JPH0980492A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 利得の波長依存性が略線形あるいは略一定で
ある光ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 利得の波長依存性が上に凸の形状を有する増
幅用光ファイバ１１１と利得の波長依存性が下に凸の形
状を有する増幅用光ファイバ１１２とを縦続接続する。
このような利得特性を有する増幅用光ファイバ１１２
は、共添加元素の種類と量を適切なものとして実現す
る。これらに、励起光源１２１，１３１から出力した励
起光を、光量調整器１２２，１３２で光量調整した後、
ファイバ型カプラ１２３，１３３を介して励起光を供給
する。入力した信号光は、光アイソレータ１４０、ファ
イバ型カプラ１２３、増幅用光ファイバ１１１および１
１２、ファイバ型カプラ１３３、並びに、光アイソレー
タ１５０を、それぞれの利得特性あるいは透過特性のも
とに透過して出力される。これら各部品の特性を総合し
た光ファイバ増幅器１００の総合利得は、波長に対して
略線形あるいは略一定の特性を有する。
ある光ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 利得の波長依存性が上に凸の形状を有する増
幅用光ファイバ１１１と利得の波長依存性が下に凸の形
状を有する増幅用光ファイバ１１２とを縦続接続する。
このような利得特性を有する増幅用光ファイバ１１２
は、共添加元素の種類と量を適切なものとして実現す
る。これらに、励起光源１２１，１３１から出力した励
起光を、光量調整器１２２，１３２で光量調整した後、
ファイバ型カプラ１２３，１３３を介して励起光を供給
する。入力した信号光は、光アイソレータ１４０、ファ
イバ型カプラ１２３、増幅用光ファイバ１１１および１
１２、ファイバ型カプラ１３３、並びに、光アイソレー
タ１５０を、それぞれの利得特性あるいは透過特性のも
とに透過して出力される。これら各部品の特性を総合し
た光ファイバ増幅器１００の総合利得は、波長に対して
略線形あるいは略一定の特性を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の波長の光を
信号光とするＷＤＭ方式の光通信システムの中継器に用
いられ、複数の波長の信号光を一括して増幅する光ファ
イバ増幅器に関するものである。
信号光とするＷＤＭ方式の光通信システムの中継器に用
いられ、複数の波長の信号光を一括して増幅する光ファ
イバ増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の波長分割多重（ＷＤＭ： Wavelen
gth Division Multiplexing ）方式に用いられる光ファ
イバ増幅器は、一般に長波長の信号光ほど利得が大きい
ため、多波長信号光を増幅用光ファイバに入力し増幅す
ると、多波長信号の各波長間で利得偏差が発生する。こ
のような光ファイバ増幅器を備える中継器が縦続的に多
数接続される光通信システムでは、この利得偏差が中継
の度に拡大することが問題とされていた。
gth Division Multiplexing ）方式に用いられる光ファ
イバ増幅器は、一般に長波長の信号光ほど利得が大きい
ため、多波長信号光を増幅用光ファイバに入力し増幅す
ると、多波長信号の各波長間で利得偏差が発生する。こ
のような光ファイバ増幅器を備える中継器が縦続的に多
数接続される光通信システムでは、この利得偏差が中継
の度に拡大することが問題とされていた。
【０００３】この問題を解決するため、このような増幅
用光ファイバと、長波長の信号光ほど利得が小さい利得
特性を有する増幅用光ファイバとを縦続接続することに
より、全体として利得の波長依存性が小さい光ファイバ
増幅器が提案されている（例えば、T. Kashiwada eta
l., OFC'95, TuP1）。
用光ファイバと、長波長の信号光ほど利得が小さい利得
特性を有する増幅用光ファイバとを縦続接続することに
より、全体として利得の波長依存性が小さい光ファイバ
増幅器が提案されている（例えば、T. Kashiwada eta
l., OFC'95, TuP1）。
【０００４】一方、光ファイバ増幅器の増幅用光ファイ
バに励起光を供給するためにＷＤＭカプラが用いられ
る。ＷＤＭカプラには幾つかのタイプがあり、その内、
ファイバ型カプラは、複数本の光ファイバを相互に並列
密着して融着・延伸して製造されるものであり、一方の
光ファイバに入射した光が他方の光ファイバから出射さ
れることを利用して励起光を供給するものである。この
ファイバ型カプラでは、多波長信号光の波長範囲の中央
付近で最も透過率が大きい波長依存性を有するため光フ
ァイバ増幅器の利得偏差の劣化を招く。
バに励起光を供給するためにＷＤＭカプラが用いられ
る。ＷＤＭカプラには幾つかのタイプがあり、その内、
ファイバ型カプラは、複数本の光ファイバを相互に並列
密着して融着・延伸して製造されるものであり、一方の
光ファイバに入射した光が他方の光ファイバから出射さ
れることを利用して励起光を供給するものである。この
ファイバ型カプラでは、多波長信号光の波長範囲の中央
付近で最も透過率が大きい波長依存性を有するため光フ
ァイバ増幅器の利得偏差の劣化を招く。
【０００５】これに対し、フィルタ型カプラは、このよ
うな問題がないので一般に用いられている。このような
光ファイバ増幅器を用いて複数回の中継を行うと、しば
しば信号光と異なる波長域で自然放出（ＡＳＥ： Ampli
fied Spontaneous Emission）光が蓄積し、励起光のエ
ネルギがＡＳＥ光の増幅に消費され、信号光の利得低下
と雑音指数（ＮＦ： Noise Figure ）の増大をもたら
す。これを防ぐため、ＡＳＥ光のピーク波長周辺の波長
のみを選択的に除去するフィルタを光伝送路中に挿入す
ることが提案されている（例えば、K. Oda, etal., OF
C'95, TuH1 ）。
うな問題がないので一般に用いられている。このような
光ファイバ増幅器を用いて複数回の中継を行うと、しば
しば信号光と異なる波長域で自然放出（ＡＳＥ： Ampli
fied Spontaneous Emission）光が蓄積し、励起光のエ
ネルギがＡＳＥ光の増幅に消費され、信号光の利得低下
と雑音指数（ＮＦ： Noise Figure ）の増大をもたら
す。これを防ぐため、ＡＳＥ光のピーク波長周辺の波長
のみを選択的に除去するフィルタを光伝送路中に挿入す
ることが提案されている（例えば、K. Oda, etal., OF
C'95, TuH1 ）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光ファイバ
増幅器では、長波長の信号光ほど利得が大きい増幅用光
ファイバと長波長の信号光ほど利得が小さい増幅用光フ
ァイバとを縦続接続することで、全体としての利得の波
長依存性を、単独の増幅用光ファイバの利得特性に比較
して小さくすることはできた。しかし、何れの増幅用光
ファイバも、多波長信号光の波長範囲に亘って線形な利
得特性を有するものではなく、その線形な理想特性に比
較して中央付近で利得が大きい特性曲線を有しているた
め、これらの増幅用光ファイバを縦続接続する光ファイ
バ増幅器の利得の波長依存性は完全になくすことはでき
なかった。
増幅器では、長波長の信号光ほど利得が大きい増幅用光
ファイバと長波長の信号光ほど利得が小さい増幅用光フ
ァイバとを縦続接続することで、全体としての利得の波
長依存性を、単独の増幅用光ファイバの利得特性に比較
して小さくすることはできた。しかし、何れの増幅用光
ファイバも、多波長信号光の波長範囲に亘って線形な利
得特性を有するものではなく、その線形な理想特性に比
較して中央付近で利得が大きい特性曲線を有しているた
め、これらの増幅用光ファイバを縦続接続する光ファイ
バ増幅器の利得の波長依存性は完全になくすことはでき
なかった。
【０００７】図９は、従来の光ファイバ増幅器の利得特
性を示す図である。一般には、増幅用光ファイバの利得
特性は、図９（ａ）に示すように、長波長の信号光ほど
利得が大きく、しかも、その利得特性は波長に対して線
形関係（図中の破線）にはなく、波長範囲の中央付近の
波長における利得（図中の実線）は、波長範囲の両端の
波長λ１およびλ２それぞれにおける利得から直線補間
計算によって得られる値に比べて大きい。一方、図９
（ａ）のような利得特性を有する増幅用光ファイバに縦
続接続される他方の増幅用光ファイバの利得特性は、図
９（ｂ）に示すように、短波長の信号光ほど利得が小さ
いものであるが、やはり、その利得特性は波長に対して
線形関係（図中の破線）にはなく、波長範囲の中央付近
の波長における利得（図中の実線）は、波長範囲の両端
の波長λ１およびλ２それぞれにおける利得から直線補
間計算によって得られる値に比べて大きい。そして、こ
れら２つの増幅用光ファイバが縦続接続されてなる光フ
ァイバ増幅器の利得特性は、図９（ｃ）に示すように、
それぞれの増幅用光ファイバ単独の利得特性に比べれ
ば、波長依存性が小さくなってはいるが、しかし、波長
範囲の中央付近の波長における利得が依然大きく、利得
偏差を生じている。
性を示す図である。一般には、増幅用光ファイバの利得
特性は、図９（ａ）に示すように、長波長の信号光ほど
利得が大きく、しかも、その利得特性は波長に対して線
形関係（図中の破線）にはなく、波長範囲の中央付近の
波長における利得（図中の実線）は、波長範囲の両端の
波長λ１およびλ２それぞれにおける利得から直線補間
計算によって得られる値に比べて大きい。一方、図９
（ａ）のような利得特性を有する増幅用光ファイバに縦
続接続される他方の増幅用光ファイバの利得特性は、図
９（ｂ）に示すように、短波長の信号光ほど利得が小さ
いものであるが、やはり、その利得特性は波長に対して
線形関係（図中の破線）にはなく、波長範囲の中央付近
の波長における利得（図中の実線）は、波長範囲の両端
の波長λ１およびλ２それぞれにおける利得から直線補
間計算によって得られる値に比べて大きい。そして、こ
れら２つの増幅用光ファイバが縦続接続されてなる光フ
ァイバ増幅器の利得特性は、図９（ｃ）に示すように、
それぞれの増幅用光ファイバ単独の利得特性に比べれ
ば、波長依存性が小さくなってはいるが、しかし、波長
範囲の中央付近の波長における利得が依然大きく、利得
偏差を生じている。
【０００８】このような利得偏差は、特に多数回の中継
を要する光通信システムにおいて、中継数にほぼ正比例
して蓄積され、受信側で受信する多波長信号光は波長間
で大きなレベル差を生じる。そして、このような光ファ
イバ増幅器にファイバ型カプラを用いると、更に利得偏
差は大きくなる。一方、フィルタ型カプラを用いると、
製造コストが高くなる。また、複数回の中継を行う光通
信システムにおいて、ＡＳＥ光のピーク波長周辺の波長
成分のみ選択的に除去するフィルタを挿入すると、部品
点数が増えるので、製造コストが高くなり、システムの
信頼性が低下するという問題点がある。
を要する光通信システムにおいて、中継数にほぼ正比例
して蓄積され、受信側で受信する多波長信号光は波長間
で大きなレベル差を生じる。そして、このような光ファ
イバ増幅器にファイバ型カプラを用いると、更に利得偏
差は大きくなる。一方、フィルタ型カプラを用いると、
製造コストが高くなる。また、複数回の中継を行う光通
信システムにおいて、ＡＳＥ光のピーク波長周辺の波長
成分のみ選択的に除去するフィルタを挿入すると、部品
点数が増えるので、製造コストが高くなり、システムの
信頼性が低下するという問題点がある。
【０００９】そこで、波長依存性が一定である利得特性
を有する光ファイバ増幅器の開発が望まれている。尚、
利得の波長依存性が線形関係にあれば、例えば受動的な
選択フィルタを組み合わせて用いることにより利得をほ
ぼ波長依存性のないものにすることは容易であるので、
利得の波長依存性が線形関係にある光ファイバ増幅器で
あってもよい。
を有する光ファイバ増幅器の開発が望まれている。尚、
利得の波長依存性が線形関係にあれば、例えば受動的な
選択フィルタを組み合わせて用いることにより利得をほ
ぼ波長依存性のないものにすることは容易であるので、
利得の波長依存性が線形関係にある光ファイバ増幅器で
あってもよい。
【００１０】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、多波長信号光の波長範囲に亘って、波
長依存性の極めて小さい、或いは、波長に対して略線形
関係にある利得特性を有する光ファイバ増幅器を提供す
ることを目的とする。
れたものであり、多波長信号光の波長範囲に亘って、波
長依存性の極めて小さい、或いは、波長に対して略線形
関係にある利得特性を有する光ファイバ増幅器を提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る光ファイ
バ増幅器は、第１の波長および第２の波長の間の波長範
囲に含まれる波長の信号光と、励起光とを入力し、信号
光を増幅して出力する光ファイバ増幅器であって、(1)
波長範囲に含まれる各波長における利得が、第１および
第２の波長それぞれにおける利得に基づいて直線補間計
算によって得られる値以上である第１の増幅用光ファイ
バと、(2) 第１の増幅用光ファイバに縦続接続され、波
長範囲に含まれる各波長における利得が、第１および第
２の波長それぞれにおける利得に基づいて直線補間計算
によって得られる値以下である第２の増幅用光ファイバ
と、(3) 励起光を発生し第１および第２の増幅用光ファ
イバに供給するとともに、信号光を透過させる励起手段
と、を備え、波長範囲に含まれる各波長について入力信
号光に対する出力信号光の比に基づく総合利得が、波長
に対して略線形関係にある、ことを特徴とする。更に、
請求項２に係る光ファイバ増幅器では、総合利得は波長
範囲において略一定であることを特徴とする。
バ増幅器は、第１の波長および第２の波長の間の波長範
囲に含まれる波長の信号光と、励起光とを入力し、信号
光を増幅して出力する光ファイバ増幅器であって、(1)
波長範囲に含まれる各波長における利得が、第１および
第２の波長それぞれにおける利得に基づいて直線補間計
算によって得られる値以上である第１の増幅用光ファイ
バと、(2) 第１の増幅用光ファイバに縦続接続され、波
長範囲に含まれる各波長における利得が、第１および第
２の波長それぞれにおける利得に基づいて直線補間計算
によって得られる値以下である第２の増幅用光ファイバ
と、(3) 励起光を発生し第１および第２の増幅用光ファ
イバに供給するとともに、信号光を透過させる励起手段
と、を備え、波長範囲に含まれる各波長について入力信
号光に対する出力信号光の比に基づく総合利得が、波長
に対して略線形関係にある、ことを特徴とする。更に、
請求項２に係る光ファイバ増幅器では、総合利得は波長
範囲において略一定であることを特徴とする。
【００１２】このような波長依存性の利得特性を有し縦
続接続された第１および第２の増幅用光ファイバに、励
起手段によって励起光を供給することにより、光ファイ
バ増幅器に入力した多波長の信号光は一括増幅されて出
力される。この時、光ファイバ増幅器の総合利得は、信
号光波長範囲において波長に対して略線形関係あるいは
略一定にある。入力する多波長信号光が波長に依らず一
定であれば、増幅されて出力する多波長信号光は、波長
に対して略線形関係あるいは略一定にある強度である。
総合利得が波長に対して一定でなくとも、例えば、受動
的な選択フィルタを付加すれば、波長に依らず一定強度
の出力信号光を得ることができる。
続接続された第１および第２の増幅用光ファイバに、励
起手段によって励起光を供給することにより、光ファイ
バ増幅器に入力した多波長の信号光は一括増幅されて出
力される。この時、光ファイバ増幅器の総合利得は、信
号光波長範囲において波長に対して略線形関係あるいは
略一定にある。入力する多波長信号光が波長に依らず一
定であれば、増幅されて出力する多波長信号光は、波長
に対して略線形関係あるいは略一定にある強度である。
総合利得が波長に対して一定でなくとも、例えば、受動
的な選択フィルタを付加すれば、波長に依らず一定強度
の出力信号光を得ることができる。
【００１３】請求項３に係る光ファイバ増幅器では、第
１および第２の増幅用光ファイバそれぞれの長さの比は
所定値であるとともに、励起手段は、第１および第２の
増幅用光ファイバに供給される励起光の光量を調整する
光量調整手段を備える。この場合、第１および第２の増
幅用光ファイバの利得特性、更には、光ファイバ増幅器
の総合利得特性を、調整することができる。
１および第２の増幅用光ファイバそれぞれの長さの比は
所定値であるとともに、励起手段は、第１および第２の
増幅用光ファイバに供給される励起光の光量を調整する
光量調整手段を備える。この場合、第１および第２の増
幅用光ファイバの利得特性、更には、光ファイバ増幅器
の総合利得特性を、調整することができる。
【００１４】請求項４に係る光ファイバ増幅器では、励
起手段は、励起光を第１および第２の増幅用光ファイバ
に供給するとともに、信号光を透過させるファイバ型カ
プラを備える。このような場合であっても、ファイバ型
カプラの有する信号光透過特性を、第１および第２の増
幅用光ファイバそれぞれの利得特性で相殺することがで
きるので、光ファイバ増幅器の総合利得特性を線形ある
いは一定とすることができる。
起手段は、励起光を第１および第２の増幅用光ファイバ
に供給するとともに、信号光を透過させるファイバ型カ
プラを備える。このような場合であっても、ファイバ型
カプラの有する信号光透過特性を、第１および第２の増
幅用光ファイバそれぞれの利得特性で相殺することがで
きるので、光ファイバ増幅器の総合利得特性を線形ある
いは一定とすることができる。
【００１５】請求項５に係る光ファイバ増幅器では、第
１の増幅用光ファイバは、Ａｌ元素を共添加したＥｒ添
加光ファイバであり、第２の増幅用光ファイバは、Ｐ元
素を共添加したＥｒ添加光ファイバである。請求項６に
係る光ファイバ増幅器では、第２の増幅用光ファイバ
は、Ａｌ元素を更に共添加したＥｒ添加光ファイバであ
る。請求項７に係る光ファイバ増幅器では、第２の増幅
用光ファイバは、Ａｌ元素の濃度が１ｗｔ％以下であ
る。このようにして、所定の利得特性を有する増幅用光
ファイバを実現することができる。
１の増幅用光ファイバは、Ａｌ元素を共添加したＥｒ添
加光ファイバであり、第２の増幅用光ファイバは、Ｐ元
素を共添加したＥｒ添加光ファイバである。請求項６に
係る光ファイバ増幅器では、第２の増幅用光ファイバ
は、Ａｌ元素を更に共添加したＥｒ添加光ファイバであ
る。請求項７に係る光ファイバ増幅器では、第２の増幅
用光ファイバは、Ａｌ元素の濃度が１ｗｔ％以下であ
る。このようにして、所定の利得特性を有する増幅用光
ファイバを実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
【００１７】先ず、実施形態の説明に先立って、増幅用
光ファイバ及びその一般的な利得特性について説明す
る。増幅用光ファイバは、信号光と励起光とを入力し
て、その信号光を増幅して出力するものであり、入力す
る信号光が多波長である場合には一括増幅する。このよ
うな信号光増幅作用のために、これら増幅用光ファイバ
には、希土類元素が添加されており、特に、希土類元素
としてＥｒ元素が添加されたＥｒ添加光ファイバ（ＥＤ
Ｆ : Erbium-Doped Fiber ）が好適に用いられている。
このＥｒ添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ : Erbium-Doped Fiber Amplifier ）の場合、例
えば波長１．４８μｍの励起光によってＥｒ元素が励起
されて、波長１．５５μｍ付近の信号光を効率良く増幅
することができる。
光ファイバ及びその一般的な利得特性について説明す
る。増幅用光ファイバは、信号光と励起光とを入力し
て、その信号光を増幅して出力するものであり、入力す
る信号光が多波長である場合には一括増幅する。このよ
うな信号光増幅作用のために、これら増幅用光ファイバ
には、希土類元素が添加されており、特に、希土類元素
としてＥｒ元素が添加されたＥｒ添加光ファイバ（ＥＤ
Ｆ : Erbium-Doped Fiber ）が好適に用いられている。
このＥｒ添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ : Erbium-Doped Fiber Amplifier ）の場合、例
えば波長１．４８μｍの励起光によってＥｒ元素が励起
されて、波長１．５５μｍ付近の信号光を効率良く増幅
することができる。
【００１８】増幅用光ファイバの利得特性は、一般に
は、長波長の信号光ほど利得が大きく、波長に対して線
形関係にはなく、波長範囲に含まれる任意の波長におけ
る利得は、波長範囲の両端の波長における利得から直線
補間計算によって得られる値に比べて大きく（以下では
このような形状を、「上に凸」と呼ぶ）、しかも、その
利得特性の形状には変曲点がない（すなわち、任意の部
分的な波長範囲においても上に凸の形状である）。しか
し、増幅用光ファイバの利得の波長依存性は、Ｅｒ元素
の添加量や、他の元素（例えば、Ａｌ元素やＰ元素）の
添加量等によって変化する。
は、長波長の信号光ほど利得が大きく、波長に対して線
形関係にはなく、波長範囲に含まれる任意の波長におけ
る利得は、波長範囲の両端の波長における利得から直線
補間計算によって得られる値に比べて大きく（以下では
このような形状を、「上に凸」と呼ぶ）、しかも、その
利得特性の形状には変曲点がない（すなわち、任意の部
分的な波長範囲においても上に凸の形状である）。しか
し、増幅用光ファイバの利得の波長依存性は、Ｅｒ元素
の添加量や、他の元素（例えば、Ａｌ元素やＰ元素）の
添加量等によって変化する。
【００１９】図１０は、Ａｌ元素とＰ元素とを共添加し
たＥｒ添加ファイバの誘導放出断面積（単位Ｅｒ濃度当
たりの利得）の波長依存性を示したグラフであり、図１
０（ａ）は、Ｐ元素の濃度が２ｗｔ％、Ａｌ元素の濃度
が５ｗｔ％の場合の特性であり、図１０（ｂ）は、Ｐ元
素の濃度が２ｗｔ％、Ａｌ元素の濃度が０．８ｗｔ％の
場合の特性である。信号光波長１５４５ｎｍないし１５
６０ｎｍの範囲付近の誘導放出断面積の波長依存性が、
両者の間で差異があるのが認められる。すなわち、図１
０（ａ）では、その波長依存性は略線形であるのに対し
て、図１０（ｂ）では、波長範囲に含まれる任意の波長
における利得は、波長範囲の両端の波長における利得か
ら直線補間計算によって得られる値に比べて小さく（以
下ではこのような形状を、「下に凸」とよぶ）、しか
も、その利得特性の形状には変曲点がない（すなわち、
任意の部分的な波長範囲においても下に凸の形状であ
る）。このように、Ｐ元素共添加濃度が同一のＥｒ添加
光ファイバであっても、Ａｌ元素共添加量が異なれば利
得の波長依存性が異なり、Ａｌ元素共添加量が少ないほ
ど、利得の波長依存性は線形関係からのずれが大きくな
り、下に凸の形状が顕著になる。
たＥｒ添加ファイバの誘導放出断面積（単位Ｅｒ濃度当
たりの利得）の波長依存性を示したグラフであり、図１
０（ａ）は、Ｐ元素の濃度が２ｗｔ％、Ａｌ元素の濃度
が５ｗｔ％の場合の特性であり、図１０（ｂ）は、Ｐ元
素の濃度が２ｗｔ％、Ａｌ元素の濃度が０．８ｗｔ％の
場合の特性である。信号光波長１５４５ｎｍないし１５
６０ｎｍの範囲付近の誘導放出断面積の波長依存性が、
両者の間で差異があるのが認められる。すなわち、図１
０（ａ）では、その波長依存性は略線形であるのに対し
て、図１０（ｂ）では、波長範囲に含まれる任意の波長
における利得は、波長範囲の両端の波長における利得か
ら直線補間計算によって得られる値に比べて小さく（以
下ではこのような形状を、「下に凸」とよぶ）、しか
も、その利得特性の形状には変曲点がない（すなわち、
任意の部分的な波長範囲においても下に凸の形状であ
る）。このように、Ｐ元素共添加濃度が同一のＥｒ添加
光ファイバであっても、Ａｌ元素共添加量が異なれば利
得の波長依存性が異なり、Ａｌ元素共添加量が少ないほ
ど、利得の波長依存性は線形関係からのずれが大きくな
り、下に凸の形状が顕著になる。
【００２０】更に、増幅用光ファイバの長さが長いほ
ど、利得は増大するが、その増大の度合いは、信号光波
長に対して一定ではなく、各波長の信号光に対する利得
の差が大きく開く。また、励起光の光量が大きいほど、
利得は増大するが、その増大の度合いは、信号光波長に
対して一定ではなく、短波長側の波長の信号光に対する
利得ほど大きい。
ど、利得は増大するが、その増大の度合いは、信号光波
長に対して一定ではなく、各波長の信号光に対する利得
の差が大きく開く。また、励起光の光量が大きいほど、
利得は増大するが、その増大の度合いは、信号光波長に
対して一定ではなく、短波長側の波長の信号光に対する
利得ほど大きい。
【００２１】本発明は、上記の知見に基づくものであ
る。
る。
【００２２】次に、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成図で
ある。
図１は、本実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成図で
ある。
【００２３】本実施形態の光ファイバ増幅器１００は、
縦続接続された増幅用光ファイバ１１１および１１２、
これらの増幅用光ファイバ１１１および１１２に励起光
を供給する励起装置１２０および１３０、並びに、光を
一方向にのみ透過させる光アイソレータ１４０および１
５０を備え、波長λ１ないしλ２の波長範囲に含まれる
任意の波長λの信号光が伝送用光ファイバ２００を伝送
されて到達すると、その信号光を増幅して伝送用光ファ
イバ２１０に送出する。
縦続接続された増幅用光ファイバ１１１および１１２、
これらの増幅用光ファイバ１１１および１１２に励起光
を供給する励起装置１２０および１３０、並びに、光を
一方向にのみ透過させる光アイソレータ１４０および１
５０を備え、波長λ１ないしλ２の波長範囲に含まれる
任意の波長λの信号光が伝送用光ファイバ２００を伝送
されて到達すると、その信号光を増幅して伝送用光ファ
イバ２１０に送出する。
【００２４】励起光と信号光とを入力し信号光を増幅す
る増幅用光ファイバ１１１および１１２は、共にＥｒ添
加光ファイバであり、Ｅｒ元素添加量は、例えば１００
０ｗｔ・ｐｐｍ程度である。増幅用光ファイバ１１１お
よび１１２それぞれは、所定の利得特性を有すべく、Ｅ
ｒ元素以外の元素（例えば、Ａｌ元素やＰ元素）が共添
加され、それぞれの添加量と供給される励起光の光量と
を勘案して、増幅用光ファイバ１１１と１１２それぞれ
の長さが決められている。
る増幅用光ファイバ１１１および１１２は、共にＥｒ添
加光ファイバであり、Ｅｒ元素添加量は、例えば１００
０ｗｔ・ｐｐｍ程度である。増幅用光ファイバ１１１お
よび１１２それぞれは、所定の利得特性を有すべく、Ｅ
ｒ元素以外の元素（例えば、Ａｌ元素やＰ元素）が共添
加され、それぞれの添加量と供給される励起光の光量と
を勘案して、増幅用光ファイバ１１１と１１２それぞれ
の長さが決められている。
【００２５】増幅用光ファイバ１１１および１１２に供
給される励起光は、励起装置１２０および１３０によっ
て供給され、双方向励起法によって増幅用光ファイバ１
１１および１１２内のＥｒ元素を励起する。すなわち、
励起光源１２１から出力された励起光は、光量調整器１
２２によって適当に光量調整され、ファイバ型カプラ１
２３によって増幅用光ファイバ１１１に導かれ、更に増
幅用光ファイバ１１２に導かれる。一方、励起光源１３
１から出力された励起光は、光量調整器１３２によって
適当に光量調整され、ファイバ型カプラ１３３によって
増幅用光ファイバ１１２に導かれ、更に増幅用光ファイ
バ１１１に導かれる。なお、励起光源１２１および１３
１それぞれが光量調整機能を有する場合には、光量調整
器１２２および１３２は不要である。例えば、励起光源
１２１および１３１として、波長１．４８μｍの励起光
を出力する半導体レーザを用いることができ、この場
合、半導体レーザに供給される電流量によって励起光出
力を増減することができるので、光量調整器１２２およ
び１３２は不要である。
給される励起光は、励起装置１２０および１３０によっ
て供給され、双方向励起法によって増幅用光ファイバ１
１１および１１２内のＥｒ元素を励起する。すなわち、
励起光源１２１から出力された励起光は、光量調整器１
２２によって適当に光量調整され、ファイバ型カプラ１
２３によって増幅用光ファイバ１１１に導かれ、更に増
幅用光ファイバ１１２に導かれる。一方、励起光源１３
１から出力された励起光は、光量調整器１３２によって
適当に光量調整され、ファイバ型カプラ１３３によって
増幅用光ファイバ１１２に導かれ、更に増幅用光ファイ
バ１１１に導かれる。なお、励起光源１２１および１３
１それぞれが光量調整機能を有する場合には、光量調整
器１２２および１３２は不要である。例えば、励起光源
１２１および１３１として、波長１．４８μｍの励起光
を出力する半導体レーザを用いることができ、この場
合、半導体レーザに供給される電流量によって励起光出
力を増減することができるので、光量調整器１２２およ
び１３２は不要である。
【００２６】ここで励起光の供給に際して用いられるフ
ァイバ型カプラ１２３および１３３それぞれは、一般に
は、信号光波長範囲における信号光透過率は一定の波長
依存性を有するものではなく、その信号光透過特性Ｔ
（λ）は、
ァイバ型カプラ１２３および１３３それぞれは、一般に
は、信号光波長範囲における信号光透過率は一定の波長
依存性を有するものではなく、その信号光透過特性Ｔ
（λ）は、
【００２７】
【数１】
【００２８】なる関係式で表される。なお、λs は信号
光波長範囲にある所定の波長であり、λp は励起光の波
長であり、λは信号光波長範囲における波長であり、π
は円周率を表す。例えば、信号光として１．５５μｍ帯
が用いられる場合には、λs ＝１．５５μｍであり、λ
p ＝１．４８μｍである。
光波長範囲にある所定の波長であり、λp は励起光の波
長であり、λは信号光波長範囲における波長であり、π
は円周率を表す。例えば、信号光として１．５５μｍ帯
が用いられる場合には、λs ＝１．５５μｍであり、λ
p ＝１．４８μｍである。
【００２９】光を一方向にのみ透過させる光アイソレー
タ１４０および１５０それぞれは、伝送用光ファイバ２
００を伝送されて到達した信号光を伝送用光ファイバ２
１０に向けて通過させるが、その反対方向には光を透過
させない。
タ１４０および１５０それぞれは、伝送用光ファイバ２
００を伝送されて到達した信号光を伝送用光ファイバ２
１０に向けて通過させるが、その反対方向には光を透過
させない。
【００３０】ここで重要なことは、増幅用光ファイバ１
１１および１１２それぞれの添加元素濃度および長さ、
並びに、増幅用光ファイバ１１１および１１２に供給さ
れる励起光の光量から、増幅用光ファイバ１１１および
１１２それぞれの利得特性が決まり、更に、増幅用光フ
ァイバ１１１および１１２それぞれの利得特性と、ファ
イバ型カプラ１２３および１３３それぞれの信号光透過
特性と、光アイソレータ１４０および１５０それぞれの
信号光透過特性との積によって、光ファイバ増幅器１０
０の利得の波長依存性が決まり、そして、光ファイバ増
幅器１００の利得の波長依存性が線形あるいは一定であ
ることである。ここで、光量調整器１２２および１３２
は、光ファイバ増幅器１００の利得の波長依存性が所定
の線形関係あるいは一定となるように、増幅用光ファイ
バ１１１および１１２に供給される励起光を調整する。
１１および１１２それぞれの添加元素濃度および長さ、
並びに、増幅用光ファイバ１１１および１１２に供給さ
れる励起光の光量から、増幅用光ファイバ１１１および
１１２それぞれの利得特性が決まり、更に、増幅用光フ
ァイバ１１１および１１２それぞれの利得特性と、ファ
イバ型カプラ１２３および１３３それぞれの信号光透過
特性と、光アイソレータ１４０および１５０それぞれの
信号光透過特性との積によって、光ファイバ増幅器１０
０の利得の波長依存性が決まり、そして、光ファイバ増
幅器１００の利得の波長依存性が線形あるいは一定であ
ることである。ここで、光量調整器１２２および１３２
は、光ファイバ増幅器１００の利得の波長依存性が所定
の線形関係あるいは一定となるように、増幅用光ファイ
バ１１１および１１２に供給される励起光を調整する。
【００３１】この光ファイバ増幅器１００は以下のよう
に作用する。伝送用光ファイバ２００を伝送されて光フ
ァイバ増幅器１００に到達した多波長の信号光は、光ア
イソレータ１４０およびファイバ型カプラ１２３を通過
して、増幅用光ファイバ１１１を伝送し、更に増幅用光
ファイバ１１２を伝送する。この時、励起装置１２０お
よび１３０から励起光が増幅用光ファイバ１１１および
１１２に供給されていれば、その信号光は、増幅用光フ
ァイバ１１１および１１２を伝送する間に多波長一括増
幅される。そして、増幅された信号光は、ファイバ型カ
プラ１３３および光アイソレータ１５０を通過して、光
ファイバ増幅器１００の出力となって、伝送用光ファイ
バ２１０に送出される。この光ファイバ増幅器１００に
おける信号光増幅に際して、光量調整器１２２および１
３２は、増幅用光ファイバ１１１および１１２に供給さ
れる励起光を適切な光量に調整しており、これによっ
て、光ファイバ増幅器１００の利得の波長依存性は所定
の線形あるいは一定となる。
に作用する。伝送用光ファイバ２００を伝送されて光フ
ァイバ増幅器１００に到達した多波長の信号光は、光ア
イソレータ１４０およびファイバ型カプラ１２３を通過
して、増幅用光ファイバ１１１を伝送し、更に増幅用光
ファイバ１１２を伝送する。この時、励起装置１２０お
よび１３０から励起光が増幅用光ファイバ１１１および
１１２に供給されていれば、その信号光は、増幅用光フ
ァイバ１１１および１１２を伝送する間に多波長一括増
幅される。そして、増幅された信号光は、ファイバ型カ
プラ１３３および光アイソレータ１５０を通過して、光
ファイバ増幅器１００の出力となって、伝送用光ファイ
バ２１０に送出される。この光ファイバ増幅器１００に
おける信号光増幅に際して、光量調整器１２２および１
３２は、増幅用光ファイバ１１１および１１２に供給さ
れる励起光を適切な光量に調整しており、これによっ
て、光ファイバ増幅器１００の利得の波長依存性は所定
の線形あるいは一定となる。
【００３２】次に、増幅用光ファイバ１１１および１１
２それぞれの利得特性、並びに、光ファイバ増幅器１０
０の利得特性について詳細に説明する。図２は、本実施
形態に係るそれぞれの増幅用光ファイバおよび光ファイ
バ増幅器の利得特性図の一例である。
２それぞれの利得特性、並びに、光ファイバ増幅器１０
０の利得特性について詳細に説明する。図２は、本実施
形態に係るそれぞれの増幅用光ファイバおよび光ファイ
バ増幅器の利得特性図の一例である。
【００３３】一方の増幅用光ファイバ１１１は、図２
（ａ）に示すように、信号光波長範囲（λ１ないしλ２
の間）にある波長λにおける利得が、波長λ１およびλ
２それぞれにおける利得を結んだ直線（図中の破線）よ
りも大きい利得特性を有する。これは、一般的な増幅用
光ファイバが有する利得特性と同様である。このような
利得特性を有する増幅用光ファイバ１１１として、Ａｌ
元素が共添加されたＥｒ添加光ファイバが用いられる。
（ａ）に示すように、信号光波長範囲（λ１ないしλ２
の間）にある波長λにおける利得が、波長λ１およびλ
２それぞれにおける利得を結んだ直線（図中の破線）よ
りも大きい利得特性を有する。これは、一般的な増幅用
光ファイバが有する利得特性と同様である。このような
利得特性を有する増幅用光ファイバ１１１として、Ａｌ
元素が共添加されたＥｒ添加光ファイバが用いられる。
【００３４】他方の増幅用光ファイバ１１２は、図２
（ｂ）に示すように、波長λにおける利得が、波長λ１
およびλ２それぞれにおける利得を結んだ直線（図中の
破線）よりも小さい利得特性を有する。このような利得
特性を有する増幅用光ファイバ１１２として、例えば、
Ｐ元素が共添加されたＥｒ添加光ファイバが用いられ
る。このＥｒ添加光ファイバには、更に、必要に応じて
Ａｌ元素が共添加される。
（ｂ）に示すように、波長λにおける利得が、波長λ１
およびλ２それぞれにおける利得を結んだ直線（図中の
破線）よりも小さい利得特性を有する。このような利得
特性を有する増幅用光ファイバ１１２として、例えば、
Ｐ元素が共添加されたＥｒ添加光ファイバが用いられ
る。このＥｒ添加光ファイバには、更に、必要に応じて
Ａｌ元素が共添加される。
【００３５】また、光ファイバ増幅器１００には、信号
光の利得に影響を与えるものとして、ファイバ型カプラ
１２３および１３３があり、その信号光透過特性は、
（１）式で表される。更に、光アイソレータ１４０およ
び１５０も、波長依存性が平坦でない信号光透過特性を
有する場合もある。
光の利得に影響を与えるものとして、ファイバ型カプラ
１２３および１３３があり、その信号光透過特性は、
（１）式で表される。更に、光アイソレータ１４０およ
び１５０も、波長依存性が平坦でない信号光透過特性を
有する場合もある。
【００３６】そこで、光ファイバ増幅器１００内におけ
る信号光の伝送経路上にある全ての部品、すなわち、増
幅用光ファイバ１１１および１１２、ファイバ型カプラ
１２３および１３３、並びに、光アイソレータ１４０お
よび１５０全てを総合して得られる光ファイバ増幅器１
００の総合利得が、図２（ｃ）に示すように波長に対し
て線形あるいは一定となるべく、増幅用光ファイバ１１
１および１１２それぞれに共添加されるべき元素の濃度
は定められる。
る信号光の伝送経路上にある全ての部品、すなわち、増
幅用光ファイバ１１１および１１２、ファイバ型カプラ
１２３および１３３、並びに、光アイソレータ１４０お
よび１５０全てを総合して得られる光ファイバ増幅器１
００の総合利得が、図２（ｃ）に示すように波長に対し
て線形あるいは一定となるべく、増幅用光ファイバ１１
１および１１２それぞれに共添加されるべき元素の濃度
は定められる。
【００３７】更に、増幅用光ファイバ１１１および１１
２それぞれの利得の波長依存性、すなわち、光ファイバ
増幅器１００の利得の波長依存性は、添加元素量だけで
なく、増幅用光ファイバ１１１および１１２それぞれの
長さ及び供給される励起光光量によっても、所定の特性
に設定することができる。図３は、本実施形態に係るそ
れぞれの増幅用光ファイバおよび光ファイバ増幅器の利
得特性図の別の例である。
２それぞれの利得の波長依存性、すなわち、光ファイバ
増幅器１００の利得の波長依存性は、添加元素量だけで
なく、増幅用光ファイバ１１１および１１２それぞれの
長さ及び供給される励起光光量によっても、所定の特性
に設定することができる。図３は、本実施形態に係るそ
れぞれの増幅用光ファイバおよび光ファイバ増幅器の利
得特性図の別の例である。
【００３８】この図に示すような利得特性を有する増幅
用光ファイバを実現するには、例えば以下のように行
う。増幅用光ファイバ１１１の利得特性（図３（ａ））
については、長さを短くし、または、励起光の光量を大
きくすることによって、長波長側の信号光ほど高利得で
あることには変りはないが、図２（ａ）に比較して傾斜
を緩やかにすることができる。一方、増幅用光ファイバ
１１２の利得特性（図３（ｂ））については、Ｐ元素や
Ａｌ元素を適当な量だけ添加し、また、長さや励起光光
量を適切な値にすることによって、図２（ｂ）では長波
長側の信号光ほど高利得であったのに対して、長波長側
の信号光ほど低利得にすることができる。従って、光フ
ァイバ増幅器１００の利得特性は、その傾斜が小さくな
る。そして、増幅用光ファイバ１１１および１１２それ
ぞれの長さを更に適切なものとし、供給される励起光の
光量を更に適当に調整することによって、光ファイバ増
幅器１００の総合利得を一定にすることができる（図３
（ｃ））。
用光ファイバを実現するには、例えば以下のように行
う。増幅用光ファイバ１１１の利得特性（図３（ａ））
については、長さを短くし、または、励起光の光量を大
きくすることによって、長波長側の信号光ほど高利得で
あることには変りはないが、図２（ａ）に比較して傾斜
を緩やかにすることができる。一方、増幅用光ファイバ
１１２の利得特性（図３（ｂ））については、Ｐ元素や
Ａｌ元素を適当な量だけ添加し、また、長さや励起光光
量を適切な値にすることによって、図２（ｂ）では長波
長側の信号光ほど高利得であったのに対して、長波長側
の信号光ほど低利得にすることができる。従って、光フ
ァイバ増幅器１００の利得特性は、その傾斜が小さくな
る。そして、増幅用光ファイバ１１１および１１２それ
ぞれの長さを更に適切なものとし、供給される励起光の
光量を更に適当に調整することによって、光ファイバ増
幅器１００の総合利得を一定にすることができる（図３
（ｃ））。
【００３９】次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、本実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成図で
ある。
図４は、本実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成図で
ある。
【００４０】本実施形態に係る光ファイバ増幅器１００
Ａは、第１の実施形態に係る光ファイバ増幅器１００と
同様に、増幅用光ファイバ１１１および１１２、並び
に、光アイソレータ１４０および１５０を備えるが、第
１の実施形態に係る光ファイバ増幅器１００と比較し
て、励起装置１２０および１３０に替えて異なる構成の
励起装置１２０Ａおよび１３０Ａを備え、また、光アイ
ソレータ１５０と光ファイバ増幅器１００Ａ出力端との
間に挿入されたＡＳＥ光除去フィルタ１６０を備える点
で異なる。
Ａは、第１の実施形態に係る光ファイバ増幅器１００と
同様に、増幅用光ファイバ１１１および１１２、並び
に、光アイソレータ１４０および１５０を備えるが、第
１の実施形態に係る光ファイバ増幅器１００と比較し
て、励起装置１２０および１３０に替えて異なる構成の
励起装置１２０Ａおよび１３０Ａを備え、また、光アイ
ソレータ１５０と光ファイバ増幅器１００Ａ出力端との
間に挿入されたＡＳＥ光除去フィルタ１６０を備える点
で異なる。
【００４１】本実施形態の励起装置１２０Ａおよび１３
０Ａでは、第１の実施形態の励起装置１２０および１３
０それぞれが備えるファイバ型カプラ１２３および１３
３に替えて、フィルタ型カプラ１２４および１３４を備
える。励起光源１２１から出力された励起光は、光量調
整器１２２によって適当に光量調整され、フィルタ型カ
プラ１２４によって増幅用光ファイバ１１１に導かれ、
更に増幅用光ファイバ１１２に導かれる。一方、励起光
源１３１から出力された励起光は、光量調整器１３２に
よって適当に光量調整され、フィルタ型カプラ１３４に
よって増幅用光ファイバ１１２に導かれ、更に増幅用光
ファイバ１１１に導かれる。
０Ａでは、第１の実施形態の励起装置１２０および１３
０それぞれが備えるファイバ型カプラ１２３および１３
３に替えて、フィルタ型カプラ１２４および１３４を備
える。励起光源１２１から出力された励起光は、光量調
整器１２２によって適当に光量調整され、フィルタ型カ
プラ１２４によって増幅用光ファイバ１１１に導かれ、
更に増幅用光ファイバ１１２に導かれる。一方、励起光
源１３１から出力された励起光は、光量調整器１３２に
よって適当に光量調整され、フィルタ型カプラ１３４に
よって増幅用光ファイバ１１２に導かれ、更に増幅用光
ファイバ１１１に導かれる。
【００４２】励起装置１２０Ａおよび１３０Ａそれぞれ
にあるフィルタ型カプラ１２４および１３４それぞれ
は、一般に、信号光の波長範囲において略一定の信号光
透過特性を有するものである。これに対して、ＡＳＥ光
除去フィルタ１６０は、所定波長のＡＳＥ光を遮断する
ために設けられるものである。このＡＳＥ光の波長は信
号光の波長に比較的近く、例えば、信号光が１．５５μ
ｍ帯である場合に、遮断されるべきＡＳＥ光の波長は
１．５３μｍ帯である。従って、ＡＳＥ光除去フィルタ
１６０は、信号光に対して波長依存性を有する。
にあるフィルタ型カプラ１２４および１３４それぞれ
は、一般に、信号光の波長範囲において略一定の信号光
透過特性を有するものである。これに対して、ＡＳＥ光
除去フィルタ１６０は、所定波長のＡＳＥ光を遮断する
ために設けられるものである。このＡＳＥ光の波長は信
号光の波長に比較的近く、例えば、信号光が１．５５μ
ｍ帯である場合に、遮断されるべきＡＳＥ光の波長は
１．５３μｍ帯である。従って、ＡＳＥ光除去フィルタ
１６０は、信号光に対して波長依存性を有する。
【００４３】従って、本実施形態の場合には、増幅用光
ファイバ１１１および１１２それぞれの添加元素濃度お
よび長さ、並びに、増幅用光ファイバ１１１および１１
２に供給される励起光の光量から、増幅用光ファイバ１
１１および１１２それぞれの利得特性が決まり、更に、
増幅用光ファイバ１１１および１１２それぞれの利得特
性と、フィルタ型カプラ１２４および１３４それぞれの
信号光透過特性と、光アイソレータ１４０および１５０
それぞれの信号光透過特性と、ＡＳＥ光除去フィルタ１
６０の信号光透過特性との積によって、光ファイバ増幅
器１００Ａの利得の波長依存性が決まる。そして、光フ
ァイバ増幅器１００Ａの利得の波長依存性を線形あるい
は一定にする。ここで、光量調整器１２２および１３２
は、光ファイバ増幅器１００Ａの利得の波長依存性が所
定の線形関係あるいは一定となるように、増幅用光ファ
イバ１１１および１１２に供給される励起光を調整す
る。
ファイバ１１１および１１２それぞれの添加元素濃度お
よび長さ、並びに、増幅用光ファイバ１１１および１１
２に供給される励起光の光量から、増幅用光ファイバ１
１１および１１２それぞれの利得特性が決まり、更に、
増幅用光ファイバ１１１および１１２それぞれの利得特
性と、フィルタ型カプラ１２４および１３４それぞれの
信号光透過特性と、光アイソレータ１４０および１５０
それぞれの信号光透過特性と、ＡＳＥ光除去フィルタ１
６０の信号光透過特性との積によって、光ファイバ増幅
器１００Ａの利得の波長依存性が決まる。そして、光フ
ァイバ増幅器１００Ａの利得の波長依存性を線形あるい
は一定にする。ここで、光量調整器１２２および１３２
は、光ファイバ増幅器１００Ａの利得の波長依存性が所
定の線形関係あるいは一定となるように、増幅用光ファ
イバ１１１および１１２に供給される励起光を調整す
る。
【００４４】この光ファイバ増幅器１００Ａは以下のよ
うに作用する。伝送用光ファイバ２００を伝送されて光
ファイバ増幅器１００Ａに到達した多波長の信号光は、
光アイソレータ１４０およびフィルタ型カプラ１２４を
通過して、増幅用光ファイバ１１１を伝送し、更に増幅
用光ファイバ１１２を伝送する。この時、励起装置１２
０および１３０から励起光が増幅用光ファイバ１１１お
よび１１２に供給されていれば、その信号光は、増幅用
光ファイバ１１１および１１２を伝送する間に多波長一
括増幅される。そして、増幅された信号光は、フィルタ
型カプラ１３４および光アイソレータ１５０を通過し
て、光ファイバ増幅器１００Ａの出力となって、伝送用
光ファイバ２１０に送出される。この光ファイバ増幅器
１００Ａにおける信号光増幅に際して、光量調整器１２
２および１３２は、増幅用光ファイバ１１１および１１
２に供給される励起光を適切な光量に調整しており、こ
れによって、光ファイバ増幅器１００Ａの利得の波長依
存性は所定の線形あるいは一定となる。
うに作用する。伝送用光ファイバ２００を伝送されて光
ファイバ増幅器１００Ａに到達した多波長の信号光は、
光アイソレータ１４０およびフィルタ型カプラ１２４を
通過して、増幅用光ファイバ１１１を伝送し、更に増幅
用光ファイバ１１２を伝送する。この時、励起装置１２
０および１３０から励起光が増幅用光ファイバ１１１お
よび１１２に供給されていれば、その信号光は、増幅用
光ファイバ１１１および１１２を伝送する間に多波長一
括増幅される。そして、増幅された信号光は、フィルタ
型カプラ１３４および光アイソレータ１５０を通過し
て、光ファイバ増幅器１００Ａの出力となって、伝送用
光ファイバ２１０に送出される。この光ファイバ増幅器
１００Ａにおける信号光増幅に際して、光量調整器１２
２および１３２は、増幅用光ファイバ１１１および１１
２に供給される励起光を適切な光量に調整しており、こ
れによって、光ファイバ増幅器１００Ａの利得の波長依
存性は所定の線形あるいは一定となる。
【００４５】次に、実験結果について述べる。３つのケ
ースについて、光ファイバ増幅器の利得特性および雑音
指数（ＮＦ）を測定した。図５（ａ）は、実験の条件お
よび結果をまとめた表であり、図５（ｂ）は、実験に用
いたＥｒ添加光ファイバの添加元素の組成についてまと
めた表である。
ースについて、光ファイバ増幅器の利得特性および雑音
指数（ＮＦ）を測定した。図５（ａ）は、実験の条件お
よび結果をまとめた表であり、図５（ｂ）は、実験に用
いたＥｒ添加光ファイバの添加元素の組成についてまと
めた表である。
【００４６】全てのケースにおける共通の条件は、以下
の通りである。用いた信号光は８波であり、各信号光そ
れぞれの波長は、１５４５．５ｎｍ、１５４７．０ｎ
ｍ、１５４８．５ｎｍ、１５５０．０ｎｍ、１５５１．
５ｎｍ、１５５３．０ｎｍ、１５５４．５ｎｍ、１５５
６．０ｎｍであり、入力時において各波長の信号光の強
度は等しい。それぞれのケースでは、図４に示した光フ
ァイバ増幅器１００Ａおよび図１に示した光ファイバ増
幅器１００の何れかを用いたが、何れも、光アイソレー
タ１４０および１５０それぞれの挿入損失は２ｄＢであ
り、ファイバ型カプラ１２３および１３３並びにフィル
タ型カプラ１２４および１３４それぞれの挿入損失も２
ｄＢであり、励起光は、波長１４８０ｎｍ、強度１０ｍ
Ｗである。伝送用光ファイバは、総延長が１０００ｋｍ
であり、信号光強度の平均損失が０．２８ｄＢ／ｋｍで
ある。
の通りである。用いた信号光は８波であり、各信号光そ
れぞれの波長は、１５４５．５ｎｍ、１５４７．０ｎ
ｍ、１５４８．５ｎｍ、１５５０．０ｎｍ、１５５１．
５ｎｍ、１５５３．０ｎｍ、１５５４．５ｎｍ、１５５
６．０ｎｍであり、入力時において各波長の信号光の強
度は等しい。それぞれのケースでは、図４に示した光フ
ァイバ増幅器１００Ａおよび図１に示した光ファイバ増
幅器１００の何れかを用いたが、何れも、光アイソレー
タ１４０および１５０それぞれの挿入損失は２ｄＢであ
り、ファイバ型カプラ１２３および１３３並びにフィル
タ型カプラ１２４および１３４それぞれの挿入損失も２
ｄＢであり、励起光は、波長１４８０ｎｍ、強度１０ｍ
Ｗである。伝送用光ファイバは、総延長が１０００ｋｍ
であり、信号光強度の平均損失が０．２８ｄＢ／ｋｍで
ある。
【００４７】用いた光ファイバ増幅器のタイプと段数に
ついては、ケース１およびケース２では、図４に示した
光ファイバ増幅器１００Ａを２８段とし、ケース３で
は、図１に示した光ファイバ増幅器１００を２０段とし
た。図４に示した光ファイバ増幅器１００Ａに挿入され
るＡＳＥ光除去フィルタ１６０の信号光透過特性は、波
長１５２０ｎｍないし１５３８ｎｍの範囲で３ｄＢの減
衰である。図１に示した光ファイバ増幅器１００に用い
られるファイバ型カプラ１２３および１３３それぞれの
信号光透過特性は、前述の（１）式で表され、λs ＝１
５５０ｎｍ、λp＝１４８０ｎｍである。
ついては、ケース１およびケース２では、図４に示した
光ファイバ増幅器１００Ａを２８段とし、ケース３で
は、図１に示した光ファイバ増幅器１００を２０段とし
た。図４に示した光ファイバ増幅器１００Ａに挿入され
るＡＳＥ光除去フィルタ１６０の信号光透過特性は、波
長１５２０ｎｍないし１５３８ｎｍの範囲で３ｄＢの減
衰である。図１に示した光ファイバ増幅器１００に用い
られるファイバ型カプラ１２３および１３３それぞれの
信号光透過特性は、前述の（１）式で表され、λs ＝１
５５０ｎｍ、λp＝１４８０ｎｍである。
【００４８】それぞれのケースで用いた増幅用光ファイ
バについては、３種類のＥｒ添加光ファイバをそれぞれ
適当な長さで用いた。３種類のＥｒ添加光ファイバはそ
れぞれ、ＥＤＦ−Ａ、ＥＤＦ−Ｂ、ＥＤＦ−Ｃと呼称
し、何れもＥｒ元素添加量は１０００ｗｔ・ｐｐｍであ
る。ＥＤＦ−Ａは、Ａｌ元素添加量１．４ｗｔ％、Ｐ元
素添加量０ｗｔ％であり、ＥＤＦ−Ｂは、Ａｌ元素添加
量２．０ｗｔ％、Ｐ元素添加量５．０ｗｔ％であり、Ｅ
ＤＦ−Ｃは、Ａｌ元素添加量０．８ｗｔ％、Ｐ元素添加
量５．０ｗｔ％である。このような組成であるので、Ｅ
ＤＦ−Ａは、利得の波長依存性が上に凸の形状を有する
とともに、長波長ほど利得が大きく、ＥＤＦ−Ｂは、利
得の波長依存性が上に凸の形状を有するとともに、長波
長ほど利得が小さく、ＥＤＦ−Ｃは、利得の波長依存性
が下に凸の形状を有するとともに、長波長ほど利得が小
さい。
バについては、３種類のＥｒ添加光ファイバをそれぞれ
適当な長さで用いた。３種類のＥｒ添加光ファイバはそ
れぞれ、ＥＤＦ−Ａ、ＥＤＦ−Ｂ、ＥＤＦ−Ｃと呼称
し、何れもＥｒ元素添加量は１０００ｗｔ・ｐｐｍであ
る。ＥＤＦ−Ａは、Ａｌ元素添加量１．４ｗｔ％、Ｐ元
素添加量０ｗｔ％であり、ＥＤＦ−Ｂは、Ａｌ元素添加
量２．０ｗｔ％、Ｐ元素添加量５．０ｗｔ％であり、Ｅ
ＤＦ−Ｃは、Ａｌ元素添加量０．８ｗｔ％、Ｐ元素添加
量５．０ｗｔ％である。このような組成であるので、Ｅ
ＤＦ−Ａは、利得の波長依存性が上に凸の形状を有する
とともに、長波長ほど利得が大きく、ＥＤＦ−Ｂは、利
得の波長依存性が上に凸の形状を有するとともに、長波
長ほど利得が小さく、ＥＤＦ−Ｃは、利得の波長依存性
が下に凸の形状を有するとともに、長波長ほど利得が小
さい。
【００４９】そして、ケース１では、６．４ｍのＥＤＦ
−Ａと１．１ｍのＥＤＦ−Ｂとを、ケース２では、６．
６ｍのＥＤＦ−Ａと０．８ｍのＥＤＦ−Ｃとを、ケース
３では、９．４ｍのＥＤＦ−Ａと４．４ｍのＥＤＦ−Ｃ
とを、それぞれ縦続接続して用いた。すなわち、ケース
１は、従来の増幅用光ファイバの組み合わせであり、ケ
ース２およびケース３は、本発明にかかる増幅用光ファ
イバの組み合わせである。
−Ａと１．１ｍのＥＤＦ−Ｂとを、ケース２では、６．
６ｍのＥＤＦ−Ａと０．８ｍのＥＤＦ−Ｃとを、ケース
３では、９．４ｍのＥＤＦ−Ａと４．４ｍのＥＤＦ−Ｃ
とを、それぞれ縦続接続して用いた。すなわち、ケース
１は、従来の増幅用光ファイバの組み合わせであり、ケ
ース２およびケース３は、本発明にかかる増幅用光ファ
イバの組み合わせである。
【００５０】以上のような３つのケースそれぞれの光通
信システムの一方に強度の等しい８波の信号光を入力
し、他方に出力した信号光の強度スペクトルを測定し
て、光通信システム全体としての利得特性および雑音指
数特性を求めた。
信システムの一方に強度の等しい８波の信号光を入力
し、他方に出力した信号光の強度スペクトルを測定し
て、光通信システム全体としての利得特性および雑音指
数特性を求めた。
【００５１】その結果得られた強度スペクトルおよび雑
音指数特性は、ケース１については図６に、ケース２に
ついては図７に、ケース３については図８に、それぞれ
示した通りである。これらの図において、実線は強度ス
ペクトルを表し、□印は雑音指数を表す。
音指数特性は、ケース１については図６に、ケース２に
ついては図７に、ケース３については図８に、それぞれ
示した通りである。これらの図において、実線は強度ス
ペクトルを表し、□印は雑音指数を表す。
【００５２】そして、これらの図から求めた利得偏差
（８波それぞれの信号光の利得の内の最大値と最小値と
の差）と最大雑音指数（８波それぞれの波長における雑
音指数の内の最大値）については、図５（ａ）にまとめ
てある。ケース１では、利得偏差が２．６９ｄＢ、最大
雑音指数が１９．３ｄＢであり、ケース２では、利得偏
差が１．１２ｄＢ、最大雑音指数が１９．１ｄＢであ
り、ケース３では、利得偏差が０．９８ｄＢ、最大雑音
指数が１７．８ｄＢであった。
（８波それぞれの信号光の利得の内の最大値と最小値と
の差）と最大雑音指数（８波それぞれの波長における雑
音指数の内の最大値）については、図５（ａ）にまとめ
てある。ケース１では、利得偏差が２．６９ｄＢ、最大
雑音指数が１９．３ｄＢであり、ケース２では、利得偏
差が１．１２ｄＢ、最大雑音指数が１９．１ｄＢであ
り、ケース３では、利得偏差が０．９８ｄＢ、最大雑音
指数が１７．８ｄＢであった。
【００５３】以上の結果から、以下のことが解る。ケー
ス１では、共に利得の波長依存性が上に凸の形状を有す
る増幅用光ファイバＥＤＦ−ＡおよびＥＤＦ−Ｂを縦続
接続して用いたので、出力信号光の強度スペクトルは、
信号光波長範囲の中央付近すなわち波長１５５０．５ｎ
ｍおよび１５５１．５ｎｍで最も大きな利得を示し、信
号光波長範囲の一方の端の波長１５４５．５ｎｍで最も
小さな利得を示し、利得偏差は２．６９ｄＢであって他
ケースに比べて大きい。これに対して、ケース２および
ケース３では、互いに反対方向に凸の形状を有する増幅
用光ファイバＥＤＦ−ＡおよびＥＤＦ−Ｃを縦続接続し
て用いたので相殺され、出力信号光の強度スペクトルは
ケース１の結果と比較して平坦になり、利得偏差はそれ
ぞれ１．１２ｄＢ、０．９８ｄＢであってケース１の結
果と比較して１／２以下に軽減されている。
ス１では、共に利得の波長依存性が上に凸の形状を有す
る増幅用光ファイバＥＤＦ−ＡおよびＥＤＦ−Ｂを縦続
接続して用いたので、出力信号光の強度スペクトルは、
信号光波長範囲の中央付近すなわち波長１５５０．５ｎ
ｍおよび１５５１．５ｎｍで最も大きな利得を示し、信
号光波長範囲の一方の端の波長１５４５．５ｎｍで最も
小さな利得を示し、利得偏差は２．６９ｄＢであって他
ケースに比べて大きい。これに対して、ケース２および
ケース３では、互いに反対方向に凸の形状を有する増幅
用光ファイバＥＤＦ−ＡおよびＥＤＦ−Ｃを縦続接続し
て用いたので相殺され、出力信号光の強度スペクトルは
ケース１の結果と比較して平坦になり、利得偏差はそれ
ぞれ１．１２ｄＢ、０．９８ｄＢであってケース１の結
果と比較して１／２以下に軽減されている。
【００５４】また、ケース３では、ケース２の平坦な信
号光透過特性を有するフィルタ型カプラに替えて、
（１）式で表される信号光透過特性を有するファイバ型
カプラを用いている。それにも拘らず、ケース３におけ
る利得偏差は、ケース２よりも小さい。これは以下のよ
うに理由付けることができる。ケース３では、ファイバ
型カプラが有する上に凸の形状の信号光透過特性を補償
すべく、ＥＤＦ−Ｃをケース２よりも長くして利得特性
を更に下に凸の形状とし、これにより、光ファイバ増幅
器の利得の波長依存性の線形性を確保している。しか
し、ＥＤＦ−Ｃを長くするのみでは、光ファイバ増幅器
の利得は、長波長ほど小さくなる。そこで、ＥＤＦ−Ａ
も長くすることにより、ＥＤＦ−Ａにおける利得を長波
長ほど大きく増加させる。このように、ＥＤＦ−Ａおよ
びＥＤＦ−Ｃそれぞれを適切に長くすることによって、
利得の波長依存性をほぼ平坦にするとともに、利得偏差
を小さくすることができる。なお、このように増幅用光
ファイバそれぞれが長くなると、光ファイバ増幅器の利
得は大きくなるので、これに相当して、ケース１および
ケース２では１０ｄＢであった中継スパンの損失を、ケ
ース３では１４ｄＢとし、従って、ケース１およびケー
ス２では２８回であった中継回数も、ケース３では２０
回に減少させている。
号光透過特性を有するフィルタ型カプラに替えて、
（１）式で表される信号光透過特性を有するファイバ型
カプラを用いている。それにも拘らず、ケース３におけ
る利得偏差は、ケース２よりも小さい。これは以下のよ
うに理由付けることができる。ケース３では、ファイバ
型カプラが有する上に凸の形状の信号光透過特性を補償
すべく、ＥＤＦ−Ｃをケース２よりも長くして利得特性
を更に下に凸の形状とし、これにより、光ファイバ増幅
器の利得の波長依存性の線形性を確保している。しか
し、ＥＤＦ−Ｃを長くするのみでは、光ファイバ増幅器
の利得は、長波長ほど小さくなる。そこで、ＥＤＦ−Ａ
も長くすることにより、ＥＤＦ−Ａにおける利得を長波
長ほど大きく増加させる。このように、ＥＤＦ−Ａおよ
びＥＤＦ−Ｃそれぞれを適切に長くすることによって、
利得の波長依存性をほぼ平坦にするとともに、利得偏差
を小さくすることができる。なお、このように増幅用光
ファイバそれぞれが長くなると、光ファイバ増幅器の利
得は大きくなるので、これに相当して、ケース１および
ケース２では１０ｄＢであった中継スパンの損失を、ケ
ース３では１４ｄＢとし、従って、ケース１およびケー
ス２では２８回であった中継回数も、ケース３では２０
回に減少させている。
【００５５】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、励起装置を
１つだけ備えて前方励起または後方励起の何れかの方法
によってもよい。縦続接続される増幅用光ファイバは２
種類に限られることはなく、３種類以上の増幅用光ファ
イバを縦続接続してもよい。
ではなく種々の変形が可能である。例えば、励起装置を
１つだけ備えて前方励起または後方励起の何れかの方法
によってもよい。縦続接続される増幅用光ファイバは２
種類に限られることはなく、３種類以上の増幅用光ファ
イバを縦続接続してもよい。
【００５６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、利得の波長依存性が信号光波長範囲に亘って上に
凸の形状を有する第１の増幅用光ファイバと、利得の波
長依存性が信号光波長範囲に亘って下に凸の形状を有す
る第２の増幅用光ファイバとを縦続接続して、光カプラ
を介して励起光を供給し、そして、信号光波長範囲にお
いて第１および第２の増幅用光ファイバの利得特性およ
び光カプラ等の信号光透過特性に基づく総合利得が波長
に対して略線形関係となるようにする。このようにした
ので、光ファイバ増幅器の総合利得の波長に対する依存
性は線形あるいは一定になる。利得の波長依存性が一定
でなく線形関係にあっても、更に、受動的な選択フィル
タを設けることにより、容易に利得が波長に対して一定
とすることができる。
れば、利得の波長依存性が信号光波長範囲に亘って上に
凸の形状を有する第１の増幅用光ファイバと、利得の波
長依存性が信号光波長範囲に亘って下に凸の形状を有す
る第２の増幅用光ファイバとを縦続接続して、光カプラ
を介して励起光を供給し、そして、信号光波長範囲にお
いて第１および第２の増幅用光ファイバの利得特性およ
び光カプラ等の信号光透過特性に基づく総合利得が波長
に対して略線形関係となるようにする。このようにした
ので、光ファイバ増幅器の総合利得の波長に対する依存
性は線形あるいは一定になる。利得の波長依存性が一定
でなく線形関係にあっても、更に、受動的な選択フィル
タを設けることにより、容易に利得が波長に対して一定
とすることができる。
【００５７】また、第１および第２の増幅用光ファイバ
それぞれの長さの比を所定値とし、光量調整手段によっ
て第１および第２の増幅用光ファイバに供給する励起光
の光量を調整することにより、光ファイバ増幅器の利得
の波長依存性を調整することができ、より平坦な利得特
性を得ることができる。
それぞれの長さの比を所定値とし、光量調整手段によっ
て第１および第２の増幅用光ファイバに供給する励起光
の光量を調整することにより、光ファイバ増幅器の利得
の波長依存性を調整することができ、より平坦な利得特
性を得ることができる。
【００５８】また、第１および第２の増幅用光ファイバ
へ励起光を供給する光カプラとして、波長特性が一定で
ないファイバ型カプラが用いられる場合でも、第１およ
び第２の増幅用光ファイバの利得特性形状を調整するこ
とによって、光ファイバ増幅器の総合利得特性を平坦な
ものとすることができる。なお、ファイバ型カプラが用
いられる場合には、ＡＳＥ光除去フィルタを用いる必要
はなく、ＡＳＥ光除去フィルタの挿入に伴う信号光の損
失や部品点数増加に伴うコストを低減し、システム信頼
性を向上させることができる。
へ励起光を供給する光カプラとして、波長特性が一定で
ないファイバ型カプラが用いられる場合でも、第１およ
び第２の増幅用光ファイバの利得特性形状を調整するこ
とによって、光ファイバ増幅器の総合利得特性を平坦な
ものとすることができる。なお、ファイバ型カプラが用
いられる場合には、ＡＳＥ光除去フィルタを用いる必要
はなく、ＡＳＥ光除去フィルタの挿入に伴う信号光の損
失や部品点数増加に伴うコストを低減し、システム信頼
性を向上させることができる。
【００５９】また、以上のような利得特性を有する第２
の増幅用光ファイバは、Ｐ元素を共添加したＥｒ添加光
ファイバで実現することができ、さらに、Ａｌ元素を適
量共添加量することにより、利得特性を調整することが
できる。
の増幅用光ファイバは、Ｐ元素を共添加したＥｒ添加光
ファイバで実現することができ、さらに、Ａｌ元素を適
量共添加量することにより、利得特性を調整することが
できる。
【００６０】更に、各増幅用光ファイバを長くすること
によって光ファイバ増幅器の総合利得を大きくすること
ができる。この場合、中継回数を減少させることがで
き、これによってもシステム信頼性を向上させることが
できる。
によって光ファイバ増幅器の総合利得を大きくすること
ができる。この場合、中継回数を減少させることがで
き、これによってもシステム信頼性を向上させることが
できる。
【００６１】以上のようにして、波長依存性のない利得
特性を有し且つＡＳＥ光の発生を抑止した光ファイバ増
幅器を実現することができるので、ＷＤＭ方式の光通信
システムでの多数回の中継で、光ファイバ増幅器によっ
て多波長信号光を繰り返し一括増幅する場合であって
も、光通信システム全体としての利得の波長依存性はな
く、受信側で受信する信号光強度は波長に依らず一定と
なる。
特性を有し且つＡＳＥ光の発生を抑止した光ファイバ増
幅器を実現することができるので、ＷＤＭ方式の光通信
システムでの多数回の中継で、光ファイバ増幅器によっ
て多波長信号光を繰り返し一括増幅する場合であって
も、光通信システム全体としての利得の波長依存性はな
く、受信側で受信する信号光強度は波長に依らず一定と
なる。
【図１】第１の実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成
図である。
図である。
【図２】第１の実施形態に係るそれぞれの増幅用光ファ
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
【図３】第１の実施形態に係るそれぞれの増幅用光ファ
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
【図４】第２の実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成
図である。
図である。
【図５】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の条件お
よび結果をまとめた表である。
よび結果をまとめた表である。
【図６】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図９】従来の光ファイバ増幅器の利得特性図である。
【図１０】Ａｌ元素とＰ元素とを共添加したＥｒ添加フ
ァイバの誘導放出断面積の波長依存特性を示したグラフ
である。
ァイバの誘導放出断面積の波長依存特性を示したグラフ
である。
１００，１００Ａ…光ファイバ増幅器、１１１，１１２
…増幅用光ファイバ、１２０，１２０Ａ…励起装置、１
２１…励起光源、１２２…光量調整器、１２３…ファイ
バ型カプラ、１２４…フィルタ型カプラ、１３０，１３
０Ａ…励起装置、１３１…励起光源、１３２…光量調整
器、１３３…ファイバ型カプラ、１３４…フィルタ型カ
プラ、１４０，１５０…光アイソレータ、１６０…ＡＳ
Ｅ光除去フィルタ、２００，２１０…伝送用光ファイ
バ。
…増幅用光ファイバ、１２０，１２０Ａ…励起装置、１
２１…励起光源、１２２…光量調整器、１２３…ファイ
バ型カプラ、１２４…フィルタ型カプラ、１３０，１３
０Ａ…励起装置、１３１…励起光源、１３２…光量調整
器、１３３…ファイバ型カプラ、１３４…フィルタ型カ
プラ、１４０，１５０…光アイソレータ、１６０…ＡＳ
Ｅ光除去フィルタ、２００，２１０…伝送用光ファイ
バ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成
図である。
図である。
【図２】第１の実施形態に係るそれぞれの増幅用光ファ
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
【図３】第１の実施形態に係るそれぞれの増幅用光ファ
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
イバおよび光ファイバ増幅器の利得特性図の一例であ
る。
【図４】第２の実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成
図である。
図である。
【図５】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の条件お
よび結果をまとめた図表である。
よび結果をまとめた図表である。
【図６】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】光ファイバ増幅器の特性に関する実験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図９】従来の光ファイバ増幅器の利得特性図である。
【図１０】Ａｌ元素とＰ元素とを共添加したＥｒ添加フ
ァイバの誘導放出断面積の波長依存特性を示したグラフ
である。
ァイバの誘導放出断面積の波長依存特性を示したグラフ
である。
【符号の説明】 １００，１００Ａ…光ファイバ増幅器、１１１，１１２
…増幅用光ファイバ、１２０，１２０Ａ…励起装置、１
２１…励起光源、１２２…光量調整器、１２３…ファイ
バ型カプラ、１２４…フィルタ型カプラ、１３０，１３
０Ａ…励起装置、１３１…励起光源、１３２…光量調整
器、１３３…ファイバ型カプラ、１３４…フィルタ型カ
プラ、１４０，１５０…光アイソレータ、１６０…ＡＳ
Ｅ光除去フィルタ、２００，２１０…伝送用光ファイ
バ。
…増幅用光ファイバ、１２０，１２０Ａ…励起装置、１
２１…励起光源、１２２…光量調整器、１２３…ファイ
バ型カプラ、１２４…フィルタ型カプラ、１３０，１３
０Ａ…励起装置、１３１…励起光源、１３２…光量調整
器、１３３…ファイバ型カプラ、１３４…フィルタ型カ
プラ、１４０，１５０…光アイソレータ、１６０…ＡＳ
Ｅ光除去フィルタ、２００，２１０…伝送用光ファイ
バ。
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の波長および第２の波長の間の波長
範囲に含まれる波長の信号光と、励起光とを入力し、前
記信号光を増幅して出力する光ファイバ増幅器であっ
て、 前記波長範囲に含まれる各波長における利得が、前記第
１および前記第２の波長それぞれにおける利得に基づい
て直線補間計算によって得られる値以上である第１の増
幅用光ファイバと、 前記第１の増幅用光ファイバに縦続接続され、前記波長
範囲に含まれる各波長における利得が、前記第１および
前記第２の波長それぞれにおける利得に基づいて直線補
間計算によって得られる値以下である第２の増幅用光フ
ァイバと、 前記励起光を発生し前記第１および前記第２の増幅用光
ファイバに供給するとともに、前記信号光を透過させる
励起手段と、 を備え、 前記波長範囲に含まれる各波長について入力信号光に対
する出力信号光の比に基づく総合利得が、波長に対して
略線形関係にある、 ことを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 前記総合利得は前記波長範囲において略
一定である、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バ増幅器。 - 【請求項３】 前記第１および前記第２の増幅用光ファ
イバそれぞれの長さの比は所定値であるとともに、 前記励起手段は、前記第１および前記第２の増幅用光フ
ァイバに供給される前記励起光の光量を調整する光量調
整手段を備える、 ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項４】 前記励起手段は、前記励起光を前記第１
および前記第２の増幅用光ファイバに供給するととも
に、前記信号光を透過させるファイバ型カプラを備え
る、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅
器。 - 【請求項５】 前記第１の増幅用光ファイバは、Ａｌ元
素を共添加したＥｒ添加光ファイバであり、 前記第２の増幅用光ファイバは、Ｐ元素を共添加したＥ
ｒ添加光ファイバである、 ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項６】 前記第２の増幅用光ファイバは、Ａｌ元
素を更に共添加したＥｒ添加光ファイバである、ことを
特徴とする請求項５記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項７】 前記第２の増幅用光ファイバは、Ａｌ元
素の濃度が１ｗｔ％以下である、ことを特徴とする請求
項６記載の光ファイバ増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23136395A JP3829345B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 光ファイバ増幅器 |
| US08/709,509 US5835259A (en) | 1995-09-08 | 1996-09-06 | Optical fiber amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23136395A JP3829345B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980492A true JPH0980492A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3829345B2 JP3829345B2 (ja) | 2006-10-04 |
Family
ID=16922454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23136395A Expired - Fee Related JP3829345B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2771221A1 (fr) * | 1997-11-20 | 1999-05-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Amplificateur a fibre optique |
| WO2021045074A1 (ja) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 株式会社フジクラ | 光増幅装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE60138935D1 (de) * | 2000-02-23 | 2009-07-23 | Fujitsu Ltd | Optischer Verstärker |
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| US6433924B1 (en) | 2000-11-14 | 2002-08-13 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Wavelength-selective optical amplifier |
| US6532101B2 (en) | 2001-03-16 | 2003-03-11 | Xtera Communications, Inc. | System and method for wide band Raman amplification |
| US20030081307A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-05-01 | Fludger Christopher R. | Raman amplification |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2751789B2 (ja) * | 1993-07-14 | 1998-05-18 | 日本電気株式会社 | 光ファイバ増幅器 |
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-
1995
- 1995-09-08 JP JP23136395A patent/JP3829345B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-06 US US08/709,509 patent/US5835259A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2771221A1 (fr) * | 1997-11-20 | 1999-05-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Amplificateur a fibre optique |
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| WO2021045074A1 (ja) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 株式会社フジクラ | 光増幅装置 |
| JPWO2021045074A1 (ja) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3829345B2 (ja) | 2006-10-04 |
| US5835259A (en) | 1998-11-10 |
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