクトルは、
波長１．４５μｍの励起光を用いた場合と比較すると直
線的ではないが、信号光波長域内では直線近似が可能で
ある。

【００９６】図２９は、第３実施形態に係る光増幅器３
００の利得スペクトルを示す図である。図３０は、第３
実施形態に係る光増幅器３００の出力信号光スペクトル
を示す図である。図３０は、第３実施形態に係る光増幅
器３００の透過特性可変光部品３５０の損失特性を示す
図である。ここでは、透過特性可変光部品３５０の損失
傾斜は信号光波数に応じて調整され、また、信号光波数
が最大波数３２で入力信号光パワーが最小値−３３ｄＢ
ｍであるときに損失傾斜が平坦となるように設定され
た。そして、信号光波数が３２であるときには上記(4)
式中の係数Ｙの値は０．３５とされ、信号光波数が８で
あるときには係数Ｙの値は０．１７とされ、信号光波数
が４であるときには係数Ｙの値は０．１３とされた。こ
れらの図から判るように、上記(4)式に基づく制御によ
り、入力信号光パワーおよび信号光波数それぞれの変動
範囲の全域において、信号光波長域における出力信号光
パワーの変動は±０．３ｄＢ以内の範囲内に抑制されて
いる。なお、このとき、波長１．２μｍ帯および波長
１．５５〜１．６５μｍ帯の何れの励起光も不要であ
る。

【００９７】なお、波長１．４μｍ帯の励起光を用いた
場合に見られたような出力信号光スペクトルの傾斜変動
におけるクロスポイントの波長シフトは、本実施形態の
ように波長１．０５μｍ帯の励起光を用いた場合には軽
微であるので、透過特性可変光部品３５０のクロスポイ
ントの波長シフトは殆ど不要である。また、透過特性可
変光部品３５０として図１９に示されるような２つのマ
ッハツェンダ型干渉計が直列に接続された構成のものが
用いられる場合には、その透過特性は波長を変数とする
正弦波関数の重ね合わせで表現できる。したがって、こ
の透過特性可変光部品３５０は、図３２に示されるよう
な非直線的な損失スペクトルの実現も可能であるので、
図２８に示されるような非直線的な出力信号光スペクト
ルを補償することも可能である。

【００９８】（第４実施形態）次に、本発明に係る光増
幅器の第４実施形態について説明する。図３３は、第４
実施形態に係る光増幅器４００の構成図である。この図
に示される光増幅器４００は、入力端４０１から出力端
４０２へ向かって順に、光分岐器３１１、光アイソレー
タ３２１、光結合器３３１、光増幅用ファイバ３４１、
光結合器３３２、光アイソレータ３２２、光結合器３３
３、光結合器３３４、光増幅用ファイバ３４２、光結合
器３３５、光アイソレータ３２３および光分岐器３１２
を備える。また、この光増幅器３００は、光分岐器３１
１に接続された信号光検知部３６１、光分岐器３１２に
接続された信号光検知部３６２、光結合器３３１に接続
された励起光源３７１、光結合器３３２に接続された励
起光源３７２、光結合器３３３に接続された励起光源３
７３、光結合器３３４に接続された励起光源３７４、光
結合器３３５に接続された励起光源３７５、光増幅用フ
ァイバ３４１またはその近傍の温度を検出する温度検出
部３８１、光増幅用ファイバ３４２またはその近傍の温
度を検出する温度検出部３８２、および、制御部４９０
を備える。

【００９９】第３実施形態に係る光増幅器３００（図２
６）と比較すると、この第４実施形態の光増幅器４００
は、透過特性可変光部品が設けられていない点、光アイ
ソレータ３２２と光結合器３３４との間に光結合器３３
３が設けられている点、この光結合器３３３に接続され
た励起光源３７３が設けられている点、温度検出部３８
１，３８２が設けられている点、および、制御部３９０
に替えて制御部４９０が設けられている点、で相違す
る。制御部４９０は、信号光検知部３６１，３６２によ
る検知結果（入力信号光パワー、信号光波数、出力信号
光パワー）および温度検出部３８１，３８２による温度
検出結果を受け取り、或いは、監視システムより信号光
波数情報を受け取り、これらの何れかに基づいて、励起
光源３７１〜３７５それぞれから出力される励起光のパ
ワーを制御する。

【０１００】次に、第４実施形態に係る光増幅器４００
のより具体的な構成について説明する。この光増幅器４
００の入力端４０１に入力する信号光は、波長帯域１４
６２．４〜１４８４．９ｎｍ内の最大３２波（１００Ｇ
Ｈｚ間隔）であり、波長毎のパワーが−２５±４ｄＢｍ
であるとする。また、出力端４０２より出力されるべき
各波長の信号光の目標パワーが＋３．５ｄＢｍであると
する。前段の光増幅用ファイバ３４１は、Ｔｍ濃度が２
０００ｐｐｍであり、全長が２０ｍであるとする。後段
の光増幅用ファイバ３４２は、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐ
ｍであり、全長が２５ｍであるとする。

【０１０１】励起光源３７１より前段の光増幅用ファイ
バ３４１に順方向に供給される励起光は、波長が１．０
５μｍであって、パワーが１２０ｍＷで一定であるとす
る。励起光源３７２より前段の光増幅用ファイバ３４１
に逆方向に供給される励起光は、波長が１．０５μｍで
あって、パワーが４０ｍＷで一定であるとする。励起光
源３７３より後段の光増幅用ファイバ３４２に順方向に
供給される励起光は、波長が１．５６μｍであるとす
る。励起光源３７４より後段の光増幅用ファイバ３４２
に順方向に供給される励起光は、波長が１．０５μｍで
あって、最大パワーが１００ｍＷであるとする。励起光
源３７５より後段の光増幅用ファイバ３４２に逆方向に
供給される励起光は、波長が１．０５μｍであって、最
大パワーが２００ｍＷであるとする。励起光源３７３〜
３７５それぞれから出力される励起光のパワーは、上述
した比較例の場合と同様にして制御される。なお、２つ
の励起光源３７１，３７２に替えて１つの励起光源と光
分岐器（分岐比３：１）とを設けて、この１つの励起光
源から出力された励起光を光分岐器により２分岐して光
結合器３３１，３３２へ出力するようにしてもよい。

【０１０２】図３４は、第４実施形態に係る光増幅器４
００の利得スペクトルを示す図である。図３５は、第４
実施形態に係る光増幅器４００の出力信号光スペクトル
を示す図である。これらの図中で、Ｍｉｎは波長毎の入
力信号光パワーが−３３ｄＢｍの場合を示し、Ｍｉｄは
波長毎の入力信号光パワーが−２９ｄＢｍの場合を示
し、Ｍａｘは波長毎の入力信号光パワーが−２５ｄＢｍ
の場合を示す。また、Ｍｉｎ，ＭｉｄおよびＭａｘそれ
ぞれに続く括弧の中の数値は信号光波数を示す。これら
図から判るように、入力信号光パワーおよび信号光波数
それぞれの変動範囲の全域において、信号光波長域にお
ける出力信号光パワーの変動は±０．３ｄＢ以内の範囲
内に抑制されている。

【０１０３】また、図３６は、第４実施形態に係る光増
幅器４００において励起光源３７３から後段の光増幅用
ファイバ３４２に順方向に供給される波長１．５６μｍ
の励起光のパワーと入力信号光パワーとの関係を示す図
である。ここでは、信号光波数が最大波数３２で入力信
号光パワーが最大値−２１ｄＢｍであるとき（すなわ
ち、光増幅用ファイバ３４２における飽和が最も大きく
なるとき）に波長１．５６μｍの励起光のパワーが零と
なるように設定された。信号光波数が最小波数４で入力
信号光パワーが最小値−２９ｄＢｍであるときに、光増
幅用ファイバ３４２に供給されるべき波長１．５６μｍ
の励起光の必要パワーは最大値＋１１．３ｍＷとなる。
現在市販されている波長１．５６μｍの光を出力する半
導体レーザ光源として、最大出力パワーが＋１３ｄＢｍ
であるものがある。２つの光結合器の挿入損失の和（１
ｄＢを幾らか超える程度）を考慮すれば、光増幅用ファ
イバ３４２への入力点における励起光パワーが＋１１．
３ｄＢｍであるというのは実現可能である。

【０１０４】なお、波長１．５６μｍ帯励起光は、前段
の光増幅用ファイバ３４１へ供給されるよりも、後段の
光増幅用ファイバ３４２へ供給される方が好ましい。図
３７は、第４実施形態に係る光増幅器４００の利得特性
および雑音指数特性それぞれを示す図である。同図
（ａ）は利得特性を示し、同図（ｂ）は雑音指数特性を
示す。また、この図には、信号光波数が８であって、波
長毎の入力信号光パワーが−２９ｄＢｍであるときに、
パワー７．３ｍＷの波長１．５６μｍ帯励起光が後段の
光増幅用ファイバ３４２のみへ供給された場合（実
線）、および、パワー３．３ｍＷの波長１．５６μｍ帯
励起光が光増幅用ファイバ３４１，３４２それぞれへ供
給された場合（破線）が示されている。この図から判る
ように、利得特性は殆ど一致しているものの、雑音指数
は、波長１．５６μｍ帯励起光が後段の光増幅用ファイ
バ３４２のみへ供給された場合の方が小さい。

【０１０５】図３８は、第４実施形態に係る光増幅器４
００の利得特性の温度依存性を示す図である。同図
（ａ）は、光増幅用ファイバ３４１，３４２の温度が５
℃、２５℃および５５℃それぞれの場合における利得特
性を示す。同図（ｂ）は、温度２５℃の場合を基準とし
て、温度５℃および５５℃それぞれの場合における利得
特性の偏差を示す。光増幅用ファイバ３４１，３４２の
温度が変動したときに、この図から判るように利得スペ
クトルが変動する。したがって、入力信号光パワーや信
号光波数に基づくだけでなく、温度検出部３８１，３８
２により検出された光増幅用ファイバ３４１，３４２の
温度にも基づいて、励起光源３７１〜３７５それぞれか
ら出力される励起光のパワーを調整することで、利得の
大きさ及び利得スペクトルの形状を制御することができ
る。これにより、利得特性の温度依存性が軽減される。

【０１０６】（第５実施形態）次に、本発明に係る光増
幅器の第５実施形態について説明する。図３９は、第５
実施形態に係る光増幅器５００の構成図である。この図
に示される光増幅器５００は、入力端５０１から出力端
５０２へ向かって順に、光分岐器３１１、光アイソレー
タ３２１、光結合器３３１、光増幅用ファイバ３４１、
光結合器３３２、光アイソレータ３２２、透過特性可変
光部品３５０、光結合器３３４、光増幅用ファイバ３４
２、光結合器３３５、光アイソレータ３２３および光分
岐器３１２を備える。また、この光増幅器３００は、光
分岐器３１１に接続された信号光検知部３６１、光分岐
器３１２に接続された信号光検知部３６２、光結合器３
３１に接続された励起光源３７１、光結合器３３２に接
続された励起光源３７２、光結合器３３４に接続された
励起光源３７４、光結合器３３５に接続された励起光源
３７５、光増幅用ファイバ３４１またはその近傍の温度
を検出する温度検出部３８１、光増幅用ファイバ３４２
またはその近傍の温度を検出する温度検出部３８２、お
よび、制御部５９０を備える。

【０１０７】第３実施形態に係る光増幅器３００（図２
６）と比較すると、この第５実施形態の光増幅器５００
は、温度検出部３８１，３８２が設けられている点、お
よび、制御部３９０に替えて制御部５９０が設けられて
いる点で相違する。制御部５９０は、信号光検知部３６
１，３６２による検知結果（入力信号光パワー、信号光
波数、出力信号光パワー）および温度検出部３８１，３
８２による温度検出結果を受け取り、或いは、監視シス
テムより信号光波数情報を受け取り、これらの何れかに
基づいて、励起光源３７１〜３７５それぞれから出力さ
れる励起光のパワーを制御し、また、透過特性可変光部
品３５０の損失傾斜を制御する。この第５実施形態に係
る光増幅器５００では、第３実施形態および第４実施形
態それぞれで説明したものと同様の制御が行われる。

【０１０８】（光通信システムの実施形態）次に、本発
明に係る光通信システムの実施形態について説明する。
図４０は、本実施形態に係る光通信システム１の構成図
である。この光通信システム１は、光送信器１０、光中
継器２０および光受信器３０を備え、光送信器１０と光
中継器２０との間に光ファイバ伝送路４０が敷設され、
光中継器２０と光受信器３０との間に光ファイバ伝送路
５０が敷設されたものである。

【０１０９】光送信器１０内には、光源部１１₁〜１１₃
および光合波器１２が設けられている。光源部１１
₁は、Ｓバンド内の多波長の信号光を発生し、これらを
合波して出力する。光源部１１₂は、Ｃバンド内の多波
長の信号光を発生し、これらを合波して出力する。光源
部１１₃は、Ｌバンド内の多波長の信号光を発生し、こ
れらを合波して出力する。光合波器１２は、光源部１１
₁より出力されたＳバンドの多波長の信号光、光源部１
１₂より出力されたＣバンドの多波長の信号光、およ
び、光源部１１₃より出力されたＬバンドの多波長の信
号光を入力し、これらを合波して光ファイバ伝送路４０
に送出する。

【０１１０】光中継器２０内には、光分波器２１、光増
幅器２２₁〜２２₃および光合波器２３が設けられてい
る。光分波器２１は、光ファイバ伝送路４０を伝搬して
きて到達したＳ，ＣおよびＬの各バンドの多波長の信号
光を入力し、バンド毎に分波して出力する。光増幅器２
２₁は、光分波器２１より出力されたＳバンドの多波長
の信号光を入力し、これらを一括光増幅して出力する。
光増幅器２２₂は、光分波器２１より出力されたＣバン
ドの多波長の信号光を入力し、これらを一括光増幅して
出力する。光増幅器２２₃は、光分波器２１より出力さ
れたＬバンドの多波長の信号光を入力し、これらを一括
光増幅して出力する。また、光合波器２３は、光増幅器
２２₁により光増幅されたＳバンドの多波長の信号光、
光増幅器２２₂により光増幅されたＣバンドの多波長の
信号光、および、光増幅器２２₃により光増幅されたＬ
バンドの多波長の信号光を入力し、これらを合波して光
ファイバ伝送路５０に送出する。

【０１１１】光受信器３０内には、受光部３１₁〜３１_N
（Ｎは２以上の整数）および光分波器３２が設けられて
いる。光分波器３２は、光ファイバ伝送路５０を伝搬し
てきて到達したＳ，ＣおよびＬの各バンドの多波長の信
号光を入力し、波長毎に分波して出力する。受光部３１
_nは、光分波器３２より出力された波長λ_nの信号光を入
力して受光する（ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数）。

【０１１２】この図に示される３個の光増幅器のうち、
Ｓバンド用の光増幅器２２₁は、上述した本実施形態に
係る光増幅器１００，２００，３００，４００または５
００と同一構成のもの（ＴＤＦＡ）である。また、Ｃバ
ンド用の光増幅器２２₂およびＬバンド用の光増幅器２
２₃それぞれは、波長０．９８μｍ帯または１．４８μ
ｍ帯の励起光をＥＤＦに供給して信号光を光増幅するＥ
ＤＦＡである。

【０１１３】この光通信システム１は以下のように動作
する。光送信器１０においては、光源部１１₁より出力
されたＳバンドの多波長の信号光、光源部１１₂より出
力されたＣバンドの多波長の信号光、および、光源部１
１₃より出力されたＬバンドの多波長の信号光は、光合
波器１２により合波されて、光ファイバ伝送路４０に送
出される。光中継器２０においては、光ファイバ伝送路
４０を伝搬してきて到達したＳ，ＣおよびＬの各バンド
の多波長の信号光は、光分波器２１によりバンド毎に分
波される。光分波器２１により分波されて出力されたＳ
バンドの多波長の信号光は、光増幅器２２₁により光増
幅され、光分波器２１により分波されて出力されたＣバ
ンドの多波長の信号光は、光増幅器２２₂により光増幅
され、また、光分波器２１により分波されて出力された
Ｌバンドの多波長の信号光は、光増幅器２２₃により光
増幅される。これらの光増幅されたＳ，ＣおよびＬの各
バンドの多波長の信号光は、光合波器２３により合波さ
れて、光ファイバ伝送路５０に送出される。光受信器３
０においては、光ファイバ伝送路５０を伝搬してきて到
達したＳ，ＣおよびＬの各バンドの多波長の信号光は、
光分波器３２により波長毎に分波される。そして、光分
波器３２により分波されて出力された波長λ_nの信号光
は、受光部３１_nにより受光される。

【０１１４】このように、この光通信システム１は、
Ｓ，ＣおよびＬの各バンドの多波長の信号光を多重化し
て光ファイバ伝送路４０，５０に伝搬させるので、大容
量の情報を高速に伝送することができる。また、Ｓバン
ド用の光増幅器２２₁は、上述した本実施形態に係る光
増幅器と同一構成のもの（ＴＤＦＡ）であるので、出力
信号光パワーを一定に維持することができ、また、利得
平坦度を一定に維持することができる。したがって、こ
の光通信システム１は、Ｓバンド信号光の伝送品質が優
れたものとなる。

【０１１５】（損失傾斜可変の光透過特性可変光部品に
ついて）次に、第２実施形態の構成中の光透過特性可変
光部品２５０（図１９）について更に詳細に説明する。
なお、第３実施形態および第５実施形態それぞれの構成
中の光透過特性可変光部品３５０についても同様であ
る。この光透過特性可変光部品２５０は、既述したよう
に、信号光波長域における損失傾斜が可変であるだけで
なく、クロスポイント（損失傾斜の中心波長）も可変で
ある。図１９に示されるように、光透過特性可変光部品
２５０は、２段のマッハツェンダ型干渉計が縦列接続さ
れたものであり、４つのヒータ２５４ａ〜２５４ｄによ
り各光導波路の温度調整により、損失特性を調整するこ
とができる。

【０１１６】図４１は、光透過特性可変光部品２５０の
損失特性を示す図である。図４２は、光透過特性可変光
部品２５０の各ヒータの駆動電圧と損失傾斜との関係を
示す図である。各図（ａ）はクロスポイントが１４６５
ｎｍであり、各図（ｂ）はクロスポイントが１４８０ｎ
ｍであり、各図（ｃ）はクロスポイントが１４９５ｎｍ
である。なお、図４２において、Ｈ１はヒータ２５４ａ
を表し、Ｈ２はヒータ２５４ｂを表し、Ｈ３はヒータ２
５４ｃを表し、Ｈ４はヒータ２５４ｄを表す。

【０１１７】図４３は、光透過特性可変光部品２５０の
各ヒータの駆動電圧とクロスポイントとの関係を示す図
である。図４２および図４３から判るように、光透過特
性可変光部品２５０は、ヒータ２５４ｂおよび２５４ｃ
による温度調整によりクロスポイントを制御することが
でき、ヒータ２５４ａおよび２５４ｄによる温度調整に
より損失傾斜を制御することができる。

【０１１８】このように、光透過特性可変光部品２５０
は、損失傾斜の制御とクロスポイントのシフトの制御と
を互いに独立に行うことができる。クロスポイントは、
１４６５ｎｍ〜１４９５ｎｍの範囲でシフト可能であ
る。

【０１１９】なお、波長１．４μｍ帯励起のＴＤＦＡの
場合、波数変動および入出力パワー変動によってクロス
ポイントが１０ｎｍ程度変動するので、光透過特性可変
光部品２５０のクロスポイントの変化の幅は１０ｎｍ以
上であるのが好適である。また、波長１．０５μｍ帯励
起のＴＤＦＡの場合、波数変動および入出力パワー変動
によってクロスポイントが１５ｎｍ程度変動するので、
光透過特性可変光部品２５０のクロスポイントの変化の
幅は１５ｎｍ以上であるのが好適である。

【０１２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光増幅器は、実使用状態において想定される条件下
においても利得の大きさと利得スペクトル形状とが制御
され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】比較例の光増幅器９００の構成図である。

【図２】比較例の光増幅器９００の入力信号光３２波時
の利得スペクトルを示す図である。

【図３】比較例の光増幅器９００の入力信号光３２波時
の出力信号光スペクトルを示す図である。

【図４】比較例の光増幅器９００におけるトータル出力
光パワーとトータル入力信号光パワーとの関係を示す図
である。

【図５】比較例の光増幅器９００の入力信号光８波時の
利得スペクトルを示す図である。

【図６】比較例の光増幅器９００の入力信号光８波時の
出力信号光スペクトルを示す図である。

【図７】波長１．５６μｍ励起光パワーを制御したとき
の比較例の光増幅器９００の入力信号光３２波時の利得
スペクトルを示す図である。

【図８】波長１．５６μｍ励起光パワーを制御したとき
の比較例の光増幅器９００の入力信号光３２波時の出力
信号光スペクトルを示す図である。

【図９】比較例の光増幅器９００における波長１．５６
μｍ励起光パワーとトータル入力信号光パワーとの関係
を示す図である。

【図１０】第１実施形態に係る光増幅器１００の構成図
である。

【図１１】第１実施形態に係る光増幅器１００の信号光
検知部１６２の構成例を示す図である。

【図１２】第１実施形態に係る光増幅器１００の信号光
検知部１６２の他の構成例を示す図である。

【図１３】第１実施形態に係る光増幅器１００の入力信
号光３２波時の利得スペクトルを示す図である。

【図１４】第１実施形態に係る光増幅器１００の入力信
号光３２波時の出力信号光スペクトルを示す図である。

【図１５】第１実施形態に係る光増幅器１００の入力信
号光８波時の利得スペクトルを示す図である。

【図１６】第１実施形態に係る光増幅器１００の入力信
号光８波時の出力信号光スペクトルを示す図である。

【図１７】トータル入力信号光パワーの各値について出
力信号光スペクトルを示す図である。

【図１８】第２実施形態に係る光増幅器２００の構成図
である。

【図１９】第２実施形態に係る光増幅器２００の透過特
性可変光部品２５０の構成例を示す図である。

【図２０】第２実施形態に係る光増幅器２００の透過特
性可変光部品２５０の損失スペクトルの１例を示す図で
ある。

【図２１】第２実施形態に係る光増幅器２００の入力信
号光３２波時の利得スペクトルを示す図である。

【図２２】第２実施形態に係る光増幅器２００の入力信
号光３２波時の出力信号光スペクトルを示す図である。

【図２３】第２実施形態に係る光増幅器２００の透過特
性可変光部品２５０の入力信号光３２波時の損失スペク
トルを示す図である。

【図２４】第１実施形態に係る光増幅器１００の雑音指
数特性を示す図である。

【図２５】第２実施形態に係る光増幅器２００の雑音指
数特性を示す図である。

【図２６】第３実施形態に係る光増幅器３００の構成図
である。

【図２７】第３実施形態に係る光増幅器３００の利得ス
ペクトルを示す図である。

【図２８】第３実施形態に係る光増幅器３００の出力信
号光スペクトルを示す図である。

【図２９】第３実施形態に係る光増幅器３００の利得ス
ペクトルを示す図である。

【図３０】第３実施形態に係る光増幅器３００の出力信
号光スペクトルを示す図である。

【図３１】第３実施形態に係る光増幅器３００の透過特
性可変光部品３５０の損失特性を示す図である。

【図３２】第３実施形態に係る光増幅器３００の透過特
性可変光部品３５０の損失特性を示す図である。

【図３３】第４実施形態に係る光増幅器４００の構成図
である。

【図３４】第４実施形態に係る光増幅器４００の利得ス
ペクトルを示す図である。

【図３５】第４実施形態に係る光増幅器４００の出力信
号光スペクトルを示す図である。

【図３６】第４実施形態に係る光増幅器４００において
励起光源３７３から後段の光増幅用ファイバ３４２に順
方向に供給される波長１．５６μｍの励起光のパワーと
入力信号光パワーとの関係を示す図である。

【図３７】第４実施形態に係る光増幅器４００の利得特
性および雑音指数特性それぞれを示す図である。

【図３８】第４実施形態に係る光増幅器４００の利得特
性の温度依存性を示す図である。

【図３９】第５実施形態に係る光増幅器５００の構成図
である。

【図４０】本実施形態に係る光通信システム１の構成図
である。

【図４１】光透過特性可変光部品２５０の損失特性を示
す図である。

【図４２】光透過特性可変光部品２５０の各ヒータの駆
動電圧と損失傾斜との関係を示す図である。

【図４３】光透過特性可変光部品２５０の各ヒータの駆
動電圧とクロスポイントとの関係を示す図である。

【図４４】ＥＤＦＡおよびＴＤＦＡそれぞれの動作を比
較して説明する図である。

【符号の説明】

１…光通信システム、１０…光送信器、１１…光源部、
１２…光合波器、２０…光中継器、２１…光分波器、２
２…光増幅器、２３…光合波器、３０…光受信器、３１
…受光部、３２…光分波器、４０，５０…光ファイバ伝
送路、１００…光増幅器、１１１，１１２…光分岐器、
１２１〜１２４…光アイソレータ、１３１〜１３５…光
結合器、１４１，１４２…光増幅用ファイバ、１５０…
透過特性可変光部品、１６１，１６２…信号光検知部、
１７１〜１７５…励起光源、１９０…制御部、２００…
光増幅器、２５０…透過特性可変光部品、２９０…制御
部、３００…光増幅器、３１１，３１２…光分岐器、３
２１〜３２３…光アイソレータ、３３１〜３３５…光結
合器、３４１，３４２…光増幅用ファイバ、３５０…透
過特性可変光部品、３６１，３６２…信号光検知部、３
７１〜３７５…励起光源、３８１，３８２…温度検出
部、３９０…制御部、４００…光増幅器、４９０…制御
部、５００…光増幅器、５９０…制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA01 CA04 EA05 KA11 5F072 AB07 AB09 AK06 HH02 HH04 JJ20 KK30 MM01 MM07 PP07 PP10 YY17 5K102 AA02 AA53 AD01 MC11 PC16 PH13

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端に入力した信号光を光増幅して、
   その光増幅した信号光を出力端より出力する光増幅器で
   あって、 前記入力端から前記出力端へ至る信号光伝搬経路上に設
   けられ、Ｔｍ元素が光導波領域に添加され前記信号光を
   光増幅する光導波路と、 励起光を前記光導波路に供給する励起光供給手段と、 前記信号光伝搬経路上に前記光導波路と直列的に設けら
   れ、信号光波長における透過特性が可変である透過特性
   可変光部品と、 前記入力端に入力する信号光のパワーもしくは波数、ま
   たは、前記出力端より出力される光のパワーを検知する
   信号光検知部と、 前記信号光検知部による検知結果に基づいて、前記励起
   光供給手段より前記光導波路に供給される励起光のパワ
   ーを調整するとともに、信号光波長における前記透過特
   性可変光部品の透過特性をも調整して、前記光導波路に
   おける信号光増幅の利得の大きさ及び利得スペクトルの
   形状の双方を制御する制御部とを備えることを特徴とす
   る光増幅器。
2. 【請求項２】 前記励起光供給手段は、波長１．０５μ
   ｍ帯または波長１．４μｍ帯の励起光を前記光導波路に
   供給するとともに、波長１．２μｍ帯または波長１．５
   ５〜１．６５μｍ帯の励起光を前記光導波路に供給する
   ことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
3. 【請求項３】 前記信号光検知部は、前記光導波路にお
   ける信号光増幅の利得帯域内の２以上の波長で、前記出
   力端より出力する信号光のパワー、前記光導波路におけ
   る信号光増幅の利得、または、ＡＳＥ光のパワーを検知
   することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
4. 【請求項４】 前記信号光検知部は、前記光導波路の側
   方に出射される自然放出光のパワーを検出することで、
   前記光導波路における信号光増幅の利得を検知すること
   を特徴とする請求項３記載の光増幅器。
5. 【請求項５】 前記信号光検知部は、 前記光導波路より出力された光のパワーの一部を分岐し
   て取り出す光分岐カプラと、 前記光分岐カプラにより取り出された光のうち特定波長
   の光を選択的に透過させるフィルタと、 前記フィルタを透過した前記特定波長の光のパワーを検
   出する受光部とを有することを特徴とする請求項３記載
   の光増幅器。
6. 【請求項６】 前記信号光検知部は、 前記光導波路より出力された光のパワーの一部を分岐し
   て取り出す光分岐カプラと、 前記光分岐カプラにより取り出された光を回折する回折
   格子と、 前記回折格子により回折された光のうち特定波長の光の
   パワーを検出する受光部とを有することを特徴とする請
   求項３記載の光増幅器。
7. 【請求項７】 前記信号光検知部は、前記回折格子によ
   り回折された光のスペクトルに基づいて、前記入力端に
   入力する信号光の波数を検知することを特徴とする請求
   項６記載の光増幅器。
8. 【請求項８】 前記信号光検知部は、前記入力端に入力
   する信号光の全パワー、および、前記出力端より出力さ
   れる光の全パワーを検知することを特徴とする請求項１
   記載の光増幅器。
9. 【請求項９】 前記信号光検知部は、信号光本線以外か
   ら受け渡される情報に基づいて、前記入力端に入力する
   信号光の波数を検知することを特徴とする請求項１記載
   の光増幅器。
10. 【請求項１０】 前記透過特性可変光部品は、信号光波
    長における透過率が可変であることを特徴とする請求項
    １記載の光増幅器。
11. 【請求項１１】 前記制御部は、 前記入力端に入力する信号光の波数に基づいて、前記励
    起光供給手段より前記光導波路に供給される波長１．２
    μｍ帯または波長１．５５〜１．６５μｍ帯の励起光の
    パワーを調整し、前記入力端に入力した信号光のパワー
    または前記出力端より出力されるべき信号光パワーの目
    標値に基づいて、信号光波長における前記透過特性可変
    光部品の透過率を調整して、前記光導波路における信号
    光増幅の利得スペクトルの形状を制御し、 前記励起光供給手段より前記光導波路に供給される波長
    １．０５μｍ帯または波長１．４μｍ帯の励起光のパワ
    ーを調整して、前記出力端より出力される各波長の信号
    光のパワーを制御することを特徴とする請求項１０記載
    の光増幅器。
12. 【請求項１２】 前記入力端に入力する各波長の信号光
    のパワーの変動量ΔＰ_in［ｄＢ］、前記出力端より出力
    されるべき各波長の信号光の目標パワーの変動量ΔＰ
    _out［ｄＢ］、および、前記入力端に入力する信号光の
    波数に応じた値を有する係数Ｘに対して、前記透過特性
    可変光部品の透過率の変動量ΔＡ［ｄＢ］が「ΔＡ＝Ｘ
    ・（ΔＰ_in−ΔＰ_out）」なる式で表されることを特徴
    とする請求項１１記載の光増幅器。
13. 【請求項１３】 前記透過特性可変光部品は、信号光波
    長域における損失スペクトルの傾斜が可変であることを
    特徴とする請求項１記載の光増幅器。
14. 【請求項１４】 前記制御部は、 前記入力端に入力する信号光の波数に基づいて、前記励
    起光供給手段より前記光導波路に供給される波長１．２
    μｍ帯または波長１．５５〜１．６５μｍ帯の励起光の
    パワーを調整し、前記入力端に入力した信号光のパワー
    または前記出力端より出力されるべき信号光パワーの目
    標値に基づいて、信号光波長域における前記透過特性可
    変光部品の損失スペクトルの傾斜を調整して、前記光導
    波路における信号光増幅の利得スペクトルの形状を制御
    し、 前記励起光供給手段より前記光導波路に供給される波長
    １．０５μｍ帯または波長１．４μｍ帯の励起光のパワ
    ーを調整して、前記出力端より出力される各波長の信号
    光のパワーを制御することを特徴とする請求項１３記載
    の光増幅器。
15. 【請求項１５】 前記入力端に入力する各波長の信号光
    のパワーの変動量ΔＰ_in［ｄＢ］、前記出力端より出力
    されるべき各波長の信号光の目標パワーの変動量ΔＰ
    _out［ｄＢ］、および、前記入力端に入力する信号光の
    波数に応じた値を有する係数Ｙに対して、信号光波長域
    における前記透過特性可変光部品の損失スペクトルの傾
    斜の変動量ΔＳ［ｄＢ］が「ΔＳ＝Ｙ・（ΔＰ_in−ΔＰ
    _out）」なる式で表されることを特徴とする請求項１４
    記載の光増幅器。
16. 【請求項１６】 前記透過特性可変光部品は、信号光波
    長域における損失スペクトルの形状が波長軸方向にシフ
    ト可能であることを特徴とする請求項１３記載の光増幅
    器。
17. 【請求項１７】 前記制御部は、 前記入力端に入力する信号光の波数に基づいて、信号光
    波長域における前記透過特性可変光部品の損失スペクト
    ルの傾斜および波長軸方向シフト量を調整し、前記入力
    端に入力する各波長の信号光のパワーおよび前記出力端
    より出力されるべき各波長の信号光の目標パワーに基づ
    いて、信号光波長域における前記透過特性可変光部品の
    損失スペクトルの傾斜を調整して、前記光導波路におけ
    る信号光増幅の利得スペクトルの形状を制御し、 前記励起光供給手段より前記光導波路に供給される波長
    １．０５μｍ帯または波長１．４μｍ帯の励起光のパワ
    ーを調整して、前記出力端より出力される各波長の信号
    光のパワーを制御することを特徴とする請求項１６記載
    の光増幅器。
18. 【請求項１８】 入力端に入力した信号光を光増幅し
    て、その光増幅した信号光を出力端より出力する光増幅
    器であって、 前記入力端から前記出力端へ至る信号光伝搬経路上に設
    けられ、Ｔｍ元素が光導波領域に添加され前記信号光を
    光増幅する光導波路と、 波長１．２μｍ帯または波長１．５５〜１．６５μｍ帯
    の励起光を前記光導波路に供給する励起光供給手段と、 前記光導波路またはその近傍の温度を検出する温度検出
    部と、 前記温度検出部による温度検出結果に基づいて、前記励
    起光供給手段より前記光導波路に供給される励起光のパ
    ワーを調整して、前記光導波路における信号光増幅の利
    得の大きさ及び利得スペクトルの形状の双方を制御する
    制御部とを備えることを特徴とする光増幅器。
19. 【請求項１９】 入力端に入力した信号光を光増幅し
    て、その光増幅した信号光を出力端より出力する光増幅
    器であって、 前記入力端から前記出力端へ至る信号光伝搬経路上に設
    けられ、Ｔｍ元素が光導波領域に添加され前記信号光を
    光増幅する光導波路と、 励起光を前記光導波路に供給する励起光供給手段と、 前記信号光伝搬経路上に設けられ、信号光波長における
    透過特性が可変である透過特性可変光部品と、 前記光導波路またはその近傍の温度を検出する温度検出
    部と、 前記温度検出部による温度検出結果に基づいて、信号光
    波長における前記透過特性可変光部品の透過特性を調整
    して、前記光導波路における信号光増幅の利得の大きさ
    及び利得スペクトルの形状の双方を制御する制御部とを
    備えることを特徴とする光増幅器。
20. 【請求項２０】 前記透過特性可変光部品は、信号光波
    長域における損失スペクトルの傾斜が可変であることを
    特徴とする請求項１９記載の光増幅器。
21. 【請求項２１】 前記透過特性可変光部品は、複数のマ
    ッハツェンダ型干渉計が多段構成されたものであること
    を特徴とする請求項１３または２０に記載の光増幅器。
22. 【請求項２２】 前記透過特性可変光部品は、損失スペ
    クトルの形状が波長方向にシフト可能であることを特徴
    とする請求項２０記載の光増幅器。
23. 【請求項２３】 前記透過特性可変光部品は、損失スペ
    クトルの傾斜の制御と波長方向のシフトとが互いに独立
    に制御可能であることを特徴とする請求項２２記載の光
    増幅器。
24. 【請求項２４】 前記透過特性可変光部品は、損失スペ
    クトルの波長方向のシフト可能量が１０ｎｍ以上である
    ことを特徴とする請求項２２記載の光増幅器。
25. 【請求項２５】 前記透過特性可変光部品は、損失スペ
    クトルの波長方向のシフト可能量が１５ｎｍ以上である
    ことを特徴とする請求項２２記載の光増幅器。
26. 【請求項２６】 請求項１，１８および１９の何れか１
    項に記載の光増幅器を含み、信号光を伝送するととも
    に、この信号光を前記光増幅器により光増幅することを
    特徴とする光通信システム。