JP7401680B2

JP7401680B2 - 光増幅装置及び光増幅装置の信号増幅方法

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Publication number: JP7401680B2
Application number: JP2022536925A
Authority: JP
Inventors: ドン，ニン; ヤン，ユンフェイ; ウ，ボ; ユィ，ヨンゼォ
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2040-09-16
Also published as: CN112993732B; US20220320815A1; EP4063950A1; EP4063950A4; CN112993732A; JP2023509355A; WO2021120730A1

Description

[0001] 本件は、2019年12月17日付で中国国家知識産権局に出願された「光増幅装置及び光増幅装置の信号増幅方法」と題する中国特許出願第201911307807.9号に対する優先権を主張しており、同出願全体は参照により本件に援用される。

[0002] 技術分野
本件は、光通信の分野に関連し、特に光増幅装置及び光増幅装置の信号増幅方法に関連する。

[0003] 光ネットワークにおいて、光信号は、通常、光パワー損失に起因して増幅されることを必要とし、その結果、光信号は、受信機によって受信されるのに十分なパワー及びパフォーマンスを有するようになる。例えば、エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器（erbium-doped fiber amplifier, EDFA）が、通常、光信号を増幅するために使用されるかもしれない。

[0004] 実際のアプリケーションでは、一般に、光信号の複数のチャネルが増幅されることを必要とする。現在、複数のチャネルの光増幅器は、主に、アキュムレーションによって実現されている。例えば、複数のEDFAはEDFAアレイを形成する。各EDFAは、光信号の各チャネルを増幅するように別々に構成される。光増幅器の複数のチャネルを実現するためには、大量のEDFAが必要とされることを理解することができる。この場合、実装コストは高い。

[0005] 本件の実施形態は、光増幅装置及び光増幅装置の信号増幅方法を提供する。光信号の各チャネルを別々に増幅するために、複数の光増幅装置を配置することは不要であり、コストを減らす。

[0006] 第1態様によれば、本件の実施形態は光増幅装置を提供する。光増幅装置は光ファイバに接続される。光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと第1利得媒体とを含む。第1ポンプ・レーザーは第1ポンプ光を放出するように構成されている。第1利得媒体は、光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と第1ポンプ光とを受信するように構成されている。第1ポンプ光は、第１利得媒体の反転分布を励起して、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行することが可能である。第1マルチ・チャネル光信号の各々に関する利得増幅を実現するために、第1ポンプ光は、第1利得媒体において第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしていることに留意すべきである。

[0007] この実装では、第1利得媒体は、第1ポンプ・レーザーによって放出された第1ポンプ光と、光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号とを受信することが可能である。第1ポンプ光は、第1利得媒体における第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。従って、第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号の各々に関する利得増幅を実行することが可能である。このことから、本件における光増幅装置は、複数のチャネルの光信号に関して増幅を実現することが可能である。光信号の各チャネルを別々に増幅するために複数の光増幅装置を配置することは不要であり、コストを低減する。

[0008] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置は第1ビーム成形構造を更に含む。第1ビーム成形構造は、第1ポンプ光を成形し、その成形された第1ポンプ光を第1利得媒体につなぐように構成されている。成形された第1ポンプ光は、第1利得媒体において第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。

[0009] この実装では、第1ポンプ光のビーム形状は不規則であってもよい。従って、第1ポンプ光は、先ず、第1成形構造を使用することによって成形され、成形された第1ポンプ光が、第1利得媒体における第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップする、というより良い効果を実現する。

[0010] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1ポンプ光が第1利得媒体に入射する方向は、第1マルチ・チャネル光信号が第1利得媒体に入射する方向と同じである。光増幅装置は多重化構造を更に含む。多重化構造は、第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号との多重化を実行して多重化信号を取得し、多重化信号を第1利得媒体へ送信するように構成されている。

[0011] この実装では、多重化構造は、先ず、第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号に対して多重化を実行し、その結果、多重化後の第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号は、第1利得媒体に同じ方向で入射する。この解決策の実用性を改善するために、第1利得媒質における第1マルチ・チャネル光信号の各々と第1ポンプ光との間のオーバーラップを実現する特定の実装が提供される。

[0012] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1ポンプ光が第1利得媒体に入射する方向は、第1マルチ・チャネル光信号が第1利得媒体に入射する方向と相違する。

[0013] この実施において、幾つかのシナリオでは、第1ポンプ光が第1利得媒体に入射する方向が、第1マルチ・チャネル光学信号が第1利得媒体に入射する方向と相違する場合であっても、依然として第1ポンプ光は第1利得媒体における第1マルチ・チャネル光学信号の各々とオーバーラップすることが可能である。例えば、第1利得媒質はキューブであり、第1マルチ・チャネル光信号は第1利得媒質の左側の面から入射し、第1ポンプ光は第1利得媒質の下側の面から入射して、この解決策の実用性を拡張する。

[0014] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置はアイソレータを更に含む。アイソレータは、第1利得媒体に対する第1マルチ・チャネル光信号の反射エコー光の発生を抑制するように構成されている。

[0015] この実装において、アイソレータは、ある方向では光が通過することを許容し、反対方向では光が通過することを妨げる受動素子である。アイソレータの機能は、光の方向を制限することであり、それによって、光は単一の方向においてのみ伝送されることが可能である。光ファイバの反射エコー光は首尾良く隔離され、このことは、光増幅プロセスにおける前後する反射に起因するパフォーマンスへの影響を回避する。

[0016] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含む。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を第1利得媒体へ伝送し、第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を第2利得媒体へ反射させるように構成されている。第1光信号の波長は第2光信号の波長と相違する。第1ポンプ光は第1利得媒体における第1光信号とオーバーラップしている。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1光信号に関する利得増幅を実行するように構成されている。第2利得媒体は、第1ポンプ光を受信し、第1ポンプ光に基づいて、第2光信号に関する利得増幅を実行するように構成されている。第1ポンプ光は、第2利得媒体において第2光信号とオーバーラップしている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1光信号を、第1方向に伝送し、利得増幅が実行される第2光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2光信号は第1方向に伝送される。

[0017] この実装において、光増幅装置は、更に、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を波長帯分割方式で別々に実行することが可能である。言い換えると、第1利得媒体は、第1光信号に関して利得増幅を実行し、第2利得媒体は、第2光信号に関して利得増幅を実行し、それによって、この解決策におけるアプリケーション・シナリオを拡張する。

[0018] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体と、第2ポンプ・レーザーと、第2ビーム成形構造とを更に含む。第2ポンプ・レーザーは第2ポンプ光を放出するように構成されている。第2ビーム成形構造は、第2ポンプ光を成形し、その成形された第2ポンプ光を第2利得媒体につなぐように構成されている。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を第1利得媒体へ伝送し、第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を第2利得媒体へ反射させるように構成されている。第1光信号の波長は第2光信号の波長と相違する。第1ポンプ光は第1利得媒体における第1光信号とオーバーラップしている。第2ポンプ光は第2利得媒体における第2光信号とオーバーラップしている。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1光信号に関する利得増幅を実行するように構成されている。第2利得媒体は、第2ポンプ光に基づいて、第2光信号に関する利得増幅を実行するように構成されている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1光信号を、第1方向に伝送し、利得増幅が実行される第2光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2光信号は第1方向に伝送される。

[0019] この実装は前述の実装とは異なる。2つの利得媒体が、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を波長帯分割方式で別々に実行するシナリオにおいて、第2ポンプ・レーザーが、第2利得媒体のために第2ポンプ光を特別に提供するために更に新たに追加されてもよい。更に、第2ビーム成形構造が第2ポンプ光を成形するために追加され、それによって、この解決策の柔軟性を改善することができる。

[0020] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置は、第1反射素子と第2反射素子を更に含む。第1反射素子は、第1フィルタリング構造により反射された第2光信号を、第2利得媒体の方へ反射させるように構成されている。第2反射素子は、利得増幅が実行される第2光信号を、第2フィルタリング構造の方へ反射させるように構成されている。

[0021] この実装において、第1反射素子と第2の反射素子は、第2光信号の光伝送経路と、利得増幅が実行される第2光信号の光伝送経路とを変えることができる。このようにして、第2光信号は、第2利得媒体に入射し、利得増幅が実行される第2光信号は、第2フィルタリング構造に入射し、それによって、この解決策の実用性を更に改善する。

[0022] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含む。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号を、第1利得媒体へ伝送するように構成されている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に伝送し、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、第2利得媒体へ反射させるように構成されている。第1マルチ・チャネル光信号の波長は、第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違する。第1方向は第2方向と反対である。第2利得媒体は、第1ポンプ光を受信し、第1ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されている。第1ポンプ光は、第2利得媒体において第2マルチ・チャネル光信号とオーバーラップしている。第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2マルチ・チャネル光信号は第2方向に伝送される。

[0023] この実装において、光増幅装置は、双方向伝送シナリオに更に適用される可能性がある。言い換えると、第1利得媒体は、第1方向に伝送された第1マルチ・チャネル光信号に関して利得増幅を実行し、第2利得媒体は、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号に関して利得増幅を実行し、それによって、この解決策におけるアプリケーション・シナリオを拡張する。

[0024] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2ポンプ・レーザーと、第2利得媒体と、第2ビーム成形構造とを更に含む。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号を、第1利得媒体へ伝送するように構成されている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に伝送し、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、第2利得媒体へ反射させるように構成されている。第1マルチ・チャネル光信号の波長は第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違する。第1方向は第2方向と反対である。第2ポンプ・レーザーは第2ポンプ光を放出するように構成されている。第2ビーム成形構造は、第2ポンプ光を成形し、その成形された第2ポンプ光を第2利得媒体につなぐように構成されている。成形された第2ポンプ光は、第2利得媒体において第2マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。第2利得媒体は、第2ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されている。第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射させるように更に構成されており、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2マルチ・チャネル光信号は、第2方向に伝送される。

[0025] この実装は前述の実装とは異なる。第2ポンプ・レーザーは、第2利得媒体のために第2ポンプ光を特別に提供するために更に新たに追加されることが可能である。更に、第2ビーム成形構造が第2ポンプ光を成形するために追加され、それによって、この解決策の柔軟性を改善することも可能である。

[0026] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置は、第1反射素子と第2反射素子を更に含む。第2反射素子は、第2フィルタリング構造により反射された第2マルチ・チャネル光信号を、第2利得媒体の方へ反射させるように構成されている。第1反射素子は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造の方へ反射させるように構成されている。

[0027] この実装において、第1反射素子と第2反射素子は、第2マルチ・チャネル光信号の光伝送経路と、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号の光伝送経路とを変えることが可能である。このようにして、第2マルチ・チャネル光信号は、第2利得媒体に入射し、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号は、第1フィルタリング構造に入射し、それによって、この解決策の実用性を更に改善する。

[0028] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、反射素子と、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造とを更に含む。第2フィルタリング構造は、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子の方へ反射させるように構成されている。第1マルチ・チャネル光信号の波長は、第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違する。第1方向は第2方向と反対である。反射素子は、第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造の方へ反射させるように構成されている。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号を第1利得媒体へ伝送し、第2マルチ・チャネル光信号を第1利得媒体へ反射させるように構成されている。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように更に構成されている。第1ポンプ光は、第1利得媒体において第2マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に伝送し、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子の方へ反射させるように更に構成されている。反射素子は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造の方へ反射させるように更に構成されている。第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射させるように更に構成されており、その結果、利得増幅が実行され且つ第1フィルタリング構造により反射される第2マルチ・チャネル光信号は、第2方向に伝送される。

[0029] この実装では、1つの利得媒体のみを使用して、2方向からの複数のチャネルの光信号に関する利得増幅を実行する実装が提供され、それによってこの解決策のスケーラビリティを更に改善する。

[0030] オプションとして、幾つかの可能な実装において、反射素子は、第1反射素子と、第2反射素子と、第3反射素子と、第4反射素子とを含む。第2反射素子は、第2フィルタリング構造により反射された第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造へ反射するように構成されている。第1反射素子は、第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造へ反射するように構成されている。第3反射素子は、利得増幅が実行され且つ第2フィルタリング構造により反射される第2マルチ・チャネル光信号を、第4反射素子の方へ反射するように構成されている。第4反射素子は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1反射素子の方へ反射するように構成されている。

[0031] この実施において、4つの反射素子は、第2マルチ・チャネル光信号の光伝送経路と、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号の光伝送経路とを変えることが可能である。このようにして、第2マルチ・チャネル光信号は、第1利得媒体に入射し、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号は、第1フィルタリング構造に入射し、それによって、この解決策の実用性を更に改善する。

[0032] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1利得媒体の材料は第2利得媒体の材料と相違する。第1利得媒体は、エルビウム・ドープ、ビスマス・ドープ、又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックを含む。第2利得媒体は、エルビウム・ドープ、ビスマス・ドープ、又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックを含む。第1ビーム成形構造は、回折光学素子DOE又は組み合わせレンズを含む。光ファイバのタイプは、バンドル型光ファイバ又はマルチ・コア光ファイバを含む。

[0033] この実装では、第1利得媒体と第2利得媒体の複数の材料が提供される。第1ビーム成形構造の特定のデバイス実装が提供される。複数のタイプの光ファイバが更に提供され、それによってこの解決策の実用性を改善する。

[0034] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、光回線端末（optical line terminal, OLT）が、信号を光ネットワーク・ユニット（Optical Network Unit, ONU）へ送信する方向であってもよく、第2マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、ONUが信号をOLTへ送信する方向である。代替的に、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、ONUが信号をOLTへ送信する方向であり、第2マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、OLTが信号をONUへ送信する方向である。

[0035] この実施において、光増幅装置は、受動光ネットワーク（Passive Optical Network, PON）のシナリオに適用されてもよい。光増幅装置は、アップリンク信号とダウンリンク信号の両方で利得増幅を実行することが可能である。

[0036] 第2態様によれば、本件の実施形態は光増幅装置の信号増幅方法を提供する。光増幅装置は光ファイバに接続される。光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと、第1利得媒体とを含む。

[0037] 本方法は、第1ポンプ・レーザーが第1ポンプ光を放出することを含む。利得媒体は、光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と第1ポンプ信号とを受信し、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第1ポンプ光は、第1利得媒体において第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。

[0038] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置は第1ビーム成形構造を更に含む。

[0039] 方法は：第1ビーム成形構造が、第1ポンプ光を成形し、その成形された第1ポンプ光を第1利得媒体につなぐことを更に含む。成形された第1ポンプ光は、第1利得媒体において第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。

[0040] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1ポンプ光が第1利得媒体に入射する方向は、第1マルチ・チャネル光信号が第1利得媒体に入射する方向と同じである。光増幅装置は多重化構造を更に含む。

[0041] 方法は：多重化構造が、第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号との多重化を実行して多重化信号を取得し、多重化信号を第1利得媒体へ送信することを更に含む。

[0042] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1ポンプ光が第1利得媒体に入射する方向は、第1マルチ・チャネル光信号が第1利得媒体に入射する方向と相違する。

[0043] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置はアイソレータを更に含む。

[0044] 方法は：アイソレータが、第1利得媒体に対する第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向とは異なる方向の光信号の発生を抑制することを更に含む。

[0045] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含む。

[0046] 方法は：第1フィルタリング構造が、第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を第1利得媒体へ伝送し、第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を第2利得媒体へ反射させることを更に含む。第1光信号の波長は第2光信号の波長と相違する。第1ポンプ光は第1利得媒体における第1光信号とオーバーラップしている。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1光信号に関する利得増幅を実行する。第2利得媒体は、第1ポンプ光を受信し、第1ポンプ光に基づいて、第2光信号に関する利得増幅を実行する。第1ポンプ光は、第2利得媒体において第2光信号とオーバーラップしている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1光信号を、第1方向に伝送し、利得増幅が実行される第2光信号を反射させ、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2光信号は第1方向に伝送される。

[0047] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体と、第2ポンプ・レーザーと、第2ビーム成形構造とを更に含む。

[0048] 方法は：第2ポンプ・レーザーが、第2ポンプ光を放出することを更に含む。第2ポンプ・レーザーは第2ポンプ光を放出するように構成されている。第2ビーム成形構造は、第2ポンプ光を成形し、その成形された第2ポンプ光を第2利得媒体につなぐ。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を第1利得媒体へ伝送し、第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を第2利得媒体へ反射させる。第1光信号の波長は第2光信号の波長と相違する。第1ポンプ光は第1利得媒体における第1光信号とオーバーラップしている。第2ポンプ光は第2利得媒体における第2光信号とオーバーラップしている。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1光信号に関する利得増幅を実行する。第2利得媒体は、第2ポンプ光に基づいて、第2光信号に関する利得増幅を実行する。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1光信号を、第1方向に伝送し、利得増幅が実行される第2光信号を反射させ、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2光信号は第1方向に伝送される。

[0049] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置は、第1反射素子と第2反射素子を更に含む。

[0050] 本方法は：第1反射素子が、第1フィルタリング構造により反射された第2光信号を、第2利得媒体の方へ反射させることを更に含む。第2反射素子は、利得増幅が実行される第2光信号を、第2フィルタリング構造の方へ反射させる。

[0051] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含む。

[0052] 本方法は：第1フィルタリング構造が、第1マルチ・チャネル光信号を、第1利得媒体へ伝送することを更に含む。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に伝送し、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、第2利得媒体へ反射させる。第1マルチ・チャネル光信号の波長は、第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違する。第1方向は第2方向と反対である。第2利得媒体は、第1ポンプ光を受信し、第1ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第1ポンプ光は、第2利得媒体において第2マルチ・チャネル光信号とオーバーラップしている。第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射させ、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2マルチ・チャネル光信号は第2方向に伝送される。

[0053] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送される。光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2ポンプ・レーザーと、第2利得媒体と、第2ビーム成形構造とを更に含む。

[0054] 本方法は：第1フィルタリング構造が、第1マルチ・チャネル光信号を、第1利得媒体へ伝送することを更に含む。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に伝送し、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、第2利得媒体へ反射させる。第1マルチ・チャネル光信号の波長は、第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違する。第1方向は第2方向と反対である。第2ポンプ・レーザーは第2ポンプ光を放出するように構成されている。第2ビーム成形構造は、第2ポンプ光を成形し、その成形された第2ポンプ光を第2利得媒体につなぐ。成形された第2ポンプ光は、第2利得媒体において第2マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。第2利得媒体は、第2ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射させ、その結果、利得増幅が実行されるその反射された第2マルチ・チャネル光信号は、第2方向に伝送される。

[0055] オプションとして、幾つかの可能な実装において、光増幅装置は、第1反射素子と第2反射素子を更に含む。

[0056] 本方法は：第2反射素子が、第2フィルタリング構造により反射された第2マルチ・チャネル光信号を、第2利得媒体の方へ反射させることを更に含む。第1反射素子は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造の方へ反射させる。

[0057] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号は、第1方向に伝送される。光増幅装置は、反射素子と、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造とを更に含む。

[0058] 本方法は：第2フィルタリング構造が、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子の方へ反射させる。第1マルチ・チャネル光信号の波長は、第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違する。第1方向は第2方向と反対である。反射素子は、第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造の方へ反射させる。第1フィルタリング構造は、第1マルチ・チャネル光信号を第1利得媒体へ伝送し、第2マルチ・チャネル光信号を第1利得媒体へ反射させる。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第1ポンプ光は、第1利得媒体において第2マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に伝送し、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子の方へ反射させる。反射素子は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造の方へ反射させる。第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射させ、その結果、利得増幅が実行され且つ第1フィルタリング構造により反射される第2マルチ・チャネル光信号は、第2方向に伝送される。

[0059] オプションとして、幾つかの可能な実装において、反射素子は、第1反射素子と、第2反射素子と、第3反射素子と、第4反射素子とを含む。

[0060] 本方法は：第2反射素子が、第2フィルタリング構造により反射された第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造へ反射させることを更に含む。第1反射素子は、第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造へ反射する。第3反射素子は、利得増幅が実行され且つ第2フィルタリング構造により反射される第2マルチ・チャネル光信号を、第4反射素子の方へ反射する。第4反射素子は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1反射素子の方へ反射する。

[0061] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1利得媒体の材料は第2利得媒体の材料と相違する。第1利得媒体は、エルビウム・ドープ、ビスマス・ドープ、又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックを含む。第2利得媒体は、エルビウム・ドープ、ビスマス・ドープ、又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックを含む。具体的には、第1利得媒体102内にドープされる元素セットは、第2利得媒体111内にドープされる元素セットと相違していてもよい。例えば、第1利得媒体102は、エルビウム・ドープ・ガラス・ブロックであり、第2利得媒体111は、ビスマス・ドープ・パラセオジミウム・ガラス・ブロックであってもよい。代替的に、第1利得媒体102にドープされる元素の比率は、第2利得媒体111にドープされる元素の比率と相違していてもよい。例えば、第1利得媒体102のエルビウム・ドーピング比率は20%であり、第2利得媒体111のエルビウム・ドーピング比率は50%である。代替的に、第1の利得媒体102のガラス・ベースは、第2利得媒体111のガラス・ベースと相違していてもよい。例えば、第1利得媒体102は石英（シリカ）ガラス・ブロックであり、第2利得媒体111はリン（リン塩）ガラス・ブロックである。

[0062] 第1ビーム成形構造は、回折光学素子DOE又は組み合わせレンズを含む。光ファイバのタイプは、バンドル型光ファイバ又はマルチ・コア光ファイバを含む。

[0063] オプションとして、幾つかの可能な実装において、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、OLTが信号をONUへ送信する方向であってもよく、第2マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、ONUが信号をOLTへ送信する方向である。代替的に、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、ONUが信号をOLTへ送信する方向であり、第2マルチ・チャネル光信号の伝送方向は、OLTが信号をONUへ送信する方向である。

[0064] 本件の実施形態が以下の利点を有することは、前述の技術的解決策から知ることが可能である。

[0065] 本件の実施形態において、第1利得媒体は、第1ポンプ・レーザーによって放出された第1ポンプ光と、光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号とを受信することが可能である。第1ポンプ光は、第1利得媒体における第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。従って、第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号の各々に関する利得増幅を実行することが可能である。このことから、本件における光増幅装置は、複数のチャネルの光信号に関して増幅を実現することが可能である、ということを知ることができる。光信号の各チャネルを別々に増幅するために複数の光増幅装置を配置することは不要であり、コストを低減する。

[0066] 図1は、PONのネットワーク構造の概略図である。 [0067] 図2は、OLTのネットワーク接続の概略図である。 [0068] 図3は、本件の実施形態による第1光増幅装置の構造の概略図である。 [0069] 図4（a）は、ポンプ光と光信号の間のオーバーラップの概略図である。 [0070] 図4（b）は、ポンプ光と光信号の間のオーバーラップの別の概略図である。 [0071] 図5（a）は、ポンプ光の利得媒体への入射の概略図である。 [0072] 図5（b）は、ポンプ光の利得媒体への入射の別の概略図である。 [0073] 図6は、本件の実施形態による第2光増幅装置の構造の概略図である。 [0074] 図7は、本件の実施形態による第3光増幅装置の構造の概略図である。 [0075] 図8は、本件の実施形態による第4光増幅装置の構造の概略図である。 [0076] 図9は、本件の実施形態による第5光増幅装置の構造の概略図である。 [0077] 図10は、本件の実施形態による光増幅装置の信号増幅方法の実施形態の概略図である。

[0078] 本件の実施形態は、光増幅装置及び光増幅装置の信号増幅方法を提供する。光信号の各チャネルを別々に増幅するために複数の光増幅装置を配置することは不要であり、実装コストを低減する。本件のこの明細書、クレーム及び添付図面において、用語「第1」、「第2」、「第3」、「第4」等（存在する場合）は、類似する対象を区別するように意図されているが、必ずしも特定の順番や順序を示すようには意図されていない。このような方法で言及されるデータは、適切な状況において可換であり、従って、本件で説明される実施形態は、本件で図示又は説明される順序とは別の順序で実施されることが可能である、ということは理解されるべきである。更に、用語「含む」、「有する」、及びそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意味する。例えば、ステップ又はユニットのリストを含むプロセス、方法、システム、製品、又はデバイスは、必ずしも明示的に列挙されたこれらのステップ又はユニットに限定されず、そのようなプロセス、方法、製品、又はデバイスに対して明示的に列挙されていない、又は本来的な他のステップ又はユニットを含む可能性がある。

[0079] 本件は、主に、受動光ネットワーク（Passive Optical Network, PON）に適用される可能性がある。受動光ネットワークとは、光回線端末（optical line terminal, OLT）と光ネットワーク・ユニット（Optical Network Unit, ONU）の間の光配信ネットワーク（Optical distribution network, ODN）を指す。受動光ネットワークは、如何なる能動電子デバイスも含まない。

[0080] 図1は、PONのネットワーク構造の概略図である。OLTは、光アクセス・ネットワーク（optical access network, OAN）のためのネットワーク側インターフェースを提供するために使用される。OLTは、上位層のネットワーク側デバイス（例えば、スイッチやルーター）に接続され、下位層の1つ以上のODNに接続される。ONU は、OANにユーザー側インターフェースを提供し、ODN に接続される。ODNは、光パワー割り当てのための受動光スプリッタと、受動光スプリッタ及びOLTの間に接続されたフィーダー・ファイバと、受動光スプリッタ及びONUの間に接続された配信ファイバとを含む。ダウンリンク・データ送信中に、ODNは、光スプリッタを使用することによって、OLTのダウンリンク・データを各ONUへ伝送する。また、アップリンク・データ伝送中に、ODNは、ONUのアップリンク・データを統合し、データをOLTへ伝送する。

[0081] 本件の実施形態の技術的解決策は、種々のPONシステム間の互換性に適用されてもよい。例えば、PONシステムは、次世代PON（next-generation PON, NG-PON）、NG-PON 1、NG-PON 2、ギガビット対応PON（gigabit-capable PON, GPON）、10ギガビット/秒PON（10 gigabit per second PON, XG-PON）、10ギガビット対応シンメトリック受動光ネットワーク（10-gigabit-capable symmetric passive optical network, XGS-PON）、イーサーネットPON（Ethernet PON, EPON）、10ギガビット/秒EPON （10 gigabit per second EPON, 10G-EPON）、次世代EPON（next-generation EPON, NG-EPON）、波長分割多重化（wavelength-division multiplexing, WDM）PON、時間波長分割多重化（time- and wavelength-division multiplexing, TWDM）PON、ポイント・ツー・ポイント（point-to-point, P2P）WDM PON（P2P-WDM PON）、非同期転送モードPON （asynchronous transfer mode PON, APON）、ブロードバンドPON（broadband PON, BPON）、25Gbit/秒PON（25 gigabit per second PON, 25G-PON）、50Gbit/秒PON （50 gigabit per second PON, 50G-PON）、100Gbit/秒PON（100 gigabit per second PON, 100G-PON）、25Gbit/秒EPON（25 gigabit per second EPON, 25G-EPON）、50Gbit/秒EPON（50 gigabit per second EPON, 50G-EPON）、100Gbit/秒EPON（100 gigabit per second EPON, 100G-EPON）、GPON、及び他のレートのEPON等を含む。

[0082] 光パワー損失の問題はPONにおいて深刻である。現在、その問題を解決するために、より高いパワー・レベルの比較的高価な光モジュールが使用されている。しかしながら、PONにおける今後のレートの更なる向上に伴い、光増幅装置を導入することは1つのオプションである。

[0083] 図2は、OLTのネットワーク接続の概略図である。OLTは、複数のサービス・インターフェース・ボードを含んでもよい。サービス・インターフェース・ボードは、光ファイバを介して、光増幅器インターフェース・ボードの一方の側で光インターフェースに接続されてもよい。光増幅器インターフェース・ボードの反対側の光インターフェースは、光配信フレーム（optical distribution frame）の一方の側でポートに接続される。ODFの反対側のポートは、ODNの屋外光ファイバに接続される。本件における光増幅装置は、光増幅器インターフェース・ボードの両側で光インターフェース間に配置されてもよい。

[0084] 図3は、本件の実施形態による第1光増幅装置の構造の概略図である。マルチプレクサ40は、サービス・インターフェース・ボードからの複数の光ファイバを、束ねられた光ファイバ20に統合することが可能である。束ねられた光ファイバは、複数のファイバ・コアを含む光ファイバとして理解することができる。各ファイバ・コアは、光信号の1つのチャネルに対応する。束ねられた光ファイバ20の端部は、レンズ・アレイ30に接続される。レンズ・アレイ30は、束ねられた光ファイバ20における光信号の各チャネルに対してビーム・コリメーションを実行し、空間内の光信号のチャネルを結合して第1マルチ・チャネル光信号を形成することができる。第1マルチ・チャネル光信号は、光増幅装置10へ伝送される。

[0085] オプションとして、マルチプレクサ40は、幾つかのアプリケーション・シナリオでは配置されない可能性がある。換言すれば、サービス・インターフェース・ボードは、束ねられた光ファイバに直接的に接続される。更に、他のタイプのマルチ・コア光ファイバを使用して、束ねられた光ファイバ20、例えばストリップ光ファイバに置き換えることができる。これは本件で具体的には限定されない。

[0086] オプションとして、レンズ・アレイ30は、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（Microelectromechanical Systems, MEMS）、光ファイバ・コリメータ・アレイ等を使用するマイクロミラー・アレイであってもよい。これは本件で具体的には限定されない。

[0087] 以下、光増幅装置10の構成を更に説明する。

[0088] 光増幅装置10は、第1ポンプ・レーザー101と第1利得媒体102を含む。第1のポンプ・レーザー101は、第1ポンプ光を放出する。第1利得媒体102は、束ねられた光ファイバ20からの第1マルチ・チャネル光信号と第1ポンプ光とを受信し、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。具体的には、第1ポンプ光は、第1マルチ・チャネル光信号に対して利得増幅を提供するために、第1利得媒体102の反転分布を励起することができる。第1利得媒体102は、エルビウム・ドープ・ガラス・ブロックであってもよい。更に、第1利得媒体102は、別の希土類元素がドーピングされたガラス・ブロックであってもよい。例えば、第1利得媒体は、ビスマス・ドープ又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックであってもよい。これは本件で具体的には限定されない。

[0089] 第1マルチ・チャネル光信号の各々に利得増幅を実施するために、第1ポンプ光は、第1利得媒体102における第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている必要があることに留意すべきである。換言すれば、第1ポンプ光のビームは、第1利得媒体102における光信号の各チャネルのビームと交わる。具体的には、第1ポンプ光と光信号の各チャネルとの間の重複、又は、第1ポンプ光と光信号の各チャネルとの間の交わりは、第1利得媒体102における光チャネルの各チャネルと第1ポンプ光との間の重複として理解することができる。

[0090] オプションとして、光増幅装置10は、第1ビーム成形構造103を更に含む。第1ビーム成形構造103は、第1ポンプ光を成形し、成形された第1ポンプ光を、第1利得媒体102につなぐように構成される。第1ビーム成形構造103によって成形された第1ポンプ光は、光信号の各チャネルと良好にオーバーラップする可能性がある。

[0091] オプションとして、第1ビーム成形構造は、回折光学素子（Diffractive optical element, DOE）、組み合わせレンズ等を含んでもよい。

[0092] 図4（a）は、ポンプ光と光信号の間の重複の概略図である。ポンプ光スポットは楕円ガウシアン光スポットである、ということを知ることが可能である。一般に、図4（a）に示すポンプ光スポットは、球面レンズの組み合わせを使用して第1ポンプ光を成形することによって取得されてもよい。楕円形のポンプ光スポットのエネルギーは均等に分布していないので、各々の信号光スポットのポンプ・エネルギーは異なる。

[0093] 図4（b）は、ポンプ光と光信号の間の重複の別の概略図である。ポンプ光スポットは矩形スポットであり、その矩形スポットのポンプ・エネルギーは均等に分布している、ということを知ることが可能である。この場合、各々の信号光スポットのポンプ・エネルギーは近似的に同一である。図4（a）に示すポンプ光スポットと比較すると、図4（b）に示すポンプ光スポットを得るためには、より複雑なビーム成形を実行する必要がある。

[0094] オプションとして、第1ポンプ光が第1利得媒体102に入射する方向は、第1マルチ・チャネル光信号が第1利得媒体102に入射する方向と同一であるか又は相違する可能性がある。以下、幾つかの実装を個々に説明する。

[0095] 実装1：
[0096] 図3に示すように、光増幅装置10は、第1多重化構造104を更に含んでもよい。第1多重化構造104は、成形された第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号に関して多重化を実行するように構成される。多重化後の第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号は、第1利得媒体102の同じ側から入射される。第1多重化構造104は、具体的には、波長分割マルチプレクサ（マルチプレクサとも呼ばれる）であってもよい。第1多重化構造104は、異なる波長を用いて2つ以上のタイプの光キャリア信号（様々なタイプの情報を搬送しているもの）を多重化するように構成される。

[0097] 実装2：
[0098] 図5（a）は、ポンプ光の利得媒体への入射の概略図である。光増幅装置10は、反射構造106を更に含んでもよい。反射構造106は、成形された第1ポンプ光を、第1利得媒体102へ反射するように構成される。第1マルチ・チャネル光信号は第1利得媒体102の左側から入射し、第1ポンプ光は第1利得媒体102の右側から入射する、ということを知ることが可能である。

[0099] 実装3：
[0100] 図5（b）は、ポンプ光の利得媒体への入射の別の概略図である。第1マルチ・チャネル光信号は、第1利得媒体102の左側から入射し、第1ポンプ光は、第1利得媒体102の下側から入射する、ということを知ることができる。

[0101] 1つ以上の第1ポンプ・レーザー101が存在してもよいことに留意すべきである。ポンプ・レーザーA及びポンプ・レーザーBのような複数のポンプ・レーザーが存在すると仮定する。先ず、光ファイバを用いてポンプ・レーザーAとポンプ・レーザーBに対して多重化が実行されてもよい。次いで、多重化後のポンプ光は、第1ビーム成形構造103の成形後に第1利得媒体102に入射する。更に、ポンプ・レーザーAによって放出されたポンプ光は、ビーム成形構造Aによる成形後に、第1利得媒体102に入射してもよく、また、ポンプ・レーザーBによって放出されたポンプ光は、ビーム成形構造Bによる成形後に、第1利得媒体102に入射してもよい。更に、ポンプ・レーザーAによって放出されたポンプ光とポンプ・レーザーBによって放出されたポンプ光は、第1利得媒体102の同じ側から入射してもよいし、或いは第1利得媒体102の異なる側から入射してもよい。これは本件で具体的には限定されない。

[0102] オプションとして、光増幅装置10は、第1アイソレータ（Isolator, ISO）105を更に含んでもよい。第1アイソレータ105は、一方の方向では光を通過させ、反対方向では光が通過するのを妨げる受動阻止である。第1アイソレータ105の機能は、光の方向を制限することであり、その結果、光は単一の方向においてのみ伝送されることが可能である。光ファイバの反射したエコー光を、良好に分離することが可能である。換言すれば、第1アイソレータ105は、第1マルチ・チャネル光信号の反射エコー光又はノイズの第1利得媒体への入射を抑制して、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向を制限することが可能であり、このことは、第1マルチ・チャネル光信号の増幅プロセスの中で往復する反射に起因するパフォーマンスへの影響を回避する。具体的には、第1アイソレータ105は、アイソレーション効果を改善するために、第1利得媒体102の両側に配置されてもよい。

[0103] 本件の実施形態において、第1利得媒体は、第1ポンプ・レーザーによって放出された第1ポンプ光と光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号とを受信することが可能である。第1ポンプ光は、第1利得媒体における第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップする。従って、第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号の各々に対する利得増幅を実行することができる。このことから、本件における光増幅装置は、複数のチャネルの光信号に関して増幅を実現することができる、ということを知ることができる。光信号の各チャネルを別々に増幅するために複数の光増幅装置を配置することは不要であり、コストを低減する。

[0104] 第1マルチ・チャネル光信号は、マルチ波長信号であってもよいことに留意すべきである。本件における光増幅装置10は、マルチ波長信号に対する波長帯を更に分割し、異なる波長帯における光信号に関して利得増幅を別々に実行してもよい。以下、更なる説明を行う。

[0105] 図6は、本件の実施形態による第2光増幅装置の構造の概略図である。

[0106] 図3に示す光増幅装置とは異なり、光増幅装置10は、第1フィルタリング構造107、第2フィルタリング構造108、第2ポンプ・レーザー109、第2ビーム成形構造110、第2利得媒体111、第1反射素子112、第2反射素子113、第2多重化構造114、及び第2アイソレータ115を更に含むことが可能である。

[0107] 具体的には、第1フィルタリング構造107は、第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を伝送し、第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を反射し、第1マルチ・チャネル光信号に対して波長帯分割を実現する。第1光信号の波長は、第2光信号の波長と異なる。第1多重化構造104は、第1ポンプ光と第1光信号に関して多重化を実行し、多重化された信号を第1利得媒体102に送信することができる。第1利得媒体は、第1ポンプ光に基づいて、第1光信号に対して利得増幅を実行する。

[0108] 反射素子112は、第2光信号を第2多重化構造114の方へ反射する。第2ポンプ・レーザーは第2のポンプ光を生成する。第2ビーム成形構造は、第2ポンプ光を成形する。第2多重化構造114は、第2光信号と第2ポンプ光に対して多重化を行い、多重化された信号を第2利得媒体111に送信する。換言すれば、第2ポンプ光は、第2利得媒体111において、反射素子112によって反射された第2光信号とオーバーラップしている。第2利得媒体111は、第2ポンプ光に基づいて、第2光信号に対して利得増幅を行う。反射要素113は、利得増幅が実行される第2光信号を、第2フィルタリング構造108の方へ反射する。

[0109] 第2フィルタリング構造108は、第1光信号を伝送し、第2光信号を反射して、第1光信号と第2光信号の多重化を実現する。第1光信号の光経路の方向と第2光信号の光経路の方向は、図6において破線として示されている。第1アイソレータ105は、第1光信号の伝送方向を制限するように構成されている。第2アイソレータ115は、第2光信号の伝送方向を制限するように構成されている。

[0110] オプションとして、幾つかのアプリケーション・シナリオでは、第1ポンプ・レーザー101が、第1利得媒体102と第2利得媒体111のためのポンプ光を提供するために使用されてもよい。以下、添付図面を参照しながら説明を行う。

[0111] 図7は、本件の実施形態による第3光増幅装置の構造の概略図である。図6に示す光増幅装置と第3光増幅装置との間の相違は、第1ポンプ・レーザー101によって放出される第1ポンプ光が、ビーム分割素子116により、2つのビームのポンプ光に分割されていることである。第1ビーム成形構造103によって成形されたポンプ光のうちの一方のビームは、第1光学信号と多重化される。ポンプ光のうちの他方のビームは、先ず反射素子117、反射素子118、及び反射素子119によって反射され、次いで第2ビーム成形構造110に入射される。次いで、第2ビーム成形構造110によって成形された、ポンプ光のうちの他方のビームは、第2光信号と多重化される。

[0112] オプションとして、第2利得媒体111は、第1利得媒体102と同様である。第2利得媒体111は、エルビウム、ビスマス、又はパラセオジミウムのような希土類元素をドーピングしたガラス・ブロックであってもよい。しかしながら、異なる波長を有する光信号に対して利得増幅を別々に行うために、第1利得媒体102の材料は第2利得媒体111の材料と相違していてもよい。具体的には、第1利得媒体102にドープされる元素セットは、第2利得媒体111にドープされる元素セットと相違していても良い。例えば、第1利得媒体102は、エルビウム・ドープ・ガラス・ブロックであり、第2利得媒体111は、ビスマス・ドープ又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックであってもよい。代替的に、第1利得媒体102にドープされた元素の割合は、第2利得媒体111にドープされた元素の割合と異なっていてもよい。例えば、第1利得媒体102のエルビウム・ドーピング比率は20%であり、第2利得媒体111のエルビウム・ドーピング比率は50%である。代替的に、第1利得媒体102のガラス・ベースは、第2利得媒体111のガラス・ベースと異なっていてもよい。例えば、第1利得媒体102は石英（シリカ）ガラス・ブロックであり、第2利得媒体111はリン（リン塩）ガラス・ブロックである。

[0113] 幾つかのアプリケーション・シナリオでは、2方向の光信号が1つの光ファイバで同時に伝送されることが可能である（単に、単一ファイバ双方向と言及される）、ということに留意すべきである。換言すると、OLTからONUへ送信される光信号は第1波長帯の波長を占め、ONUからOLTへ送信される光信号は第2波長帯の波長を占める。例えば、PONのシナリオにおいて、第1波長帯は、1490nm及び1577nm波長を含む波長帯であってもよく、第2波長帯は、1270nm及び1310nm波長を含む波長帯であってもよい。メトロ波長分割アプリケーションでは、第1波長帯はC波長帯であってもよく、第2波長帯はL波長帯であってもよいし；又は第1波長帯はC波長帯の波長の一部を含み、第2波長帯は、第1波長帯とは異なる、C波長帯の波長の他の部分を含む。

[0114] 以下、本件における前述の単一ファイバ双方向シナリオに適用される光増幅装置の複数の可能な構造を別々に説明する。説明を容易にするために、第1マルチ・チャネル光信号は、OLTによってONUへ送信される光信号を示し、第2マルチ・チャネル光信号は、ONUによってOLTへ送信される光信号を示す。第1方向はOLTからONUへの伝送方向を示し、第2方向はONUからOLTへの伝送方向を示す。

[0115] 図8は、本件の実施形態による第4光増幅装置の構造の概略図である。第4光増幅装置の構造は、図6に示す光増幅装置の構造と同様である。主な相違は、異なる光信号伝送方向である。以下、詳細を更に説明する。

[0116] 第1フィルタリング構造107は、第1マルチ・チャネル光信号を第1方向に送信する。第1多重化構造104は、成形された第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号に対して多重化を実行し、多重化された信号を第1利得媒体102へ送信する。第1利得媒体102は、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第2フィルタリング構造108は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を第1方向に送信する。

[0117] 第2フィルタリング構造108は、第2マルチ・チャネル光信号を第2反射素子113の方へ反射する。反射素子113は、第2マルチ・チャネル光信号を第2多重化構造114へ反射する。第2多重化構造114は、成形された第2ポンプ光と第2マルチ・チャネル光信号に関して多重化を実行し、多重化された信号を第2利得媒体111へ送信する。第2利得媒体111は、第2ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関して利得増幅を実行する。反射要素112は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を、第1フィルタリング構造107へ反射する。第1フィルタリング構造107は、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号を反射し、その結果、利得増幅が実行される第2マルチ・チャネル光信号は、第2方向で伝送され続ける。第1アイソレータ105は、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向を制限するように構成されている。第2アイソレータ115は、第2マルチ・チャネル光信号の伝送方向を制限するように構成されている。具体的には、第1マルチ・チャネル光信号の光路方向と第2マルチ・チャネル光信号の光路方向は、図8において破線で示されている。

[0118] 具体的には、光増幅装置10の両側が光ファイバに接続される。第1マルチ・チャネル光信号は、一方の側の光ファイバから到来し、第2マルチ・チャネル光信号は、他方の側の光ファイバから到来するであろう。PONのシナリオを例として使用する。第1マルチ・チャネル光信号は、OLTによってONUへ送信されるダウンリンク光信号であってもよく、第2マルチ・チャネル光信号は、ONUによってOLTへ送信されるアップリンク・リンク光信号であってもよい。

[0119] オプションとして、単一ファイバ双方向シナリオにおける光増幅装置は、図7に示されるものと同様な構造を使用してもよい。換言すれば、第1ポンプ・レーザー101は、第1利得媒体102と第2利得媒体111のためにポンプ光を提供してもよい。詳細はここで再び説明しない。

[0120] 図9は、本件の実施形態による第5光増幅装置の構造の概略図である。図8に示す光増幅装置と第5光増幅装置との間の主な相違は、第1利得媒体102が、第1マルチ・チャネル光信号と第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行することである。以下、更なる説明を行う。

[0121] 第1フィルタリング構造107は、第1マルチ・チャネル光信号を第1方向に送信する。第1多重化構造104は、成形された第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号に関して多重化を実行し、多重化された信号を第1利得媒体102に送信する。第1利得媒体102は、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第2フィルタリング構造108は、利得増幅が実行される第1マルチ・チャネル光信号を、第1方向に送信する。

[0122] 第2フィルタリング構造108は、第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子113の方へ反射する。反射素子113は、第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子112の方へ反射する。反射要素112は、第2マルチ・チャネル光信号を第1フィルタリング構造107へ反射する。第1フィルタリング構造107は、第2マルチ・チャネル光信号を第1多重化構造104へ反射する。第1多重化構造104は、成形された第1ポンプ光と第2マルチ・チャネル光信号に関して多重化を実行し、多重化された信号を第1利得媒体102へ送信する。第1利得媒体102は、第1ポンプ光に基づいて、第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。第2フィルタリング構造108は、利得増幅が実行された第2マルチ・チャネル光学信号を、反射素子120の方へ反射する。反射素子120は、利得増幅が実行された第2マルチ・チャネル光信号を、反射素子121の方へ反射する。反射要素121は、利得増幅が実行された第2マルチ・チャネル光学信号を第1フィルタリング構造107へ反射する。第1フィルタリング構造107は、利得増幅が実行された第2マルチ・チャネル光信号を反射し、その結果、利得増幅が実行された第2マルチ・チャネル光信号は、第2方向に伝送され続ける。
具体的には、第1マルチ・チャネル光信号の光路方向と第2マルチ・チャネル光信号の光路方向は、図9において破線で示されている。

[0123] 図10に示す実施形態は、一実施形態による光増幅装置の信号増幅方法を提供する。この例では、信号増幅方法は、以下のステップを含む。

[0124] 本実施形態における光増幅装置は、具体的には、図3及び図5（a）ないし図9に示す前述の任意の何れかの実施形態における光増幅装置であってもよい。説明を簡易にするために、以下の説明では、図3が一例として使用されている。

[0125] 1001：第1ポンプ・レーザーが、第1ポンプ光を放出する。

[0126] 1002：第1利得媒体が、光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と第1ポンプ光とを受信し、第1ポンプ光に基づいて、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行する。

[0127] この実施形態では、第1マルチ・チャネル光信号の各々に関する利得増幅を実現するために、第1ポンプ光は、第1利得媒体において第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている。具体的には、第1ポンプ光は、第１利得媒体の反転分布を励起して、第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行することが可能である。

[0128] オプションとして、第1ビーム成形構造は、第1ポンプ光を成形し、その成形された第1ポンプ光を第1利得媒体につなぐことが可能である。光信号の各チャネルと成形されたポンプ光との間で、より良好な重なりの効果が実現される。

[0129] オプションとして、第1多重化構造は、成形された第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光学信号に関する多重化を更に実行してもよい。多重化後の第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号は、第1利得媒体の同じ側から入射する。更に、第1ポンプ光と第1マルチ・チャネル光信号は、代替的に、第1利得媒体の異なる側面から別々に入射してもよい。詳細については、図5（a）及び図5（b）に示される実施形態における関連する説明を参照されたい。詳細はここで再び説明しない。

[0130] オプションとして、第1アイソレータは、第1マルチ・チャネル光信号の反射エコー光又はノイズの第1利得媒体への入射を抑制して、第1マルチ・チャネル光信号の伝送方向を制限することが可能であり、このことは、第1マルチ・チャネル光信号の増幅プロセスの中で往復する反射に起因するパフォーマンスへの影響を回避する。

[0131] 図3に示す光増幅装置の先に説明した信号増幅方法に加えて、図5（a）ないし図9に示す実施形態における光増幅装置の信号増幅方法については、図5（a）ないし図9に示す実施形態の箇所についての関連する説明を参照することが可能である。詳細はここで再び説明しない。

[0132] 前述の実施形態は、本件を限定するのではなく、本件の技術的解決策を単に説明するために意図されている、ということに留意すべきである。本件は、前述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者は、本件の実施形態の技術的解決策の範囲から逸脱することなく、更に、前述の実施形態で説明された技術的解決策に対して修正を施したり、何らかの技術的特徴に対する均等な置換を行ったりすることが可能であることを理解するはずである。

Claims

光増幅装置であって、前記光増幅装置は光ファイバに接続され、前記光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと第1利得媒体とを含み；
前記第1ポンプ・レーザーは第1ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第1利得媒体は、前記光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と前記第1ポンプ光とを受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送され、前記光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含み；
前記第1フィルタリング構造は、前記第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を前記第1利得媒体へ伝送し、前記第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を前記第2利得媒体へ反射させるように構成されており、前記第1光信号の波長は前記第2光信号の波長と相違し、前記第1ポンプ光は前記第1利得媒体における前記第1光信号とオーバーラップしており；
前記第1利得媒体は、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており；
前記第2利得媒体は、前記第1ポンプ光を受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第2光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第2利得媒体において前記第2光信号とオーバーラップしており；及び
前記第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第1光信号を、前記第1方向に伝送し、利得増幅が実行された前記第2光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されたその反射された第2光信号は前記第1方向に伝送される、光増幅装置。
請求項1に記載の光増幅装置において、前記光増幅装置は第1ビーム成形構造を更に含み；
前記第1ビーム成形構造は、前記第1ポンプ光を成形し、その成形された第1ポンプ光を前記第1利得媒体につなぎ、前記成形された第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしている、光増幅装置。
請求項1又は2に記載の光増幅装置において、前記第1ポンプ光が前記第1利得媒体に入射する方向は、前記第1マルチ・チャネル光信号が前記第1利得媒体に入射する方向と同じであり、前記光増幅装置は多重化構造を更に含み；及び
前記多重化構造は、前記第1ポンプ光と前記第1マルチ・チャネル光信号との多重化を実行して多重化信号を取得し、前記多重化信号を前記第1利得媒体へ送信するように構成されている、光増幅装置。
請求項1又は2に記載の光増幅装置において、前記第1ポンプ光が前記第1利得媒体に入射する方向は、前記第1マルチ・チャネル光信号が前記第1利得媒体に入射する方向と相違する、光増幅装置。
請求項1-2のうちの何れか一項に記載の光増幅装置において、前記光増幅装置はアイソレータを更に含み；及び
前記アイソレータは、前記第1利得媒体に対する前記第1マルチ・チャネル光信号の反射エコー光の発生を抑制するように構成されている、光増幅装置。
光増幅装置であって、前記光増幅装置は光ファイバに接続され、前記光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと第1利得媒体とを含み；
前記第1ポンプ・レーザーは第1ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第1利得媒体は、前記光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と前記第1ポンプ光とを受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送され、前記光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体と、第2ポンプ・レーザーと、第2ビーム成形構造とを更に含み；
前記第2ポンプ・レーザーは第2ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第2ビーム成形構造は、前記第2ポンプ光を成形し、その成形された第2ポンプ光を前記第2利得媒体につなぐように構成されており；
前記第1フィルタリング構造は、前記第1マルチ・チャネル光信号における第1光信号を前記第1利得媒体へ伝送し、前記第1マルチ・チャネル光信号における第2光信号を前記第2利得媒体へ反射させるように構成されており、前記第1光信号の波長は前記第2光信号の波長と相違し、前記第1ポンプ光は前記第1利得媒体における前記第1光信号とオーバーラップし、前記第2ポンプ光は前記第2利得媒体における前記第2光信号とオーバーラップしており；
前記第1利得媒体は、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており；
前記第2利得媒体は、前記第2ポンプ光に基づいて、前記第2光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており；及び
前記第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第1光信号を、前記第1方向に伝送し、利得増幅が実行された前記第2光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されたその反射された第2光信号は前記第1方向に伝送される、光増幅装置。
請求項1に記載の光増幅装置において、前記光増幅装置は、第1反射素子と第2反射素子を更に含み；
前記第1反射素子は、前記第1フィルタリング構造により反射された前記第2光信号を、前記第2利得媒体の方へ反射させるように構成されており；及び
前記第2反射素子は、利得増幅が実行された前記第2光信号を、前記第2フィルタリング構造の方へ反射させるように構成されている、光増幅装置。
光増幅装置であって、前記光増幅装置は光ファイバに接続され、前記光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと第1利得媒体とを含み；
前記第1ポンプ・レーザーは第1ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第1利得媒体は、前記光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と前記第1ポンプ光とを受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送され、前記光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含み；
前記第1フィルタリング構造は、前記第1マルチ・チャネル光信号を、前記第1利得媒体へ伝送するように構成されており；
前記第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第1マルチ・チャネル光信号を、前記第1方向に伝送し、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、前記第2利得媒体へ反射させるように構成されており、前記第1マルチ・チャネル光信号の波長は前記第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違し、前記第1方向は前記第2方向と反対であり；
前記第2利得媒体は、前記第1ポンプ光を受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第2利得媒体において前記第2マルチ・チャネル光信号とオーバーラップしており；及び
前記第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されたその反射された第2マルチ・チャネル光信号は前記第2方向に伝送される、光増幅装置。
光増幅装置であって、前記光増幅装置は光ファイバに接続され、前記光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと第1利得媒体とを含み；
前記第1ポンプ・レーザーは第1ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第1利得媒体は、前記光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と前記第1ポンプ光とを受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送され、前記光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2ポンプ・レーザーと、第2利得媒体と、第2ビーム成形構造とを更に含み；
前記第1フィルタリング構造は、前記第1マルチ・チャネル光信号を、前記第1利得媒体へ伝送するように構成されており；
前記第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第1マルチ・チャネル光信号を、前記第1方向に伝送し、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、前記第2利得媒体へ反射させるように構成されており、前記第1マルチ・チャネル光信号の波長は前記第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違し、前記第1方向は前記第2方向と反対であり；
前記第2ポンプ・レーザーは第2ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第2ビーム成形構造は、前記第2ポンプ光を成形し、その成形された第2ポンプ光を前記第2利得媒体につなぐように構成されており、前記成形された第2ポンプ光は、前記第2利得媒体において前記第2マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第2利得媒体は、前記第2ポンプ光に基づいて、前記第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており；及び
前記第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を反射させるように更に構成されており、その結果、利得増幅が実行されたその反射された第2マルチ・チャネル光信号は前記第2方向に伝送される、光増幅装置。
請求項8に記載の光増幅装置において、前記光増幅装置は、第1反射素子と第2反射素子を更に含み；
前記第2反射素子は、前記第2フィルタリング構造により反射された前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第2利得媒体の方へ反射させるように構成されており；及び
前記第1反射素子は、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第1フィルタリング構造の方へ反射させるように構成されている、光増幅装置。
光増幅装置であって、前記光増幅装置は光ファイバに接続され、前記光増幅装置は第1ポンプ・レーザーと第1利得媒体とを含み；
前記第1ポンプ・レーザーは第1ポンプ光を放出するように構成されており；
前記第1利得媒体は、前記光ファイバからの第1マルチ・チャネル光信号と前記第1ポンプ光とを受信し、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第1マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第1マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第1マルチ・チャネル光信号は第1方向に伝送され、前記光増幅装置は、反射素子と、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造とを更に含み；
前記第2フィルタリング構造は、第2方向に伝送された第2マルチ・チャネル光信号を、前記反射素子の方へ反射させるように構成されており、前記第1マルチ・チャネル光信号の波長は前記第2マルチ・チャネル光信号の波長と相違し、前記第1方向は前記第2方向と反対であり；
前記反射素子は、前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第1フィルタリング構造の方へ反射させるように構成されており；
前記第1フィルタリング構造は、前記第1マルチ・チャネル光信号を前記第1利得媒体へ伝送し、前記第2マルチ・チャネル光信号を前記第1利得媒体へ反射させるように構成されており；
前記第1利得媒体は、前記第1ポンプ光に基づいて、前記第2マルチ・チャネル光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1ポンプ光は、前記第1利得媒体において前記第2マルチ・チャネル光信号の各々とオーバーラップしており；
前記第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第1マルチ・チャネル光信号を、前記第1方向に伝送し、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記反射素子の方へ反射させるように更に構成されており；
前記反射素子は、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第1フィルタリング構造の方へ反射させるように更に構成されており；及び
前記第1フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を反射させるように更に構成されており、その結果、利得増幅が実行され且つ前記第1フィルタリング構造により反射される前記第2マルチ・チャネル光信号は、前記第2方向に伝送される、光増幅装置。
請求項11に記載の光増幅装置において、前記反射素子は、第1反射素子と、第2反射素子と、第3反射素子と、第4反射素子とを含み；
前記第2反射素子は、前記第2フィルタリング構造により反射された前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第1反射素子の方へ反射するように構成されており；
前記第1反射素子は、前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第1フィルタリング構造へ反射するように構成されており；
前記第3反射素子は、利得増幅が実行され且つ前記第2フィルタリング構造により反射された第2マルチ・チャネル光信号を、前記第4反射素子の方へ反射するように構成されており；及び
前記第4反射素子は、利得増幅が実行された前記第2マルチ・チャネル光信号を、前記第1フィルタリング構造の方へ反射するように構成されている、光増幅装置。
請求項2に記載の光増幅装置において、前記第1利得媒体の材料は前記第2利得媒体の材料とは相違し、前記第1利得媒体は、エルビウム・ドープ、ビスマス・ドープ、又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックを含み、前記第2利得媒体は、エルビウム・ドープ、ビスマス・ドープ、又はパラセオジミウム・ドープ・ガラス・ブロックを含み；
前記第1ビーム成形構造は、回折光学素子，DOE，又は組み合わせレンズを含み；及び
前記光ファイバのタイプは、バンドル型光ファイバ又はマルチ・コア光ファイバを含む、光増幅装置。
請求項8に記載の光増幅装置において、前記第1方向は光回線端末OLTが信号を光ネットワーク・ユニットONUへ送信する方向であり、前記第2方向は前記ONUが信号を前記OLTへ送信する方向であるか；又は
前記第1方向はONUが信号をOLTへ送信する方向であり、前記第2方向は前記OLTが信号を前記ONUへ送信する方向である、光増幅装置。
光増幅装置の光増幅方法であって、前記光増幅装置は光ファイバに接続され、前記光増幅装置はポンプ・レーザーと、第1利得媒体と、ビーム成形構造とを含み、その方法は：
前記ポンプ・レーザーが、第1のポンプ光を放出するステップ；
前記ビーム成形構造が、前記ポンプ光を成形し、その成形されたポンプ光を前記第1利得媒体につなぐステップ；及び
前記第1利得媒体が、複数のチャネルの光信号を前記光ファイバから受信し、前記成形されたポンプ光に基づいて、前記複数のチャネルの光信号に関する利得増幅を実行するステップであって、前記成形されたポンプ光は、前記第1利得媒体において前記複数のチャネルの光信号の各々とオーバーラップしている、ステップ；
を含み、前記複数のチャネルの光信号は第1方向に伝送され、前記光増幅装置は、第1フィルタリング構造と、第2フィルタリング構造と、第2利得媒体とを更に含み；
前記第1フィルタリング構造は、前記複数のチャネルの光信号における第1光信号を前記第1利得媒体へ伝送し、前記複数のチャネルの光信号における第2光信号を前記第2利得媒体へ反射させるように構成されており、前記第1光信号の波長は前記第2光信号の波長と相違し、前記第1のポンプ光は前記第1利得媒体における前記第1光信号とオーバーラップしており；
前記第1利得媒体は、前記第1のポンプ光に基づいて、前記第1光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており；
前記第2利得媒体は、前記第1のポンプ光を受信し、前記第1のポンプ光に基づいて、前記第2光信号に関する利得増幅を実行するように構成されており、前記第1のポンプ光は、前記第2利得媒体において前記第2光信号とオーバーラップしており；及び
前記第2フィルタリング構造は、利得増幅が実行された前記第1光信号を、前記第1方向に伝送し、利得増幅が実行された前記第2光信号を反射させるように構成されており、その結果、利得増幅が実行されたその反射された第2光信号は前記第1方向に伝送される、光増幅方法。