JP5119998B2 - 光増幅装置および光増幅装置の駆動方法 - Google Patents

光増幅装置および光増幅装置の駆動方法 Download PDF

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Description

この発明は、高非線形媒体を用いてラマン増幅を行うラマン増幅器を使用した光増幅装置および光増幅装置の駆動方法に関する。
従来、一般的な光通信システムにおいて、送信器から送り出された信号光には、伝送路を伝搬することにより損失が発生する。このため、受信器到逹時には信号光の強度が小さくなる。受信器に到逹した信号光の強度が所定値以下になると、受信エラーとなり正常に伝送することができない。したがって、送信器と受信器との間に光増幅器を配置して信号光を増幅することにより、損失を補償する方式が用いられている。
長距離伝送において、光増幅器は特に重要な光部品となる。近年のインターネットの普及による通信需要の増加に伴い、光増幅器の広帯域性を生かした波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムの導入がされている。さらに、波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐによる波長ルーチング機能を有したＷＤＭシステムが、光増幅器と共に都市内（メトロ）リングネットワークにも導入されている。
光増幅器としては、希土類添加光ファイバ増幅器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、光ファイバラマン増幅器などがあげられる。希土類添加光ファイバ増幅器の希土類としては、１５２５〜１６２５ｎｍの波長帯域を増幅するＥｒ（エルビウム）や、１４８０〜１５１０ｎｍの波長帯域を増幅するＴｍ（ツリウム）、１３００ｎｍの波長帯域を増幅するＰｒ（プラセオジウム）などがあげられる。
現在、光通信システムにおいて主に用いられているＥｒ添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）は、高い利得特性、低い雑音指数（ＮＦ：Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ）、および大きな飽和出力パワー（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ）特性を有する。
光通信システムにおける光増幅器の配置形態としては、送信器の出力側に配置されるポストアンプ、受信器の手前に配置されるプリアンプ、または多段中継する場合に用いられるインランアンプなどがあげられる。ＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ ＷＤＭ）システムは、１４７０ｎｍから１６１０ｎｍの広範囲な波長帯域を２０ｎｍの粗い間隔で波長分割多重するため、比較的安い合分波光デバイスで構成することができる。
ＣＷＤＭシステムにおいて光増幅器を用いれば、１００ｋｍ以上の伝送も可能となる。ＣＷＤＭシステムにおいては、ＥＤＦＡでは増幅しにくい１４７０ｎｍ波長帯域（Ｓ−Ｂａｎｄ）の信号を増幅し、かつ広帯域を確保するために、増幅帯域を自由に選択できる光ファイバを用いたラマン増幅器が使用されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
ラマン増幅器（Ｒａｍａｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）は、光ファイバ内でのラマン増幅を利用した光増幅器である。ラマン増幅は、光ファイバに励起光（ｐｕｍｐｉｎｇ ｌｉｇｈｔ）を入力した際に発生する誘導ラマン散乱（Ｒａｍａｎ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）によって信号光を増幅する。ラマン増幅器は雑音指数が低いという特徴を有する。
光通信システムにおけるラマン増幅器としては、伝送路における光ファイバを増幅媒体とし、端局から光ファイバに励起光を入力する分布定数型ラマン増幅器と、高非線形光ファイバモジュールを端局に配置して励起光を入力する集中定数型ラマン増幅器があげられる。ＣＷＤＭシステムにおいては、通常、効率的なラマン増幅を行うことができる集中定数型ラマン増幅器（以下、「集中ラマン増幅器」という）が用いられている。
特開２００６−７４３４４号公報
しかしながら、上述した集中ラマン増幅器においては、高非線形媒体を用いてラマン増幅を行うため、ラマン増幅の他に様々な非線形現象が発生し、ラマン増幅した信号光に雑音光が発生するという問題がある。ラマン増幅以外の非線形現象としては、自己位相変調（ＳＰＭ：Ｓｅｌｆ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、相互位相変調（ＸＰＭ：ｃｒｏｓｓ Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ：Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）、四光波混合（Ｆｏｕｒ Ｗａｖｅ Ｍｉｘｉｎｇ：ＦＷＭ）などがあげられる。
特に、誘導ブリユアン散乱は波長（周波数）変換を伴う非線形現象であり、誘導ブリユアン散乱によって信号光の波長とは異なる波長の雑音光が発生する。このため、ＷＤＭシステムにおいて、信号光に誘導ブリユアン散乱が発生すると、雑音光が隣接チャネルへ漏れ込むクロストークが生じ、隣接チャネルの信号光を劣化させるという問題がある。
誘導ブリユアン散乱は、高非線形媒体において、信号光とは反対方向に伝搬する。このため、誘導ブリユアン散乱は、一方向の光通信システムでは問題とならないと考えられていた。また、双方向の光通信システムにおいても、波長シフト量が０．０１ｎｍオーダーであり、他の信号光へのクロストークはないものと考えられていた。
しかし、集中ラマン増幅器のように、比較的距離が短い高非線形媒体を用いて急激なラマン増幅を行う場合は、誘導ブリユアン散乱が連鎖的に発生し、波長シフト量が数十ｎｍにも広がることが分かった。このため、集中ラマン増幅器を用いたＷＤＭシステムにおいては、誘導ブリユアン散乱による他の信号光へのクロストークが発生する。
図１８は、集中ラマン増幅器の出力光のスペクトルを示すグラフ（入力強度低）である。図１８においては、波長１５６７ｎｍの光を十分に低い強度で集中ラマン増幅器へ入力した場合の出力光のスペクトルを示している。このときは、誘導ブリユアン散乱は発生せず、入力された光が増幅された成分１８１０のみ出力される。
図１９は、集中ラマン増幅器の出力光のスペクトルを示すグラフ（入力強度高）である。図１９においては、波長１５６７ｎｍの光を、図１８に示した場合よりも２．３ｄＢｍ増幅した強度で集中ラマン増幅器へ入力した場合の出力光のスペクトルを示している。このときは、誘導ブリユアン散乱が発生し、入力された光が増幅された成分１８１０と、誘導ブリユアン散乱によって発生した雑音光の成分１９１０が出力される。
このように、誘導ブリユアン散乱は、高非線形媒体へ入力される光の強度が一定の強度を超えると発生する。このため、誘導ブリユアン散乱は、たとえば、ＷＤＭシステムにおいて、新たなＬＤ（Ｌａｓｏｒ Ｄｉｏｄｅ）を駆動してチャネルを増設し、高非線形媒体へ入力される光のトータルの強度が急激に増加した場合に発生することが多い。
図２０は、チャネル追加時の集中ラマン増幅器の出力光を示すグラフ（その１）である。図２０において、横軸は時間を示している。縦軸は光の強度を示している。符号２０１０は、集中ラマン増幅器へ入力される光を示している。符号２０２０は、集中ラマン増幅器の出力光を示している。期間Ｔ１は、ＷＤＭシステムにおいて波長１５３０．８ｎｍの送信器のみが駆動されている期間である。
期間Ｔ１の後の時点ｔ１は、波長１５１２．９ｎｍの送信器が新たに駆動されたタイミングを示している。時点ｔ１の後の期間Ｔ２は、新たに追加された送信器の出力光が連続光を出力している期間である。期間Ｔ２の後の期間Ｔ３は、新たに追加された送信器の出力光が変調されている期間である。
従来の光増幅装置においては、図２０に示すように、期間Ｔ２において、出力光２０２０に誘導ブリユアン散乱による雑音光が発生していることが分かる。ここでは、約±２．５ｄＢの雑音光（符号２０４０）が出力光２０２０に発生した。
図２１は、チャネル追加時の集中ラマン増幅器の出力光を示すグラフ（その２）である。図２１において、図２０に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１は、図２０において、波長１５１２．９ｎｍの送信器に代えて、波長１５１０ｎｍの送信器を新たに追加する場合の出力光を示している。期間Ｔ１は、ＷＤＭシステムにおいて波長１５３０．８ｎｍの送信器のみが駆動されている期間である。
期間Ｔ１の後の時点ｔ１は、波長１５１０ｎｍの送信器が新たに駆動されたタイミングを示している。時点ｔ１の後の期間Ｔ２は、波長１５１０ｎｍの送信器が連続光を出力している期間である。図２１に示すように、期間Ｔ２においては、出力光２０２０に誘導ブリユアン散乱による雑音光が発生し続けていることが分かる。
これに対して、誘導ブリユアン散乱は信号光の長波長側に発生すること（図１９を参照）を利用して、チャネルの増設時に、インサービス中のチャネルの長波長側にチャネルを追加することが考えられる。これにより、誘導ブリユアン散乱による他の信号光へのクロストークは回避できるが、チャネルの増設の順序が厳しく制限されるという問題がある。
開示の光増幅装置および光増幅装置の駆動方法は、上述した問題点を解消するものであり、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この光増幅装置は、供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、前記駆動電力を供給して前記光源を駆動するとともに、前記ラマン増幅器を通過する前記光の強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に前記変調手段へ前記変調信号を入力する駆動手段と、を備えることを要件とする。
上記構成によれば、集中ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する前に、集中ラマン増幅器へ入力される光を変調し、光の線幅を拡大することができる。これにより、誘導ブリユアン散乱の発生する条件が変化して、光源が出力する光の強度を運用レベルまで増加させても誘導ブリユアン散乱が発生しない。
開示の光増幅装置および光増幅装置の駆動方法によれば、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光増幅装置および光増幅装置の駆動方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図１において、実線矢印は光の流れを示し、点線矢印は電気の流れを示す（以下のブロック図でも同様）。図１に示すように、実施の形態１にかかる光増幅装置１００は、光を生成して変調し、ラマン増幅する装置である。光増幅装置１００は、ＬＤ１１０と、変調器１２０と、集中ラマン増幅器１３０と、駆動部１４０と、メモリ１５０と、を備えている。
ＬＤ１１０は、光（連続光）を生成し、生成した光を変調器１２０へ出力する光源である。ＬＤ１１０は、駆動部１４０によって供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する。変調器１２０は、ＬＤ１１０から出力された光を変調して集中ラマン増幅器１３０へ出力する。変調器１２０は、駆動部１４０によって入力される変調信号に応じて光を変調し、変調信号が入力されない場合は光を変調しない。
変調器１２０の変調方式には、強度変調や位相変調などの各種変調方式を用いることができる。ＬＤ１１０と変調器１２０は、別々に形成されてもよいし、一体的に形成されてもよい。ここでは、変調器１２０は、ＬＤ１１０から出力された光を変調する外部変調器として構成されているが、ＬＤ１１０と一体化した内部変調器として構成してもよい。
集中ラマン増幅器１３０は、変調器１２０から出力された光信号を増幅する。駆動部１４０は、制御部１４１と、ドライバ１４２と、ドライバ１４３と、を備えている（Ｄｒｉｖｅｒ）。制御部１４１は、ドライバ１４２を介してＬＤ１１０へ駆動電力を供給することにより、ＬＤ１１０を駆動する。また、制御部１４１は、ドライバ１４３を介して変調器１２０へ変調信号を入力することにより、変調器１２０による変調を制御する。
制御部１４１は、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が、集中ラマン増幅器１３０において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に変調器１２０へ変調信号を入力し、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光に変調をかける。制御部１４１は、たとえば、ＬＤ１１０へ駆動電力を供給する以前に変調器１２０へ変調信号を入力する。
制御部１４１は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。ドライバ１４２は、たとえば、制御部１４１からデジタル信号として出力される駆動電力をアナログ変換してＬＤ１１０へ出力するＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ）コンバータである。また、ドライバ１４３は、制御部１４１からデジタル信号として出力される変調信号をアナログ変換して変調器１２０へ出力するＤＡコンバータである。
メモリ１５０は、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光の強度が、集中ラマン増幅器１３０において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える閾値を制御部１４１が判断するための情報を記憶する記憶手段である。たとえば、メモリ１５０には、誘導ブリユアン散乱が発生するときの駆動電力が電力閾値として記憶される。また、メモリ１５０には、誘導ブリユアン散乱が発生するときの、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光の強度が強度閾値として記憶されてもよい。
図２は、図１に示した集中ラマン増幅器の具体的な構成例を示すブロック図である。集中ラマン増幅器１３０は、高非線形媒体および励起光を用いて効率的にラマン増幅を行うラマン増幅器である。図２に示すように、集中ラマン増幅器１３０は、アイソレータ１３１と、励起光源１３２と、合波カプラ１３３と、高非線形光ファイバ１３４と、励起光源１３５と、合波カプラ１３６と、アイソレータ１３７と、を備えている。
アイソレータ１３１は、変調器１２０から出力された光を合波カプラ１３３へ出力する。また、アイソレータ１３１は、合波カプラ１３３から出力される光を遮断する。これにより、励起光源１３５から出力された励起光が集中ラマン増幅器１３０の前段へ漏出することを回避することができる。
励起光源１３２は、励起光を生成して合波カプラ１３３へ出力する。合波カプラ１３３は、アイソレータ１３１から出力された光を高非線形光ファイバ１３４へ出力する。また、合波カプラ１３３は、励起光源１３２から出力された励起光を、アイソレータ１３１から出力された光と合波して高非線形光ファイバ１３４へ出力する。
高非線形光ファイバ１３４（ＨＮＬＦ：Ｈｉｇｈｌｙ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｆｉｂｅｒ）は、合波カプラ１３３から出力された光および励起光を通過させて合波カプラ１３６へ出力する高非線形光媒体である。また、高非線形光ファイバ１３４は、合波カプラ１３６から出力された励起光を通過させて合波カプラ１３３へ出力する。励起光源１３５は、励起光を生成して合波カプラ１３６へ出力する。
また、高非線形光ファイバ１３４に代えて、分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ）や分散フラットファイバ（ＤＦＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｆｌａｔｔｅｎｅｄ Ｆｉｂｅｒ）などのラマン利得係数が大きい高非線形媒体を設けてもよい。
合波カプラ１３６は、励起光源１３５から出力された励起光を高非線形光ファイバ１３４へ出力する。また、合波カプラ１３６は、高非線形光ファイバ１３４から出力された光をアイソレータ１３７へ出力する。アイソレータ１３７は、合波カプラ１３６から出力された光を集中ラマン増幅器１３０の外部へ出力する。
集中ラマン増幅器１３０は、高非線形光ファイバ１３４に対して前段から励起光を入力する前方ラマン増幅と、高非線形光ファイバ１３４に対して後段から励起光を入力する後方ラマン増幅と、を組み合わせたラマン増幅器である。このため、集中ラマン増幅器１３０は、効率的なラマン増幅を行うことができる。
なお、集中ラマン増幅器１３０を、励起光源１３５および合波カプラ１３６を省いて励起光源１３２が出力する励起光のみでラマン増幅を行う前方ラマン増幅器として構成してもよいし、励起光源１３２および合波カプラ１３３を省いて励起光源１３５の励起光のみでラマン増幅を行う後方ラマン増幅器として構成してもよい。
図３は、集中ラマン増幅器によるラマン増幅の概略を示すグラフである。図３において、横軸は光の波長を示している。縦軸は光の強度を示している。符号３１０（Ｓｉｇｎａｌ）は、変調器１２０から出力され、高非線形光ファイバ１３４を通過する光を示している。符号３２０（Ｐｕｍｐ：Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ）は、励起光源１３２および励起光源１３５から出力されて高非線形光ファイバ１３４を通過する励起光を示している。
符号３３０は、光３１０に含まれるＡＳＳ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）雑音を示している。高非線形光ファイバ１３４に励起光３２０を通過させると、誘導ラマン散乱によって励起光３２０の波長より１００ｎｍほど長波長側にラマン利得が生じる。したがって、励起光３２０の波長を、光３１０の波長よりも１００ｎｍほど短波長側に設定すれば光３１０を増幅することができる。
図４は、集中ラマン増幅器における誘導ブリユアン散乱を示すグラフである。図４において、横軸は、集中ラマン増幅器１３０の高非線形光ファイバ１３４のファイバ長を示している。縦軸は光の強度を示している。符号４１０は、高非線形光ファイバ１３４を通過する光（図３の光３１０に対応）を示している。光４１０の波長をλ１とする。
高非線形光ファイバ１３４を通過する光４１０は、高非線形光ファイバ１３４を通過する間にラマン増幅される。高非線形光ファイバ１３４を通過した光４１０の強度は、高非線形光ファイバ１３４へ入力されるときの強度に、ラマン利得を加え、高非線形光ファイバ１３４によるファイバ損失を差し引いた強度となる。
閾値４１１は、高非線形光ファイバ１３４を通過する光４１０の強度の、高非線形光ファイバ１３４において誘導ブリユアン散乱が発生する閾値を示している。光４１０の強度が閾値４１１を超えると、高非線形光ファイバ１３４において、光４１０と反対方向に進行する誘導ブリユアン散乱４２０が発生する。誘導ブリユアン散乱４２０の波長は、光の波長λ１からΔλだけシフトしたλ１＋Δλである。
さらに、誘導ブリユアン散乱４２０も、光４１０と同様に高非線形光ファイバ１３４においてラマン増幅される。誘導ブリユアン散乱４２０の強度が閾値４１１を超えると、高非線形光ファイバ１３４において、誘導ブリユアン散乱４２０と反対方向に進行する誘導ブリユアン散乱４３０が発生する。誘導ブリユアン散乱４３０の波長は、誘導ブリユアン散乱４２０の波長λ１＋ΔλからΔλだけシフトしたλ１＋２×Δλである。
図示しないが、誘導ブリユアン散乱４３０も、高非線形光ファイバ１３４においてラマン増幅され、強度が閾値４１１を超えると新たな誘導ブリユアン散乱を発生させる。このように、集中ラマン増幅器１３０においては、高非線形光ファイバ１３４によって急激なラマン増幅を行うため、誘導ブリユアン散乱が連鎖的に発生する。
図５は、誘導ブリユアン散乱が連鎖的に発生した場合のスペクトルを示すグラフである。図５において、横軸は集中ラマン増幅器１３０の出力光の波長［ｎｍ］を示している。縦軸は光の強度［ｄＢｍ］を示している。光成分５１０は、高非線形光ファイバ１３４へ入力された光（図４の光４１０）が増幅された成分（波長１５４９．７６ｎｍ）である。
光成分５１０より長波長側の光成分５２０は、連鎖的に発生した誘導ブリユアン散乱の成分である。ここでは、光成分５２０は、２９．２ｎｍにわたり、０．１４８ｎｍ（図４のΔλ）間隔で１９８波まで観測された。このように、集中ラマン増幅器１３０において連鎖的に発生する誘導ブリユアン散乱は、広帯域におよぶ波長変換を伴うため、ＷＤＭシステムにおいては他のチャネルへのクロストークを発生させ、信号品質を劣化させる。
ここで、高非線形光ファイバ１３４を通過する光の強度の、高非線形光ファイバ１３４において誘導ブリユアン散乱が発生する閾値（図４の閾値４１１）について説明する。高非線形光ファイバ１３４において、誘導ブリユアン散乱が発生する閾値Ｐｔｈは、下記（１）式によって示すことができる。
Figure 0005119998
上記（１）式において、Ｇｂは、高非線形光ファイバ１３４のブリユアン利得係数である。ブリユアン利得係数Ｇｂは、溶解石英においては５×１０-11ｍＷ程度である。δνｂは、ブリユアン利得である。ブリユアン利得δνｂは、たとえば高非線形光ファイバ１３４へ入力される光の波長が１．５５μｍの場合は１００ＭＨｚ程度である。
δνｓは、高非線形光ファイバ１３４へ入力される光の線幅（スペクトル線幅）である。たとえば、ＷＤＭ光伝送システムで一般的に用いられるＤＦＢＬＤが出力する光の線幅δνｓは数ＭＨｚ程度である。定数２１は、線幅δνｓによって決まる値の近似値である。Ａｅｆｆは、高非線形光ファイバ１３４の有効コア断面積である。有効コア断面積Ａｅｆｆは、高非線形光ファイバ１３４のモードフィールド径ＭＤＦの関数として、下記（２）式によって示すことができる。
Ａｅｆｆ＝π（ＭＦＤ／２）2 …（２）
また、上記（１）式において、Ｌｅｆｆは、高非線形光ファイバ１３４の有効ファイバ長である。有効ファイバ長Ｌｅｆｆは下記（３）式によって示すことができる。
Ｌｅｆｆ＝｛１−ｅｘｐ（−αＬ）｝／α …（３）
上記（１）式において、Ａｅｆｆ＝４６．５μｍ2、ＭＦＤ＝７．７μｍ、Ｌｅｆｆ＝７８４６ｍ、Ｌ＝１００００ｍ、α＝５．１×１０-5／ｍ：０．２２ｄＢ／ｋｍ、Ｇｂ＝５×１０-11ｍ／Ｗ、δνｂ＝１００ＭＨｚ、δνｓ＝１ＭＨｚとして閾値Ｐｔｈを算出すると、Ｐｔｈ＝２．７ｍＷとなる。
図６は、入力光の強度と誘導ブリユアン散乱との関係を示すグラフである。図６において、横軸は、高非線形光ファイバ１３４へ入力される光の強度（入力強度）［ｍＷ］を示している。縦軸は、高非線形光ファイバ１３４において発生する誘導ブリユアン散乱の強度（ＳＢＳ強度）［ｍＷ］を示している。図６は、１０ｋｍのＤＳＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ）を用いた場合の実験結果を示している。
図６に示すように、閾値Ｐｔｈは３ｍＷ程度となり、上記（１）式によって算出した閾値Ｐｔｈ（２．７ｍＷ）とほぼ一致した。閾値Ｐｔｈを高くすることによって、誘導ブリユアン散乱の発生を抑圧することができる。上記（１）式において、ブリユアン利得係数Ｇｂは、光ファイバの材料に依存するパラメータであるため調節することが困難である。
有効コア断面積Ａｅｆｆおよび有効ファイバ長Ｌｅｆｆは、集中ラマン増幅器１３０の利得効率に影響を与えるパラメータであり、大きくすることは好ましくない。ブリユアン利得δνｂは、光伝送システムの信号波長に依存するパラメータであるため調節することが困難である。光増幅装置１００においては、上記（１）における、高非線形光ファイバ１３４へ入力される光の線幅δνｓを大きくすることで、閾値Ｐｔｈを高くする。
たとえばＣＷＤＭシステムにおいて一般的に使用される光の強度は、ＳＦＰ−Ｔｙｐｅの場合は０〜５ｄＢｍ程度であり、光部品損失を考慮すると、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光の強度は−５〜０ｄＢｍ程度となる。ここでは、光部品損失を、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）の４〜６ｄＢ程度と、２つの合分波カプラの３ｄＢ×２として考慮した。
集中ラマン増幅器１３０へ入力される光の強度は−５〜０ｄＢｍ程度である場合は、閾値Ｐｔｈを０ｄＢｍ以上にすればよい。高非線形光ファイバ１３４のモードフィールド径ＭＦＤを４μｍ、Ｌを１００００ｍ、損失を０．５ｄＢ／ｋｍとすると、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光を変調しない場合の閾値Ｐｔｈは−０．５ｄＢｍとなる。
また、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光に対して５０ＭＨｚの変調をかけた場合の閾値Ｐｔｈは１．２ｄＢｍとなり、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光の強度に対して、閾値Ｐｔｈを十分に高くすることができる。したがって、変調器１２０は、ＬＤ１１０から出力された光に対して５０ＭＨｚ以上の変調をかけることが望ましい。光に対して５０ＭＨｚ以上の変調をかけることは、閾値Ｐｔｈを１．５倍にすることに相当する。
図７は、図１に示した制御部による駆動制御のタイミングの一例を示すグラフである。図７において、横軸は時間を示している。縦軸は、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度を示している。閾値７１０は、変調をかけない光を集中ラマン増幅器１３０へ入力した場合に、誘導ブリユアン散乱が発生する強度の閾値（図４の閾値４１１に対応）である。ここでは、制御部１４１が、ＬＤ１１０への駆動電力の供給を開始すると同時に変調器１２０への変調信号の入力を開始する場合について説明する。
時点ｔ１は、制御部１４１がＬＤ１１０に対する駆動電力の供給を開始するタイミングを示している。時点ｔ２は、ＬＤ１１０へ供給される駆動電力の増加により、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度（平均強度）が閾値７１０に達するタイミングを示している。時点ｔ３は、制御部１４１がＬＤ１１０に対する駆動電力が運用レベルまで増加し、光の強度が安定するタイミングを示している。
制御部１４１は、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力を、時点ｔ１から時点ｔ３にかけて徐々に増加させる。制御部１４１は、時点ｔ１において、駆動電力の供給を開始するとともに変調器１２０へ変調信号を入力する。これにより、ＬＤ１１０から光が出力されると同時にこの光に変調がかかる。このため、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に、この光を変調して線幅を拡大することができる。
時点ｔ１において変調器１２０へ変調信号を入力する場合について説明したが、時点ｔ１より前に変調信号の入力を開始してもよい。この場合も、ＬＤ１１０から光が出力されると同時にこの光に変調がかかる。このため、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に、この光を変調して線幅を拡大することができる。なお、時点ｔ１以前に変調信号の入力を開始する場合は、制御部１４１が閾値７１０に関する判断を行う必要がないため、光増幅装置１００においてメモリ１５０を省いてもよい。
また、時点ｔ１の後、時点ｔ２より前に変調信号の入力を開始してもよい。この場合も、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値に達する前にこの光に変調がかかる。このため、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に、この光を変調して線幅を拡大することができる。すなわち、制御部１４１は、時点ｔ２の直前までの期間Ｔにおいて変調信号の入力を開始する。
これにより、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に光の線幅を拡大し、閾値７１０を高くすることができる。このため、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。なお、制御部１４１が変調器１２０へ変調信号を出力してから光の線幅が十分に拡大されるまでにはタイムラグがあるため、このタイムラグを考慮して、時点ｔ２より十分に早い時点で変調信号の入力を開始することが望ましい。
図８は、図７に示した駆動制御の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、制御部１４１は、まず、外部からＬＤ１１０を起動すべき旨の駆動信号を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ８０１）、駆動信号を受け付けるまで待つ（ステップＳ８０１：Ｎｏのループ）。駆動信号を受け付けると（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）、変調器１２０へ変調信号を入力する（ステップＳ８０２）。
つぎに、ＬＤ１１０へ駆動電力を供給し（ステップＳ８０３）、一連の処理を終了する。以上の処理により、ＬＤ１１０から光が出力されると同時にこの光に変調をかけることができる。ここでは、ステップＳ８０２の後にステップＳ８０３へ移行する場合について説明したが、ステップＳ８０２とステップＳ８０３を同時に行ってもよい。
図９は、図１に示した制御部による駆動制御のタイミングの他の例を示すグラフである。図９において、図７に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、制御部１４１が、ＬＤ１１０への駆動電力の供給を開始した後、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に変調器１２０への変調信号の入力を開始する場合について説明する。
時点ｔ１は、制御部１４１がＬＤ１１０に対する駆動電力の供給を開始するタイミングを示している。時点ｔ２は、制御部１４１が変調器１２０への変調信号の入力を開始するタイミングを示している。時点ｔ３は、制御部１４１がＬＤ１１０に対する駆動電力を運用レベルまで増加させるタイミングを示している。
制御部１４１は、時点ｔ１において、ＬＤ１１０に対する駆動電力の供給を開始する。時点ｔ１における駆動電力は、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０よりも低い強度９１０となる駆動電力である。この後、制御部１４１は、時点ｔ２において、変調器１２０への変調信号の入力を開始する。
この後、制御部１４１は、時点ｔ３において、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力を運用レベルまで増加させる。これにより、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に、この光を変調して線幅を拡大し、閾値７１０を高くすることができる。このため、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。
図１０は、図９に示した駆動制御の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、外部からＬＤ１１０を起動すべき旨の駆動信号を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ１００１）、駆動信号を受け付けるまで待つ（ステップＳ１００１：Ｎｏのループ）。駆動信号を受け付けると（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）、メモリ１５０に記憶された電力閾値を取得する（ステップＳ１００２）。
つぎに、ステップＳ１００２によって取得した電力閾値より低い電力でＬＤ１１０へ駆動電力を供給する（ステップＳ１００３）。つぎに、変調器１２０へ変調信号を入力する（ステップＳ１００４）。つぎに、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力を運用レベルまで増加させ（ステップＳ１００５）、一連の処理を終了する。
図１１は、電力閾値をあらかじめ取得する動作の一例を示すフローチャートである。図示しないが、集中ラマン増幅器１３０の後段にスペクトルモニタを設けて、制御部１４１によって以下の処理を行う。まず、ＬＤ１１０に対する駆動電力の供給を開始する（ステップＳ１１０１）。このとき、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力は、集中ラマン増幅器１３０において誘導ブリユアン散乱が発生しないように十分に低い電力にする。
つぎに、集中ラマン増幅器１３０の後段に設けられたスペクトルモニタによって、集中ラマン増幅器１３０の出力光のスペクトルを監視する（ステップＳ１１０２）。つぎに、ステップＳ１１０２によって監視したスペクトルに基づいて、集中ラマン増幅器１３０において誘導ブリユアン散乱が発生しているか否かを判断する（ステップＳ１１０３）。
ステップＳ１１０３において、誘導ブリユアン散乱が発生していない場合（ステップＳ１１０３：Ｎｏ）は、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力を単位変化量だけ増加させ（ステップＳ１１０４）、ステップＳ１１０２へ戻る。誘導ブリユアン散乱が発生している場合（ステップＳ１１０３：Ｙｅｓ）は、このときＬＤ１１０へ供給している駆動電力を電力閾値としてメモリ１５０に記憶させ（ステップＳ１１０５）、一連の処理を終了する。
このように、実施の形態１にかかる光増幅装置１００によれば、集中ラマン増幅器１３０において誘導ブリユアン散乱が発生する前に、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光を変調し、光の線幅を拡大することができる。これにより、誘導ブリユアン散乱の発生する条件（閾値７１０）が変化して、ＬＤ１１０が出力する光の強度を運用レベルまで増加させても誘導ブリユアン散乱が発生しない。
このため、たとえば、ＷＤＭシステムにおいて、誘導ブリユアン散乱による他の信号光へのクロストークが発生することを回避し、ＷＤＭシステムを安定して運用することができる。また、誘導ブリユアン散乱を抑制することができるため、チャネルの増設時に、インサービス中のチャネルの短波長側にチャネルを追加しても、他の信号光へのクロストークが発生しない。このため、チャネルの増設を容易かつ柔軟に行うことができる。
また、制御部１４１が、ＬＤ１１０に対する駆動電力の供給を開始する以前に変調信号の入力を開始する制御を行うことで、制御部１４１が閾値７１０に関する判断を行う必要がないため、簡単な制御によって誘導ブリユアン散乱を抑制することができる。また、制御部１４１が、ＬＤ１１０に対する駆動電力の供給を開始した後、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０に達する前に変調信号の入力を開始する制御を行うことで、変調器１２０の駆動時間を抑えつつ誘導ブリユアン散乱を抑制することができる。
具体的には、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力が、メモリ１５０にあらかじめ記憶された電力閾値を超える前に変調信号を入力することで、簡単な制御によって誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。また、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力を増加させながら集中ラマン増幅器１３０の出力光を取得して、取得した出力光に誘導ブリユアン散乱が発生したときの駆動電力を電力閾値としてメモリ１５０に記憶させることで、電力閾値をあらかじめメモリ１５０に記憶しておくことができる。
（実施の形態２）
図１２は、実施の形態２にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図１２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、実施の形態２にかかる光増幅装置１００は、実施の形態１にかかる光増幅装置１００の構成に加えて、変調器１２０と集中ラマン増幅器１３０の間に設けられた分波カプラ１２１０と、モニタ１２２０と、を備えている。
分波カプラ１２１０は、変調器１２０から出力され、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光の一部を分岐してモニタ１２２０へ出力する。モニタ１２２０は、分波カプラ１２１０から出力された光の強度を監視する監視手段である。モニタ１２２０は、たとえばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）である。モニタ１２２０は、分波カプラ１２１０から出力された光の強度を示す信号を駆動部１４０へ出力する。
駆動部１４０の制御部１４１は、モニタ１２２０から出力された信号が示す強度が、集中ラマン増幅器１３０において誘導ブリユアン散乱が発生する強度閾値を超える前に変調器１２０へ変調信号を入力する。誘導ブリユアン散乱が発生する強度閾値は、あらかじめメモリ１５０に記憶されており、制御部１４１がメモリ１５０から読み出して用いる。
図１３は、図１２に示した制御部の駆動制御の一例を示すフローチャートである。図１３に示すように、まず、外部からＬＤ１１０を起動すべき旨の駆動信号を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ１３０１）、駆動信号を受け付けるまで待つ（ステップＳ１３０１：Ｎｏのループ）。駆動信号を受け付けると（ステップＳ１３０１：Ｙｅｓ）、メモリ１５０に記憶された強度閾値を取得する（ステップＳ１３０２）。
つぎに、モニタ１２２０から出力される信号が示す強度が、ステップＳ１３０２によって取得した電力閾値より低い強度（図９の強度９１０）となるようにＬＤ１１０へ駆動電力を供給する（ステップＳ１３０３）。つぎに、変調器１２０へ変調信号を入力する（ステップＳ１３０４）。つぎに、モニタ１２２０から出力される信号が示す強度が運用レベルとなるように駆動電力を増加させ（ステップＳ１３０５）、一連の処理を終了する。
図１４は、強度閾値をあらかじめ取得する動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示した場合と同様に、集中ラマン増幅器１３０の後段にスペクトルモニタを設けて、制御部１４１により以下の処理を行う。図１４に示すステップＳ１４０１〜Ｓ１４０４は、図１１に示したステップＳ１１０１〜Ｓ１１０４と同様であるため説明を省略する。
ステップＳ１４０３において、誘導ブリユアン散乱が発生している場合（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）は、モニタ１２２０から出力される信号が示す強度を取得する（ステップＳ１４０５）。つぎに、ステップＳ１４０５によって取得した強度を強度閾値としてメモリ１５０に記憶させ（ステップＳ１４０６）、一連の処理を終了する。
このように、実施の形態２にかかる光増幅装置１００によれば、実施の形態１にかかる光増幅装置１００と同様に、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。また、モニタ１２２０によって監視された強度が、メモリ１５０にあらかじめ記憶された強度閾値を超える前に変調信号を入力することで、簡単な制御によって誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。
また、ＬＤ１１０へ供給する駆動電力を増加させながら集中ラマン増幅器１３０の出力光を取得して、取得した出力光に誘導ブリユアン散乱が発生したときにモニタ１２２０から出力される信号が示す強度を取得し、取得した強度を強度閾値としてメモリ１５０に記憶させることで、強度閾値をあらかじめメモリ１５０に記憶しておくことができる。
（実施の形態３）
図１５は、実施の形態３にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図１５において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、実施の形態３にかかる光増幅装置１００は、実施の形態１にかかる光増幅装置１００の構成に加えて、変調器１２０と集中ラマン増幅器１３０の間に設けられたシャッター１５１０を備えている。
シャッター１５１０は、駆動部１４０から入力される信号に応じて、変調器１２０から集中ラマン増幅器１３０へ出力される光を遮断させ、または通過させる。駆動部１４０は、ドライバ１５２０を備えている。制御部１４１は、ドライバ１５２０を介してシャッター１５１０へ信号を入力することにより、シャッター１５１０の開閉を制御する。
ドライバ１５２０は、たとえば、制御部１４１からデジタル信号として出力される信号をアナログ変換してシャッター１５１０へ出力するＤＡコンバータである。制御部１４１は、シャッター１５１０に対して、変調器１２０に対する変調信号の入力前には光を遮断させる旨の信号を入力し、変調信号の入力後には光を通過させる旨の信号を入力する。
ここでは、シャッター１５１０が変調器１２０と集中ラマン増幅器１３０の間に設けられている場合について説明したが、シャッター１５１０は、光源から集中ラマン増幅器１３０へ出力される光を遮断させ、または通過させる位置に設ければよい。たとえば、シャッター１５１０は、ＬＤ１１０と変調器１２０との間に設けられていてもよい。
このように、実施の形態３にかかる光増幅装置１００によれば、駆動部１４０が、シャッター１５１０を制御して、変調信号の入力前には光を遮断させ、変調信号の入力後には光を通過させることで、変調されていない光が集中ラマン増幅器１３０へ入力されることを回避することができる。これにより、集中ラマン増幅器１３０を通過する光の強度が閾値７１０を超える前に、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光に変調をかけることができる。このため、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。
（実施の形態４）
図１６は、実施の形態４にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図１６において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、実施の形態４にかかる光増幅装置１００は、実施の形態１にかかる光増幅装置１００の構成に加えて、多重化部１６１０を備えている。また、実施の形態４にかかる光増幅装置１００は、ＬＤ１１０に代えてＬＤ１１０ａ〜１１０ｃを備え、変調器１２０に代えて変調器１２０ａ〜１２０ｃを備えている。
ＬＤ１１０ａ〜１１０ｃは、それぞれ異なる波長の光（連続光）を生成し、生成した光をそれぞれ変調器１２０ａ〜１２０ｃへ出力する光源である。変調器１２０ａ〜１２０ｃは、それぞれＬＤ１１０ａ〜１１０ｃに対応して設けられ、ＬＤ１１０ａ〜１１０ｃから出力された各光をそれぞれ変調して多重化部１６１０へ出力する。変調器１２０ａ〜１２０ｃは、駆動部１４０によって入力される変調信号に応じてそれぞれ光を変調する。
駆動部１４０は、図１に示したドライバ１４２およびドライバ１４３に代えてドライバ１４２ａ〜１４２ｃおよびドライバ１４３ａ〜１４３ｃを備えている。ドライバ１４２ａ〜１４２ｃは、それぞれＬＤ１１０ａ〜１１０ｃに対応して設けられている。ドライバ１４３ａ〜１４３ｃは、それぞれ変調器１２０ａ〜１２０ｃに対応して設けられている。
制御部１４１は、ドライバ１４２ａ〜１４２ｃのそれぞれを介して各駆動電力を供給することにより、ＬＤ１１０ａ〜１１０ｃをそれぞれ駆動する。また、制御部１４１は、ドライバ１４３ａ〜１４３ｃのそれぞれを介して各変調信号を入力することにより、変調器１２０ａ〜１２０ｃによる変調をそれぞれ制御する。多重化部１６１０は、変調器１２０ａ〜１２０ｃから出力された各光を波長多重して集中ラマン増幅器１３０へ出力する。多重化部１６１０は、たとえばＡＷＧである。
集中ラマン増幅器１３０は、多重化部１６１０から出力された波長多重光を増幅する。集中ラマン増幅器１３０の励起光源１３２および励起光源１３５は、多重化部１６１０から出力された波長多重光に含まれる波長成分ごとに対応する波長の励起光を生成して出力する。これにより、集中ラマン増幅器１３０は、多重化部１６１０から出力された波長多重光に含まれる各波長成分をそれぞれラマン増幅することができる。
図１７は、チャネル追加時の集中ラマン増幅器の出力光を示すグラフである。図１７において、横軸は時間を示している。縦軸は光の強度を示している。符号１７１０は、集中ラマン増幅器１３０へ入力される光を示している。符号１７２０は、集中ラマン増幅器１３０の出力光を示している。期間Ｔ１は、ＬＤ１１０ａ〜１１０ｃおよび変調器１２０ａ〜１２０ｃのうちのＬＤ１１０ａ（波長１５３０．８ｎｍ）および変調器１２０ａのみが駆動されている期間である。
期間Ｔ１の後の時点ｔ１は、ＬＤ１１０ｂ（波長１５１０ｎｍ）および変調器１２０ｂが新たに駆動されたタイミングを示している。時点ｔ１の後の期間Ｔ２は、ＬＤ１１０ａ，１１０ｂおよび変調器１２０ａ，１２０ｂが駆動されている期間である。光増幅装置１００においては、時点ｔ１においてＬＤ１１０ｂおよび変調器１２０ｂを駆動しても誘導ブリユアン散乱を抑制することができるため、出力光１７２０が期間Ｔ２においても安定していることが分かる（図２１と比較）。
このように、実施の形態４にかかる光増幅装置１００によれば、ＷＤＭシステムとして構成した光増幅装置１００が増幅する光に含まれる波長成分ごとに、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。これにより、誘導ブリユアン散乱による他の信号光へのクロストークが発生することを回避し、ＷＤＭシステムを安定して運用することができる。また、誘導ブリユアン散乱を抑制することができるため、チャネルの増設時に、インサービス中のチャネルの短波長側にチャネルを追加しても、他の信号光へのクロストークが発生しない。このため、チャネルの増設を容易かつ柔軟に行うことができる。
以上説明したように、開示の光増幅装置および光増幅装置の駆動方法によれば、誘導ブリユアン散乱の発生を抑制することができる。また、伝送路の一部に高非線形媒体を用いたラマン増幅を行う場合にも適用可能である。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、
入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、
前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、
前記駆動電力を供給して前記光源を駆動するとともに、前記ラマン増幅器を通過する前記光の強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に前記変調手段へ前記変調信号を入力する駆動手段と、
を備えることを特徴とする光増幅装置。
（付記２）前記駆動手段は、前記光源に前記駆動電力を供給する以前に前記変調信号を入力することを特徴とする付記１に記載の光増幅装置。
（付記３）前記駆動手段は、前記光源に供給する前記駆動電力が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する閾値を超える前に前記変調信号を入力することを特徴とする付記１に記載の光増幅装置。
（付記４）前記ラマン増幅器へ入力される前記光の強度を監視する監視手段を備え、
前記駆動手段は、前記監視手段によって監視された前記強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する閾値を超える前に前記変調信号を入力することを特徴とする付記１に記載の光増幅装置。
（付記５）前記閾値を記憶した記憶手段を備え、
前記駆動手段は、前記記憶手段によって記憶された前記閾値に基づいて前記変調信号を入力することを特徴とする付記３または４に記載の光増幅装置。
（付記６）前記駆動手段は、前記光源へ供給する前記駆動電力を増加させながら前記ラマン増幅器の出力光を取得して、取得した前記出力光に誘導ブリユアン散乱が発生したときの前記駆動電力を前記閾値として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする付記５に記載の光増幅装置。
（付記７）前記ラマン増幅器へ入力される前記光の強度を監視する監視手段を備え、
前記記憶手段は、前記光源へ供給する前記駆動電力を増加させながら前記ラマン増幅器の出力光を取得して、取得した前記出力光に誘導ブリユアン散乱が発生したときに前記監視手段によって監視された前記強度を前記閾値として記憶することを特徴とする付記５に記載の光増幅装置。
（付記８）入力される信号に応じて、前記光源から前記ラマン増幅器へ出力される前記光を遮断させ、または通過させるシャッターを備え、
前記駆動手段は、前記シャッターに対して、前記変調信号の入力前には前記光を遮断させる信号を入力し、前記変調信号の入力後には前記光を通過させる信号を入力することを特徴とする付記１に記載の光増幅装置。
（付記９）前記ラマン増幅器は、前記変調手段によって変調された前記光を通過させる高非線形光媒体と、前記高非線形光媒体へ励起光を入力する励起光源と、を備え、
前記駆動手段は、前記高非線形光媒体へ入力される前記光の強度が、前記高非線形光媒体において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に前記変調信号を入力することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光増幅装置。
（付記１０）前記変調手段は、前記光源によって出力された前記光に対して５０ＭＨｚ以上の変調をかけることを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光増幅装置。
（付記１１）供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、前記駆動電力を供給して前記光源を駆動する駆動手段と、備える光増幅装置の駆動方法において、
前記ラマン増幅器を通過する前記光の強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に前記変調手段へ前記変調信号を入力する入力工程と、
前記入力工程によって前記変調信号が入力された後に、前記光源に供給する前記駆動電力を増加させる増加工程と、
を含むことを特徴とする光増幅装置の駆動方法。
実施の形態１にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 図１に示した集中ラマン増幅器の具体的な構成例を示すブロック図である。 集中ラマン増幅器によるラマン増幅の概略を示すグラフである。 集中ラマン増幅器における誘導ブリユアン散乱を示すグラフである。 誘導ブリユアン散乱が連鎖的に発生した場合のスペクトルを示すグラフである。 入力光の強度と誘導ブリユアン散乱との関係を示すグラフである。 図１に示した制御部による駆動制御のタイミングの一例を示すグラフである。 図７に示した駆動制御の一例を示すフローチャートである。 図１に示した制御部による駆動制御のタイミングの他の例を示すグラフである。 図９に示した駆動制御の一例を示すフローチャートである。 電力閾値をあらかじめ取得する動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 図１２に示した制御部の駆動制御の一例を示すフローチャートである。 強度閾値をあらかじめ取得する動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 チャネル追加時の集中ラマン増幅器の出力光を示すグラフである。 集中ラマン増幅器の出力光のスペクトルを示すグラフ（入力強度低）である。 集中ラマン増幅器の出力光のスペクトルを示すグラフ（入力強度高）である。 チャネル追加時の集中ラマン増幅器の出力光を示すグラフ（その１）である。 チャネル追加時の集中ラマン増幅器の出力光を示すグラフ（その２）である。
符号の説明
１００ 光増幅装置
１３１，１３７ アイソレータ
１３２，１３５ 励起光源
１３３，１３６ 合波カプラ
１３４ 高非線形光ファイバ
１４２，１４３，１５２０ ドライバ
３１０，４１０ 光
３２０ 励起光
４１１，７１０ 閾値
４２０，４３０ 誘導ブリユアン散乱
５１０，５２０ 光成分
１２１０ 分波カプラ
１６１０ 多重化部
１７２０ 出力光

Claims (10)

  1. 供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、
    入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、
    前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、
    前記駆動電力を供給して前記光源を駆動するとともに、前記光源に前記駆動電力を供給する以前に前記変調手段へ前記変調信号を入力する駆動手段と、
    を備えることを特徴とする光増幅装置。
  2. 前記駆動手段は、前記光源に供給する前記駆動電力が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する閾値を超える前に前記変調信号を入力することを特徴とする請求項１に記載の光増幅装置。
  3. 前記ラマン増幅器へ入力される前記光の強度を監視する監視手段を備え、
    前記駆動手段は、前記監視手段によって監視された前記強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する閾値を超える前に前記変調信号を入力することを特徴とする請求項１に記載の光増幅装置。
  4. 前記閾値を記憶した記憶手段を備え、
    前記駆動手段は、前記記憶手段によって記憶された前記閾値に基づいて前記変調信号を入力することを特徴とする請求項２または３に記載の光増幅装置。
  5. 前記駆動手段は、前記光源へ供給する前記駆動電力を増加させながら前記ラマン増幅器の出力光を取得して、取得した前記出力光に誘導ブリユアン散乱が発生したときの前記駆動電力を前記閾値として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項４に記載の光増幅装置。
  6. 前記ラマン増幅器へ入力される前記光の強度を監視する監視手段を備え、
    前記記憶手段は、前記光源へ供給する前記駆動電力を増加させながら前記ラマン増幅器の出力光を取得して、取得した前記出力光に誘導ブリユアン散乱が発生したときに前記監視手段によって監視された前記強度を前記閾値として記憶することを特徴とする請求項４に記載の光増幅装置。
  7. 前記変調手段は、前記光源によって出力された前記光に対して５０ＭＨｚ以上の変調をかけることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光増幅装置。
  8. 供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、前記駆動電力を供給して前記光源を駆動する駆動手段と、を備える光増幅装置の駆動方法において、
    前記光源に前記駆動電力を供給する以前に前記変調手段へ前記変調信号を入力する入力工程と、
    前記入力工程によって前記変調信号が入力された後に、前記光源に供給する前記駆動電力を増加させる増加工程と、
    を含むことを特徴とする光増幅装置の駆動方法。
  9. 供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、
    入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、
    前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、
    入力される信号に応じて、前記光源から前記ラマン増幅器へ出力される前記光を遮断させ、または通過させるシャッターと、
    前記駆動電力を供給して前記光源を駆動するとともに、前記ラマン増幅器を通過する前記光の強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に前記変調手段へ前記変調信号を入力し、前記シャッターに対して、前記変調信号の入力前には前記光を遮断させる信号を入力し、前記変調信号の入力後には前記光を通過させる信号を入力する駆動手段と、
    を備えることを特徴とする光増幅装置。
  10. 供給される駆動電力に応じた強度の光を出力する光源と、入力される変調信号に応じて、前記光源から出力された前記光を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調された前記光を高非線形媒体を用いてラマン増幅するラマン増幅器と、入力される信号に応じて、前記光源から前記ラマン増幅器へ出力される前記光を遮断させ、または通過させるシャッターと、前記駆動電力を供給して前記光源を駆動する駆動手段と、を備える光増幅装置の駆動方法において、
    前記ラマン増幅器を通過する前記光の強度が、前記ラマン増幅器において誘導ブリユアン散乱が発生する強度を超える前に前記変調手段へ前記変調信号を入力する入力工程と、
    前記入力工程によって前記変調信号が入力された後に、前記光源に供給する前記駆動電力を増加させる増加工程と、
    を含み、前記シャッターに対して、前記変調信号の入力前には前記光を遮断させる信号を入力し、前記変調信号の入力後には前記光を通過させる信号を入力することを特徴とする光増幅装置の駆動方法。
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