JP3273911B2 - 光ファイバ増幅器、励起用半導体レーザモジュールおよび光信号伝送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ増幅器
に関し、特に、励起光を波長多重により形成し、それに
よって高出力をもたらす光ファイバ増幅器、励起用半導
体レーザモジュールおよび光信号伝送システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】信学技報（TECHNICAL REPORT OF IEICE
EDM96-39,CPM96-62,OPE96-61,LQE96-63）は、励起光の
多重により出力を増大させる従来の光ファイバ増幅器を
開示している。この光ファイバ増幅器を図１９および図
２０を用いて説明する。

【０００３】図１９に示されるように、エルビウムドー
プファイバ（以下、ＥＤＦと記す。）３３の入力側に
は、信号光を伝える入力側光ファイバ３１がアイソレー
タ３２を介して接続され、ＥＤＦ３３の出力側には出力
側光ファイバ３５がアイソレータ３４を介して接続され
ている。ＥＤＦ３３の入力側および出力側には、それぞ
れ、第１のＷＤＭカプラ３６および第２のＷＤＭカプラ
３７が接続されている。このＷＤＭカプラ３６および３
７は、１．５５μｍ帯の信号光と、ＥＤＦ３３の吸収波
長帯の一つである１．４８μｍ帯への励起光とを低損失
で接続するために挿入されている。

【０００４】この光ファイバ増幅器では、ＥＤＦ３３の
励起光源として、８台の励起用半導体レーザ１が用いら
れている。これら８台の励起用半導体レーザ１には、発
振波長１．４６５μｍのレーザが４台、発振波長１．４
８５μｍのレーザが４台が含まれ、ＥＤＦの入力側に４
台、出力側に４台設置されている。入力側の４台のレー
ザのうち２台のレーザの発振波長は１．４６５μｍであ
り、残りの２台のレーザの発振波長は１．４８５μｍで
ある。発振波長が同じ２台のレーザの出力光は、偏波カ
プラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃまたは４１ｄによって合成
される。偏波合成を用いることにより、波長の等しいＴ
Ｅモードの励起光とＴＭモードの励起光とを干渉なしに
合成することができ、光の損失が少なくなる。

【０００５】偏波合成された波長１．４６５μｍの励起
光および波長１．４８５μｍの励起光は、波長多重カプ
ラ３６ａまたは３７ａにより波長多重された後、前記の
第１のＷＤＭカプラ３６と第２のＷＤＭカプラ３７によ
ってＥＤＦ３３に入射される。波長多重された励起光ス
ペクトルと、波長多重カプラ３６ａ（３７ａ）の透過帯
域特性を図２０に示す。

【０００６】このように、図１９の光ファイバ増幅器
は、入力側の４台の励起用レーザからの励起光と出力側
４台の励起用レーザからの励起光とを、ＥＤＦ３３に双
方向から入射させることにより、入力側ファイバ３１か
ら入力する光信号を増幅する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバ増幅器では、必ずしも充分に高い出力光は得
られてない。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、波長多重方式を用
いて、より高い出力の光ファイバ増幅器を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ増幅
器は、励起光を出射する複数の励起光源と、前記複数の
励起光源から出射された前記励起光を複数の入力ポート
で受け取り、前記励起光を波長多重することによって波
長多重励起光を形成し、出力ポートから前記波長多重励
起光を出射する第１の波長多重器と、前記波長多重励起
光を第１の入力ポートで受け取り、かつ、信号光を第２
の入力ポートで受け取り、前記波長多重励起光と前記信
号光とを合波することによって合波光を形成し、出力ポ
ートから前記合波光を出射する第２の波長多重器と、前
記第２の波長多重器の前記出力ポートから出射された前
記合波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励起光を
利用して、前記信号光を増幅する希土類添加光ファイバ
とを備えた光ファイバ増幅器であって、前記複数の励起
光源は狭線幅光源であり、前記狭線幅光源の数は３２か
ら１２８の範囲にある。

【００１０】本発明の他の光ファイバ増幅器は、励起光
を出射する複数の励起光源と、前記複数の励起光源から
出射された前記励起光を複数の入力ポートで受け取り、
前記励起光を波長多重することによって波長多重励起光
を形成し、出力ポートから前記波長多重励起光を出射す
る第１の波長多重器と、前記波長多重励起光を第１の入
力ポートで受け取り、かつ、信号光を第２の入力ポート
で受け取り、前記波長多重励起光と前記信号光とを合波
することによって合波光を形成し、出力ポートから前記
合波光を出射する第２の波長多重器と、前記第２の波長
多重器の前記出力ポートから出射された前記合波光を受
け取り、前記合波光のうちの前記励起光を利用して、前
記信号光を増幅する希土類添加光ファイバとを備えた光
ファイバ増幅器であって、前記複数の励起光源は狭線幅
光源であり、前記第１の波長多重器の透過帯域と前記第
１の波長多重器の挿入損失との積が０．２５ｄＢｎｍか
ら０．５ｄＢｎｍの範囲において、前記狭線幅光源の数
が３２から６４の範囲にある。

【００１１】

【００１２】前記狭線幅光源は、分布帰還型半導体レー
ザを含んでもよい。

【００１３】

【００１４】

【００１５】前記複数の励起光源から出射された前記励
起光を偏波合成する偏波カプラを更に備えていてもよ
い。

【００１６】本発明の他の光ファイバ増幅器は、第１励
起光を出射する複数の第１励起光源と、第２励起光を出
射する複数の第２励起光源と、前記複数の第１励起光源
から出射された前記第１励起光を複数の入力ポートで受
け取り、前記第１励起光を波長多重することによって第
１波長多重励起光を形成し、出力ポートから前記第１波
長多重励起光を出射する第１波長多重器と、前記第１波
長多重励起光を第１の入力ポートで受け取り、かつ、信
号光を第２の入力ポートで受け取り、前記第１波長多重
励起光と前記信号光とを合波することによって合波光を
形成し、出力ポートから前記合波光を出射する第２の波
長多重器と、前記第２の波長多重器の前記出力ポートか
ら出射された前記合波光を一方の端から受け取り、他方
の端から出射する希土類添加光ファイバと、前記複数の
第２励起光源から出射された前記第２励起光を複数の入
力ポートで受け取り、前記第２励起光を波長多重するこ
とによって第２波長多重励起光を形成し、出力ポートか
ら前記第２波長多重励起光を出射する第３波長多重器
と、前記第２波長多重励起光を第１の入力ポートで受け
取り、前記希土類添加光ファイバの前記他方の端に入力
する第４の波長多重器とを備え、前記複数の第１励起光
源は狭線幅光源であり、前記狭線幅光源の数は３２から
１２８の範囲にあり、前記複数の第２励起光源は狭線幅
光源であり、前記狭線幅光源の数は３２から１２８の範
囲にある。

【００１７】本発明の励起用半導体レーザモジュール
は、励起光を出射する複数の狭線幅光源と、前記複数の
狭線幅光源から出射された前記励起光を波長多重するた
めの複数のフィルタと、前記複数のフィルタが斜めに埋
め込まれ、前記複数のフィルタを介して前記励起光を受
け取り、波長多重された前記励起光を一端から出射する
光ファイバとを備え、前記複数の狭線幅光源の数が３２
から１２８の範囲にある。

【００１８】前記複数の狭線幅光源と前記光ファイバと
を支持する基板を更に備えており、前記基板には、前記
光ファイバを受ける相対的に大きな溝、および前記複数
のフィルタを受ける相対的に小さな溝が形成されている
ことが好ましい。

【００１９】

【００２０】

【００２１】前記狭線幅光源は、分布帰還型半導体レー
ザを含んでいてもよい。

【００２２】

【００２３】本発明の更に他の光ファイバ増幅器は、波
長多重された励起光を出射する励起用半導体レーザモジ
ュールと、前記励起用半導体レーザモジュールから出射
された前記波長多重された励起光を第１の入力ポートで
受け取り、かつ、信号光を第２の入力ポートで受け取
り、前記励起光と前記信号光とを合波することによって
合波光を形成し、出力ポートから前記合波光を出射する
波長多重器と、前記波長多重器の前記出力ポートから出
射された前記合波光を受け取り、前記合波光のうちの前
記励起光を利用して、前記信号光を増幅する希土類添加
光ファイバとを備えた光ファイバ増幅器であって、前記
励起用半導体レーザモジュールは、前記励起光を出射す
る複数の狭線幅光源と、前記複数の狭線幅光源から出射
された前記励起光を波長多重するための複数のフィルタ
と、前記複数のフィルタが斜めに埋め込まれ、前記複数
のフィルタを介して前記励起光を受け取り、前記波長多
重された励起光を一端から出射する光ファイバとを備
え、前記複数の狭線幅光源の数が３２から１２８の範囲
にある。

【００２４】本発明の光信号伝送システムは、光信号を
送信することのできる光信号送信器と、前記光信号を増
幅する光ファイバ増幅器と、前記光ファイバ増幅器によ
って増幅された光信号を受信することのできる光信号受
信器とを備えた光伝送システムであって、前記光ファイ
バ増幅器は、励起光を出射する複数の励起光源と、前記
複数の励起光源から出射された前記励起光を複数の入力
ポートで受け取り、前記励起光を波長多重することによ
って波長多重励起光を形成し、出力ポートから前記波長
多重励起光を出射する第１の波長多重器と、前記波長多
重励起光を第１の入力ポートで受け取り、かつ、信号光
を第２の入力ポートで受け取り、前記波長多重励起光と
前記信号光とを合波することによって合波光を形成し、
出力ポートから前記合波光を出射する第２の波長多重器
と、前記第２の波長多重器の前記出力ポートから出射さ
れた前記合波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励
起光を利用して、前記信号光を増幅する希土類添加光フ
ァイバとを備え、前記複数の励起光源の数が３２から１
２８の範囲にある。

【００２５】本発明の他の光信号伝送システムは、光信
号を送信することのできる光信号送信器と、前記光信号
を増幅する光ファイバ増幅器と、前記光ファイバ増幅器
によって増幅された光信号を受信することのできる光信
号受信器とを備えた光伝送システムであって、前記光フ
ァイバ増幅器は、波長多重された励起光を出射する励起
用半導体レーザモジュールと、前記励起用半導体レーザ
モジュールから出射された前記波長多重された励起光を
第１の入力ポートで受け取り、かつ、信号光を第２の入
力ポートで受け取り、前記励起光と前記信号光とを合波
することによって合波光を形成し、出力ポートから前記
合波光を出射する波長多重器と、前記波長多重器の前記
出力ポートから出射された前記合波光を受け取り、前記
合波光のうちの前記励起光を利用して、前記信号光を増
幅する希土類添加光ファイバとを備え、前記励起用半導
体レーザモジュールは、前記励起光を出射する複数の狭
線幅光源と、前記複数の狭線幅光源から出射された前記
励起光を波長多重するための複数のフィルタと、前記複
数のフィルタが斜めに埋め込まれ、前記複数のフィルタ
を介して前記励起光を受け取り、前記波長多重された励
起光を一端から出射する光ファイバとを備え、前記複数
の狭線幅光源の数が３２から１２８の範囲にある。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明では、複数の励起光源から
出射される異なる波長を持った狭線幅励起光を波長多重
し、それによって、励起光の総光量を増大させる。

【００２７】波長多重カプラによって波長の異なる励起
光を多重化する場合、カプラ損失が問題になる。また、
狭線幅のレーザ光が光ファイバに結合すると、非線形効
果のため光ファイバ内で誘導ブリュリアン散乱が生じ、
損失の原因となることが良く知られている。このため、
励起光の光量を増加させるためには、励起光源に与える
駆動電流を単純に増大させたり、前述のように線幅の広
い励起光を多重するような試みが行われてきた。

【００２８】希土類添加型光ファイバの吸収帯域は広く
とも約４０〜５０ｎｍ程度であることと、従来の光ファ
イバ増幅器に使用されている励起光源のスペクトル線幅
が約１５ｎｍであることとを考慮すると、波長多重に用
いられるレーザの発振波長は、３種類以下に限定され
る。

【００２９】しかし、本願発明者は、あえて狭線幅の励
起光を波長多重することによって種々の好ましい結果が
得られることを見いだした。

【００３０】なお、本願明細書では、「線幅（linewidt
h）」とは「励起光スペクトルの、最大値から１０ｄＢ
低下したレベルにおける全幅」であると定義する。ま
た、「狭線幅光源」とは、「線幅が約５ｎｍ以下の光を
出射する光源」であると定義する。

【００３１】以下、添付図面を参照しながら本発明の実
施形態を説明する。

【００３２】（実施形態１）図１から図６を参照しなが
ら、本発明の第１の実施形態を説明する。

【００３３】図１に示す光ファイバ増幅器は、励起光を
出射する複数の励起光源として、「線幅」が５ｎｍ以下
のファブリペロー型（ＦＰ）半導体レーザ１ａ、１ｂ、
１ｃおよび１ｄを備えている。半導体レーザ１ａ、１
ｂ、１ｃおよび１ｄの中心波長は、それぞれ、１４６０
ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４８０ｎｍおよび１４９０ｎｍ
である。これらの波長は、すべて、エルビウムイオンの
励起光吸収波長帯（１４５０ｎｍから１５００ｎｍまで
の範囲）に含まれている。

【００３４】この光ファイバ増幅器は、複数の半導体レ
ーザ１ａ〜１ｄから出射された励起光を第１の波長多重
カプラ２によって波長多重する。この第１の波長多重カ
プラ２は、複数のカプラから構成されている。図２
（ａ）は第１の波長多重カプラ２の内部構成を示してい
る。図２（ａ）からわかるように、波長多重カプラ２
は、カプラ素子２ａ、カプラ素子２ｂおよびカプラ素子
２ｃを備えている。カプラ素子２ａの二つの入力ポート
には、励起光源１ａからの励起光（波長１４６０ｎｍ）
Ｐ１および励起光源１ｂからの励起光（波長１４７０ｎ
ｍ）Ｐ２がそれぞれ入力され、カプラ２ｂの二つの入力
ポートには、励起光源１ｃからの励起光（波長１４８０
ｎｍ）Ｐ３および励起光源１ｄからの励起光（波長１４
９０ｎｍ）Ｐ４がそれぞれ入力される。また、カプラ素
子２ｃの二つの入力ポートには、カプラ素子２ａで合波
された励起光Ｐ１２、およびカプラ素子２ｂで合波され
た励起光Ｐ３４がそれぞれ入力される。

【００３５】図２（ｂ）は、各カプラ素子２ａ〜２ｃの
主要部構成を模式的に示している。二つの入力ポートに
入力された励起光Ｐ１およびＰ２（またはＰ３およびＰ
４）のうち、一方は、干渉フィルタを透過し、他方は干
渉フィルタで反射する。干渉フィルタには、例えば励起
光Ｐ１に対しては高い透過率を示す一方で、励起光Ｐ２
に対しては高い反射率を示す特性が要求される。励起光
Ｐ１の波長と励起光おＰ２の波長が離れている場合は、
上記要求を満足させることは比較的に容易だが、励起光
Ｐ１の波長と励起光Ｐ２の波長が接近している場合は、
干渉フィルタの透過帯域幅を充分に狭くする必要があ
る。ここで、励起光Ｐ２は干渉フィルタで反射している
が、この反射率の波長依存性をも広く透過帯域特性と呼
ぶことにする。

【００３６】図３（ａ）は、励起光源１ａおよび１ｂの
励起光スペクトルを示している。図３（ｂ）は、カプラ
素子２ａの透過帯域（透過特性）を示している。図３
（ｃ）は、カプラ素子２ａで合波された励起光のスペク
トルを示している。これに対して、図４（ａ）は、励起
光源１ｃおよび１ｄの励起光スペクトルを示している。
図４（ｂ）は、カプラ素子２ｂの透過帯域を示してい
る。図４（ｃ）は、カプラ素子２ｂで合波された励起光
のスペクトルを示している。図５（ａ）は、カプラ素子
２ｃの透過帯域を示している。図５（ｂ）は、カプラ素
子２ｃで合波された励起光のスペクトルを示している。

【００３７】図からわかるように、各カプラの入力ポー
トの中心波長は、そこに入力される励起光の中心波長に
一致している。また、各入力ポートの透過帯域幅は８ｎ
ｍである。波長多重カプラ２の透過帯域を図６に示す。

【００３８】カプラの挿入損失を小さくするには、カプ
ラの示す透過帯域の幅を励起光の波長差に比較して小さ
く設計する必要がある。一般に、透過帯域幅の小さなカ
プラは、透過帯域の大きなカプラに比較して大きな損失
をもたらす。例えば、フィルタ型のカプラでは、透過帯
域幅を狭くするには、基板上に形成する誘電体多層膜の
層数を増加する必要があり、誘電体多層膜の層数増加は
カプラ損失を増大させる。限られた吸収波長帯域を持つ
光ファイバに多数の波長の励起光を多重して与えようと
すると、当然に励起光の波長間隔を狭くする必要があ
る。励起光の波長間隔を狭くすると、図３（ｂ）および
図４（ｂ）に示したカプラ素子の透過帯域幅を狭くする
必要があるため、カプラによる挿入損失が増大する。し
かし、本実施形態では、励起光の線幅を狭くすることに
よって、透過帯域の狭いカプラでの損失をできるだけ低
減している。

【００３９】図１を再び参照する。励起光源１から出た
励起光は、波長多重カプラ２により挿入損失０．５ｄＢ
で光ファイバに結合される。波長多重カプラ２の出力ポ
ートから出た波長多重励起光は、光ファイバを介して第
２の波長多重カプラ３の第１の入力ポートに入力され、
第２の波長多重カプラ３の第２の入力ポートに入力され
た１．５５μｍ帯信号光と合波される。

【００４０】第２の波長多重カプラ３の出力ポートから
出射された合波光は、エルビウムドープファイバ５に入
射される。エルビウムドープファイバ５は、波長多重さ
れた１．４８μｍ帯励起光により励起され、１．５５μ
ｍ帯信号光を増幅し、光ファイバ６より出力する。エル
ビウムドープファイバ５の両端には、信号光が高い利得
のために発振する事を防ぐ目的で、光アイソレータ４が
挿入されている。

【００４１】本実施形態に用いた複数の半導体レーザの
各々の出力光量は１００ｍＷである。第１の波長多重カ
プラ２で４台の半導体レーザからの励起光を合波した結
果得られる総光量は、挿入損失０．５ｄＢを差し引い
て、３６０ｍＷとなる。用いたエルビウムドープファイ
バ５の長さは５０ｍである。信号光の入射光量が０ｄＢ
ｍのときの信号光の出力は２５０ｍＷである、変換効率
は７０％になる。

【００４２】このように本実施形態では、励起光源に線
幅が５ｎｍ以下の狭線幅レーザを複数個用い、励起光の
波長多重を行っているため、ドープファイバ５を高出力
で励起できる。このため、入力信号を大きく増幅するこ
とができる。

【００４３】なお、狭線幅励起光源としてファブリペロ
ー型レーザを用いたが、高出力で線幅が狭ければスーパ
ールミネッセント光源でも、面発光レーザでも、ファイ
バグレーティングを用いた外部共振器型レーザでも、同
様の効果が得られる。特に、ファイバグレーティングを
用いた外部共振器型レーザでは、注入電流の変化に対し
て発振波長の変化が小さいため、波長多重カプラの各中
心波長からずれにくいという効果が得られる。

【００４４】本実施形態では、複数の励起光源の全てを
線幅が狭線幅光源から構成したが、複数の励起光源の少
なくとも一つに狭線幅光源を使用し、他の励起光源とし
ては線幅の比較的に広い光源を使用したとしても、光フ
ァイバ増幅器の出力を向上させる効果はある程度得られ
る。しかし、使用する励起光源の全てを狭線幅光源から
構成することが好ましいことは言うまでもない。

【００４５】（実施形態２）図７は、本発明の第２の実
施形態による光ファイバ増幅器の構成を示す。本実施形
態が前述の実施形態と異なる点は、励起光源にＤＦＢ型
レーザを用いている点である。

【００４６】励起光源５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよび５
１ｄは、いずれも、発振線幅が１００ＭＨｚのＤＦＢ型
レーザである。励起光源５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよび
５１ｄの中心波長は、それぞれ、１４６０ｎｍ、１４７
０ｎｍ、１４８０ｎｍおよび１４９０ｎｍで、これらは
エルビウムイオンの励起光吸収波長帯である１４５０ｎ
ｍから１５００ｎｍの範囲にすべて含まれている。励起
光源５１ａ〜５１ｄにＤＦＢレーザを用いることで各励
起光の線幅を１ｎｍ程度以下にまで小さくできる。この
ため、エルビウムイオンの励起光吸収波長帯に多数の励
起光を割り当てることができる。波長多重カプラ２の透
過波長特性は、図６に示すものと同じであり、カプラの
各入力ポートの中心波長は、各励起光源の中心波長に一
致している。また、カプラの各入力ポートの透過帯域幅
は８ｎｍである。

【００４７】各励起光の全スペクトルが透過帯域内に完
全に含まれるため、励起光源５１ａ〜５１ｄからの出力
光の挿入損失は、第１の実施形態に比較して小さくな
る。本実施形態における励起光は０．４ｄＢの挿入損失
で光ファイバに結合する。

【００４８】波長多重された励起光は、波長多重カプラ
３で１．５５μｍ帯信号光と合波され、エルビウムドー
プファイバ５に入射される。エルビウムドープファイバ
５は１．４８μｍ帯励起光により励起され、信号光を増
幅し、光ファイバ６より出力する。光アイソレータ４
は、信号光が高い利得のために発振する事を防ぐ目的
で、エルビウムドープファイバの両端に挿入されてい
る。

【００４９】本実施形態に用いた励起光源５１ａ、５１
ｂ、５１ｃおよび５１ｄの１台あたりの出力光量は１０
０ｍＷである。波長多重カプラ２で４台からの励起光を
合波した後の総光量は、波長多重カブラ２の挿入損失
０．４ｄＢを差し引いて、３６５ｍＷである。用いたエ
ルビウムドープファイバの長さは５０ｍである。信号光
入射光量が０ｄＢｍのときの出力信号光は２５５ｍＷ
で、変換効率は７０％になる。

【００５０】このように本実施形態では、ＤＦＢ型半導
体レーザからの励起光を波長多重してエルビウムドープ
ファイバを励起するため、光ファイバ増幅器の出力を更
に高くすることができる。

【００５１】（実施形態３）エルビウムイオンの励起光
吸収波長帯１．４８μｍ帯のうち、１４５０ｎｍから１
５００ｎｍの範囲内で中心波長が等間隔に分布するよう
な励起光を用いる場合を考える。

【００５２】励起光源からのレーザ光を波長多重する場
合、波長多重の数が増えれば増えるほど総励起光量が増
加するとは期待できない。それは、波長多重の数が増え
ると、多重のために必要なカプラの数も多くなるため、
カプラの挿入損失の合計を無視できなくなるからであ
る。カプラでの損失の合計は、カプラ数に応じて多くな
る。また、希土類添加光ファイバの吸収帯域に適合した
スペクトルの励起光を得るには、励起光の波長間隔を縮
小しながら波長多重数を増やす必要がある。そのために
は、より狭い帯域特性を持った波長多重カプラが必要に
なる。狭帯域特性の得られる誘電体多層膜フィルタを用
いた波長多重カプラでは、透過波長帯域が狭くなるほど
挿入損失が増加する。これらの理由から、波長多重の数
を増やすことが、必ずしも、励起光の総光量を増加させ
るわけではないことがわかる。

【００５３】現在入手できるカプラでは、透過帯域が１
０ｎｍ程度の場合には挿入損失が０．１ｄＢ以上とな
り、透過帯域が狭いほど挿入損失は大きくなる。透過帯
域が０．５ｎｍの場合、挿入損失は２ｄＢ程度になる。
透過帯域と挿入損失との積を求めると、この範囲では、
１ｄＢ・ｎｍと一定値が得られる。この積を変数とし
て、波長多重数に対する総励起光量を求めると、図８
（ａ）に示すような結果が得られる。図８（ａ）の線ａ
に示されるように、積が１ｄＢ・ｎｍの場合、波長多重
数が４０程度のとき励起光量は最大となる。損失の相対
的に小さいカプラを用いた場合（たとえば、積が０．２
５ｄＢ・ｎｍ ）には、図８（ａ）の線ｄに示させるよ
うに、波長多重数が１３０程度まで、多重数に応じて励
起光量が増加する。

【００５４】なお、波長多重カプラの構造は、現在のカ
プラ同様に２分岐カプラを多段接続した構成（図８
（ｂ））であると仮定して求めた。しかし、全波長範囲
を等間隔で分岐した図９のようなカプラを用いた場合に
も同等の結果が得られる。図９のカプラは、複数の光フ
ァイバ９２からの異なる波長の励起光をグレーティング
９１で多重し、その多重光を出力用の光ファイバ９３に
結合する。

【００５５】以上のことから、狭線幅光源を使用すれ
ば、波長多重数を例えば４０程度にまで増加しても、カ
プラの挿入損失はそれほど大きな問題にならないことが
わかる。また、波長多重数には好ましい範囲が存在し、
その範囲は約３０から約１５０であることがわかる。

【００５６】図１０を参照しながらは、本発明の第３の
実施形態による光ファイバ増幅器を説明する。

【００５７】本光ファイバ増幅器の励起光源７１は、３
２台の半導体レーザから構成される。各半導体レーザ
は、発振線幅が１００ＭＨｚのＤＦＢ型レーザである。
各半導体レーザの中心波長は、１４５０ｎｍから１５０
０ｎｍの範囲で等間隔に配置されている。波長多重カプ
ラ２の各入力ポートの中心波長は、各励起光源の中心波
長と一致している。

【００５８】波長多重数が増えると、カプラの数も増す
ため、励起光に対するカプラの損失も増加する。本実施
形態の励起光はカプラの挿入損失１．２５ｄＢで光ファ
イバに結合する。合波された励起光は、波長多重カプラ
３で１．５５μｍ帯信号光と合波され、エルビウムドー
プファイバ５に入射される。エルビウムドープファイバ
５は１．４８μｍ帯励起光により励起され、信号光を増
幅し、光ファイバ６より出力する。光アイソレータ４
は、信号光が高い利得のために発振する事を防ぐ目的
で、エルビウムドープファイバの両端に挿入されてい
る。

【００５９】励起光源７１の１台あたりの出力光量は１
００ｍＷである。波長多重カプラ２で３２台の半導体レ
ーザの出射光を合波して形成した励起光の光量は、挿入
損失１．２５ｄＢを差し引いて２．４Ｗである。用いた
エルビウムドープファイバの長さは１５０ｍとした。信
号光入射光量が０ｄＢｍのときの出力信号光は１．７Ｗ
で、変換効率は約７０％になる。

【００６０】このように本実施形態では、ＤＦＢ型励起
光源の波長多重数を最適化してエルビウムドープファイ
バを励起するため、高出力光が得られる。

【００６１】なお、本実施形態ではＤＦＢ型半導体レー
ザを用いているが、発振線幅の十分に狭い励起光源であ
れば、狭線幅ファブリペロー型レーザでも、同様の効果
が得られる。

【００６２】（実施形態４）図１１は、本発明の第４の
実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示す。８台の
励起光源１は、いずれも、線幅が５ｎｍ以下のファブリ
ペロー型レーザである。

【００６３】各レーザの中心波長は１４６０ｎｍ、１４
７０ｎｍ、１４８０ｎｍおよび１４９０ｎｍである。中
心波長が同じ励起光源が２台ずつ存在し、中心波長が同
じ励起光は偏波合成される。同一波長のレーザ光を偏波
カプラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄによってま
ず合成する。偏波カプラ４１ａ〜４１ｄは、ＴＥモード
とＴＭモードのように、波長は同じだが偏向方向が９０
度異なるレーザ光を合成するために用いられる。偏向方
向が９０度異なるレーザ光を合成すると、レーザ光が相
互に干渉することなく、ロスが少ない。

【００６４】波長多重カプラ２の透過波長特性は、図６
に示すものと同じである。カプラの各入力ポートの中心
波長は各励起光源の中心波長に一致しており、透過帯域
幅は８ｎｍである。これにより全励起光源からの出力光
は、挿入損失０．５ｄＢで光ファイバに結合する。合波
された励起光は、波長多重カプラ３で１．５５μｍ帯信
号光と合波され、エルビウムドープファイバ５に入射さ
れる。エルビウムドープファイバ５は１．４８μｍ帯励
起光により励起され、信号光を増幅し、光ファイバ６よ
り出力する。光アイソレータ４は、信号光が高い利得の
ために発振する事を防ぐ目的で、エルビウムドープファ
イバの両端に挿入されている。

【００６５】本実施形態に用いた励起光源１の１台あた
りの出力光量は１００ｍＷ、偏波カプラと波長カプラで
合波された８台の励起光源の光量は、挿入損失０．５ｄ
Ｂを差し引いて７１０ｍＷである。用いたエルビウムド
ープファイバの長さは５０ｍとした。信号光入射光量が
０ｄＢｍのときの出力信号光は５００ｍＷで、変換効率
は７０％になる。

【００６６】このように本実施形態では、狭線幅励起光
源を偏波多重と波長多重を併用してエルビウムドープフ
ァイバを励起するため、上述のように高出力の信号光が
得られる。

【００６７】なお、狭線幅励起光源としてファブリペロ
ー型レーザを用いたが、高出力で線幅が狭ければＤＦＢ
型半導体レーザでも、スーパールミネッセント光源で
も、面発光レーザでも、ファイバグレーティングを用い
た外部共振器型レーザでも、同様の効果が得られる。特
に、ファイバグレーティングを用いた外部共振器型レー
ザでは、注入電流の変化に対して発振波長の変化が小さ
いため、波長多重カプラの中心波長からずれにくいとい
う効果が得られる。

【００６８】（実施形態５）図１２に、本発明の第５の
実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示す。本実施
形態が第１の実施形態から異なる点は、ファイバ５の後
方（出力側）に励起光源を配置した後方励起方式として
いる点である。

【００６９】複数の励起光源１は、線幅が５ｎｍ以下の
ファブリペロー型レーザである。各レーザの中心波長は
１４６０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４８０ｎｍ、１４９０
ｎｍで、エルビウムイオンの励起光吸収波長帯である１
４５０ｎｍから１５００ｎｍの範囲にすべて含まれてい
る。波長多重カプラ２の透過波長特性は、図６に示すも
のと同等である。カプラの各入力ポートの中心波長は各
励起光源の中心波長に一致しており、透過帯域幅は８ｎ
ｍである。これにより全励起光源からの出力光は、挿入
損失０．５ｄＢで光ファイバに結合するものである。合
波された励起光は、波長多重カプラ３で１．５５μｍ帯
信号光と合波され、エルビウムドープファイバ５に入射
される。エルビウムドープファイバ５は１．４８μｍ帯
励起光により励起され、信号光を増幅し、光ファイバ６
より出力する。光アイソレータ４は、信号光が高い利得
のために発振する事を防ぐ目的で、エルビウムドープフ
ァイバの両端に挿入されている 本実施形態に用いた励起光源１の１台あたりの出力光量
は１００ｍＷ、波長カプラで４台を合波された光量は、
挿入損失０．５ｄＢを差し引いて３６０ｍＷである。用
いたエルビウムドープファイバの長さは５０ｍとした。
信号光入射光量が０ｄＢｍのときの出力信号光は２７０
ｍＷで、変換効率は７５％になる。

【００７０】このように光ファイバ増幅器の構成を後方
励起方式とすることで変換効率が高くなり、より高出力
特性を得ることが可能となる。また、本発明では、狭線
幅励起光源を波長多重してエルビウムドープファイバを
励起するため、高出力光ファイバ増幅器を実現できる なお、後方励起方式光ファイバ増幅器の実施形態を説明
するのに狭線幅励起光源を用いたが、実施形態２のよう
にＤＦＢ型半導体レーザを用いても良い。また、実施形
態３のように励起光源数を最適化することでもも、実施
形態４のように偏波合成と併用することでも、より高出
力の光ファイバ増幅器を実現することが可能である。ま
た、狭線幅励起光源としてファブリペロー型レーザを用
いたが、高出力で線幅が狭ければスーパールミネッセン
ト光源でも、面発光レーザでも、ファイバグレーティン
グを用いた外部共振器型レーザでも、同様の効果が得ら
れる。特に、ファイバグレーティングを用いた外部共振
器型レーザでは、注入電流の変化に対して発振波長の変
化が小さいため、波長多重カプラの中心波長からずれに
くいという効果が得られる。

【００７１】（実施形態６）図１３に、本発明の第６の
実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示す。この実
施形態は、図１の前方励起方式と図１２の後方励起方式
とを組み合わせた双方向励起方式である。

【００７２】複数の励起光源１は、線幅が５ｎｍ以下の
ファブリペロー型レーザである。各レーザの中心波長は
１４６０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４８０ｎｍ、１４９０
ｎｍで、エルビウムイオンの励起光吸収波長帯である１
４５０ｎｍから１５００ｎｍの範囲にすべて含まれてい
る。波長多重カプラ２の透過波長特性は、図６に示すも
のと同等である。カプラの各入力ポートの中心波長は各
励起光源の中心波長に一致しており、透過帯域幅は８ｎ
ｍである。これにより全励起光源からの出力光は、挿入
損失０．５ｄＢで光ファイバに結合するものである。合
波された励起光は、波長多重カプラ３で１．５５μｍ帯
信号光と合波され、エルビウムドープファイバ５に入射
される。エルビウムドープファイバ５は１．４８μｍ帯
励起光により励起され、信号光を増幅し、光ファイバ６
より出力する。光アイソレータ４は、信号光が高い利得
のために発振する事を防ぐ目的で、エルビウムドープフ
ァイバの両端に挿入されている 本実施形態に用いた励起光源１の１台あたりの出力光量
は１００ｍＷ、波長カプラで４台を合波された光量は、
挿入損失０．５ｄＢを差し引いて３６０ｍＷ、双方向よ
りエルビウムドープファイバに入射されることより総励
起光量は７２０ｍＷである。用いたエルビウムドープフ
ァイバの長さは５０ｍとした。信号光入射光量が０ｄＢ
ｍのときの出力信号光は５２５ｍＷで、変換効率は７３
％になる。

【００７３】このように光ファイバ増幅器の構成を双方
向励起方式とすることで励起光源を増すことができるた
め、より高出力特性を得ることが可能となる。また、本
発明では、狭線幅励起光源を波長多重してエルビウムド
ープファイバを励起するため、高出力光ファイバ増幅器
を実現できる なお、双方向励起方式光ファイバ増幅器の実施形態を説
明するのに狭線幅励起光源を用いたが、実施形態２のよ
うにＤＦＢ型半導体レーザを用いても良い。また、実施
形態３のように励起光源数を最適化する事でも、実施形
態４のように偏波合成と併用することでも、より高出力
の光ファイバ増幅器を実現することが可能である。ま
た、狭線幅励起光源としてファブリペロー型レーザを用
いたが、高出力で線幅が狭ければスーパールミネッセン
ト光源でも、面発光レーザでも、ファイバグレーティン
グを用いた外部共振器型レーザでも、同様の効果が得ら
れる。特に、ファイバグレーティングを用いた外部共振
器型レーザでは、注入電流の変化に対して発振波長の変
化が小さいため、波長多重カプラの中心波長からずれに
くいという効果が得られる。

【００７４】（実施形態７）図１４（ａ）〜（ｃ）を参
照しながら、本発明の第７の実施形態による波長多重励
起光源モジュールを説明する。

【００７５】図１４（ａ）は、本実施形態にかかる励起
光源モジュールの平面図、図１４（ｂ）は、ファイバの
光軸に沿った励起光源モジュールの断面図、図１４
（ｃ）はファイバの光軸に垂直な面内の励起光源モジュ
ールの断面図である。

【００７６】図１４（ａ）に示すように、本実施形態の
励起光源モジュールは、シリコン基板１２４上に複数の
半導体レーザ１２１ａ〜１２１ｆを配置し、各半導体レ
ーザ１２１ａ〜１２１ｆからのレーザ光を一本の光ファ
イバ１２３に結合している。光ファイバ１２３の一端か
らは、波長多重された励起光が出射される。半導体レー
ザ１２１ａ〜１２１ｆは、線幅が５ｎｍ以下のファブリ
ペロー型レーザである。

【００７７】シリコン基板１２３の表面には、エッチン
グによりＶ溝が形成され、そのＶ溝に光ファイバ１２３
が配置されている。ファイバ１２３は、Ｖ溝の２つの側
面によって支えられている。シリコン基板１２３の表面
のうちＶ溝の形成されていない領域には、ファイバ１２
３に対して垂直にレーザ光を入射できるように半導体レ
ーザ１２１ａ〜１２１ｆが配置されている。これらの半
導体レーザは、Ｖ溝の縁にそって配列されている。

【００７８】光ファイバ１２３には、光軸を斜めに切る
ように平行な複数の溝（幅５０μｍ）が形成されてお
り、各溝内には波長多重用狭帯域フィルタ１２２ａ〜１
２２ｆが挿入されている。フィルタ１２２ａ〜１２２ｆ
は、ファイバ１２３を斜めに切断した断面よりもやや大
きいサイズを持ち、ファイバ１２３の屈折率と同等の屈
折率を持つ樹脂により固定されている。ファイバ１２３
の屈折率と同等の屈折率を持つ樹脂を用いるのは、光の
経路に屈折率の異なる樹脂が存在すると、光の損失を生
じるからである。

【００７９】フィルタ１２２ａ〜１２２ｆは、半導体レ
ーザ１２１ａ〜１２１ｆからのレーザ光をファイバ１２
３中に導入するために必要である。半導体レーザ１２１
ａ〜１２１ｆは、光ファイバ１２３の中心にレーザ光が
入射されるように配置されている。すなわち、図１４
（ｃ）に示されるように、Ｖ溝の両側面で固定された光
ファイバ１２３の中心位置と半導体レーザ１２１ａ〜１
２１ｆの活性層の位置とがほぼ一致するように配置関係
が調整されている。

【００８０】半導体レーザ１２１ａ〜１２１ｆから出射
された光は、対応するフィルタ１２２ａ〜１２２ｆによ
り反射され、光ファイバ１２３に結合する。透過波長帯
域が異なる複数のフィルタを用いると、異なる中心波長
を有する励起用半導体レーザからの出力光を一本の光フ
ァイバ２１３に結合することが可能となる。

【００８１】この励起光源モジュール内には、狭線幅の
ファブリペロー型レーザ１２１ａ〜１２１ｆが６台搭載
されている。各レーザの中心波長は１４５０ｎｍ、１４
６０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４８０ｎｍ、１４９０ｎ
ｍ、および１５００ｎｍである。これらの波長は、エル
ビウムイオンの励起光吸収波長帯である１４５０ｎｍか
ら１５００ｎｍの範囲にすべて含まれている。

【００８２】狭帯域フィルタ１２２ａ〜１２２ｆの透過
帯域特性を図１５に示す。各フィルタの中心波長は対応
する励起光源の中心波長に一致しており、反射帯域幅は
８ｎｍである。これにより全励起光源からの出力光は、
挿入損失０．５ｄＢで光ファイバに結合するものであ
る。

【００８３】従来の多段フィルタを用いた構成では、入
力ポート数が２の乗数でなければいけないため、励起光
源の数を１６台、３２台、６４台と飛躍的に増加させる
か、または入力ポートの幾つかが空くため、大きな結合
損失が生じた。しかしながら、本実施形態によれば、５
台、６台、あるいは４０台、５０台の励起光源を結合す
る場合にも最適な波長間隔、最小の結合損失を実現する
ことが可能となる。

【００８４】なお、本実施形態では狭線幅励起光源とし
てファブリペロー型レーザを用いたが、高出力で線幅が
狭ければＤＦＢ型半導体レーザでも、スーパールミネッ
セント光源でも、面発光レーザでもよい。

【００８５】（実施形態８）図１６は、本発明の第８の
実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示す。励起光
源１３１として、第７の実施形態による励起光源モジュ
ールを採用している。合波された励起光は、波長多重カ
プラ３で１．５５μｍ帯信号光と合波され、エルビウム
ドープファイバ５に入射される。エルビウムドープファ
イバ５は１．４８μｍ帯励起光により励起され、信号光
を増幅し、光ファイバ６より出力する。光アイソレータ
４は、信号光が高い利得のために発振する事を防ぐ目的
で、エルビウムドープファイバの両端に挿入されてい
る。

【００８６】本実施形態に用いた励起光源モジュール１
３１の出力は３６０ｍＷである。エルビウムドープファ
イバの長さは５０ｍである。信号光の入射光量が０ｄＢ
ｍのときの出力信号光は２５０ｍＷで、変換効率は７０
％になる。

【００８７】このように本実施形態では、狭線幅光を波
長多重して励起光を生成する励起光源モジュールを用い
るため、簡易な構成で高出力光ファイバ増幅器を実現で
きる。

【００８８】なお、本実施形態では、前方励起方式を用
いたが、後方励起方式ではより高出力特性を、双方向励
起方式では励起モジュールの個数を倍にできるためより
高出力な光ファイバ増幅器を実現できるものである。

【００８９】（実施形態９）図１７は、本発明の第９の
実施形態による光ファイバ伝送システム（光ファイバ通
信システム）の構成を示す。

【００９０】信号光源であるＤＦＢレーザ１５１は、Ａ
Ｍ−ＦＤＭ信号により直接変調され、１．５５μｍ信号
光を出力する。伝送路である光ファイバ１５３は、長さ
４０ｋｍのものが２本接続されており、中間点に光信号
を直接増幅するための光ファイバ増幅器１５２が設置さ
れている。この光ファイバ増幅器１５２は実施形態８に
説明されたもので、高出力特性が得られるものである。
増幅された光信号は、さらに光ファイバを伝送した後、
光信号受光器１５４で電気信号に変換される。

【００９１】（実施形態１０）上記実施形態では、いず
れも、特に励起光源の駆動電流を変調してはいない。狭
線幅の励起光は、前述したように、光ファイバ内でブリ
ュリアン散乱による損失を受けやすい。このような損失
は、光ファイバの長さが約１００ｍ以下の場合はほとん
ど問題にならないが、光ファイバの長さが約１００ｍを
超えると、無視できなくなる。

【００９２】本実施形態では、励起光源を高周波変調
し、それによって上記ブリュリアン散乱による損失を低
減する。

【００９３】図１８（ａ）から（ｄ）は、４つの励起光
源に与える駆動電流（注入電流）を周波数ｆ１、ｆ２、
ｆ３およびｆ４でそれぞれ高周波変調した場合の、光パ
ワーの時間変化を示している。変調周波数ｆ１〜ｆ４
は、６００メガヘルツ（ＭＨｚ）付近の値を持つ。この
ため、チャーピングによる線幅の広がりは、せいぜい、
数ギガヘルツ（ＧＨｚ）になる。この程度の励起光線幅
の広がりは、波長多重に影響を与えないが、ブリュリア
ン散乱による損失を低減するのに大いに寄与する。

【００９４】また、４つの励起光源の変調周波数ｆ１〜
ｆ４は、相互に異なることが好ましい。波長多重された
励起光がバースト的に過大な大きさを持つことを防止す
るためである。

【００９５】本実施形態においては、オートパワーコン
トロール（ＡＰＣ）の方法で平均バイアス電流（図１８
（ａ）から（ｄ）では点線で示す）の大きさを制御する
ことによって、光ファイバ増幅器の出力光レベルを一定
レベル範囲に維持することができる。これは、光ファイ
バに添加された希土類イオンの緩和時間は約１０ミリ秒
程度であるため、平均バイアス電流の変化によって光フ
ァイバ内の希土類イオンの励起状態を充分に制御できる
からである。また、光ファイバ内の希土類イオンの励起
状態は、励起光の高周波成分に追従して変動することは
ない。そのため、信号光の増幅に高周波変調が影響を与
えることはない。

【００９６】このように、励起光源を高周波変調するこ
とは、狭線幅の励起光を用いる場合にきわめて好ましい
効果を提供する。

【００９７】なお、上記実施形態は、いずれも、エルビ
ウムドープトファイバの励起光吸収波長帯として、１．
４８μｍ帯（１４５０ｎｍから１５００ｎｍまで）を利
用しているが、他の励起光吸収波長帯、例えば、０．９
８μｍ帯を利用してもよい。また、エルビウムドープト
ファイバの代わりに、他の希土類イオンを添加したファ
イバ、例えば、プロセオジウム（Ｐｒ）が添加された光
ファイバやネオジウム（Ｎｄ）が添加された光ファイバ
を使用してもよい。これらの希土類元素が添加された光
ファイバは、１．３μｍ帯の信号光を増幅するために用
いられる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
狭線幅光源からの光を励起光多重に用いることによっ
て、希土類添加ファイバの限られた吸収帯域に他種類の
励起光を効率的に割り当て、励起光の総光量を増加させ
ることができる。その結果、入力光信号を大幅に増幅
し、より高い出力の光信号を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成図。

【図２】（ａ）は、第１の波長多重カプラ２の内部構成
を示す図、（ｂ）は、各カプラの主要部構成を模式的に
示す図。

【図３】（ａ）は、励起光源１ａおよび１ｂの励起光ス
ペクトルを示す図、（ｂ）は、カプラ２ａの透過帯域
（透過特性）を示す図、（ｃ）は、カプラ２ａで合波さ
れた励起光のスペクトルを示す図。

【図４】（ａ）は、励起光源１ｃおよび１ｄの励起光ス
ペクトルを示す図、（ｂ）は、カプラ２ｂの透過帯域
（透過特性）を示す図、（ｃ）は、カプラ２ｂで合波さ
れた励起光のスペクトルを示す図。

【図５】（ａ）は、カプラ２ｃの透過帯域を示す図、
（ｂ）は、カプラ２ｃで合波された励起光のスペクトル
を示す図。

【図６】カプラ２の透過帯域を示す図。

【図７】本発明の第２実施形態の構成図。

【図８】（ａ）は、波長多重数に対する総励起光量特性
を示すグラフ、（ｂ）は、波長多重カプラの構成を示す
図。

【図９】本発明で使用できる他のカプラを示す図。

【図１０】本発明の第３実施形態の構成図。

【図１１】本発明の第４実施形態の構成図。

【図１２】本発明の第５実施形態の構成図。

【図１３】本発明の第６実施形態の構成図。

【図１４】（ａ）は本実施形態にかかる励起光源モジュ
ールの平面図、（ｂ）はファイバの光軸に沿った励起光
源モジュールの断面図、（ｃ）はファイバの光軸に垂直
な面内の励起光源モジュールの断面図。

【図１５】本実施形態で使用するフィルタの透過帯域特
性を示す図。

【図１６】本発明の第８実施形態の構成図。

【図１７】本発明の第９実施形態の構成図。

【図１８】（ａ）は第１の励起光源の光パワーの時間変
化を示す図、（ｂ）は第２の励起光源の光パワーの時間
変化を示す図、（ｃ）は第３の励起光源の光パワーの時
間変化を示す図、（ｄ）は第４の励起光源の光パワーの
時間変化を示す図。

【図１９】従来の光ファイバ増幅器の構成図。

【図２０】従来の光ファイバ増幅器に用いられている波
長多重カプラの透過特性と合波された励起光スペクトル
図。

【符号の説明】

１ 励起光源 ２ 波長多重カプラ ３ 波長多重カプラ ４ 光アイソレータ ５ エルビウムドープファイバ ６ 光ファイバ １２１ 励起用半導体レーザ １２２ 狭帯域フィルタ １２３ 光ファイバ １２４ シリコン基盤 １４１ 半導体励起光源モジュール １５１ ＤＦＢレーザ １５２ 光ファイバ １５３ 光ファイバ増幅器 １５４ 光信号受光器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−25825（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−204593（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−230085（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−293024（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−244488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−68098（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 G02F 1/35 H04B 10/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光を出射する複数の励起光源と、 前記複数の励起光源から出射された前記励起光を複数の
   入力ポートで受け取り、前記励起光を波長多重すること
   によって波長多重励起光を形成し、出力ポートから前記
   波長多重励起光を出射する第１の波長多重器と、 前記波長多重励起光を第１の入力ポートで受け取り、か
   つ、信号光を第２の入力ポートで受け取り、前記波長多
   重励起光と前記信号光とを合波することによって合波光
   を形成し、出力ポートから前記合波光を出射する第２の
   波長多重器と、 前記第２の波長多重器の前記出力ポートから出射された
   前記合波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励起光
   を利用して、前記信号光を増幅する希土類添加光ファイ
   バと、 を備えた光ファイバ増幅器であって、 前記複数の励起光源は狭線幅光源であり、前記狭線幅光
   源の数は３２から１２８の範囲にある光ファイバ増幅
   器。
2. 【請求項２】 励起光を出射する複数の励起光源と、 前記複数の励起光源から出射された前記励起光を複数の
   入力ポートで受け取り、前記励起光を波長多重すること
   によって波長多重励起光を形成し、出力ポートから前記
   波長多重励起光を出射する第１の波長多重器と、 前記波長多重励起光を第１の入力ポートで受け取り、か
   つ、信号光を第２の入力ポートで受け取り、前記波長多
   重励起光と前記信号光とを合波することによって合波光
   を形成し、出力ポートから前記合波光を出射する第２の
   波長多重器と、 前記第２の波長多重器の前記出力ポートから出射された
   前記合波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励起光
   を利用して、前記信号光を増幅する希土類添加光ファイ
   バと、 を備えた光ファイバ増幅器であって、 前記複数の励起光源は狭線幅光源であり、前記第１の波
   長多重器の透過帯域と前記第１の波長多重器の挿入損失
   との積が０．２５ｄＢｎｍから０．５ｄＢｎｍの範囲に
   おいて、前記狭線幅光源の数が３２から６４の範囲にあ
   る光ファイバ増幅器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光ファイバ増幅器であっ
   て、 前記狭線幅光源は、分布帰還型半導体レーザを含む光フ
   ァイバ増幅器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光ファイバ増幅器であっ
   て、 前記複数の励起光源から出射された前記励起光を偏波合
   成する偏波カプラを更に備えている光ファイバ増幅器。
5. 【請求項５】 第１励起光を出射する複数の第１励起光
   源と、 第２励起光を出射する複数の第２励起光源と、 前記複数の第１励起光源から出射された前記第１励起光
   を複数の入力ポートで受け取り、前記第１励起光を波長
   多重することによって第１波長多重励起光を形成し、出
   力ポートから前記第１波長多重励起光を出射する第１波
   長多重器と、 前記第１波長多重励起光を第１の入力ポートで受け取
   り、かつ、信号光を第２の入力ポートで受け取り、前記
   第１波長多重励起光と前記信号光とを合波することによ
   って合波光を形成し、出力ポートから前記合波光を出射
   する第２の波長多重器と、 前記第２の波長多重器の前記出力ポートから出射された
   前記合波光を一方の端から受け取り、他方の端から出射
   する希土類添加光ファイバと、 前記複数の第２励起光源から出射された前記第２励起光
   を複数の入力ポートで受け取り、前記第２励起光を波長
   多重することによって第２波長多重励起光を形成し、出
   力ポートから前記第２波長多重励起光を出射する第３波
   長多重器と、 前記第２波長多重励起光を第１の入力ポートで受け取
   り、前記希土類添加光ファイバの前記他方の端に入力す
   る第４の波長多重器と、 を備え、 前記複数の第１励起光源は狭線幅光源であり、前記狭線
   幅光源の数は３２から１２８の範囲にあり、 前記複数の第２励起光源は狭線幅光源であり、前記狭線
   幅光源の数は３２から１２８の範囲にある光ファイバ増
   幅器。
6. 【請求項６】 励起光を出射する複数の狭線幅光源と、 前記複数の狭線幅光源から出射された前記励起光を波長
   多重するための複数のフィルタと、 前記複数のフィルタが斜めに埋め込まれ、前記複数のフ
   ィルタを介して前記励起光を受け取り、波長多重された
   前記励起光を一端から出射する光ファイバと、を備え、 前記複数の狭線幅光源の数が３２から１２８の範囲にあ
   る励起用半導体レーザモジュール。
7. 【請求項７】 請求項６記載の励起用半導体レーザモジ
   ュールであって、 前記複数の狭線幅光源と前記光ファイバとを支持する基
   板を更に備えており、 前記基板には、前記光ファイバを受ける相対的に大きな
   溝、および前記複数のフィルタを受ける相対的に小さな
   溝が形成されている励起用半導体レーザモジュール。
8. 【請求項８】 請求項６記載の励起用半導体レーザモジ
   ュールであって、 前記狭線幅光源は、分布帰還型半導体レーザを含んでい
   る励起用半導体レーザモジュール。
9. 【請求項９】 波長多重された励起光を出射する励起用
   半導体レーザモジュールと、 前記励起用半導体レーザモジュールから出射された前記
   波長多重された励起光を第１の入力ポートで受け取り、
   かつ、信号光を第２の入力ポートで受け取り、前記励起
   光と前記信号光とを合波することによって合波光を形成
   し、出力ポートから前記合波光を出射する波長多重器
   と、 前記波長多重器の前記出力ポートから出射された前記合
   波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励起光を利用
   して、前記信号光を増幅する希土類添加光ファイバと、 を備えた光ファイバ増幅器であって、 前記励起用半導体レーザモジュールは、 前記励起光を出射する複数の狭線幅光源と、 前記複数の狭線幅光源から出射された前記励起光を波長
   多重するための複数のフィルタと、 前記複数のフィルタが斜めに埋め込まれ、前記複数のフ
   ィルタを介して前記励起光を受け取り、前記波長多重さ
   れた励起光を一端から出射する光ファイバと、を備え、 前記複数の狭線幅光源の数が３２から１２８の範囲にあ
   る光ファイバ増幅器。
10. 【請求項１０】 光信号を送信することのできる光信号
    送信器と、 前記光信号を増幅する光ファイバ増幅器と、 前記光ファイバ増幅器によって増幅された光信号を受信
    することのできる光信号受信器と、 を備えた光伝送システムであって、 前記光ファイバ増幅器は、 励起光を出射する複数の励起光源と、 前記複数の励起光源から出射された前記励起光を複数の
    入力ポートで受け取り、前記励起光を波長多重すること
    によって波長多重励起光を形成し、出力ポートから前記
    波長多重励起光を出射する第１の波長多重器と、 前記波長多重励起光を第１の入力ポートで受け取り、か
    つ、信号光を第２の入力ポートで受け取り、前記波長多
    重励起光と前記信号光とを合波することによって合波光
    を形成し、出力ポートから前記合波光を出射する第２の
    波長多重器と、 前記第２の波長多重器の前記出力ポートから出射された
    前記合波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励起光
    を利用して、前記信号光を増幅する希土類添加光ファイ
    バと、 を備え、 前記複数の励起光源の数が３２から１２８の範囲にある
    光信号伝送システム。
11. 【請求項１１】 光信号を送信することのできる光信号
    送信器と、 前記光信号を増幅する光ファイバ増幅器と、 前記光ファイバ増幅器によって増幅された光信号を受信
    することのできる光信号受信器と、 を備えた光伝送システムであって、 前記光ファイバ増幅器は、 波長多重された励起光を出射する励起用半導体レーザモ
    ジュールと、 前記励起用半導体レーザモジュールから出射された前記
    波長多重された励起光を第１の入力ポートで受け取り、
    かつ、信号光を第２の入力ポートで受け取り、前記励起
    光と前記信号光とを合波することによって合波光を形成
    し、出力ポートから前記合波光を出射する波長多重器
    と、 前記波長多重器の前記出力ポートから出射された前記合
    波光を受け取り、前記合波光のうちの前記励起光を利用
    して、前記信号光を増幅する希土類添加光ファイバと、 を備え、 前記励起用半導体レーザモジュールは、 前記励起光を出射する複数の狭線幅光源と、 前記複数の狭線幅光源から出射された前記励起光を波長
    多重するための複数のフィルタと、 前記複数のフィルタが斜めに埋め込まれ、前記複数のフ
    ィルタを介して前記励起光を受け取り、前記波長多重さ
    れた励起光を一端から出射する光ファイバと、を備え、 前記複数の狭線幅光源の数が３２から１２８の範囲にあ
    る光信号伝送システム。