JP4560300B2 - ラマン光増幅器及びこれを用いた光伝送システム並びにラマン光増幅方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラマン光増幅器及びこれを用いた光伝送システム並びにラマン光増幅方法に関し、特に、特定の波長又は波長帯域の光の利得制御性を向上するのに好適な技術に関する。

波長多重（ＷＤＭ）伝送システムに用いられる光増幅器としては、希土類元素が添加された光増幅器〔エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）等〕と誘導ラマン散乱効果を利用するラマン光増幅器とが良く知られている。
従来、ＷＤＭ信号は、中継増幅器におけるＥＤＦＡによって集中的に増幅されていたが、ＥＤＦＡは高利得での増幅が可能な反面、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光等の雑音成分の発生量が比較的多く、これがシステム全体の伝送距離を制限する要因の一つとなっていた。即ち、光受信端局にて長距離伝送されてきた光信号を十分なレベル（パワー）で受信できたとしても、その受信光信号の品質を表す光ＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）が悪いために正常に信号を復調できないという現象が発生するのである。

そこで、このような現象を回避するために、例えば、ＥＤＦＡの直前にラマン光増幅器を配置し、このラマン光増幅器にて光伝送路（光ファイバ）による伝送損失の一部を補償した上で、ＥＤＦＡにて集中的に光信号の増幅を行なう方法が用いられるようになってきている。このようなＥＤＦＡとラマン光増幅器とを組み合わせたハイブリッド構成の利点は、ラマン光増幅器が光伝送路を利用して分布的に光信号を増幅する分布増幅型の光増幅器であるため、利得はＥＤＦＡに比べて小さいものの、ＥＤＦＡよりも低雑音での増幅が可能であることから、ＥＤＦＡのみで構成されたシステムに比して光ＳＮＲの改善効果が期待できることである。

ここで、ＷＤＭ伝送システムにおいては、中継増幅器の数が累積した場合に、利得の低いチャンネルは光信号対雑音比（光ＳＮＲ）が劣化し、利得の高いチャンネルは非線形光学効果等により波形が劣化する制限を受けるため、各チャンネルの光増幅器利得を一定に保つことが必要となる。
そこで、ラマン光増幅器においては、波長の異なる複数の励起光を非線形媒質である光ファイバ(伝送路ファイバ)に入力することにより、ＷＤＭ伝送システムに適用できる広帯域な光増幅を実現している。即ち、誘導ラマン散乱効果（ラマン利得）のピークは、励起光波長から長波長側に約１００ｎｍ（ナノメートル）（周波数で１３．２ＴＨｚ）シフトしたところに生じることが知られているから、複数の異なる励起光波長を用いることにより、主信号波長として使用できる波長帯域を拡大することが可能になる。

なお、他に、誘導ラマン散乱効果に関する技術として、下記特許文献１及び２により提案されている技術がある。
特許文献１の技術は、波長多重光送信器に関するもので、複数の波長帯を利用するＷＤＭ伝送システムにおいて、異なる波長帯の信号光間で生じる非縮退型四光波混合および相互位相変調による伝送特性劣化を低減し、また、誘導ラマン散乱による短波長側信号光の減衰を低減し、さらに複数の異なる波長帯の信号光を合波する際にデッドバンドを生じさせずに帯域を有効利用できるようにすることを目的としている。

そのため、本特許文献１に記載の技術では、短波長帯（1530〜1565nm）の信号光と長波長帯（1565〜1605nm）の信号光とを合波して光ファイバ伝送路に送出する際に、各波長帯の信号光の偏波（電界の向き）が直交するようにして偏波合成する。これにより、短波長帯の信号光と長波長帯の信号光とを偏波合成するので、ＷＤＭフィルタを用いた場合に問題となったデッドバンドが生じなくなり、帯域の有効利用を図ることが可能となり、また、帯域間の非縮退型四光波混合や相互位相変調に起因する信号劣化を低減することができ、さらに、誘導ラマン散乱による短波長帯の信号光の過剰損失を低減することができる。

即ち、非縮退型四光波混合の発生に関わる３波の信号光のうち、一方の波長帯の２波の信号光の偏波と、他方の波長帯の１波の信号光の偏波が直交するため、非縮退型四光波混合の発生効率が１／４になり、相互位相変調の発生に関わる２波の信号光の偏波が直交するため、相互位相変調の発生効率が２／３になり、励起光の偏波と増幅される信号光の偏波が直交するため、誘導ラマン散乱の発生効率が零になり、長波長帯の信号光に生じる誘導ラマン散乱により短波長側の信号光が減衰する効率も低減されるのである（段落００１０〜００１３参照）。

一方、特許文献２に記載の技術は、励起光光源ユニット、ラマン増幅器、及び光伝送システムに関するもので、増幅波長帯域内における出力信号光スペクトルの調整を可能にするための構造を提供することを目的としたもので、そのため、複数の励起光光源の少なくともいずれかを出力励起光波長が可変のものとすることにより、ラマン増幅波長帯域における励起光スペクトルの調整を可能としている（例えば、段落００１０〜００１１参照）。そして、本特許文献２の図１３に示されるように、２組の偏波合成器でそれぞれ偏波合成した２つの励起光をそれぞれデポラライザで無偏光化することにより、異なる偏波合成器で偏波合成した後の各励起光の偏波状態を一致させて、ラマン増幅利得の偏波依存性を低減することもできるようになっている（段落０１０３〜０１０７参照）。
特開２００１−４４９３４号公報 特開２００３−８６８７１号公報

広帯域で、かつ、高効率なラマン増幅器を実現することは非常に重要である。上述したように、波長の異なる複数の励起光を用いて広帯域な増幅器を構成した場合、その利得は、励起光パワーを可変したり、上記特許文献２の技術のように励起光波長を可変したりすることで制御する。
しかしながら、利得特性は、通常、波長に対してある広がり（帯域）をもっているため、特定の信号光の波長又は波長帯域を独立して利得制御する（他の信号光の波長帯域に影響を与えずに利得制御する）ことが困難である。

ラマン増幅器を用いたシステムにおいて、上記特許文献２に示すように偏光依存性を低減するために偏波合成等により近接の励起光の無偏光化した励起光複数により、増幅を実現した場合、短波長側の励起光パワーは長波長側の励起光の影響により低下する。
さらに、励起光間でラマン効果が発生し、短波長側の励起光パワーが、長波長側の励起光の影響により低下するため、効率良く増幅することが困難となる。これは、上記の特許文献１で説明されているように、長波長帯の信号光の偏波と短波長帯の信号光の偏波とが直交するように偏波合成することで低減可能であるが、依然として特定の信号光の波長又は波長帯域のみを独立して利得制御することは困難である。つまり、特許文献２の技術を特許文献１の技術に単純に適用したとしても、特定の信号光の波長又は波長帯域を独立して利得制御することは極めて困難である。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、信号光の波長又は波長帯域の利得を他の波長又は波長帯域に影響を与えることなく効率良く簡易に独立制御できるようにした、ラマン光増幅器及びこれを用いた光伝送システム並びにラマン光増幅方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のラマン光増幅器は、互いに偏波が直交し波長の異なる第１及び第２の光が入力される増幅媒体と、該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段とをそなえたことを特徴としている。
また、本発明のラマン光増幅器は、第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の偏波とそれぞれ直交する偏波をもち前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の第２の光の群とが入力される増幅媒体と、該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段とをそなえたことを特徴としている。

ここで、本発明のラマン光増幅器は、上記の各励起光の出力パワーを制御する励起光パワー制御手段をさらにそなえていてもよいし、上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段をさらにそなえていてもよい。
また、該偏波制御手段は、該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されていてもよい。

なお、該増幅媒体は、上記の第１及び第２の光並びに該励起光の偏波状態を保持する偏波保持ファイバにより構成するのが好ましい。
さらに、本発明のラマン光増幅器を用いた光伝送システムは、互いに偏波が直交し波長の異なる第１及び第２の光を送信する光送信装置と、該光送信装置からの上記各光が入力される増幅媒体、及び、該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段を有するラマン光増幅器とをそなえたことを特徴としている。

また、本発明のラマン光増幅器を用いた光伝送システムは、第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもち前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の第２の光の群とを送信する光送信装置と、該光送信装置からの上記各光の群が入力される増幅媒体、及び、該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段を有するラマン光増幅器とをそなえたことを特徴としている。

さらに、本発明のラマン光増幅方法は、互いに偏波が直交し波長の異なる第１及び第２の光を増幅媒体に入力し、該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力し、上記の各励起光の出力パワーを制御することにより上記の第１及び第２の光の利得を制御することを特徴としている。
また、本発明のラマン光増幅方法は、光が伝送される増幅媒体に励起光を入力して前記の光を増幅する方法であって、上記の伝送媒体を伝送される、互いに偏波が直交し波長の異なる複数の光と前記複数の光の偏波とそれぞれ一致し互いに波長の異なる複数の励起光とがなす偏波角を制御することにより増幅利得を制御することを特徴としている。
さらに、本発明のラマン増幅器は、互いに偏波が直交する第１及び第２の光が入力される増幅媒体と、該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段と、上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段とをそなえ、該偏波制御手段が、該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
また、本発明のラマン増幅器は、第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもつ第２の波長帯域の第２の光の群とが入力される増幅媒体と、該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段と、上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段とをそなえ、該偏波制御手段が、該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。

上記の本発明によれば、増幅媒体を伝送される光と励起光の各偏波のなす角度が一致する場合に誘導ラマン散乱の発生効率が最大となり直交する場合に最小となることから、互いに偏波の直交する光に励起光の偏波を一致させておくことで、特定の光の波長又は波長帯域の利得を、励起光パワー制御あるいは入力光及び励起光のなす偏波角の制御により他の波長又は波長帯域に影響を与えることなく効率良く簡易に独立制御することができる。

〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図で、この図１に示すシステムは、光送信ノード（光送信装置）１と集中型ラマン光増幅器１１とをそなえて構成され、光送信ノード１は、さらに、複数の光送信機１１−１〜１１−ｍ（ｍは２以上の整数）と、２つの合波器１２−１，１２−２と、２つのアイソレータ１３−１，１３−２と、偏波合成器（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）１４とをそなえて構成され、集中型ラマン光増幅器（以下、単に「ラマンアンプ」と称する）２は、複数の励起光源２１−１〜２１−ｉ（ｉは２以上の整数）と、２つの合波器２２−１，２２−２と、偏波合成器（ＰＢＳ）２３と、合波器２４と、光伝送路（偏波保持高非線形ファイバ）２５と、アイソレータ２６と、励起光パワー制御部２９Ａとをそなえて構成されている。

ここで、光送信ノード１において、光送信機１１−ｊ（ｊ＝１〜ｍ）は、それぞれ、異なる波長の信号光を送信するもので、ここでは、例えば、光送信機１１−１〜１１−ｋ（ｋは２≦ｋ＜ｍを満たす整数）を信号帯域“１”（第１の波長帯域）の同一偏波をもつ信号光（波長λ１〜λｋ）を送信するグループ、残りの光送信機１１−（ｋ＋１）〜１１−ｍを異なる信号帯域“２”（第２の波長帯域）の同一偏波をもつ信号光（波長λｋ＋１〜λｍ）を送信するグループとし、信号帯域“１”の各信号光（第１の信号光）の偏波（あるいは偏光ともいう）と信号帯域“２”の各信号光（第２の信号光）の偏波とがそれぞれ互いに直交するように設定されている。なお、信号帯域“１”及び“２”の関係は、例えば、一方が短波長帯で、他方が長波長帯である。

合波器１２−１，１２−２は、これらの信号帯域 “１”及び“２”に対応して設けられ、合波器１２−１は、信号帯域“１”用の光送信機１１−１〜１１−ｋからの各信号光を合波（波長多重）するものであり、合波器１２−２は、信号帯域“２”用の光送信機１１−（ｋ＋１）〜１１−ｍからの各信号光を合波（波長多重）するものである。
アイソレータ１３−１，１３−２は、それぞれ、合波器１２−１，１２−２の出力信号光（波長多重光）を一方向のみに透過して光送信機１１−ｊへの戻り光を防止するものであり、偏波合成器１４は、各信号帯域“１”及び“２”の信号光をそれぞれの偏波状態を保ったまま合成するもので、ここでは、上述のごとく信号帯域“１”の各信号光の偏波と信号帯域“２”の各信号光の偏波とが直交するよう設定されているから、各信号帯域“１”及び“２”の信号光は直交状態を保ったまま合成されて光伝送路２５に出力されることになる。ここで、光伝送路２５には、伝送する信号光の偏波状態を保持し非線形効果の影響が少ない偏波保持高非線形ファイバ２５を用い、信号帯域“１”及び“２”の各信号光をその偏波を保ったまま（上記直交状態を保ったまま）低損失で伝送できるようにする。

一方、ラマンアンプ２において、励起光源２１−ｐ（ｐ＝１〜ｉ）は、それぞれ、異なる波長のラマン増幅のための励起光＃ｐを出力するもので、ここでは、例えば、励起光源２１−１〜２１−ｎ（ｎは２≦ｎ＜ｉを満たす整数）の各励起光＃１〜＃ｎ（励起光群“１”：第１の励起光群）による利得特性（利得帯域）で信号帯域“１”をカバーして当該信号帯域“１”の信号光を増幅し、残りの励起光源２１−（ｎ＋１）〜２１−ｉの各励起光＃ｎ＋１〜＃ｉ（励起光群“２”：第２の励起光群）による利得帯域で信号帯域“２”をカバーして当該信号帯域“２”の信号光を増幅するようになっている。

即ち、信号帯域“１”の各信号光の偏波と励起光群“１”の各励起光＃１〜＃ｎの偏波とが一致し、信号帯域“２”の各信号光の偏波と励起光群“２”の各励起光＃ｎ＋１〜＃ｉの偏波とが一致するように、信号帯域“１”及び“２”と励起光群“１”及び“２”の偏波状態がそれぞれ設定されている。なお、励起光群“１”及び“２”の波長帯（各励起光波長）は、それぞれ、増幅すべき信号帯域“１”及び“２”に応じて最適な波長帯（例えば、各信号帯域“１”，“２”からそれぞれ約１３．２ＴＨｚ（１００ｎｍ）だけ短波長側に離れた帯域）に設定する。

合波器２２−１，２２−２は、これらの励起光群“１”及び“２”に対応して設けられ、合波器（第１の合波器）２２−１は、励起光群“１”を構成する各励起光源２１−１〜２１−ｎからの励起光を合波するものであり、合波器（第２の合波器）２２−２は、励起光群“２”を構成する各励起光源２１−（ｎ＋１）〜２１−ｉからの励起光を合波するものである。

偏波合成器２３は、これらの合波器２２−１，２２−２の各出力光をそれぞれの偏波状態を保ったまま、即ち、直交状態を保ったまま合成するもので、合成後の励起光は、合波器（第３の合波器）２４により信号光の伝送路でありラマン増幅媒体でもある上記偏波保持高非線形ファイバ２５（以下、単に偏波保持ファイバ２５と表記する）へ導入され、この偏波保持ファイバ２５内において上記直交状態を保ったまま光送信ノード１側へ伝送されるようになっている。

アイソレータ２６は、偏波保持ファイバ２５への戻り光を防止するものであり、励起光パワー制御部２９Ａは、上記の各励起光源２１−１〜２１−ｉの出力パワー（励起光パワー）を個々に制御しうるものである。
上述のごとく構成されたＷＤＭ伝送システムでは、例えば図２に模式的に示すように、偏波保持ファイバ２５内において、励起光群“１”及び“２”の波長帯域から長波長側にそれぞれ約１３．２ＴＨｚ（１００ｎｍ）だけ離れた位置に誘導ラマン散乱効果による利得ピークを有する利得帯域が発生し、これにより、信号帯域“１”の各信号光は偏波状態の一致する励起光群“１”の誘導ラマン散乱効果により効率良く増幅され、信号帯域“２”の各信号光は偏波状態の一致する励起光群“２”の誘導ラマン散乱効果により効率良く増幅されることになる。

この際、本実施形態では、励起光群“１”（“２”）の偏波と信号帯域“２”（“１”）の各信号光の偏波はそれぞれ直交状態にあるので、信号帯域“２”（“１”）の各信号光については励起光群“１”（“２”）による誘導ラマン散乱の発生効率が零になり影響を受けないことになる。なお、この図２において、実線３１が励起光＃１による利得特性、実線３２が励起光＃ｎによる利得特性、点線３３が励起光＃ｎ＋１による利得特性、点線３４が励起光＃ｉによる利得特性をそれぞれ表しており、いずれもラマン利得のピーク値から或る広がり（帯域）をもっていることを示している。

そして、かかる状態で、例えば図３に模式的に示すように、一方の励起光群“２”の励起光パワーを励起光パワー制御部２９Ａにより制御（増加）すると、励起光群“２”の偏波と信号帯域“１”の各信号光の偏波とが互いに直交しているので、励起光群“２”の利得特性（利得帯域）３３，３４と信号帯域“１”とに重複部分が生じていても、その部分での誘導ラマン散乱の発生効率が零になる。したがって、信号帯域“１”の各信号光の利得は変化させずに、信号帯域“２”の各信号光の利得のみを効率良く制御（増加又は減少）することが可能となる。逆に、他方の励起光群“１”の励起光パワーを制御すれば、信号帯域“１”の各信号光の利得のみを効率良く独立制御できる。

なお、励起光パワー制御部２９Ａによる励起光パワー制御は、保守コンソール等からの外部設定により行なっても良いし、ラマン光増幅器２の出力光を信号帯域“１”，“２”別にモニタして、そのモニタ結果に応じて自動かつ適応的に行なうようにしてもよい。
（Ａ１）変形例の説明
図４は上述した第１実施形態の変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図で、この図４に示すシステムは、図１に示すラマンアンプ２を双方向励起構成にしたものに相当する。

即ち、この図４に示すラマンアンプ２は、偏波保持ファイバ２５の前方からラマン増幅のための複数の励起光＃１〜＃ｉ（ｉは２以上の整数）を導入する前方励起光源ユニット２−１として、複数の励起光源２１−１〜２１−ｉと、２つの合波器２２−１，２２−２と、偏波合成器（ＰＢＳ）２３と、合波器２４とをそなえるとともに、偏波保持ファイバ２５の後方からラマン増幅のための複数の励起光＃ｉ＋１〜＃Ｍ（Ｍはｉ＋２以上の整数）を導入する後方励起光源ユニット２−２として、同様に、複数の励起光源２１−（ｉ＋１）〜２１−Ｍと、２つの合波器２２−１，２２−２と、偏波合成器（ＰＢＳ）２３と、合波器２４とをそなえて構成されている。

そして、この場合も、信号帯域が２つの信号帯域“１”及び“２”に分割され、各励起光源ユニット２−１，２−２のそれぞれにおいて、励起光源２１−Ｊ（Ｊ＝１〜Ｍ）は２つのグループに分割され、一方の励起光群“１”（励起光源２１−１〜２１−ｎ）及び“３”（励起光源２１−（ｉ＋１）〜２１−Ｎ）で一方の信号帯域“１”の各信号光を高効率で増幅し、他方の励起光群“２”（励起光源２１−（ｎ＋１）〜２１−ｉ）及び“４”（励起光源２１−（Ｎ＋１）〜２１−Ｍ）で他方の信号帯域“２”の各信号光を高効率で増幅するように、信号帯域“１”及び“２”と励起光群“１”，“２”，“３”，“４”の偏波状態が設定されるとともに、各励起光源２１−Ｊの励起波長＃Ｊが設定されている。

即ち、信号帯域“１”の各信号光の偏波と励起光群“１”及び“３”の偏波とを一致させるとともに、信号帯域“１”の各信号光の偏波と直交する信号帯域“２”の各信号光の偏波と励起光群“２”及び“４”の偏波とを直交させるよう、各励起光源２１−Ｊの励起波長＃Ｊを設定する。なお、図４において、符号２９Ｂは上記の各励起光源２１−１〜２１−Ｍの励起光パワーを個々に制御しうる励起光パワー制御部を表し、また、既述の符号と同一符号を付した構成要素は、それぞれ、既述のものと同一もしくは同様のものである。

このような構成により、本変形例におけるＷＤＭ伝送システムにおいても、励起光群“１”及び“３”のいずれか一方又は双方の励起光パワーを励起光パワー制御部２９Ｂにより制御（増加又は減少）すれば、一方の信号帯域“１”の各信号光の利得のみを独立して制御（増加又は減少）することができ、励起光群“２”及び“４”のいずれか一方又は双方の励起光パワーを制御すれば、他方の信号帯域“２”の各信号光の利得のみを独立して制御することができる。

なお、本例においても、励起光パワー制御部２９Ｂによる励起光パワー制御は、保守コンソール等からの外部設定により行なっても良いし、ラマン光増幅器２の出力光を信号帯域“１”，“２”別にモニタして、そのモニタ結果に応じて自動かつ適応的に行なうようにしてもよい。
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図５は本発明の第２実施形態としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図で、この図５に示すＷＤＭ伝送システムは、図１により前述したシステムに比して、光送信ノード１において、光送信機１１−１〜１１−ｍが出力する各信号光の偏波状態を合波器１２−１，１２−２での合波前に個々に調整するための偏波コントローラ１５−１〜１５−ｍが設けられるとともに、ラマンアンプ２において、各励起光源２１−１〜２１−ｎ，２１−（ｎ＋１）〜２１−ｉの励起光＃１〜＃ｎ，＃ｎ＋１〜＃ｉを対応する合波器２２−１，２２−２での合波前に個々に調整するための偏波コントローラ２７−１〜２７−ｉが設けられている点が異なる。なお、他の構成要素については、特に断らない限り、既述のものと同一若しくは同様のものである。

そして、この場合も、初期設定として、例えば、各光送信機１１−１〜１１−ｍが出力する信号光は相互に偏光状態が直交する信号帯域“１”と信号帯域“２”とに分割され、各励起光源（第１励起光源）２１−１〜２１−ｎの各励起光＃１〜＃ｎ（励起光群“１”）で信号帯域“１”の各信号光（第１の信号光）、残りの各励起光源（第２励起光源）２１−（ｎ＋１）〜２１−ｉで信号帯域“２”の各信号光（第２の信号光）をそれぞれ高効率に増幅できるよう、各信号光及び励起光波長の波長配置及び信号光と励起光＃ｐの偏波状態が設定される。

即ち、図６の上段に模式的に示すように、信号帯域“１”の各信号光の偏波と励起光群“１”の各励起光＃１〜＃ｎの偏波とが一致し、信号帯域“２”の各信号光の偏波と励起光群“２”の各励起光＃ｎ＋１〜＃ｉの偏波とが一致するように、信号帯域“１”及び“２”と励起光群“１”及び“２”の偏波状態がそれぞれ設定（調整）される。また、励起光群“１”及び“２”の波長帯（各励起光波長）は、それぞれ、増幅すべき信号帯域“１”及び“２”に応じて最適な波長帯（例えば、各信号帯域“１”，“２”からそれぞれ約１３．２ＴＨｚ（１００ｎｍ）だけ短波長側に離れた帯域）に設定される。

上述のごとく構成された本実施形態のＷＤＭ伝送システムでは、光送信ノード１における偏波コントローラ１５−ｊ（ｊ＝１〜ｍ）及びラマンアンプ２における偏波コントローラ２７−ｐ（ｐ＝１〜ｉ）のいずれか一方又は双方を制御して信号帯域及び励起光群のいずれか一方又は双方の偏波状態を調整することにより、各信号帯域“１”，“２”における信号光及び励起光がなす偏光角を制御して、信号帯域“１”及び“２”のいずれか一方の各信号光の利得を集中的に増加させ、他方の各信号光の利得は減少させる（又は変化させない）制御が可能となる。

例えば図６の下段に模式的に示すように、励起光群“２”の各励起光＃ｎ＋１〜＃ｉの偏波状態をそれぞれ偏波コントローラ２７−（ｎ＋１）〜２７−ｉにより制御して、励起光群“２”及び信号帯域“２”の偏波状態を一致状態から所要量だけずらすと、信号帯域“２”での誘導ラマン散乱の発生効率が減少するため、それに応じて、信号帯域“２”の各信号光の利得が減少する。このとき、逆に、信号帯域“１”と励起光群“２”の偏波の直交関係もくずれるので、信号帯域“１”の各信号光のうち励起光群“２”による利得特性（利得帯域）３３内の波長位置での誘導ラマン散乱の発生効率は零にならず、その部分の信号帯域“１”の信号光（一部又は全て）の利得は増加することになる。換言すれば、励起光群“２”の利得特性３３の影響を受けないように信号帯域“１”の各信号光及び励起光群“２”の波長位置が設定されていれば、信号帯域“１”の各信号の利得は変化しないことになる。

これに対し、励起光群“１”の各励起光＃１〜＃ｎの偏波状態をそれぞれ偏波コントローラ２７−１〜２７−ｎにより制御して、励起光群“１”の偏波を信号帯域“２”の偏波と一致している状態から所要量だけずらせば、それに応じて、信号帯域“１”の各信号光の利得は減少し、信号帯域“２”において励起光群“１”による利得特性（利得帯域）３２内に存在する信号光の利得は増加する（あるいは変化しない）ことになる。

なお、信号帯域“１”又は“２”の各信号光の偏波を偏波コントローラ１５−１〜１５−ｋ又は偏波コントローラ１５−（ｋ＋１）〜１５−ｍにより制御して、励起光群“１”又は“２”の偏波と一致している状態からずらすことによっても、上記と同様に、一方の信号帯域“１”又は“２”の信号光の利得を減少させ、他方の信号帯域“２”又は“１”の信号光の利得を増加させる（あるいは変化させない）ことができる。

つまり、上記の偏波コントローラ２７−１〜２７−ｉ，１５−１〜１５−ｍは、上記の信号光（第１及び第２の信号光）と対応する励起光（第１及び第２の励起光）がなす偏光角を制御する偏波制御手段としての機能を果たしていることになる。
以上のように、本実施形態によれば、或る信号帯域内の信号光の偏波と当該信号光を増幅すべき励起光の偏波とがなす偏光角を制御して、信号光及び励起光の偏波の一致又は直交関係をくずすことにより、特定の信号帯域に存在する各信号光の利得を簡易に制御することが可能となる。

（Ｂ１）第１変形例の説明
図７は第２実施形態の第１変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図で、この図７に示すシステムは、図５に示すものに比して、光送信ノード１において、合波器１２−１，１２−２の入力側ではなく出力側にそれぞれ偏波コントローラ（第１及び第２の偏波コントローラ）１６−１，１６−２が設けられるとともに、ラマンアンプ２においても、合波器２２−１，２２−２の入力側ではなく出力側にそれぞれ合波器２２−１，２２−２の出力光の偏波を制御する偏波コントローラ（第１及び第２の偏波コントローラ）２８−１，２８−２が設けられている点が異なる。なお、他の構成要素は、特に断らない限り、既述のものと同一若しくは同様のものである。

つまり、本変形例のシステムでは、偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２が信号光及び励起光がなす偏光角を制御する偏波制御手段として機能し、信号帯域“１”及び“２”の各信号光の偏波、励起光群“１”及び“２”の偏波をそれぞれ１波ずつ個別制御するのではなく、信号帯域又は励起光群単位で一括してそれぞれの偏波を制御するようになっているのである。

これにより、本変形例においても、偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２を制御することで、上述した第２実施形態と同様に、信号光の偏波と対応する励起光の偏波とがなす偏光角を制御して、一方の信号帯域“１”又は“２”の信号光の利得を減少させ、他方の信号帯域“２”又は“１”の信号光の利得は増加させる（又は変化させない）ことが可能となる。

したがって、本変形例では、図５に示す構成に比して、偏波制御の精度や自由度という面では劣るかもしれないが、必要な偏波コントローラ数は大幅に削減できるので、装置規模やコストの面で有利である。
なお、図７に示すシステム構成では、光送信ノード１及びラマンアンプ２ともに、偏波コントローラを信号帯域毎および励起光群毎に設ける構成としているが、光送信ノード１及びラマンアンプ２のいずれか一方を図５に示す構成、即ち、偏波コントローラを信号光毎又は励起光毎に設ける構成にしてもよい。また、図５及び図７に示すシステム構成では、光送信ノード１及びラマンアンプ２の双方に、偏波コントローラを設けているが、いずれか一方にのみ設けても、信号光偏波と励起光偏波とがなす偏光角を制御できる。

（Ｂ２）第２変形例の説明
図７により上述したシステムにおいて、偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２の制御は、例えば図８に示すように、ラマンアンプ２の出力側において、信号帯域“１”及び“２”の各信号光のパワーをモニタし、そのモニタ結果に基づいて、偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２の制御量を求めることによって行なうこともできる。

即ち、ラマンアンプ２の出力側に、ラマンアンプ２の出力光の一部をモニタ光として分岐する分岐カプラ５１と、このモニタ光を信号帯域“１”及び“２”毎に分波する偏光ビームスプリッタ（又は分波器）５２と、各信号帯域“１”及び“２”のモニタ光をそれぞれ受光してその受光量に応じた電気信号を出力するＰＩＮフォトダイオード等の受光素子５３，５４と、これらの受光素子５３，５４の各出力に基づいて偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２の制御量を演算により求める演算部５５とをさらにそなえる。

つまり、本変形例では、偏波制御手段として、偏波保持ファイバ２５の出力光を信号帯域“１”，“２”の信号光群別にモニタするモニタ部として、分岐カプラ５１，受光素子５３，５４をそなえるとともに、このモニタ部のモニタ結果に基づいて偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２のための制御信号を生成する制御部として、演算部５５をそなえるのである。

これにより、例えば、信号帯域“１”及び“２”の目標利得（光パワー）を演算部５５に対して設定しておけば、演算部５５において、各信号帯域“１”及び“２”のモニタ結果と目標利得との差分（誤差）がなくなるよう、偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２に必要な制御量が適応的に求められて、偏波コントローラ１６−１，１６−２，２８−１，２８−２が適応制御される。なお、かかる制御方法は、図５により前述したシステム構成に適用できることはいうまでもない。

〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図９は本発明の第３実施形態としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図で、この図９に示すシステムは、図１に示す構成に比して、第一に、光送信ノード１において、光送信機１〜ｍが、光送信機１１−１，１１−３，・・・，１１−（２ｋ−１）の奇数信号光波長グループ（λ１，λ３，・・・，λ２ｋ−１）と、光送信機１１−２，１１−４，・・・，１１−２ｋの偶数信号光波長グループ（λ２，λ４，・・・，λ２ｋ）とにグループ分けし、奇数信号光波長グループの偏波と偶数信号波長グループの偏波とを直交させ、奇数波長の信号光は合波器１２−１で、偶数波長の信号光は合波器１２−２で合波するように構成されている点が異なる。

また、第二に、ラマンアンプ２においても、励起光源２１−１〜２１−２ｎが、励起光源２１−１，２１−３，・・・，２１−（２ｎ−１）の奇数励起光波長グループと、励起光源２１−２，２１−４，・・・，２１−２ｎの偶数励起光波長グループとにグループ分けし、奇数励起光波長グループと奇数信号光波長グループの偏波を一致させるとともに、偶数励起光波長グループと偶数励起光波長グループの偏波を一致させ、奇数波長の励起光＃１，＃３，・・・，＃２ｎ−１は合波器２２−１で、残りの偶数波長の励起光＃２，＃４，・・・，＃２ｎは合波器２２−２で合波するように構成されている点が異なる。

なお、励起光＃１〜＃２ｎは、例えば、それぞれ各信号光の波長配置位置から約１３．２ＴＨｚ（１００ｎｍ）だけ短波長側に離れた位置に設定する。
このような構成により、本実施形態のＷＤＭ伝送システムでは、例えば図１０に模式的に示すように、偏波保持ファイバ２５において、偏波の９０度異なる信号光が交互に配置され、それぞれの信号光の波長配置位置で励起光による利得ピークが得られるように、各信号光の波長配置位置から約１３．２ＴＨｚ（１００ｎｍ）だけ短波長側に離れた位置に励起光波長が配置されることになる。

なお、この図１０において、実線４１が励起光＃１による利得特性、点線４２が励起光＃２による利得特性、実線４３が励起光＃３による利得特性、点線４４が励起光＃４による利得特性をそれぞれ表している。ただし、この場合、１つの励起光による利得特性で２波以上の同じ偏波の信号光が増幅されないよう、信号光間及び励起光間には一定の波長間隔を空けておく。

こうしておくことで、例えば図１１に模式的に示すように、励起光源２１−２の出力パワーを励起光パワー制御部２９Ａにより制御（増加）して励起光＃２のパワーを増加すると、この励起光＃２による利得特性（利得帯域）４２内に存在する、当該励起光＃２の偏波と一致する信号光λ２のみが誘導ラマン散乱効果により増幅され、他の信号光λ１，λ３及びλ４の利得は励起光＃２による利得特性４２の影響を受けない波長位置に存在しない限り変化しないことになる。なお、励起光＃２と同じ偏波の信号光λ４が増幅されないのは、上記のように励起光＃２による利得特性４２で信号光λ４が増幅されないよう波長間隔を設定しているからである。他の信号光λ１，λ３又はλ４のパワーのみを制御したい場合も、同様に、対応する励起光＃１，＃３又は＃４のパワーのみを制御すればよい。

このように、本実施形態によれば、信号光の偏波と一致する励起光パワーを制御することにより、信号光波長単位でその利得を他波長に影響を与えることなく簡易に独立制御することが可能となる。
なお、この場合も、上記の励起光パワー制御部２９Ａによる励起光パワー制御は、保守コンソール等からの外部設定により行なっても良いし、ラマン光増幅器２の出力光を信号帯域“１”，“２”別にモニタして、そのモニタ結果に応じて自動かつ適応的に行なうようにしてもよい。

（Ｃ１）変形例の説明
図１２は上述した第３実施形態の変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図で、この図１２に示すシステムは、図９に示すシステム構成において、図５に示すシステム構成と同様に、光送信ノード１に、各光送信機１１−１〜１１−２ｋが出力する各信号光の偏波状態を合波器１２−１，１２−２での合波前に個々に調整するための偏波コントローラ１５−１〜１５−２ｋを設けるとともに、ラマンアンプ２に、各励起光源２１−１〜２１−２ｎの励起光＃１〜＃２ｎを合波器２２−１，２２−２での合波前に個々に調整するための偏波コントローラ２７−１〜２７−２ｎを設けた構成に相当する。なお、この図１２においても、既述の符号と同一符号を付したものは既述のものと同一若しくは同様のものである。

そして、初期状態において、例えば図９により上述したシステムと同様に、奇数信号光波長グループの各信号光は、奇数励起光波長グループの励起光で増幅され、偶数信号波長グループの各信号光は、奇数励起光波長グループの偏波と直交する偶数励起光波長グループの励起光でそれぞれ増幅されるよう、それぞれの偏波状態を設定しておく。
かかる状態で、例えば、励起光＃２の偏波のみを偏波コントローラ２７−２で制御すると、励起光＃２の偏波と増幅されるべき信号光λ２の偏波とが一致状態からずれるので、誘導ラマン散乱の発生効率がピークよりも下がり、信号光λ２の利得が減少することになる。このとき、逆に、それまで励起光＃２の偏波と直交関係にあった隣接する他の信号光λ１，λ３のうち、励起光＃２による利得特性４２（図１１参照）内に存在する信号光の偏波が励起光＃２の偏波と直交しなくなるので、誘導ラマン散乱の発生効率が零にならず、当該信号光の利得は増加することになる。他の励起光の偏波状態を制御した場合も同様である。また、励起光ではなく信号光の偏波状態を制御して信号光と励起光の偏波の一致状態及び直交関係をくずすことによっても、信号光の利得を簡易に制御することができる。

このように、本実施形態によれば、或る波長の信号光及び対応する励起光がなす偏光角を制御して、これらの信号光及び励起光の偏波の一致又は直交関係をくずすことにより、特定波長の信号光の利得を簡易に制御することが可能となる。
なお、この場合の偏波制御についても、図８により前述した同様の手法を適用して適応的に行なうことが可能である。

〔Ｄ〕その他
上述した実施形態では、信号光の利得制御を、励起光パワーの制御及び偏光角の制御のいずれか一方を行なうことによって実現する場合について説明したが、双方の制御を行なうようにしてもよい。
また、上述した例では、信号帯域を２つに分割した場合について説明したが、３つ以上に分割する場合においても、隣接する信号帯域で信号光の偏波を直交させ、それぞれの信号帯域で励起光の偏波を信号光の偏波と一致させることで、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、上述した例では、増幅媒体としての偏波保持ファイバ２５に入力される入力光が信号光、つまり、変調された光信号である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばキャリア光やパイロット光等の信号光以外の光でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
また、上述した例では、信号帯域“１”（“２”）をカバーする励起光数を複数としているが、勿論、或る信号帯域内の複数の光を１つの励起光でカバーすることが可能である（励起光数は必ずしも複数である必要はない）。

そして、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔Ｅ〕付記
（付記１）
互いに偏波が直交する第１及び第２の光が入力される増幅媒体と、
該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器。

（付記２）
第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもつ第２の波長帯域の第２の光の群とが入力される増幅媒体と、
該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器。

（付記３）
該励起手段が、複数の該第１の励起光と複数の該第２の励起光とを該増幅媒体に入力するように構成されたことを特徴とする、付記２記載のラマン光増幅器。
（付記４）
上記の各励起光の出力パワーを制御する励起光パワー制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載のラマン光増幅器。

（付記５）
上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載のラマン光増幅器。
（付記６）
該励起手段が、
該第１の励起光を出力する第１励起光源と、
該第２の励起光を出力する第２励起光源と、
上記の各励起光源の出力光をそれぞれの偏波を保持しつつ合成する偏波合成器と、
該偏波合成器の出力光を該増幅媒体に導入する合波器とをそなえて構成されるとともに、
該偏波制御手段が、
上記の各励起光源毎に設けられた偏波コントローラをそなえて構成されたことを特徴とする、付記５記載のラマン光増幅器。

（付記７）
該励起手段が、
複数の該第１の励起光を出力する複数の第１励起光源と、
複数の該第２の励起光を出力する複数の第２励起光源と、
該第１励起光源の各出力光を合波する第１の合波器と、
該第２励起光源の各出力光を合波する第２の合波器と、
上記の各合波器の出力光をそれぞれの偏波を保持しつつ合成する偏波合成器と、
該偏波合成器の出力光を該増幅媒体に導入する第３の合波器とをそなえて構成されるとともに、
該偏波制御手段が、
該第１の合波器の出力光の偏波を制御する第１の偏波コントローラと、
該第２の合波器の出力光の偏波を制御する第２の偏波コントローラとをそなえて構成されたことを特徴とする、付記５記載のラマン光増幅器。

（付記８）
該偏波制御手段が、
該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、
該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記５〜７のいずれか１項に記載のラマン光増幅器。

（付記９）
該増幅媒体が、上記第１及び第２の光並びに該励起光の偏波状態を保持する偏波保持ファイバにより構成されていることを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項に記載のラマン光増幅器。
（付記１０）
互いに偏波が直交する第１及び第２の光を送信する光送信装置と、
該光送信装置からの上記各光が入力される増幅媒体、及び、該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段を有するラマン光増幅器とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器を用いた光伝送システム。

（付記１１）
第１の波長帯域の同一偏波をもつ光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもつ第２の波長帯域の第２の光の群とを送信する光送信装置と、
該光送信装置からの上記各光の群が入力される増幅媒体、及び、該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段を有するラマン光増幅器とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器を用いた光伝送システム。

（付記１２）
該励起手段が、複数の該第１の励起光と複数の該第２の励起光とを該増幅媒体に入力するように構成されたことを特徴とする、付記１１記載のラマン光増幅器を用いた光伝送システム。
（付記１３）
該ラマン光増幅器が、上記の各励起光の出力パワーを制御する励起光パワー制御手段をそなえていることを特徴とする、付記１０〜１２のいずれか１項に記載のラマン光増幅器を用いた光伝送システム。

（付記１４）
上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記１０〜１２のいずれか１項に記載のラマン光増幅器を用いた光伝送システム。
（付記１５）
該偏波制御手段が、
該光送信装置に設けられた、該第１の光の偏波を制御する第１の光偏波コントローラと、該第２の光の偏波を制御する第２の光偏波コントローラとで構成されたことを特徴とする、付記１４記載のラマン光増幅器を用いた光伝送システム。

（付記１６）
該偏波制御手段が、
該ラマン光増幅器に設けられた、該第１の励起光の偏波を制御する第１の励起光偏波コントローラと、該第２の励起光の偏波を制御する第２の励起光偏波コントローラとで構成されたことを特徴とする、付記１４記載のラマン光増幅器を用いた光伝送システム。

（付記１７）
該増幅媒体が、上記第１及び第２の光並びに該励起光の偏波状態を保持する偏波保持ファイバにより構成されていることを特徴とする、付記１０〜１６のいずれか１項に記載のラマン光増幅器を用いた光伝送システム。
（付記１８）
互いに偏波が直交する第１及び第２の光を増幅媒体に入力し、
該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力し、
上記の各励起光の出力パワーを制御することにより上記第１及び第２の光の利得を制御することを特徴とする、ラマン光増幅方法。

（付記１９）
光が伝送される増幅媒体に励起光を入力して前記の光を増幅するラマン光増幅方法であって、
上記の伝送媒体を伝送される光と該励起光とがなす偏波角を制御することにより増幅利得を制御することを特徴とする、ラマン光増幅方法。

以上詳述したように、本発明によれば、特定の入力光の波長又は波長帯域の利得を、励起光パワー制御あるいは入力光及び励起光のなす偏波角の制御により他の波長又は波長帯域に影響を与えることなく簡易に独立制御可能なラマン光増幅器及び光伝送システムを実現することができるので、光通信技術分野において極めて有用であると考えられる。

本発明の第１実施形態としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。 図１に示すＷＤＭ伝送システムにおける信号光及び励起光の波長配置及び偏波状態の一例を示す模式図である。 図１に示すＷＤＭ伝送システムにおける励起光パワー制御による利得特性変化例を示す模式図である。 第１実施形態の変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。 図５に示すＷＤＭ伝送システムにおける励起光偏光制御による利得特性変化例を示す模式図である。 第２実施形態の第１変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の第２変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。 図９に示すＷＤＭ伝送システムにおける信号光及び励起光の波長配置及び偏波状態の一例を示す模式図である。 図９に示すＷＤＭ伝送システムにおける励起光パワー制御による利得特性変化例を示す模式図である。 第３実施形態の変形例としてのＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 光送信ノード（光送信装置）
１１−１〜１１−ｍ，１１−１〜１１−ｋ 光送信機
１２−１，１２−２ 合波器
１３−１，１３−２ アイソレータ
１４ 偏波合成器（ＰＢＳ）
１５−１〜１５−ｍ，１５−１〜１５−２ｋ 偏波コントローラ（偏波制御手段）
１６−１，１６−２ 偏波コントローラ（偏波制御手段）
２ ラマン光増幅器
２−１ 前方励起光源ユニット
２−２ 後方励起光源ユニット
２１−１〜２１−ｉ，２１−１〜２１−Ｍ 励起光源
２２−１，２２−２ 合波器（第１及び第２の合波器）
２３ 偏波合成器（ＰＢＳ）
２４ 合波器（第３の合波器）
２５ 光伝送路（偏波保持高非線形ファイバ；増幅媒体）
２６ アイソレータ
２７−１〜２７−ｉ，２７−１〜２７−２ｎ 偏波コントローラ（偏波制御手段）
２８−１，２８−２ 偏波コントローラ（偏波制御手段）
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ 励起光パワー制御部
５１ 分岐カプラ
５２ ＰＢＳ（又は分波器）（モニタ部）
５３，５４ 受光素子（モニタ部）
５５ 演算部（制御部）

Claims (12)

1. 互いに偏波が直交し波長の異なる第１及び第２の光が入力される増幅媒体と、
   該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器。
2. 第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもち前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の第２の光の群とが入力される増幅媒体と、
   該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器。
3. 上記の各励起光の出力パワーを制御する励起光パワー制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のラマン光増幅器。
4. 上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のラマン光増幅器。
5. 該偏波制御手段が、
   該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、
   該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項４記載のラマン光増幅器。
6. 該増幅媒体が、上記第１及び第２の光並びに該励起光の偏波状態を保持する偏波保持ファイバにより構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のラマン光増幅器。
7. 互いに偏波が直交し波長の異なる第１及び第２の光を送信する光送信装置と、
   該光送信装置からの上記各光が入力される増幅媒体、及び、該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段を有するラマン光増幅器とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器を用いた光伝送システム。
8. 第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもち前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の第２の光の群とを送信する光送信装置と、
   該光送信装置からの上記各光の群が入力される増幅媒体、及び、該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段を有するラマン光増幅器とをそなえたことを特徴とする、ラマン光増幅器を用いた光伝送システム。
9. 互いに偏波が直交し波長の異なる第１及び第２の光を増幅媒体に入力し、
   該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致し前記第１の励起光と波長の異なる第２の励起光とを該増幅媒体に入力し、
   上記の各励起光の出力パワーを制御することにより上記の第１及び第２の光の利得を制御することを特徴とする、ラマン光増幅方法。
10. 光が伝送される増幅媒体に励起光を入力して前記の光を増幅するラマン光増幅方法であって、
    上記の伝送媒体を伝送される、互いに偏波が直交し波長の異なる複数の光と前記複数の光の偏波とそれぞれ一致し互いに波長の異なる複数の励起光とがなす偏波角をそれぞれ制御することにより増幅利得を制御することを特徴とする、ラマン光増幅方法。
11. 互いに偏波が直交する第１及び第２の光が入力される増幅媒体と、
    該第１の光の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段と、
    上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段とをそなえ、
    該偏波制御手段が、
    該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、
    該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、ラマン光増幅器。
12. 第１の波長帯域の同一偏波をもつ第１の光の群と、当該第１の光の群の各偏波とそれぞれ直交する偏波をもつ第２の波長帯域の第２の光の群とが入力される増幅媒体と、
    該第１の光の群の偏波と一致する第１の励起光と、該第２の光の群の偏波と一致する第２の励起光とを該増幅媒体に入力する励起手段と、
    上記の第１の光及び励起光がなす偏波角と上記の第２の光及び励起光がなす偏波角とを制御する偏波制御手段とをそなえ、
    該偏波制御手段が、
    該増幅媒体の出力光を上記第１及び第２の光の群別にモニタするモニタ部と、
    該モニタ部のモニタ結果に基づいて該偏波コントローラのための制御信号を生成する制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、ラマン光増幅器。

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