JP6939728B2

JP6939728B2 - マルチモード光増幅器

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Publication number: JP6939728B2
Application number: JP2018136139A
Authority: JP
Inventors: 小野　浩孝; 浩孝小野; 水野　隆之; 隆之水野; 光樹芝原; 宮本　裕; 宮本　　裕
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: US11888281B2; US20210257802A1; JP2020013934A; WO2020017446A1

Description

本発明は、マルチモード光増幅器に関し、より詳細には、信号光の伝搬モード間における利得差を低減させるマルチモード光増幅器に関する。

通信サービスが高速化・大容量化するとともに、幹線系光伝送システムで伝送されるトラフィックが爆発的に増大している。そのため、光伝送システムの伝送容量を飛躍的に増大する技術検討が進められている。様々な伝送方式の中で、モード分割多重（Ｍｏｄｅ−ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下ＭＤＭという）光伝送技術に関する技術開発が近年急速に進んでいる。ＭＤＭ光伝送システムを長距離化するためには、複数の異なるモードの信号光を１本の増幅用ファイバで増幅するマルチモード光増幅器を用いた光中継ＭＤＭ光伝送が必要となる（非特許文献１）。

K. Shibahara et al.， "Dense SDM (12-core × 3-mode) transmission over 527 km with 33.2-ns mode-dispersion employing low-complexity parallel MIMO frequency-domain equalization，" Journal of Lightwave Technology， January 1， 2016， vol. 34， no. 1， p.196-204 M. Wada et al.， "Core-pumped 10-mode EDFA with cascaded EDF configuration"，in Proc. 42nd European Conference and Exhibition on Optical Communications， VDE VERLAG GMBH， September 18-22， 2016， p.97-99 水野他、「エタロン型光利得等化器の開発」、古河電工時報、２０００年、第１０５号、ｐ．３６−４１

異なる伝搬モードの信号光は、異なる光ファイバの断面における電界強度分布を有する。そのため、信号光の伝搬モードが異なると、光ファイバのコアに添加したエルビウムなどの希土類イオンの分布と信号光の電界強度分布の重なりとの間に違いが生じる。その結果、信号光の異なる伝搬モード間における利得の差（モード間利得偏差）が生じることになる（例えば非特許文献２）。

モード間利得偏差は、複数のマルチモード光増幅器を中継した長距離マルチモード分割多重光伝送において、受信端における伝搬モード間の光パワー差を生じさせる。光信号は、小さな光パワー、すなわち低い信号対雑音比を有する伝搬モードの信号光の存在により伝送距離を制限されてしまう。従って、マルチモード光増幅器は、モード間利得偏差を可能な限り低減させることが求められる。例えば非特許文献２において、異なる種類の増幅用マルチモードファイバを用いてそれらを組み合わせてマルチモード光増幅器を構成してモード間利得偏差を低減させることが開示されている。

しかし、複数種類の増幅用マルチモードファイバを使用してマルチモード光増幅器を構成することは、マルチモード光増幅器の製造コストを増加させ、またその構成を複雑なものとするなどの点でデメリットが大きい。従って、マルチモード光増幅器においても、従来のシングルモード光増幅器における利得の波長等化のように（非特許文献３）、フィルタを用いてモード間利得偏差を低減可能とすることが望まれている。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、信号光の伝搬モード間における利得差を低減させるマルチモード光増幅器を提供することにある。

本発明の一実施形態は、信号光の複数の伝搬モードに利得を与えるマルチモード光増幅器であって、信号光と励起光とを合波する合波器と、複数の信号光の所定の伝搬モードおよび複数の励起光の所定の伝搬モードが伝搬するコアを有し、信号光の所定の伝搬モード毎に個別の利得値を与える増幅用ファイバと、信号光の所定の伝搬モードの全てについて、周波数に対する利得値を一定とする波長等化フィルタと、信号光の所定の伝搬モードの全てについて、利得値を信号光の所定の伝搬モードに対して一定とするモード等化フィルタと、を備える、マルチモード光増幅器を提供する。

本願発明のマルチモード光増幅器は、従来のシングルモード光増幅器と同様にフィルタを用いることにより、複数モードの信号光に対する利得を、周波数に依らず且つその伝搬モードに依らずに等化することができる効果を奏する。

本発明の実施例におけるマルチモード光増幅器の構成を示すブロック図である。本発明の実施例におけるマルチモード光増幅器により増幅される信号光のモードの光パワー分布図である。（ａ）乃至（ｊ）は、それぞれ、ＬＰ₀₁、ＬＰ_11o、ＬＰ_11e、ＬＰ_21o、ＬＰ_21e、ＬＰ₀₂、ＬＰ_31o、ＬＰ_31e、ＬＰ_12o、およびＬＰ_12eの各モードに対応している。本発明の実施例におけるマルチモード光増幅器を構成する増幅用ファイバによる利得スペクトルを示すグラフである。本発明の実施例におけるマルチモード光増幅器を構成する波長等化フィルタの損失スペクトルを示すグラフである。本発明の実施例におけるマルチモード光増幅器を構成するモード等化フィルタの損失スペクトルを示すグラフである。本発明のマルチモード光増幅器と異なる構成を備えるマルチモード光増幅器（比較例）の利得スペクトルを示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。また、本発明の実施形態は、本発明の要旨の範囲を逸脱しない限り、以下の例示に何ら限定されることはない。

（実施例）
図１は、本願発明の実施例におけるマルチモード光増幅器１０の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態例であるマルチモード光増幅器１０は、増幅用ファイバ１、励起光源２、信号光と励起光とを合波する分波器３ａ、信号光と励起光とを分波する分波器３ｂ、光アイソレータ４ａ，４ｂ、波長等化フィルタ５、モード等化フィルタ６を含んで構成される。これら要素の内、図１のブロック図において結線されている要素同士は、信号光を含む光が通過し進行することが可能なように、光学的に接続されている。

マルチモード光増幅器１０は、光アイソレータ４ａからモード等化フィルタ６に向かう方向を順方向として、入力信号光１１を光アイソレータ４ａに入力し最終的にモード等化フィルタ６から出力信号光１２を出力する。

最初に、入力信号光１１が入力される光アイソレータ４ａは、順方向に信号光を出力する。合波器３ａは、その信号光と、励起光源２からの光（以下、励起光という）とが入力され、それらが合波された光を出力する。増幅用ファイバ１には信号光と励起光とが合波した光が入力され、その合波した光は、増幅用ファイバ１のコア内を通過した後に出力される。増幅用ファイバ１から出力された光は、信号光と励起光とを含んで、分波器３ｂに入力される。分波器３ｂは、信号光と励起光とを分波する。分波器３ｂにより分波された信号光は、光アイソレータ４ｂに入力されて順方向に進行し、光アイソレータ４ｂから出力される。光アイソレータ４ｂから出力された信号光は、波長等化フィルタ５に入力され、波長等化されて出力される。波長等化フィルタ５により波長等化されて出力された信号光は、モード等化フィルタ６に入力され、モード等化されて出力信号光１２として出力される。

本実施例において、増幅用ファイバ１は、コア内に発光中心としてエルビウムが添加されているマルチモード光ファイバであって、そのコアの半径は７μｍ、コアとクラッドとの比屈折率差は１％である。この増幅用ファイバ１のコアは、複数のモードを伝搬させることができるものであり、入力する信号光の波長帯を１５５０ｎｍ帯とした場合、増幅用ファイバ１のコア内を伝搬するモードは、ＬＰ₀₁、ＬＰ₁₁、ＬＰ₂₁、ＬＰ₀₂、ＬＰ₃₁、およびＬＰ₁₂の６個の伝搬モードである。奇モードと偶モードが存在するモードについてそれらを区別すると、ＬＰ₀₁、ＬＰ_11o、ＬＰ_11e、ＬＰ_21o、ＬＰ_21e、ＬＰ₀₂、ＬＰ_31o、ＬＰ_31e、ＬＰ_12o、およびＬＰ_12eの１０個の伝搬モードである。すなわち、増幅用ファイバ１のコア内を伝搬する波長１５５０ｎｍ帯の信号光は、６個（偶モードと奇モードとを区別すると１０個）の伝搬モード（以下、６−ＬＰモード（１０モード）という）を有する。

励起光源２は、波長９８０ｎｍ帯の半導体レーザである。基本モード（ＬＰ₀₁モード）の光を発生する。

合波器３ａは、波長９８０ｎｍ帯の光を反射し且つ波長１５５０ｎｍ帯の光を透過させるダイクロイックミラーと位相板とを備えている。この位相板は、励起光源２から入力される波長９８０ｎｍ帯の励起光をＬＰ₀₁モードからＬＰ₀₂モードへと変換する。次いで、ＬＰ₀₂モードに変換された波長９８０ｎｍ帯の励起光は、ダイクロイックミラーを介して波長１５５０ｎｍ帯の信号光と合波されて合波器３ａから出力され、増幅用ファイバ１へ入力される。

図２は、増幅用ファイバ１のコア内を伝搬する波長帯１５５０ｎｍの信号光の６−ＬＰモード（１０モード）の各モードの光パワー分布図である。図２において、黒色が濃い程光パワーが大きく、黒色から白色（または紙面の色）に近づくに従って光パワーは小さくなることを意味している。図２中の（ａ）乃至（ｊ）は、それぞれ、増幅用ファイバ１のコア内部を伝搬する１０個の伝搬モードの光パワー分布図を示しており、図２（ａ）乃至（ｊ）は、それぞれ、ＬＰ₀₁、ＬＰ_11o、ＬＰ_11e、ＬＰ_21o、ＬＰ_21e、ＬＰ₀₂、ＬＰ_31o、ＬＰ_31e、ＬＰ_12o、およびＬＰ_12eの各モードに対応している。ここで、ＬＰの添え字のうち数字は伝搬モードの態様を示すものであり、ｏは奇モードを、およびｅは偶モードを示すものである。

図３は、マルチモード光ファイバ増幅器１０を構成する増幅用ファイバ１による利得スペクトルである。横軸は、波長であり信号光の波長帯１５５０ｎｍ近傍の帯域について示している。縦軸は、それぞれの波長に対して得られた利得を示している。利得スペクトルは、４個の伝搬モードについて示し、それぞれ、ＬＰ₀₁モードは実線、ＬＰ₁₁モードは鎖線、ＬＰ₂₁＋ＬＰ₀₂モードは一点鎖線、およびＬＰ₃₁＋ＬＰ₁₂モードは二点鎖線で表されている。

ここで、伝搬モードの縮退および伝搬モードの変換について説明する。ここで、ＬＰ_11OモードとＬＰ_11eモード、ＬＰ_21OモードとＬＰ_21eモード、ＬＰ_31OモードとＬＰ_31eモード、およびＬＰ_12OモードとＬＰ_12eモードは、それぞれ６−ＬＰモードで伝搬中にモード変換によりそれぞれの奇モードｏと偶モードｅとが縮退し、それぞれ縮退したモードとしてＬＰ₁₁、ＬＰ₂₁、ＬＰ₃₁、ＬＰ₁₂となる。さらに、ＬＰ₂₁とＬＰ₀₂モード、およびＬＰ₃₁とＬＰ₁₂モードは、それぞれ伝搬定数の値が非常に近いために増幅用ファイバ１のコア内を伝搬中に頻繁にモード変換を生じる。その結果、それぞれ２つのモード間、すなわちＬＰ₂₁とＬＰ₀₂モードとの間、およびＬＰ₃₁とＬＰ₁₂モードとの間において光学特性上の区別がつかなくなる。したがって、フィルタの損失や光増幅器の利得などの光学特性の評価では、ＬＰ₂₁＋ＬＰ₀₂、ＬＰ₃₁＋ＬＰ₁₂のように、それぞれ１つの伝搬モードとして扱うこととする。

図３に示すように、信号光の各モードの利得スペクトルにおいて最小利得の値は、ＬＰ０１モードでは２９．９、ＬＰ₁₁モードでは２７．９、ＬＰ₂₁＋ＬＰ₀₂モードでは２５．４、ＬＰ₃₁＋ＬＰ₁₂では２３．６ｄＢと、各伝搬モード間において異なることが分かる。さらに、各伝搬モードにおいて利得の波長依存性はほぼ等しく、各伝搬モードの利得スペクトル形状は相似形となっている。これは、増幅用ファイバ１に入力する前に合波器３ａに備えた位相板によって、波長９８０ｎｍ帯の励起光をＬＰ₀₂モードに変換しているためである。増幅用ファイバ１へ入力されたＬＰ₀₂モードの励起光は、増幅用ファイバ１のコア内を伝搬中に伝搬定数が非常に近いＬＰ_21OモードおよびＬＰ_21eモードに変換され、さらにそのＬＰ_21OモードおよびＬＰ_21eモードはＬＰ₀₂モードに変換される、相互的なモード変換が頻繁に生じる。そのため、増幅用ファイバ１の内部は、励起光の３個の伝搬モード、すなわちＬＰ₀₂モード、ＬＰ_21Oモード、およびＬＰ_21eモードからなる混合モードにより励起されることとなる。図２に示すように、それら伝搬モードの光パワー分布を考慮すれば、増幅用ファイバ１のコア内に添加され均一に分布しているエルビウムのうち励起されたエルビウムの分布がより均一化しやすくなる。一方、信号光の伝搬モードは次数が高くなるに従って、コア内において光パワー分布がコアの中心から離れた領域に分布するようになるため、高次モードの伝搬光ほど励起されたエルビウムとの重なりが小さくなる。このため、各伝搬モードの利得スペクトル形状は相似形となるものの、利得値は伝搬モードの次数が高いほど小さくなる。

図４は、本実施例におけるマルチモード光増幅器１０を構成する波長等化フィルタ５の損失スペクトルを示すグラフである。横軸は、波長であり信号光の波長帯１５５０ｎｍ近傍の帯域について示している。縦軸は、それぞれの波長における損失の値を示している。

図３に示す、増幅用ファイバ１による信号光の利得における伝搬モード間におけるスペクトル形状の相似性を利用して、増幅用ファイバ１による信号光の利得は、増幅用ファイバ１から出力した後に図４に示す単一の損失スペクトル形状を有する波長等化フィルタ５を通過させることにより、伝搬モードの次数の高低に依らず、波長に対する利得値を等しくすることができる。

波長等化フィルタ５の原理について詳細に説明をする。図３に示す利得スペクトルによれば、増幅用ファイバ１による信号光の利得値は、波長１５３５ｎｍ乃至１５４０ｎｍの帯域において極小値を示し、且つ波長１５５５ｎｍ乃至１５６０ｎｍの帯域において極大値を示す周波数依存性を有している。さらに、その極小値と極大値との間の帯域では、増幅用ファイバ１による信号光の利得値は、単調に増加する傾向を示す。そこで、その極小値において損失をさせないように（損失０ｄＢ）、且つその極大値において損失値を極大とするように、波長等化フィルタ５による損失値を設定する。また、その極小値と極大値との間の帯域において損失値が単調に増加するように、波長等化フィルタ５による損失値を設定する。つまり、図３に示す増幅用ファイバ１による信号光の利得スペクトルの形状に対応させて、波長等化フィルタ５が与える損失値の周波数特性、すなわち損失スペクトルを設定する。

さらに、図３に示す利得スペクトルによれば、増幅用ファイバ１による信号光の利得値の最大値と最小値との差は、波長１５３０ｎｍ乃至１５６５ｎｍの帯域において、約３ｄＢである。そこで、その帯域における波長等化フィルタ５による損失値の最大値と最小値との差も、約３ｄＢに設定する。

ここで、上述のように、増幅用ファイバ１による信号光の利得における伝搬モード間におけるスペクトル形状の相似である。従って、波長等化フィルタ５の損失スペクトルの形状は、信号光の各モードに対して個別に設定をすることなく、１つ設定するのみで足る。すなわち、増幅用ファイバ１による信号光の利得は、増幅用ファイバ１から出力した後に単一の損失スペクトルを有する波長等化フィルタ５を通過させることにより、伝搬モードの次数の高低に依らずに、信号光の波長帯域において平滑な利得スペクトルを得ることができる。

図５は、本実施例におけるマルチモード光増幅器１０を構成するモード等化フィルタ６の損失スペクトルを示すグラフである。横軸は、波長であり信号光の波長帯１５５０ｎｍ近傍の帯域について示している。縦軸は、それぞれの波長における損失の値を示している。モード等化フィルタ６の損失スペクトルは、４個の伝搬モードについて示し、それぞれ、ＬＰ₀₁モードについては実線、ＬＰ₁₁モードについては鎖線、ＬＰ₂₁＋ＬＰ₀₂モードについては一点鎖線、およびＬＰ₃₁＋ＬＰ₁₂モードについては二点鎖線で表されている。

本実施例では、波長等化フィルタ５を通過することにより各波長に対して等しい利得値となった各伝搬モードの信号光は、波長等化フィルタ５から出力された後に、さらにモード等化フィルタ６に入力され通過させることにより、各伝搬モード間における利得値が等しい値となる。このモード等化フィルタ６は、波長に依らずに、信号光の各伝搬モード毎に個別の損失を与える効果を奏するものである。上記で説明したように、増幅用ファイバ１のコア内における信号光の利得値は伝搬モードの次数が高いほど小さくなる。従って、モード等化フィルタ６は、図５に示すように、信号光の伝搬モードの次数の増大に対して、信号光の利得に対する損失が単調に低下するように損失スペクトルが設定されている。

本実施形態では、モード等化フィルタ６として部分ＮＤフィルタとコリメートレンズを含んで構成されているモード等化フィルタを使用した。ここで、モード等化フィルタ６の構成要素である部分ＮＤフィルタは、コリメートレンズによりコリメートされた所定の伝搬モードの光の一部に対して光パワーを低減するように構成されている。より具体的には、光が部分ＮＤフィルタを通過する際に光が通過する領域の一部に対して光の透過率を低減するように設計されている。

また、本実施例におけるモード等化フィルタ６は、コリメートレンズと部分ＮＤフィルタとの組み合わせを１つのセットとした場合、３つのセットを備えている。このセット数は、所望のモード等化特性を獲得することが得ることができる範囲で自由に設定することができ、２セット以上とすることが好ましい。一方、２セット未満、すなわち１セットのみを備えた場合には、モード等化特性が２セット以上の場合より劣るが、使用上の問題がなければ１セットとすることでもよい。すなわち、ＮＤフィルタのセット数はモード等化特性と使用条件によって決まるものである。

よって、本実施例によれば、増幅用ファイバ１から出力された信号光は、単一の波長等化フィルタ５により、信号光の伝搬モードの次数の高低に依らず、利得の波長依存性を等化し、さらにその後にモード等化フィルタ６により、信号光の各伝搬モードの利得値を等化することが可能である。具体的には、ＬＰ₀₁、ＬＰ₁₁、ＬＰ₂₁＋ＬＰ₀₂、およびＬＰ₃₁＋ＬＰ₁₂の信号光の各伝搬モードの利得スペクトルは、波長および伝搬モードの次数に依らずほぼ一定値となり、２１．１プラス／マイナス０．１ｄＢの範囲内に等化することができた。

上記の実施例では、励起光源２から発生する励起光について増幅用ファイバ１のコア内における伝搬モードをＬＰ₀₂モードに設定した。ここで、励起光について増幅用ファイバ１のコア内における伝搬モードをＬＰ₂₁モードに設定しても上記と同様に、ＬＰ₂₁モードとＬＰ₀₂モードとの間で生じる相互的なモード変換によってＬＰ₀₂モード、ＬＰ_21oモード、およびＬＰ_21eモードからなる混合モードとして増幅用ファイバ１のコア内のエルビウムの励起を行うことができ、上記と同様に利得スペクトルの等化を行うことができる。

励起光について増幅用ファイバ１のコア内における伝搬モードをＬＰ₂₁モードにする場合には、増幅用ファイバ１の方位角方向にわずかに残る製造時に生じた不均一性の影響をなくすために、ＬＰ_21oモードとＬＰ_21eモードとを同じ光パワーで増幅用ファイバ１へ入力することが好ましい。また、ＬＰ₀₂モード、ＬＰ_21oモード、ＬＰ_21eモードを合波した励起光を用いても同様な利得スペクトルの等化が行えることは勿論のことである。

さらに、本実施例において使用した増幅用ファイバ１は、励起光について増幅用ファイバ１のコア内における伝搬モードをＬＰ₄₁モード、ＬＰ₂₂モード、およびＬＰ₀₃モードとしても増幅用ファイバ１のコア内の伝搬をさせることができる。これらのモードの伝搬定数は非常に近く、増幅用ファイバ１のコア内を伝搬中に頻繁に相互的なモード変換が起こる。このことは、ＬＰ_21oモード、ＬＰ_21eモード、およびＬＰ₀₂モードの各伝搬モード間における場合と同じである。したがって、励起光について増幅用ファイバ１のコア内における伝搬モードをＬＰ_41oモードとＬＰ_41eモード、ＬＰ_22oモードとＬＰ_22eモード、ＬＰ₀₃モードのいずれか１つ、または２つないしは３つのモードからなる混合モードとしても、上記と同様に利得スペクトルの等化を行うことができる。

上記実施例において示した、増幅用ファイバ１のコア内における励起光の伝搬モードについて、ＬＰ_mm’モードとＬＰ_0nモード（ｍ、ｍ’、ｎは整数）との間の相互的なモード変換を適用する場合は、ｍおよびｎが共に２以上である必要がある。導波路内におけるモードの固有関数に関して解析的に考慮すれば、ｍが１の場合であるＬＰ₁₁モードには伝搬定数が非常に近くなるＬＰ_0nモードが存在せず、またはｎが１の場合であるＬＰ₀₁モードには伝搬定数が非常に近くなるＬＰ_mm’モードが存在しない。さらに、増幅用ファイバ１のコア内における励起光の伝搬モードがＬＰ₀₂モードある場合は、必ずＬＰ₂₁モードも増幅用ファイバ１のコア内を伝搬することができるが、その逆は必ずしも成り立たないため、増幅用ファイバ１は、そのコア内における励起光の伝搬モードがＬＰ₀₂モードである必要がある。

（比較例）
図６は、上記実施例におけるマルチモード光増幅器１０と異なる構成を備えるマルチモード光増幅器による利得スペクトルを示すグラフである。横軸は、波長であり信号光の波長帯１５５０ｎｍ近傍の帯域について示している。縦軸は、それぞれの波長に対して得られた利得を示している。利得スペクトルは、４個の伝搬モードについて示し、それぞれ、ＬＰ₀₁モードは実線、ＬＰ₁₁モードは鎖線、ＬＰ₂₁＋ＬＰ₀₂モードは一点鎖線、およびＬＰ₃₁＋ＬＰ₁₂モードは二点鎖線で表されている。

この場合のマルチモード光増幅器は、上記実施例におけるマルチモード光増幅器１０の合波器３ａの構成に位相板を含まずに、励起光源２から発生する励起光の増幅用ファイバ１のコア内での伝搬モードをＬＰ₀₁モードとする構成である。図３と比較した場合、励起光の増幅用ファイバ１のコア内での伝搬モードをＬＰ₀₁モードとすると、信号光は、増幅用ファイバ１のコア内での伝搬モードの次数が高くなるにしたがって、低波長側から長波長側への利得値の増分が増大する傾向が顕著となる。

つまり、励起光の増幅用ファイバ１のコア内での伝搬モードをＬＰ₀₁モードとすると、上記実施例のように、利得スペクトルの波長等化とモード等化とを簡便に行うことができないことが分かる。

１増幅用ファイバ
２励起光源
３ａ合波器
３ｂ分波器
４ａ，４ｂ光アイソレータ
５波長等化フィルタ
６モード等化フィルタ
１０マルチモード光増幅器
１１入力信号光
１２出力信号光

Claims

信号光の複数の伝搬モードに利得を与えるマルチモード光増幅器であって、
前記信号光と励起光とを合波する合波器と、
前記信号光の所定の複数の伝搬モードおよび前記励起光の所定の複数の伝搬モードが伝搬するコアを有し、前記信号光の所定の伝搬モード毎に個別の利得値を与える増幅用ファイバと、
前記信号光の所定の伝搬モードの全てについて、周波数に対する利得値を一定とする波長等化フィルタと、
前記信号光の所定の伝搬モードの全てについて、前記利得値を前記信号光の所定の伝搬モードに対して一定とするモード等化フィルタと、を備える、
マルチモード光増幅器。
前記増幅用ファイバは、
複数の前記励起光の所定の伝搬モードが、ＬＰ_0nモード（ｎは２以上の整数）、ＬＰ_mm’モード（ｍは２以上の整数、ｍ’は１以上の整数）、またはそれらが混合している混合モードの内の一部であって、
前記増幅用ファイバのコア内を当該複数の前記励起光の所定の伝搬モードが伝搬したときに、
前記増幅用ファイバのコアの断面内において、前記増幅用ファイバのコアに添加されている発光中心が均一に励起される、
請求項１に記載のマルチモード光増幅器。
前記励起光の所定の伝搬モードは、前記合波器に備えられている位相板を通過させることにより前記ＬＰ_0nモードとなる、
請求項２に記載のマルチモード光増幅器。
前記波長等化フィルタは、
前記周波数に対する利得値に対応する前記周波数に対する損失スペクトルを有し、
前記周波数に対する損失スペクトルは単一である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマルチモード光増幅器。
前記モード等化フィルタは、
コリメートレンズと、
前記コリメートレンズによりコリメートされている前記信号光の所定の伝搬モードの一部に対して光パワーを低減するように構成されている部分ＮＤフィルタと、を含むセットであって、前記セットを複数含む、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のマルチモード光増幅器。