JPH09312432A

JPH09312432A - 波長多重伝送用光ファイバ増幅器

Info

Publication number: JPH09312432A
Application number: JP12731396A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】広帯域にわたって利得を平坦化する。【解決手段】信号光Ｓ₁に励起光７を合流させた後、
これをＥｒ添加光ファイバ１に伝搬させて光増幅を行う
光ファイバ増幅器であって、光増幅後の信号光Ｓ ₃から
その波長帯域内で利得が突出する１５３０ｎｍの波長域
の信号光を狭帯域フィルタ９で分波し、これ以外の信号
光を特定の長さに選定したＥｒ添加光ファイバ８に伝搬
させて所望の利得に調整して信号光Ｓ₄を得る。この信
号光Ｓ₄をフィルタ９で分波した信号光Ｓ₅に狭帯域フ
ィルタ１０により合流させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域すなわち利
得の波長特性が平坦な特性を備えた光ファイバ増幅器に
係り、特に、波長多重伝送に用いて最適な波長多重伝送
用光ファイバ増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にＥｒ（エル
ビウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）等
の希土類元素を添加した光ファイバ増幅器が実用レベル
に達するようになってきた。特に、Ｅｒを添加した光フ
ァイバ増幅器は、１．５５μｍ帯において高利得、高飽
和出力を有することから、種々のシステムへの適用が考
えられている。その中でも１．５３μｍから１．５６μ
ｍ波長帯の信号光を数波以上用いた波長多重伝送による
高速、大容量、長距離伝送や光ＣＡＴＶ（CableTelevis
ion）システムへの適用が注目されている。このような
システムへのＥｒ添加光ファイバ増幅器の適用に対して
は、光Ｓ／Ｎ特性やクロストーク特性の劣化を抑えるた
めに、上記使用波長帯におけるＥｒ添加光ファイバ増幅
器の利得が平坦であることが重要である。

【０００３】このような高利得及び平坦化を達成するた
めに、本発明者らは先に図５に示すようなＥｒ添加マル
チコア光ファイバ、及びこのＥｒ添加マルチコア光ファ
イバを用いた図６に示すような光増幅器を提案してい
る。まず、用いられるＥｒ添加マルチコア光ファイバ１
００は、図５に示すように、プライマリークラッド層１
０２が被覆され、希土類元素（例えばＥｒ）とＡｌを共
添加した複数のコア１０１ａ〜１０１ｇを備えたガラス
ロッド１０３を集合し、更に、これらガラスロッド１０
３の周囲をセカンダリクラッド１０４で厚く覆った構造
にしたものである。このようなＥｒ添加マルチコア光フ
ァイバ１００を用いることによって、高利得化及び利得
の波長特性の平坦化を達成することができる。

【０００４】この達成については、２つの理由をあげる
ことができる。まず、第１の理由は、Ｅｒ添加マルチコ
ア光ファイバはＡｌの添加濃度が従来のようなコアが１
つのＥｒ添加ファイバに対して十分に多くできることで
ある。第２の理由は、従来の光ファイバでコア内の励起
光のパワーを低くしていった場合、波長１．５３５μｍ
付近の利得のピークが減少し、徐々に平坦な利得−波長
特性になり、更にパワーを低くするに従って波長１．５
３μｍ側の短波長域の利得が下がり、１．５６μｍ側の
長波長域の利得が上がる、所謂短波長から長波長に向け
て右上がりの利得−波長特性になるため、励起光を低く
していくと利得が非常に低くなり、光増幅器として使え
ないことがわかっていたが、このＥｒ添加マルチコア光
ファイバは逆にこの原理を積極的に利用するようにした
からである。すなわち、図示のように、Ｅｒが添加され
た各々のコア１０１ａ〜１０１ｇ内に励起光と信号光が
ほぼ均等に伝搬するように各々のコア径Ｄとコア間隔ｄ
を最適化すれば、コア１０１ａ〜１０１ｇの各々の内部
を伝搬していった信号光の増幅利得は低くなるものの、
その波長特性はほぼ平坦になり、所望の長さを伝搬して
行った後ではコア１０１ａ〜１０１ｇの各々の内部で増
幅された信号が重畳されることになり、且つその利得の
波長特性がほぼ平坦になることを利用している。

【０００５】次に、上記した原理による図６の光増幅器
の構成、及びこれに対する利得の波長特性を評価した結
果について説明する。Ｅｒ添加マルチコア光ファイバ１
００には、コア間隔ｄが１．３μｍ、各々のコア径が約
２μｍ、クラッド径が１２５μｍ、コアとクラッドとの
比屈折率差Δが１．４５％、モードフィールド径が約
８．８μｍ（波長１．５５μｍにおける値）、各々のコ
ア内のＥｒとＡｌの添加量が４００ｐｐｍと８５００ｐ
ｐｍ、ファイバ長が約４５ｍのものと、比屈折率差Δが
２．１９％、モードフィールド径が約５．２μｍ（波長
１．５５μｍにおける値）、各々のコア内のＥｒとＡｌ
の添加量が４００ｐｐｍと１７０００ｐｐｍ、ファイバ
長が約２０ｍのものの２種類のファイバを用いた。

【０００６】Ｅｒ添加マルチコア光ファイバ１００の両
端には光が逆方向に伝搬するのを防止するためのアイソ
レータ１０５ａ，１０５ｂが接続され、この各々の内側
にはＷＤＭ（波長分割多重：Wavelength Division Mult
iplexing）カプラ１０６ａ，１０６ｂが設けられてい
る。アイソレータ１０５ａには信号光Ｓ₁が入力され、
アイソレータ１０５ｂから増幅された信号光Ｓ₂が出力
される。

【０００７】このＷＤＭカプラ１０６ａ，１０６ｂの各
々には、励起用半導体レーザ１０７ａ，１０７ｂに接続
された光ファイバ１０８ａ，１０８ｂが結合され、励起
用半導体レーザ１０７ａ，１０７ｂで生成された励起光
１０９ａ，１０９ｂがＥｒ添加マルチコア光ファイバ１
００に伝搬できるように構成されている。アイソレータ
１０５ａを経由して信号光Ｓ₁が入光されているとき、
励起用半導体レーザ１０７ａで短い波長のレーザ光１０
９ａを生成し、このレーザ光１０９ａをＷＤＭカプラ１
０６ａを介してＥｒ添加マルチコア光ファイバ１００に
入射させると、イオンのあるエネルギー準位が励起さ
れ、誘導放出による増幅作用が生じる。増幅された光信
号Ｓ₂はＥｒ添加マルチコア光ファイバ１００からアイ
ソレータ１０５ｂを通して外部へ出力される。同様に、
励起用半導体レーザ１０７ｂで生成されたレーザ光１０
９ｂは、Ｅｒ添加マルチコア光ファイバ１００に対して
後方向から入射され、上記した原理で光増幅を行う。こ
こでは、前後から励起光を付与しているが、前又は後の
いずれか一方でもよい。

【０００８】ここで、励起光１０９ａ，１０９ｂの波長
を０．９８μｍとし、励起光１０９ａの励起光パワーが
７０ｍＷ、励起光１０９ｂの励起光パワーが８０ｍＷと
なるようにした。これらの値は、利得の波長特性が平坦
化に適していたことから決定した値である。図６の構成
の光増幅器における利得の波長特性（Ａｌ濃度依存性）
を測定したのが図７及び図８である。Ａｌの添加量を
８，５００ｐｐｍにした場合（ファイバ長ｌが約４５
ｍ）の測定が図７であり、Ａｌの添加量を１７，０００
ｐｐｍにした場合（ファイバ長ｌが約２０ｍ）の測定が
図８である。ここでは上記した２例について、信号光パ
ワーＳｐをパラメータにとって夫々の利得の波長特性を
測定した。図７及び図８から明らかなように、１，５４
０ｎｍ〜１，５６０ｎｍにわたって利得が平坦化されて
いることがわかる。

【０００９】しかし、図７及び図８に見られるように、
波長１，５３０ｎｍ付近に大きな利得の持ち上がりがあ
り、更なる平坦化が望まれている。これを改善するもの
として特開平６−７７５６１号公報がある。この公報に
示されている光ファイバ増幅器の構成を示したのが図９
である。信号光Ｓ₁が印加される光アイソレータ２０１
には、Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバ２０２、ＷＤＭカ
プラ２０３、光アイソレータ２０４、バンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）２０５、及び信号光Ｓ₂ を出力する非励起
Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバ２０６が縦続接続されて
いる。また、ＷＤＭカプラ２０３にはファイバ２０８を
介して励起光源２０７が結合されている。

【００１０】この光ファイバ増幅器は、Ｅｒ⁺³イオンド
ープ光ファイバ２０２による光増幅部の出力端に非励起
Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバ２０６を接続した構成に
している。この非励起Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバ２
０６の過飽和吸収特性を利用すれば、光増幅部で生じた
波形歪みが平坦化され、波長１５３０ｎｍ付近の大きな
利得の持ち上がりを無くすことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非励起Ｅｒ⁺³
イオンドープ光ファイバを用いた従来の光ファイバ増幅
器によると、次のような問題がある。非励起Ｅｒ⁺³イオ
ンドープ光ファイバの損失波長特性は、図１０に示すよ
うに波長１５３０ｎｍ付近において最大の損失ピークを
持ち、この波長より長波長側に向かって徐々に損失が低
下する特性、すなわち波長１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍ
にわたって損失分布を有している。このため、非励起Ｅ
ｒ⁺³イオンドープ光ファイバ２０６を光増幅部の出力端
に接続すると、増幅された１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍ
の信号光の全域が減衰を受け、本来減衰させるべき波長
１５３０ｎｍの信号光以外の波長も減衰される結果、波
長１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの広帯域にわたって利得
を平坦化することが困難であることを見出した。

【００１２】また、雑音指数の波長特性も図１１のよう
に平坦ではなく、短波長（１５３０ｎｍ）側から長波長
（１５７０ｎｍ）側に向けて雑音指数が右下がりの特性
を示している。この様な雑音指数特性のもとでは、波長
多重伝送を行った場合、波長によって雑音特性が違うた
め、受信信号の品質が異なるという問題が生じる。そこ
で本発明は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされた
ものであり、高利得時でも広範囲にわたって十分な平坦
特性が得られる広帯域Ｅｒ添加光ファイバ増幅器を提供
することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、第１のＥｒ添加光ファイバに波長多重
された信号光と励起光を合流伝搬させて光増幅を行う光
ファイバ増幅器において、前記光増幅後の信号光からそ
の波長帯域内で部分的に利得が高くなる特定波長域の信
号光を分波する波長域分割手段と、前記特定波長域以外
の信号光に対して最終的に要求される利得に応じた長さ
に設定されており、前記波長域分割手段で分波された特
定波長域以外の信号光を伝搬する第２のＥｒ添加光ファ
イバと、この第２のＥｒ添加光ファイバを伝搬した信号
光と前記波長域分割手段で分波した特定波長域の信号光
とを合流させる信号光合流手段とを備えた構成にしてい
る。

【００１４】この構成によれば、増幅後の波長特性にお
いて、利得が特定の狭い波長域（特定波長域）で突出
し、全体の利得特性が平坦でない場合でも、特定波長域
が波長域分割手段によって分波され、特定波長域以外の
信号光を第２のＥｒ添加光ファイバに伝搬することによ
り利得が調整され、この調整後の信号光が分波した特定
波長域の信号光に合波される。これにより、広帯域にわ
たって利得が平坦な特性にすることができ、同時に雑音
指数の波長特性の平坦化も可能になる。

【００１５】前記波長域分割手段及び前記信号光合流手
段は、狭帯域フィルタであり、１５３０ｎｍ帯の特定波
長域の信号光を合分波可能な特性を有する構成にするこ
とができる。この狭帯域フィルタの特性によれば、１５
３０ｎｍ帯の高利得抑圧及び雑音指数の低減に寄与す
る。

【００１６】前記第２のＥｒ添加光ファイバは、前記特
定波長域の中心の波長が１５３０ｎｍであるとき、その
長さを３ｍ〜１５ｍの範囲内で選定することができる。
この構成によれば、従来の光ファイバ増幅器の１５３０
ｎｍ帯における利得と１５４０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯に
おける利得との間に５〜１０ｄＢの利得偏差があったの
に対し、第２のＥｒ添加光ファイバを３ｍ〜１５ｍの長
さにとることにより、利得偏差を無くすことができる。

【００１７】前記第１，第２のＥｒ添加光ファイバは、
その長さの和が最大利得を有するＥｒ添加光ファイバに
等しい長さ、或いは該長さより短い長さに設定すること
ができる。この構成によれば、十分に大きな利得（例え
ば、３０ｄＢ以上）にすることができると共に、雑音指
数を小さくすることができる。

【００１８】前記励起光は、前記第１のＥｒ添加光ファ
イバに対して前方向、後方向、又は両方向から伝搬させ
ることができる。この構成によれば、励起光の伝搬方向
を適宜選択できるようになり、用途に応じた使い分けが
可能になる。例えば、前置増幅器、電力増幅器、各種損
失デバイスの損失補償増幅器等に用いたり、高速システ
ム、大容量システム、長距離伝送システム、光ＣＡＴＶ
システム、光加入者システム、光計測・センサシステム
等に用いることができ、汎用性をもった光増幅器を構成
することが可能になる。

【００１９】前記光増幅器は、小信号入力時の利得が３
０ｄＢ以上を有することが望ましい。この構成によれ
ば、高速で大容量の情報を低雑音指数、低Ｓ／Ｎ、低ク
ロストークの特性を備えることができ、長距離伝送が可
能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。図１は本発明による広帯域Ｅｒ
添加光ファイバ増幅器の第１の実施の形態を示す接続図
である。長さｌ₁ （図１のＡ点からＢ点まで）のＥｒ添
加光ファイバ１の両端には、信号光を一方向にのみ進行
させる光アイソレータ２，３が接続され、光アイソレー
タ２とＥｒ添加光ファイバ１の間には、ＷＤＭカプラ４
が設けられている。このＷＤＭカプラ４には光ファイバ
５を介して励起光光源６が結合されており、励起光光源
６で生成した励起光７（ここでは、波長が９８０ｎｍ）
はＷＤＭカプラ４へ送られて混合される。このように、
図１においては前方励起方式による光ファイバ増幅器が
構成されている。

【００２１】Ｅｒ添加光ファイバ１と光アイソレータ３
の間には、長さｌ₂（図１のＢ点からＣ点まで）のＥｒ
添加光ファイバ８が挿入接続されている。このＥｒ添加
光ファイバ８の両側には、１５３０ｎｍ帯のみを分波及
び合波させる狭帯域フィルタ９（Ｂ点近傍の内側），１
０（Ｃ点の後段）が配設され、狭帯域フィルタ９（波長
域分割手段）の上記分波側と狭帯域フィルタ１０（信号
光合流手段）の間は光ファイバ１１によって結合されて
いる。

【００２２】前記狭帯域フィルタ９，１０としては、図
１２の（ａ）に示すような構成のファイバ型カプラ１６
或いは（ｂ）に示すような構成の干渉膜フィルタ１７を
用いることができる。ファイバ型カプラ１６は、入力ポ
ートＡからの光が通過ポートＢ（通過域：９５０〜１０
００ｎｍ、１５４０〜１５７０ｎｍで０．５ｄＢ以下、
阻止域：１５２４〜１５３６ｎｍで２０ｄＢ以上）及び
分波ポートＣ（通過域：１５２４〜１５３６ｎｍで０．
５ｄＢ以下、阻止域：９５０〜１０００ｎｍ、１５４０
〜１５７０ｎｍで２０ｄＢ以上）に出力される構成であ
る。また、干渉膜フィルタ１７は、入力ポートＤからの
光が上記と同様な特性で通過ポートＥ及び分波ポートＦ
に出力される。

【００２３】Ｅｒ添加光ファイバ１及びＥｒ添加光ファ
イバ８は、図５に示した構造のＥｒ添加マルチコア光フ
ァイバを用いることも、Ｅｒの添加された単一コアのＥ
ｒ添加光ファイバを用いることもできる。コア材料はＥ
ｒとＡｌ（アルミ）が共添加されたものが好ましく、具
体的には、ＳｉＯ₂−ＧｅＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系ガラスに
Ｅｒを添加したもの、ＳｉＯ₂−Ｐ₂Ｏ₅−Ａｌ₂Ｏ₃
系ガラスにＥｒを添加したもの、ＳｉＯ₂−ＧｅＯ₂−
Ｐ₂Ｏ₅−Ａｌ₂Ｏ₃系ガラスにＥｒを添加したもの等
を用いることができる。そして、図８に示すような利得
の波長特性を呈するようにＡｌ濃度を選択する。

【００２４】図１及び図４において、Ｅｒ添加光ファイ
バ１及びＥｒ添加光ファイバ８のコア内へのＡｌの添加
量が多いほど、１５３０ｎｍ帯の利得と１５４０〜１５
７０ｎｍ帯の利得の偏差を小さくできることから、Ｅｒ
添加光ファイバ８の光ファイバ長ｌ₂は短くてすみ、逆
に、Ａｌの添加量が少ないほど光ファイバ長ｌ₂を長く
する必要がある。

【００２５】なお、添加するＥｒの濃度を多くするほ
ど、Ｅｒ添加光ファイバ１の長さｌ₁とＥｒ添加光ファ
イバ８の長さｌ₂の和（ｌ₁ ＋ｌ₂）を短くすることが
できる。更に、ｌ₁ ＋ｌ₂の光ファイバ長を最大利得が
得られる光ファイバ長よりも短くするほど、２つの波長
帯（１５３０ｎｍ帯と１５４０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯の
２つ）の利得偏差を小さくすることができるので、ｌ₂
は短くてよい。

【００２６】例えば、Ｅｒ添加光ファイバ１，８に図５
に示したＥｒ添加マルチコア光ファイバを用いた場合、
その長さｌ₁は１５ｍに選ばれる（通常、長さｌ₁は最
大利得が得られるＥｒ添加光ファイバ１の長さよりも３
ｍ〜１５ｍ短く設定する）。一方、Ｅｒ添加光ファイバ
８は、その長さｌ₂は１０ｍに選ばれる。また、狭帯域
フィルタ９，１０は、ファイバ型カプラ或いは干渉膜フ
ィルタを用いた構成にすることができる。この場合、図
２に示すフィルタ特性を備えるようにする。つまり、Ｅ
ｒ添加光ファイバ１から光ファイバ１１に向けては１５
３０ｎｍ帯（１５２４ｎｍ〜１５３６ｎｍ）の信号光を
分波でき、９８０ｎｍ帯の励起光と１５４０ｎｍ〜１５
７０ｎｍ帯の信号光を阻止できるような特性を備えるよ
うにする。

【００２７】一方、Ｅｒ添加光ファイバ１からＥｒ添加
光ファイバ８に向けては９８０ｎｍ帯の励起光及び１５
４０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯の信号光を通過させ、且つ１
５３０ｎｍ帯（１５２４ｎｍ〜１５３６ｎｍ）の信号光
を阻止する特性を持ったものにする。図１の構成におい
ては、光アイソレータ２に信号光Ｓ₁が入射される。こ
の信号光Ｓ₁は波長多重された信号光であり、使用され
る波長帯は１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍである。この波
長帯において、０．数ｎｍ〜数ｎｍの間隔で夫々異なっ
た波長の信号光に情報信号が乗せられて伝送されて来
る。

【００２８】このような数十〜数百チャンネルの信号光
Ｓ₁は、光アイソレータ２を通過した後、ＷＤＭカプラ
４において励起光光源６からの励起光７と合流結合さ
れ、この合流結合した光はＥｒ添加光ファイバ１に送り
こまれる。ここでＥｒ添加ファイバ１として、図５に示
したＥｒ添加マルチコア光ファイバを用い、各々のコア
内のＥｒとＡｌの添加量をそれぞれ４００ｐｐｍと１７
０００ｐｐｍとし、ファイバ長を１５ｍとしたとする。

【００２９】信号光Ｓ₁は、Ｅｒ添加光ファイバ１を伝
搬する過程で光増幅されるが、Ｅｒ添加光ファイバ１の
Ｂ点においては増幅された信号光の利得特性は、図３の
点線で示す特性からｌ₁＝１５ｍのとき波長１５５５ｎ
ｍで利得は約３２ｄＢである。図８にあるように波長１
５４０ｎｍ〜１５６０ｎｍ帯の利得はほぼ一定の値を示
すので、この帯域での利得は約３２ｄＢとなる。

【００３０】一方、波長１５３０ｎｍ帯の利得は、図８
に示されたｌ₁＝２０ｍのときの利得４０ｄＢよりも若
干低下し、ｌ₁＝１５ｍのときの利得は約３７ｄＢとな
る。Ｅｒ添加光ファイバ１で光増幅された信号光Ｓ
₃は、狭帯域フィルタ９において波長１５３０ｎｍ帯
（特定波長域）の信号光のみが分波され、信号光Ｓ₅と
して光ファイバ１１をそのまま伝搬する。また、他の波
長の信号光（１５４０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯）及び励起
光７（後記する図４の構成にあっては後方向からの励起
光も含む）はＥｒ添加光ファイバ８に入射する。１５４
０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯の信号光に対しては、光ファイ
バの全長が、Ｅｒ添加光ファイバ１の長さとＥｒ添加光
ファイバ８の長さの和（ｌ₁＋ｌ₂）、１５ｍ＋１０ｍ
＝２５ｍであるので、図３の点線で示す特性から利得は
約３７ｄＢであることがわかる。

【００３１】Ｅｒ添加光ファイバ８で増幅された１５４
０〜１５７０ｎｍ帯の信号光Ｓ₄は狭帯域フィルタ１０
において、光ファイバ１１からの信号光Ｓ₅（波長１５
３０ｎｍ帯）と合波され、信号光Ｓ₆になる。このと
き、信号光Ｓ₄及びＳ₅は共に利得が約３７ｄＢである
ので、１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの広範囲にわたって
利得の平坦な信号光Ｓ₆を得ることができる。この信号
光Ｓ₆は、光アイソレータ３を通して取り出されるが、
光アイソレータ３で約１ｄＢが損失するため、信号光Ｓ
₂は約３６ｄＢになる。なお、光アイソレータ３での損
失は、１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの全域で等しい値に
なるので、特性の平坦度に変化が生じることはない。ま
た、信号光Ｓ₂の雑音指数の波長特性も、１５３０ｎｍ
〜１５７０ｎｍ帯の範囲において５ｄＢ以下になり、且
つ、ほぼ平坦な特性を得ることができた。

【００３２】図４は本発明による波長多重伝送用光ファ
イバ増幅器の他の実施の形態を示す接続図である。な
お、図４においては、図１に用いたと同一であるものに
は同一引用数字を用いたので、以下においては重複する
説明を省略する。図４に示す構成は、図１の構成におい
て、狭帯域フィルタ１０と光アイソレータ３の間にＷＤ
Ｍカプラ１２を配設し、このＷＤＭカプラ１２に光ファ
イバ１３を介して励起光光源１４を結合する回路を追加
し、双方向励起方式にしたところに特徴がある。

【００３３】励起光光源１４で生成された後方向の励起
光１５は、光ファイバ１３を経てＷＤＭカプラ１２に入
射され、更に、Ｅｒ添加光ファイバ８及びＥｒ添加光フ
ァイバ１を信号光Ｓ₁の伝搬方向とは逆方向から伝搬す
る。この場合、励起光光源６と励起光光源１４を同時に
動作させることも、いずれか一方のみを動作させること
も可能である。

【００３４】このような構成により、適用範囲を拡大す
ることができる。すなわち、前置増幅器、電力増幅器、
各種損失デバイスの損失補償増幅器等に用いたり、高速
システム、大容量システム、長距離伝送システム、光Ｃ
ＡＴＶシステム、光加入者システム等に用いることがで
き、汎用性をもった光増幅器を構成することが可能にな
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、光増幅後
の信号光からその波長帯域内で部分的に利得が高くなる
特定波長域の信号光を分波し、これ以外の信号光を特定
の長さに選定した第２のＥｒ添加光ファイバに伝搬さ
せ、所望の利得に調整した後、これを分波した特定波長
域の信号光に合流させるようにしたので、光増幅後の利
得特性において特定の狭い波長域で突出する部分があっ
ても、広帯域にわたって利得が平坦な特性にすることが
でき、同時に雑音指数の波長特性の平坦化も可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による広帯域Ｅｒ添加光ファイバ増幅器
の第１の実施の形態を示す接続図である。

【図２】本発明に係る狭帯域フィルタが備えるべき帯域
特性を示す特性図である。

【図３】Ｅｒ添加光ファイバの長さと利得の関係を示す
特性図である。

【図４】本発明による波長多重伝送用光ファイバ増幅器
の他の実施の形態を示す接続図である。

【図５】従来のＥｒ添加マルチコア光ファイバの一例を
示す断面図である。

【図６】図５のＥｒ添加マルチコア光ファイバを用いた
光増幅器の構成を示す接続図である。

【図７】図６の構成の光増幅器において、Ａｌの添加量
を８，５００ｐｐｍにした場合の利得の波長特性図であ
る。

【図８】図６の構成の光増幅器において、Ａｌの添加量
を１７，０００ｐｐｍにした場合の利得の波長特性図で
ある。

【図９】平坦化を図った従来の他の光増幅器の構成を示
す接続図である。

【図１０】Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバの損失波長特
性を示す特性図である。

【図１１】波長と雑音指数の関係を示す特性図である。

【図１２】図２のフィルタの構成例を示し、（ａ）はフ
ァイバ型カプラによる構成図、（ｂ）は干渉膜フィルタ
による構成図である。

【符号の説明】

１Ｅｒ添加光ファイバ４，１２ＷＤＭカプラ６，１４励起光光源８Ｅｒ添加光ファイバ９，１０狭帯域フィルタ１１光ファイバ１６ファイバ型カプラ１７干渉膜フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のＥｒ添加光ファイバに波長多重さ
れた信号光と励起光を合流伝搬させて光増幅を行う光フ
ァイバ増幅器において、前記光増幅後の信号光からその波長帯域内で部分的に利
得が高くなる特定波長域の信号光を分波する波長域分割
手段と、前記特定波長域以外の信号光に対して最終的に要求され
る利得に応じた長さに設定されており、前記波長域分割
手段で分波された特定波長域以外の信号光を伝搬する第
２のＥｒ添加光ファイバと、前記第２のＥｒ添加光ファイバを伝搬した信号光と前記
波長域分割手段で分波した特定波長域の信号光とを合流
させる信号光合流手段とを具備することを特徴とする波
長多重伝送用光ファイバ増幅器。
【請求項２】前記波長域分割手段及び前記信号光合流
手段は、狭帯域フィルタであり、１５３０ｎｍ帯の特定
波長域の信号光を合分波可能な特性を有することを特徴
とする請求項１記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅
器。
【請求項３】前記第２のＥｒ添加光ファイバは、前記
特定波長域の中心の波長が１５３０ｎｍであるとき、そ
の長さを３ｍ〜１５ｍの範囲内で選定することを特徴と
する請求項１記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅器。
【請求項４】前記第１，第２のＥｒ添加光ファイバ
は、その長さの和が最大利得を有するＥｒ添加光ファイ
バに等しい長さ、或いは該長さより短いことを特徴とす
る請求項１記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅器。
【請求項５】前記励起光は、前記第１のＥｒ添加光フ
ァイバに対して前方向、後方向、又は両方向から伝搬さ
せることを特徴とする請求項１記載の波長多重伝送用光
ファイバ増幅器。
【請求項６】小信号入力時の利得が３０ｄＢ以上を有
することを特徴とする請求項１記載の波長多重伝送用光
ファイバ増幅器。