JP3817565B2 - 光増幅器 - Google Patents

Description

本発明は光増幅装置に関し、特にＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）の光信号の増幅を行う光増幅装置に関する。

近年、インターネット技術の発展に伴い、情報サービスの需要は飛躍的に増大しており、幹線系の光伝送システムにおいては、さらなる大容量化、かつ柔軟なネットワーク形成が求められている。
このようなシステム需要に対応する最も有効な伝送技術にＷＤＭがある。ＷＤＭとは、波長の異なる光を多重して、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送する伝送方式のことであり、現在すでに北米を中心に商用化が進められている。
一方、ＷＤＭシステムを実現するキーコンポーネントとして、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）がある。ＥＤＦＡは、エルビウム（Ｅｒ３＋）添加ファイバ（ＥＤＦ：Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ）を増幅用媒体とし、広い利得帯域を利用して波長多重した光信号を一括して増幅することが可能な光増幅器である（例えば、Ｃ−ｂａｎｄ帯域に約８８波程度の波長多重増幅が可能）。
ＷＤＭ伝送の光中継器の構成としては、通常、ＥＤＦＡを多段に接続した構成がとられている。また、ＥＤＦＡは、利得波長特性を持っている。このため、ＷＤＭ伝送後の各波長のピークパワーのばらつきやＳ／Ｎ劣化を軽減するためには、各段におけるＥＤＦＡの利得の和を一定値に制御して、利得等化を行うことにより、利得波長特性を信号帯域内で平坦化させることが重要となる。
図１６は利得等化の制御イメージを示す図である。ＥＤＦＡ１０１の利得を平坦化するために、ＥＤＦの利得波長依存性と相反する利得波長特性（同じ損失波長特性）が必要となる。したがって、ＥＤＦの利得波長依存性と同じ損失波長特性のゲインエコライザ１０２を設けることで利得を平坦化している。
また、図２０は多段のＥＤＦＡで利得等化を制御する場合の説明図である。ＥＤＦ１１１とＥＤＦ１１２の利得和の波長特性を平坦化するために、ＥＤＦ利得和の利得波長依存性と相反する損失特性を有するゲインエコライザ１０２を設けることで利得を平坦化している。
一方、光中継器の光入力レベル等が変動し、多段に構成されたＥＤＦの利得和が一定値から外れると、上記の平坦性が保たれずにチルト（傾き）が生じてしまい、伝送距離や伝送帯域の低減につながってしまう。
図１７は利得波長特性変動の測定結果を示す図である。１台の光中継器に２段構成のＥＤＦが設置されているものとし、一方のＥＤＦの利得をＡ、他方のＥＤＦの利得をＢとして、縦軸に利得波長特性変動（ｄＢ）をとり、横軸に波長（ｎｍ）をとる。
光中継器に対する入力信号は、例えば、信号波長帯域１５７５ｎｍ〜１６１０ｎｍの均等８波とし、トータルパワーを−１４ｄＢｍ〜−６ｄＢｍ（ダイナミックレンジ８ｄＢ）の間で変化させ、−１０ｄＢｍでの利得波長特性からの変化量を測定する。−１０ｄＢｍで利得和が一定値、すなわちＡ＋Ｂ＝ｋ（一定）となるように制御した場合には平坦性が保たれているが、それ以外の利得傾斜を補償しない場合では、光中継器に対する入力信号パワーが−１４ｄＢｍから−６ｄＢｍへと変化すると、利得波長特性の傾きが負から正へと変化することがわかる。
このような利得傾斜が生じると伝送品質の劣化を引き起こすことになる。したがって、従来、ＥＤＦの段間に可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）を設けて利得一定制御を行うことで、利得平坦度の劣化を補償している。
図１８は光増幅のレベルダイヤを示す図である。ＥＤＦ１１１と、ＥＤＦ１１２との間にＶＯＡ１１４を設け（励起光源は図中省略）、ＥＤＦ１１１の左端から光信号を入力させた場合の区間ｄ１〜区間ｄ３の光レベルを示している。また、状態１のときのレベルダイヤを太実線で、状態２のときのレベルダイヤを点線で表し、レベルが重なる部分は細実線で記している。
ＥＤＦ１１１の利得がＡ、ＥＤＦ１１２の利得がＢである場合に、状態１ではＶＯＡ１１４の減衰量（ＶＯＡ設定値）ｖ１のときに、チルトのない所望のアンプ利得Ｇ０（光出力の利得）が得られるものとする。その後、状態１から光入力レベルが低下して状態２になった場合、所望のアンプ利得Ｇ０にチルトを発生させないためには、Ａ＋Ｂ＝一定とする必要があるので、Ａ＋Ｂ＝一定のままで、レベル変動分はＶＯＡ１１４のＶＯＡ設定値をｖ２に設定して調整することで（減衰量を低減させる）、状態１と同様なアンプ利得Ｇ０を得る。
従来、ＶＯＡを用いた利得制御としては、分波器で分波された光信号の出力レベルが一定になるように、波長毎に複数のＶＯＡを備えて、利得平坦度の劣化を補償しているものがある（例えば、特許文献１）。
また、図２１に示すようにＥＤＦＡの入力と出力で利得一定制御をかけることで、一定の利得を得るようにした装置も提案されている（例えば特許文献２）。更に、図２２のようにＥＤＦ１段ずつで利得一定制御をかける方式も一般的に採用されている（例えば特許文献３）。
特開２０００−００４０６２号公報（段落番号〔００２０〕〜〔００２２〕，第１図） 国際公開ＷＯ０１／００５００５号（第１１−１２頁、図１） 特開平８−２４８４５５号公報（段落番号〔００３１〕〜〔００３２〕，図１）

ＶＯＡを用いた従来の利得平坦度補償技術では、ＷＤＭの信号状態が一定（波長数または波長配置が変わらずに一定）、または大きな変化が生じないことを前提としている。ところが、波長数または波長配置が変わると、ＥＤＦで発生する非線形現象の効果にも変化が生じて利得波長特性が変形し、このため利得偏差が生じることになり、波長数または波長配置の変化を考慮していない従来の技術では、利得平坦性が補償されないといった問題があった。
ここで、ＥＤＦで発生する非線形現象としては、ＳＨＢ（Ｓｕｐｅｃｔｒｅ Ｈｏｌｅ Ｂｕｒｎｉｎｇ：スペクトルホールバーニング）、ＥＳＡ（Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ ｏｎ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ：励起状態吸収）がある。
ＳＨＢとは、キャリヤ（電子やホールの総称）が光強度の上昇により、信号波長に対応する場所に準位をもつキャリヤが欠乏して、その部分のゲインが抑制され、あたかも利得スペクトルに穴が空いた状態になるような現象のことである。この穴は、キャリヤの関与する散乱過程を経て徐々に埋められ利得スペクトル形状は回復するが、この回復時間以上のスピードを持つ光電界の変化に追随できないため非線形現象が起きる。
また、ＥＳＡとは、エルビウム（Ｅｒ３＋）のような希土類イオンが励起状態（エネルギーの高い状態）にある場合に、連続して入射光を吸収すると、さらにエネルギーの高い励起状態へ移行しようとする現象のことである。なお、このエネルギーのより高い励起状態から輻射的緩和（高いエネルギー状態から低いエネルギー状態に戻るときに、状態間のエネルギー差に等しいエネルギーを持った光子が放出されること）が起きると、入射した光の波長よりも短い波長（エネルギーの高い）の光が放出されることになる。
図１９は非線形現象によって生じる利得偏差の測定結果を示す図である。縦軸は利得偏差（ｄＢ）であり、ここでは４０波入力時の平均利得からの偏差を示している。横軸は波長（ｎｍ）である。
ＷＤＭ信号の波長多重数を４０波で、各波長配置が等間隔である場合に利得偏差がないように設計した従来の光中継器において、波長多重数を８波として、短波長側に１波、長波長側に７波を配置したＷＤＭ信号を入力すると、図に示すような１次傾斜量Ｋで表せる利得偏差が生じる。このようなＳＨＢ等の非線形現象によるｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋの利得偏差（１次傾斜量Ｋ）は、波長範囲の両端の波長が入力されている場合に大きくなる。特に１次傾斜量Ｋは、短波長側の波長数が少なく、長波長側の波長数が多いほど顕著となる。
このように、ＷＤＭの信号状態が一定または大きな変動がないことを前提として、利得偏差を補償するように設計した従来の光中継器では、図１９に示したような、波長数変化に伴って波長配置の偏りが大きく変わる状態変動が生じると、ＳＨＢ等による非線形現象によって、利得偏差が生じることになるので、利得平坦性が補償できず、伝送品質の劣化を引き起こしていた（すなわち、ＶＯＡを用いて上述のＡ＋Ｂが一定となるようにして利得偏差を抑制していても、ＷＤＭの信号状態が大きく変わってしまえば、従来の利得一定制御では、ＳＨＢ等の非線形現象の効果により、あらたな利得偏差が生じてしまう）。
また、最大４０波のＥＤＦＡの場合、信号波長数は１〜４０波まで時間的に任意に変わることがあるが、この波長増減設によらず利得が常に一定であることが望ましい。しかし、実際は、波長増減設時に増減設に関わらないチャネルの利得がミリ秒オーダ以下の速さで変動してしまう。ＥＤＦＡを多段に接続したシステムでは単純にアンプの段数だけ利得変動が累積してしまうため、瞬間的にＯ／Ｅ受信器での受信エラーを発生させてしまう。
本出願では、この波長増減設に伴う利得変動の要因の内、主な２点について更に着目する。
１点目は、少数波長時、特に１波時の最適ＡＳＥ補正値がｃｈによって異なることによって、４０波から少数波長に波長増減設した際に利得変動する点である。
図２３（ａ）は光増幅のレベルダイヤを示す図である。ＥＤＦ１１１と、ＥＤＦ１１２との間にＶＯＡ１１４を設け（励起光源は図中省略）、ＥＤＦ１１１の左端から光信号を入力させた場合の区間ｄ１〜区間ｄ３の光レベルを示している。この光レベルは、各部でカプラにて分岐したパワーをＰＤで読むことによって測定できる。同図中、４０波から１波に波長増減設した際の光レベルを実線Ｌａで示している。
このように４０波から１波に波長増減設すると、ＡＳＥの影響によってこの波長の利得は、図２３（ｂ）の如く規定利得より低くなってしまう。
これは、出力が規定値となるように利得一定制御を行う際、該出力に信号成分だけでなくＡＳＥが含まれるためである。４０波の信号を増幅する場合であれば、信号成分に対してＡＳＥが少ないので、ＡＳＥ込みの出力で利得一定制御を行っても目的の利得が得られるが、１波に波長増減設すると、信号成分に対するＡＳＥの比が大きくなり（例えば約１：１）、ＡＳＥ込みの出力で利得一定制御すると、図２３（ｂ）のように信号の利得が低下してしまう。（例えば３ｄＢｄｏｗｎ）。
従来、これを防ぐために入力波数が少ない場合、特に１波時には、図２３（ａ）の点線で示すように利得の目標値をかさ上げして制御し、図２３（ｃ）のように規定利得が得られるようにしている。このかさ上げ量をＡＳＥ補正量と呼ぶ。
しかしながら、この１波時における最適なＡＳＥ補正量は、図２４に示すように光信号の波長（ｃｈ）に対して１次傾斜的に異なっている。特に利得の大きいＥＤＦＡにおいては、ＡＳＥ補正量自体が大きくなり、ＡＳＥ補正量のｃｈ依存性が無視できなくなってくる。ＥＤＦＡは外部からｃｈ番号情報が得られないため、従来、このＡＳＥ補正は、ｃｈによらず一律のＡＳＥ補正量をかけるしかなく、結果として１波時には利得のｃｈ依存性を持つこととなる。
上記理由により１波時の利得が規定利得から離れてしまったｃｈについては４０波から１波に波長増減設を行う際に利得変動が生じてしまう。
２点目は、４０波時に光部品、もしくは、ＥＤＦ長がずれている場合に発生する、１次傾斜的な利得の波長特性に起因する、４０波から少数波長数への増減設で発生する利得の波長特性である。
例えば、４０波時に図２５のような利得の１次傾斜を持ち、平均利得２７．７ｄＢとなるように一定制御されるＥＤＦＡは、４０波から１波に増減設すると、１波で利得和を一定にするよう制御するため、最大０．５ｄＢ利得が変動してしまう。即ち、１ｃｈの信号は、４０波時に２８．２ｄＢで制御され、１波に増減設した際２７．７ｄＢとされ、０．５ｄＢ減少するため、受信エラーを発生させてしまうことがあった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＷＤＭの信号状態の変動に対しても利得平坦性を補償して光伝送品質の向上を図った光増幅装置を提供することを目的とする。
本発明の光増幅装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
（１） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器の出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
前記利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値から、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部とを有する光増幅装置。
（２） 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする（１）記載の光増幅装置。
（３） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記フィルタの出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
前記利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値から、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（４） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるような励起光を、前記第１の励起光源部から発出させる第１の励起制御部と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、モニタ値が一定となる励起光のモニタ値一定励起パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
前記利得和の変化分を補償して利得一定となるように、前記モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（５） 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする（４）記載の光増幅装置。
（６） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるような励起光を、前記第１の励起光源部から発出させる第１の励起制御部と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、モニタ値が一定となる励起光のモニタ値一定励起パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
前記利得和の変化分を補償して利得一定となるように、前記モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（７） ＷＤＭ伝送時の光信号の利得を制御する利得制御方法において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックとに対し、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を波長等価器で単調増加または単調減少させ、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定し、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器の出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定し、
波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求め、
前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させ、
前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に可変光減衰器を配置して、前記利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値から、調整すべき光減衰量を求め、前記可変光減衰器を制御することを特徴とする利得制御方法。
（８） ＷＤＭ伝送時の光信号の利得を制御する利得制御方法において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックとに対し、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を波長等価器で単調増加または単調減少させ、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるような励起光を、前記第１の励起光源部から発出させ、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、モニタ値が一定となる励起光のモニタ値一定励起パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定し、
波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求め、
前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させ、
前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に可変光減衰器を配置して、前記利得和の変化分を補償して利得一定となるように、前記モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御することを特徴とする利得制御方法。
（９） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器から出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求めるＡＳＥ補正量決定部と、
前記ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定して前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（１０） 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする（９）記載の光増幅装置。
（１１） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記フィルタから出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求めるＡＳＥ補正量決定部と、
前記ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定して前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（１２） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるように、前記第１の励起光源部がモニタ値一定励起パワーを出力するように制御する第１の励起制御部と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、前記モニタ値一定パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求めるＡＳＥ補正量決定部と、
前記ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（１３） 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする（１２）記載の光増幅装置。
（１４） 出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部を備え、
前記第２の励起制御部が、前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させることを特徴とする（９）〜（１３）の何れかに記載の光増幅装置。
（１５） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器から出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部と、
前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（１６） 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする（１５）記載の光増幅装置。
（１７） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記フィルタから出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部と、
前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（１８） ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるように、前記第１の励起光源部がモニタ値一定励起パワーを出力するように制御する第１の励起制御部と、
入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、前記モニタ値一定パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部と、
前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。
（１９） 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする（１８）記載の光増幅装置。

図１は、本発明の光増幅装置の原理図である。
図２は、光増幅装置の構成を示す図である。
図３は、波長配置偏り推定の概念を示す図である。
図４は、利得波長特性に単調減少を持たせる操作を説明するための図である。
図５は、単調減少の利得波長特性を示す図である。
図６は、波長数と、励振光源の励起パワーとの関係を示す図である。
図７は、波長配置偏りとＰＤ部によるモニタ値との関係を示す図である。
図８は、波長配置の偏りと１次傾斜量との関係を示す図である。
図９は、ＰＤ部によるモニタ値と１次傾斜量との関係を示す図である。
図１０は、ＥＤＦ利得と１次傾斜量との関係を示す図である。
図１１は、ＰＤ部によるモニタ値とＶＯＡに上乗せする減衰量との関係を示す図である。
図１２は、減衰量制御を説明するためのレベルダイヤを示す図である。
図１３は、フィルタ配置が必要な場合の状態を説明するための図である。
図１４は、フィルタ周辺の構成を示す図である。
図１５は、光増幅装置の変形例のブロック構成を示す図である。
図１６は、利得等化の制御イメージを示す図である。
図１７は、利得波長特性変動の測定結果を示す図である。
図１８は、光増幅のレベルダイヤを示す図である。
図１９は、非線形現象によって生じる利得偏差の測定結果を示す図である。
図２０は、多段のＥＤＦＡで利得等化を制御する場合の説明図である。
図２１は、利得一定制御の説明図である。
図２２は、利得一定制御の説明図である。
図２３は、１波時のレベルダイヤの説明図である。
図２４は、最適なＡＳＥ補正量の説明図である。
図２５は、利得の１次傾斜に起因する利得変動を示す図である。
図２６は、実施形態２の光増幅装置１０の概略構成図である。
図２７は、利得の波長依存性を単調減少させるＧＥＱの説明図である。
図２８は、ＧＥＱ等価後の信号光パワーの波長依存性を示す図である。
図２９は、ｃｈ毎の最適ＡＳＥ補正量を示す図である。
図３０は、実施形態３の光増幅装置１０の概略構成図である。
図３１は、入力光信号の波長数を１波にしたときの各ｃｈにおける前段ＥＤＦの励起光パワーを示す図である。
図３２は、実施形態４の光増幅装置１０の概略構成図である。
図３３は、実施形態５の光増幅装置１０の概略構成図である。
図３４は、波長数を４０波から１波に変化させたときの利得変動量を示す図である。
図３５は、実施形態６の光増幅装置１０の概略構成図である。

〈実施形態１〉
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の光増幅装置の原理図である。光増幅装置１０は、ＷＤＭの光信号の増幅を行う装置であり、ＷＤＭ伝送システムの光中継器などに適用される。
光増幅装置１０の入力側に設置される第１のゲインブロック１１は、光増幅用のエルビウム（Ｅｒ３＋）等の活性物質をドープした第１の増幅媒体１１ａ（以下、ＥＤＦ１１ａ）と、励起光を発出する第１の励起光源部１１ｂと、合波器Ｃ２とから構成されたＥＤＦＡである。第１の励起光源部１１ｂは、ＥＤＦ１１ａの光入力側に設置してある合波器Ｃ２を通じて励起光を発出する。これにより、光信号が増幅される。
光増幅装置１０の出力側に設置される第２のゲインブロック１２は、光増幅用のエルビウム（Ｅｒ３＋）等の活性物質をドープした第２の増幅媒体１２ａ（以下、ＥＤＦ１２ａ）と、励起光を発出する第２の励起光源部１２ｂと、合波器Ｃ５とから構成されたＥＤＦＡである。第２の励起光源部１２ｂは、ＥＤＦ１２ａの光出力側に設置してある合波器Ｃ５を通じて励起光を発出する。これにより、光信号が増幅される。
ここで、ＥＤＦを光入力側（ＥＤＦの前側）で励起する場合にはアンプ特性としてＮＦ（Ｎｏｉｓｅ Ｆａｃｔｏｒ：雑音指数）が向上し、光出力側（ＥＤＦの後側）で励起する場合にはアンプ特性として増幅効率が向上することが知られている。通常、光中継器には、光入力段に設置するアンプにはＮＦの向上を、光出力段に設置するアンプには増幅効率の向上を求めるので、第１のゲインブロック１１ではＥＤＦ１１ａの前側から励起し、第２のゲインブロック１２ではＥＤＦ１２ａの後側から励起している。
波長等価器１３（ゲインエコライザ、以下、ＧＥＱ１３）は、入力する光信号を波長等価して、図１６で示したように波形を利得等化する。また、本発明としては、最大の波長数が多重されたＷＤＭ光信号に対してＥＤＦ１１ａの増幅動作点となる励起パワーで第１の励起光源部１１ｂを励起させた場合に、ＧＥＱ１３は、第１のゲインブロック１１から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるように利得等化する（したがって、カプラＣ３分岐後の光信号の利得波長特性の形状が、単調増加または単調減少となっている）。
可変光減衰器１４（以下、ＶＯＡ１４）は、第１のゲインブロック１１と第２のゲインブロック１２の間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする（すなわち、所望アンプ利得が得られるように減衰量を変える）。
第１の励起制御部１５は、カプラＣ１を介して入力光信号を受信し、入力光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成する。そして、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を、最大波長数時の波長範囲（光信号帯域範囲）に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じＥＤＦ１１ａの増幅動作点となるのに必要な励起パワーが発出されるように第１の励起光源部１１ｂを設定する。
波長配置偏り推定部１６−１は、波長数変化後の波長を、波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶しており、カプラＣ３を介して入力光信号を受信した際には、波長数情報にもとづき波長数を認識し、ＧＥＱ１３出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する。
１次傾斜量算出部１６−２は、波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める。第２の励起制御部１７は、１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを第２の励起光源部１２ｂに設定し、第１のゲインブロック１１と第２のゲインブロック１２との利得和を変化させる。
減衰量制御部１６−３は、利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値（カプラＣ３を介して受信した光パワーのモニタ値）から、調整すべき光減衰量を求め、減衰量設定信号を出力して、ＶＯＡ１４を制御する。
次に光増幅装置１０の構成及び動作について詳しく説明する。図２は光増幅装置１０の構成を示す図である。図１と同じ構成要素には同じ符号を付けてある。光増幅装置１０は、ＥＤＦ１１ａ、励起光源１１ｂ、ＥＤＦ１２ａ、励起光源１２ｂ、ＧＥＱ１３、ＶＯＡ１４、励起制御部１５、１７、ＶＯＡ制御部１６、１０：１カプラ（以下、単にカプラと呼ぶ）Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ６合波器Ｃ２、Ｃ５から構成される。
また、ＶＯＡ制御部１６は、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）部１６ａ、１６ｂ、差分制御部１６ｃを含んでおり、図１の波長配置偏り推定部１６−１、１次傾斜量算出部１６−２、減衰量制御部１６−３の機能をそれぞれ実現する。さらに、励起制御部１５、１７は図示してないが内部にＰＤ部を含んでいる。
光伝送路から供給されたＷＤＭ光信号の流れについては、まず、ＷＤＭ光信号は、カプラＣ１で分岐される。分岐された一方の光信号はＥＤＦ１１ａへ供給され、励起光源１１ｂからの励起光は、合波器Ｃ２を介してＥＤＦ１１ａに供給される。また、分岐された他方の光信号は、励起制御部１５で光パワーがモニタされる。
ＥＤＦ１１ａで増幅された光信号は、ＧＥＱ１３で波長等価され、カプラＣ３で分岐される。分岐された一方の光信号は、ＶＯＡ１４で光レベルの減衰量が調整され、他方の光信号は、ＶＯＡ制御部１６のＰＤ部１６ａで光パワーがモニタされる。
ＶＯＡ１４から出力された光信号は、カプラＣ４で分岐され、分岐された一方の光信号はＥＤＦ１２ａに供給され、励起光源１２ｂからの励起光は、合波器Ｃ５を介してＥＤＦ１２ａに供給される。また、分岐された他方の光信号は、ＶＯＡ制御部１６のＰＤ部１６ｂで光パワーがモニタされる。
ＥＤＦ１２ａで増幅された光信号は、カプラＣ６で分岐され、分岐された一方の光信号は光伝送路上へ出力され、分岐された他方の光信号は励起制御部１７で光パワーがモニタされる。なお、以降の説明では、ＷＤＭ光信号の波長範囲は、仮に１５３１．９０ｎｍ〜１５６３．０５ｎｍとし、各波長を等間隔に最大４０波立てられる構成を例にする。
ここで、励起制御部１５、１７、ＶＯＡ制御部１６について、本発明の内容に直接関わる部分以外の基本的な動作（すなわち、ＷＤＭ信号状態に変化がない、例えば、最大４０波時における基本動作）について説明する。励起制御部１５は、カプラＣ１を介して入力光信号の光パワーをモニタして、光入力モニタ値を励起制御部１７へ出力する。励起制御部１７は、カプラＣ６を介して出力光信号の光パワーをモニタして、光出力モニタ値を得る。
励起制御部１７は、入力光信号の光レベルに高・低がある場合でも、装置出力を規定レベルにするように、光入力モニタ値と光出力モニタ値にもとづいて、励起光源１２ｂの励起制御を行う。
一方、ＶＯＡ制御部１６では、ＰＤ部１６ａは、カプラＣ３を介してＶＯＡ１４に入力する光信号の光パワーをモニタして、ＶＯＡ入力モニタ値を差分制御部１６ｃへ出力する。ＰＤ部１６ｂは、カプラＣ４を介してＶＯＡ１４から出力する光信号の光パワーをモニタして、ＶＯＡ出力モニタ値を差分制御部１６ｃへ出力する。
差分制御部１６ｃは、ＶＯＡ入力モニタ値とＶＯＡ出力モニタ値にもとづいて、利得一定になるように、ＶＯＡ１４へ可変電流（減衰量設定信号）を送出して、ＶＯＡ１４を制御する。
次に本発明の動作について設計方針を含め詳しく説明する。まず、ＧＥＱ１３出力後の光信号の利得波長特性の形状を、単調増加または単調減少させる場合について説明する（単調増加、単調減少の設定はどちらを用いてもよいので、以降では単調減少させる場合について説明する）。
ＷＤＭの信号状態に変化が生じた場合には、波長数の変化と、波長数変化に伴う波長配置の偏りとの両方を認識しなければならない。波長数の変化については、光増幅装置１０に入力される光信号のパワーの高・低から判断できるが（あらかじめ、波長多重される波長数を任意に変えて（波長間隔は等間隔）、ＷＤＭ光のパワーを測定しておけばよい）、短波長側、長波長側のいずれの方に波長数が偏っているかの波長配置偏りについては、単純なパワー測定だけでは判断できない。
一方、ＷＤＭの信号状態に変化が生じた場合、図１９で示したように、短波長側に波長数が少なく、長波長側に波長数が多いような偏り状態において、特に１次傾斜が顕著となることは上述した（なお、短波長側に波長数が多く、長波長側に波長数が少ないような状態の１次傾斜量は非常に小さい）。
すなわち、例えば、最大４０波の等間隔配置から、波長数が８波となり、短波長側に１波、長波長側に７波というような波長配置に状態が変化したような場合が最も１次傾斜量が多く、伝送劣化を引き起こすことになる。したがって、このような偏りの波長配置については確実に検出する必要がある。
ここで、もし、波長配置偏りを検出したい光信号に対し、この光信号の利得波長特性の形状が単調減少（単調増加でもよい）であったならば、このような光信号のパワーを測定し、その測定結果を波長（波長数変化後の波長である）が均等に配置されているときの光信号のパワーと比較すれば、波長配置が短波長側、長波長側いずれに偏っているかを推定することができる。
図３は波長配置偏り推定の概念を示す図である。図は、波長数が８波の光信号に単調減少の利得波長特性形状を持たせた場合においての、波長配置偏りがそれぞれ異なる光信号のグラフを示している。
グラフ２１は、短波長側に１波、長波長側に７波の波長配置偏り状態の場合を示しており、グラフ２２は、８波の波長が等間隔の波長配置状態の場合を示している。また、グラフ２３は、短波長側に７波、長波長側に１波の波長配置偏り状態の場合を示している。
グラフ２１の各波長のパワーをｐ１ａ〜ｐ８ａとし、グラフ２２の各波長のパワーをｐ１ｂ〜ｐ８ｂとし、グラフ２３の各波長のパワーをｐ１ｃ〜ｐ８ｃとすると、グラフ２１の波長配置状態を持つ光信号のパワーはｐ１ａ＋ｐ２ａ＋…＋ｐ８ａ＝Ｐａ、グラフ２２の波長配置状態を持つ光信号のパワーはｐ１ｂ＋ｐ２ｂ＋…＋ｐ８ｂ＝Ｐｂ、グラフ２３の波長配置状態を持つ光信号のパワーはｐ１ｃ＋ｐ２ｃ＋…＋ｐ８ｃ＝Ｐｃである。したがって、Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃの関係が成り立つことがわかる。このように、利得波長特性を単調減少となるように操作しておけば、波長配置に偏りを持つ光信号のパワーに大小関係を持たせることができる。
したがって、波長配置偏り推定としては、まず、単調減少の利得波長特性を持たせた光信号に対する８波均等配置時の光信号のパワーＰｂ（波長均等配置パワーに該当）をあらかじめ認識しておく。そして、信号状態変化が４０波から８波になった際（波長数は入力光信号のパワーから容易にわかる）、現在入力している光信号に、単調減少の利得波長特性を持たせるように操作した光信号Ｓに対し、光信号Ｓのパワーをモニタして、このモニタ値と基準パワーＰｂとを比較する。
現在のモニタ値が基準パワーＰｂより小さければ、光信号Ｓの８波の波長配置偏りは、短波長側に波長数が少なく、長波長側に波長数が多い偏り状態だと認識でき（すなわち、このときのモニタ値はＰａに該当）、あるいはモニタ値が基準パワーＰｂより大きければ、この光信号の８波の波長配置偏りは、短波長側に波長数が多く、長波長側に波長数が少ない偏り状態だと認識できる（すなわち、このときのモニタ値はＰｃに該当）。
次に光信号の利得波長特性に単調減少を持たせる操作方法について説明する。図４は利得波長特性に単調減少を持たせる操作を説明するための図である。光増幅装置１０内のＥＤＦ１１ａ、ＧＥＱ１３、ＥＤＦ１２ａがシリアルに接続されている構成箇所に対し（ＶＯＡ１４、カプラ等の図示は省略）、本発明では、ＧＥＱ１３の出力段において、単調減少の利得波長特性を持つ光信号をモニタできるようにする。
このためには、光増幅装置１０出力時の所望アンプ利得Ｇ０は、フラットであることを前提として、まず最初に装置後段のＥＤＦ１２ａの利得波長特性の形状を決める。ここでは、ＥＤＦ１２ａの利得形状ｇ２は、長波長になるほど利得が大きくなるようにする。このことは平均利得設定値を小さくする、またはＥＤＦ長を長くすることで実現できる（実際の設計では、ＥＤＦ１２ａの平均利得設定値を８．４ｄＢ、ＥＤＦ長を８．５ｍとした）。
すると、ＧＥＱ１３で波長等価される前のＥＤＦ１１ａの利得形状は、ＥＤＦ１２ａの利得形状ｇ２と逆の関係となるように、長波長になるほど利得が小さくなるような利得形状ｇ１とする必要がある。このことは平均利得設定値を大きくする、またはＥＤＦ長を短くすることで実現できる（実際の設計では、ＥＤＦ１１ａの平均利得設定値を２２．１ｄＢ、ＥＤＦ長を６．６ｍとした）。そして、ＧＥＱ１３においては、利得形状ｇ３（＝利得形状ｇ１＋利得形状ｇ２）の波形等価を行うためｇ３Ｎのようなロス形状を持つように設計する。
このように、ＥＤＦ１１ａ、ＧＥＱ１３、ＥＤＦ１２ａそれぞれが、利得形状ｇ１、ｇ３Ｎ、ｇ２となるように設計すると、当然、所望アンプ利得Ｇ０はフラットとなり、また、途中過程のＧＥＱ１３の出力段では、利得形状ｇ１から利得形状ｇ３Ｎが削り取られた利得形状ｇ４が得られることになる。この利得形状ｇ４は、すなわち、入力光信号に対して単調減少の利得波長特性を持たせたものになる。上記のような操作を行うことで、ＧＥＱ１３の出力段において、目標とする形状の利得波長特性を持つ光信号を得ることが可能になる。
図５は単調減少の利得波長特性を示す図である。図２のＰＤ部１６ａでモニタする利得波長特性を示しており、縦軸はＰＤ部１６ａにおけるモニタ値（ｄＢｍ）、横軸は波長（ｎｍ）であり、４０波の場合のモニタ値を示している。
次に４０波から８波へ変化して波長配置偏りが短波長側に多い場合を例にして、波長配置の偏りによって生じる１次傾斜量を打ち消すまでの動作について以降説明する（なお、ＧＥＱ１３の出力段で単調減少の利得波長特性を持たせるように設定してあることを前提にして説明する）。最初に、波長数の変化に対応した励起光源１１ｂにおける励起パワー一定制御について説明する。
励起制御部１５は、入力光信号の波長数を、入力のトータルパワーから換算し読み取る（波長数については波長数情報として差分制御部１６ｃへ送信する）。また、励起制御部１５は、励起光源１１ｂの励起パワーを設定制御する際に、波長範囲の両端を含め等間隔に８波配置したときに、最大波長時と同じＥＤＦ１１ａの動作点とするのに必要な励起パワーに設定する。
図６は波長数と、励起光源１１ｂの励起パワーとの関係を示す図である。縦軸は励起光源１１ｂの励起パワー（ｄＢｍ）、横軸は波長数である。例えば、入力光信号の波長数が８波の場合、励起光源１１ｂは、波長範囲の両端を含め等間隔に８波配置したときに、最大波長時と同じＥＤＦ１１ａの動作点とするのに必要な励起パワーが、Ｐ８となっている。したがって、励起制御部１５では、励起光源１１ｂが励起パワーＰ８を出力するように制御することになる。なお、その他の波長数に対する励起光源１１ｂの励起パワーもこのグラフのように求まる。
次に波長配置偏りと、ＰＤ部１６ａによるモニタ値との関係について説明する。図７は波長配置偏りとＰＤ部１６ａによるモニタ値との関係を示す図である。縦軸はＰＤ部１６ａによるモニタ値（ｄＢｍ）、横軸は波長配置偏りである。
８波均等配置のときのＰＤ部１６ａのモニタ値は７．６ｄＢｍであり、この値はあらかじめ測定しておき、差分制御部１６ｂで記憶している。また、ＰＤ部１６ａで現在モニタした値が６．３ｄＢｍであった場合は、６．３＜７．６であるので、このことから差分制御部１６ｃは、現在光増幅装置１０に入力している光信号の波長配置偏りには、短波長側に波長数が少なく、長波長側に波長数が多い状態であることが認識できる。
また、ＰＤ部１６ａで現在モニタした値が８．３ｄＢｍであった場合は、７．６＜８．３であるので、このことから差分制御部１６ｃは、現在光増幅装置１０に入力している光信号の波長配置偏りには、短波長側に波長数が多く、長波長側に波長数が少ない状態であることが認識できる。
次に波長配置の偏りと１次傾斜量との関係について説明する。図８は波長配置の偏りと１次傾斜量との関係を示す図である。縦軸は１次傾斜量（ｄＢｐ．ｐ：ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋのｄＢ）、横軸は波長配置偏りである。
波長配置が等間隔の場合には、１次傾斜量は０．１５ｄＢｐ．ｐであり（図１９で示した１次傾斜量Ｋが０．１５）。また、短波長側に波長数が少なく、長波長側に波長数が多い状態の１次傾斜量は０．５５ｄＢｐ．ｐあり、偏差が大きいことがわかる（図１９の１次傾斜量Ｋが０．５５）。
ただし、波長配置の偏り度合いは、差分制御部１６ｃでは、ＰＤ部１６ａのモニタ値から判別することになるので、実際には以下に示す図９のグラフにもとづき１次傾斜量を算出することになる。
図９はＰＤ部１６ａによるモニタ値と１次傾斜量との関係を示す図である。縦軸は１次傾斜量（ｄＢｐ．ｐ）、横軸はＰＤ部１６ａによるモニタ値（ｄＢｍ）である。図９のグラフは、図８のグラフの横軸を波長配置偏りからモニタ値に変更したものである。
波長配置が８波等間隔のときは、モニタ値は７．６ｄＢｍであるので、このときの１次傾斜量は０．１５ｄＢｐ．ｐである。また、波長配置が短波長側に偏っている場合のモニタ値が６．３ｄＢｍであるならば、１次傾斜量は０．５５ｄＢｐ．ｐである。
次に１次傾斜量の打ち消し操作について説明する。１次傾斜量は、ＥＤＦ１１ａ、１２ａの利得の和を操作することで抑制できる。図１０はＥＤＦ利得と１次傾斜量との関係を示す図である。縦軸は１次傾斜量、横軸は波長である。
１次傾斜量がゼロ状態から、ＥＤＦ利得が１ｄＢ上昇すると、例えば、短波長上がりの１次傾斜量については約０．８ｄＢｐ．ｐ．発生することがわかっている（なお、図１０に示す値は、光増幅装置１０の設計データとしてあらかじめ測定しておくものである）。
ここで、図９から１次傾斜量が０．５５であることを求めたので、この１次傾斜量を打ち消すために必要なＥＤＦ利得ｘは、ＥＤＦ利得：１次傾斜量の比から、１：０．８＝ｘ：０．５５となり、およそ０．６９（＝ｘ）ｄＢ利得を調整すればよいことになる。
ただし、この０．６９ｄＢ分の利得を調整する際には、図６で上述したように、励起光源１１ｂは一定パワーで励起させているので、励起光源１２ｂ側の励起パワーを調整することになる。励起制御部１７は、差分制御部１６ｃで算出された１次傾斜量にもとづいて、利得調整値（＝ｘ）を求め、利得調整値により励起光源１２ｂを制御して、ＥＤＦ１１ａ、１２ａの利得和を調整して１次傾斜量を抑制し、利得をフラットにする。
以上説明したような本発明の光増幅装置１０の利得制御により、波長配置偏り時のＳＨＢやＥＳＡの非線形現象によって生じる１次傾斜量を補償することができる。ただし、このままでは、１次傾斜量を補償するために利得和を調整したので、全体のアンプ利得が変動していることになる。したがって、この変動分をＶＯＡ１４を制御することにより調整し、所望のアンプ利得にする（上記の例では、１次傾斜量を補償するために利得和を調整した結果、全体のアンプ利得が低下することになるので、ＶＯＡ１４の減衰量を減らして全体のレベルを上げるようにする）。
次にＶＯＡ１４の減衰量制御について説明する。差分制御部１６ｃは、減衰量設定信号を送出してＶＯＡ１４の減衰量を設定する。ここで、ＷＤＭの信号状態が変化する前のＶＯＡ１４の減衰量（初期値）は、上述したように、ＰＤ部１６ａ、１６ｂのモニタ値を見て設定する。この場合、（ＶＯＡ設定値）＝（基準アンプ利得）−（所望アンプ利得）となる（基準アンプ利得とは、ＥＤＦ１１ａ、１２ａの利得和のことである）。
一方、ＷＤＭの信号状態の変化後の減衰量設定に関しては、差分制御部１６ｃは、ＰＤ部１６ａのモニタ値から判断して、ＶＯＡ１４に上乗せするための減衰量を求め、対応する減衰量設定信号を出力して、ＶＯＡ１４を調整する。
図１１はＰＤ部１６ａによるモニタ値とＶＯＡ１４に上乗せする減衰量との関係を示す図である。縦軸はＶＯＡ上乗せ値（ｄＢ）、横軸はＰＤ部１６ａのモニタ値（ｄＢｍ）である。このグラフのように、ＶＯＡ上乗せ値とＰＤ部１６ａのモニタ値との関係をあらかじめ測定して求めておく。
ＰＤ部１６ａで現在モニタした値が６．３ｄＢｍであった場合には（図７から）、ＶＯＡ１４に上乗せする減衰量は、約−０．６８ｄＢとなる。したがって、１次傾斜量を打ち消した後の、減衰量制御としては、ＶＯＡ１４の初期値に−０．６８ｄＢを上乗せする（０．６８ｄＢ分減衰量を低減させる）。これにより、所望アンプ利得が得られることになる。
図１２は減衰量制御を説明するためのレベルダイヤを示す図である。破線で示すレベルダイヤＷ１は、８波で短波長側に偏りを生じている場合（ＷＤＭ信号状態変化時）のレベルを表し、点線で示すレベルダイヤＷ２は、１次傾斜量を打ち消した後のレベルを表し、太実線で示すレベルダイヤＷ３はＶＯＡ１４の減衰量調整後のレベルを表している。ただし、レベルダイヤＷ１〜Ｗ３でレベルが重なる部分は細実線で表している（区間ｄ１ではレベルダイヤＷ１〜Ｗ３が重なり、区間ｄ２ではレベルダイヤＷ１、Ｗ２が重なるので、この部分は細実線で記している）。
また、レベルダイヤＷ１に対応する利得波長特性がグラフ３１、レベルダイヤＷ２に対応する利得波長特性がグラフ３２、レベルダイヤＷ３に対応する利得波長特性がグラフ３３である。なお、所望のアンプ利得をＧ０とする。
レベルダイヤＷ１に対し、ＶＯＡ１４の減衰量の初期値はＬ０であり、このとき、グラフ３１から０．５５の１次傾斜量が生じていることがわかる。この状態から１次傾斜量の補償を行ってＥＤＦ１１ａ、１２ａの利得和を調整することにより、レベルダイヤＷ２となる。このときのグラフ３２を見ると、１次傾斜量は打ち消されているが、所望アンプ利得Ｇ０からレベルＬａ分低下していることがわかる。
したがって、レベルＬａ分上昇させればよいので、ＶＯＡ１４の初期値Ｌ０からレベルＬａ分減衰量を減らしたレベルＬ１になるようにＶＯＡ１４を調整する。すると、グラフ３３のように、８波で短波長側に偏りを生じている場合に対して、１次傾斜量を抑制した所望のアンプ利得Ｇ０を得ることができる。
以上説明したように、本発明の光増幅装置１０は、光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させ、ＧＥＱ１３の出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する。そして、波長配置の偏りから１次傾斜量を求め、利得和を変化させて１次傾斜量を打ち消し、ＶＯＡ１４の光減衰量を調整して、利得が一定となるように構成した。
これにより、波長数変化に伴って波長配置の偏りが大きく変わった際の、ＳＨＢやＥＳＡによる非線形現象による１次傾斜量を補償することができ、かつ利得一定とすることができるので、光伝送品質を向上させ、運用性、信頼性を高めたＷＤＭシステムの構築が可能になる。
次に光信号の利得波長特性に単調減少を持たせる場合の他の操作方法について説明する。上記の例では、ＥＤＦ１２ａの利得形状を長波長になるほど利得が大きくなるように決めることで（所望アンプ利得はフラットとなることが条件なので、ＥＤＦ１２ａの利得形状を決めれば必然的にＥＤＦ１１ａ、ＧＥＱ１３の利得形状も決まった）、ＧＥＱ１３の出力段の光信号の利得波長特性に単調減少を持たせたが、ここでの方法は、ＧＥＱ１３の出力段にフィルタを持たせることによって実現するものである。
図１３はフィルタ配置が必要な場合の状態を説明するための図である。ＥＤＦ１２ａに対し、図４で上述したような利得形状ｇ２を持つようには、必ずしも設計できるとは限らない。このとき、例えば、ＥＤＦ１２ａの利得形状がｇ１２とすると、ＥＤＦ１１ａ、ＧＥＱ１３の利得形状はそれぞれｇ１１、ｇ１３Ｎとなるので、ＧＥＱ１３の出力段の光信号の利得波長特性はｇ１４のような形状となり、単調減少とはならない。したがって、ＥＤＦの利得形状を目標形状に設計できないような場合には、ＧＥＱ１３の出力段にフィルタを設けて、フィルタで利得形状を変えることが有用となる。
図１４はフィルタ周辺の構成を示す図である。ＧＥＱ１３から出力された光信号はカプラＣ３で分岐され、分岐された一方の光信号はＶＯＡ１４へ、分岐された他方の光信号はフィルタ１８へ送信される。また、フィルタ１８から出力された光信号は、ＶＯＡ制御部１６内のＰＤ部１６ａへ送信される（他の構成要素の図示は省略）。
この構成のように、長波長側の利得の損失特性が大きいフィルタ１８をカプラＣ３の分岐出力箇所に設置することにより、ＰＤ部１６ａでは、単調減少の利得波長特性を持つ光信号をモニタすることができる。
次に本発明の光増幅装置１０の変形例について説明する。図１５は光増幅装置の変形例のブロック構成を示す図である。変形例である光増幅装置４０は、第１のゲインブロック４１と、第２のゲインブロック４２と、ＧＥＱ４３、ＶＯＡ４４を含む。第１のゲインブロック４１は、ＥＤＦ４１ａ、第１の励起光源部４１ｂ、合波器Ｃ２から構成され、第２のゲインブロック４２は、ＥＤＦ４２ａ、第２の励起光源部４２ｂ、合波器Ｃ５から構成される。
第１の励起制御部４５は、第１のゲインブロック４１から出力される光信号に対するモニタ値（カプラＣ３を介して受信した光信号のモニタ値）が常に一定となるような励起光を第１の励起光源部４１ｂが発出するように、第１の励起光源部４１ｂを設定制御する。
波長配置偏り推定部４６−１は、カプラＣ１を介して、入力する光信号のパワーから波長数を認識する。また、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じＥＤＦ４１ａの増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとする。そして、波長数に変化がある場合は、モニタ値が一定となるように制御した、第１の励起光源部４１ｂの励起光に対するモニタ値一定励起パワーと、基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する。
１次傾斜量算出部４６−２は、波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める。第２の励起制御部４７は、１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを第２の励起光源部４２ｂに設定し、第１のゲインブロック４１と第２のゲインブロック４２との利得和を変化させる。
減衰量制御部４６−３は、利得和の変化分を補償して利得一定となるように、モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、減衰量設定信号を出力して、ＶＯＡ４４を制御する。
ここで、図１の光増幅装置１０では、４０波から８波に変化した場合に、波長配置偏りを知るためには、まず、８波の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大４０波時と同じＥＤＦ１１ａの増幅動作点となるのに必要な励起パワーを第１の励起光源部１２ｂから発出させた。そして、カプラＣ３で分岐された光信号に対するモニタ値にもとづき、波長配置偏りを判定した。
一方、図１５の光増幅装置４０の場合では、カプラＣ３で分岐された光信号に対するモニタ値が一定になるように、第１の励起光源部１２ｂで発出される励起光を制御し、この励起光のモニタ値一定励起パワーと、基準パワー（８波の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大４０波時と同じＥＤＦ１１ａの増幅動作点となるのに必要な励起パワー）との大小関係により、波長配置偏りを判定するものである。このように、モニタ値が一定となるように制御して、励起光パワーの大小関係により波長配置偏りを推定することもできる。その他の制御は光増幅装置１０と同様である。
本実施形態の光増幅装置は、波長等価器で光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させ、波長等価器の出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定し、波長配置の偏りから１次傾斜量を求め、利得和を変化させて１次傾斜量を打ち消し、可変光減衰器の光減衰量を調整して、利得が一定となるように構成した。これにより、ＷＤＭの波長数変化に伴う波長配置の偏り変動に対しても利得平坦性を補償することができるので、光伝送品質の向上を図ることが可能になる。
〈実施形態２〉波長数に応じたＰＰでのＯｕｔ．１の大小で判定
図２６は、本発明の第２の実施形態としての光増幅装置の概略構成図である。光増幅装置１０は、ＷＤＭの光信号の増幅を行う装置であり、ＷＤＭ伝送システムの光中継器などに適用される。
光伝送装置１０の入力側に設置される第１のゲインブロック１１は、光増幅用のエルビウム（Ｅｒ^３＋）等の活性物質をドープした第１の増幅媒体１１ａ（以下、ＥＤＦ１１ａ）と、励起光を発出する第１の励起光源部１１ｂと、合波器Ｃ２とから構成されたＥＤＦＡである。
第１の励起光源部１１ｂは、ＥＤＦ１１ａの光入力側に設置してある合波器Ｃ２を通じて励起光を発出する。これにより、第１のゲインブロック１１は、入力光信号Ｌ０の増幅（光増幅）を行う。
光伝送装置１０の出力側に設置される第２のゲインブロック１２は、光増幅用のエルビウム（Ｅｒ^３＋）等の活性物質をドープした第２の増幅媒体１２ａ（以下、ＥＤＦ１２ａ）と、励起光を発出する第２の励起光源部１２ｂと、合波器Ｃ５とから構成されたＥＤＦＡである。
第２の励起光源部１２ｂは、ＥＤＦ１２ａの光出力側に設置してある合波器Ｃ５を通じて励起光を発出する。これにより、ゲインブロック１２は、波長等価器１３からの光信号Ｌ１３の増幅（光増幅）を行う。
ここで、ＥＤＦを光入力側（ＥＤＦの前側）で励起する場合にはアンプ特性としてＮＦ（Ｎｏｉｓｅ Ｆａｃｔｏｒ：雑音指数）が向上し、光出力側（ＥＤＦの後側）で励起する場合にはアンプ特性として増幅効率が向上することが知られている。通常、光中継器には、光入力段に設置するアンプにはＮＦの向上を、光出力段に設置するアンプには増幅効率の向上を求めるので、第１のゲインブロック１１ではＥＤＦ１１ａの前側から励起し、第２のゲインブロック１２ではＥＤＦ１２ａの後側から励起している。
波長等価器１３（ゲインエコライザ、以下、ＧＥＱ１３）は、入力する光信号を波長等価して、波形を利得等化する。即ち、前記第１のゲインブロック１１と前記第２のゲインブロック１２の利得形状をあらかじめ設定しておき、この第２のゲインブロック１２からの出力信号の利得波長特性がフラットとなるように前記第１のゲインブロック１１からの光信号の利得波長特性を調整する。
特に、本実施形態では、最大の波長数が多重されたＷＤＭ光信号に対してＥＤＦ１１ａの増幅動作点となる励起パワーで第１の励起光源部１１ｂを励起させた場合に、前記ＧＥＱ１３が第１のゲインブロック１１から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるように利得等化する（したがって、カプラＣ３分岐後の光信号の利得波長特性の形状が、単調増加または単調減少となっている）。
図２７は利得波長特性を単調減少とする利得透過を説明するための図である。上述のように本実施形態では、図２７（ａ）のように光増幅装置１０内のＥＤＦ１１ａ、ＧＥＱ１３、ＥＤＦ１２ａをシリアルに接続し（励起光源部等は省略して示している）、ＥＤＦ１１ａ、ＥＤＦ１２ａの利得形状を予め図２７（ｂ），（ｃ）のように設定している。そして出力段で図２７（ｄ）のようにフラットな利得形状を得られるようにＧＥＱ１３が、図２７（ｅ）のように光信号を減衰させて利得等価している。これによりＧＥＱ１３の出力段での光信号Ｌ１３の利得波長特性を単純減少させている。
このように、光増幅装置１０出力時の所望アンプ利得Ｇ０がフラットであることを前提として、まず初めに装置後段のＥＤＦ１２ａの利得波長特性の形状を決める。ここでは、ＥＤＦ１２ａの利得形状ｇ２は、長波長になるほど利得が大きくなるようにする（実際の設計では、ＥＤＦ１２ａの平均利得設定値を８．４ｄＢ、ＥＤＦ長を６．６ｍとした）。
すると、ＧＥＱ１３で波長等価（利得等価）される前のＥＤＦ１１ａの利得形状は、ＥＤＦ１２ａの利得形状ｇ２と逆の関係となるように、長波長になるほど利得が小さくなるような利得形状ｇ１とする必要がある（実際の設計では、ＥＤＦ１１ａの平均利得設定値を２２．１ｄＢ、ＥＤＦ長を８．５ｍとした）。そして、ＧＥＱ１３においては、利得形状ｇ３（＝利得形状ｇ１＋利得形状ｇ２）の相反する利得形状ｇ３Ｎの波形等価をするように設計する。
このように、ＥＤＦ１１ａ、ＧＥＱ１３、ＥＤＦ１２ａそれぞれが、利得形状ｇ１、ｇ３Ｎ、ｇ２となるように設計すると、当然、所望アンプ利得Ｇ０はフラットとなり、また、途中過程のＧＥＱ１３の出力段では、利得形状ｇ１から利得形状ｇ３Ｎが削り取られた利得形状ｇ４が得られることになる。この利得形状ｇ４は、すなわち、入力光信号に対して単調減少の利得波長特性を持たせたものになる。上記のような操作を行うことで、ＧＥＱ１３の出力段において、目標とする形状の利得波長特性を持つ光信号を得ることが可能になる。
図６は波長数と、励起光源１１ｂの励起パワーとの関係を示す図である。縦軸は励起光源１１ｂの励起パワー（ｄＢｍ）、横軸は波長数である。例えば、入力光信号の波長数が８波の場合、励起光源１１ｂは、波長範囲の両端を含め等間隔に８波配置したときに、最大波長時と同じＥＤＦ１１ａの動作点とするのに必要な励起パワーが、Ｐ８となっている。したがって、励起制御部１５では、励起光源１１ｂが励起パワーＰ８を出力するように制御することになる。なお、その他の波長数に対する励起光源１１ｂの励起パワーもこのグラフのように求まる。
図２８は、波長数が４０波の光信号Ｌ１３の利得波長特性を示す図である。
波長配置偏り推定部１６−１は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号のパワー（波長均等配置パワー）をあらかじめ記憶しており、カプラＣ３を介して波長等価器１３の出力後の光信号のパワーをモニタし、この現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する。
ＡＳＥ補正量決定部１６−４は、波長配置が偏った場合の最適なＡＳＥ補正量を予め記憶しておき、前記波長配置偏り推定部１６−１で推定した波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求める。
第２の励起制御部１７は、前記ＡＳＥ補正量のＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように第２の励起光源部１２ｂに設定し、第１のゲインブロック１１と第２のゲインブロック１２との利得和を変化させる。
次に光増幅装置１０の構成及び動作について更に具体的に説明する。
本実施形態の光増幅装置１０は、図２６に示すようにＥＤＦ１１ａ、励起光源１１ｂ、ＥＤＦ１２ａ、励起光源１２ｂ、ＧＥＱ１３、励起制御部１５、１７、１０：１カプラ（以下、単にカプラと呼ぶ）Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ６、合波器Ｃ２、Ｃ５から構成される。
さらに、励起制御部１５、１７は図示していないが内部にＰＤ部を含んでいる。
光伝送路から供給された入力光信号（ＷＤＭ光信号）Ｌ０は、先ず、カプラＣ１で分岐される。分岐された一方の光信号はＥＤＦ１１ａへ供給される。これと共に励起光源１１ｂからの励起光が、合波器Ｃ２を介してＥＤＦ１１ａに供給される。
また、前記カプラＣ１で分岐された他方の光信号は、励起制御部１５のＰＤ部で電気信号に変換され、そのパワー（光パワー）がモニタされる。
ＧＥＱ１３から出力された光信号Ｌ１３はＥＤＦ１２ａに供給される。また、励起光源１２ｂからの励起光が、合波器Ｃ５を介してＥＤＦ１２ａに供給される。
ＥＤＦ１２ａで増幅された光信号Ｌ１２は、カプラＣ６で分岐され、分岐された一方の光信号は光伝送路上へ出力される。また、分岐された他方の光信号は、励起制御部１７のＰＤ部で電気信号に変換されてそのパワーがモニタされる。なお、以降の説明では、ＷＤＭ光信号の波長範囲は、仮に１５３１．９０ｎｍ〜１５６３．０５ｎｍとし、各波長を等間隔に最大４０波立てられる構成（即ち、該波長範囲内で等間隔に波長を異ならせた４０波の光信号の増幅を行う構成）を例にする。
ここで、励起制御部１５、１７、ＧＥＱ１３について、定常時の動作（すなわち、ＷＤＭ信号状態に変化がない、例えば、最大４０波時における動作）について説明する。
励起制御部１５は、所定のＥＤＦ１１ａの増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように励起光源１１ｂを設定する。
この第１のゲインブロック１１から出力される光信号Ｌ１１の利得波長特性をＧＥＱ１３が単調増加または単調減少させる。
そして、第２のゲインブロック１２は、カプラＣ６を介して出力光信号の光パワーをモニタし、このモニタ値に基づいて第１ゲインブロック１１及び第２のゲインブロック１２の利得和が所定値になるように励起光源１２ｂの励起制御を行う。このとき、第２のゲインブロック１２は、ＧＥＱ１３で単調増加または単調減少とした利得波長特性と相反する利得形状で各波長の光信号を増幅し、出力光信号の利得波長特性をフラットにしている。
次に、波長数に変化があった場合（即ち増減設時）の動作について設計方針を含め詳しく説明する。なお、本実施形態は、ＧＥＱ１３が光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少のどちらに調整するように設定した場合でも同様に目的が達せられるので、以降では単調減少させる場合について説明する。
ＷＤＭの信号状態に変化が生じた場合には、波長数の変化と、波長数変化に伴う波長配置の偏りとの両方を認識しなければならない。
波長数の変化については、光増幅装置１０に入力される光信号Ｌ０のパワーの高・低から判断できる。本実施形態では、あらかじめ、光増幅装置１０に入力される光信号（ＷＤＭ光）Ｌ０の波長数を１から最大波長数（４０）まで変えて（波長間隔は等間隔）、それぞれの波長数のときのＷＤＭ光のパワーを測定し、該波長数と該波長数のときのパワーを対応付けて波長数テーブルとして第１の励起制御部１５の記憶部に記憶させておく。これにより第１の励起制御部は、カプラＣ１で分岐した光信号のパワーをモニタすると共に、前記波長数テーブルを参照し、このモニタ値に相当するパワーを波長数テーブルから求め、このパワーと対応する波長数を入力光信号の波長数として求める。
これに対し、短波長側、長波長側のいずれの方に波長数が偏っているかの波長配置偏りについては、単純なパワー測定だけでは判断できない。
そこで、前記ＧＥＱ１３からの出力光信号のパワーと波長数とから波長配置の偏りを推定する。
本実施形態では、第１のゲインブロック１１の利得が一定となるように制御されているので、第１のゲインブロック１１から出力される光信号のパワーは波長数に応じて所定の値となる。一方、ＧＥＱ１３は、出力光信号Ｌ１３の利得波長特性が単調減少となるように調整しているため、短い波長の光信号出力は高く、長い波長の光信号出力は低くなる。従って、入力光信号Ｌ０の波長が波長範囲に均等に配置されている場合と入力光信号Ｌ０の波長が波長に偏りが生じている場合とでは、光信号Ｌ１３の出力が変化することになる。そこで波長配置偏り推定部１６−１は、この光信号Ｌ１３の変化量から波長の偏りを推定する。
この波長の偏りを推定するため、本実施形態では、入力光信号Ｌ０の波長が波長範囲に均等に配置されるように波長数を１から最大波長数（４０波）まで変え、各波長数とした場合の光信号Ｌ１３のパワー（波長均等配置パワー）を予め測定し、該波長数とこの波長数としたときの波長均等配置パワーを対応付け、均等配置テーブルとして第１の励起制御部１５の記憶部（不図示）に記憶させておく。
そして波長配置偏り推定部１６−１は、入力光信号Ｌ０のパワー或は第１の励起制御部１５で生成した波長数情報に基づいて波長数を認識し、波長数に変化がある場合に、この変化後の波長数に対応する波長均等配置パワーを均等配置テーブルから求める。また、ＧＥＱからの光信号Ｌ１３をカプラＣ３で分岐し、該光信号Ｌ１３のパワーをＰＤ部１６ａで電気信号に変換してモニタし、この現在のモニタ値と、前記波長均等配置パワーとを比較してこのパワーの差を偏りとして求める。
例えば、波長数が１波に変化した場合、ｃｈ１の光信号Ｌ１３のパワーは波長均等配置パワーに対し大きくなり、ｃｈ２０の光信号Ｌ１３のパワーは波長均等配置パワーと同程度、ｃｈ４０の光信号Ｌ１３のパワーは波長均等配置パワーに対し小さくなっている。
また、ＡＳＥ補正量決定部１６−４は、この偏りに基づいて最適ＡＳＥ補正量を決定している。この最適ＡＳＥ補正量は、図２９に示すようにｃｈ１で最も高く（１．４ｄＢ）、ｃｈ４０で最も小さく（約０．４ｄＢ）なっている。
この最適ＡＳＥ補正量を求めるため本実施形態では、ｃｈ毎の最適ＡＳＥ補正量を予め測定し、該ｃｈと、このｃｈのときの最適ＡＳＥ補正量とを対応付け、補正量テーブルとしてＡＳＥ補正量決定部１６−４の記憶部に記憶させておく。また、入力光信号Ｌ０の波長数を１波とし、その波長（ｃｈ）をｃｈ１から順にｃｈ４０まで変えたときの偏りを予め測定し、該ｃｈと、該ｃｈにしたときの偏りとを対応付け、波長偏りテーブルとしてＡＳＥ補正量決定部１６−４の記憶部に記憶させておく。
そして前述のように波長数が変化し、波長配置偏り推定部１６−１で偏りが推定された場合、ＡＳＥ補正量決定部１６−４は、該偏りに対応するｃｈを偏りテーブルから求め、該ｃｈに対応する最適ＡＳＥ補正量を補正量テーブルから求める。
このとき入力光信号の波長数が１波で、ｃｈがｃｈ１であった場合、ＡＳＥ補正量決定部１６−４は、波長配置偏り推定部１６−１で求めた偏りに基づいて偏りテーブルから対応するｃｈ１を求め、補正量テーブルを参照してｃｈ１と対応する最適ＡＳＥ補正量として１．４ｄＢを求める。また、入力光信号の波長数が２波で、ｃｈがｃｈ１０及びｃｈ３０であった場合、波長配置偏り推定部では、これらのｃｈの中間（平均）となる偏りが得られるので、ＡＳＥ補正量決定部１６−４は、この偏りに基づいて偏りテーブルから対応するｃｈ２０を求め、補正量テーブルを参照してｃｈ２０と対応する最適ＡＳＥ補正量として０．８ｄＢを求める。
次にこの最適ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行する。ＡＳＥ補正は、ＥＤＦ１１ａ、１２ａの利得の和を操作することで抑制できる。
例えば、最適ＡＳＥ補正量が１．４ｄＢであることを求めた場合、ＰＤ部でモニタしている値、即ちＡＳＥ込みで一定制御している利得を１．４ｄＢ増加させれば良いことになる。
ただし、この１．４ｄＢ分の利得を調整する際、励起光源１１ｂは第一のゲインブロックの利得を規定の利得に一定に制御するよう励起させているので、第２の励起光源１２ｂ側の励起パワーを調整することになる。第２の励起制御部１７は、差分制御部１６ｃで決定された最適ＡＳＥ補正量にもとづいて、利得調整値を求め、利得調整値により励起光源１２ｂを制御して、ＥＤＦ１１ａ、１２ａの利得和を調整してＡＳＥ補正を行い、所定の信号利得を得る。
これにより、波長数変化に伴って波長配置の偏りが大きく変わった際の、最適ＡＳＥ補正量の波長偏り依存性を補償することができ、かつ利得一定とすることができるので、波長増減設時の利得変動を抑制でき、光伝送品質を向上させ、運用性、信頼性を高めたＷＤＭシステムの構築が可能になる。
〈実施形態３〉ＧＥＱ段でＡＧＣをかけた時のＬＤ１のパワーで識別
前述の実施形態２では、波長均等配置パワーと光信号Ｌ１３のパワーを、比較して波長の偏りを認識したが、本実施形態では、光信号Ｌ１３のパワーを一定に制御した時の第１の励起光パワーと、波長配置が均等なときの第１の励起光パワー（基準励起光パワー）とを比較して波長の偏りを認識している。なお、本実施形態において、この波長の偏りの認識方法以外の構成は、前述の実施形態２と略同じであるので、同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略している。
図３０は、本実施形態３の光増幅装置１０の概略構成図である。
本実施形態において第１の励起制御部１５ａは、入力光信号Ｌ０の波長の変化によらずＧＥＱ１３から出力される光信号Ｌ１３に対するモニタ値、即ち図３０のＣ１〜Ｃ３間の利得が一定となるように、前記第１の励起光源部がモニタ値一定励起パワーを出力するように制御する。
また、波長配置偏り推定部１６−１ａは、入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、前記モニタ値一定パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する。
ＧＥＱ１３は、光信号の利得波長特性が単調減少となるように調整している。従って第１の励起制御部１５ａが、ＧＥＱ１３からの出力光信号Ｌ１３のモニタ値を一定とするように第１の励起光源部を制御した場合、入力信号の波長に応じて励起光パワー（モニタ値一定パワー）が変化することになる。そこで、入力信号の波長を波長範囲に等間隔に配置し、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅点となるのに必要な励起パワー、即ちＧＥＱ１３からの出力光信号Ｌ１３のモニタ値（パワー）が一定に制御されたときの励起パワーを基準励起パワーとして予め記憶し、前記モニタ値一定パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する。
例えば、入力光信号の波長数を１波にしたときの各ｃｈにおける前段ＥＤＦの励起光パワーを図３１に示す。同図において横軸はｃｈ、縦軸は第１の励起光源１１ｂの励起パワーを示している。
同図に示されたように、ｃｈ１に信号を立てた時は４０波時より低い動作点でＥＤＦが動き、ｃｈ４０に信号を立てた時は４０波時より高い動作点でＥＤＦが動くことから、励起光パワーもｃｈ１からｃｈ４０に向かって増加することが分かる。
このように、利得波長特性を単調減少となるように操作しておけば、波長配置に偏りを持つ励起光パワーに大小関係を持たせることができ、波長の偏りを推定することができる。
この波長の偏りを推定するため、本実施形態では、入力光信号Ｌ０の波長が波長範囲に均等に配置されるように波長数を１から最大波長数（４０波）まで変え、第１の励起制御部１５ａによって光信号Ｌ１３のパワーが図３０のＣ１〜Ｃ３間の利得を一定とするように制御されたときの第一の励起光源部１１ｂの励起パワー（基準励起パワー）を予め測定し、該波長数とこの波長数としたときの基準励起パワーを対応付け、基準パワーテーブルとして第１の励起制御部１５ａの記憶部（不図示）に記憶させておく。
そして、波長配置偏り推定部１６−１ａは、入力光信号Ｌ０のパワー或は第１の励起制御部１５で生成した波長数情報に基づいて波長数を認識し、波長数に変化がある場合に、この変化後の波長数に対応する基準励起パワーを基準パワーテーブルから求める。また、ＧＥＱからの光信号Ｌ１３のパワーが一定（所定値）となるように制御されたときの第１の励起光源部１１ｂの励起パワーをモニタし、この現在のモニタ値と、前記基準励起パワーとを比較してこのパワーの差を偏りとして求める。
例えば、入力光信号の波長数が１波の場合に、現在のモニタ値が基準励起パワーより小さければ、この光信号の波長配置偏りは、短波長側に信号がある状態だと認識でき、あるいはモニタ値が基準励起パワーＰｂより大きければ、この光信号の波長配置偏りは、長波長側に信号がある状態だと認識できる。
次に波長配置偏りと、励起光パワーとの関係について説明する。図１０は波長配置偏りと励起光パワーとの関係を示す図である。縦軸は第一の励起光源部の励起光パワー（ｄＢｍ）、横軸は波長配置偏りである。
次にＡＳＥの影響の大きい１波時の波長配置偏りの推定について説明する。１波ｃｈ２０時の第一の励起光源部の励起光パワーは１２．２ｄＢｍであり、この値はあらかじめ測定しておき基準励起光パワーとして記憶している。そして、励起光パワーの現在のモニタ値が１１．７ｄＢｍであった場合は、１１．７＜１２．２であるので、このことから波長配置偏り推定部１６−１ａは、現在光増幅装置１０に入力している光信号の波長配置偏りは、短波長側に信号が立っている状態であることが認識できる。
また、波長配置偏り推定部１６−１ａは、現在モニタした値が１２．９ｄＢｍであった場合は、１２．２＜１２．９であるので、現在光増幅装置１０に入力している光信号の波長配置偏りは、長波長側に信号が立っている状態であることが認識できる。
そこで入力光信号Ｌ０の波長数を１波とし、その波長（ｃｈ）をｃｈ１から順にｃｈ４０まで変えたときの偏りを予め測定し、該ｃｈと、該ｃｈにしたときの偏りとを対応付け、波長偏りテーブルとしてＡＳＥ補正量決定部１６−４の記憶部に記憶させておく。
そして前述のように波長数が変化し、波長配置偏り推定部１６−１で偏りが推定された場合、ＡＳＥ補正量決定部１６−４は、該偏りに対応するｃｈを偏りテーブルから求め、該ｃｈに対応する最適ＡＳＥ補正量を補正量テーブルから求める。
また、該最適ＡＳＥ補正量に基づくＡＳＥ補正についても前述の実施形態２と同じである。
以上のように本実施形態においても前述の実施形態２と同様に波長数変化に伴って波長配置の偏りが大きく変わった際の、最適ＡＳＥ補正量の波長偏り依存性を補償することができ、かつ利得一定とすることができるので、波長増減設時の利得変動を抑制でき、光伝送品質を向上させ、運用性、信頼性を高めたＷＤＭシステムの構築が可能になる。
〈実施形態４〉
前述の実施形態２では、ＧＥＱ１３で光信号の利得波長特性を単調増加或は単調減少させたが、本実施形態では、この代わりに、カプラＣ３で分岐したところにフィルタ１３ｂを挿入し、このフィルタによって光信号の利得波長特性を単調増加或は単調減少させている。本実施形態において、この他の構成は前述の実施形態２と同じであるので同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略している。
図３２は、実施形態４の光増幅器１０の概略構成図である。
本実施形態の波長等価器（ＧＥＱ）１３ａは、前記第１のゲインブロック１１から出力される光信号の波長等価処理を行う。
また、フィルタ１３ｂは、光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号を波長に応じて減衰させ、該光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる。
このフィルタ１３ｂによって利得波長特性が単調増加又は単調減少させた光信号のパワーに基づいて波長配置偏り推定部１６−１で波長配置の偏りを推定し、ＡＳＥ補正量決定部１６−４及び第２の励起制御部１７で最適ＡＳＥ補正量を求めてＡＳＥ補正を行う処理については、前述の実施形態２と同じである。
これにより本実施形態によれば、前述の実施形態２と同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば、図１３に示すように第１のゲインブロック１１及び第２のゲインブロック１２の利得形状との関係から、利得波長特性を単調減少又は単調増加させるようにＧＥＱ１３を設計できない場合に有効である。
〈実施形態５〉
図３３は、実施形態５の光増幅器１０の概略構成図である。
前述の実施形態２，３，４では、ＡＳＥ補正を行う場合に第２のＥＤＦの利得を変動させる方法を用いているが、本発明はこれに限らず、ＶＯＡを内蔵しているアンプにおいてはＶＯＡのロスを変動させることでアンプ利得を調整しても良い。
本実施形態は、前述の実施形態２と比べてこのＡＳＥ補正を行う場合にＶＯＡのロスを変動させる構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため前述の実施形態２と同一の要素には同符号を付して再度の説明を省略している。
可変光減衰器１４（以下、ＶＯＡ１４）は、第１のゲインブロック１１と第２のゲインブロック１２の間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整する（すなわち、所望アンプ利得が得られるように減衰量を変える）。
減衰量制御部１６−５は、最適ＡＳＥ補正量に基づいて調整すべき光減衰量を求め、減衰量設定信号を出力して、ＶＯＡ１４を制御する。
例えば、ＡＳＥ補正量決定部１６−４で求めたＡＳＥ補正量が１．４ｄＢであった場合、減衰量制御部１６−５は、光減衰量が１．４ｄＢとなるように減衰量設定信号を出力して、ＶＯＡ１４を制御する。これによりＡＳＥ補正が行われる。
このように本実施形態においても前述の実施形態と同様の効果が得られる。
〈実施形態６〉
実施例１に示すＥＤＦＡにおいて、信号光の経路の中の光部品のロスもしくはＥＤＦ長が設計に対しずれた場合、図２５に示すように１次傾斜的な利得の波長特性が発生する。１次傾斜の向きについては、図２５の向きの傾斜は光部品のロスが大きい場合、もしくはＥＤＦ長が短いときに発生する向きである。これとは逆に、光部品のロスが小さい場合、もしくはＥＤＦ長が長いときに同図と逆の傾斜が発生する。
４０波時にこのような１次傾斜が発生しているＥＤＦＡにおいては、図２５に示すように１波に波長数が変化した時に信号利得が変動する。これはＥＤＦＡが平均利得を制御する仕組みであることにより発生するものであり、短波長、もしくは、長波長側に偏った場合が顕著となる。また、４０波から１波に波長数が変化した場合が、利得変動が最悪となるので、このケースを例に説明する。ｃｈ配置と４０波時の利得からの利得変動量との関係は図３４のようになる。
図３５は、実施形態６の光増幅装置１０の概略構成図である。本実施形態は、前述の実施形態２と比べて、利得変動決定部１６−６を備え、出力信号に生じる１次傾斜を補正する構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため前述の実施形態２と同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略している。
本実施形態では、図３４に示すように波長数を４０波から１波に変化させたときの利得変動量を各ｃｈについて予め測定し、各ｃｈと、該ｃｈのときの利得変動量を補う値（即ち利得変動量に−１を乗じた値、一次傾斜補正値）とを対応付けて変動量テーブルとして利得変動決定部１６−６の記憶部（不図示）に記憶させておく。また、入力光信号Ｌ０の波長数を１波とし、その波長（ｃｈ）をｃｈ１から順にｃｈ４０まで変えたときの偏りを予め測定し、該ｃｈと、該ｃｈにしたときの偏りとを対応付け、波長偏りテーブルとしてＡＳＥ補正量決定部１６−４の記憶部に記憶させておく。
そして、前述の実施形態と同様に波長配置偏り推定部１６−６で波長配置の偏りを推定した場合、利得変動決定部１６−６は、この偏りと対応するｃｈを波長偏りテーブルから求め、該ｃｈと対応する一次傾斜補正値を変動量テーブルから求める。第２の励起制御部１７は、該一次傾斜補正値に基づいて利得制御の目標値を調整する。即ち、図２５のように４０波から１波１ｃｈに変更した場合、実施形態２の構成ではｃｈ１の利得が２８．２ｄＢから２７．７ｄＢに変動することになるが、本実施形態では、利得変動決定部１６−６がｃｈ１に対応する一次傾斜補正値０．５ｄＢを求め、第２の励起制御部１７が４０波時の利得制御の目標値２７．７ｄＢに該一次傾斜補正量０．５ｄＢを加えて２８．２ｄＢに制御する。これにより、増減設時の利得変動を抑制している。
本実施形態によれば、前述の実施形態２の効果に加え、出力光信号の一次傾斜による利得変動を抑制できる。
なお、本実施形態では、波長配置の偏りから、最適ＡＳＥ補正量を求め、該最適ＡＳＥ補正量に基づくＡＳＥ補正と、一次傾斜補正値に基づく利得制御の目標値の調整を同時に行う構成としたが、これに限らずＡＳＥ補正量決定部１６−４を省略して一次傾斜補正値に基づく利得制御の目標値の調整のみを行う構成としても良い。

以上説明したように、本発明によれば、ＷＤＭの信号状態の変動に対しても利得平坦性を補償して光伝送品質の向上を図った光増幅装置を提供することができる。

Claims (19)

1. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
   光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
   前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
   波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器の出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
   波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
   前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
   前記利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値から、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
   を有することを特徴とする光増幅装置。
2. 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
3. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
   光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
   前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
   前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
   波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記フィルタの出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
   波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
   前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
   前記利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値から、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
   を有することを特徴とする光増幅装置。
4. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
   光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
   前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
   前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるような励起光を、前記第１の励起光源部から発出させる第１の励起制御部と、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、モニタ値が一定となる励起光のモニタ値一定励起パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
   波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
   前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
   前記利得和の変化分を補償して利得一定となるように、前記モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
   を有することを特徴とする光増幅装置。
5. 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする請求項４記載の光増幅装置。
6. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
   光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
   前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
   前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に配置され、減衰量設定信号にもとづいて、光減衰量を調整し利得を一定にする可変光減衰器と、
   前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるような励起光を、前記第１の励起光源部から発出させる第１の励起制御部と、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、モニタ値が一定となる励起光のモニタ値一定励起パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
   波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求める１次傾斜量算出部と、
   前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
   前記利得和の変化分を補償して利得一定となるように、前記モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御する減衰量制御部と、
   を有することを特徴とする光増幅装置。
7. ＷＤＭ伝送時の光信号の利得を制御する利得制御方法において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックとに対し、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を波長等価器で単調増加または単調減少させ、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識して波長数情報を生成し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定し、
   波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器の出力後の光パワーの現在のモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定し、
   波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求め、
   前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させ、
   前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に可変光減衰器を配置して、前記利得和の変化分を補償して利得が一定となるように、現在のモニタ値から、調整すべき光減衰量を求め、前記可変光減衰器を制御することを特徴とする利得制御方法。
8. ＷＤＭ伝送時の光信号の利得を制御する利得制御方法において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックとに対し、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を波長等価器で単調増加または単調減少させ、
   前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるような励起光を、前記第１の励起光源部から発出させ、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、モニタ値が一定となる励起光のモニタ値一定励起パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定し、
   波長配置の偏りから利得偏差である１次傾斜量を求め、
   前記１次傾斜量を打ち消すのに必要な励起パワーを前記第２の励起光源部に設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させ、
   前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの間に可変光減衰器を配置して、前記利得和の変化分を補償して利得一定となるように、前記モニタ値一定励起パワーから、調整すべき光減衰量を求め、前記減衰量設定信号を出力して、前記可変光減衰器を制御することを特徴とする利得制御方法。
9. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
   光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
   光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
   光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
   入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
   波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器から出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
   波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求めるＡＳＥ補正量決定部と、
   前記ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定して前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
   を有することを特徴とする光増幅装置。
10. 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする請求項９記載の光増幅装置。
11. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
    光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
    光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
    前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
    光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
    入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
    波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記フィルタから出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
    波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求めるＡＳＥ補正量決定部と、
    前記ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定して前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
    を有することを特徴とする光増幅装置。
12. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
    光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
    光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
    光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
    前記波長等価器から出力される光信号に対するモニタ値が一定となるように、前記第１の励起光源部がモニタ値一定励起パワーを出力するように制御する第１の励起制御部と、
    入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、前記モニタ値一定パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
    波長配置の偏りからＡＳＥ補正量を求めるＡＳＥ補正量決定部と、
    前記ＡＳＥ補正量に基づいてＡＳＥ補正を実行するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
    を有することを特徴とする光増幅装置。
13. 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする請求項１２記載の光増幅装置。
14. 出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部を備え、
    前記第２の励起制御部が、前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させることを特徴とする請求項９〜請求項１３の何れかに記載の光増幅装置。
15. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
    光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
    光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
    光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
    入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
    波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記波長等価器から出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
    出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部と、
    前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
    を有することを特徴とする光増幅装置。
16. 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする請求項１５記載の光増幅装置。
17. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
    光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
    光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
    前記第１のゲインブロックから出力される光信号の波長等価処理を行う波長等価器と、
    光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックを通じて前記波長等価器から出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させるフィルタと、
    入力する光信号のパワーから波長数を認識し、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅動作点となるのに必要な励起パワーを発出するように前記第１の励起光源部を設定する第１の励起制御部と、
    波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際の光信号の波長均等配置パワーをあらかじめ記憶し、前記波長数情報にもとづき波長数を認識し、前記フィルタから出力された光信号のパワーのモニタ値と、認識した波長数に対応する波長均等配置パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
    出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部と、
    前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
    を有することを特徴とする光増幅装置。
18. ＷＤＭの光信号の増幅を行う光増幅装置において、
    光増幅用の活性物質をドープした第１の増幅媒体と、励起光を発出する第１の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第１のゲインブロックと、
    光増幅用の活性物質をドープした第２の増幅媒体と、励起光を発出する第２の励起光源部と、から構成され光増幅を行う第２のゲインブロックと、
    光信号の最大波長数時に、前記第１の増幅媒体の増幅動作点となる励起パワーで前記第１の励起光源部を励起させた場合に、前記第１のゲインブロックから出力される光信号の利得波長特性を単調増加または単調減少させる波長等価器と、
    前記第１のゲインブロックから出力される光信号に対するモニタ値が一定となるように、前記第１の励起光源部がモニタ値一定励起パワーを出力するように制御する第１の励起制御部と、
    入力する光信号のパワーから波長数を認識して、波長数に変化がある場合は、波長数変化後の波長を波長範囲に等間隔に配置した際に、最大波長数時と同じ前記第１の増幅媒体の増幅点となるのに必要な励起パワーを基準励起パワーとし、前記モニタ値一定パワーと、前記基準励起パワーとを比較して、波長数変化に伴う波長配置の偏りを推定する波長配置偏り推定部と、
    出力に生じる１次傾斜特性を予め記憶し、前記波長配置の偏りと一次傾斜特性から利得変動の量を求める利得変動決定部と、
    前記利得変動を抑制するのに必要な励起パワーを発出するように前記第２の励起光源部を設定し、前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックとの利得和を変化させる第２の励起制御部と、
    を有することを特徴とする光増幅装置。
19. 前記第１のゲインブロックと前記第２のゲインブロックの利得形状をあらかじめ設定して、前記波長等価器の出力段での利得波長特性を、単調増加または単調減少させることを特徴とする請求項１８記載の光増幅装置。

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