JP3046180B2 - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、希土類元素ドープ光
ファイバに信号光及び励起光を入射して信号光を増幅す
る光ファイバ増幅器、および光ファイバ増幅器の増幅特
性測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下に第１の従来技術を示す。

【０００３】図１４は文献「Efficient erbium-doped f
ibre amplifier with an integralisolator」,Michael
N. Zervas,Richard I. Laming,David N. Payne 著１６
２〜１６５頁に記載された第１の従来の光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。図において、１は信号光入
力端子、２は励起光源、３ａは第１の光合分波器、３１
ａは第１の光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは第１
の光合分波器３ａの第２の端子、３３ａは第１の光合分
波器３ａの第３の端子、３４ａは第１の光合分波器３ａ
の第４の端子、４ａは第１の希土類元素ドープ光ファイ
バ、３ｂは第２の光合分波器、３１ｂは第２の光合分波
器３ｂの第１の端子、３２ｂは第２の光合分波器３ｂの
第２の端子、３３ｂは第２の光合分波器３ｂの第３の端
子、３４ｂは第２の光合分波器３ｂの第４の端子、５ａ
は光アイソレータ、３ｃは第３の光合分波器、３１ｃは
第３の光合分波器３ｃの第１の端子、３２ｃは第３の光
合分波器３ｃの第２の端子、３３ｃは第３の光合分波器
３ｃの第３の端子、３４ｃは第３の光合分波器３ｃの第
４の端子、４ｂは第２の希土類元素ドープ光ファイバ、
６は信号光出力端子、７ａは第１の無反射終端、７ｂは
第２の無反射終端、７ｃは第３の無反射終端である。

【０００４】次に動作について説明する。

【０００５】第１の光合分波器３ａは、第１の端子３１
ａと第２の端子３２ａ間、および、第３の端子３３ａと
第４の端子３４ａ間で、信号光を透過する。また、第１
の端子３１ａと第４の端子３４ａ間、および、第２の端
子３２ａと第３の端子３３ａ間で、励起光を透過する。
また、第２の光合分波器３ｂおよび第３の光合分波器３
ｃの動作は、上記の第１の光合分波器３ａの動作と同様
である。

【０００６】信号光入力端子１より入力された信号光
は、第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の
端子３２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力される。励起光源２より出力された励起
光は、第１の光合分波器３ａの第３の端子３３ａと第２
の端子３２ａ間を透過した後、第１の希土類元素ドープ
光ファイバ４ａに入力される。第１の希土類元素ドープ
光ファイバ４ａ中の希土類元素により励起光が吸収さ
れ、吸収されたエネルギによって信号光が増幅される。

【０００７】第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ中
で増幅され出力された信号光は、第２の光合分波器３ｂ
の第１の端子３１ｂと第２の端子３２ｂ間を透過し、光
アイソレータ５ａを透過し、第３の光合分波器３ｃの第
１の端子３１ｃと第２の端子３２ｃ間を透過し、第２の
希土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。第１の
希土類元素ドープ光ファイバ４ａ中で消費されずに出力
された励起光は、第２の光合分波器３ｂの第１の端子３
１ｂと第３の端子３３ｂ間を透過し、第３の光合分波器
３ｃの第４の端子３４ｃと第２の端子３２ｃを透過した
後、第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力され
る。第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ中希土類元
素により励起光が吸収され、吸収されたエネルギによっ
て信号光が増幅される。

【０００８】増幅された光信号は、第２の希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｂから出力され、信号光出力端子６か
ら出力される。

【０００９】第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａお
よび第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂの中では、
増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）が発生する。上記Ａ
ＳＥ光は、信号光波長を概中心として広い波長範囲の成
分を持ち、希土類元素ドープ光ファイバ中で両方向に進
行する成分を持つ。

【００１０】光アイソレータ５ａは、第１の希土類元素
ドープ光ファイバ４ａおよび第２の希土類元素ドープ光
ファイバ４ｂの中で発生したＡＳＥ光が発振することを
防止している。同時に光アイソレータ５ａは、第２の希
土類元素ドープ光ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆
方向に進行するＡＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光
ファイバ４ａに流入するのを防止している。これは、上
記ＡＳＥ光が第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａに
流入した場合、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ
の中の励起光を吸収して得たエネルギが、ＡＳＥ光の増
幅に消費されて信号光の増幅特性が劣化するためであ
る。

【００１１】通常光アイソレータ５ａの透過波長は信号
光波長に合わせて設定するため、信号光波長における損
失は小さい。しかし、特に信号光波長と励起光波長の差
が大きい場合は、励起光波長における光アイソレータ５
ａの損失が大きくなる。このため、上記第１の従来例に
おいては励起光は第２の光合分波器３ｂおよび第３の光
合分波器３ｃにより光アイソレータ５ａを迂回して、光
アイソレータ５ａによる損失を回避している。

【００１２】しかし、第２の光合分波器３ｂおよび第３
の光合分波器３ｃの損失による励起光の減衰は生じる。
通常、この２台の光合分波器の損失は合計で０．５ｄＢ
〜１ｄＢ程度である。

【００１３】無反射終端７ａ〜７ｃは、信号光あるいは
ＡＳＥ光の反射による発振を防止するためのもので、光
ファイバの端面を斜めに研磨することにより実現でき
る。

【００１４】光ファイバ増幅器においても、一般的な電
気の増幅器と同様に、２段形にした構成では前段を雑音
指数の低い増幅器にし後段を出力の高い増幅器にするこ
とが総合的な特性向上につながる。

【００１５】上記第１の従来例では、希土類元素ドープ
光ファイバへの励起光入力方向を信号光進行方向と同方
向にしているため、希土類元素ドープ光ファイバ中では
信号光入力側に近いほど励起光強度が強い。励起光強度
が強いほど利得が大きく最大光出力が高く低雑音になる
ため、信号光入力側に近いほど低雑音になり、全体とし
ては低雑音な光ファイバ増幅器が得られる。

【００１６】図１５は、電子情報通信学会技術研究報
告、Ｖｏｌ．９０，Ｎｏ．１５５，ＯＣＳ９０−２３、
「Ｅｒドープ光ファイバ増幅器」に記載された第２の従
来の光ファイバ増幅器のブロック構成図である。なお、
上記第１の従来例と同様の要素には同じ符号を付ける。
以下の従来例についても同様とする。

【００１７】上記第２の従来例では、希土類元素ドープ
光ファイバ４ｃへの励起光入力方向を信号光進行方向と
逆方向にしているため、希土類元素ドープ光ファイバ４
ｃ中では信号光出力側に近いほど励起光強度が強く、全
体としては高出力な光ファイバ増幅器が得られる。

【００１８】なお、上記第２の従来例では希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｃが１段のみの場合が記載されている
が、第１の従来例と同様に２段形にした場合でも信号光
進行方向と逆方向から励起光を入力することにより高出
力な光ファイバ増幅器が得られる。

【００１９】図１６は特開平３−１２７８８５号公報に
記載された第３の従来の光ファイバ増幅器のブロック構
成図である。

【００２０】上記第３の従来例では、希土類元素ドープ
光ファイバ４ｃの信号光進行方向と同方向から励起光を
入力するとともに、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの
信号光進行方向と逆方向から別の励起光源２ｂにより励
起光を入力している。この場合、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃ中において信号光入力側と信号光出力側の両
端に近いほど励起光強度が強く、全体として低雑音でか
つ高出力な光ファイバ増幅器が得られる。

【００２１】なお、上記第３の従来例では希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｃが１段のみの場合が記載されている
が、第１の従来例と同様に２段形にした場合でも両方向
から励起光を入力することにより低雑音でかつ高出力な
光ファイバ増幅器が得られる。

【００２２】以下に第２の従来技術を示す。

【００２３】光ファイバ増幅器を実際の伝送系で使用す
る場合、安定な動作状態を得るために、光ファイバ増幅
器の入力レベルおよび出力レベルをモニタして適正な利
得を得るように制御することが必要となる。

【００２４】図１７は、電子情報通信学会技術研究報告
Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．２８２，ＯＣＳ９１−３２、「フ
ァイバ側面からの自然放出光の検出によるＥＤＦＡ」に
記載された第４の従来の光ファイバ増幅器のブロック構
成図である。

【００２５】図において、８ａは第１の光分岐器、８１
ａは第１の光分岐器８ａの入力端子、８２ａは第１の光
分岐器８ａの第１の出力端子、８４ａは第１の光分岐器
８ａの第２の出力端子、８ｂは第２の光分岐器、８１ｂ
は第２の光分岐器８ｂの入力端子、８２ｂは第２の光分
岐器８ｂの第１の出力端子、８４ｂは第２の光分岐器８
ｂの第２の出力端子、９ａは第１の受光器、９ｂは第２
の受光器、１０は励起光源制御回路である。

【００２６】次に動作について説明する。信号光入力端
子１より入力された信号光は、第１の光分岐器８ａの入
力端子８１ａに入力される。第１の光分岐器８ａに入力
された信号光は、大部分が第１の出力端子８２ａから出
力され、一部が第２の出力端子８４ａから出力される。
一般的には、第１の出力端子８２ａからの出力と第２の
出力端子８４ａからの出力の比は１０ｄＢ程度に設定さ
れる。したがって、第１の光分岐器８ａの入力端子８１
ａと第１の出力端子８２ａ間の損失は、分岐損失だけで
約０．５ｄＢ生じる。通常は上記分岐損失に過剰損失が
加わり、挿入損失として０．５ｄＢ〜１ｄＢ程度にな
る。

【００２７】第１の光分岐器８ａの第２の出力端子８４
ａからの出力は、第１の光受光器９ａで受光され、入力
信号レベルのモニタとして励起光源制御回路１０に伝達
される。

【００２８】第１の光分岐器８ａの第１の出力端子８２
ａからの出力は、光合分波器３ａの第１の端子３１ａと
第２の端子３２ａの間を透過し、第１の光アイソレータ
５ｂを透過し、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力
される。励起光源２より出力された励起光は、光合分波
器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３２ａ間を透過
し、第１の光アイソレータ５ｂを透過し、希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｃに入力される。希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃの中の希土類元素により励起光が吸収さ
れ、吸収されたエネルギによって信号光が増幅される。

【００２９】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの中で増
幅され出力された信号光は、第２の光分岐器８ｂの入力
端子８１ｂに入力される。第２の光分岐器８ｂに入力さ
れた信号光は、大部分が第１の出力端子８２ｂから出力
され、一部が第２の出力端子８４ｂから出力される。

【００３０】第２の光分岐器８ｂの第１の出力端子８２
ｂから出力された信号光は、第２の光アイソレータ５ｃ
を透過し、信号光出力端子６から出力される。

【００３１】第２の光分岐器８ｂの第２の端子８４ｂか
ら出力された信号光は、第２の受光器９ｂで受光され、
出力信号レベルのモニタとして励起制御回路１０に伝達
される。

【００３２】第１の光アイソレータ５ｂは、希土類元素
ドープ光ファイバ４の中で発生した信号光と逆方向に進
行するＡＳＥ光が、一旦信号光入力端子１から入力側に
接続された伝送路ファイバ中に出力された後、伝送路フ
ァイバ中のレイリー散乱による反射により希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｃに再入力されて増幅特性が劣化する
のを防止している。第１の光分岐器８ａおよび光合分波
器３ａの内部反射率は通常−５０ｄＢ程度と微弱である
ため、第１の光アイソレータ５ｂの位置は、第１の光分
岐器８ａと光合分波器３ａの間、もしくは信号光入力端
子１と第１の光分岐器８ａの間であってもかまわない。

【００３３】第２の光アイソレータ５ｃは、希土類元素
ドープ光ファイバ４ｃの中で増幅された信号光および希
土類元素ドープ光ファイバ４ｃの中で発生し信号光と同
方向に進行するＡＳＥ光が、一旦信号光出力端子６から
出力側に接続された伝送路ファイバ中に出力された後、
伝送路ファイバ中のレイリー散乱反射によって再び希土
類元素ドープ光ファイバ４ｃに流入して増幅特性を劣化
させるのを防止している。第２の光分岐器８ｂの内部反
射率は通常−５０ｄＢ程度の無視できる大きさであるた
め、第２の光アイソレータ５ｃの位置は、希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｃと第２の光分岐器８ｂの間であって
もかまわない。

【００３４】励起光源制御回路１０は、入力レベルおよ
び出力レベルのモニタを基に、希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｃの利得が適切な大きさになるように、励起光源
２に流す電流を制御することにより、安定な動作が可能
な光ファイバ増幅器が得られる。

【００３５】上記のように、入力レベルおよび出力レベ
ルのモニタは、光ファイバ増幅器を安定な状態で動作さ
せるために必要であるが、モニタ用の光分岐器の挿入損
失により、光ファイバ増幅器の特性が劣化する。入力レ
ベルのモニタ用の光分岐器は希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの信号入力側に接続されるが、光分岐器の挿入損
失だけ雑音特性が劣化する。また、出力レベルのモニタ
用の光分岐器は希土類元素ドープ光ファイバの信号出力
側に接続されるが、光分岐器の挿入損失分だけ最大光出
力が低下する。

【００３６】上記第４の従来例においては、光ファイバ
増幅器を安定に動作させるために、光ファイバ増幅器の
入力レベルおよび出力レベルをモニタして適正な利得を
得るように制御する例について示した。

【００３７】光ファイバ増幅器の入力レベルおよび出力
レベルをモニタして信号入力側伝送路の断線などによる
入力異常の判定、あるいは希土類元素ドープ光ファイバ
の利得低下などの異常の判定を行う場合についても、同
様にモニタ用の光分岐器の挿入損失により光ファイバ増
幅器の特性が劣化する。

【００３８】上記第４の従来例の課題に対して、雑音特
性の劣化を回避するため、希土類元素ドープ光ファイバ
中で発生するＡＳＥ光レベルの変化を利用して入力レベ
ルのモニタを不要にした従来例がある。

【００３９】図１８は特開平４−２４１３２８号公報に
記載された第５の従来の光ファイバ増幅器のブロック構
成図である。

【００４０】図において、１００は光増幅装置、１０１
は光増幅器、１０２は入力信号光、１０３は増幅器出力
光、１０４は狭帯域光フィルタ、１０５は反射光、１０
６は光分岐ミラー、１０７は受光器、１０８は透過光、
１０９は光分岐ミラー、１１０は分岐光、１１１は受光
器、１１２は出力信号光、１１３は制御回路である。次
に動作について説明する。光増幅器１０１から出力され
た増幅器出力光１０３には、信号光成分とＡＳＥ光成分
が含まれている。このうち信号光波長成分は狭帯域光フ
ィルタ１０４を透過し、光分岐ミラー１０９により一部
が分岐され、受光器１１１で受光され、出力モニタとし
て制御回路１１３が伝達される。

【００４１】信号光波長以外の波長成分、すなわちＡＳ
Ｅ光成分は狭帯域光フィルタ１０４で反射され、光分岐
ミラー１０６で折り返された後、受光器１０７で受光さ
れる。

【００４２】信号入力が大きくなると、増幅器出力光１
０３のうち信号光成分は増加するがＡＳＥ光成分は減少
するため、受光器１１１のレベルは上がるが受光器１０
７のレベルは下がる。逆に信号入力が小さくなると、増
幅器出力光１０３のうち信号成分は減少するがＡＳＥ光
成分は増加するため、受光器１１１のレベルは下がるが
受光器１０７のレベルは上がる。これにより、信号入力
レベルに対すると受光器１１１のレベルと受光器１０７
レベルの比の関係をあらかじめ把握しておくことによ
り、入力された信号光を分岐して受光することなく信号
入力レベルをモニタすることが可能である。

【００４３】このため、入力レベルをモニタするための
光分岐器を設けた場合に生じる、光分岐器の挿入損失に
よる雑音特性の劣化を回避できる。

【００４４】以下に第３の従来技術を示す。

【００４５】光ファイバ増幅器の増幅特性の主たる評価
項目は、電気の増幅器と同様に利得（出力）と雑音指数
である。利得と雑音指数の測定方法に関する第６の従来
例として、例えば、電子情報通信学会技術研究報告、Ｖ
ｏｌ．９０，Ｎｏ．２０６，ＯＱＥ９０−８０、「光フ
ァイバ増幅モジュール」に記載がある。

【００４６】光ファイバ増幅器の利得は、入力信号光レ
ベルと出力信号光レベルをそれぞれ光スペクトラムアナ
ライザて測定し比較することによって算出する。

【００４７】雑音指数は希土類元素ドープ光ファイバの
中で発生したＡＳＥ光の、信号光波長と同一波長での光
ファイバレベルを光スペクトラムアナライザで測定する
ことにより計算することができる。しかし、光スペクト
ラムアナライザでは信号光成分とＡＳＥ光成分を分離で
きないため、信号光と同一波長でのＡＳＥ光レベルは測
定できない。このため、信号光波長から十分に離れた波
長でのＡＳＥ光レベルをもとに、信号光と同一波長での
ＡＳＥ光レベルを推定する方法が用いられるが、この方
法では信号光と同一波長でのＡＳＥ光レベルを精度良く
推定することは困難であり、雑音指数を精度良く測定で
きない。

【００４８】上記の課題に対する第７の従来例として、
１９９２年電子情報通信学会秋季大会講演論文集、分冊
４、Ｃ−２６８、「増幅用光ファイバの高精度雑音指数
測定方の検討」に記載がある。

【００４９】上記第７の従来例の方法は、希土類元素の
ドープ光ファイバの出力光のうち信号光と同一の偏光成
分を位相補償器と偏光子の組み合わせによって除去した
のちに、光スペクトラムアナライザで測定することによ
り、光スペクトラムアナライザに入力される信号光波長
成分を除去（抑圧）し、信号光波長により近い波長での
ＡＳＥ光レベルを信号光と同一波長でのＡＳＥ光レベル
の推定に用いることを可能にするものである。

【００５０】また、第８の従来例として、「１９９２年
電子情報通信学会秋季大会，Ｃ−２６９」の記載があ
る。

【００５１】上記第８の従来例によれば、希土類元素ド
ープ光ファイバの出力光を光スペクトラムアナライザで
測定した結果から、入力信号光と同一の光スペクトラム
を差し引くことにより、信号光成分とＡＳＥ光成分を分
離する方法が示されている。

【００５２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来例に示すように、信号光進行方向と同一方向か
ら励起光を入力する光ファイバ増幅器においては、前段
の希土類元素ドープ光ファイバから出力され後段の希土
類元素ドープ光ファイバに入力される励起光は、２個の
光合分波器の損失により減衰し信号光の最大出力が低下
するという第１の課題があった。

【００５３】また上記第２の従来例に示すように、信号
光進行方向と逆方向から励起光を入力する光ファイバ増
幅器においては、後段の希土類元素ドープ光ファイバか
ら出力され前段の希土類元素ドープ光ファイバに入力さ
れる励起光は、２個の光合分波器の損失により減衰し雑
音特性が劣化するという第２の課題があった。

【００５４】また上記第３の従来例に示すように、信号
光進行方向と同一方向および信号光進行方向と逆方向の
両方から励起光を入力する光ファイバ増幅器において
は、前段の希土類元素ドープ光ファイバから出力され後
段の希土類元素ドープ光ファイバに入力される励起光、
および後段の希土類元素ドープ光ファイバから出力され
前段の希土類元素ドープ光ファイバに入力される励起光
は、２個の光合分波器の損失により減衰し雑音特性が劣
化するとともに信号光の最大出力が低下するという第１
の課題および第２の課題があった。

【００５５】この発明の第１の発明は上記第１の課題お
よび第２の課題を解決するためになされたものであり、
同一の励起光入力において、信号光の最大出力が高い光
ファイバ増幅器あるいは低雑音な光ファイバ増幅器ある
いは低雑音であり信号光の最大出力が高い光ファイバ増
幅器を得ることを目的とする。

【００５６】また、この発明の第２の発明は上記第１の
課題を解決するためになされたものであり、同一の励起
光入力において、信号光の最大出力が高い光ファイバ増
幅器を得ることを目的とする。

【００５７】また、この発明の第３の発明は上記第２の
課題を解決するためになされたものであり、同一の励起
光入力において、低雑音な光ファイバ増幅器を得ること
を目的とする。

【００５８】また、この発明の第４の発明は上記第１の
課題および第２の課題を解決するためになされたもので
あり、同一の励起光入力において、信号光の最大出力が
高い光ファイバ増幅器あるいは低雑音な光ファイバ増幅
器あるいは低雑音であり信号光の最大出力が高い光ファ
イバ増幅器を得ることを目的とする。

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【００７２】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る光ファイバ増幅器は、励起光の照射により信号光を
増幅する希土類元素を光ファイバにドープした第１及び
第２の希土類元素ドープ光ファイバと、第１の端子と第
２の端子の間および第３の端子と第４の端子の間で信号
光を透過して第１の端子と第４の端子の間および第２の
端子と第３の端子の間で励起光を透過する４端子の光合
分波器と、信号光を一方向にのみ透過する光アイソレー
タとを有し、前記第１の希土類元素ドープ光ファイバの
出力端子を前記光合分波器の第１の端子に接続し、前記
光合分波器の第２の端子を前記光アイソレータの入力端
子に接続し、前記光アイソレータの出力端子を前記光合
分波器の第３の端子に接続し、前記光合分波器の第４の
端子を第２の前記希土類元素ドープ光ファイバの入力端
子に接続したものである。

【００７３】また、この発明の第２の発明に係る光ファ
イバ増幅器は、信号光入力端子と、信号光出力端子と、
励起光源と、励起光の照射により信号光を増幅する希土
類元素を光ファイバにドープした第１及び第２の希土類
元素ドープ光ファイバと、第１の端子と第２の端子の間
および第３の端子と第４の端子の間で信号光を透過して
第１の端子と第４の端子の間および第２の端子と第３の
端子の間で励起光を透過する４端子の第１及び第２の光
合分波器と、信号光を一方向にのみ透過する光アイソレ
ータとを有し、前記信号光入力端子を前記第１の光合分
波器の第１の端子に接続し、前記第１の光合分波器の第
２の端子を前記第１の希土類元素ドープ光ファイバの入
力端子に接続し、前記第１の希土類元素ドープ光ファイ
バの出力端子を前記第２の光合分波器の第１の端子に接
続し、前記第２の光合分波器の第２の端子を前記光アイ
ソレータの入力端子に接続し、前記光アイソレータの出
力端子を前記第２の光合分波器の第３の端子に接続し、
前記第２の光合分波器の第４の端子を前記第２の希土類
元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、前記第２の
希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前記信号光出
力端子に接続し、前記励起光源を前記第１の光合分波器
の第３の端子に接続したものである。

【００７４】また、この発明の第３の発明に係る光ファ
イバ増幅器は、信号光入力端子と、信号光出力端子と、
励起光源と、励起光の照射により信号光を増幅する希土
類元素を光ファイバにドープした第１及び第２の希土類
元素ドープ光ファイバと、第１の端子と第２の端子間お
よび第３の端子と第４の端子の間で信号光を透過して第
１の端子と第４の端子の間および第２の端子と第３の端
子の間で励起光を透過する４端子の第１及び第２の光合
分波器と、信号光を一方向にのみ透過する光アイソレー
タとを有し、前記信号光入力端子を前記第１の光合分波
器の第１の端子に接続し、前記第１の光合分波器の第２
の端子を前記第１の希土類元素ドープ光ファイバの入力
端子に接続し、前記第１の希土類元素ドープ光ファイバ
の出力端子を前記光アイソレータの入力端子に接続し、
前記光アイソレータの出力端子を前記第１の光合分波器
の第４の端子に接続し、前記第１の光合分波器の第３の
端子を前記第２の希土類元素ドープ光ファイバの入力端
子に接続し、前記第２の希土類元素ドープ光ファイバの
出力端子を前記第２の光合分波器の第１の端子に接続
し、前記第２の光合分波器の第２の端子を前記信号光出
力端子に接続し、前記励起光源を前記第２の光合分波器
の第４の端子に接続したものである。

【００７５】また、この発明の第４の発明に係る光ファ
イバ増幅器は、信号光入力端子と、信号光出力端子と、
第１及び第２の励起光源と、励起光の照射により信号光
を増幅する希土類元素を光ファイバにドープした第１及
び第２の希土類元素ドープ光ファイバと、第１の端子と
第２の端子の間および第３の端子と第４の端子の間で信
号光を透過して第１の端子と第４の端子の間および第２
の端子と第３の端子の間で励起光を透過する４端子の第
１乃至第３の光合分波器と、信号光を一方向にのみ透過
する光アイソレータとを有し、前記信号光入力端子を前
記第１の光合分波器の第１の端子に接続し、前記第１の
光合分波器の第２の端子を前記第１の希土類元素ドープ
光ファイバの入力端子に接続し、前記第１の希土類元素
ドープ光ファイバの出力端子を前記第２の光合分波器の
第１の端子に接続し、前記第２の光合分波器の第２の端
子を前記光アイソレータの入力端子に接続し、前記光ア
イソレータの出力端子を前記第１の光合分波器の第４の
端子に接続し、前記第１の光合分波器の第３の端子を前
記第２の希土類元素ドープ光ファイバの入力端子に接続
し、前記第２の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子
を前記第３の光合分波器の第１の端子に接続し、前記第
３の光合分波器の第２の端子を前記信号光出力端子に接
続し、前記第１の励起光源を前記第２の光合分波器の第
４の端子に接続し、前記第２の励起光源を前記第３の光
合分波器の第４の端子に接続したものである。

【００７６】

【００７７】

【００７８】

【００７９】

【００８０】

【００８１】

【００８２】

【作用】この発明の第１の発明に係わる光ファイバ増幅
器においては、第１の希土類元素ドープ光ファイバと第
２の希土類元素ドープ光ファイバの間には１台の光合分
波器のみが挿入されているため励起光の損失が小さい。
第２の希土類元素ドープ光ファイバに入力される励起光
が大きいあるいは第１の希土類元素ドープ光ファイバに
入力される励起光が大きいあるいは第１の希土類元素ド
ープ光ファイバに入力される励起光および第２の希土類
元素ドープ光ファイバに入力される励起光が大きいた
め、同一の励起光入力において信号光最大出力が大き
い、あるいは低雑音である、あるいは最大出力が大きく
かつ低雑音である光ファイバ増幅器を得ることができ
る。

【００８３】この発明の第２の発明に係わる光ファイバ
増幅器においては、励起光源より出力された励起光は、
第２の光合分波器、第１の希土類元素ドープ光ファイ
バ、第１の光合分波器、第２の希土類元素ドープ光ファ
イバの順で進行する。第１の希土類元素ドープ光ファイ
バと第２の希土類元素ドープ光ファイバの間には第１の
光合分波器のみが挿入されており、励起光の損失が小さ
く第２の希土類元素ドープ光ファイバに入力される励起
光強度が大きいため、同一の励起光入力において信号光
最大出力が大きい光ファイバ増幅器を得ることができ
る。

【００８４】また、この発明の第３の発明に係わる光フ
ァイバ増幅器においては、励起光源より出力された励起
光は、第２の光合分波器、第２の希土類元素ドープ光フ
ァイバ、第１の光合分波器、第１の希土類元素ドープ光
ファイバの順で進行する。第２の希土類元素ドープ光フ
ァイバと第１の希土類元素ドープの間には第１の光合分
波器のみが挿入されている。励起光の損失が小さく第１
の希土類元素ドープ光ファイバに入力される励起光強度
が大きいとともに、第１の希土類元素ドープ光ファイバ
中では励起光が信号光進行と同方向から入力され低雑音
が得やすく、第２の希土類元素ドープ光ファイバ中では
励起光が信号光進行方向と逆方向から入力され高出力が
得やすいため、同一の励起光入力において信号光最大出
力が大きく低雑音な光ファイバ増幅器を得ることができ
る。

【００８５】また、この発明の第４の発明に係わる光フ
ァイバ増幅器においては、第１の励起光源より出力され
た励起光は、第２の光合分波器、第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ、第１の光合分波器、第２の希土類元素ド
ープ光ファイバの順で進行する。第１の希土類元素ドー
プ光ファイバと第２の希土類元素ドープ光ファイバの間
には第１の光合分波器のみが挿入されている。励起光の
損失が小さく第２の希土類元素ドープ光ファイバに入力
される励起光強度が大きいとともに、第２の励起光源よ
り出力された励起光は、第３の光合分波器、第２の希土
類元素ドープ光ファイバ、第１の光合分波器、第１の希
土類元素ドープ光ファイバの順で進行し、第２の希土類
元素ドープ光ファイバと第１の希土類元素ドープの間に
は第１の光合分波器のみが挿入されており、励起光の損
失が小さく第１の希土類元素ドープ光ファイバに入力さ
れる励起光強度が大きいため、同一の励起光入力におい
て信号光最大出力が大きく低雑音な光ファイバ増幅器を
得ることができる。

【００８６】

【００８７】

【００８８】

【００８９】

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【実施例】

実施例１．図１に本発明に係わる第１の実施例を示す。
図において、１は信号光入力端子、２ａは励起光源、３
ａは第１の光合分波器、３１ａは第１の光合分波器３ａ
の第１の端子、３２ａは第１の光合分波器３ａの第２の
端子、３３ａは第１の光合分波器３ａの第３の端子、３
４ａは第１の光合分波器３ａの第４の端子、４ａは第１
の希土類元素ドープ光ファイバ、３ｂは第２の光合分波
器、３１ｂは第２の光合分波器３ｂの第１の端子、３２
ｂは第２の光合分波器３ｂの第２の端子、３３ｂは第２
の光合分波器３ｂの第３の端子、３４ｂは第２の光合分
波器３ｂの第４の端子、５は光アイソレータ、４ｂは第
２の希土類元素ドープ光ファイバ、６は信号光出力端
子、７ａは無反射終端である。

【００９３】第１の光合分波器３ａは、第１の端子３１
ａと第２の端子３２ａの間および第３の端子３３ａと第
４の端子３４ａの間で信号光を透過させ、第１の端子３
１ａと第４端子３４ａの間および第２の端子３２ａと第
３の端子３３ａの間で励起光を透過させる。第２の光合
分波器３ｂにおいても、上記第１の光合分波器３ａと同
様の動作をする。

【００９４】次に動作について説明する。

【００９５】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の
端子３２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力される。励起光源２ａより出力された励
起光は、第１の光合分波器３ａの第３の端子３３ａと第
２の端子３２ａ間を透過し、上記第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａに入力される。第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａ中の希土類元素により励起光が吸収さ
れ、吸収されたエネルギによって信号光が増幅される。

【００９６】第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ中
で増幅され出力された信号光は、第２の光合分波器３ｂ
の第１の端子３１ｂと第２の端子３２ｂ間を透過し、光
アイソレータ５を透過し、第２の光合分波器３ｂの第３
の端子３３ｂと第４の端子３４ｂ間を透過し、第２の希
土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。第１の希
土類元素ドープ光ファイバ４ａで消費されずに出力され
た励起光は、第２の光合分波器３ｂの第１の端子３１ｂ
と第４の端子３４ｂ間を透過し、第２の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｂに入力される。第２の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｂ中の希土類元素により励起光が吸収さ
れ、吸収されたエネルギによって信号光が増幅される。

【００９７】増幅された光信号は、第２の希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｂから信号光出力端子６を通過して出
力される。

【００９８】信号光の経路は、第１の光合分波器３ａ、
第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ、第２の光合分
波器３ｂ、光アイソレータ５、第２の光合分波器３ｂ、
第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ、信号光出力端
子６の順である。この経路は従来と同様であり、信号光
経路には損失の増加はない。

【００９９】光アイソレータ５により、信号光あるいは
ＡＳＥ光の発振が防止されている。同時に、第２の希土
類元素ドープ光ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆方
向に進行するＡＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ａに流入して信号光の増幅特性が劣化するのを
防止している。

【０１００】一方、励起光の経路は、励起光源２ａ、第
１の光合分波器３ａ、第１の希土類元素ドープ光ファイ
バ４ａ、第２の光合分波器３ｂ、第２の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｂの順である。第１の希土類元素ドープ
光ファイバ４ａと第２の希土類元素ドープ光ファイバ４
ｂの間には第２の光合分波器３ｂのみであり、従来は２
台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１台分の
損失が低減されている。

【０１０１】このため、同一の信号光入力と励起光入力
においては、従来に比べ第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂに入力される励起光強度が光合分波器１台分の
損失に相当する分だけ大きい。２段形の光ファイバ増幅
器において、後段の励起光入力が大きくなると信号光の
最大出力が増加する。

【０１０２】上記のように、本実施例によれば、同一の
信号光入力と励起光入力において信号光の最大出力の大
きい光ファイバ増幅器が得られる。

【０１０３】また、本実施例によれば、従来の光ファイ
バ増幅器に比べ構成部品として光合分波器１台が削減で
きる。

【０１０４】なお、上記実施例では省略したが、信号光
入力端子１と第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａ
の間、もしくは第１の光合分波器３ａの第２の端子３２
ａと第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａの間に、入
力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による反射を防止
するための光アイソレータを追加した場合にも、本実施
例の効果は変わらない。

【０１０５】また、上記実施例では省略したが、第２の
希土類元素ドープ光ファイバ４ｂと信号光出力端子６の
間に、出力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による反
射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１０６】実施例２．図２に本発明に係わる第２の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、２ｂは
励起光源、３ｂは第１の光合分波器、３１ｂは第１の光
合分波器３ｂの第１の端子、３２ｂは第１の光合分波器
３ｂの第２の端子、３３ｂは第１の光合分波器３ｂの第
３の端子、３４ｂは第１の光合分波器３ｂの第４の端
子、４ａは第１の希土類元素ドープ光ファイバ、３ｃは
第２の光合分波器、３１ｃは第２の光合分波器３ｃの第
１の端子、３２ｃは第２の光合分波器３ｃの第２の端
子、３３ｃは第２の光合分波器３ｃの第３の端子、３４
ｃは第２の光合分波器３ｃの第４の端子、５は光アイソ
レータ、４ｂは第２の希土類元素ドープ光ファイバ、６
は信号光出力端子、７ｂは無反射終端である。

【０１０７】次に動作について説明する。

【０１０８】励起光源２ｂより出力された励起光は、第
２の光合分波器３ｃの第４の端子３４ｃと第１の端子３
１ｃ間を透過し、第２の希土類元素ドープ光ファイバ４
ｂに入力され信号光の増幅エネルギとして用いられる。
第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂで消費されずに
出力された励起光は、第１の光合分波器３ｂの第４の端
子３４ｂと第１の端子３１ｂ間を透過し、第１の希土類
元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。

【０１０９】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａに入力さ
れ、増幅後出力される。

【０１１０】第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａか
ら出力された信号光は、第１の光合分波器３ｂの第１の
端子３１ｂと第２の端子３２ｂ間を透過し、光アイソレ
ータ５を透過し、第１の光合分波器３ｂの第３の端子３
３ｂと第４の端子３４ｂ間を透過し、第２の希土類元素
ドープ光ファイバ４ｂに入力される。

【０１１１】第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂに
おいてさらに増幅された信号光は、第２の光合分波器３
ｃの第１の端子３１ｃと第２の端子３２ｃ間を透過し、
信号光出力端子６を通過して出力される。

【０１１２】信号光の経路は、第１希土類元素ドープ光
ファイバ４ａ、第１の光合分波器３ｂ、光アイソレータ
５、第１の光合分波器３ｂ、第２の希土類元素ドープ光
ファイバ４ｂ、第２の光合分波器３ｃ、信号光出力端子
６の順である。この経路は従来と同様であり、信号光経
路には損失の増加はない。

【０１１３】光アイソレータ５により、信号光あるいは
ＡＳＥ光の発振が防止されている。同時に、第２の希土
類元素ドープ光ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆方
向に進行するＡＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ａに流入して信号光の増幅特性が劣化するのを
防止している。

【０１１４】一方、励起光の経路は、励起光源２ｂ、第
２の光合分波器３ｃ、第２の希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｂ、第１の光合分波器３ｂ、第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａの順である。第２の希土類元素ドープ
光ファイバ４ｂと第１の希土類元素ドープ光ファイバ４
ａの間には第１の光合分波器３ｂのみがあり、従来は２
台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１台分の
損失が低減されている。

【０１１５】このため、同一の信号光入力と励起光入力
においては、従来に比べ第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力される励起光強度が光合分波器１台分の
損失に相当する分だけ大きい。２段形の光ファイバ増幅
器において、前段の励起光入力が大きくなると低雑音に
なる。

【０１１６】上記のように、本実施例によれば、同一の
信号光入力と励起光入力において低雑音な光ファイバ増
幅器が得られる。

【０１１７】また、本実施例によれば、従来の光ファイ
バ増幅器に比べ構成部品として光合分波器１台が削減で
きる。

【０１１８】なお、上記実施例では省略したが、信号光
入力端子１と第１の光合分波器３ｂの第１の端子３１ｂ
の間に、入力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による
反射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１１９】また、上記実施例では省略したが、第２の
希土類元素ドープ光ファイバ４ｂと信号光出力端子６の
間に、出力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による反
射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１２０】実施例３．図３に本発明に係わる第３の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、２ａは
第１の励起光源、３ａは第１の光合分波器、３１ａは第
１の光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは第１の光合
分波器３ａの第２の端子、３３ａは第１の光合分波器３
ａの第３の端子、３４ａは第１の光合分波器３ａの第４
の端子、４ａは第１の希土類元素ドープ光ファイバ、３
ｂは第２の光合分波器、３１ｂは第２の光合分波器３ｂ
の第１の端子、３２ｂは第２の光合分波器３ｂの第２の
端子、３３ｂは第２の光合分波器３ｂの第３の端子、３
４ｂは第２の光合分波器３ｂの第４の端子、５は光アイ
ソレータ、４ｂは第２の希土類元素ドープ光ファイバ、
２ｂは第２の励起光源、３ｃは第３の光合分波器、３１
ｃは第３の光合分波器３ｃの第１の端子、３２ｃは第３
の光合分波器３ｃの第２の端子、３３ｃは第３の光合分
波器３ｃの第３の端子、３４ｃは第３の光合分波器３ｃ
の第４の端子、６は信号光出力端子、７ａは第１の無反
射終端、７ｂは第２の無反射終端である。

【０１２１】次に動作について説明する。

【０１２２】励起光源２ａより出力された励起光は、第
１の光合分波器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３
２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４
ａに入力され信号光の増幅エネルギとして用いられる。
第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａで消費されずに
出力された励起光は、第２の光合分波器３ｂの第１の端
子３１ｂと第４の端子３４ｂ間を透過し、第２の希土類
元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。

【０１２３】また、励起光源２ｂより出力された励起光
は、第３の光合分波器３ｃの第４の端子３４ｃと第１の
端子３１ｃ間を透過し、第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂに入力され信号光の増幅エネルギとして用いら
れる。第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂで消費さ
れずに出力された励起光は、第２の光合分波器３ｂの第
４の端子３４ｂと第１の端子３１ｂ間を透過し、第１の
希土類元素ドープ光ファイバ４ａに入力される。

【０１２４】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の
端子３２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力され増幅される。第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａから出力された信号光は、第２の光合
分波器３ｂの第１の端子３１ｂと第２の端子３２ｂ間を
透過し、光アイソレータ５を透過し、第２の光合分波器
３ｂａの第３の端子３３ｂと第４の端子３４ｂ間を透過
し、第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力され
る。第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ中において
さらに増幅された信号光は、第３の光合分波器３ｃの第
１の端子３１ｃと第２の端子３２ｃ間を透過し、信号光
出力端子６を通過して出力される。

【０１２５】信号光の経路は、第１の光合分波器３ａ、
第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ、第２の光合分
波器３ｂ、光アイソレータ５、第２の光合分波器３ｂ、
第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ、第３の光合分
波器３ｃ、信号光出力端子６の順である。この経路は従
来と同様であり、信号光経路には損失の増加はない。光
アイソレータ５により、信号光あるいはＡＳＥ光の発振
が防止されている。同時に、第２の希土類元素ドープ光
ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆方向に進行するＡ
ＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａに流
入して信号光の増幅特性が劣化するのを防止している。

【０１２６】一方、第１の励起光源２ａの出力の経路
は、第１の光合分波器３ａ、第１の希土類元素ドープ光
ファイバ４ａ、第２の光合分波器３ｂ、第２の希土類元
素ドープ光ファイバ４ｂの順である。第１の希土類元素
ドープ光ファイバ４ａと第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂの間には第２の光合分波器３ｂのみがあり、従
来は２台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１
台分の損失が低減されている。

【０１２７】また、第２の励起光源２ｂの出力の経路
は、第３の光合分波器３ｃ、第２の希土類元素ドープ光
ファイバ４ｂ、第２の光合分波器３ｂ、第１の希土類元
素ドープ光ファイバ４ａの順である。第２の希土類元素
ドープ光ファイバ４ｂと第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａの間には第２の光合分波器３ｂのみがあり、従
来は２台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１
台分の損失が低減されている。

【０１２８】このため、同一の信号光入力と励起光入力
においては、従来に比べ第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂに入力される励起光強度および第１の希土類元
素ドープ光ファイバ４ａに入力される励起光強度が光合
分波器１台分に損失に相当する分だけ大きい。２段形の
光ファイバ増幅器において、前段の励起光入力が大きく
なると低雑音になり、後段の励起光入力が大きくなると
信号光の最大出力が増加する。

【０１２９】上記のように、本実施例によれば、同一の
信号光入力と励起光入力において低雑音でありかつ信号
光の最大出力の大きい光ファイバ増幅器が得られる。

【０１３０】また、本実施例によれば、従来の光ファイ
バ増幅器に比べ構成部品として光合分波器１台が削減で
きる。

【０１３１】なお、上記実施例では省略したが、信号光
入力端子１と第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａ
の間、もしくは第１の光合分波器３ａの第２の端子３２
ａと第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａの間に、入
力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による反射を防止
するための光アイソレータを追加した場合にも、本実施
例の効果は変わらない。

【０１３２】また、上記実施例では省略したが、第３の
光合分波器３ｃの第３の端子３３ｃと信号光出力端子６
の間に、出力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による
反射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１３３】実施例４．図４に本発明に係わる第４の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、２ａは
励起光源、３ａは第１の光合分波器、３１ａは第１の光
合分波器３ａの第１の端子、３２ａは第１の光合分波器
３ａの第２の端子、３３ａは第１の光合分波器３ａの第
３の端子、３４ａは第１の光合分波器３ａの第４の端
子、４ａは第１の希土類元素ドープ光ファイバ、３ｂは
第２の光合分波器、３１ｂは第２の光合分波器３ｂの第
１の端子、３２ｂは第２の光合分波器３ｂの第２の端
子、３３ｂは第２の光合分波器３ｂの第３の端子、３４
ｂは第２の光合分波器３ｂの第４の端子、５は光アイソ
レータ、４ｂは第２の希土類元素ドープ光ファイバ、６
は信号光出力端子、７ａは無反射終端である。

【０１３４】次に動作について説明する。

【０１３５】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の
端子３２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力される。励起光源２ａより出力された励
起光は、第２の光合分波器３ｂの第４の端子３４ｂと第
１の端子３１ｂ間を透過し、上記第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａに信号光進行方向とは逆方向から入力
される。第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ中にお
いて希土類元素は励起光を吸収し、吸収したエネルギに
よって信号光が増幅される。

【０１３６】第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ中
で増幅され出力された信号光は、第２の光合分波器３ｂ
の第１の端子３１ｂと第２の端子３２ｂ間を透過し、光
アイソレータ５を透過し、第１の光合分波器３ａの第３
の端子３４ａと第３の端子３３ａ間を透過し、第２の希
土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。第１の希
土類元素ドープ光ファイバ４ａで消費されずに出力され
た励起光は、第１の光合分波器３ａの第２の端子３２ａ
と第３の端子３３ａ間を透過し、第２の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｂに入力される。第２の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｂ中において希土類元素は励起光を吸収
し、吸収したエネルギによって信号光が増幅される。第
２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂへは、信号光進行
方向と同方向から励起光が入力される。

【０１３７】増幅された光信号は、第２の希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｂから信号光出力端子６を通過して出
力される。

【０１３８】信号光の経路は、第１の光合分波器３ａ、
第１希土類元素ドープ光ファイバ４ａ、第２の光合分波
器３ｂ、光アイソレータ５、第１の光合分波器３ａ、第
２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ、信号光出力端子
６の順である。この経路は従来と同様であり、信号光経
路には損失の増加はない。

【０１３９】光アイソレータ５により、信号光あるいは
ＡＳＥ光の発振が防止されている。同時に、第２の希土
類元素ドープ光ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆方
向に進行するＡＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ａに流入して信号光の増幅特性が劣化するのを
防止している。

【０１４０】一方、励起光の経路は、励起光源２ａ、第
２の光合分波器３ｂ、第１の希土類元素ドープ光ファイ
バ４ａ、第１の光合分波器３ａ、第２の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｂの順である。第１の希土類元素ドープ
光ファイバ４ａと第２の希土類元素ドープ光ファイバ４
ｂの間には第１の光合分波器３ａのみがあり、従来は２
台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１台分の
損失が低減されている。

【０１４１】このため、同一の信号光入力と励起光入力
においては、従来に比べ第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂに入力される励起光強度が光合分波器１台分の
損失に相当する分だけ大きい。２段形の光ファイバ増幅
器において、後段の励起光入力が大きくなると信号光の
最大出力が増加する。

【０１４２】上記のように、本実施例によれば、同一の
信号光入力と励起光入力において信号光の最大出力の大
きい光ファイバ増幅器が得られる。

【０１４３】また、本実施例によれば、従来の光ファイ
バ増幅器に比べ構成部品として光合分波器１台が削減で
きる。

【０１４４】なお、上記実施例では省略したが、信号光
入力端子１と第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａ
の間に、入力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による
反射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１４５】また、上記実施例では省略したが、第２の
希土類元素ドープ光ファイバ４ｂと信号光出力端子６の
間に、出力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による反
射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１４６】実施例５．図５に本発明に係わる第５の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、２ｂは
励起光源、３ａは第１の光合分波器、３１ａは第１の光
合分波器３ａの第１の端子、３２ａは第１の光合分波器
３ａの第２の端子、３３ａは第１の光合分波器３ａの第
３の端子、３４ａは第１の光合分波器３ａの第４の端
子、４ａは第１の希土類元素ドープ光ファイバ、３ｃは
第２の光合分波器、３１ｃは第２の光合分波器３ｃの第
１の端子、３２ｃは第２の光合分波器３ｃの第２の端
子、３３ｃは第２の光合分波器３ｃの第３の端子、３４
ｃは第２の光合分波器３ｃの第４の端子、５は光アイソ
レータ、４ｂは第２の希土類元素ドープ光ファイバ、６
は信号光出力端子、７ｂは無反射終端である。

【０１４７】次に動作について説明する。

【０１４８】励起光源２ｂより出力された励起光は、第
２の光合分波器３ｃの第４の端子３４ｃと第１の端子３
１ｃ間を透過し、第２の希土類元素ドープ光ファイバ４
ｂに信号光進行方向とは逆方向から入力され信号光の増
幅エネルギとして用いられる。第２の希土類元素ドープ
光ファイバ４ｂで消費されずに出力された励起光は、第
１の光合分波器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３
２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４
ａに信号光進行方向と同方向から入力される。

【０１４９】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の
端子３２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力され、増幅後出力される。第１の希土類
元素ドープ光ファイバ４ａから出力された信号光は、光
アイソレータ５を透過し、第１の光合分波器３ａの第４
の端子３４ａと第３の端子３３ａ間を透過し、第２の希
土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。第２の希
土類元素ドープ光ファイバ４ｂ中においてさらに増幅さ
れた信号光は、第２の光合分波器３ｃの第１の端子３１
ｃと第２の端子３２ｃ間を透過し、信号光出力端子６を
通過して出力される。

【０１５０】信号光の経路は、第１の光合分波器３ａ、
第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ、光アイソレー
タ５、第２の光合分波器３ａ、第１の希土類元素ドープ
光ファイバ４ｂ、第２の光合分波器３ｃ、信号光出力端
子６の順である。この経路は従来と同様であり、信号光
経路には損失の増加はない。

【０１５１】光アイソレータ５により、信号光あるいは
ＡＳＥ光の発振が防止されている。同時に、第２の希土
類元素ドープ光ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆方
向に進行するＡＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ａに流入して信号光の増幅特性が劣化するのを
防止している。

【０１５２】一方、励起光の経路は、励起光源２ｂ、第
２の光合分波器３ｃ、第２の希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｂ、第１の光合分波器３ａ、第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａの順である。第２の希土類元素ドープ
光ファイバ４ｂと第１の希土類元素ドープ光ファイバ４
ａの間には第１の光合分波器３ａのみがあり、従来は２
台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１台分の
損失が低減されている。

【０１５３】このため、同一の信号光入力と励起光入力
においては、従来に比べ第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力される励起光強度が光合分波器１台分の
損失に相当する分だけ大きい。２段形の光ファイバ増幅
器において、前段の励起光入力が大きくなると低雑音に
なる。

【０１５４】また、後段の第２の希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｂへの励起光入力は従来と同様に信号光進行方
向とは逆方向であり大きな最大出力が得られるととも
に、前段の第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａへの
励起光入力は信号光進行方向と同方向から入力されるた
め低雑音が得られる。上記のような低雑音でありかつ最
大出力の大きい特性を得るような励起光強度分布を実現
するには、従来は２個以上の励起光入力が必要であっ
た。

【０１５５】本実施例によれば、１個の励起光源だけを
用いかつ励起経路を分岐することなく、優れた増幅特性
が得られる励起光強度分布を実現できる。

【０１５６】上記のように、本実施例によれば、同一の
信号光入力と励起光入力において低雑音な光ファイバ増
幅器が得られる。

【０１５７】また、本実施例によれば、従来の光ファイ
バ増幅器に比べ構成部品として光合分波器１台が削減で
きる。

【０１５８】なお、上記実施例では省略したが、信号光
入力端子１と第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａ
の間に、入力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による
反射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１５９】また、上記実施例では省略したが、第２の
希土類元素ドープ光ファイバ４ｂと信号光出力端子６の
間に、出力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による反
射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１６０】実施例６．図６に本発明に係わる第６の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、２ａは
励起光源、３ａは第１の光合分波器、３１ａは第１の光
合分波器３ａの第１の端子、３２ａは第１の光合分波器
３ａの第２の端子、３３ａは第１の光合分波器３ａの第
３の端子、３４ａは第１の光合分波器３ａの第４の端
子、４ａは第１の希土類元素ドープ光ファイバ、３ｂは
第２の光合分波器、３１ｂは第２の光合分波器３ｂの第
１の端子、３２ｂは第２の光合分波器３ｂの第２の端
子、３３ｂは第２の光合分波器３ｂの第３の端子、３４
ｂは第２の光合分波器３ｂの第４の端子、５は光アイソ
レータ、４ｂは第２の希土類元素ドープ光ファイバ、２
ｂは第２の励起光源、３ｃは第３の光合分波器、３１ｃ
は第３の光合分波器３ｃの第１の端子、３２ｃは第３の
光合分波器３ｃの第２の端子、３３ｃは第１の光合分波
器３ｃの第３の端子、３４ｃは第３の光合分波器３ｃの
第４の端子、６は信号光出力端子、７ａは第１の無反射
終端、７ｂは第２の無反射終端である。

【０１６１】次に動作について説明する。

【０１６２】励起光源２ａより出力された励起光は、第
２の光合分波器３ｂの第４の端子３４ｂと第１の端子３
１ｂ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４
ａに入力され信号光の増幅エネルギとして用いられる。
第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａで消費されずに
出力された励起光は、第１の光合分波器３ａの第２の端
子３２ａと第３の端子３３ａ間を透過し、第２の希土類
元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。

【０１６３】また、励起光源２ｂより出力された励起光
は、第３の光合分波器３ｃの第４の端子３４ｃと第１の
端子３１ｃ間を透過し、第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂに入力され信号光の増幅エネルギとして用いら
れる。第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂで消費さ
れずに出力された励起光は、第１の光合分波器３ａの第
３の端子３３ａと第２の端子３２ａ間を透過し、第１の
希土類元素ドープ光ファイバ４ａに入力される。

【０１６４】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の
端子３２ａ間を透過し、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａに入力され増幅される。第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａから出力された信号光は、第２の光合
分波器３ｂの第１の端子３１ｂと第２の端子３２ｂ間を
透過し、アイソレータ５を透過し、第１の光合分波器３
ａの第４の端子３４ａと第３の端子３３ａ間を透過し、
第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂに入力される。
第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ中においてさら
に増幅された信号光は、第３の光合分波器３ｃの第１の
端子３１ｃと第２の端子３２ｃ間を透過し、信号光出力
端子６を通過して出力される。

【０１６５】信号光の経路は、第１の光合分波器３ａ、
第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａ、第２の光合分
波器３ｂ、光アイソレータ５、第１の光合分波器３ａ、
第２の希土類元素ドープ光ファイバ４ｂ、第３の光合分
波器３ｃ、信号光出力端子６の順である。この経路は従
来と同様であり、信号光経路には損失の増加はない。光
アイソレータ５により、信号光あるいはＡＳＥ光の発振
が防止されている。同時に、第２の希土類元素ドープ光
ファイバ４ｂの中で発生し信号光と逆方向に進行するＡ
ＳＥ光が、第１の希土類元素ドープ光ファイバ４ａに流
入して信号光の増幅特性が劣化するのを防止している。

【０１６６】一方、第１の励起光源２ａ出力の経路は、
第２の光合分波器３ｂ、第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａ、第１の光合分波器３ａ、第２の希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｂの順である。第１の希土類元素ドー
プ光ファイバ４ａと第２の希土類元素ドープ光ファイバ
４ｂの間には第１の光合分波器３ａのみがあり、従来は
２台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１台分
の損失が低減されている。

【０１６７】また、第２の励起光源２ｂの出力の経路
は、第３の光合分波器３ｃ、第２の希土類元素ドープ光
ファイバ４ｂ、第１の光合分波器３ａ、第１の希土類元
素ドープ光ファイバ４ａの順である。第２の希土類元素
ドープ光ファイバ４ｂと第１の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ａの間には第１の光合分波器３ａのみがあり、従
来は２台の光合分波器があったのに比べ、光合分波器１
台分の損失が低減されている。

【０１６８】このため、同一の信号光入力と励起光入力
においては、従来に比べ第２の希土類元素ドープ光ファ
イバ４ｂに入力される励起光強度および第１の希土類元
素ドープ光ファイバ４ａに入力される励起光強度が光合
分波器１台分の損失に相当する分だけ大きい。２段形の
光ファイバ増幅器において、前段の励起光入力が大きく
なると低雑音になり、後段の励起光入力が大きくなると
信号光の最大出力が増加する。

【０１６９】上記のように、本実施例によれば、同一の
信号光入力と励起光入力において低雑音でありかつ信号
光の最大出力の大きい光ファイバ増幅器が得られる。

【０１７０】また、本実施例によれば、従来の光ファイ
バ増幅器に比べ構成部品として光合分波器１台が削減で
きる。

【０１７１】なお、上記実施例では省略したが、信号光
入力端子１と第１の光合分波器３ａの第１の端子３１ａ
の間に、入力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による
反射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１７２】また、上記実施例では省略したが、第３の
光合分波器３ｃの第３の端子３３ｃと信号光出力端子６
の間に、出力側の伝送路ファイバのレイリー散乱による
反射を防止するための光アイソレータを追加した場合に
も、本実施例の効果は変わらない。

【０１７３】実施例７．図７に本発明に係わる第７の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、５ａは
第１の光アイソレータ、２は励起光源、３ａは光合分波
器、３１ａは光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは光
合分波器３ａの第２の端子、３３ａは光合分波器３ａの
第３の端子、３４ａは光合分波器３ａの第４の端子、４
ａは希土類元素ドープ光ファイバ、８ｂは光分岐器、８
１ｂは光分岐器８ｂの入力端子、８２ｂは光分岐器８ｂ
の第１の出力端子、８４ｂは光分岐器８ｂの第２の出力
端子、５ｂは第２の光アイソレータ、６は信号光出力端
子、１１は光波長フィルタ、１１５は光波長フィルタ１
１の入力端子、１１６は光波長フィルタ１１の第１の出
力端子、１１７は光波長フィルタ１１の第２の出力端
子、９ｂは第１の受光器、９ｃは第２の受光器、１０は
励起光源制御回路である。

【０１７４】次に動作について説明する。

【０１７５】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光アイソレータ５ａを透過し、光合分波器３
ａの第１の端子３１ａと第２の端子３２ａ間を透過し、
希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力される。

【０１７６】第１の光アイソレータ５ａは、希土類元素
ドープ光ファイバ４ｃ中で発生し信号光進行方向と逆方
向に進行し入力側の伝送路ファイバに入力されたＡＳＥ
光が、伝送路ファイバ中のレイリー散乱による反射で希
土類元素ドープ光ファイバ４ｃに再入力されて増幅特性
を劣化させることを防止している。

【０１７７】励起光源２より出力された励起光は、光合
分波器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３２ａ間を
透過した後、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力さ
れ信号光の増幅エネルギとして用いられる。

【０１７８】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中で増幅
され出力された信号光は、光分岐器８ｂの入力端子８１
ｂに入力され、大部分が第１の出力端子８２ｂから出力
され一部が第２の出力端子８４ｂから出力される。第１
の出力端子８２ｂからの出力と、第２の出力端子８４ｂ
からの出力の比は通常１０ｄＢ程度である。

【０１７９】光分岐器８ｂの第１の出力端子８２ｂから
の出力光は、第２の光アイソレータ５ｂを透過し、信号
光出力端子６を通過して出力される。希土類元素ドープ
光ファイバ４ｃの出力光には、信号光成分の他に希土類
元素ドープ光ファイバ４ｃ中で発生したＡＳＥ光成分が
混入している。

【０１８０】第２の光アイソレータ５ｂは、出力側の伝
送路ファイバに入力された信号光およびＡＳＥ光が、伝
送路ファイバ中のレイリー散乱による反射で希土類元素
ドープ光ファイバ４ｃに再入力されて増幅特性を劣化さ
せるのを防止している。

【０１８１】光分岐器８ｂの第２の出力端子８４ｂから
の出力光は、光波長フィルタ１１により信号光波長成分
と信号光波長以外の波長成分に分離される。光波長フィ
ルタ１１の第１の出力端子１１６から信号光波長成分が
出力され、第１の受光器９ｂにより受光し、信号光出力
レベルのモニタに用いる。光波長フィルタ１１の第２の
出力端子１１７からは信号光波長意外の波長成分が出力
され、第２の受光器９ｃにより受光する。これは、第２
の受光器９ｃが、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃから
出力されたＡＳＥレベルをモニタしていることを意味す
る。

【０１８２】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃにおいて
は、信号光入力レベルがある程度より大きい場合は、入
力信号光レベルが増加すると発生するＡＳＥ光レベルが
低下し、入力信号光レベルが減少すると発生するＡＳＥ
光レベルは上昇する。

【０１８３】また入力信号光レベルがある程度より小さ
い場合は発生するＡＳＥ光レベルは一定である。

【０１８４】このため、第１の受光器９ｂより得られた
信号光出力レベルと、第２の受光器９ｃより得られたＡ
ＳＥ光レベルにより、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ
への信号光入力レベルを知ることが可能である。

【０１８５】信号光出力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光
レベルのモニタ結果は、励起光源制御回路１０に伝達さ
れ、信号光入力レベルと出力レベルに応じて適切な増幅
特性を得るように、励起光源２の駆動状態が制御され
る。

【０１８６】本実施例によれば、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃの入力側には、信号光入力レベルをモニタす
るための光分岐器が必要ない。このため、光分岐器の挿
入損失による約０．５ｄＢ〜１ｄＢの雑音指数の劣化が
回避できる。

【０１８７】また、信号光経路に透過光波長を選択する
光波長フィルタがないため、光ファイバ増幅器を多段に
接続した場合に光波長フィルタの透過光波長のばらつき
による信号劣化が生じない。

【０１８８】上記のように、本実施例によれば、低雑音
でありかつ多段に接続した場合にも信号劣化が生じない
光ファイバ増幅器が得られる。

【０１８９】上記実施例では、第１の光アイソレータ５
ａを信号光入力端子１と光合分波器３ａの第１の端子３
１ａの間に接続したが、光合分波器３ａの第２の端子３
２ａと希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの間に接続した
場合にも、同様に本実施例の効果が得られる。

【０１９０】また、上記実施例では、第２の光アイソレ
ータ５ｂを光分岐器８ｂの第１の出力端子８２ｂと信号
光出力端子６の間に接続したが、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続
した場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０１９１】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
第１の光アイソレータ５ａと希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの間に接続し励起光を信号光進行方向と同方向か
ら希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場合を示
したが、光合分波器３ａを希土類元素ドープ光ファイバ
４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続し励起
光を信号光進行方向とは逆方向から希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃに入力した場合にも、同様の本実施例の効
果が得られる。

【０１９２】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
第１の光アイソレータ５ａと希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの間にのみ接続し、励起光を信号光進行方向と同
方向から希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場
合を示したが、光合分波器３ａを希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続
し第２の励起光源を第２の光合分波器に接続し、希土類
元素ドープ光ファイバ４ｃの両側から励起光を入力した
場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。 実施例８．図８に本発明に係わる第８の実施例を示す。
図において、１は信号光入力端子、５ａは第１の光アイ
ソレータ、２は励起光源、３ａは光合分波器、３１ａは
光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは光合分波器３ａ
の第２の端子、３３ａは光合分波器３ａの第３の端子、
３４ａは光合分波器３ａの第４の端子、４ｃは希土類元
素ドープ光ファイバ、８ｂは光分岐器、８１ｂは光分岐
器８ｂの入力端子、８２ｂは光分岐器８ｂの第１の出力
端子、８４ｂは光分岐器８ｂの第２の出力端子、５ｂは
第２の光アイソレータ、６は信号光出力端子、１１は光
波長フィルタ、１１５は光波長フィルタ１１の入力端
子、１１６は光波長フィルタ１１の第１の出力端子、１
１７は光波長フィルタ１１の第２の出力端子、９ｂは第
１の受光器、９ｃは第２の受光器、２０は故障判定回路
である。

【０１９３】次に動作について説明する。

【０１９４】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光アイソレータ５ａを透過し、光合分波器３
ａの第１の端子３１ａと第２の端子３２ａ間を透過し、
希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力される。

【０１９５】励起光源２より出力された励起光は、光合
分波器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３２ａ間を
透過した後、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力さ
れ信号光の増幅エネルギとして用いられる。

【０１９６】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中で増幅
され出力された信号光は、光分岐器８ｂの入力端子８１
ｂに入力され、大部分が第１の出力端子８２ｂから出力
され一部が第２の出力端子８４ｂから出力される。

【０１９７】光分岐器８ｂの第１の出力端子８２ｂから
の出力光は、第２の光アイソレータ５ｂを透過し、信号
光出力端子６を通過して出力される。希土類元素ドープ
光ファイバ４ｃの出力光には、信号光成分の他に希土類
元素ドープ光ファイバ４ｃ中で発生したＡＳＥ光成分が
混入している。

【０１９８】光分岐器８ｂの第２の出力端子８４ｂから
の出力光は、光波長フィルタ１１により信号光波長成分
と信号光波長以外の波長成分に分離される。光波長フィ
ルタ１１の第１の出力端子１１６からは信号光波長成分
が出力され、第１の受光器９ｂにより受光し、信号光出
力レベルのモニタに用いる。

【０１９９】光波長フィルタ１１の第２の出力端子１１
７からは信号光波長以外の波長成分が出力され、第２の
受光器９ｃにより受光する。これは、第２の受光器９ｃ
が、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃから出力されたＡ
ＳＥレベルをモニタしていることを意味する。

【０２００】信号光出力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光
レベルのモニタ結果は、故障判定回路２０に伝達され
る。

【０２０１】信号光入力レベルが正常であり、希土類元
素ドープ光ファイバ４ｃの増幅利得もまた正常な場合
は、出力信号光レベルとＡＳＥレベルはそれぞれある初
期レベルで安定する。

【０２０２】入力側の伝送路ファイバの異常により入力
信号光レベルが低下した場合、出力信号光レベルは初期
レベルよりも低下するが、ＡＳＥ光レベルは初期レベル
よりも増加する。

【０２０３】また、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの
利得が低下する異常が発生した場合には、出力信号光レ
ベルは初期レベルよりも低下し、ＡＳＥ光レベルもまた
初期レベルよりも低下する。

【０２０４】上記のように、故障判定回路２０において
は、信号光出力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光レベルの
モニタ結果を基に、信号光入力レベルの正常／異常、お
よび希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの利得の正常／異
常を同時に判定することが可能である。

【０２０５】本実施例によれば、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃからの出力信号光レベルとＡＳＥレベルをモ
ニタすることにより、信号光入力レベルおよび希土類元
素ドープ光ファイバの利得の正常／異常を判定すること
が可能である。

【０２０６】また、本実施例によれば、希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｃの入力側には、信号光入力レベルをモ
ニタするための光分岐器が必要ない。このため、光分岐
器の挿入損失による約０．５ｄＢ〜１ｄＢの雑音指数の
劣化が回避できる。

【０２０７】また、本実施例によれば、信号光経路に透
過光波長を選択する光波長フィルタがないため、光ファ
イバ増幅器を多段に接続した場合に光波長フィルタの透
過光波長のばらつきによる信号劣化が生じない。

【０２０８】上記のように、本実施例によれば、信号光
入力レベルおよび希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの利
得の正常／異常を判定することが可能でありかつ低雑音
でありかつ多段に接続した場合にも信号劣化が生じない
光ファイバ増幅器が得られる。

【０２０９】上記実施例では、第１の光アイソレータ５
ａを信号光入力端子１と光合分波器３ａの第１の端子３
１ａの間に接続したが、光合分波器３ａの第２の端子３
２ａと希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの間に接続した
場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２１０】また、上記実施例では、第２の光アイソレ
ータ５ｂを光分岐器８ｂの第１の端子８２ｂと信号光出
力端子６の間に接続したが、希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続した
場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２１１】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
第１の光アイソレータ５ａと希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの間に接続し励起光を信号光進行方向と同方向か
ら希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場合を示
したが、光合分波器３ａを希土類元素ドープ光ファイバ
４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続し励起
光を信号光進行方向とは逆方向から希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃに入力した場合にも、同様の本実施例の効
果が得られる。

【０２１２】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
第１の光アイソレータ５ａと希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの間にのみ接続し、励起光を信号光進行方向と同
方向から希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場
合を示したが、第２の光合分波器を希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接
続し第２の励起光源を第２の光合分波器に接続し、希土
類元素ドープ光ファイバ４ｃの両側から励起光を入力し
た場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２１３】実施例９．図９に本発明に係わる第９の実
施例を示す。図において、１は信号光入力端子、５ａは
第１の光アイソレータ、２は励起光源、３ａは光合分波
器、３１ａは光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは光
合分波器３ａの第２の端子、３３ａは光合分波器３ａの
第３の端子、３４ａは光合分波器３ａの第４の端子、４
ｃは希土類元素ドープ光ファイバ、８ｂは光分岐器、８
１ｂは光分岐器８ｂの入力端子、８２ｂは光分岐器８ｂ
の第１の出力端子、８４ｂは光分岐器８ｂの第２の出力
端子、５ｂは第２の光アイソレータ、６は信号光出力端
子、１１は光波長フィルタ、１１５は光波長フィルタ１
１の入力端子、１１６は光波長フィルタ１１の第１の出
力端子、１１７は光波長フィルタ１１の第２の出力端
子、９ｂは第１の受光器、９ｃは第２の受光器、２０は
故障判定回路である。

【０２１４】次に動作について説明する。

【０２１５】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光アイソレータ５ａを透過し、光合分波器３
ａの第１の端子３１ａと第２の端子３２ａ間を透過し、
希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力される。

【０２１６】励起光源２より出力された励起光は、光合
分波器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３２ａ間を
透過した後、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力さ
れ信号光の増幅エネルギとして用いられる。

【０２１７】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中で増幅
され出力された信号光は、光分岐器８ｂの入力端子８１
ｂに入力され、大部分が第１の出力端子８２ｂから出力
され一部が第２の出力端子８４ｂから出力される。

【０２１８】光分岐器８ｂの第１の出力端子８２ｂから
の出力光は、第２の光アイソレータ５ｂを透過し、信号
光出力端子６を通過して出力される。希土類元素ドープ
光ファイバ４ｃの出力光には、信号光成分の他に希土類
元素ドープ光ファイバ４ｃ中で発生したＡＳＥ光成分が
混入している。

【０２１９】光分岐器８ｂの第２の出力端子８４ｂから
の出力光は、光波長フィルタ１１により信号光波長成分
と信号光波長以外の波長成分に分離される。光波長フィ
ルタ１１の第１の出力端子１１６から信号光波長成分が
出力され、第１の受光器９ｂにより受光し、信号光出力
レベルのモニタに用いる。

【０２２０】光波長フィルタ１１の第２の出力端子１１
７からは信号光波長以外の波長成分が出力され、第２の
受光器９ｃにより受光する。これは、第２の受光器９ｃ
が、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃから出力されたＡ
ＳＥレベルをモニタしていることを意味する。

【０２２１】信号光出力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光
レベルのモニタ結果は、故障判定回路２０に伝達され
る。

【０２２２】信号光入力レベルが正常であり、希土類元
素ドープ光ファイバ４ｃの増幅利得もまた正常な場合
は、出力信号光レベルとＡＳＥレベルはそれぞれある初
期レベルで安定する。

【０２２３】入力側の伝送路ファイバの異常により入力
信号光レベルが低下した場合、出力信号光レベルは初期
レベルよりも低下するが、ＡＳＥ光レベルは初期レベル
よりも増加する。

【０２２４】また、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの
利得が低下する異常が発生した場合は、出力信号光レベ
ルは初期レベルよりも低下し、ＡＳＥ光レベルもまた初
期レベルよりも低下する。

【０２２５】上記のように、故障判定回路２０において
は、信号光出力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光レベルの
モニタ結果を基に、信号光入力レベルの正常／異常、お
よび希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの利得の正常／異
常を同時に判定することが可能である。

【０２２６】励起光源２からモニタＰＤ出力などの動作
状態情報が故障判定回路２０に伝達され、故障判定回路
２０において励起光源２の正常／異常もまた同時に判定
できる。

【０２２７】励起光源２に異常が生じた場合は、予備の
励起光源に切り替えるなどの対策が取られる。

【０２２８】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの利得が
異常で励起光源２が正常な場合は、光合分波器３ａもし
くは希土類元素ドープ光ファイバ４ｃにおいて断線など
の障害が発生していることが分る。

【０２２９】本実施例によれば、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃからの出力信号光レベルとＡＳＥレベルと励
起光源の動作状態をモニタすることにより、信号光入力
レベルおよび希土類元素ドープ光ファイバの利得および
励起光源の正常／異常を同時に判定することが可能であ
る。

【０２３０】また、本実施例によれば、希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｃの入力側には、信号光入力レベルをモ
ニタするための光分岐器が必要ない。このため、光分岐
器の挿入損失による約０．５ｄＢ〜１ｄＢの雑音指数の
劣化が回避できる。

【０２３１】また、本実施例によれば、信号光経路に透
過光波長を選択する光波長フィルタがないため、光ファ
イバ増幅器を多段に接続した場合に光波長フィルタの透
過光波長のばらつきによる信号劣化が生じない。

【０２３２】上記のように、本実施例によれば、信号光
入力レベルおよび希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの利
得の正常／異常を判定することが可能でありかつ低雑音
でありかつ多段に接続した場合にも信号劣化が生じない
光ファイバ増幅器が得られる。

【０２３３】上記実施例では、第１の光アイソレータ５
ａを信号光入力端子１と光合分波器３ａの第１の端子３
１ａの間に接続したが、光合分波器３ａの第２の端子３
２ａと希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの間に接続した
場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２３４】また、上記実施例では、第２の光アイソレ
ータ５ｂを光分岐器８ｂの第２の端子８２ｂと信号光出
力端子６の間に接続したが、希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続した
場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２３５】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
第１の光アイソレータ５ａと希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの間に接続し励起光を信号光進行方向と同方向か
ら希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場合を示
したが、光合分波器３ａを希土類元素ドープ光ファイバ
４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接続し励起
光を信号光進行方向とは逆方向から希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃに入力した場合にも、同様の本実施例の効
果が得られる。

【０２３６】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
第１の光アイソレータ５ａと希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃの間にのみ接続し、励起光を信号光進行方向と同
方向から希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場
合を示したが、第２の光合分波器を希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃと光分岐器８ｂの入力端子８１ｂの間に接
続し第２の励起光源を第２の光合分波器に接続し、希土
類元素ドープ光ファイバ４ｃの両側から励起光を入力し
た場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２３７】実施例１０．図１０に本発明に係わる第１
０の実施例を示す。図において、１は信号光入力端子、
５ａ第１の光アイソレータ、８ａは光分岐器、８１ａは
光分岐器８ａの第１の端子、８２ａは光分岐器８ａの第
２の端子、８３ａは光分岐器８ａの第３の端子、８４ａ
は光分岐器８ａの第４の端子、３ａは光合分波器、３１
ａは光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは光合分波器
３ａの第２の端子、３３ａは光合分波器３ａの第３の端
子、２は励起光源、４ｃは希土類元素ドープ光ファイ
バ、５ｂは第２の光アイソレータ、６は信号光出力端
子、１２は信号光波長除去フィルタ、９ａは第１の受光
器、９ｃは第２の受光器、１０は励起光源制御回路であ
る。

【０２３８】次に動作について説明する。

【０２３９】信号光入力端子１から入力された信号光
は、第１の光アイソレータ５ａを透過し、光分岐器８ａ
の第１の端子８１ａに入力される。光分岐器８ａの第１
の端子８１ａから入力された信号光は、大部分が第２の
端子８２ａから出力され一部が第４の端子８４ａから出
力される。第２の端子８２ａからの出力と、第４の端子
８４ａからの出力の比は通常１０ｄＢ程度である。

【０２４０】光分岐器８ａの第２の端子８２ａからの信
号光は、光合分波器３ａの第１の端子３１ａと第２の端
子３２ａ間を透過し、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ
に入力される。励起光源２より出力された励起光は、光
合分波器３ａの第３の端子３３ａと第２の端子３２ａ間
を透過し、希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力され
信号光の増幅エネルギとして用いられる。希土類元素ド
ープ光ファイバ４ｃ中で増幅され出力された信号光は、
第２の光アイソレータ５ｂを透過し、信号光出力端子６
を通過して出力される。

【０２４１】光分岐器８ａの第４の端子８４ａからの出
力された信号光は、第１の受光器９ａにより受光され信
号光入力レベルのモニタに用いられる。

【０２４２】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中では信
号光進行方向とは逆方向に進行するＡＳＥ光が発生し、
信号光入力側に出力される。上記出力光は光合分波器３
ａの第２の端子３２ａと第２の端子３１ａ間を透過し、
光分岐器８ａの第２の端子８２ａに入力される。光分岐
器８ａの第２の端子８２ａに入力された光は、大部分が
第１の端子８１ａから出力され一部が第３の端子８３ａ
から出力される。第１の端子８１ａからの出力と第３の
端子８３ａからの出力の比は、第１の端子８１ａから入
力した場合の第２の端子８２ａからの出力と第４の端子
８４ａからの出力の比と同じであり、通常１０ｄＢ程度
である。

【０２４３】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中から信
号光入力側に出力された出力光には、ＡＳＥ光成分の他
に微弱な信号光の反射成分がある。光分岐器８ａの第３
の端子８３ａからの出力光は、信号光波長成分除去フィ
ルタ１２により信号光波長成分が除去された信号光波長
以外の波長成分すなわちＡＳＥ光が出力される。上記Ａ
ＳＥ光は、第２の受光器９ｃにより受光されＡＳＥ光レ
ベルのモニタに用いられる。

【０２４４】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃにおいて
は、信号光入力レベルが一定の場合は、増幅度が大きく
信号光出力レベルが大きい場合は発生するＡＳＥ光レベ
ルも大きく、増幅度が小さく信号光出力レベルが小さい
場合は発生するＡＳＥレベルも小さい。このため、第１
の受光器９ａより得られた信号光入力レベルと第２の受
光器９ｃより得られたＡＳＥ光レベルの関係から、希土
類元素ドープ光ファイバ４ｃからの信号光出力レベルを
知ることが可能である。

【０２４５】信号光入力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光
レベルのモニタの結果は、励起光源制御回路１０に伝達
され、信号光入力レベルと出力レベルに応じて適切な増
幅特性を得るように、励起光源２の駆動状態が制御され
る。

【０２４６】本実施例によれば、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃの出力側には、信号光出力レベルをモニタす
るための光分岐器が必要ない。このため、光分岐器の挿
入損失による約０．５ｄＢ〜１ｄＢの最大出力の低下が
回避できる。

【０２４７】上記のように、本実施例によれば、最大光
出力の低下のない光ファイバ増幅器が得られる。

【０２４８】上記実施例では、光合分波器３ａを光分岐
器８ａと希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの間に接続し
励起光を信号光進行方向と同方向から希土類元素ドープ
光ファイバ４ｃに入力した場合を示したが、光合分波器
３ａを希土類元素ドープ光ファイバ４ｃと第２の光アイ
ソレータ５ｂの間に接続し励起光を信号光進行方向とは
逆方向から希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した
場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２４９】また、上記実施例では、光合分波器３ａを
光分岐器８ａと希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの間に
のみ接続し、励起光を信号光進行方向と同方向から希土
類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場合を示した
が、第２の光合分波器を希土類元素ドープ光ファイバ４
ｃと第２の光アイソレータ５ｂの間に接続し第２の励起
光源を第２の光合分波器に接続し、希土類元素ドープ光
ファイバ４ｃの両側から励起光を入力した場合にも、同
様の本実施例の効果が得られる。

【０２５０】また、上記実施例では、信号光入力レベル
と信号光出力レベルに応じて適切な増幅特性を得るよう
に励起光源２の駆動状態を制御する場合について示した
が、励起光源制御回路１０のかわりに故障判定回路を用
いて、入力信号レベルの正常／異常の判定および希土類
元素ドープ光ファイバ４ｃの利得の正常／異常の判定を
行う場合にも、同様の効果が得られる。

【０２５１】実施例１１．図１１に本発明に係わる第１
１の実施例を示す。図において、１は信号光入力端子、
８ａは光分岐器、８１ａは光分岐器８ａの入力端子、８
２ａは光分岐器８ａの第１の出力端子、８４ａは光分岐
器８ａの第２の出力端子、１３は光サーキュレータ、１
３１は光サーキュレータ１３の第１の端子、１３２は光
サーキュレータ１３の第２の端子、１３３は光サーキュ
レータ１３の第３の端子、３ａは光合分波器、３１ａは
光合分波器３ａの第１の端子、３２ａは光合分波器３ａ
の第２の端子、３３ａは光合分波器３ａの第３の端子、
２は励起光源、４ｃは希土類元素ドープ光ファイバ、５
ｃは光アイソレータ、６は信号光出力端子、１２は信号
光波長成分除去フィルタ、９ａは第１の受光器、９ｃは
第２の受光器、１０は励起光源制御回路である。

【０２５２】次に動作について説明する。

【０２５３】信号光入力端子１から入力された信号光は
光分岐器８ａに入力される。光分岐器８ａの入力端子８
１ａから入力された信号光は、大部分が第１の出力端子
８２ａから出力され一部が第２の出力端子８４ａから出
力される。第１の出力端子８２ａからの出力と第２の出
力端子８４ａからの出力の比は通常１０ｄＢ程度であ
る。

【０２５４】光分岐器８ａの第１の端子８２ａから出力
された信号光は、光サーキュレータ１３の第１の端子１
３１に入力される。光サーキュレータ１３においては、
第１の端子１３１に入力された光は第２の端子１３２か
ら出力され、第２の端子１３２に入力された光は第３の
端子１３３から出力される。

【０２５５】光サーキュレータ１３の第２の端子１３２
から出力された信号光は、光合分波器３ａの第１の端子
３１ａと第２の端子３２ａ間を透過し、希土類元素ドー
プ光ファイバ４ｃに入力される。励起光源２より出力さ
れた励起光は、光合分波器３ａの第３の端子３３ａと第
２の端子３２ａ間を透過し、希土類元素ドープ光ファイ
バ４ｃに入力され信号光の増幅エネルギとして用いられ
る。希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中で増幅され出力
された信号光は、光アイソレータ５ｃを透過し、信号光
出力端子６を通過して出力される。

【０２５６】光分岐器８ａの第２の出力端子８４ａから
出力された信号光は、第１の受光器９ａにより受光され
信号光入力レベルのモニタに用いられる。

【０２５７】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃ中では信
号光進行方向とは逆方向に進行するＡＳＥ光が発生し、
微弱な信号光の反射成分とともに信号光入力側に出力さ
れる。上記出力光は光サーキュレータ１３の第２の端子
１３２と第３の端子１３３間を透過し、信号光波長成分
除去フィルタ１２により信号光波長成分が除去され、信
号光波長以外の波長成分すなわちＡＳＥ光のみが第２の
受光器９ｃにより受光され、ＡＳＥ光レベルのモニタと
して用いられる。

【０２５８】希土類元素ドープ光ファイバ４ｃにおいて
は、信号光入力レベルが一定の場合は、増幅度が大きく
信号光出力レベルが大きい場合は発生するＡＳＥ光レベ
ルも大きく、増幅度が小さく信号光出力レベルが小さい
場合は発生するＡＳＥレベルも小さい。このため、第１
の受光器９ａより得られた信号光入力レベルと第２の受
光器９ｃより得られたＡＳＥ光レベルの関係より、希土
類元素ドープ光ファイバ４ｃからの信号光出力レベルを
知ることがが可能である。

【０２５９】信号光入力レベルのモニタ結果とＡＳＥ光
レベルのモニタの結果は、励起光源制御回路１０に伝達
され、信号光入力レベルと出力レベルに応じて適切な増
幅特性を得るように、励起光源２の駆動状態が制御され
る。

【０２６０】また、光サーキュレータ１３は、希土類元
素ドープ光ファイバ４ｃ中で発生し信号光進行方向と逆
方向に進行するＡＳＥ光が入力側の伝送路ファイバに入
力した場合に、伝送路ファイバ中のレイリー散乱による
反射で希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに再入力されて
増幅特性を劣化させるのを防止している。このため、希
土類元素ドープ光ファイバ４ｃの入力側に別の光アイソ
レータを接続する必要がない。

【０２６１】本実施例によれば、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４ｃの出力側には、信号光出力レベルをモニタす
るための光分岐器が必要ない。このため、光分岐器の挿
入損失による約０．５ｄＢの最大出力の低下が回避でき
る。

【０２６２】上記のように、本実施例によれば、最大光
出力の低下のない光ファイバ増幅器が得られる。

【０２６３】上記実施例では、光合分波器３ａを光サー
キュレータ１３と希土類元素ドープ光ファイバ４ｃの間
に接続し励起光を信号光進行方向と同方向から希土類元
素ドープ光ファイバ４ｃに入力した場合を示したが、光
合分波器３ａを希土類元素ドープ光ファイバ４ｃと光ア
イソレータ５ｃの間に接続し励起光を信号光進行方向と
は逆方向から希土類元素ドープ光ファイバ４ｃに入力し
た場合にも、同様の本実施例の効果が得られる。

【０２６４】実施例１２．図１２に本発明に係わる第１
２の実施例を示す。図において、１４は被測定光ファイ
バ増幅器、１５は入力信号光、１６は被測定光ファイバ
増幅器１４からの出力光、１７は被測定光ファイバ増幅
器１４からの信号光入力側に出力される出力光、１３は
光サーキュレータ、１３１は光サーキュレータ１３の第
１の端子、１３２は光サーキュレータ１３の第２の端
子、１３３は光サーキュレータ１３の第３の端子、１８
ａは第１の波長特性測定手段である第１の光スペクトラ
ムアナライザ、１８ｂは第２の波長特性測定手段である
第２の光スペクトラムアナライザ、１９は演算回路であ
る。

【０２６５】次に動作について説明する。

【０２６６】光サーキュレータ１３においては、第１の
端子１３１に入力された光は第２の端子１３２から出力
され、第２の端子１３２に入力された光は第３の端子１
３３から出力される。

【０２６７】入力信号光１５は、光サーキュレータ１３
の第１の端子１３１から第２の端子１３２に透過し、被
測定光ファイバ増幅器１４に入力される。被測定光ファ
イバ増幅器１４中では信号光が増幅されるとともにＡＳ
Ｅ光が発生する。ＡＳＥ光は、信号光出力側と信号光入
力側に出力される。また、被測定光ファイバ増幅器１４
中の微弱な反射により、わずかではあるが信号光成分も
信号光入力側に出力される。

【０２６８】被測定光ファイバ増幅器１４の信号光出力
側から出力された出力光は、第１の光スペクトラムアナ
ライザ１８ａに入力される。第１の光スペクトラムアナ
ライザ１８ａの測定結果から信号光出力レベルが算出さ
れ、被測定光ファイバ増幅器１４の利得が計算可能であ
る。

【０２６９】被測定光ファイバ増幅器１４の雑音指数を
計算するために、第１の光スペクトラムアナライザ１８
ａの測定結果からＡＳＥ光レベルを算出する必要があ
る。しかし、上記第３の従来技術に記述のように、第１
の光スペクトラムアラナイザ１８ａの測定結果からは信
号光成分とＡＳＥ光成分が分離できないため、信号光波
長と同一波長でのＡＳＥ光レベルを直接測定することは
できずに、信号光波長から数ナノメートル離れた波長で
のＡＳＥ光レベルから推定算出しなければならず、測定
誤差が大きくなってしまう。

【０２７０】被測定光ファイバ増幅器１４の信号光入力
側から出力された光は、光サーキュレータ１３の第２の
端子１３２から第３の端子１３３を透過し、第２の光ス
ペクトラムアナライザ１８ｂに入力される。第２の光ス
ペクトラムアナライザ１８ｂの測定結果においても信号
光成分とＡＳＥ光成分が分離できないが、信号光成分は
微弱なため、信号光波長から０．２ナノメートル程度離
れた波長でのＡＳＥ光レベルから、信号光波長と同一波
長でのＡＳＥ光レベルを推定することができ、測定誤差
は格段に小さくなる。

【０２７１】被測定光ファイバ増幅器１４の信号光出力
側と信号光入力側に出力されるＡＳＥ光の波長特性は同
一であるが、ＡＳＥ光レベルは異なる場合があるため、
第１の光スペクトラムアナライザ１８ａの測定結果と第
２の光スペクトラムアナライザ１８ｂの測定結果を演算
回路１９に伝達し、ＡＳＥ光レベル差を補正して信号光
出力側に出力される信号光波長と同一波長でのＡＳＥ光
レベルを精度良く推定する。

【０２７２】上記のように、本実施例によれば、雑音指
数を精度良く算出可能な光ファイバ増幅器の増幅特性測
定装置が得られる。

【０２７３】実施例１３．図１３に本発明に係わる第１
３の実施例を示す。図において、１４は被測定光ファイ
バ増幅器、１５は入力信号光、１６は被測定光ファイバ
増幅器１４からの出力光、１７は被測定光ファイバ増幅
器１４からの信号光入力側に出力される出力光、８ａは
光分岐器、８１ａは光分岐器８ａの第１の端子、８２ａ
は光分岐器８ａの第２の端子、８３ａは光分岐器８ａの
第３の端子、１８ａは第１の波長特性測定手段である第
１の光スペクトラムアナライザ、１８ｂは第２の波長特
性測定手段である第２の光スペクトラムアナライザ、１
９は演算回路である。

【０２７４】次に動作について説明する。

【０２７５】入力信号光１５は、光分岐器８ａの第１の
端子８１ａから第２の端子８２ａを透過し、被測定光フ
ァイバ増幅器１４に入力される。被測定光ファイバ増幅
器１４中では信号光が増幅されるとともにＡＳＥ光が発
生する。ＡＳＥ光は、信号光出力側と信号光入力側に出
力される。また、被測定光ファイバ増幅器１４中の微弱
な反射により、わずかではあるが信号光成分も信号光入
力側に出力される。

【０２７６】被測定光ファイバ増幅器１４の信号光出力
側から出力された出力光は、第１の光スペクトラムアナ
ライザ１８ａに入力される。第１の光スペクトラムアナ
ライザ１８ａの測定結果から信号光出力レベルが算出さ
れ、被測定光ファイバ増幅器１４の利得が計算可能であ
る。

【０２７７】被測定光ファイバ増幅器１４の信号光入力
側から出力された光は光分岐器８ａの第２の端子８２ａ
に入力され、第１の端子８１ａと第３の端子８３ａに分
岐される。光分岐器８ａの第３の端子８３ａの出力光は
第２の光スペクトラムアナライザ１８ｂに入力される。
第２の光スペクトラムアナライザ１８ｂの測定結果にお
いても信号光成分とＡＳＥ光成分が分離できないが、信
号光成分は微弱なため、信号光波長から０．２ナノメー
トル程度離れた波長でのＡＳＥ光レベルから、信号光波
長と同一波長でのＡＳＥ光レベルを推定することがで
き、測定誤差は格段に小さくなる。

【０２７８】被測定光ファイバ増幅器１４の信号光出力
側と信号光入力側に出力されるＡＳＥ光の波長特性は同
一であるが、ＡＳＥ光レベルは異なる場合があるため、
第１の光スペクトラムアナライザ１８ａの測定結果と第
２の光スペクトラムアナライザ１８ｂの測定結果を演算
回路１９に伝達し、ＡＳＥ光レベル差を補正して信号光
出力側に出力される信号光波長と同一波長でのＡＳＥ光
レベルを精度良く推定する。

【０２７９】上記のように、本実施例によれば、雑音指
数を精度良く算出可能な光ファイバ増幅器の増幅特性測
定装置が得られる。

【０２８０】

【発明の効果】上記のようにこの発明の第１の発明に係
る光ファイバ増幅器によれば、第１の希土類元素ドープ
光ファイバと第２の希土類元素ドープ光ファイバの間を
１台の光合分波器のみにして励起光の損失を低減させた
ので、同一の信号光入力と励起光入力において低雑音と
なり、信号光の最大出力が大きくなり、あるいは低雑音
でありかつ信号光の最大出力を大きくすることが可能と
なる。

【０２８１】また、上記のようにこの発明の第２の発明
に係る光ファイバ増幅器によれば、第１の希土類元素ド
ープ光ファイバと第２の希土類元素ドープ光ファイバの
間を１台の光合分波器のみにして励起光の損失を低減さ
せたので、同一の信号光入力と励起光入力において信号
光の最大出力を大きくすることが可能となる。

【０２８２】また、上記のようにこの発明の第３発明に
係る光ファイバ増幅器によれば、第１の希土類元素ドー
プ光ファイバと第２の希土類元素ドープ光ファイバの間
を１台の光合分波器のみにして励起光の損失を低減させ
たので、同一の信号光入力と励起光入力において低雑音
とすることが可能となる。

【０２８３】また、上記のようにこの発明の第４の発明
に係る光ファイバ増幅器によれば、第１の希土類元素ド
ープ光ファイバと第２の希土類元素ドープ光ファイバの
間を１台の光合分波器のみにして励起光の損失を低減さ
せたので、同一の信号光入力と励起光入力において低雑
音となりかつ信号光の最大出力を大きくすることが可能
となる。

【０２８４】

【０２８５】

【０２８６】

【０２８７】

【０２８８】

【０２８９】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図２】この発明の第２の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図３】この発明の第３の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図４】この発明の第４の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図５】この発明の第５の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図６】この発明の第６の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図７】この発明の第７の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図８】この発明の第８の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図９】この発明の第９の実施例による光ファイバ増幅
器のブロック構成図である。

【図１０】この発明の第１０の実施例による光ファイバ
増幅器のブロック構成図である。

【図１１】この発明の第１１の実施例による光ファイバ
増幅器のブロック構成図である。

【図１２】この発明の第１２の実施例による光ファイバ
増幅器の増幅特性測定装置のブロック構成図である。

【図１３】この発明の第１３の実施例による光ファイバ
増幅器の増幅特性測定装置のブロック構成図である。

【図１４】第１の従来例による光ファイバ増幅器のブロ
ック構成図である。

【図１５】第２の従来例による光ファイバ増幅器のブロ
ック構成図である。

【図１６】第３の従来例による光ファイバ増幅器のブロ
ック構成図である。

【図１７】第４の従来例による光ファイバ増幅器のブロ
ック構成図である。

【図１８】第５の従来例による光ファイバ増幅器のブロ
ック構成図である。

【符号の説明】

１ 信号光入力端子 ２、２ａ、２ｂ 励起光源 ３ａ、３ｂ、３ｃ 光合分波器 ４ａ、４ｂ、４ｃ 希土類元素ドープ光ファイバ ５、５ａ、５ｂ 光アイソレータ ６ 信号光出力端子 ７ａ、７ｂ 無反射終端 ８ａ、８ｂ 光分岐器 ９ａ、９ｂ、９ｃ 受光器 １０ 励起光源制御回路 １１ 光波長フィルタ １２ 信号光波長除去フィルタ １３ 光サーキュレータ １４ 被測定光ファイバ増幅器 １８ａ、１８ｂ 光スペクトラムアナライザ １９ 演算回路 ２０ 故障判定回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光の照射により信号光を増幅する希
   土類元素を光ファイバにドープした第１及び第２の希土
   類元素ドープ光ファイバと、 第１の端子と第２の端子の間および第３の端子と第４の
   端子の間で信号光を透過して第１の端子と第４の端子の
   間および第２の端子と第３の端子の間で励起光を透過す
   る４端子の光合分波器と、 信号光を一方向にのみ透過する光アイソレータと、 を有し、 前記第１の 希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記光合分波器の第１の端子に接続し、 前記光合分波器の第２の端子を前記光アイソレータの入
   力端子に接続し、 前記光アイソレータの出力端子を前記光合分波器の第３
   の端子に接続し、 前記光合分波器の第４の端子を第２の前記希土類元素ド
   ープ光ファイバの入力端子に接続したことを特徴とする
   光ファイバ増幅器。
2. 【請求項２】 信号光入力端子と、 信号光出力端子と、 励起光源と、 励起光の照射により信号光を増幅する希土類元素を光フ
   ァイバにドープした第１及び第２の希土類元素ドープ光
   ファイバと、 第１の端子と第２の端子の間および第３の端子と第４の
   端子の間で信号光を透過して第１の端子と第４の端子の
   間および第２の端子と第３の端子の間で励起光を透過す
   る４端子の第１及び第２の光合分波器と、 信号光を一方向にのみ透過する光アイソレータと、 を有し、 前記信号光入力端子を前記第１の光合分波器の第１の端
   子に接続し、 前記第１の光合分波器の第２の端子を前記第１の希土類
   元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、 前記第１の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記第２の光合分波器の第１の端子に接続し、 前記第２の光合分波器の第２の端子を前記光アイソレー
   タの入力端子に接続し、 前記光アイソレータの出力端子を前記第２の光合分波器
   の第３の端子に接続し、 前記第２の光合分波器の第４の端子を前記第２の希土類
   元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、 前記第２の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記信号光出力端子に接続し、前記 励起光源を前記第１の光合分波器の第３の端子に接
   続したことを特徴とする光ファイバ増幅器。
3. 【請求項３】 信号光入力端子と、 信号光出力端子と、 励起光源と、 励起光の照射により信号光を増幅する希土類元素を光フ
   ァイバにドープした第１及び第２の希土類元素ドープ光
   ファイバと、 第１の端子と第２の端子間および第３の端子と第４の端
   子の間で信号光を透過して第１の端子と第４の端子の間
   および第２の端子と第３の端子の間で励起光を透過する
   ４端子の第１及び第２の光合分波器と、 信号光を一方向にのみ透過する光アイソレータと、 を有し、 前記信号光入力端子を前記第１の光合分波器の第１の端
   子に接続し、 前記第１の光合分波器の第２の端子を前記第１の希土類
   元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、 前記第１の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記光アイソレータの入力端子に接続し、 前記光アイソレータの出力端子を前記第１の光合分波器
   の第４の端子に接続し、 前記第１の光合分波器の第３の端子を前記第２の希土類
   元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、 前記第２の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記第２の光合分波器の第１の端子に接続し、 前記第２の光合分波器の第２の端子を前記信号光出力端
   子に接続し、 前記励起光源を前記第２の光合分波器の第４の端子に接
   続したことを特徴とする光ファイバ増幅器。
4. 【請求項４】 信号光入力端子と、 信号光出力端子と、 第１及び第２の 励起光源と、 励起光の照射により信号光を増幅する希土類元素を光フ
   ァイバにドープした第１及び第２の希土類元素ドープ光
   ファイバと、 第１の端子と第２の端子の間および第３の端子と第４の
   端子の間で信号光を透過して第１の端子と第４の端子の
   間および第２の端子と第３の端子の間で励起光を透過す
   る４端子の第１乃至第３の光合分波器と、 信号光を一方向にのみ透過する光アイソレータと、 を有し、 前記信号光入力端子を前記第１の光合分波器の第１の端
   子に接続し、 前記第１の光合分波器の第２の端子を前記第１の希土類
   元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、 前記第１の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記第２の光合分波器の第１の端子に接続し、 前記第２の光合分波器の第２の端子を前記光アイソレー
   タの入力端子に接続し、 前記光アイソレータの出力端子を前記第１の光合分波器
   の第４の端子に接続し、 前記第１の光合分波器の第３の端子を前記第２の希土類
   元素ドープ光ファイバの入力端子に接続し、 前記第２の希土類元素ドープ光ファイバの出力端子を前
   記第３の光合分波器の第１の端子に接続し、 前記第３の光合分波器の第２の端子を前記信号光出力端
   子に接続し、前記第１の 励起光源を前記第２の光合分波器の第４の端
   子に接続し、前記第２の 励起光源を前記第３の光合分波器の第４の端
   子に接続したことを特徴とする光ファイバ増幅器。