JP4087424B2

JP4087424B2 - 光増幅器

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Publication number: JP4087424B2
Application number: JP2006305221A
Authority: JP
Inventors: 大福島; 春喜大越; 聖仁村
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JP2007049200A

Description

本発明は、励起光源によって励起されるエルビウム添加光ファイバと光学フィルタを備えた光増幅器に関するものである。

近年、エルビウムを添加した光ファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ：ＥｒｂｉｕｍＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）の実現により、波長１．５５μｍ帯の光信号を電気信号に変換せずに直接増幅することが可能となり、それにより、光通信の分野において、大容量、長距離通信が実現化されつつある。また、その一方で、光通信における通信容量の拡大のために、異なる波長を持つ光信号を１本の光ファイバで伝送する波長多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式による通信が行われており、この波長多重方式を用いた光通信システムに前記エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器を適用することにより、さらなる通信容量の拡大および波長多重方式による長距離伝送の実現化が期待される。

ところで、波長多重方式による光通信システムに光増幅器を適用する場合には、複数の波長を持つ信号光を光増幅器によって一括増幅することが重要となるが、エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ）は、その利得が波長依存性を有しており、波長多重信号をＥＤＦＡによって増幅すると、波長多重信号チャンネル間で利得差が生じる。そのため、波長多重方式の光通信システムにＥＤＦＡを適用すると、波長多重信号の各チャンネル間で信号帯雑音比が異なることになり、特に、光信号伝送用の光ファイバ間にＥＤＦＡを複数従属接続して形成した光通信システム（光伝送システム）においては、利得の小さいチャンネルの信号の信号帯雑音比は他のチャンネルの信号帯雑音比に比べて過剰に劣化することになり、このような異なる波長を持つ波長多重信号チャンネル間の利得差が、この波長多重方式の光伝送システムにおける伝送距離を制限することになる。

なお、一般に、ＥＤＦＡは波長１５２５ｎｍ〜１５６５ｎｍの約４０ｎｍの範囲で利得を有するが、このＥＤＦＡにおいて、十分な励起パワーを供給されたＥＤＦＡにおいては、波長１５３０ｎｍ付近の利得が１５５０ｎｍ付近の利得に比べて６ｄＢ〜１２ｄＢ程度大きいことが知られている。また、１５４０ｎｍ〜１５６０ｎｍの利得も平坦ではなく、ある程度の波長に依存した利得傾斜やリップルを有している。

そこで、エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器の利得の波長依存性を解消するために、この光増幅器に光学フィルタを挿入し、光増幅器の利得平坦化を図ることが考えられ、非特許文献１には、エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ）に挿入する光学フィルタの損失スペクトル設定方法が記載されている。なお、この非特許文献１によれば、入力信号光をＥＤＦＡに入射させない場合のＡＳＥ（ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｏｕｓＥｍｉｓｓｉｏｎ：増幅された自然放出光）が平坦化されるように光学フィルタの損失スペクトルを設定している。

特開平６−２７６１５４号公報特開平４−２６９７２６号公報 1995 Optical Amplifiers And Their Applications ThD5-1 Journal of Lightwave technology Vol.13 No.4(1995)

しかしながら、ＥＤＦＡの利得スペクトルは、入力信号波長のみならず、入力信号光のパワーおよび励起光源による励起パワーにも依存するものであり、例えば、本出願人が波長０．９８μｍ，６５ｍＷのパワーで励起したエルビウム添加光ファイバを備えた光増幅器において、入力信号光パワーとエルビウム添加光ファイバの長さが波長多重増幅特性に与える影響を調べたところ、図１２，１３に示す結果が得られた。

なお、図１２に示すものは、光増幅器のエルビウム添加光ファイバの長さを５ｍとし、図１３に示すものはエルビウム添加光ファイバの長さを７ｍとして光増幅器をそれぞれ形成し、いずれの光増幅器に対しても、波長１５３３ｎｍ，１５３９．５ｎｍ，１５４９ｎｍ，１５５７ｎｍの４つの波長の信号光を入力して測定を行った。また、入力信号光パワーは、各信号光つき−１６ｄＢｍ〜−３０ｄＢｍの範囲で変化させ、それぞれの入力信号光パワーに対する出力信号光パワーを光スペクトラムアナライザによって測定した。

これらの図から明らかなように、光増幅器におけるエルビウム添加光ファイバの長さが５ｍの場合にも７ｍの場合にも、入力信号光の波長によって入力信号光パワーに対する出力信号光パワーが異なるだけではなく、出力信号光パワーは入力信号パワーに依存し、信号光の波長によって異なる光増幅器の利得の割合、すなわち、利得差も入力信号光パワーによって異なることが分かる。

この違いをより明確にするために、図１２，１３の測定結果に基づき、エルビウム添加光ファイバの長さが５ｍと７ｍの各光増幅器において、入力信号光パワーの違いによる光増幅器の最大利得差（入力信号光の波長によって異なる光増幅器の利得のばらつきの幅）を求めたところ、図１４に示す結果が得られた。

そして、図１４から明らかなように、例えば波長多重方式の光通信に一般的に用いられている−２６ｄＢｍの入力信号光パワーに対しては、長さ５ｍのエルビウム添加光ファイバを有する光増幅器においては、その最大利得差が約６．５ｄＢ、長さ７ｍのエルビウム添加光ファイバを有する光増幅器においても、その最大利得差が６ｄＢより大きい値となることが分かる。なお、光増幅器の利得は、このように、入力信号光パワーおよびエルビウム添加光ファイバの長さに依存する他に、光増幅器に設けられる励起光源のパワー等にも依存することが知られている。

したがって、非特許文献１に記載されているように入力信号光をＥＤＦＡに入射させない場合と、実際に入力信号光をＥＤＦＡに入射させた場合とではＥＤＦＡの利得スペクトルが異なることになり、入力信号光をＥＤＦＡに入射させる際には、例えば、励起光源のパワーアップが必要となる。そこで、非特許文献１においては、ＥＤＦＡに前記光学フィルタを挿入することに加え、励起光源のパワー補正も行っているが、この補正量は予め見積もることができない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、長距離伝送可能な波長多重方式の光伝送システムの実現化を可能とする光増幅器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成により課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明は、１つのエルビウム添加光ファイバと、エルビウム添加光ファイバを励起する励起光を発振する励起光源と、励起光源からの励起光をエルビウム添加光ファイバに入射させる波長多重合分波器とを備えた回路を２系統有し、前記２系統の回路は前記２系統のエルビウム添加光ファイバが直列するように直列接続され、直列接続されたエルビウム添加光ファイバ間を通る光通路に前記信号光の通信帯域の各波長に対応した損失量を備えた光学フィルタが挿入され、前段側の回路を波長０．９８μｍのレーザダイオードで励起し、後段側の回路は１．４８μｍのレーザダイオードで励起することによって、波長多重された入力の信号光を増幅する光増幅器であって、前記光学フィルタの各波長に対応した損失量は、「該光学フィルタを光増幅内に挿入しない状態で、互いに等しいパワーをもった異なる波長の複数の模擬入力光と通信帯域の波長のうちの１つの波長のプローブ光とを含む複数の試験入力光をそれぞれ光増幅器に入力して、前記複数の試験入力光のトータルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく設定した条件のもとで、励起光源の前記レーザダイオードの出力パワーと光増幅器からの出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定したときに、光増幅器から出た前記プローブ光の出力パワーが、同じく光増幅器から出た複数の各波長の模擬入力光出力パワーのうちの最大の出力パワーと最小の出力パワーとの範囲内で予め定められる設定範囲内の光出力パワーとなるように決定した前記プローブ光の減衰量を当該プローブ光の波長に等しい通信帯域の波長の損失量として前記光学フィルタに持たせ、同様にして通信帯域内でプローブ光の波長を変えて上記同様に求められる各波長毎の前記プローブ光の減衰量を当該各波長毎のフィルタの損失量として前記光学フィルタに持たせる」ことによって設定されており、当該光学フィルタが光増幅器内に挿入されて通信帯域の各波長の利得の波長依存性が平坦化されることを特徴として構成されている。

本発明によれば、波長多重方式による長距離伝送の実現化を可能とし、大容量、長距離通信可能な非常に優れた光通信システムを構築可能な優れた光増幅器とすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１，２には、本発明の光増幅器に使用される光学フィルタの製造方法の一実施形態例において用いられる光学フィルタの損失スペクトル設定装置の一例が示されている。なお、図１には、本実施形態例の光増幅器において用いられる光学フィルタの損失スペクトルの設定装置を概略的に示してあり、図２にはこの装置を具体的に示してある。

これらの図において、複数の光源１がそれぞれ、光アッテネータ２を介してｎ×１カプラ３（ｎは複数）の入射端側に接続されており、ｎ×１カプラ３の出射端側には光増幅器４が接続されている。なお、図２において、光源１は４個であり、ｎ×１カプラ３のｎは、ｎ＝４である。また、光源１は、光増幅器４に入力する複数の波長の模擬入力光と通信帯域の波長のうちの１つの入力光とを含む複数の試験入力光を発信するための光源である。光源１のうち、光源１ｍは通信帯域の波長のうちの１つの入力光（通信帯域の波長入力光）としてのプローブ光を発信する光源であり、可変波長光源により形成されている。また、光源１のうち、光源１ｍを除く光源１ａは互いに波長の異なる模擬入力光を発信する光源であり、図２においては３つの光源１ａが設けられている。

前記光増幅器４は光アイソレータ６、エルビウム添加光ファイバ５、波長多重合分波器９、励起光源８を有しており、本実施形態例で用いた光増幅器４は、図２に示されるように、エルビウム添加光ファイバ５、波長多重合分波器９、励起光源８を有して構成される回路を２系統有しており、これらの回路が直列接続されている。

励起光源８（８ａ，８ｂ）は、エルビウム添加光ファイバ５（５ａ，５ｂ）を励起する励起光を発信する光源であり、図１，２に示す光増幅器４は、励起光源８（８ａ，８ｂ）からの励起光を、波長多重合分波器９（９ａ，９ｂ）を介してエルビウム添加光ファイバ５（５ａ，５ｂ）に入射させることにより信号光の増幅を行う後方励起型ＥＤＦＡと成している。図２における前段側の励起光源８ａは、波長０．９８μｍ励起のレーザダイオードであり、その励起パワーは６５ｍＷの光出力で駆動を行い、一方、後段の励起光源８ｂは、波長１．４８μｍ励起のレーザダイオードであり、１００ｍＷの光出力となるように駆動される。

なお、光増幅器４には、エルビウム添加光ファイバ５（５ａ，５ｂ）に光アイソレータ６（６ａ，６ｂ，６ｃ）が介設されており、光増幅器４に入力された信号光の伝送方向がアイソレータ６によって規制され、光増幅器４の入力端１４側から出力端１５側に伝送されるようになっている。また、光増幅器４の出力端１５側には、光増幅器４の出力端１５から出力される各試験入力光の出力パワーを検出する光スペクトラムアナライザ等の光受信装置（図示せず）が接続されている。

光学フィルタの損失スペクトル設定装置は以上のように構成されており、次に、この装置を用いた光学フィルタの製造方法について説明する。まず、光増幅器４の入力信号光パワーと励起光源８の出力パワーと出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定する。また、光源１ａから発信される複数（図２では３種類）の波長の模擬入力光と光源１ｍから発信される１つのプローブ光とを含む複数の試験入力光のトータルパワーを、波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく設定する。

一般に、波長多重方式の光通信に用いられる波長多重伝送用ＥＤＦＡは、その入力信号光パワーとＥＤＦＡに用いる励起光源のパワー、および必要な出力光信号光パワーが既知であり、本実施形態例では、光増幅器４の入力信号光パワー、励起光源８の出力パワー、出力信号光パワーをこの既知のパワーに設定する。そして、試験入力光のトータルパワーをＥＤＦＡの前記入力信号光パワーと等しく設定し、それにより、複数の試験入力光のトータルパワーを、波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく設定する。

また、一般に、各試験入力光の各パワー、すなわち、各模擬入力光の入力パワーＰｉｎ（λ１），Ｐｉｎ（λ２），・・・・・Ｐｉｎ（λｎ）および、プローブ光の入力パワーＰｉｎ（λｍ）＝Ｐｐｒｏｂｅ（λｍ）は互いに等しく設定されることが多く、本実施形態例では光アッテネータ２の調整によって各試験入力光の入力パワーを−２６ｄＢｍに設定している。

次に、この状態で、複数の各試験入力光をｎ×１カプラ３によって合波して波長多重し、光増幅器４に入力する。そして、光増幅器４の出力端１５側に接続されている光受信装置によって、光増幅器４から出力される各模擬入力光出力パワーＰｏｕｔ（λ１）・・・・・Ｐｏｕｔ（λｎ）〔ｄＢｍ〕を求め、この模擬入力光出力パワーのうちの最大レベルのものＰｍａｘ〔ｄＢｍ〕と最小レベルのものＰｍｉｎ〔ｄＢｍ〕を求める。

そして、前記試験入力光のうちのプローブ光の光増幅器４から出た出力パワーＰｏｕｔ（λｍ）〔ｄＢｍ〕を、前記模擬入力光の出力パワー１の最大と最小の範囲内となるように、すなわち、Ｐｍｉｎ＜Ｐｏｕｔ（λｍ）＜Ｐｍａｘとなるように光アッテネータ２ｍを調整し、このときのプローブ光入力レベルを求めてＰ′ｐｒｏｂｅ（λｍ）〔ｄＢｍ〕とする。そして、光源１ｍから発信したプローブ光の、光増幅器４への始めの入力光パワーＰｉｎ（λｍ）＝Ｐｐｒｏｂｅ（λｍ）から、前記光アッテネータ２ｍによって調整した後のプローブ光入力レベルＰ′ｐｒｏｂｅ（λｍ）までの減衰量Ｌ（λｍ）を、Ｌ（λｍ）＝Ｐｐｒｏｂｅ（λｍ）−Ｐ′ｐｒｏｂｅ（λｍ）の式によって求めることにより、光源１ｍから光増幅器４の入力端１４までの減衰量を求め、この減衰量をプローブ光の波長λｍに対応した減衰量として決定する。

以上のような減衰量の可変調整による決定を、光源１ｍの可変波長光源によって、例えば一定の間隔で波長を変え、同様に繰り返して行い、それにより、波長多重通信帯域内の指定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求め、光学フィルタの損失スペクトルがこれら指定帯域の各波長に一対一に対応する減衰量の損失スペクトルとなるように損失スペクトルを設定し、光学フィルタを製造する。

なお、波長１５３０ｎｍ付近の利得補正用の光学フィルタを製造するときには、模擬入力光として、光源１ａから波長１５３９．５ｎｍ、波長１５４９ｎｍ、波長１５５７ｎｍの光をそれぞれ発信し、プローブ光としては、光源１ｍから波長１５２８ｎｍ〜１５３８．５ｎｍまでの間で０．５ｎｍ間隔で波長を変えて光を発信し、これらの模擬入力光とプローブ光を多重して光増幅器４に入射させた。また、波長１５４０ｎｍ付近の利得補正用の光学フィルタを製造するときには、模擬入力光として１５３３ｎｍ，１５４９ｎｍ，１５５７ｎｍの光を用い、プローブ光として１５３８．５ｎｍ〜１５４６ｎｍまでの間で波長を変えて行い、１５６０ｎｍ近傍の利得補正用のフィルタを製造するときには、模擬入力光として波長１５３３ｎｍ，１５４１ｎｍ，１５４９ｎｍの光を用い、プローブ光として１５５６ｎｍ〜１５６１ｎｍまでの間で波長を変え、これらの光を試験入力光として光増幅器４に入力して光学フィルタの損失スペクトルの設定を行った。

図３〜図６には、図２に示した具体的な光学フィルタの損失スペクトル設定装置を用いて製造した光学フィルタの損失スペクトル形状が示されている。なお、図３には、前記波長１５３０ｎｍ付近の損失スペクトルの設定を行って製造した、波長１５３０ｎｍ帯の利得補正用の光学フィルタの損失スペクトル形状が示されいる。また、図４には、波長１５４０ｎｍ付近の損失スペクトルを設定して製造した、波長１５４０ｎｍ帯の利得補正用光学フィルタの損失スペクトル形状が、図５には、波長１５６０ｎｍ付近の損失スペクトルを設定して製造した、波長１５６０ｎｍ帯の補正用の光学フィルタの損失スペクトル形状がそれぞれ示されている。また、図６には、図４の光学フィルタと図５の光学フィルタとを１つの光学フィルタで形成した場合の光学フィルタの損失スペクトル形状が示されている。

これらの図に示されるように、各波長帯の利得補正用の光学フィルタは、それぞれ各波長に対応して変化する損失を有しており、図３に示す損失スペクトル形状を有する光学フィルタにおいては、損失ピークが波長１５３１ｎｍ付近にあり、ピーク損失は約９．５ｄＢである。また、図４に示す損失スペクトル形状を有する光学フィルタにおいては、波長１５４３ｎｍよりも長波長側では一定の損失（１．７ｄＢ）を有し、図５に示す損失スペクトル形状を有する光学フィルタにおいては１５５７．５ｎｍよりも短波長側ではやはり１．７ｄＢの一定の損失を有している。したがって、図４，５に示す損失スペクトル形状を有する光学フィルタを１つのフィルタで形成した光学フィルタにおいては、図６に示すように、波長１５４３ｎｍから波長１５５７．５ｎｍの範囲で１．７ｄＢの一定の損失を有し、また、波長１５３９ｎｍよりも短波長側の波長１５６２ｎｍよりも長波長側では損失が零となるようなスペクトル形状となった。

なお、各光学フィルタの損失スペクトルをこれらの図に示されるように設定した後に、実際に、この損失スペクトルを有する光学フィルタを製造する際には、光学フィルタの製造上のマージンやＥＤＦＡの動作条件等を考慮して損失スペクトルに多少の余裕を持たせて光学フィルタを製造してもよい。そのようにすると、例えば図３に示す損失スペクトルを有する光学フィルタは、波長１５２９ｎｍから波長１５３４ｎｍの範囲に損失ピークを持ち、６ｄＢ〜１２ｄＢの範囲の損失ピーク値を有するフィルタとなり、図６に示す損失スペクトルを有する光学フィルタは、波長１５４３４±３ｎｍから波長１５５８ｎｍ±３ｎｍの範囲で損失３±１．５ｄＢを有し、それ以外の波長領域で１ｄＢ以下の損失を有するフィルタとなる。

図７には上記光学フィルタの製造方法によって製造した光学フィルタ１１を設けて構成した本発明の一実施形態例の光増幅器が示されている。同図に示す光増幅器４は、図２に示した光増幅器とほぼ同様に構成されており、図７に示す光増幅器４の特徴的ことは、エルビウム添加光ファイバ５を通る光通路に光学フィルタ１１を挿入したことである。この光学フィルタ１１は、図３に示した損失スペクトル形状を有する光学フィルタと図６に示した損失スペクトル形状を有する光学フィルタの両方からなり、したがって、波長１５３０ｎｍ帯〜波長１５６０ｎｍ帯の各波長に対応した損失量を備えた光学フィルタと成している。

図８には、この光増幅器４の入射側に４個の光源を設け、各光源から信号光として波長１５３３ｎｍ，１５３９．５ｎｍ，１５４９ｎｍ，１５５７ｎｍの光を発信させてこれらの光を多重し、かつ、この入力信号光パワーを各信号光につき−１６ｄＢｍ〜−３０ｄＢｍまで変化させたときの出力光パワーの測定結果が示されている。また、図９には、波長によって異なる光増幅器４の利得差（出力差）を信号入力光のパワーに対して求めた結果が示されている。

これらの図に示されるように、信号光の入力光パワーが変化すると、光増幅器４の利得は信号入力光の波長によって異なるが、信号入力光パワーが−２６ｄＢのときには、その波長による最大利得差が１ｄＢ未満（約０．９３ｄＢ）と非常に小さいことが分かる。このことは、上記の光学フィルタの製造方法によって光学フィルタを製造する際に、光増幅器４に入力する各信号光の入力パワーを−２６ｄＢｍに設定して光学フィルタの損失スペクトルを設定し、光学フィルタ１１を製造したことによるものである。

すなわち、図８，９に示す結果から、上記したように、複数の試験入力光のトータルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく形成した状態で、波長多重通信帯域内の指定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求め、この各波長に一対一に対応する減衰量の損失スペクトルを持つように光学フィルタ１１の損失スペクトルを設定して光学フィルタ１１を製造することにより、波長多重通信されるときの光増幅器４の利得の波長依存性を解消し、利得平坦化が達成されることが確認された。

なお、図１０，１１には、比較のために、図７に示す光増幅器４の光学フィルタ１１を省略した状態で形成した光増幅器を用いて、上記と同様に、光増幅器４の信号入力光パワーに対する信号出力光パワーの測定結果および、最大利得差を求めた結果が示されているが、これらの図から明らかなように、光学フィルタ１１を設けない場合には、信号入力光パワーが−２６ｄＢｍのときの最大利得差は６．１７ｄＢとなり、光増幅器４の利得の波長依存性が非常に大きいことが分かる。

なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記光学フィルタの損失スペクトルの設定に際し、具体的には、図２に示したように３種類の模擬入力光と、０．５ｎｍ間隔で可変した１つのプローブ光を用いて損失スペクトルの設定を行ったが、模擬入力光の種類（数）は特に限定されるものではなく、複数であればよい。また、模擬入力光の波長も特に限定されるものではなく、プローブ光の波長に対応させて適宜設定されるものであり、プローブ光の波長も必ずしも上記例のように０．５ｎｍ間隔で設定するとは限らず、適宜設定されるものである。

また、上記例では、プローブ光を発信する光源１ｍは、可変波長光源としたが、光源１ｍは必ずしも可変波長光源とするとは限らず、例えばＤＦＢ（分布帰還）レーザ光源としてもよく、あるいは、複数のプローブ光発信用光源１ｍを用意して各波長に対応した減衰量を求めるたびにプローブ光源を繋ぎ替えることにより、上記実施形態例で行ったような光学フィルタの損失スペクトル設定を行うようにしてもよい。

さらに、上記例では、光学フィルタの損失スペクトルの設定の際に、光増幅器４に入力する各入力信号光パワーを−２６ｄＢｍに設定したが、この入力信号光パワーは特に限定されるものではなく、複数の試験入力光のトータルパワーが波長多重通信されるときの複数の通信入力信号のトータルパワーに等しくなるように、通信使用時のパワーに応じて設定されるものである。また、光増幅器４の励起光源８の出力パワーや出力信号光パワーもそれぞれ通信使用時のパワーに設定されるものである。

さらに、上記例では、光学フィルタの損失スペクトルの設定に際し、プローブ光の光増幅器４から出た出力パワーが同じく光増幅器４から出た模擬入力光出力パワーのうちの最大と最小の範囲内（Ｐｍｉｎ＜Ｐｏｕｔ（λｍ）＜Ｐｍａｘ）となるように、光源１ｍから光増幅器４の入力端１４までの減衰量を可変調整し、波長多重通信帯域内の指定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求めたが、光増幅器４から出た模擬入力光出力パワーのうちの最大と最小の範囲内で、この範囲よりも小さい設定範囲を予め定め、プローブ光の光増幅器４から出た出力パワーがこの設定範囲内となるように前記の如く減衰量を可変調整して減衰量を求めてもよい。また、光増幅器４から出た模擬入力光出力パワーのうちの最大と最小のうちの範囲内で設定値を設定し、プローブ光の光増幅器４から出た出力パワーがこの設定値となるように、前記の如く減衰量を可変調整して減衰量を求めてもよい。

さらに、上記図７の例では、２つの励起光源８ａ，８ｂを有する光増幅器４のエルビウム添加光ファイバ５間に光学フィルタ１１を適用するものとしたが、光学フィルタ１１を、エルビウム添加光ファイバ５に接続されるシングルモード光ファイバに挿入してもよい。また、光増幅器４に用いられる励起光源８等の詳細な構成は特に限定されるものではなく適宜設定されるものであり、波長多重通信に用いられる光増幅器４に対応させて光学フィルタ１１の損失スペクトルを設定して光学フィルタを製造し、その製造された光学フィルタ１１を光増幅器４に適用させることにより、上記実施形態例のように光増幅器４の波長依存性の問題を解消することができる。

本発明に係る光増幅器に使用される光学フィルタの製造方法の一実施形態例に用いられる光学フィルタの損失スペクトル設定装置を示す構成図である。図１に示した光学フィルタの損失スペクトル設定装置の具体例を示す構成図である。図２の光学フィルタの損失スペクトル設定装置によって設定した光学フィルタの波長１５３０ｎｍ帯の損失スペクトルを示すグラフである。図２の光学フィルタの損失スペクトル設定装置を用いて設定した光学フィルタの１５４０ｎｍ帯の損失スペクトルを示すグラフである。図２の光学フィルタの損失スペクトル設定装置を用いて設定した光学フィルタの１５６０ｎｍ帯の損失スペクトルを示すグラフである。図４の損失スペクトルを持った光学フィルタと図５の損失スペクトルを持った光学フィルタとを１つの光学フィルタにより形成したときの、光学フィルタの損失スペクトルを示すグラフである。上記実施形態例の光学フィルタの製造方法により製造した光学フィルタを適用した本発明に係る光増幅器の一例を示す構成図である。複数の異なる波長の信号光を図７の光増幅器に入力したときの入力光パワーに対する出力光パワーの違いを示すグラフである。図８に示した複数の異なる波長の信号光を図７の光増幅器に入力したときの光増幅器の入力光パワーに対する最大利得差の違いを求めたグラフである。図７の光増幅器の光学フィルタ１１を省略した状態で複数の異なる波長の信号光を光増幅器に入力したときの入力光パワーに対する出力光パワーの違いを示すグラフである。図７の光増幅器の光学フィルタ１１を省略した状態で図１０の複数の異なる波長の信号光を光増幅器に入力したときの入力光パワーに対する最大利得差のグラフである。従来の光増幅器の一例に複数の異なる波長の信号光を入力したときの入力光パワーに対する出力光パワーの違いを示すグラフである。従来の光増幅時の別の例に複数の異なる波長の信号光を入力したときの入力パワーに対する出力光パワーの違いを示すグラフである。従来の光増幅器においてエルビウム添加光ファイバの長さの違いによって異なる入力光パワーに対する光増幅器の信号光波長に依存する最大利得差の違いを示すグラフである。

符号の説明

１，１ａ，１ｍ光源
２，２ｍ光アッテネータ
３ｎ×１カプラ
４光増幅器
５，５ａ，５ｂエルビウム添加光ファイバ
６，６ａ，６ｂ，６ｃ光アイソレータ
８，８ａ，８ｂ励起光源
９，９ａ，９ｂ波長多重合分波器
１１光学フィルタ
１４入力端

Claims

１つのエルビウム添加光ファイバと、エルビウム添加光ファイバを励起する励起光を発振する励起光源と、励起光源からの励起光をエルビウム添加光ファイバに入射させる波長多重合分波器とを備えた回路を２系統有し、前記２系統の回路は前記２系統のエルビウム添加光ファイバが直列するように直列接続され、直列接続されたエルビウム添加光ファイバ間を通る光通路に前記信号光の通信帯域の各波長に対応した損失量を備えた光学フィルタが挿入され、前段側の回路を波長０．９８μｍのレーザダイオードで励起し、後段側の回路は１．４８μｍのレーザダイオードで励起することによって、波長多重された入力の信号光を増幅する光増幅器であって、前記光学フィルタの各波長に対応した損失量は、「該光学フィルタを光増幅内に挿入しない状態で、互いに等しいパワーをもった異なる波長の複数の模擬入力光と通信帯域の波長のうちの１つの波長のプローブ光とを含む複数の試験入力光をそれぞれ光増幅器に入力して、前記複数の試験入力光のトータルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく設定した条件のもとで、励起光源の前記レーザダイオードの出力パワーと光増幅器からの出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定したときに、光増幅器から出た前記プローブ光の出力パワーが、同じく光増幅器から出た複数の各波長の模擬入力光出力パワーのうちの最大の出力パワーと最小の出力パワーとの範囲内で予め定められる設定範囲内の光出力パワーとなるように決定した前記プローブ光の減衰量を当該プローブ光の波長に等しい通信帯域の波長の損失量として前記光学フィルタに持たせ、同様にして通信帯域内でプローブ光の波長を変えて上記同様に求められる各波長毎の前記プローブ光の減衰量を当該各波長毎のフィルタの損失量として前記光学フィルタに持たせる」ことによって設定されており、当該光学フィルタが光増幅器内に挿入されて通信帯域の各波長の利得の波長依存性が平坦化されることを特徴とする光増幅器。