JP2020088229A - Optical amplifier and optical amplification method - Google Patents

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啓紀 小林
Hiroki Kobayashi
啓紀 小林
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Abstract

To restrain gain fluctuation of optical amplifier amplifying signal light, even when the wavelength of exciting light changes.SOLUTION: An optical amplifier includes an amplification optical fiber for outputting inputted signal light while amplifying the same, a first excitation light source generating first exciting light for exciting the amplification optical fiber, and a second excitation light source generating second exciting light for exciting the amplification optical fiber. The amplification optical fiber has a first wavelength region where the longer the wavelength of light is, the larger absorption cross section is, and a second wavelength region where the longer the wavelength of light is, the smaller absorption cross section is. The first excitation light source generates first excitation light having a wavelength in the first wavelength region, and the second excitation light source generates second excitation light having a wavelength in the second wavelength region.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光増幅器および光増幅方法に関する。 The present invention relates to an optical amplifier and an optical amplification method.

従来から、実質的に同じ波長範囲の励起光を増幅用光ファイバに出力する励起光源を複数備えた光増幅器が知られている（たとえば特許文献１）。しかしながら、励起光の波長が変動すると、光増幅器の利得も変動してしまう。 Conventionally, there is known an optical amplifier including a plurality of pumping light sources that output pumping light having substantially the same wavelength range to an amplification optical fiber (for example, Patent Document 1). However, if the wavelength of the pumping light changes, the gain of the optical amplifier also changes.

国際公開第２０１４／１４１６８４号International Publication No. 2014/141684

本発明の第１の態様によると、光増幅器は、入力された信号光を増幅して出力する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバを励起するための第１の励起光を発生する第１の励起光源と、前記増幅用光ファイバを励起するための第２の励起光を発生する第２の励起光源と、を備え、前記増幅用光ファイバは、光の波長が長いほど吸収断面積が大きい第１波長領域と、光の波長が長いほど吸収断面積が小さい第２波長領域とを有し、前記第１の励起光源は前記第１波長領域内の波長を有する前記第１の励起光を発生し、前記第２の励起光源は前記第２波長領域内の波長を有する前記第２の励起光を発生する。
本発明の第２の態様によると、入力された信号光を増幅して出力する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバを励起するための第１の励起光を発生する第１の励起光源と、前記増幅用光ファイバを励起するための第２の励起光を発生する第２の励起光源と、を備え、前記増幅用光ファイバは、光の波長が長いほど吸収断面積が大きい第１波長領域と、光の波長が長いほど吸収断面積が小さい第２波長領域とを有する光増幅器を用いた光増幅方法であって、前記第１の励起光源は前記第１波長領域内の波長を有する前記第１の励起光を発生し、前記第２の励起光源は前記第２波長領域内の波長を有する前記第２の励起光を発生する条件において、前記信号光を増幅する。 According to the first aspect of the present invention, the optical amplifier includes an amplification optical fiber that amplifies and outputs the input signal light, and a first pumping light that pumps the amplification optical fiber. No. 1 pumping light source and a second pumping light source for generating second pumping light for pumping the amplification optical fiber, and the amplification optical fiber has an absorption cross-sectional area as the wavelength of light is longer. Has a large first wavelength region and a second wavelength region having a smaller absorption cross-section as the wavelength of light is longer, and the first excitation light source has the first excitation having a wavelength within the first wavelength region. Light is generated and the second pumping light source generates the second pumping light having a wavelength within the second wavelength range.
According to the second aspect of the present invention, an amplification optical fiber that amplifies and outputs the input signal light, and a first pumping light source that generates a first pumping light for pumping the amplification optical fiber And a second pumping light source that generates a second pumping light for pumping the amplification optical fiber, wherein the amplification optical fiber has a larger absorption cross-section as the wavelength of light increases. An optical amplification method using an optical amplifier having a wavelength region and a second wavelength region having a smaller absorption cross-sectional area as the wavelength of light is longer, wherein the first pumping light source emits a wavelength within the first wavelength region. The first pumping light having the second pumping light source is amplified, and the second pumping light source amplifies the signal light under the condition that the second pumping light having the wavelength within the second wavelength region is generated.

一実施の形態における光増幅器の要部構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the principal part structure of the optical amplifier in one Embodiment. 増幅用光ファイバにおける希土類元素の吸収と励起光の波長との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the absorption of the rare earth element in the optical fiber for amplification, and the wavelength of excitation light. 一実施の形態における他の例の光増幅器の要部構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram schematically showing a configuration of a main part of an optical amplifier of another example in one embodiment. 実施例１および変形例１、２における光増幅器の要部構成を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of an optical amplifier in Example 1 and Modifications 1 and 2. 実施例２および変形例１、２における光増幅器の要部構成を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of an optical amplifier in Example 2 and Modifications 1 and 2. 実施例３および変形例１、２における光増幅器の要部構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part structure of the optical amplifier in Example 3 and the modifications 1 and 2. 本発明による光増幅器を有する光通信システムの要部構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the principal part structure of the optical communication system which has the optical amplifier by this invention.

本発明の態様の光増幅器は、増幅用光ファイバを励起するための第１の励起光源および第２の励起光源を含む。第１の励起光源は、増幅用光ファイバにおいて光の波長が長いほど吸収断面積が大きい第１波長領域内の波長を有する第１の励起光を発生し、第２の励起光源は、増幅用光ファイバにおいて光の波長が長いほど吸収断面積が小さい第２波長領域内の波長を有する第２の励起光を発生する。これにより、たとえば外部要因によって第１の励起光源と第２の励起光源の温度が擾乱を受け、第１の励起光と第２の励起光の波長変化が生じた場合であっても、励起光による増幅用光ファイバの励起が安定して行えるようにしている。以下、詳細に説明する。 The optical amplifier of the aspect of the present invention includes a first pumping light source and a second pumping light source for pumping the amplification optical fiber. The first pumping light source generates the first pumping light having a wavelength in the first wavelength region in which the absorption cross-section is larger as the wavelength of the light is longer in the amplification optical fiber, and the second pumping light source is for amplification. In the optical fiber, the longer the wavelength of light is, the smaller the absorption cross-sectional area is, and the second excitation light having a wavelength within the second wavelength region is generated. Thereby, even if the temperature of the first pumping light source and the temperature of the second pumping light source are disturbed by an external factor and the wavelengths of the first pumping light and the second pumping light change, the pumping light The pumping of the amplifying optical fiber by the method is performed stably. The details will be described below.

−実施の形態−
図面を参照しながら、一実施の形態による光増幅器について説明する。なお、本実施の形態は、発明の趣旨の理解のために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。 -Embodiment-
An optical amplifier according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment is specifically described for the purpose of understanding the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified.

図１は本実施の形態による光増幅器１の要部構成の一例を模式的に示すブロック図である。光増幅器１は、例えば光通信システムや遠く離れた対象物等を観測するリモートセンシングに用いられる光源（光リモートセンシング用光源）等に適用できる。
光増幅器１は、入射部１０から入力した信号光を増幅して出射部２０から出力する。光増幅器１は、第１の励起光源１１と、第２の励起光源１２と、増幅用光ファイバ１３２とを有する。第１の励起光源１１は、発光素子１１１と、発光素子１１１に励起光を出力（発生）させる電力を供給するための各種の回路とを有する。第２の励起光源１２は、発光素子１２１と、発光素子１２１に励起光を出力（発生）させる電力を供給するための各種の回路とを有する。第１の励起光源１１および第２の励起光源１２のそれぞれは、１個の発光素子１１１、１２１により構成されていてもよいし、２個以上の発光素子１１１、１２１により構成されていてもよい。発光素子１１１の個数と発光素子１２１の個数とは同数でもよいし、異なっていてもよい。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the main configuration of the optical amplifier 1 according to the present embodiment. The optical amplifier 1 can be applied to, for example, a light source (light source for optical remote sensing) used for remote sensing for observing an object such as an optical communication system or a remote object.
The optical amplifier 1 amplifies the signal light input from the incident unit 10 and outputs it from the emission unit 20. The optical amplifier 1 has a first pumping light source 11, a second pumping light source 12, and an amplification optical fiber 132. The first excitation light source 11 includes a light emitting element 111 and various circuits for supplying electric power for outputting (generating) excitation light to the light emitting element 111. The second excitation light source 12 has a light emitting element 121 and various circuits for supplying electric power for outputting (generating) excitation light to the light emitting element 121. Each of the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 may be configured by one light emitting element 111, 121, or may be configured by two or more light emitting elements 111, 121. .. The number of light emitting elements 111 and the number of light emitting elements 121 may be the same or different.

発光素子１１１、１２１としては、例えば、半導体レーザ（レーザダイオード）やラマンレーザを用いることができる。発光素子１１１、１２１として半導体レーザを用いる場合、発光素子１１１、１２１の材料には、例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＮ、ＺｎＯ等の化合物半導体が用いられる。第１の励起光源１１の発光素子１１１と第２の励起光源１２の発光素子１２１とは、後述する増幅用光ファイバ１３２の吸収断面積に基づいてそれぞれ決定された波長領域に含まれる波長の励起光を発生する。 As the light emitting elements 111 and 121, for example, a semiconductor laser (laser diode) or a Raman laser can be used. When semiconductor lasers are used as the light emitting elements 111 and 121, compound semiconductors such as AlGaAs, InGaAlP, InGaN, and ZnO are used as the material of the light emitting elements 111 and 121. The light-emitting element 111 of the first pumping light source 11 and the light-emitting element 121 of the second pumping light source 12 are pumped at wavelengths included in the wavelength region determined based on the absorption cross section of the amplification optical fiber 132 described later. Emits light.

また、発光素子１１１と発光素子１２１とは、温度が同時に上昇／下降するように、熱的に近接した配置としてもよく、さらには直接熱結合するように密着させて配置してもよい。
なお、本実施の形態において温度が同時に上昇／下降するとは、時間的に厳密な同時性のみを指すものではなく、少なくとも、片方の発光素子の温度が上昇するときには他方の発光素子の温度は下降せずに上昇する、という程度の意味である。
また、本実施の形態において温度の上昇／下降とは、過渡的な温度変化のみを指すものではなく、ある定常運転状態と、他の定常運転状態とを比較したときに、後の状態における平衡温度が先の状態における平衡温度よりも高くなっていれば、この状態を指して温度の上昇という。なお、温度の下降についても同様の意味で使用されることはいうまでもない。 Further, the light emitting element 111 and the light emitting element 121 may be arranged thermally close to each other so that the temperature rises/falls at the same time, or may be arranged in close contact with each other so as to be directly thermally coupled.
Note that, in the present embodiment, the temperature rises/falls at the same time does not indicate only the strict simultaneity in time, but at least when the temperature of one light emitting element rises, the temperature of the other light emitting element falls. It means to rise without doing anything.
Further, in the present embodiment, the temperature rise/fall does not indicate only a transient temperature change, but when a certain steady operating state is compared with another steady operating state, the equilibrium in the subsequent state is If the temperature is higher than the equilibrium temperature in the previous state, this state is referred to as an increase in temperature. Needless to say, the same meaning is used for decreasing the temperature.

入射部１０に入力された信号光は光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１および第２の励起光源１２により出力された第１の励起光および第２の励起光は、それぞれ光路１１０および１２０を伝搬する。光路１００、１１０、１２０を結合する光合波器１３１が設けられる。信号光、第１の励起光、第２の励起光は、光合波器１３１により結合（合波）して、増幅用光ファイバ１３２へ伝搬する。 The signal light input to the incident unit 10 propagates on the optical path 100. The first pumping light and the second pumping light output by the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 propagate through optical paths 110 and 120, respectively. An optical multiplexer 131 that couples the optical paths 100, 110, 120 is provided. The signal light, the first pumping light, and the second pumping light are combined (combined) by the optical multiplexer 131 and propagated to the amplification optical fiber 132.

増幅用光ファイバ１３２は、希土類元素が添加（ドープ）されたファイバであり、例えば、公知のコア励起方式により希土類元素を励起するためのシングルモードファイバーやクラッド励起方式により希土類元素を励起するためのダブルクラッドファイバーである。希土類元素として、例えば、イッテルビウム（Ｙｂ）や、エルビウム（Ｅｒ）や、プラセオジム（Ｐｒ）や、ネオジム（Ｎｄ）や、ツリウム（Ｔｍ）を用いることができる。例えば、増幅用光ファイバ１３２として、イッテルビウムが添加されたファイバを用いてもよいし、エルビウムが添加されたファイバを用いもよいし、エルビウムとイッテルビウムが共添加されたファイバを用いてもよい。 The amplification optical fiber 132 is a fiber doped (doped) with a rare earth element, and for example, a single mode fiber for exciting the rare earth element by a known core excitation method or a pump for the rare earth element by a clad excitation method. It is a double-clad fiber. As the rare earth element, for example, ytterbium (Yb), erbium (Er), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), or thulium (Tm) can be used. For example, as the amplification optical fiber 132, a fiber doped with ytterbium may be used, a fiber doped with erbium may be used, or a fiber co-doped with erbium and ytterbium may be used.

第１の励起光源１１および第２の励起光源１２からそれぞれ出力された第１の励起光および第２の励起光により、増幅用光ファイバ１３２において希土類元素が励起状態となる。この状態で信号光が増幅用光ファイバ１３２に入射すると、増幅用光ファイバ１３２は、信号光と同じ波長、同じ位相の光を放出する誘導放出を起こす。この誘導放出により、増幅用光ファイバ１３２は入射された信号光を増幅する。 The rare earth element is brought into an excited state in the amplification optical fiber 132 by the first pumping light and the second pumping light output from the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12, respectively. When the signal light enters the amplification optical fiber 132 in this state, the amplification optical fiber 132 causes stimulated emission to emit light having the same wavelength and the same phase as the signal light. Due to this stimulated emission, the amplification optical fiber 132 amplifies the incident signal light.

図１には、励起光を信号光の伝搬方向と同一方向に伝搬させて光合波器１３１により合波させた後に増幅用光ファイバ１３２に伝搬させて、増幅用光ファイバ１３２を励起する前方励起型の増幅の例を示した。しかし、増幅用光ファイバ１３２に対して、信号光の伝搬方向とは逆方向、すなわち、信号光の入射方向とは反対方向から励起光を増幅用光ファイバ１３２に伝搬させて増幅用光ファイバ１３２を励起する後方励起型の増幅を行ってもよい。また、増幅用光ファイバ１３２に対して、信号光の伝搬方向と同一方向および逆方向の両方からから励起光を伝搬させる双方向励起型の増幅を行ってもよい。また、増幅用光ファイバ１３２を通過して増幅された信号光をミラー等により反射し、再び増幅用光ファイバ１３２を通過させて外部に出射するダブルパス励起型の増幅を行ってもよい。 In FIG. 1, forward pumping in which the pumping light is propagated in the same direction as the signal light, multiplexed by the optical multiplexer 131, and then propagated to the amplification optical fiber 132 to pump the amplification optical fiber 132. An example of type amplification is given. However, with respect to the amplification optical fiber 132, the excitation light is propagated to the amplification optical fiber 132 from the direction opposite to the propagation direction of the signal light, that is, the direction opposite to the incident direction of the signal light, and the amplification optical fiber 132 is transmitted. It is also possible to carry out a backward pumping type amplification for pumping. Further, the amplification optical fiber 132 may be subjected to bidirectional pumping amplification in which the pumping light is propagated from both the same direction as the signal light propagating direction and the opposite direction. In addition, double-pass excitation type amplification may be performed in which the signal light amplified by passing through the amplification optical fiber 132 is reflected by a mirror or the like, passes through the amplification optical fiber 132 again, and is emitted to the outside.

増幅用光ファイバ１３２に入力される励起光の波長と増幅用光ファイバ１３２の吸収との関係について説明する。
図２は、希土類元素を添加した増幅用光ファイバ１３２の励起波長と吸収断面積あるいは吸収との関係を示すグラフである。図２（ａ）は、イッテルビウム（Ｙｂ）を添加したシリカガラス光ファイバ（以下、Ｙｂファイバとも記載する）の励起波長と吸収断面積との関係を示すグラフである。図２（ｂ）は、エルビウム（Ｅｒ）を添加したシリカガラス光ファイバ（以下、Ｅｒファイバとも記載する）の励起光の波長と吸収との関係を示すグラフである。 The relationship between the wavelength of the pumping light input to the amplification optical fiber 132 and the absorption of the amplification optical fiber 132 will be described.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the excitation wavelength and the absorption cross section or absorption of the amplification optical fiber 132 doped with a rare earth element. FIG. 2A is a graph showing the relationship between the excitation wavelength and the absorption cross section of a silica glass optical fiber (hereinafter also referred to as Yb fiber) doped with ytterbium (Yb). FIG. 2B is a graph showing the relationship between the wavelength of the excitation light and the absorption of the silica glass optical fiber (hereinafter also referred to as Er fiber) doped with erbium (Er).

図２（ａ）に示すように、イッテルビウムを添加したシリカガラス光ファイバ（Ｙｂファイバ）の吸収断面積は、２つのピーク（極大値）Ｐ１、Ｐ２を示す。このうち、Ｐ１は励起光波長９１５ｎｍ近傍において示すピークであり、Ｐ２は励起光波長９７６ｎｍ近傍において示すピークである。すなわち、吸収断面積はピークＰ１を示す励起光波長約９１５ｎｍを挟んで、励起光波長が９１５ｎｍより短い側では、吸収断面積は励起光波長が長くなるに従って増加し、励起光波長が９１５ｎｍより長い側では、吸収断面積は励起光波長が長くなるに従って減少する。吸収断面積はピークＰ２を示す励起光波長９７６ｎｍ近傍についてもＰ１と同様のことが言える。ピークＰ１を示す励起光の波長より短い側であって、波長が長くなるに従ってＹｂファイバの吸収断面積が増加する波長範囲を第１波長領域Ｒ１とする。また、ピークＰ１を示す励起光の波長より長い側であって、波長が長くなるに従ってＹｂファイバの吸収断面積が減少する波長範囲を第２波長領域Ｒ２とする。 As shown in FIG. 2A, the absorption cross section of the ytterbium-doped silica glass optical fiber (Yb fiber) shows two peaks (maximum values) P1 and P2. Among these, P1 is a peak shown near the excitation light wavelength of 915 nm, and P2 is a peak shown near the excitation light wavelength of 976 nm. In other words, the absorption cross section increases as the excitation light wavelength becomes longer and the excitation light wavelength becomes longer than 915 nm on the side where the excitation light wavelength is shorter than 915 nm with the excitation light wavelength of about 915 nm showing the peak P1. On the side, the absorption cross section decreases as the excitation light wavelength increases. The absorption cross section can be said to be the same as P1 in the vicinity of the excitation light wavelength of 976 nm showing the peak P2. A wavelength range on the shorter side of the wavelength of the pumping light showing the peak P1 and in which the absorption cross-sectional area of the Yb fiber increases as the wavelength becomes longer is referred to as a first wavelength region R1. Further, a wavelength range on the longer side of the wavelength of the pumping light showing the peak P1 and in which the absorption cross section of the Yb fiber decreases as the wavelength becomes longer is referred to as a second wavelength region R2.

図２（ｂ）に示すように、エルビウムを添加したシリカガラス光ファイバ（Ｅｒファイバ）の吸収は、２つのピーク（極大値）Ｐ３、Ｐ４を示す。なお、図２（ｂ）においてはＥｒファイバの吸収を示しているが、吸収の増減と吸収断面積の増減とは対応する。Ｐ３は、励起光波長約９８０ｎｍにおいて示すピークであり、Ｐ４は励起光波長が約１５２５ｎｍにおいて示すピークである。Ｅｒファイバについても、Ｙｂファイバと同様に第１波長領域Ｒ１および第２波長領域Ｒ２を設定する。ここでは、ピークＰ４を示す励起光の波長（約１５２５ｎｍ）より短い側であって、波長が長くなるに従ってＥｒファイバの吸収が増加する波長範囲を第１波長領域Ｒ１とする。また、ピークＰ３を示す励起光の波長（約１５２５ｎｍ）より長い側であって、波長が長くなるに従ってＥｒファイバの吸収が減少する波長範囲を第２波長領域Ｒ２とする。第１波長領域Ｒ１においては、波長が長くなるに従って吸収（吸収断面積）は増加し、第２波長領域Ｒ２においては、波長が長くなるに従って吸収（吸収断面積）は減少する。 As shown in FIG. 2B, the absorption of the silica glass optical fiber (Er fiber) doped with erbium exhibits two peaks (maximum values) P3 and P4. Although the absorption of the Er fiber is shown in FIG. 2B, the increase and decrease in absorption correspond to the increase and decrease in absorption cross section. P3 is a peak at an excitation light wavelength of about 980 nm, and P4 is a peak at an excitation light wavelength of about 1525 nm. As for the Er fiber, the first wavelength region R1 and the second wavelength region R2 are set similarly to the Yb fiber. Here, the wavelength range that is shorter than the wavelength (about 1525 nm) of the excitation light showing the peak P4 and in which the absorption of the Er fiber increases as the wavelength becomes longer is defined as the first wavelength region R1. Further, a wavelength range on the longer side of the wavelength of the excitation light showing the peak P3 (about 1525 nm) and in which the absorption of the Er fiber decreases as the wavelength becomes longer is referred to as a second wavelength region R2. In the first wavelength region R1, the absorption (absorption cross section) increases as the wavelength increases, and in the second wavelength region R2, the absorption (absorption cross section) decreases as the wavelength increases.

本実施の形態においては、第１の励起光源１１は、上述した第１波長領域Ｒ１内の波長を有する第１の励起光を発生し、第２の励起光源１２は、第２波長領域Ｒ２内の波長を有する第２の励起光を発生する。例えば、増幅用光ファイバ１３２としてＹｂファイバを用いる場合には、第１の励起光源１１は、図２（ａ）に示す第１波長領域Ｒ１内の波長を有する第１の励起光を発生するための発光素子１１１を有する。すなわち、第１の励起光の波長は、例えば、光増幅器１の使用状態において９０５ｎｍ〜９１５ｎｍの範囲とすることができる。また、第２の励起光源１２は、図２（ａ）に示す第２波長領域Ｒ２内の波長を有する第２の励起光を発生するための発光素子１２１を有する。すなわち、第２の励起光の波長は、例えば、光増幅器１の使用状態において９３０ｎｍ〜９４０ｎｍの範囲とすることができる。光増幅器１の使用状態における温度範囲の代表値または中心値として、室温（２５℃）を採用してもよい。
増幅用光ファイバのドーパントが異なる場合の励起光の波長範囲に関しては、以下に詳述するように、各光ファイバの特性に応じて同様に定めればよい。
なお、第１波長領域Ｒ１と第２波長領域Ｒ２とを上記のようにする場合に限定されない。例えば、第１の励起光の波長を、例えば、光増幅器１の使用状態（室温（２５℃程度））において９６０ｎｍ〜９７５ｎｍの範囲Ｒ１’とし、第２の励起光の波長を、例えば、光増幅器１の使用状態（室温（２５℃程度））において９１５ｎｍ〜９４０ｎｍの範囲Ｒ２’としてもよい。 In the present embodiment, the first pumping light source 11 generates the first pumping light having the wavelength within the above-mentioned first wavelength region R1, and the second pumping light source 12 is within the second wavelength region R2. Second excitation light having a wavelength of For example, when a Yb fiber is used as the amplification optical fiber 132, the first pumping light source 11 generates the first pumping light having a wavelength within the first wavelength region R1 shown in FIG. 2A. The light emitting element 111 is included. That is, the wavelength of the first pumping light can be, for example, in the range of 905 nm to 915 nm when the optical amplifier 1 is in use. The second pumping light source 12 has a light emitting element 121 for generating second pumping light having a wavelength within the second wavelength region R2 shown in FIG. That is, the wavelength of the second pumping light can be set in the range of 930 nm to 940 nm in the usage state of the optical amplifier 1, for example. Room temperature (25° C.) may be adopted as the representative value or the center value of the temperature range in the use state of the optical amplifier 1.
The wavelength range of the pumping light in the case where the dopants of the amplification optical fiber are different may be similarly determined according to the characteristics of each optical fiber, as described in detail below.
The first wavelength region R1 and the second wavelength region R2 are not limited to the above. For example, the wavelength of the first pumping light is set to, for example, a range R1′ of 960 nm to 975 nm in the usage state (room temperature (about 25° C.)) of the optical amplifier 1, and the wavelength of the second pumping light is set to, for example, the optical amplifier. In the usage state 1 (room temperature (about 25° C.)), the range R2′ of 915 nm to 940 nm may be set.

増幅用光ファイバ１３２としてＥｒファイバを用いる場合には、第１の励起光源１１は、図２（ｂ）に示す第１波長領域Ｒ１内の波長を有する第１の励起光を発生するための発光素子１１１を有する。すなわち、第１の励起光の波長は、例えば、光増幅器１の使用状態（室温（２５℃程度））において１４２０ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲とすることができる。第２の励起光源１２は、図２（ｂ）に示す第２波長領域Ｒ２内の波長を有する第２の励起光を発生するための発光素子１２１を有する。すなわち、第２の励起光の波長は、例えば、光増幅器１の使用状態（室温（２５℃程度））において９７５ｎｍ〜９９０ｎｍの範囲とすることができる。 When an Er fiber is used as the amplification optical fiber 132, the first pumping light source 11 emits light for generating the first pumping light having a wavelength within the first wavelength region R1 shown in FIG. 2B. It has an element 111. That is, the wavelength of the first pumping light can be set within the range of 1420 nm to 1500 nm in the usage state (room temperature (about 25° C.)) of the optical amplifier 1, for example. The second excitation light source 12 has a light emitting element 121 for generating second excitation light having a wavelength within the second wavelength region R2 shown in FIG. 2B. That is, the wavelength of the second pumping light can be, for example, in the range of 975 nm to 990 nm in the usage state (room temperature (about 25° C.)) of the optical amplifier 1.

光増幅器１が使用される環境によっては、後述するように第１の励起光源１１と第２の励起光源１２とに温度変化が生じ、第１の励起光および第２の励起光の波長が変化する。光増幅器１を製造する際に、光増幅器１が使用される環境に基づいて想定される温度変化の範囲を決定する。この温度変化による第１の励起光および第２の励起光の波長変化を考慮して、上記の第１波長領域Ｒ１のうちの所定の波長（または所定の波長範囲）が第１の励起光の波長として決定され、第２波長領域Ｒ２のうちの所定の波長（または所定の波長範囲）が第２の励起光の波長として決定される。この決定された波長または波長範囲の第１の励起光を出射する発光素子１１１が第１の励起光源１１に組み込まれ、決定された波長または波長範囲の第２の励起光を出射する発光素子１２１が第２の励起光源１２に組み込まれる。 Depending on the environment in which the optical amplifier 1 is used, a temperature change occurs in the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12, and the wavelengths of the first pumping light and the second pumping light change, as described later. To do. When manufacturing the optical amplifier 1, the range of temperature change assumed based on the environment in which the optical amplifier 1 is used is determined. Considering the wavelength changes of the first pumping light and the second pumping light due to this temperature change, the predetermined wavelength (or the predetermined wavelength range) in the first wavelength region R1 is The wavelength is determined, and the predetermined wavelength (or the predetermined wavelength range) of the second wavelength region R2 is determined as the wavelength of the second excitation light. The light emitting element 111 that emits the first excitation light of the determined wavelength or wavelength range is incorporated in the first excitation light source 11, and the light emitting element 121 that emits the second excitation light of the determined wavelength or wavelength range. Are incorporated into the second excitation light source 12.

第１の励起光源の波長および第２の励起光源の波長は、例えば、第１の励起光源および第２の励起光源のそれぞれの温度の変化に伴って変化する。ここで、本実施の形態においては、第１の励起光源１１と第２の励起光源１２とは光増幅器１の内部で近接した位置に配置されるものとし、第１の励起光源１１および第２の励起光源１２の温度が共に同じように変化して、第１の励起光源１１の波長および第２の励起光源１２の波長が変化する場合を考える。 The wavelength of the first pumping light source and the wavelength of the second pumping light source change, for example, with changes in the respective temperatures of the first pumping light source and the second pumping light source. Here, in the present embodiment, it is assumed that the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 are arranged at positions close to each other inside the optical amplifier 1, and the first pumping light source 11 and the second pumping light source 11 Consider that the temperature of the pumping light source 12 changes in the same manner and the wavelengths of the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 change.

第１の励起光源１１および第２の励起光源１２が共に温度変化する場合として、例えば、寒暖差が極めて大きな環境下で光増幅器１が使用される場合が考えられる。光増幅器１が使用される環境の温度が室温（例えば２５℃）から大きく増加すると、第１の励起光源１１の第１の励起光の波長と第２の励起光源１２の第２の励起光の波長とが共に長くなる。第１の励起光波長が長くなることで、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収は増加する側に作用する一方で、第２の励起光波長が長くなることで、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収は減少する側に作用する。その結果、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収の変化は小さく抑えられる。光増幅器１が使用される環境の温度が室温（例えば２５℃）から大きく低下すると、第１の励起光源１１の第１の励起光の波長と第２の励起光源１２の第２の励起光の波長とが共に短くなる。第１の励起光波長が短くなることで、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収は減少する側に作用する一方で、第２の励起光波長が短くなることで、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収は増加させる側に作用する。その結果、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収の変化は小さく抑えられる。すなわち、第１の励起光源１１の発光素子１１１および第２の励起光源１２の発光素子１２１の温度変化に起因して、第１の励起光の波長および第２の励起光の波長が共に増加または共に減少しても、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を小さく抑えることができ、信号光を安定的に増幅することが可能となる。また、本実施の形態の光増幅器１は、励起光源からの励起光の出力や強度を、励起光源の温度変化等に応じて能動的に制御するような複雑な構成、例えば増幅度センサや温度センサ等を必要としない。このため、安定的に動作させることが可能な光増幅器１を低コストで提供できる。また、構成部品の数が少ないため、全体としての故障率を下げることができる。さらに独立した温調装置を必要としないため、エネルギー効率に優れたシステムを構築することができる。 As a case where both the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 change in temperature, for example, a case where the optical amplifier 1 is used in an environment where the temperature difference is extremely large can be considered. When the temperature of the environment in which the optical amplifier 1 is used greatly increases from room temperature (for example, 25° C.), the wavelength of the first pumping light of the first pumping light source 11 and the second pumping light of the second pumping light source 12 are increased. Both wavelength and wavelength become longer. As the first pumping light wavelength becomes longer, the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 acts on the increasing side, while as the second pumping light wavelength becomes longer, the amplification optical fiber 132 becomes longer. The absorption of the excitation light acts on the decreasing side. As a result, the change in the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 can be suppressed to a small level. When the temperature of the environment in which the optical amplifier 1 is used greatly decreases from room temperature (for example, 25° C.), the wavelengths of the first pumping light of the first pumping light source 11 and the second pumping light of the second pumping light source 12 Both wavelength and wavelength become shorter. The shortening of the first pumping light wavelength acts on the side where the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 decreases, while the shortening of the second pumping light wavelength results in the amplification optical fiber 132 Excitation light absorption acts on the increasing side. As a result, the change in the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 can be suppressed to a small level. That is, both the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light are increased due to the temperature change of the light emitting element 111 of the first pumping light source 11 and the light emitting element 121 of the second pumping light source 12. Even if both are decreased, the gain variation of the amplification optical fiber 132 can be suppressed to a small level, and the signal light can be stably amplified. Further, the optical amplifier 1 of the present embodiment has a complicated configuration such that the output and intensity of the pumping light from the pumping light source are actively controlled according to the temperature change of the pumping light source, such as an amplification sensor and a temperature sensor. No sensor is needed. Therefore, the optical amplifier 1 capable of operating stably can be provided at low cost. Moreover, since the number of components is small, the failure rate as a whole can be reduced. Furthermore, since an independent temperature control device is not required, a system with excellent energy efficiency can be constructed.

なお、以上の説明では室温（例えば２５℃）を光増幅器１の温度変化の基準としたが、基準となる温度は室温には限られず、光増幅器１の使用目的や使用環境に応じて適宜設定することができる。
また、増幅用光ファイバ１３２、発光素子１１１および１２１の特性を決定して光増幅器１を構成した後は、第１の励起光の波長変化が第１波長領域Ｒ１の範囲内となり、第２の励起光の波長変化が第２波長領域Ｒ２の範囲内となるような環境において、光増幅器１を使用することが好ましい。このような環境において光増幅器１を使用することで、環境変化による増幅率の変動が少ない光増幅器１およびこれを利用したシステムを実現することができる。 In the above description, the room temperature (for example, 25° C.) is used as the reference for the temperature change of the optical amplifier 1, but the reference temperature is not limited to the room temperature, and may be set as appropriate according to the purpose of use and the use environment of the optical amplifier 1. can do.
In addition, after the characteristics of the amplification optical fiber 132 and the light emitting elements 111 and 121 are determined to configure the optical amplifier 1, the wavelength change of the first pumping light falls within the range of the first wavelength region R1, and the second It is preferable to use the optical amplifier 1 in an environment in which the wavelength change of the excitation light is within the range of the second wavelength region R2. By using the optical amplifier 1 in such an environment, it is possible to realize the optical amplifier 1 in which the variation of the amplification factor due to the environmental change is small and the system using the same.

本実施の形態の光増幅器１においては、第１の励起光源１１または第２の励起光源１２が、ほぼ同程度の出力を有する複数の発光素子１１１、１２１を有して構成される場合には、第１の励起光源１１の発光素子１１１の個数と第２の励起光源１２の発光素子１２１の個数とが、励起光の波長変化に対する増幅用光ファイバ１３２の吸収断面積の変化率に基づいて決定されてよい。例えば、第１波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値が、第２波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値よりも大きい増幅用光ファイバ１３２を用いる場合、第１の励起光源１１が有する発光素子１１１の個数を、第２の励起光源１２が有する発光素子１２１の個数よりも少なくすることができる。逆に、第２波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値が、第１波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値よりも大きい増幅用光ファイバ１３２を用いる場合、第２の励起光源１２が有する発光素子１２１の個数を、第１の励起光源１１が有する発光素子１１１の個数より少なくすることができる。吸収断面積の変化率の絶対値が小さい（すなわち、増幅用光ファイバ１３２に対する励起作用の変化率が小さい）波長領域の励起光を発生する発光素子の個数を、吸収断面積の変化率の絶対値が大きい（すなわち、増幅用光ファイバ１３２に対する励起作用の変化率が大きい）波長領域の励起光を発生する発光素子の個数よりも多くする。これにより、第１の励起光源の波長および第２の励起光源の波長が共に増加または共に減少しても、発光素子１１１および１２１の出力を調節することなしに、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を小さく抑えることができ、信号光を安定的に増幅することが可能となる。このような構成の一例として、実質的に同程度の出力の複数の発光素子を直列に接続し、１つの駆動回路にて制御することができるので、簡単な回路構成を実現できる。 In the optical amplifier 1 according to the present embodiment, when the first pumping light source 11 or the second pumping light source 12 is configured to include a plurality of light emitting elements 111 and 121 having substantially the same output, , The number of the light emitting elements 111 of the first pumping light source 11 and the number of the light emitting elements 121 of the second pumping light source 12 are based on the change rate of the absorption cross section of the amplification optical fiber 132 with respect to the wavelength change of the pumping light. May be decided. For example, the amplification light in which the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the first wavelength region is larger than the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the second wavelength region When the fiber 132 is used, the number of the light emitting elements 111 included in the first excitation light source 11 can be smaller than the number of the light emitting elements 121 included in the second excitation light source 12. On the contrary, for amplification, the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the second wavelength region is larger than the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the first wavelength region. When the optical fiber 132 is used, the number of the light emitting elements 121 included in the second excitation light source 12 can be smaller than the number of the light emitting elements 111 included in the first excitation light source 11. The absolute value of the change rate of the absorption cross section is small (that is, the change rate of the pumping action on the amplification optical fiber 132 is small). The number is larger than the number of light emitting elements that generate pumping light in the wavelength region where the value is large (that is, the rate of change of the pumping action on the amplification optical fiber 132 is large). Thereby, even if the wavelength of the first pumping light source and the wavelength of the second pumping light source both increase or decrease, the gain variation of the amplification optical fiber 132 without adjusting the outputs of the light emitting elements 111 and 121. Can be suppressed to a small value, and the signal light can be stably amplified. As an example of such a configuration, since a plurality of light emitting elements having substantially the same output can be connected in series and controlled by one drive circuit, a simple circuit configuration can be realized.

なお、上記の第１波長領域および第２波長領域における励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率とは、励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化の割合を表す。たとえば、図２（ａ）に示したグラフから明らかなように、励起光の波長が８５０ｎｍ付近では吸収断面積は約ゼロであるが、励起光の波長が８６０ｎｍ付近まで、吸収断面積は徐々に増加する。この段階では吸収断面積の変化率（導関数）の絶対値は比較的小さい。励起光の波長がさらに大きくなり、８８０ｎｍ付近では、波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値は増大する。すなわち、吸収断面積の変化率（導関数）の絶対値は比較的大きい。さらに励起光の波長が大きくなり、９１５ｎｍ近傍では、吸収断面積は極大となる。すなわち、励起光の波長が９１５ｎｍ付近では吸収断面積の変化率（導関数）はゼロとなる。励起光の波長が９１５ｎｍを超えてさらに長くなると、吸収断面積は徐々に減少に転ずる。すなわち、吸収断面積の変化率（導関数）は比較的小さな負の値となり、励起光の波長が大きくなるに従って、吸収断面積の変化率（導関数）はより比較的徐々に大きな負の値に変化する。 The rate of change of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the first wavelength region and the second wavelength region represents the rate of change of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light. For example, as is clear from the graph shown in FIG. 2A, the absorption cross section is about zero when the wavelength of the excitation light is around 850 nm, but the absorption cross section gradually increases until the wavelength of the excitation light is around 860 nm. To increase. At this stage, the absolute value of the rate of change (derivative) of the absorption cross section is relatively small. The wavelength of the excitation light is further increased, and in the vicinity of 880 nm, the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change is increased. That is, the absolute value of the rate of change (derivative) of the absorption cross section is relatively large. Further, the wavelength of the excitation light becomes larger, and the absorption cross section becomes maximum near 915 nm. That is, the rate of change (derivative) in the absorption cross section becomes zero when the wavelength of the excitation light is near 915 nm. When the wavelength of the excitation light exceeds 915 nm and becomes longer, the absorption cross section gradually begins to decrease. That is, the rate of change of the absorption cross section (derivative) becomes a relatively small negative value, and the rate of change of the absorption cross section (derivative) becomes a relatively relatively large negative value as the wavelength of the excitation light increases. Changes to.

そこで、第１波長領域Ｒ１のうち上述のように決定された第１の励起光の波長における吸収断面積の傾き、または決定された第１の励起光の波長範囲における吸収断面積の傾きの平均に対して、第２波長領域Ｒ２のうち上述のように決定された第２の励起光の波長における吸収断面積の傾き、または決定された第２の励起光の波長範囲における吸収断面積の傾きの平均が２倍である場合には、第２の励起光源１２が有する発光素子１２１の個数を、第１の励起光源１１が有する発光素子１１１の個数の２倍とすることができる。逆に、第２波長領域Ｒ２のうち上述のように決定された第２の励起光の波長における吸収断面積の傾き、または決定された第２の励起光の波長範囲における吸収断面積の傾きの平均に対して、第１波長領域Ｒ１のうち上述のように決定された第１の励起光の波長における吸収断面積の傾き、または決定された第１の励起光の波長範囲における吸収断面積の傾きの平均が２倍である場合には、第１の励起光源１１が有する発光素子１１１の個数を、第２の励起光源１２が有する発光素子１２１の個数の２倍とすることができる。このような構成により、励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値が小さい波長領域内の波長を有する励起光による増幅用光ファイバ１３２の励起作用をより大きくすることができる。その結果、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが共に変化した場合に、一方の励起光による増幅用光ファイバ１３２の励起作用と、他方の励起光による増幅用光ファイバ１３２の励起作用とが互いに補償関係となる。その結果、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を抑えることができる。すなわち、信号光を安定的に増幅することが可能となる。 Therefore, in the first wavelength region R1, the slope of the absorption cross section at the wavelength of the first excitation light determined as described above, or the average of the slopes of the absorption cross sections in the determined wavelength ranges of the first excitation lights. On the other hand, in the second wavelength region R2, the inclination of the absorption cross section in the wavelength of the second excitation light determined as described above or the inclination of the absorption cross section in the determined wavelength range of the second excitation light When the average of 2 is 2, the number of the light emitting elements 121 included in the second excitation light source 12 can be twice the number of the light emitting elements 111 included in the first excitation light source 11. On the contrary, the slope of the absorption cross section in the wavelength of the second excitation light determined as described above in the second wavelength region R2 or the slope of the absorption cross section in the determined wavelength range of the second excitation light The slope of the absorption cross section in the wavelength of the first excitation light determined as described above in the first wavelength region R1 with respect to the average or the absorption cross section in the determined wavelength range of the first excitation light When the average inclination is twice, the number of the light emitting elements 111 included in the first excitation light source 11 can be set to be twice the number of the light emitting elements 121 included in the second excitation light source 12. With such a configuration, it is possible to further increase the pumping action of the amplification optical fiber 132 by the pumping light having a wavelength in the wavelength region in which the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the pumping light is small. As a result, when both the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the pumping action of the amplifying optical fiber 132 by one pumping light and the amplifying optical fiber by the other pumping light The excitation action of 132 has a compensating relationship with each other. As a result, the gain fluctuation of the amplification optical fiber 132 can be suppressed. That is, it becomes possible to stably amplify the signal light.

また、本実施の形態の光増幅器１においては、第１の励起光源１１の出力と第２の励起光源１２の出力とが、励起光の波長変化に伴う増幅用光ファイバ１３２の吸収断面積の変化率に基づいて決定されてよい。例えば、第１波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値が、第２波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値よりも大きい増幅用光ファイバ１３２を用いる場合、第１の励起光源１１の励起光の出力を、第２の励起光源１２の励起光の出力よりも小さく設定することができる。逆に、第２波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値が、第１波長領域の励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値よりも大きい増幅用光ファイバ１３２を用いる場合、第２の励起光源１２の励起光の出力を、第１の励起光源１１の励起光の出力よりも小さく設定することができる。たとえば、第１波長領域Ｒ１における吸収断面積の傾きに対して、第２波長領域Ｒ２における吸収断面積の傾きが２倍である場合には、第２の励起光源１２の励起光の出力を、第１の励起光源１１の励起光の出力に対して２倍に設定することができる。逆に、第２波長領域Ｒ２における吸収断面積の傾きに対して、第１波長領域Ｒ１における吸収断面積の傾きが２倍である場合には、第１の励起光源１１の励起光の出力を、第２の励起光源１２の励起光の出力に対して２倍に設定することができる。このような構成により、励起光の波長変化に対する吸収断面積の変化率の絶対値が小さい波長領域内の波長を有する励起光による増幅用光ファイバ１３２の励起作用をより大きくすることができる。その結果、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが共に変化した場合に、一方の励起光による増幅用光ファイバ１３２の励起作用と、他方の励起光による増幅用光ファイバ１３２の励起作用とが互いに補償関係となる。その結果、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を抑えることができる。すなわち、信号光を安定的に増幅することが可能となる。 Further, in the optical amplifier 1 of the present embodiment, the output of the first pumping light source 11 and the output of the second pumping light source 12 are the absorption cross-sectional areas of the amplification optical fiber 132 due to the wavelength change of the pumping light. It may be determined based on the rate of change. For example, the amplification light in which the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the first wavelength region is larger than the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the second wavelength region When the fiber 132 is used, the output of the pumping light of the first pumping light source 11 can be set smaller than the output of the pumping light of the second pumping light source 12. On the contrary, for amplification, the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the second wavelength region is larger than the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the excitation light in the first wavelength region. When the optical fiber 132 is used, the output of the pumping light of the second pumping light source 12 can be set smaller than the output of the pumping light of the first pumping light source 11. For example, when the inclination of the absorption cross section in the second wavelength region R2 is twice the inclination of the absorption cross section in the first wavelength region R1, the output of the excitation light of the second excitation light source 12 is It can be set to double the output of the pumping light of the first pumping light source 11. On the contrary, when the inclination of the absorption cross section in the first wavelength region R1 is twice the inclination of the absorption cross section in the second wavelength region R2, the output of the excitation light of the first excitation light source 11 is , Can be set to twice the output of the pumping light of the second pumping light source 12. With such a configuration, it is possible to further increase the pumping action of the amplification optical fiber 132 by the pumping light having a wavelength in the wavelength region in which the absolute value of the change rate of the absorption cross section with respect to the wavelength change of the pumping light is small. As a result, when both the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the pumping action of the amplifying optical fiber 132 by one pumping light and the amplifying optical fiber by the other pumping light The excitation action of 132 has a compensating relationship with each other. As a result, the gain fluctuation of the amplification optical fiber 132 can be suppressed. That is, it becomes possible to stably amplify the signal light.

光増幅器１は、複数の増幅用光ファイバ１３２と、第１の励起光源１１と第２の励起光源１２とを有する複数の光源群とを有し、各光源群がそれぞれの増幅用光ファイバ１３２に対して設けられるように構成することができる。
図３は、このような光増幅器１の要部構成を模式的に示すブロック図であり、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａと、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂと、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａに対して設けられる第１の光源群１４Ａと、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂに対して設けられる第２の光源群１４Ｂと、光アイソレータ１９とを有する場合を例示する。光アイソレータ１９は、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａの出力側に配置される。光アイソレータ１９は、図の矢印の方向にのみ光を通過させる素子であり、光増幅時の予期しない発振動作を抑制するために用いられる。第１の光源群１４Ａは、第１の励起光源１１−１および第２の励起光源１２−１を有し、第２の光源群１４Ｂは、第１の励起光源１１−２および第２の励起光源１２−２を有する。第１の増幅用光ファイバ１３２Ａと第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂとは、それぞれ希土類元素がドープされた増幅用光ファイバである。なお、第１の光源群１４Ａの第１の励起光源１１−１および第２の励起光源１２−１が有する発光素子１１１−１、１２１−１の個数は、第２の光源群１４Ｂの第１の励起光源１１−２および第２の励起光源１２−２が有する発光素子１１１−２、１２１−２の個数と異なっていてもよいし、同数でもよい。 The optical amplifier 1 has a plurality of amplification optical fibers 132 and a plurality of light source groups having a first pumping light source 11 and a second pumping light source 12, and each light source group has its own amplification optical fiber 132. Can be configured to be provided for.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a main part of such an optical amplifier 1, in which a first amplification optical fiber 132A, a second amplification optical fiber 132B, and a first amplification light are used. An example is shown in which the first light source group 14A provided for the fiber 132A, the second light source group 14B provided for the second amplification optical fiber 132B, and the optical isolator 19 are provided. The optical isolator 19 is arranged on the output side of the first amplification optical fiber 132A. The optical isolator 19 is an element that allows light to pass only in the direction of the arrow in the figure, and is used to suppress an unexpected oscillation operation during optical amplification. The first light source group 14A has a first pumping light source 11-1 and a second pumping light source 12-1, and the second light source group 14B has a first pumping light source 11-2 and a second pumping light source. It has a light source 12-2. The first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B are amplification optical fibers each doped with a rare earth element. The number of light emitting elements 111-1, 121-1 included in the first excitation light source 11-1 and the second excitation light source 12-1 of the first light source group 14A is the same as that of the second light source group 14B. The number of the light emitting elements 111-2 and 121-2 included in the pumping light source 11-2 and the second pumping light source 12-2 may be different or the same.

なお、図３の例では、光増幅器１は、各増幅用光ファイバ１３２のそれぞれに対して光源群１４を有しているが、一部の増幅用光ファイバ１３２にのみ光源群１４を有してもよい。この場合、光増幅器１は、例えば、最も入射側（初段）の増幅用光ファイバ１３２Ａにのみ光源群１４を有してもよいし、最も出射側（最終段）の増幅用光ファイバ１３２Ｂにのみ光源群１４を有してもよい。光増幅器１からの最終出力に与える影響の大きさを考慮すると、光増幅器１が最終段の増幅用光ファイバ１３２にのみ光源群１４を有していると、利得を安定的に得るためにより好ましい。 In the example of FIG. 3, the optical amplifier 1 has the light source group 14 for each of the amplification optical fibers 132, but only some of the amplification optical fibers 132 have the light source group 14. May be. In this case, the optical amplifier 1 may have the light source group 14 only in the most incident side (first stage) amplification optical fiber 132A, or only in the most emission side (final stage) amplification optical fiber 132B. You may have the light source group 14. Considering the magnitude of the influence on the final output from the optical amplifier 1, it is more preferable that the optical amplifier 1 has the light source group 14 only in the amplification optical fiber 132 at the final stage in order to obtain a stable gain. ..

第１の光源群１４Ａの第１の励起光源１１−１と第２の励起光源１２−１とは、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａを励起するための励起光を発生する。第２の光源群１４Ｂの第１の励起光源１１−２と第２の励起光源１２−２とは、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂを励起するための励起光を発生する。入射部１０から入射した信号光は光路１００を伝搬する。第１の光源群１４Ａの第１の励起光源１１-１および第２の励起光源１２-１からそれぞれ出力された第１の励起光Ｅ１１および第２の励起光Ｅ１２は、光路１１０-１および光路１２０-１を伝搬する。信号光、第１の励起光Ｅ１１、および第２の励起光Ｅ１２は、光合波器１３１Ａにより合波されて第１の増幅用光ファイバ１３２Ａに伝搬する。第１の増幅用光ファイバ１３２Ａは、第１の励起光Ｅ１１および第２の励起光Ｅ１２により励起され、信号光を増幅する。増幅された信号光は光路１００を伝搬する。 The first pumping light source 11-1 and the second pumping light source 12-1 of the first light source group 14A generate pumping light for pumping the first amplification optical fiber 132A. The first pumping light source 11-2 and the second pumping light source 12-2 of the second light source group 14B generate pumping light for pumping the second amplification optical fiber 132B. The signal light incident from the incident unit 10 propagates on the optical path 100. The first pumping light E11 and the second pumping light E12 outputted from the first pumping light source 11-1 and the second pumping light source 12-1 of the first light source group 14A respectively have an optical path 110-1 and an optical path. Propagate 120-1. The signal light, the first pumping light E11, and the second pumping light E12 are multiplexed by the optical multiplexer 131A and propagated to the first amplification optical fiber 132A. The first amplification optical fiber 132A is excited by the first pumping light E11 and the second pumping light E12, and amplifies the signal light. The amplified signal light propagates through the optical path 100.

第２の光源群１４Ｂの第１の励起光源１１-２および第２の励起光源１２-２からそれぞれ出力された第１の励起光Ｅ２１および第２の励起光Ｅ２２は、光路１１０-２および光路１２０-２を伝搬する。信号光、第１の励起光Ｅ２１、および第２の励起光Ｅ２２は、光合波器１３１Ｂにより合波されて第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂに入力される。第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂは、第２の励起光Ｅ２１および第２の励起光Ｅ２２により励起され、信号光をさらに増幅する。所定の強度まで増幅された信号光は出射部２０から出射する。 The first pumping light E21 and the second pumping light E22, which are respectively output from the first pumping light source 11-2 and the second pumping light source 12-2 of the second light source group 14B, have an optical path 110-2 and an optical path. Propagate 120-2. The signal light, the first pumping light E21, and the second pumping light E22 are multiplexed by the optical multiplexer 131B and input to the second amplification optical fiber 132B. The second amplification optical fiber 132B is pumped by the second pumping light E21 and the second pumping light E22, and further amplifies the signal light. The signal light amplified to a predetermined intensity is emitted from the emission unit 20.

図３では、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａと第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂとにより信号光が増幅される場合を例示したが、３個以上の増幅用光ファイバ１３２により信号光が増幅される構成とすることもできる。この場合、光増幅器１は、増幅用光ファイバ１３２の個数と同数の光源群１４を有してもよいし、上述したように一部の増幅用光ファイバ１３２（初段や最終段等の増幅用光ファイバ１３２）のみに光源群１４を有してもよいし、初段や最終段以外の他の一部の増幅用光ファイバ１３２のみに光源群１４を有してもよい。 Although FIG. 3 illustrates the case where the signal light is amplified by the first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B, the signal light is amplified by three or more amplification optical fibers 132. It is also possible to have a configuration. In this case, the optical amplifier 1 may have the same number of light source groups 14 as the number of the amplification optical fibers 132, or as described above, some of the amplification optical fibers 132 (for amplification such as the first stage and the final stage). The light source group 14 may be provided only in the optical fiber 132), or the light source group 14 may be provided only in some amplification optical fibers 132 other than the first stage and the last stage.

以下、上述した実施の形態に係る光増幅器１の実施例を示す。なお、以下の実施例は本発明の態様を具体的に説明するものであるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
図４は、実施例１の光増幅器１の要部構成を模式的に示すブロック図である。図４に示す光増幅器１は、波長１０６４ｎｍの信号光Ｓを増幅する。光増幅器１は、１個の第１の励起光源１１と１個の第２の励起光源１２とを有する。第１の励起光源１１は１個の発光素子１１１を有し、第２の励起光源１２は１個の発光素子１２１を有する。光合波器１３１は、複数の光ファイバを加熱溶融、融着延伸して作成された励起光カプラであり、ここでは（２＋１）×１タイプのポンプコンバイナを用いる。増幅用光ファイバ１３２は、イッテルビウム（Ｙｂ）がシリカガラスにドープされたダブルクラッド光ファイバ（Ｙｂファイバ）である。光増幅器１は、上述したように第１波長領域Ｒ１の９０５ｎｍ〜９１５ｎｍの範囲の第１の励起光を出射する第１の励起光源１１と、上述したように第２波長領域Ｒ２の９３０ｎｍ〜９４０ｎｍの範囲の第２の励起光を出射する第２の励起光源１２とを有する。光増幅器１は、増幅用光ファイバ１３２の出力側にクラッドパワーストリッパー１３３を有する。クラッドパワーストリッパー１３３は励起光等の信号光以外の光を除去する。 Examples of the optical amplifier 1 according to the above-described embodiment will be shown below. The following examples specifically describe the aspects of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.
[Example 1]
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the main configuration of the optical amplifier 1 of the first embodiment. The optical amplifier 1 shown in FIG. 4 amplifies the signal light S having a wavelength of 1064 nm. The optical amplifier 1 has one first pumping light source 11 and one second pumping light source 12. The first pumping light source 11 has one light emitting element 111, and the second pumping light source 12 has one light emitting element 121. The optical multiplexer 131 is a pump optical coupler formed by heating, melting, fusing and extending a plurality of optical fibers, and here, a (2+1)×1 type pump combiner is used. The amplification optical fiber 132 is a double-clad optical fiber (Yb fiber) in which ytterbium (Yb) is doped in silica glass. The optical amplifier 1 includes the first pumping light source 11 that emits the first pumping light in the range of 905 nm to 915 nm of the first wavelength region R1 as described above, and the 930 nm to 940 nm of the second wavelength region R2 as described above. And a second excitation light source 12 that emits the second excitation light in the range. The optical amplifier 1 has a cladding power stripper 133 on the output side of the amplification optical fiber 132. The clad power stripper 133 removes light other than signal light such as pumping light.

入射部１０から入力された波長１０６４ｎｍの信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１の発光素子１１１−１および第２の励起光源１２の発光素子１２１-１から出力された第１の励起光Ｅ１および第２の励起光Ｅ２は、それぞれ光路１１０および１２０を伝搬する。信号光Ｓ、第１の励起光Ｅ１、および第２の励起光Ｅ２は、光合波器１３１により合波され、増幅用光ファイバ１３２（Ｙｂファイバ）を伝搬する。増幅用光ファイバ１３２にドープされたＹｂは、第１の励起光および第２の励起光により励起され信号光Ｓを増幅する。すなわち、増幅用光ファイバ１３２において前方励起型の増幅が行われる。増幅された信号光Ｓはクラッドパワーストリッパー１３３により励起光等の信号光Ｓ以外の光が除去されて、出射部２０から出力される。本実施例の光増幅器１は、上述したように前方励起型の増幅を行う。前方励起型の増幅は、特に低出力域ではノイズを低く抑えることができる。 The signal light S having a wavelength of 1064 nm input from the incident unit 10 propagates through the optical path 100. The first pumping light E1 and the second pumping light E2 output from the light emitting element 111-1 of the first pumping light source 11 and the light emitting element 121-1 of the second pumping light source 12 pass through the optical paths 110 and 120, respectively. Propagate. The signal light S, the first pumping light E1, and the second pumping light E2 are multiplexed by the optical multiplexer 131, and propagate through the amplification optical fiber 132 (Yb fiber). The Yb doped in the amplification optical fiber 132 is pumped by the first pumping light and the second pumping light to amplify the signal light S. That is, the forward excitation type amplification is performed in the amplification optical fiber 132. Light other than the signal light S such as pumping light is removed from the amplified signal light S by the clad power stripper 133, and the amplified signal light S is output from the emission unit 20. The optical amplifier 1 of this embodiment performs the forward pumping type amplification as described above. The forward excitation type amplification can suppress the noise to a low level especially in a low output range.

［実施例２］
図５は、実施例２の光増幅器１の要部構成を模式的に示すブロック図である。図５に示す実施例２の光増幅器１は、波長１０６４ｎｍの信号光Ｓを増幅する。光増幅器１は、複数の増幅用光ファイバ１３２と複数の光源群１４とを有する構成を例示するものであり、具体的には２個の増幅用光ファイバ１３２（第１の増幅用光ファイバ１３２Ａと第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂ）と２個の光源群１４（第１の光源群１４Ａと第２の光源群１４Ｂ）とを有する。実施例２の光増幅器１における第１の増幅用光ファイバ１３２Ａおよび第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂにおいては、共に前方励起型の増幅が行われる。 [Example 2]
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the main configuration of the optical amplifier 1 of the second embodiment. The optical amplifier 1 of the second embodiment shown in FIG. 5 amplifies the signal light S having a wavelength of 1064 nm. The optical amplifier 1 exemplifies a configuration having a plurality of amplification optical fibers 132 and a plurality of light source groups 14, and specifically, two amplification optical fibers 132 (first amplification optical fiber 132A). And a second amplification optical fiber 132B) and two light source groups 14 (first light source group 14A and second light source group 14B). In the first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B in the optical amplifier 1 according to the second embodiment, forward pumping type amplification is performed.

第１の光源群１４Ａは、第１の励起光源１１−１と第２の励起光源１２−１とを有する。第１の励起光源１１−１は１個の発光素子１１１−１を有し、第２の励起光源１２−１は１個の発光素子１２１−１を有する。光合波器１３１Ａとしては、（２＋１）×１タイプのポンプコンバイナを備える。第１の増幅用光ファイバ１３２Ａは、イッテルビウムがドープされたダブルクラッドの光増幅用ファイバ（Ｙｂファイバ）である。第１の光源群１４Ａは、上述したように第１波長領域Ｒ１の９０５ｎｍ〜９１５ｎｍの範囲の第１の励起光を出射する第１の励起光源１１−１と、上述したように第２波長領域Ｒ２の９３０ｎｍ〜９４０ｎｍの範囲の第２の励起光を出射する第２の励起光源１２−１とを有する。 The first light source group 14A has a first pumping light source 11-1 and a second pumping light source 12-1. The first pumping light source 11-1 has one light emitting element 111-1, and the second pumping light source 12-1 has one light emitting element 121-1. The optical multiplexer 131A includes a (2+1)×1 type pump combiner. The first amplification optical fiber 132A is a double-clad optical amplification fiber (Yb fiber) doped with ytterbium. The first light source group 14A includes the first excitation light source 11-1 that emits the first excitation light in the range of 905 nm to 915 nm of the first wavelength region R1 as described above, and the second wavelength region as described above. The second pump light source 12-1 that emits the second pump light in the range of 930 nm to 940 nm of R2.

第２の光源群１４Ｂは、第１の励起光源１１−２と第２の励起光源１２−２とを有する。第１の励起光源１１−２は３個の発光素子１１１−２ａ〜１１１−２ｃを有し、第２の励起光源１２−２は３個の発光素子１２１−２ａ〜１２１−２ｃを有する。光合波器１３１Ｂとしては、（６＋１）×１タイプのポンプコンバイナを備える。第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂは、イッテルビウムがドープされたダブルクラッドの光増幅用ファイバ（Ｙｂファイバ）である。第２の光源群１４Ｂは、上述したように第１波長領域Ｒ１の９０５ｎｍ〜９１５ｎｍの範囲の第１の励起光を出射する第１の励起光源１１−２と、上述したように第２波長領域Ｒ２の９３０ｎｍ〜９４０ｎｍの範囲の第２の励起光を出射する第２の励起光源１２−２とを有する。光増幅器１は、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａおよび第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂの出力側に、それぞれクラッドパワーストリッパー１３３Ａおよび１３３Ｂを有する。クラッドパワーストリッパー１３３Ａおよび１３３Ｂは、励起光等の信号光以外の光を除去する。クラッドパワーストリッパー１３３Ａの出力側には光アイソレータ１９が配置される。 The second light source group 14B has a first pumping light source 11-2 and a second pumping light source 12-2. The first pumping light source 11-2 has three light emitting elements 111-2a to 111-2c, and the second pumping light source 12-2 has three light emitting elements 121-2a to 121-2c. The optical multiplexer 131B includes a (6+1)×1 type pump combiner. The second amplification optical fiber 132B is a double-clad optical amplification fiber (Yb fiber) doped with ytterbium. The second light source group 14B includes the first excitation light source 11-2 that emits the first excitation light in the range of 905 nm to 915 nm of the first wavelength region R1 as described above, and the second wavelength region as described above. The second pump light source 12-2 that emits the second pump light of R2 in the range of 930 nm to 940 nm. The optical amplifier 1 has cladding power strippers 133A and 133B on the output sides of the first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B, respectively. The clad power strippers 133A and 133B remove light other than signal light such as pumping light. An optical isolator 19 is arranged on the output side of the clad power stripper 133A.

入射部１０から入力された波長１０６４ｎｍの信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１-１の発光素子１１１-１から出力された第１の励起光Ｅ１１、および第２の励起光源１２から出力された第２の励起光Ｅ１２は、それぞれ光路１１０-１および１２0-１を伝搬する。信号光Ｓ、第１の励起光Ｅ１１、および第２の励起光Ｅ１２は、光合波器１３１Ａにより合波され、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａを伝搬する。第１の増幅用光ファイバ（Ｙｂファイバ）１３２Ａは、第１の励起光Ｅ１１および第２の励起光Ｅ１２により励起され、信号光Ｓを増幅する。すなわち、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａにおいて前方励起型の増幅が行われる。増幅された信号光Ｓはクラッドパワーストリッパー１３３Ａにより励起光等の信号光以外の光が除去された後、光アイソレータ１９を通過する。 The signal light S having a wavelength of 1064 nm input from the incident unit 10 propagates through the optical path 100. The first pumping light E11 output from the light emitting element 111-1 of the first pumping light source 11-1 and the second pumping light E12 output from the second pumping light source 12 have optical paths 110-1 and 110-1, respectively. Propagate 120-1. The signal light S, the first pumping light E11, and the second pumping light E12 are multiplexed by the optical multiplexer 131A and propagate through the first amplification optical fiber 132A. The first amplification optical fiber (Yb fiber) 132A is excited by the first excitation light E11 and the second excitation light E12, and amplifies the signal light S. That is, forward pumping amplification is performed in the first amplification optical fiber 132A. The amplified signal light S passes through the optical isolator 19 after the cladding power stripper 133A removes the light other than the signal light such as the excitation light.

光アイソレータ１９を通過した波長１０６４ｎｍの信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１−２の発光素子１１１−２ａ、１１１−２ｂ、１１１−２ｃからそれぞれ出力された第１の励起光Ｅ２１-１、Ｅ２１-２、Ｅ２１-３は、それぞれ光路１１０-２ａ、１１０-２ｂ、１１０-２ｃを伝搬する。第２の励起光源１２−２の発光素子１２１−２ａ、１２１-２ｂ、１２１−２ｃからそれぞれ出力された第２の励起光Ｅ２２-１、Ｅ２２-２、Ｅ２２-３は、それぞれ光路１２０-２ａ、１２０-２ｂ、１２０-２ｃを伝搬する。信号光Ｓ、第１の励起光Ｅ２１-１、Ｅ２１-２、Ｅ２１-３、および第２の励起光Ｅ２２-１、Ｅ２２-２、Ｅ２２-３は、光合波器１３１Ｂにより合波され、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂを伝搬する。第２の増幅用光ファイバ（Ｙｂファイバ）１３２Ｂは、第１の励起光Ｅ２１-１、Ｅ２１-２、Ｅ２１-３、および第２の励起光Ｅ２２-１、Ｅ２２-２、Ｅ２２-３により励起され、信号光Ｓを増幅する。すなわち、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂにおいて前方励起型の増幅が行われる。増幅された信号光Ｓはクラッドパワーストリッパー１３３Ｂにより励起光等の信号光以外の光が除去されて、出射部２０から出力される。第１の増幅用光ファイバ１３２Ａと第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂとは、上述したように前方励起型の増幅を行う。前方励起型の増幅は、特に低出力域ではノイズを低く抑えることができる。 The signal light S having a wavelength of 1064 nm that has passed through the optical isolator 19 propagates on the optical path 100. The first excitation lights E21-1, E21-2, E21-3 output from the light emitting elements 111-2a, 111-2b, 111-2c of the first excitation light source 11-2, respectively, are optical paths 110-2a. , 110-2b, 110-2c. The second excitation lights E22-1, E22-2, E22-3 output from the light emitting elements 121-2a, 121-2b, 121-2c of the second excitation light source 12-2, respectively, are optical paths 120-2a. , 120-2b, 120-2c. The signal light S, the first pumping lights E21-1, E21-2, E21-3, and the second pumping lights E22-1, E22-2, E22-3 are combined by the optical multiplexer 131B, 2 propagates through the amplification optical fiber 132B. The second amplification optical fiber (Yb fiber) 132B is excited by the first excitation lights E21-1, E21-2, E21-3 and the second excitation lights E22-1, E22-2, E22-3. Then, the signal light S is amplified. That is, forward pumping type amplification is performed in the second amplification optical fiber 132B. Light other than the signal light such as pumping light is removed from the amplified signal light S by the clad power stripper 133B, and is output from the emission unit 20. The first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B perform the forward excitation type amplification as described above. The forward excitation type amplification can suppress the noise to a low level especially in a low output range.

［実施例３］
図６は、実施例３の光増幅器１の要部構成を模式的に示すブロック図である。実施例３の光増幅器１は、実施例２の光増幅器１と同様に、２個の増幅用光ファイバ１３２（第１の増幅用光ファイバ１３２Ａと第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂ）と２個の光源群１４（第１の光源群１４Ａと第２の光源群１４Ｂ）とを有する。ただし、実施例２の第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂにおいては前方励起型の増幅を行うのに対して、実施例３の光増幅器１では、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂにおいて後方励起型の増幅を行う。そのため、光合波器１３１Ｂは第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂの信号光Ｓの出力側に配置され、第１の励起光および第２の励起光は、信号光Ｓの進行方向とは逆方向に伝搬して第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂを伝搬する。従って、クラッドパワーストリッパー１３３Ｂは、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂよりも上流側（第１の増幅用光ファイバ１３２Ａ側）に配置される。 [Example 3]
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of the main part of the optical amplifier 1 of the third embodiment. The optical amplifier 1 of the third embodiment has two amplification optical fibers 132 (first amplification optical fiber 132A and second amplification optical fiber 132B) and two amplification optical fibers 132 as in the second embodiment. Light source group 14 (first light source group 14A and second light source group 14B). However, in the second amplification optical fiber 132B of the second embodiment, the forward pumping type amplification is performed, whereas in the optical amplifier 1 of the third embodiment, the second amplification optical fiber 132B is the backward pumping type. Amplify. Therefore, the optical multiplexer 131B is arranged on the output side of the signal light S of the second amplification optical fiber 132B, and the first pumping light and the second pumping light travel in the direction opposite to the traveling direction of the signal light S. It propagates and propagates through the second amplification optical fiber 132B. Therefore, the clad power stripper 133B is arranged upstream of the second amplification optical fiber 132B (on the side of the first amplification optical fiber 132A).

入射部１０から入力された波長１０６４ｎｍの信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の増幅用光ファイバ１３２Ａにより信号光Ｓを増幅し、クラッドパワーストリッパー１３３Ａにより励起光等の信号光以外の光を除去し、光アイソレータ１９を通過するまでは、実施例２の場合と同様である。光アイソレータ１９を通過した波長１０６４ｎｍの信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１−２の発光素子１１１−２ａ、１１１−２ｂ、１１１−２ｃからそれぞれ出力された第１の励起光Ｅ２１-１、Ｅ２１-２、Ｅ２１-３は、それぞれ光路１１０-２ａ、１１０-２ｂ、１１０-２ｃを伝搬する。第２の励起光源１２−２の発光素子１２１−２ａ、１２１-２ｂ、１２１−２ｃからそれぞれ出力された第２の励起光Ｅ２２-１、Ｅ２２-２、Ｅ２２-３は、それぞれ光路１２０-２ａ、１２０-２ｂ、１２０-２ｃを伝搬する。信号光Ｓ、第１の励起光Ｅ２１-１、Ｅ２１-２、Ｅ２１-３、および第２の励起光Ｅ２２-１、Ｅ２２-２、Ｅ２２-３は、光合波器１３１Ｂにより合波され、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂを伝搬する。第２の増幅用光ファイバ（Ｙｂファイバ）１３２Ｂは、第１の励起光Ｅ２１-１、Ｅ２１-２、Ｅ２１-３、および第２の励起光Ｅ２２-１、Ｅ２２-２、Ｅ２２-３により励起され、信号光Ｓを増幅する。すなわち、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂにおいて後方励起型の増幅が行われる。クラッドパワーストリッパー１３３Ｂは励起光等の信号光Ｓ以外の光を除去する。増幅された信号光Ｓは出射部２０から出力される。本実施例の光増幅器１において、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂは、上述したように後方励起型の増幅を行う。後方励起型の増幅は、信号光Ｓを大きいパワーに増幅する場合に適している。 The signal light S having a wavelength of 1064 nm input from the incident unit 10 propagates through the optical path 100. The signal light S is amplified by the first amplification optical fiber 132A, the light other than the signal light such as the excitation light is removed by the cladding power stripper 133A, and the light is passed through the optical isolator 19 as in the case of the second embodiment. Is. The signal light S having a wavelength of 1064 nm that has passed through the optical isolator 19 propagates on the optical path 100. The first excitation lights E21-1, E21-2, E21-3 output from the light emitting elements 111-2a, 111-2b, 111-2c of the first excitation light source 11-2, respectively, are optical paths 110-2a. , 110-2b, 110-2c. The second excitation lights E22-1, E22-2, E22-3 output from the light emitting elements 121-2a, 121-2b, 121-2c of the second excitation light source 12-2, respectively, are optical paths 120-2a. , 120-2b, 120-2c. The signal light S, the first pumping lights E21-1, E21-2, E21-3, and the second pumping lights E22-1, E22-2, E22-3 are combined by the optical multiplexer 131B, 2 propagates through the amplification optical fiber 132B. The second amplification optical fiber (Yb fiber) 132B is excited by the first excitation lights E21-1, E21-2, E21-3 and the second excitation lights E22-1, E22-2, E22-3. Then, the signal light S is amplified. That is, backward pumping type amplification is performed in the second amplification optical fiber 132B. The clad power stripper 133B removes light other than the signal light S such as pumping light. The amplified signal light S is output from the emission unit 20. In the optical amplifier 1 of the present embodiment, the second amplification optical fiber 132B performs backward pumping amplification as described above. The backward pumping type amplification is suitable for amplifying the signal light S to a large power.

上記の各実施例においては、入射部１０から入力する信号光の波長は１０６４ｎｍとして説明した。しかし、より長い波長、例えば１．５５μｍ程度（約１５５０ｎｍ）の波長の信号光を入射部から入力させて増幅する光増幅器も本発明に含まれる。以下、このような変形例について説明する。 In each of the above embodiments, the wavelength of the signal light input from the incident unit 10 has been described as 1064 nm. However, the present invention also includes an optical amplifier that inputs a signal light having a longer wavelength, for example, a wavelength of about 1.55 μm (about 1550 nm) from the incident portion and amplifies the signal light. Hereinafter, such a modified example will be described.

［変形例１］
図３に示す実施例１の光増幅器１は次のように変形できる。変形例１に係る光増幅器２００は波長１５５０ｎｍの信号光Ｓを増幅する。まず、増幅用光ファイバ１３２として、実施例１の光増幅器１に用いたＹｂファイバに代えて、エルビウム（Ｅｒ）とイッテルビウム（Ｙｂ）が共にシリカガラスにドープされた光ファイバ（Ｅｒ／Ｙｂ共添加ファイバ）を用いる。光増幅器１は、実施例１と同様に、第１波長領域Ｒ１の９０５ｎｍ〜９１５ｎｍの範囲の第１の励起光を出射する第１の励起光源１１と、第２波長領域Ｒ２の９３０ｎｍ〜９４０ｎｍの範囲の第２の励起光を出射する第２の励起光源１２とを有する。 [Modification 1]
The optical amplifier 1 of the first embodiment shown in FIG. 3 can be modified as follows. The optical amplifier 200 according to the first modification amplifies the signal light S having a wavelength of 1550 nm. First, as the amplification optical fiber 132, an optical fiber (Er/Yb co-doped) in which both erbium (Er) and ytterbium (Yb) are doped in silica glass is used instead of the Yb fiber used in the optical amplifier 1 of the first embodiment. Fiber). The optical amplifier 1 is similar to the first embodiment in that the first pumping light source 11 that emits the first pumping light in the range of 905 nm to 915 nm of the first wavelength region R1 and the 930 nm to 940 nm of the second wavelength region R2. The second excitation light source 12 which emits the second excitation light in the range.

変形例１の光増幅器２００の入射部１０には波長１５５０ｎｍの信号光Ｓが入力され、信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１の発光素子１１１および第２の励起光源１２の発光素子１２１から出力された第１の励起光Ｅ１および第２の励起光Ｅ２は、それぞれ光路１１０および１２０を伝搬する。信号光Ｓ、第１の励起光Ｅ１、および第２の励起光Ｅ２は、光合波器１３１により合波され、増幅用光ファイバ１３２（Ｅｒ／Ｙｂ共添加ファイバ）を伝搬する。増幅用光ファイバ１３２にドープされたＹｂは、第１の励起光Ｅ１および第２の励起光Ｅ２により励起され、励起されたＹｂはＥｒを励起し、これにより、波長１５５０ｎｍの信号光Ｓは増幅される。増幅された信号光Ｓは、クラッドパワーストリッパー１３３により、励起光等の信号光Ｓ以外の光が除去されて出射部２０から出力される。 The signal light S having a wavelength of 1550 nm is input to the incident unit 10 of the optical amplifier 200 of the first modification, and the signal light S propagates through the optical path 100. The first pumping light E1 and the second pumping light E2 output from the light emitting element 111 of the first pumping light source 11 and the light emitting element 121 of the second pumping light source 12 propagate through the optical paths 110 and 120, respectively. The signal light S, the first pumping light E1, and the second pumping light E2 are multiplexed by the optical multiplexer 131, and propagate through the amplification optical fiber 132 (Er/Yb co-doped fiber). The Yb doped in the amplification optical fiber 132 is excited by the first excitation light E1 and the second excitation light E2, and the excited Yb excites Er, whereby the signal light S having a wavelength of 1550 nm is amplified. To be done. The amplified signal light S is output from the emission unit 20 after the light other than the signal light S such as pumping light is removed by the cladding power stripper 133.

図５および図６にそれぞれ示す光増幅器１についても、変形例１で行った説明と同様の変形ができる。すなわち、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａおよび第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂとして、いずれもＥｒ／Ｙｂ共添加ファイバを用いる。これにより、波長１５５０ｎｍの信号光を増幅する光増幅器２００を実現することができる。 The optical amplifier 1 shown in each of FIGS. 5 and 6 can be modified in the same manner as described in Modification 1. That is, the Er/Yb co-doped fiber is used as both the first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B. Thereby, the optical amplifier 200 that amplifies the signal light having the wavelength of 1550 nm can be realized.

［変形例２］
また、図４に示す実施例１の光増幅器１は次のように変形できる。変形例２に係る光増幅器３００は波長１５５０ｎｍの信号光を増幅する。まず、増幅用光ファイバ１３２として、実施例１の光増幅器１に用いたＹｂファイバに代えて、エルビウム（Ｅｒ）がシリカガラスにドープされた光ファイバ（Ｅｒファイバ）を用いる。さらに、第１の励起光源１１および第２の励起光源１２に関して、光増幅器３００は、第１波長領域Ｒ１の９７５ｎｍ〜９９０ｎｍの範囲の第１の励起光を出射する第１の励起光源１１と、第２波長領域Ｒ２の１４２０ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲の第２の励起光を出射する第２の励起光源１２とを有する。 [Modification 2]
Further, the optical amplifier 1 of the first embodiment shown in FIG. 4 can be modified as follows. The optical amplifier 300 according to the second modification amplifies signal light having a wavelength of 1550 nm. First, as the amplification optical fiber 132, an optical fiber (Er fiber) in which silica glass is doped with erbium (Er) is used instead of the Yb fiber used in the optical amplifier 1 of the first embodiment. Further, regarding the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12, the optical amplifier 300 is a first pumping light source 11 that emits first pumping light in the range of 975 nm to 990 nm in the first wavelength region R1, and It has the 2nd excitation light source 12 which emits the 2nd excitation light of the range of 1420 nm-1500 nm of the 2nd wavelength range R2.

変形例２の光増幅器３００の入射部１０には波長１５５０ｎｍの信号光Ｓが入力され、信号光Ｓは光路１００を伝搬する。第１の励起光源１１の発光素子１１１および第２の励起光源１２の発光素子１２１から出力された第１の励起光Ｅ１および第２の励起光Ｅ２は、それぞれ光路１１０および１２０を伝搬する。信号光Ｓ、第１の励起光Ｅ１、および第２の励起光Ｅ２は、光合波器１３１により合波され、増幅用光ファイバ１３２（Ｅｒファイバ）を伝搬する。増幅用光ファイバ１３２にドープされたＥｒは、第１の励起光Ｅ１および第２の励起光Ｅ２により励起され、これにより、波長１５５０ｎｍの信号光Ｓは増幅される。増幅された信号光Ｓは、クラッドパワーストリッパー１３３により、励起光等の信号光Ｓ以外の光が除去されて出射部２０から出力される。 The signal light S having a wavelength of 1550 nm is input to the incident unit 10 of the optical amplifier 300 of the modification 2, and the signal light S propagates through the optical path 100. The first pumping light E1 and the second pumping light E2 output from the light emitting element 111 of the first pumping light source 11 and the light emitting element 121 of the second pumping light source 12 propagate through the optical paths 110 and 120, respectively. The signal light S, the first pumping light E1, and the second pumping light E2 are multiplexed by the optical multiplexer 131 and propagate through the amplification optical fiber 132 (Er fiber). The Er doped in the amplification optical fiber 132 is excited by the first excitation light E1 and the second excitation light E2, whereby the signal light S having a wavelength of 1550 nm is amplified. The amplified signal light S is output from the emission unit 20 after the light other than the signal light S such as pumping light is removed by the cladding power stripper 133.

図５および図６にそれぞれ示す光増幅器１についても、変形例２で行った説明と同様の変形ができる。すなわち、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａおよび第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂとして、いずれもＥｒファイバを採用し、同時に、クラッドパワーストリッパー１３３Ａおよび１３３Ｂとして、波長１５５０ｎｍの信号光Ｓのみを通過させる仕様のものを用いる。これにより、波長１５５０ｎｍの信号光Ｓを増幅する光増幅器３００を実現することができる。 The optical amplifier 1 shown in FIGS. 5 and 6 can be modified in the same manner as described in Modification 2. In other words, an Er fiber is adopted as both the first amplification optical fiber 132A and the second amplification optical fiber 132B, and at the same time, only the signal light S having a wavelength of 1550 nm is passed as the cladding power strippers 133A and 133B. Use the one. Thereby, the optical amplifier 300 that amplifies the signal light S having a wavelength of 1550 nm can be realized.

図７は、上記の実施の形態にて説明した光増幅器１を有する光通信システム５００の構成の一例を模式的に示す。光通信システム５００は、波長安定化レーザ光源５０１と、変調器５０２と、送信回路５０３と、光増幅器１−１と、出射光学系５０４と、入射光学系５０５と、光増幅器１−２と、光電変換器５０６と、受信回路５０７とを有する。なお、光増幅器１−１、１−２は、上記の図１や図３〜図６にて示した各種の光増幅器１、２００、３００のうちの何れかの形態でよい。 FIG. 7 schematically shows an example of the configuration of an optical communication system 500 including the optical amplifier 1 described in the above embodiment. The optical communication system 500 includes a wavelength-stabilized laser light source 501, a modulator 502, a transmission circuit 503, an optical amplifier 1-1, an emission optical system 504, an incident optical system 505, and an optical amplifier 1-2. It has a photoelectric converter 506 and a receiving circuit 507. The optical amplifiers 1-1 and 1-2 may be any one of the various optical amplifiers 1, 200 and 300 shown in FIG. 1 and FIGS. 3 to 6 described above.

波長安定化レーザ光源５０１から射出された信号光は、送信回路５０３から出力された送信データに基づいて、変調器５０２にて変調され、光増幅器１−１にて増幅され、出射光学系５０４から出射される。出射光学系５０４からの信号光は、入射光学系５０５を介して光増幅器１−２に入射して増幅される。増幅された信号光は、光電変換器５０６により電気信号に変換され、受信回路５０７により受信データとして復号される。
なお、上述した実施の形態や実施例においては、光増幅器１、２００、３００は、信号光を増幅する場合を例に挙げて説明を行ったが、増幅される光は信号光に限定されず、例えば、レーザ加工機の光源からの光のように変調等がかけられていない光であってよい。すなわち、光増幅器１、２００、３００は、増幅の対象となる光（被増幅光）を増幅することができる。 The signal light emitted from the wavelength-stabilized laser light source 501 is modulated by the modulator 502 based on the transmission data output from the transmission circuit 503, amplified by the optical amplifier 1-1, and emitted from the emission optical system 504. Is emitted. The signal light from the emission optical system 504 is incident on the optical amplifier 1-2 via the incident optical system 505 and is amplified. The amplified signal light is converted into an electric signal by the photoelectric converter 506, and decoded by the receiving circuit 507 as received data.
In the above-described embodiments and examples, the optical amplifiers 1, 200, and 300 have been described taking the case of amplifying the signal light as an example, but the light to be amplified is not limited to the signal light. For example, it may be light that has not been modulated, such as light from a light source of a laser beam machine. That is, the optical amplifiers 1, 200, 300 can amplify the light to be amplified (light to be amplified).

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）増幅用光ファイバ１３２は、光の波長が長いほど吸収断面積が大きい第１波長領域Ｒ１と、光の波長が長いほど吸収断面積が小さい第２波長領域Ｒ２とを有する。第１の励起光源１１は第１波長領域Ｒ１内の波長を有する第１の励起光を発生し、第２の励起光源１２は第２波長領域Ｒ２内の波長を有する第２の励起光を発生する。これにより、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが変化した場合であっても、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収の変化は小さく抑えられ、このため、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を小さく抑えることができる。すなわち、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが変化した場合であっても、光増幅器１は、信号光を安定的に増幅することが可能となる。 According to the above-described embodiment, the following operational effects can be obtained.
(1) The amplification optical fiber 132 has a first wavelength region R1 having a larger absorption cross section as the wavelength of light is longer, and a second wavelength region R2 having a smaller absorption cross section as the wavelength of light is longer. The first pumping light source 11 generates a first pumping light having a wavelength within the first wavelength range R1, and the second pumping light source 12 generates a second pumping light having a wavelength within the second wavelength range R2. To do. Accordingly, even when the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the change in the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 is suppressed to a small level. It is possible to suppress the gain fluctuation of the optical fiber 132 to be small. That is, even when the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the optical amplifier 1 can stably amplify the signal light.

（２）第１の励起光源１１からの第１の励起光の波長および第２の励起光源１２からの第２の励起光の波長は、それぞれ第１の励起光源１１の温度および第２の励起光源１２の温度の上昇に伴って長くなる。増幅用光ファイバ１３２は、このような第１の励起光および第２の励起光を共に用いて励起される。これにより、第１の励起光源１１および第２の励起光源１２の発光素子１１１および１２１の温度変化が激しくなるような環境下であっても、光増幅器１は、信号光を安定的に増幅することができる。また、第１の励起光源１１および第２の励起光源１２からの励起光の出力や強度を温度変化に応じて制御するような構成を必要としない。このため、安定的に動作させることが可能な光増幅器１を低コストで提供できる。光増幅器１の部品数を少なくできるため、光増幅器１の全体としての故障率を下げることができる。 (2) The wavelength of the first pumping light from the first pumping light source 11 and the wavelength of the second pumping light from the second pumping light source 12 are the temperature of the first pumping light source 11 and the second pumping light, respectively. It becomes longer as the temperature of the light source 12 rises. The amplification optical fiber 132 is pumped using both the first pumping light and the second pumping light. As a result, the optical amplifier 1 stably amplifies the signal light even in an environment in which the temperature change of the light emitting elements 111 and 121 of the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 becomes severe. be able to. Further, there is no need for a configuration that controls the output and intensity of the pumping light from the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 according to the temperature change. Therefore, the optical amplifier 1 capable of operating stably can be provided at low cost. Since the number of parts of the optical amplifier 1 can be reduced, the failure rate of the optical amplifier 1 as a whole can be reduced.

（３）増幅用光ファイバ１３２の第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きい場合には、第１の励起光源１１の発光素子１１１の個数は、第２の励起光源１２の発光素子１２１の個数よりも少なくする。また、増幅用光ファイバ１３２の第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きい場合には、第２の励起光源１２の発光素子１２１の個数は、第１の励起光源１１の発光素子１１１の個数よりも少なくする。これにより、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが変化した場合であっても、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収の変化は小さく抑えられ、このため、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を小さく抑えることができる。すなわち、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが変化した場合であっても、光増幅器１は、信号光を安定的に増幅することが可能となる。 (3) When the rate of change of the absorption cross section of the amplification optical fiber 132 with respect to the change of the wavelength of the first pumping light is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light. The number of light emitting elements 111 of the first pumping light source 11 is smaller than the number of light emitting elements 121 of the second pumping light source 12. When the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light of the amplification optical fiber 132 is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light, The number of light emitting elements 121 of the second excitation light source 12 is set to be smaller than the number of light emitting elements 111 of the first excitation light source 11. Accordingly, even when the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the change in the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 is suppressed to a small level. It is possible to suppress the gain fluctuation of the optical fiber 132 to be small. That is, even when the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the optical amplifier 1 can stably amplify the signal light.

（４）増幅用光ファイバ１３２の第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きい場合には、第１の励起光源１１の出力は第２の励起光源１２の出力よりも小さくする。また、増幅用光ファイバ１３２の第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きい場合には、第２の励起光源１２の出力は第１の励起光源１１の出力よりも小さくする。これにより、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが変化した場合であっても、増幅用光ファイバ１３２の励起光の吸収の変化は小さく抑えられ、このため、増幅用光ファイバ１３２の利得変動を小さく抑えることができるすなわち、第１の励起光の波長と第２の励起光の波長とが変化した場合であっても、光増幅器１は、信号光を安定的に増幅することが可能となる。 (4) When the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light of the amplification optical fiber 132 is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light. The output of the first pumping light source 11 is made smaller than the output of the second pumping light source 12. When the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light of the amplification optical fiber 132 is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light, The output of the second pumping light source 12 is made smaller than the output of the first pumping light source 11. Accordingly, even when the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the change in the absorption of the pumping light of the amplification optical fiber 132 is suppressed to a small level. The gain fluctuation of the optical fiber 132 can be suppressed to a small level. That is, even when the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light change, the optical amplifier 1 stabilizes the signal light. It becomes possible to amplify.

（５）第１の励起光源１１と第２の励起光源１２とを有する複数の光源群１４のうち第１の光源群１４Ａは、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａを励起する励起光を出射し、第２の光源群１４Ｂは、第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂを励起する励起光を出射する。第２の増幅用光ファイバ１３２Ｂは、第１の増幅用光ファイバ１３２Ａで増幅された信号光を増幅する。これにより、信号光を多段で増幅する場合であっても、励起光の波長変化に対して安定的に信号光を増幅することができる。 (5) Of the plurality of light source groups 14 having the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12, the first light source group 14A emits pumping light that pumps the first amplification optical fiber 132A. The second light source group 14B emits pumping light that pumps the second amplification optical fiber 132B. The second amplification optical fiber 132B amplifies the signal light amplified by the first amplification optical fiber 132A. As a result, even when the signal light is amplified in multiple stages, the signal light can be stably amplified with respect to the change in the wavelength of the pump light.

（６）増幅用光ファイバ１３２は、イッテルビウムがドープされたものであり、第１の励起光源１１からの第１の励起光の中心波長は９０５〜９１５ｎｍの波長範囲であり、第２の励起光源１２からの第２の励起光の中心波長は９３０〜９４０ｎｍの波長範囲である。これにより、発光素子１１１および１２１で発生する第１の励起光および第２の励起光の波長変化が生じても、信号光の増幅を安定的に行なうことができる。 特に、イッテルビウムがドープされた増幅用光ファイバ（Ｙｂファイバ）１３２においては、ピークＰ１の両側における励起光の吸収の変化は、ピークＰ２の両側における励起光の吸収の変化に比べて穏やかである。従って、第１の励起光の中心波長は９０５〜９１５ｎｍの波長範囲に設定し、第２の励起光源１２からの第２の励起光の中心波長は９３０〜９４０ｎｍの波長範囲に設定することで、発光素子１１１および１２１で発生する第１の励起光および第２の励起光の波長変化が生じても、信号光の増幅を安定的に行なうことができる。 (6) The amplification optical fiber 132 is doped with ytterbium, the center wavelength of the first pumping light from the first pumping light source 11 is in the wavelength range of 905 to 915 nm, and the second pumping light source is The central wavelength of the second excitation light from 12 is in the wavelength range of 930 to 940 nm. Thereby, even if the wavelengths of the first pumping light and the second pumping light generated in the light emitting elements 111 and 121 change, the signal light can be stably amplified. Particularly, in the ytterbium-doped amplification optical fiber (Yb fiber) 132, the change in the absorption of the excitation light on both sides of the peak P1 is more moderate than the change in the absorption of the excitation light on both sides of the peak P2. Therefore, by setting the center wavelength of the first pumping light in the wavelength range of 905 to 915 nm and setting the center wavelength of the second pumping light from the second pumping light source 12 in the wavelength range of 930 to 940 nm, Even if the wavelengths of the first pumping light and the second pumping light generated in the light emitting elements 111 and 121 change, the signal light can be stably amplified.

（７）増幅用光ファイバ１３２は、エルビウム、または、エルビウムとイッテルビウムがドープされたものであり、第１の励起光源１１および第２の励起光源１２は、中心波長が９０５〜９１５ｎｍ、９３０〜９４０ｎｍ、９７５〜９９０ｎｍおよび１４２０〜１５００ｎｍの波長範囲のうち２種類以上の励起光を出射する。これにより、希土類元素としてエルビウム、または、エルビウムとイッテルビウムがドープされた場合に、発光素子１１１および１２１で発生する第１の励起光および第２の励起光の波長変化が生じても、信号光の増幅を安定的に行なうことができる。 (7) The amplification optical fiber 132 is erbium or erbium and ytterbium-doped, and the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 have center wavelengths of 905 to 915 nm and 930 to 940 nm. , 975 to 990 nm and 1420 to 1500 nm in the wavelength range. Accordingly, when erbium or erbium and ytterbium is doped as the rare earth element, even if the wavelength change of the first excitation light and the second excitation light generated in the light emitting elements 111 and 121 occurs, the signal light Amplification can be performed stably.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
３個以上の周波数領域それぞれの波長の励起光が出力されるように励起光源が設けられてもよい。光増幅器１は、たとえば、第１の励起光源１１と第２の励起光源１２に加えて、図２（ａ）に示す第３波長領域Ｒ１’（９６０ｎｍ〜９７５ｎｍ）内の波長を有する励起光を発生する第３の励起光源を有することもできる。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and it is possible to combine one or more modifications with the above-described embodiment.
A pumping light source may be provided so that pumping light having a wavelength of each of three or more frequency regions is output. The optical amplifier 1, for example, in addition to the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12, supplies pumping light having a wavelength in the third wavelength region R1′ (960 nm to 975 nm) shown in FIG. It is also possible to have a third pumping light source generated.

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as long as the characteristics of the present invention are not impaired, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. ..

１、２００、３００…光増幅器
１１…第１の励起光源
１２…第２の励起光源
１４…光源群
１１１、１２１…発光素子
１３２…増幅用光ファイバ 1, 200, 300... Optical amplifier 11... First pumping light source 12... Second pumping light source 14... Light source group 111, 121... Light emitting element 132... Optical fiber for amplification

Claims (15)

入力された信号光を増幅して出力する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバを励起するための第１の励起光を発生する第１の励起光源と、
前記増幅用光ファイバを励起するための第２の励起光を発生する第２の励起光源と、を備え、
前記増幅用光ファイバは、光の波長が長いほど吸収断面積が大きい第１波長領域と、光の波長が長いほど吸収断面積が小さい第２波長領域とを有し、
前記第１の励起光源は前記第１波長領域内の波長を有する前記第１の励起光を発生し、前記第２の励起光源は前記第２波長領域内の波長を有する前記第２の励起光を発生する、光増幅器。 An optical fiber for amplification that amplifies the input signal light and outputs it,
A first pumping light source that generates a first pumping light for pumping the amplification optical fiber;
A second pumping light source for generating a second pumping light for pumping the amplification optical fiber,
The amplification optical fiber has a first wavelength region having a larger absorption cross section as the wavelength of light is longer, and a second wavelength region having a smaller absorption cross section as the wavelength of light is longer,
The first pumping light source generates the first pumping light having a wavelength within the first wavelength range, and the second pumping light source has the second pumping light having a wavelength within the second wavelength range. Generate an optical amplifier. 請求項１に記載の光増幅器において、
前記第１の励起光の波長および前記第２の励起光の波長は、それぞれ前記第１の励起光源の温度および前記第２の励起光源の温度の上昇に伴って長くなる、光増幅器。 The optical amplifier according to claim 1, wherein
An optical amplifier in which the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light become longer as the temperature of the first pumping light source and the temperature of the second pumping light source increase, respectively. 請求項１に記載の光増幅器において、
前記第１の励起光の波長および前記第２の励起光の波長は、それぞれ前記第１の励起光源の温度および前記第２の励起光源の温度の下降に伴って短くなる、光増幅器。 The optical amplifier according to claim 1, wherein
An optical amplifier in which the wavelength of the first pumping light and the wavelength of the second pumping light become shorter as the temperature of the first pumping light source and the temperature of the second pumping light source decrease, respectively. 請求項１に記載の光増幅器において、
前記第１の励起光源および前記第２の励起光源は、それぞれの温度が同時に上昇または下降するように配置された、光増幅器。 The optical amplifier according to claim 1, wherein
An optical amplifier in which the first pumping light source and the second pumping light source are arranged such that their respective temperatures rise or fall simultaneously. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記第１の励起光源および前記第２の励起光源の少なくとも一方は複数の発光素子を備え、
前記増幅用光ファイバの前記第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、前記第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きく、
前記第１の励起光源の発光素子の個数は、前記第２の励起光源の発光素子の個数よりも少ない、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 4,
At least one of the first excitation light source and the second excitation light source includes a plurality of light emitting elements,
The rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light of the amplification optical fiber is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light,
The optical amplifier, wherein the number of light emitting elements of the first pumping light source is smaller than the number of light emitting elements of the second pumping light source. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記第１の励起光源および前記第２の励起光源の少なくとも一方は複数の発光素子を備え、
前記増幅用光ファイバの前記第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、前記第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きく、
前記第２の励起光源の発光素子の個数は、前記第１の励起光源の発光素子の個数よりも少ない、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 4,
At least one of the first excitation light source and the second excitation light source includes a plurality of light emitting elements,
The rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light of the amplification optical fiber is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light,
The optical amplifier, wherein the number of light emitting elements of the second pumping light source is smaller than the number of light emitting elements of the first pumping light source. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記増幅用光ファイバの前記第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、前記第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きく、
前記第１の励起光源の出力は前記第２の励起光源の出力よりも小さい、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 4,
The rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light of the amplification optical fiber is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light,
An optical amplifier in which an output of the first pumping light source is smaller than an output of the second pumping light source. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記増幅用光ファイバの前記第２の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率が、前記第１の励起光の波長の変化に対する吸収断面積の変化率に比べて大きく、
前記第２の励起光源の出力は前記第１の励起光源の出力よりも小さい、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 4,
The rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the second pumping light of the amplification optical fiber is larger than the rate of change of the absorption cross section with respect to the change of the wavelength of the first pumping light,
An optical amplifier in which the output of the second pumping light source is smaller than the output of the first pumping light source. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
複数の前記増幅用光ファイバを有し、
前記第１の励起光源と前記第２の励起光源とを有する複数の光源群を有し、
前記複数の光源群のうち第１の光源群は、前記複数の増幅用光ファイバのうちの第１の増幅用光ファイバを励起する励起光を出射し、前記第１の光源群とは異なる第２の光源群は、前記第１の増幅用光ファイバとは異なる第２の増幅用光ファイバを励起する励起光を出射し、
前記第２の増幅用光ファイバは、前記第１の増幅用光ファイバで増幅された信号光を増幅する、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 8,
A plurality of amplification optical fibers,
A plurality of light source groups having the first excitation light source and the second excitation light source,
A first light source group of the plurality of light source groups emits excitation light that excites a first amplification optical fiber of the plurality of amplification optical fibers, and a first light source group different from the first light source group. The second light source group emits pumping light for pumping a second amplification optical fiber different from the first amplification optical fiber,
An optical amplifier in which the second amplification optical fiber amplifies the signal light amplified by the first amplification optical fiber. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記増幅用光ファイバは、イッテルビウムがドープされたものであり、
前記第１の励起光の中心波長は９０５〜９１５ｎｍの波長範囲であり、前記第２の励起光の中心波長は９３０〜９４０ｎｍの波長範囲である、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 9,
The amplification optical fiber is ytterbium-doped,
An optical amplifier, wherein the center wavelength of the first pumping light is in the wavelength range of 905 to 915 nm, and the center wavelength of the second pumping light is in the wavelength range of 930 to 940 nm. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記増幅用光ファイバは、イッテルビウムがドープされたものであり、
前記第１の励起光の中心波長は９６０〜９７５ｎｍの波長範囲であり、前記第２の励起光の中心波長は９１５〜９３０ｎｍの波長範囲である、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 9,
The amplification optical fiber is ytterbium-doped,
The optical amplifier, wherein the central wavelength of the first pumping light is in the wavelength range of 960 to 975 nm and the central wavelength of the second pumping light is in the wavelength range of 915 to 930 nm. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記増幅用光ファイバは、エルビウム、または、エルビウムとイッテルビウムがドープされたものであり、
前記励起光源は、中心波長が９０５〜９１５ｎｍ、９１５〜９３０ｎｍ、９３０〜９４０ｎｍ、９６０〜９７５ｎｍ、９７５〜９９０ｎｍおよび１４２０〜１５００ｎｍの波長範囲のうち２種類以上の励起光を出射する、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 9,
The amplification optical fiber is erbium, or erbium and ytterbium doped,
The said excitation light source is an optical amplifier which radiate|emits two or more types of excitation light in the wavelength range whose center wavelengths are 905-915nm, 915-930nm, 930-940nm, 960-975nm, 975-990nm, and 1420-1500nm. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載の光増幅器において、
前記励起光源は半導体レーザである、光増幅器。 The optical amplifier according to any one of claims 1 to 12,
An optical amplifier in which the pumping light source is a semiconductor laser. 入力された信号光を増幅して出力する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバを励起するための第１の励起光を発生する第１の励起光源と、
前記増幅用光ファイバを励起するための第２の励起光を発生する第２の励起光源と、を備え、
前記増幅用光ファイバは、光の波長が長いほど吸収断面積が大きい第１波長領域と、光の波長が長いほど吸収断面積が小さい第２波長領域とを有する光増幅器を用いた光増幅方法であって、
前記第１の励起光源は前記第１波長領域内の波長を有する前記第１の励起光を発生し、前記第２の励起光源は前記第２波長領域内の波長を有する前記第２の励起光を発生する条件において、前記信号光を増幅する、光増幅方法。 An optical fiber for amplification that amplifies the input signal light and outputs it,
A first pumping light source that generates a first pumping light for pumping the amplification optical fiber;
A second pumping light source for generating a second pumping light for pumping the amplification optical fiber,
The amplification optical fiber uses an optical amplification method using an optical amplifier having a first wavelength region having a larger absorption cross section as the wavelength of light is longer and a second wavelength region having a smaller absorption cross section as the wavelength of light is longer. And
The first pumping light source generates the first pumping light having a wavelength within the first wavelength range, and the second pumping light source has the second pumping light having a wavelength within the second wavelength range. An optical amplification method for amplifying the signal light under the condition of generating. 請求項１４に記載の光増幅方法であって、
前記第１の励起光源の温度と、前記第２の励起光源の温度とが、
前記第１の励起光源は前記第１波長領域内の波長を有する前記第１の励起光を発生し、前記第２の励起光源は前記第２波長領域内の波長を有する前記第２の励起光を発生する温度である、光増幅方法。 The optical amplification method according to claim 14, wherein
The temperature of the first pumping light source and the temperature of the second pumping light source are
The first pumping light source generates the first pumping light having a wavelength within the first wavelength range, and the second pumping light source has the second pumping light having a wavelength within the second wavelength range. An optical amplification method, which is the temperature at which is generated.
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