JP6809534B2

JP6809534B2 - 光通信装置および光増幅用の励起光を供給する装置

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Description

本発明は励起光により光信号を増幅する光増幅器を用いた光通信装置に係り、特にその励起光を供給する装置に関する。

海底に敷設する通信ネットワークで採用されているＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)システムでは、複数の波長帯域を用いた大容量化の検討が進められている。たとえば、Ｃバンド波長帯域(1530-1565nm)だけでなく、さらに長波長帯のＬバンド(1565-1625nm)を加えたＣ＋Ｌバンドを適用したシステムが検討されている。このような広帯域の光増幅器としては、一般に、エルビウム等の希土類元素を添加した光増幅媒体（以下、「光ファイバ増幅器」という。）が用いられる。また、光増幅器の構成としては、ＷＤＭ入力信号を複数のサブバンドに分波し、各サブバンドの光信号を別個の光ファイバ増幅器により増幅してから合波するパラレル回路が提案されている（特許文献１および２を参照）。

上述した光ファイバ増幅器は励起光により光信号を増幅するが、その利得特性が光信号の波長と励起光のパワーとに依存して変化することが知られている。たとえば、Ｌバンドで用いる光ファイバ増幅器は、Ｃバンドで用いる場合と比較して、利得特性の励起光効率が低い。そこで、利得特性が波長帯域によらず均一化するように、励起光のパワーを波長帯域ごとに制御する方法が提案されている。たとえば特許文献２に開示された光増幅器では、励起光源に分配カプラを設け、各波長バンド用の光ファイバ増幅器に対して適切な強度の励起光を供給している。

また、光ファイバ増幅器が動作するには、励起光を一定以上のパワーで連続的に供給することが必要である。特に、大容量海底通信システムに適用する海底中継器では、部品交換等の修理ができないために、信頼性の高い光増幅器を用いることが極めて重要である。そこで、複数の励起光源を用いて信頼性を高める冗長構成が採用されている。たとえば特許文献３に開示された冗長構成では、３個の励起光源と３ｘ２カプラとを設け、いずれか１つの励起光源が故障しても励起光を供給できるように分配している。具体的には、３ｘ２カプラを通して、第１および第２の励起光をそれぞれ上り用および下り用として出力し、第３の励起光を２分割して上り用および下り用の両方として出力する。
さらに、特許文献４、５には、本発明に関連する光増幅器の技術が記載されている。

米国特許公報第６０４９４１７号明細書特開２００６−０１２９７９号公報特開平８−３０４８６０号公報特開２０１４−０７２２８０号公報特開２００２−３１９７２６号公報

上述したパラレル構成の光増幅器を海底中継器のような高信頼性を必要とする光通信装置に適用した場合、複数の波長帯域のそれぞれの光ファイバ増幅器に対して、高い信頼性で、波長依存性を考慮した励起光を供給しなければならない。さらに、中継器として上りおよび下りの光増幅器が必要であるから、同じく高い信頼性で波長依存性を考慮した励起光を上りおよび下りの両方向の光増幅器に対して等しく供給しなければならない。

しかしながら、上述した特許文献３に開示された冗長構成では、実質的に第３の励起光を３ｘ２カプラにより均等に上り及び下りの光増幅器へ供給するだけであり、パラレル構成の光増幅器に対して波長依存性を考慮した励起光を安定的に供給する光回路構成を開示していない。

そこで、本発明の目的は、複数の波長帯域にそれぞれ対応した光ファイバ増幅器に対して波長依存性を考慮した信頼性の高い励起光をそれぞれ供給する装置、それを用いた光通信装置を提供することにある。

本発明による光通信装置は、複数の波長帯域のそれぞれに対応した複数の光ファイバ増幅器と、それぞれ励起光を出力する３以上の励起光源と、等分岐比を有する等分岐光学系と、２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐カプラと、所定の不等分岐比を有する不等分岐光学系と、を有し、前記等分岐光学系が第１励起光と第２励起光とを入力して複数の等分岐光を生成し、前記不等分岐光学系が少なくとも１つの第３励起光を入力して複数の不等分岐光を生成し、前記第１等分岐カプラが１つの等分岐光と第１の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力し、前記第２等分岐カプラが１つの等分岐光と第２の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力する、ことを特徴とする。
本発明による励起光供給装置は、複数の波長帯域のそれぞれに対応した光ファイバ増幅器に対してそれぞれの励起光を供給する装置であって、それぞれ励起光を出力する３以上の励起光源と、等分岐比を有する等分岐光学系と、２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐カプラと、所定の不等分岐比を有する不等分岐光学系と、を有し、前記等分岐光学系が第１励起光と第２励起光とを入力して複数の等分岐光を生成し、前記不等分岐光学系が少なくとも１つの第３励起光を入力して複数の不等分岐光を生成し、前記第１等分岐カプラが１つの等分岐光と第１の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力し、前記第２等分岐カプラが１つの等分岐光と第２の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力する、ことを特徴とする。

本発明によれば、複数の波長帯域にそれぞれ対応した光ファイバ増幅器に対して波長依存性を考慮した信頼性の高い励起光をそれぞれ供給することができる。

図１は本発明の第１実施形態による光通信装置における励起光供給系を示す構成図である。図２は本発明の第２実施形態による光通信装置における励起光供給系を示す構成図である。図３は本発明の第３実施形態による光通信装置における励起光供給系を示す構成図である。

＜実施形態の概要＞
本発明の実施形態によれば、３つ以上の励起光源と、等分岐比を有する等分岐光学系と、２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐カプラと、不等分岐比を有する不等分岐光学系とを有し、等分岐光学系が第１励起光と第２励起光とから複数の等分岐光を生成し、不等分岐光学系が少なくとも１つの第３励起光から複数の不等分岐光を生成し、第１等分岐カプラが等分岐光と第１の不等分岐光とから第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光を、第２等分岐カプラが等分岐光と第２の不等分岐光とから第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光を、それぞれ生成する。これによって、異なる波長帯域用の光ファイバ増幅器に対して、不等分岐比を反映した強度比を有する２つの励起光を出力することができる。このようにして、複数の波長帯域のそれぞれに対応した光ファイバ増幅器に対して、利得特性の波長依存性を考慮した信頼性の高い励起光をそれぞれ供給することが可能となる。

以下、説明を複雑化しないために、Ｃバンド (1530-1565nm)とＬバンド(1565-1625nm)の２つ波長帯域の光信号をそれぞれパラレルに増幅する光増幅器を一例として取り上げ、Ｃバンド用の光ファイバ増幅器とＬバンド用の光ファイバ増幅器にそれぞれ供給される励起光の分配方式について説明する。ただし、本発明は、これの例に限定されるものではなく、３以上のバンドを波長帯域とした光通信システムの光増幅器であっても適用可能である。また、励起光により光増幅を行う光ファイバ増幅器は、希土類元素を添加した光増幅媒体を用いることができるが、以下の実施形態では、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ：Erbium-Doped Fiber）増幅器を一例として用いるものとする。

１．第１実施形態
図１に示すように、本発明の第１実施形態による光通信装置は、上りおよび下りの２つの光増幅器と、これらの光増幅器にそれぞれ励起光を供給する励起光供給装置とを有し、励起光供給装置は、励起光をそれぞれ発光する複数の励起光源と、上りおよび下りの光増幅器にそれぞれ供給される励起光を生成する励起光供給光学系と、を有し、励起光供給光学系によって、光増幅器のＥＤＦ増幅器の出力パワーが均一となるように励起光パワーが設定される。

（１．１）光増幅器
上り光増幅器は、Ｃバンド用のＥＤＦ増幅器１００およびＷＤＭカプラ１１０と、Ｌバンド用のＥＤＦ増幅器１０１およびＷＤＭカプラ１１１と、上りＷＤＭ光信号を入力してＣバンドの光信号とＬバンドの光信号とに分波する分波カプラ１２０と、ＥＤＦ増幅器１００および１０１によりそれぞれ増幅されたＣバンド光信号およびＬバンド光信号を合波して上りＷＤＭ光信号を出力する合波カプラ１２１と、を有する。ＷＤＭカプラ１１０は、後述する励起光供給光学系からの励起光をＣバンド光信号に多重し、それによってＣバンド用ＥＤＦ増幅器１００がＣバンド光信号を増幅する。同様に、ＷＤＭカプラ１１１は、後述する励起光供給光学系からの励起光をＬバンド光信号に多重し、それによってＬバンド用ＥＤＦ増幅器１０１がＬバンド光信号を増幅する。既に述べたように、Ｃバンド用のＥＤＦ増幅器１００とＬバンド用のＥＤＦ増幅器１０１とは利得特性に波長依存性がある。したがって、利得特性の波長依存性による出力の不均一が相殺されるように、これらのＥＤＦ増幅器に供給される２つの励起光の強度は不等分岐光学系により予め調整されている。

下り光増幅器も上り光増幅器と同様の構成を有する。すなわち、Ｃバンド用のＥＤＦ増幅器２００およびＷＤＭカプラ２１０と、Ｌバンド用のＥＤＦ増幅器２０１およびＷＤＭカプラ２１１と、下りＷＤＭ光信号を入力してＣバンドの光信号とＬバンドの光信号とに分波する分波カプラ２２０と、ＥＤＦ増幅器２００および２０１によりそれぞれ増幅されたＣバンド光信号およびＬバンド光信号を合波して下りＷＤＭ光信号を出力する合波カプラ２２１と、を有する。また、ＷＤＭカプラ２１０により多重される励起光とＷＤＭカプラ２１１により多重される励起光とは、ＥＤＦ増幅器の利得の波長依存性による出力の不均一を解消するように、それらの強度が不等分岐光学系により予め調整されている。

（１．２）励起光供給装置
励起光供給光学系は、２入力２出力で等分岐比（１：１）の等分岐カプラ３０１−３０３からなる等分岐光学系と、不等分岐比（ｍ：ｎ）の不等分岐カプラ４０１からなる不等分岐光学系と、からなる。ここで、ｍ、ｎは自然数であり、上述したＥＤＦ増幅器の波長依存性による出力の不均一を解消するように予め設定される。等分岐カプラ３０１の２出力が等分岐カプラ３０２の一方の入力および等分岐カプラ３０３の一方の入力にそれぞれ光学的に接続されている。不等分岐カプラ４０１のｍ側の出力が等分岐カプラ３０２の他方の入力に、不等分岐カプラ４０１のｎ側の出力が等分岐カプラ３０３の他方の入力に、それぞれ光学的に接続されている。

等分岐カプラ３０２の２出力は、Ｃバンド側の励起光を供給し、それぞれ上りのＣバンド側ＷＤＭカプラ１１０および下りのＣバンド側ＷＤＭカプラ２１０にそれぞれ光学的に接続されている。同様に、等分岐カプラ３０３の２出力は、Ｌバンド側の励起光を供給し、それぞれ上りのＬバンド側ＷＤＭカプラ１１１および下りのＬバンド側ＷＤＭカプラ２１１にそれぞれ光学的に接続されている。

励起光源ＬＤ１−ＬＤ３はレーザダイオードであり、電源５０１により励起光Ｐ１、Ｐ２およびＰaddをそれぞれ出力する。励起光源ＬＤ１およびＬＤ２は等分岐カプラ３０１の２入力にそれぞれ光学的に接続され、励起光源ＬＤ３は不等分岐カプラ４０１の入力に光学的に接続されている。本実施形態における励起光の波長はいずれも980nmである。励起光源ＬＤ１−ＬＤ３の励起光Ｐ１、Ｐ２およびＰaddは同一パワーであってもよいし、異なるパワーであってもよいが、実質的に一定パワーである。なお、本実施形態における電源５０１はバックアップ電源を含んでもよい。

（１．３）動作
電源５０１がオンになることで、励起光源ＬＤ１−ＬＤ３から励起光Ｐ１、Ｐ２およびＰaddがそれぞれ出力される。励起光Ｐ１およびＰ２は等分岐カプラ３０１に入力して合波し、等分岐比で二分岐することで２つの分岐光Ｐ１２となり、一方の分岐光Ｐ１２が等分岐カプラ３０２の一方の入力へ、他方の分岐光Ｐ１２が等分岐カプラ３０３の一方の入力へ、それぞれ出力される。励起光Ｐaddは不等分岐カプラ３０１に入力し、ｍ：ｎの分配比で２つの分岐光ＰｍおよびＰｎに分岐し、分岐光Ｐｍが等分岐カプラ３０２の他方の入力へ、分岐光Ｐｎが等分岐カプラ３０３の他方の入力へそれぞれ出力される。

分岐光Ｐ１２および分岐光Ｐｍが等分岐カプラ３０２に入力して合波し、等分岐比で二分岐することで２つの分岐光Ｐ１２ｍが生成され、それぞれがＣバンド側のＷＤＭ１１０および２１０にそれぞれ入力し、上りおよび下りのＣバンド用のＥＤＦ増幅器１００および２００の励起光として用いられる。また、分岐光Ｐ１２および分岐光Ｐｎが等分岐カプラ３０３に入力して合波し、等分岐比で二分岐して２つの分岐光Ｐ１２ｎが生成され、Ｌバンド側のＷＤＭ１１１および２１１にそれぞれ入力し、上りおよび下りのＬバンド用のＥＤＦ増幅器１０１および２０１の励起光として用いられる。

図１に示す励起光供給光学系において、励起光源ＬＤ１−ＬＤ３から出力される励起光（パワー）Ｐ１、Ｐ２およびＰaddは次のように分配される。ただし、計算を複雑化しないために、等分岐カプラ３０１−３０３および不等分岐カプラ４０１には、製造時の付加損失等はなく理想的な特性であると仮定する。

励起光Ｐ１およびＰ２を入力する等分岐カプラ３０１の分配比は１：１であるから、その２つの出力Ｐ１２のパワーは、Ｐ１２＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２である。
励起光Ｐaddを入力する不等分岐カプラ４０１の分配比はｍ：ｎであるから、その２つの出力ＰｍのパワーはＰｍ＝ｍ＊Ｐadd／（ｍ＋ｎ）、ＰｎのパワーはＰｎ＝ｎ＊Ｐadd／（ｍ＋ｎ）である。

したがって、Ｐ１２およびＰｍを入力する等分岐カプラ３０２の２つの出力Ｐ１２ｍのパワーはＰ１２ｍ＝（Ｐ１２＋Ｐｍ）／２、Ｐ１２およびＰｎを入力する等分岐カプラ３０３の２つの出力Ｐ１２ｎのパワーはＰ１２ｎ＝（Ｐ１２＋Ｐｎ）／２であるから、次の式を得る：

・Ｃバンド用ＥＤＦ増幅器１００および２００に分配される励起光パワーＰ１２ｍは、
Ｐ１２ｍ＝｛（Ｐ１＋Ｐ２）／２＋ｍ＊Ｐadd／（ｍ＋ｎ）｝／２
＝（Ｐ１＋Ｐ２）／４＋ｍ＊Ｐadd／２（ｍ＋ｎ）
であり、
・Ｌバンド用ＥＤＦ増幅器１０１および２０１に分配される励起光パワーＰ１２ｎは、
Ｐ１２ｎ＝｛（Ｐ１＋Ｐ２）／２＋ｎ＊Ｐadd／（ｍ＋ｎ）｝／２
＝（Ｐ１＋Ｐ２）／４＋ｎ＊Ｐadd／２（ｍ＋ｎ）
である。

上記Ｐ１２ｍ、Ｐ１２ｎの式を用いて、不等分岐カプラ４０１の分配比ｍ：ｎを適切に設定することにより、ＣバンドおよびＬバンドのＥＤＦ増幅器の波長依存性に起因する出力パワーの差異を解消することができる。

（１．４）例
以下では、等分岐カプラ３０１−３０３が分岐比１：１の３ｄＢカプラであり、不等分岐カプラ４０１が分岐比ｍ：ｎ＝１：９の１０ｄＢカプラであるとする。そして、励起光源ＬＤ１−ＬＤ３が同一パワーＰ１＝Ｐ２＝Ｐadd＝Ｐである場合、ＣバンドおよびＬバンドのＥＤＦ増幅器へ供給される励起パワーＰ１２ｍおよびＰ１２ｎの分配例を示す。

等分岐カプラ３０１の出力Ｐ１２のパワーは（Ｐ１＋Ｐ２）／２であるから、Ｐ１２＝Ｐである。また、不等分岐カプラ４０１のｍ＝１、ｎ＝９、出力Ｐｍ＝ｍ＊Ｐadd／（ｍ＋ｎ）、Ｐｎ＝ｎ＊Ｐadd／（ｍ＋ｎ）であるから、Ｐｍ＝１＊Ｐ／１０＝０．１Ｐ、Ｐｎ＝９＊Ｐ／１０＝０．９Ｐである。したがって、等分岐カプラ３０２からＣバンドのＥＤＦ増幅器１００および２１０へ向けて供給される励起光パワーは、Ｐ１２ｍ＝（Ｐ１２＋Ｐｍ）／２＝１．１＊Ｐ／２＝０．５５Ｐとなる。これに対して、等分岐カプラ３０３からＬバンドのＥＤＦ増幅器１０１および２１１へ向けて供給される励起光パワーは、Ｐ
１２ｎ＝（Ｐ１２＋Ｐｎ）／２＝１．９＊Ｐ／２＝０．９５Ｐとなる。すなわち、分岐比ｍ：ｎ＝１：９に設定することで、Ｃバンド側に比べて、Ｌバンド側のＥＤＦ増幅器に約１．７倍の励起光が配分される。

別の例として、不等分岐カプラ４０１が分岐比ｍ：ｎ＝３：７である場合、ＣバンドおよびＬバンドのＥＤＦ増幅器へ供給される励起パワーＰ１２ｍ＝１３＊Ｐ／２０＝０．６５Ｐ、Ｐ１２ｎ＝１７＊Ｐ／２０＝０．８５Ｐとなる。すなわち、分岐比ｍ：ｎ＝３：７に設定することで、Ｃバンド側に比べて、Ｌバンド側のＥＤＦ増幅器に約１．３倍の励起光が配分される。

（１．５）効果
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、不等分岐カプラ４０１の分岐比ｍ：ｎをｎ＞ｍの条件を満たす適当な値に設定することにより、Ｌバンド側のＥＤＦ増幅器に対して、より多くの励起光を分配することができる。これにより、効率の低いＬバンドのＥＤＦ増幅器の利得／出力を高めることができ、ＣバンドのＥＤＦ増幅器の出力と合わせることができる。また、ＬバンドのＥＤＦ増幅器の利得はＬバンド全域で上がるので、ＣバンドおよびＬバンドの全波長帯域で同じ利得の光増幅が行われ、信頼性の高い大容量伝送が可能となる。

また、本実施形態によれば、等分岐カプラ３０１−３０３を用いた４等分岐光学系に対して、励起光源ＬＤ３および不等分岐カプラ４０１を追加しただけの構成であるから、構造が単純で製造が簡単であり光学系として安定性に優れている。

さらに、３台の励起光源を用い、３つの励起光から冗長化した光学系によりＣおよびＬバンドの２種類の励起光を生成するので、一つの励起光源が劣化しても、上りおよび下りの光増幅器は動作可能であり、通信回線断の事態を回避できる。

２．第２実施形態
図２に示すように、本発明の第２実施形態による光通信装置は、レーザダイオードからなる４個の励起光源と２個の電源とを設け、励起光源ＬＤ１およびＬＤ２と励起光源ＬＤ３およびＬＤ４とを別個の電源によりそれぞれ駆動し、励起光源ＬＤ３およびＬＤ４からの励起光を偏波合成して励起光Ｐaddを生成する点で、第１実施形態とは異なっている。上りおよび下りの光増幅器および励起光供給光学系は図１に示す構成と同様であるから、同じ参照番号を付して説明は省略し、第１実施形態との差分について主に説明する。

図２において、励起光源ＬＤ１およびＬＤ２は電源５０２に接続され、第１実施形態と同様に、励起光Ｐ１およびＰ２を等分岐カプラ３０１の２入力へそれぞれ出力する。励起光源ＬＤ３およびＬＤ４は別個の電源５０３に接続され、励起光Ｐ３およびＰ４をそれぞれ偏波保持ファイバを通して偏波合成カプラ４０２の２入力へ出力する。一般的に、980nm波長帯の励起光源に接続するファイバには偏波保持ファイバが用いられている。偏波合成カプラ４０２により合成された励起光Ｐ３＋Ｐ４が第１実施形態における励起光Ｐaddとして不等分岐カプラ４０１へ出力される。

２台の励起光源ＬＤ３およびＬＤ４からの励起光Ｐ３およびＰ４を偏波合成カプラ４０２で合波することにより、より多くの励起光をＣバンド側のＥＤＦ増幅器とＬバンド側のＥＤＦ増幅器との間の不等分配に割り当てることが可能になる。また、第１実施形態で述べたように、不等分岐カプラ４０１の分岐配分をｍ＜ｎに設定することにより、Ｃバンド側に比べて、Ｌバンド側のＥＤＦ増幅器の出力および利得を増大させることができる。

４個のＥＤＦ増幅器に対する励起光を４台の励起光源ＬＤ１−ＬＤ４により冗長化して生成するので、各励起光源の出力を、第１実施形態に比べて、低下させることができ、励起光源自体の安定性および信頼性を向上させることができる。

また、不等分岐カプラ４０１の分岐比ｍ：ｎが予め固定されていても、追加した励起光源ＬＤ３およびＬＤ４を別電源５０３の電流で動作させるので、駆動電流を制御することで、ＣバンドおよびＬバンドのＥＤＦ増幅器への励起光の分配調整が可能になる。

３．第３実施形態
図３に示すように、本発明の第３実施形態による光通信装置は、第１実施形態（図１）における不等分岐カプラ４０１および励起光源ＬＤ３に代えて、２台の励起光源ＬＤ３およびＬＤ４と、等分岐カプラ３０４および光減衰器４０３からなる不等分岐光学系と、を用いた点が異なっている。あるいは、本発明の第３実施形態による光通信装置は、第２実施形態（図２）における不等分岐カプラ４０１および偏波合波カプラ４０２からなる不等分岐光学系に代えて、等分岐カプラ３０４および光減衰器４０３からなる不等分岐光学系を用いた点が異なっている。すなわち、第３実施形態では、第１および第２実施形態の不等分岐カプラ４０１の分岐比ｍ：ｎの代わりに、光減衰器４０３を用いてＣバンド側の励起光をＬバンド側に比べて減衰させ、不等分岐カプラ４０１と同等の機能を実現している。その他の構成および機能は第１および第２実施形態と同様であるから、同じ参照番号を付して説明は省略し、第１実施形態との差分について主に説明する。

図３において、励起光源ＬＤ１−ＬＤ４は電源５０４により駆動される。励起光源ＬＤ１およびＬＤ２については第１実施形態（図１）と同様であるが、励起光Ｐadd1およびＰadd2をそれぞれ出力する励起光源ＬＤ３およびＬＤ４は等分岐カプラ３０４の２入力にそれぞれ光学的に接続されている。等分岐カプラ３０４の一方の出力は光減衰器４０３を介して等分岐カプラ３０２の一方の入力に接続され、他方の出力は等分岐カプラ３０３の一方の入力に接続されている。

励起光Ｐadd1およびＰadd2は等分岐カプラ３０４に入力し、それぞれが２分岐して２つの分岐光となり、一方の分岐光が光減衰器４０３により減衰して等分岐カプラ３０２に出力され、他方の分岐光が等分岐カプラ３０３に出力される。したがって、等分岐カプラ３０４および光減衰器４０３からなる光学系は、光減衰器４０３の減衰量を調整することにより、第１実施形態における不等分岐カプラ４０１と等価な機能を実現することができる。

上述したように、本実施形態によれば、光減衰器４０３の減衰量を適当な値に設定することにより、Ｃバンド側のＥＤＦ増幅器に対する励起光を減衰させることができ、相対的にＬバンド側のＥＤＦ増幅器により多くの励起光を分配することができる。これにより、効率の低いＬバンドのＥＤＦ増幅器の利得／出力を高めることができ、第１実施形態と同様に、ＣバンドのＥＤＦ増幅器の出力と合わせることが可能となる。

また、光減衰器４０３を用いることで、全て等分岐カプラ３０１−３０４を用いて励起光供給光学系を構成することができ、光減衰器４０３の減衰量を調整することで励起光分配比の設定が容易になる。

４．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
（付記１）
複数の波長帯域のそれぞれに対応した複数の光ファイバ増幅器と、
それぞれ励起光を出力する３以上の励起光源と、
等分岐比を有する等分岐光学系と、
２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐カプラと、
所定の不等分岐比を有する不等分岐光学系と、を有し、
前記等分岐光学系が第１励起光と第２励起光とを入力して複数の等分岐光を生成し、前記不等分岐光学系が少なくとも１つの第３励起光を入力して複数の不等分岐光を生成し、
前記第１等分岐カプラが１つの等分岐光と第１の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力し、
前記第２等分岐カプラが１つの等分岐光と第２の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力する、
ことを特徴とする光通信装置。
（付記２）
前記第１等分岐カプラが、その一方の出力分岐光を第一方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅器に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を第二方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として、それぞれ出力し、
前記第２等分岐カプラが、その一方の出力分岐光を前記第一方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅器に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を前記第二方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として、それぞれ出力する、
ことを特徴とする付記１に記載の光通信装置。
（付記３）
４個の励起光源と２個の電源とを設け、第１および第２の励起光源が第１の電源により駆動され、第３および第４の励起光源が第２の電源により駆動され、
前記第３および第４の励起光源からの２つの第３励起光を偏波合成して前記不等分岐光学系へ入力する偏波合波カプラを有することを特徴とする付記１または２に記載の光通信装置。
（付記４）
前記不等分岐光学系が不等分岐カプラからなることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の光通信装置。
（付記５）
前記不等分岐光学系が１つの等分岐カプラと１つの光減衰器からなることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の光通信装置。
（付記６）
前記複数の波長帯域のそれぞれに対応した複数の光ファイバ増幅器を含む少なくとも１つの光増幅ユニットを有し、
前記光増幅ユニットが、
入力光信号を前記複数の波長帯域の光信号に分離する分波カプラと、
前記複数の波長帯域の各々に対応する光ファイバ増幅器のための励起光を当該光信号に合波するが波長分離多重カプラと、
前記複数の光ファイバ増幅器によりそれぞれ増幅された複数の光信号を合波して出力光信号を生成する合波カプラと、
を有することを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の光通信装置。
（付記７）
前記複数の波長帯域がＣバンドおよびＬバンドであることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の光通信装置。
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の光通信装置を有する光中継器。
（付記９）
複数の波長帯域のそれぞれに対応した光ファイバ増幅器に対してそれぞれの励起光を供給する装置であって、
それぞれ励起光を出力する３以上の励起光源と、
等分岐比を有する等分岐光学系と、
２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐カプラと、
所定の不等分岐比を有する不等分岐光学系と、を有し、
前記等分岐光学系が第１励起光と第２励起光とを入力して複数の等分岐光を生成し、前記不等分岐光学系が少なくとも１つの第３励起光を入力して複数の不等分岐光を生成し、
前記第１等分岐カプラが１つの等分岐光と第１の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力し、
前記第２等分岐カプラが１つの等分岐光と第２の不等分岐光とを入力し、その出力分岐光を第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として出力する、
ことを特徴とする励起光供給装置。
（付記１０）
前記等分岐光学系が２入力２出力で等分岐比を有する先頭の等分岐カプラ、前記第１等分岐カプラおよび前記第２等分岐カプラからなり、
前記先頭の等分岐カプラが前記第１励起光と前記第２励起光とを入力し第１分岐光および第２分岐光を出力し、
前記不等分岐光学系が、前記少なくとも１つの第３励起光を入力し第３分岐光および第４分岐光を出力し、
前記第１の等分岐カプラが、前記第１分岐光と前記第３分岐光とを入力し前記第１波長帯域用光ファイバ増幅器の励起光を出力し、
前記第２の等分岐カプラが、前記第２分岐光と前記第４分岐光とを入力し前記第２波長帯域用光ファイバ増幅器の励起光を出力する、
ことを特徴とする付記９に記載の励起光供給装置。
（付記１１）
前記第１等分岐カプラが、その一方の出力分岐光を第一方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅器に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を第二方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として、それぞれ出力し、
前記第２等分岐カプラが、その一方の出力分岐光を前記第一方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅器に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を前記第二方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅器の励起光として、それぞれ出力する、
ことを特徴とする付記９または１０に記載の励起光供給装置。
（付記１２）
４個の励起光源と２個の電源とを設け、第１および第２の励起光源が第１の電源により駆動され、第３および第４の励起光源が第２の電源により駆動され、
前記第３および第４の励起光源からの２つの第３励起光を偏波合成して前記不等分岐光学系へ入力する偏波合波カプラを有することを特徴とする付記９乃至１１のいずれか１項に記載の励起光供給装置。
（付記１３）
前記不等分岐光学系が不等分岐カプラからなることを特徴とする付記９乃至１２のいずれか１項に記載の励起光供給装置。
（付記１４）
前記不等分岐光学系が１つの等分岐カプラと１つの光減衰器からなることを特徴とする付記９乃至１２いずれか１項に記載の励起光供給装置。
（付記１５）
第１励起光乃至第３励起光を出力し、
２入力２出力の等分岐比を有する第１等分岐カプラ結合手段および第２等分岐カプラ結合手段と、
前記第１励起光と前記第２励起光とを結合し、等分岐比で分岐して複数の等分岐光を生成し、
前記第３励起光を所定の不等分岐比で分岐して複数の不等分岐光を生成し、
前記複数の等分岐光の１つと前記複数の不等分岐光の１つとを結合して等分岐比で分岐して第１波長帯域用の光ファイバ増幅器手段の励起光として出力し、
前記複数の等分岐光の他の１つと前記複数の不等分岐光の他の１つとを結合して等分岐比で分岐して第２波長帯域用の光ファイバ増幅器手段の励起光として出力する、
ことを特徴とする励起光供給方法。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１６年１１月２８日に出願された日本出願特願２０１６−２２９９３６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、複数の光増幅器を備えた光通信装置、たとえば大容量海底通信システムに適用する海底中継器に適用可能である。

１００，２００Ｃバンド用ＥＤＦ増幅器
１０１，２０１Ｌバンド用ＥＤＦ増幅器
１１０，２１０Ｃバンド側ＷＤＭカプラ
１１１，２１１Ｌバンド側ＷＤＭカプラ
１２０、２２０分波カプラ
１２１、２２１合波カプラ
３０１−３０３、３０４等分岐カプラ
４０１不等分岐カプラ
４０２偏波合波カプラ
４０３光減衰器
５０１−５０３電源
ＬＤ１−ＬＤ４励起光源

Claims

複数の波長帯域のそれぞれに対応した複数の光ファイバ増幅手段と、
それぞれ励起光を出力する３以上の励起手段と、
等分岐比を有する等分岐手段と、
２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐結合手段と、
所定の不等分岐比を有する不等分岐手段と、を有し、
前記等分岐手段が第１励起光と第２励起光とを入力して複数の等分岐光を生成し、前記不等分岐手段が少なくとも１つの第３励起光を入力して複数の不等分岐光を生成し、
前記第１等分岐結合手段が１つの等分岐光と第１の不等分岐光とを入力し、前記第１等分岐結合手段の出力分岐光を第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として出力し、
前記第２等分岐結合手段が１つの等分岐光と第２の不等分岐光とを入力し、前記第２等分岐結合手段の出力分岐光を第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として出力する、
ことを特徴とする光通信装置であって、
４個の前記励起手段と２個の電源とを設け、前記励起手段のうち第１および第２の励起手段が第１の電源により駆動され、第３および第４の励起手段が第２の電源により駆動され、
前記第３および第４の励起手段から出力される２つの第３励起光を偏波合成して前記不等分岐手段へ入力する偏波合波手段を有することを特徴とする光通信装置。
前記第１等分岐結合手段が、一方の出力分岐光を第一方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を第二方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として、それぞれ出力し、
前記第２等分岐結合手段が、一方の出力分岐光を前記第一方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を前記第二方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として、それぞれ出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
前記複数の波長帯域のそれぞれに対応した複数の光ファイバ増幅手段を含む少なくとも１つの光増幅ユニットを有し、
前記光増幅ユニットが、
入力光信号を前記複数の波長帯域の光信号に分離する分波手段と、
前記複数の波長帯域の各々に対応する光ファイバ増幅手段のための励起光を当該光信号に合波するが波長分離多重手段と、
前記複数の光ファイバ増幅手段によりそれぞれ増幅された複数の光信号を合波して出力光信号を生成する合波手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
複数の波長帯域のそれぞれに対応した光ファイバ増幅手段に対してそれぞれの励起光を供給する装置であって、
それぞれ励起光を出力する３以上の励起手段と、
等分岐比を有する等分岐手段と、
２入力２出力の等分岐比を有する第１および第２等分岐結合手段と
所定の不等分岐比を有する不等分岐手段と、を有し、
前記等分岐手段が第１励起光と第２励起光とを入力して複数の等分岐光を生成し、前記不等分岐手段が少なくとも１つの第３励起光を入力して複数の不等分岐光を生成し、
前記第１等分岐結合手段が１つの等分岐光と第１の不等分岐光とを入力し、前記第１等分岐結合手段の出力分岐光を第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として出力し、
前記第２等分岐結合手段が１つの等分岐光と第２の不等分岐光とを入力し、前記第２等分岐結合手段の出力分岐光を第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として出力する、
ことを特徴とする励起光供給装置であって、
４個の励起手段と２個の電源とを設け、前記励起手段のうち第１および第２の励起手段が第１の電源により駆動され、第３および第４の励起手段が第２の電源により駆動され、
前記第３および第４の励起手段からの２つの第３励起光を偏波合成して前記不等分岐手段へ入力する偏波合波手段を有することを特徴とする励起光供給装置。
前記等分岐手段が２入力２出力で等分岐比を有する先頭の等分岐結合手段、前記第１等分岐結合手段および前記第２等分岐結合手段からなり、
前記先頭の等分岐結合手段が前記第１励起光と前記第２励起光とを入力し第１分岐光および第２分岐光を出力し、
前記不等分岐手段が、前記少なくとも１つの第３励起光を入力し第３分岐光および第４分岐光を出力し、
前記第１等分岐結合手段が、前記第１分岐光と前記第３分岐光とを入力し前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光を出力し、
前記第２等分岐結合手段が、前記第２分岐光と前記第４分岐光とを入力し前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光を出力する、
ことを特徴とする請求項４に記載の励起光供給装置。
前記第１等分岐結合手段が、その一方の出力分岐光を第一方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を第二方向通信の前記第１波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として、それぞれ出力し、
前記第２等分岐結合手段が、その一方の出力分岐光を前記第一方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段に使用する励起光として、その他方の出力分岐光を前記第二方向通信の前記第２波長帯域用の光ファイバ増幅手段の励起光として、それぞれ出力する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の励起光供給装置。
第１の電源によって駆動される第１及び第２の励起手段によって第１励起光及び第２励起光を出力し、第２の電源によって駆動される第３及び第４の励起手段によって第３励起光を出力し、
前記第３および第４の励起手段からの２つの第３励起光を偏波合成し、
前記第１励起光と前記第２励起光とを結合し、等分岐比で分岐して複数の等分岐光を生成し、
偏波合成された前記第３励起光を所定の不等分岐比で分岐して複数の不等分岐光を生成し、
前記複数の等分岐光の１つと前記複数の不等分岐光の１つとを結合して等分岐比で分岐して第１波長帯域用の光ファイバ増幅器手段の励起光として出力し、
前記複数の等分岐光の他の１つと前記複数の不等分岐光の他の１つとを結合して等分岐比で分岐して第２波長帯域用の光ファイバ増幅器手段の励起光として出力する、
ことを特徴とする励起光供給方法。