JPH10215015A - Optical-fiber amplifier part, optical-fiber amplifier and gain equalization of optical-fiber amplifier - Google Patents

Optical-fiber amplifier part, optical-fiber amplifier and gain equalization of optical-fiber amplifier

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JPH10215015A
JPH10215015A JP1551197A JP1551197A JPH10215015A JP H10215015 A JPH10215015 A JP H10215015A JP 1551197 A JP1551197 A JP 1551197A JP 1551197 A JP1551197 A JP 1551197A JP H10215015 A JPH10215015 A JP H10215015A
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optical fiber
signal light
fiber amplifier
wavelength
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to equalize the gain readily for the signal light, which is optically amplified at an optical-fiber amplifier part, at the gain equalizing part having the specified transmission loss spectrum by specifying the deviation of the gains in respective minute wavelengths with a logarithm indication for the specified average gain value. SOLUTION: An optical-fiber amplifier part has 2 or more minimum gain values within the signal optical wavelength region at 1535nm or more and 1560nm or less and is adjusted so that the dispersion of the minimum gain values becomes 4% or less with the numerical indication for the specified average gain value. The optical amplifier part of the optical-fiber amplifier is constituted so as to include EDFs 40, 42 and 43, which are substantially connected in the longitudinal direction, and exciting laser beam sources 20-22, which supply the excited light to the EDF. When the inverted distribution is formed in the respective EDFs 40, 42 and 43, the respective EDFs 40, 42 and 43 amplify and output the signal light when the signal light in the wavelength band of 1.55μm is inputted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、WDM方式の光伝
送システムにおいて多波長の信号光を一括増幅する光増
幅器および光増幅・利得等化方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier for collectively amplifying multi-wavelength signal light in a WDM optical transmission system and an optical amplification / gain equalization method.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信の大容量高速化に伴い、波長多重
(WDM)伝送方式に関する研究・開発がなされてい
る。このWDM伝送方式において、最も重要な光素子の
1つが、多波長の信号光を一括増幅する光増幅器であ
る。この光増幅器は、高利得・低雑音であって、信号光
波長帯域において利得スペクトルが平坦であることが要
求され、従来より、Er(エルビウム)元素を添加した
増幅性光ファイバ(EDF:Er-Doped Fiber)を用いた
光ファイバ増幅器(EDFA: Er-Doped Fiber Amplifi
er)が用いられている。
2. Description of the Related Art Research and development on a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system have been carried out with an increase in the capacity and speed of optical communication. In the WDM transmission system, one of the most important optical elements is an optical amplifier that collectively amplifies multi-wavelength signal light. This optical amplifier is required to have high gain and low noise and to have a flat gain spectrum in a signal light wavelength band. Conventionally, an amplifying optical fiber (EDF: Er-) doped with an Er (erbium) element has been conventionally used. Optical fiber amplifier (EDFA: Er-Doped Fiber Amplifi) using Doped Fiber
er) is used.

【0003】一般に、再生中継器は、最大中継距離10
00km程度毎に設けられ、中継器間における通過損失
の総量は250dB程度である。一方、受信器側で許容
できる信号光入力のレベル差は10dB程度である。し
たがって、光増幅部に要求される利得スペクトルの平坦
度、すなわち、利得平均値に対する利得の偏差は、信号
光波長域において4%(=10/250)程度以下であ
ることが望まれている。
Generally, a regenerative repeater has a maximum relay distance of 10
It is provided every about 00 km, and the total amount of passing loss between repeaters is about 250 dB. On the other hand, the level difference of signal light input that can be tolerated on the receiver side is about 10 dB. Therefore, it is desired that the flatness of the gain spectrum required for the optical amplifier, that is, the deviation of the gain from the average gain value is about 4% (= 10/250) or less in the signal light wavelength region.

【0004】そして、更なる大容量高速化の要求から、
EDFAの利得スペクトルを更に広い信号光波長域で平
坦化しようとする研究が行われている。例えば、A.M.Ve
ngsarkar, et al.(IOOC'95, PD-1 )は、EDFの利得
スペクトルと逆特性の透過ロススペクトルを有する利得
等化部を、2種類のファイバグレーティングを縦続接続
して構成し、この利得等化部とEDFとを縦続接続する
ことで全体の利得スペクトルを広い帯域で平坦化するこ
とを提案している(以下、「従来技術1」という)。奥
野ら(信学技報、OPE96-64、1996)は、EDFの利得ス
ペクトルと逆特性の透過ロススペクトルを有するフィル
タを、2種類のファブリペローエタロンを縦続接続して
構成し、このフィルタとEDFと縦続接続することで全
体の利得スペクトルを広い帯域で平坦化することを提案
している(以下、「従来技術2」という)。
[0004] In response to the demand for higher capacity and higher speed,
Studies have been made to flatten the gain spectrum of an EDFA over a wider signal light wavelength range. For example, AMVe
ngsarkar, et al. (IOOC'95, PD-1) constructed a gain equalizer having a transmission loss spectrum having a characteristic opposite to that of an EDF gain spectrum by cascading two types of fiber gratings. It has been proposed to flatten the entire gain spectrum over a wide band by cascading the equalizer and the EDF (hereinafter referred to as "prior art 1"). Okuno et al. (IEICE Technical Report, OPE96-64, 1996) constructed a filter having a transmission loss spectrum having a characteristic opposite to that of an EDF gain spectrum by cascading two types of Fabry-Perot etalons. To flatten the entire gain spectrum over a wide band by cascade connection with the same (hereinafter, referred to as “prior art 2”).

【0005】また、B.Clesca, et al.(Optical fiber
technology, vol.1, pp.135-157, 1995 )は、25nm
以上の信号光波長域を実現すべく、フッ化物EDFを用
いたEDFAを提案している(以下、従来技術3とい
う)。M.Fukuoka, et al.(OAA'96, FA4, 1996)も、2
5nm以上の信号光波長域を実現すべく、フッ化物ED
Fに加えて、縦続接続された6段の格子型光回路からな
る利得等化部を用いることを提案している(以下、従来
技術4という)。
Further, B. Clesca, et al. (Optical fiber
technology, vol.1, pp.135-157, 1995) is 25 nm
In order to realize the above signal light wavelength range, an EDFA using a fluoride EDF has been proposed (hereinafter, referred to as prior art 3). M. Fukuoka, et al. (OAA'96, FA4, 1996) also
In order to realize a signal light wavelength range of 5 nm or more, fluoride ED
In addition to F, it has been proposed to use a gain equalization unit composed of a cascade-connected six-stage lattice-type optical circuit (hereinafter referred to as prior art 4).

【0006】さらに、M.Kakui, et al.(OAA'96, SaA3,
1996 )は、Al(アルミニウム)元素が添加されたE
DFとP(リン)元素およびAl元素を共添加したED
Fとを縦続接続してハイブリッドEDFA構成とし、飽
和時におけるAl添加EDFの右上がりの利得スペクト
ル(長波長ほど高利得)を、P/Al共添加EDFの右
下がりの利得スペクトル(長波長ほど低利得)で補償す
ることにより、全体の利得スペクトルを広い帯域で平坦
化するとともに、励起効率を向上させている(以下、従
来技術5という)。図9は、従来技術5に係る光ファイ
バ増幅器の信号光出力強度を示すグラフである。この図
に示すように、従来技術5による光ファイバ増幅器の信
号光出力強度は、波長1543nmから1559nmま
での範囲で略平坦な形状が得られている。
Further, M. Kakui, et al. (OAA'96, SaA3,
1996) is an E element to which Al (aluminum) element is added.
DF with DF, P (phosphorus) element and Al element added
F with a cascade connection to form a hybrid EDFA configuration. The gain spectrum of Al-doped EDF rising to the right at saturation (higher gain at longer wavelengths) is compared with the gain spectrum of P / Al co-doped EDF at lower right (lower at longer wavelengths). By compensating for the gain, the overall gain spectrum is flattened over a wide band, and the pumping efficiency is improved (hereinafter referred to as Conventional Technique 5). FIG. 9 is a graph showing the signal light output intensity of the optical fiber amplifier according to the related art 5. As shown in this figure, the signal light output intensity of the optical fiber amplifier according to the prior art 5 has a substantially flat shape in the wavelength range of 1543 nm to 1559 nm.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術それぞれには以下のような問題点がある。すなわ
ち、従来技術1および従来技術2それぞれは、2種類の
ファイバグレーティングまたは2種類のファブリペロー
エタロンを必要としている。これは、個々のファイバグ
レーティングやファブリペローエタロンの透過ロススペ
クトルは、透過ロスが極大となる所定波長から波長が離
れるほど透過ロスが小さくなり、且つ、その所定波長を
中心とする対称形であるのに対して、EDFの利得スペ
クトルは、通常、そのような対称形ではなく複雑な形状
をしていることによるものである。すなわち、このED
Fの複雑な利得スペクトルを等化すべく、2種類のファ
イバグレーティングまたは2種類のファブリペローエタ
ロンを組み合わせて全体として非対称な透過ロススペク
トルを実現している。特に、従来技術1の場合には、2
種類のファイバグレーティングを作製するために2回の
露光が必要となる。また、従来技術2では、利得スペク
トルは、より平坦になったが、信号光波長帯域は拡大さ
れていない。
However, each of the above prior arts has the following problems. That is, each of the prior arts 1 and 2 requires two types of fiber gratings or two types of Fabry-Perot etalons. This is because the transmission loss spectrum of each fiber grating or Fabry-Perot etalon has a smaller transmission loss as the wavelength is further away from a predetermined wavelength at which the transmission loss is maximum, and is a symmetrical shape around the predetermined wavelength. In contrast, the gain spectrum of an EDF is usually due to its rather complex shape rather than symmetry. That is, this ED
In order to equalize the complex gain spectrum of F, two kinds of fiber gratings or two kinds of Fabry-Perot etalons are combined to realize an asymmetric transmission loss spectrum as a whole. In particular, in the case of the prior art 1, 2
Two exposures are required to produce different types of fiber gratings. Further, in the prior art 2, the gain spectrum becomes flatter, but the signal light wavelength band is not expanded.

【0008】また、従来技術3および従来技術4では共
に、フッ化物EDFの機械的強度が弱く、融着が不可能
であるためにバットジョイントによる接続を行わざるを
得ないため、取り扱いが困難であり、また、高価である
等の問題点がある。特に従来技術4では、6段もの格子
型光回路からなる利得等化部を用いているため、構成が
複雑となっている。
Further, in both the prior art 3 and the prior art 4, the mechanical strength of the fluoride EDF is weak and the fusion cannot be performed. There are also problems such as high cost. In particular, in the prior art 4, the configuration is complicated because the gain equalizing unit including the six-stage grating type optical circuit is used.

【0009】さらに、従来技術5によるハイブリッドE
DFAの利得スペクトルは、波長1543nmから15
59nmまでの範囲で略平坦な形状となっているもの
の、波長1535nmで極大を有し、波長1540nm
で極小を有している。このような利得スペクトルを更に
信号光波長域幅25nm以上にまで利得等化するには、
波長1540nm付近の利得極小値に合わせて、波長1
535付近の利得を平坦化するだけでなく、波長154
3nmから1559nmまでの範囲の略平坦な利得をも
略一様に減少させる必要がある。このうち、波長154
0nm付近の利得極小値に合わせて波長1535付近の
利得を平坦化するのは、ファイバグレーティングを用い
れば可能である。しかし、波長1543nmから155
9nmまでの範囲の略平坦な利得を略一様に減少させる
利得等化部の設計・製作は、ファイバグレーティング、
ファブリペローエタロン、格子型光回路その他の光素子
を用いても、殆ど不可能であるか、あるいは極めて複雑
な構成となる。
Further, the hybrid E according to prior art 5
The gain spectrum of DFA is 1543 nm from 1543 nm.
Although it has a substantially flat shape in the range up to 59 nm, it has a maximum at a wavelength of 1535 nm and a wavelength of 1540 nm.
And has a minimum. To further equalize such a gain spectrum to a signal light wavelength band width of 25 nm or more,
In accordance with the minimum gain near the wavelength of 1540 nm, the wavelength 1
In addition to flattening the gain around 535, the wavelength 154
A substantially flat gain in the range from 3 nm to 1559 nm also needs to be reduced substantially uniformly. Among them, the wavelength 154
It is possible to flatten the gain near the wavelength 1535 in accordance with the minimum gain value near 0 nm by using a fiber grating. However, the wavelength from 1543 nm to 155
The design and manufacture of the gain equalizer that reduces the substantially flat gain in the range up to 9 nm almost uniformly includes fiber gratings,
Even if a Fabry-Perot etalon, a grating type optical circuit, or other optical elements is used, it is almost impossible or extremely complicated.

【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、設計・製作・取り扱いが容易で、広い
信号光波長域において平坦な利得スペクトルを有する光
増幅器および光増幅・利得等化方法を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is easy to design, manufacture and handle, and has an optical amplifier having a flat gain spectrum in a wide signal light wavelength region, an optical amplifier and a gain. The purpose of the present invention is to provide a conversion method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ
増幅部は、1535nm以上1560nm以下の信号光
波長域内で、利得極小値を2以上有し、利得極小値のバ
ラツキが所定の利得平均値に対し対数表示で4%以下と
なるように調整されている、ことを特徴とする。この光
ファイバ増幅部によれば、利得スペクトルは、1535
nm以上1560nm以下の信号光波長域内において、
利得が極小となる利得極小波長を2以上有し、利得極小
波長それぞれにおける利得の偏差が所定の利得平均値に
対して対数表示で4%以下であるので、この光ファイバ
増幅部により光増幅される信号光は、所定の透過ロスス
ペクトルを有する利得等化部により容易に利得等化され
る。
An optical fiber amplifier according to the present invention has a minimum gain value of 2 or more within a signal light wavelength range of 1535 nm to 1560 nm, and a variation in the minimum gain value is a predetermined gain average value. Is adjusted to be 4% or less in logarithmic representation. According to this optical fiber amplifier, the gain spectrum is 1535.
Within the signal light wavelength range of 1 nm to 1560 nm,
Since there are two or more minimum wavelengths at which the gain is minimum, and the deviation of the gain at each minimum gain wavelength is 4% or less in logarithmic representation with respect to a predetermined gain average value, the light is amplified by the optical fiber amplifier. The signal light is easily gain-equalized by a gain equalizer having a predetermined transmission loss spectrum.

【0012】また、本発明に係る光ファイバ増幅部は、
Er元素と3wt%以上のAl元素とが添加された石英
系光ファイバを含む、ことを特徴とする。また、本発明
に係る光ファイバ増幅部は、Er元素とAl元素とP元
素とが添加され、P元素とAl元素との組成比が6以上
である石英系光ファイバを含む、ことを特徴とする。何
れの場合にも、石英系光ファイバは、信頼性が高く、融
着等において取り扱いが容易で、安価であり、また、こ
のような石英系光ファイバを備えた光ファイバ増幅部
は、所望の利得スペクトルを実現するのに好適である。
Further, the optical fiber amplifier according to the present invention comprises:
It is characterized by including a quartz optical fiber to which Er element and Al element of 3 wt% or more are added. Further, the optical fiber amplifier according to the present invention includes a quartz optical fiber to which an Er element, an Al element, and a P element are added, and a composition ratio of the P element and the Al element is 6 or more. I do. In any case, the silica-based optical fiber has high reliability, is easy to handle in fusion or the like, is inexpensive, and an optical fiber amplifier including such a silica-based optical fiber has a desired structure. It is suitable for realizing a gain spectrum.

【0013】本発明に係る光ファイバ増幅器は、(1) 1
535nm以上1560nm以下の信号光波長域内で、
利得極小値を2以上有し、利得極小値のバラツキが所定
の利得平均値に対し対数表示で4%以下となるように調
整されている、ことを特徴とする光ファイバ増幅部と、
(2) 光ファイバ増幅部と実質的に縦続接続され、信号光
波長域内で、利得のバラツキが所定の利得平均値に対し
て対数表示で4%以上となる波長域に対し、利得極大波
長に近い波長ほど透過ロスが大きく、光ファイバ増幅部
で増幅される信号光の利得のバラツキを利得平均値に対
して対数表示で4%以下とする利得等化部と、を備える
ことを特徴とする。
The optical fiber amplifier according to the present invention has the following advantages.
Within the signal light wavelength range of 535 nm to 1560 nm,
An optical fiber amplifier having two or more minimum gain values, wherein the variation of the minimum gain value is adjusted to be 4% or less in logarithmic representation with respect to a predetermined average gain value;
(2) It is substantially cascaded with the optical fiber amplifier, and within the signal light wavelength range, the gain variation becomes 4% or more logarithmically with respect to a predetermined gain average value, and the gain maximum wavelength is set. And a gain equalizer for reducing the variation of the gain of the signal light amplified by the optical fiber amplifier to 4% or less in logarithm with respect to the average gain value. .

【0014】この光ファイバ増幅器によれば、利得等化
部における透過ロススペクトルは、信号光波長域内であ
って光ファイバ増幅部における利得の偏差が利得平均値
に対して対数表示で4%以上である波長域それぞれにお
いて、利得スペクトルにおける利得が極大となる波長に
近い波長ほど透過ロスが大きいものであり、上述した利
得スペクトルを有する光ファイバ増幅部により光増幅さ
れる信号光は、このような透過ロススペクトルを有する
利得等化部により利得等化され、光ファイバ増幅器全体
の利得の偏差は対数表示で4%以下となる。
According to this optical fiber amplifier, the transmission loss spectrum in the gain equalizing section is within the signal light wavelength range and the gain deviation in the optical fiber amplifying section is 4% or more in logarithm with respect to the average gain value. In each of the certain wavelength ranges, the transmission loss increases as the wavelength becomes closer to the wavelength at which the gain in the gain spectrum is maximized, and the signal light optically amplified by the optical fiber amplifier having the above-described gain spectrum has such a transmission light. The gain is equalized by the gain equalizer having the loss spectrum, and the gain deviation of the entire optical fiber amplifier becomes 4% or less in logarithmic representation.

【0015】本発明に係る光ファイバ増幅器の利得等価
方法は、1535nm以上1560nm以下の信号光波
長域内で、利得極小値を2以上有して、利得極小値のバ
ラツキが所定の利得平均値に対し対数表示で4%以下と
なるように光ファイバ増幅部を調整し、信号光波長域内
で、利得のバラツキが所定の利得平均値に対して対数表
示で4%以上となる波長域に対し、利得極大波長に近い
波長ほど大きい透過ロスを有する利得等化部により、信
号光の利得のバラツキを利得平均値に対して対数表示で
4%以下になるよう利得等化する、ことを特徴とする。
A gain equalizing method for an optical fiber amplifier according to the present invention is characterized in that a signal has a minimum gain of 2 or more within a signal light wavelength range of 1535 nm or more and 1560 nm or less, and the variation of the minimum gain is smaller than a predetermined gain average value. The optical fiber amplifier is adjusted so as to be 4% or less in a logarithmic representation, and the gain is adjusted in a wavelength range where the variation in gain is 4% or more in a logarithmic representation with respect to a predetermined gain average value within a signal light wavelength range. A gain equalizer having a larger transmission loss at a wavelength closer to the maximum wavelength equalizes the gain of the signal light such that the variation of the gain of the signal light becomes 4% or less in logarithm with respect to the average gain value.

【0016】この光ファイバ増幅器の利得等価方法によ
れば、信号光を光増幅する際における利得スペクトル
は、1535nm以上1560nm以下の信号光波長域
内において、利得が極小となる利得極小波長を2以上有
し、利得極小波長それぞれにおける利得の偏差が所定の
利得平均値に対して対数表示で4%以下である。一方、
利得等化の際における透過ロススペクトルは、信号光波
長域内であって利得スペクトルにおける利得の偏差が所
定の利得平均値に対して対数表示で4%以上である波長
域それぞれにおいて、利得スペクトルにおける利得が極
大となる波長に近い波長ほど透過ロスが大きいものであ
る。そして、信号光は、このような利得スペクトルによ
り光増幅され、且つ、このような透過ロススペクトルに
より利得等化されて、全体の利得の偏差は対数表示で4
%以下となる。
According to the gain equalization method of the optical fiber amplifier, the gain spectrum when optically amplifying the signal light has two or more minimum gain wavelengths at which the gain is minimized in the signal light wavelength range of 1535 nm to 1560 nm. The gain deviation at each of the minimum gain wavelengths is 4% or less in logarithmic representation with respect to a predetermined average gain value. on the other hand,
The transmission loss spectrum at the time of gain equalization shows the gain in the gain spectrum in each wavelength range within the signal light wavelength range where the gain deviation in the gain spectrum is 4% or more in logarithm with respect to a predetermined gain average value. The transmission loss increases as the wavelength becomes closer to the wavelength at which the maximum is reached. Then, the signal light is optically amplified by such a gain spectrum, and gain-equalized by such a transmission loss spectrum.
% Or less.

【0017】[0017]

【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。また、利得スペクトルの形状について述べると
きには、その概略形状を言うものとし、細かい利得変化
を無視するものとする。例えば、一定の波長範囲におい
て利得偏差が1dB程度以下であれば、その波長範囲で
は利得スペクトルは「平坦」であると言うものとする。
光ファイバ増幅器からの信号光出力強度の波長依存性に
ついて述べるときも同様とする。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, when describing the shape of the gain spectrum, the general shape is referred to, and fine gain changes are ignored. For example, if the gain deviation is about 1 dB or less in a certain wavelength range, the gain spectrum is said to be "flat" in that wavelength range.
The same applies when describing the wavelength dependence of the signal light output intensity from the optical fiber amplifier.

【0018】(第1の実施形態)先ず、第1の実施形態
について説明する。図1は、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。この光ファイバ増幅器
は、光ファイバ伝送路60を伝送されてきた多波長の信
号光を入力し一括増幅して光ファイバ伝送路61に出力
するものであり、アイソレータ10、EDF40、WD
Mカプラ30、アイソレータ11、利得等化部51、W
DMカプラ31、EDF42および43、WDMカプラ
32ならびにアイソレータ12が縦続接続されていて、
また、EDF40,42および43に励起光を供給する
励起用レーザ光源20乃至22が設けられている。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of the optical fiber amplifier according to the first embodiment. This optical fiber amplifier is for inputting multi-wavelength signal light transmitted through the optical fiber transmission line 60, amplifying the signal light collectively, and outputting the amplified signal light to the optical fiber transmission line 61. The isolator 10, the EDF 40, the WD
M coupler 30, isolator 11, gain equalizer 51, W
DM coupler 31, EDFs 42 and 43, WDM coupler 32 and isolator 12 are cascaded,
Further, excitation laser light sources 20 to 22 for supplying excitation light to the EDFs 40, 42 and 43 are provided.

【0019】この光ファイバ増幅器のうちの光増幅部
は、実質的に縦続接続されたEDF40,42および4
3、ならびに、これらに励起光を供給する励起用レーザ
光源20乃至22を含んで構成される。これらEDF4
0,42および43それぞれは、数百wt・ppm程度
のEr元素が添加された石英系光ファイバ(EDF)で
ある。特に、EDF42は、P元素およびAl元素が共
添加されたEDFであり、また、EDF43は、Al元
素が添加されたEDFである。これらのうち、1段目の
EDF40は、雑音指数を低減するためのものであっ
て、波長0.98μmの励起光により反転分布が形成さ
れる。また、2段目の縦続接続されたEDF42および
43は、大きな信号光出力を得るためのものであって、
波長1.48μmの励起光により反転分布が形成され
る。そして、EDF40,42および43それぞれにお
いて反転分布が形成されているときに、波長1.55μ
m帯の信号光が入力すると、EDF40,42および4
3それぞれは、その信号光を増幅して出力する。この光
増幅部の全体の利得スペクトルは、EDF40,42お
よび43それぞれにおける利得スペクトルを総合したも
のである。
The optical amplifying section of the optical fiber amplifier comprises EDFs 40, 42 and 4 which are substantially cascaded.
3 and excitation laser light sources 20 to 22 for supplying excitation light thereto. These EDF4
Each of 0, 42, and 43 is a quartz-based optical fiber (EDF) to which Er element of about several hundred wt.ppm is added. In particular, the EDF 42 is an EDF to which a P element and an Al element are co-added, and the EDF 43 is an EDF to which an Al element is added. Among them, the first stage EDF 40 is for reducing the noise figure, and the population inversion is formed by the excitation light having the wavelength of 0.98 μm. The EDFs 42 and 43 connected in cascade in the second stage are for obtaining a large signal light output.
A population inversion is formed by the excitation light having a wavelength of 1.48 μm. When the population inversion is formed in each of the EDFs 40, 42 and 43, the wavelength 1.55 μm
When m-band signal light is input, EDFs 40, 42 and 4
3 amplifies and outputs the signal light. The overall gain spectrum of the optical amplifier is a sum of the gain spectra of the EDFs 40, 42, and 43, respectively.

【0020】励起用レーザ光源20は、EDF40内の
Er元素を励起して反転分布を形成するための励起光
(波長0.98μm)を出力するものである。この励起
用レーザ光源20から出力された励起光は、光ファイバ
70を経て、WDMカプラ30に入力する。WDMカプ
ラ30は、入力した励起光をEDF40側へ出力すると
ともに、EDF40で増幅された信号光を入力してアイ
ソレータ11側へ通過させるものである。
The excitation laser light source 20 outputs excitation light (wavelength 0.98 μm) for exciting the Er element in the EDF 40 to form a population inversion. The excitation light output from the excitation laser light source 20 enters the WDM coupler 30 via the optical fiber 70. The WDM coupler 30 outputs the input pump light to the EDF 40 side, and inputs the signal light amplified by the EDF 40 and passes the signal light to the isolator 11 side.

【0021】また、励起用レーザ光源21および22そ
れぞれは、EDF42および43内のEr元素を励起し
て反転分布を形成するための励起光(波長1.48μ
m)を出力するものである。励起用レーザ光源21から
出力された励起光は、光ファイバ71を経て、WDMカ
プラ31に入力する。WDMカプラ31は、入力した励
起光をEDF42側へ出力するとともに、利得等化部5
1から出力された信号光を入力してEDF42側へ出力
する。一方、励起用レーザ光源22から出力された励起
光は、光ファイバ72を経て、WDMカプラ32に入力
する。WDMカプラ32は、入力した励起光をEDF4
3側へ出力するとともに、EDF42および43で順次
増幅された信号光を入力してアイソレータ12側へ出力
する。
The excitation laser light sources 21 and 22 respectively generate excitation light (wavelength 1.48 μm) for exciting the Er element in the EDFs 42 and 43 to form a population inversion.
m) is output. The excitation light output from the excitation laser light source 21 is input to the WDM coupler 31 via the optical fiber 71. The WDM coupler 31 outputs the input pump light to the EDF 42 side, and
1 is input and output to the EDF 42 side. On the other hand, the excitation light output from the excitation laser light source 22 enters the WDM coupler 32 via the optical fiber 72. The WDM coupler 32 converts the input pump light into EDF4
3 and the signal light sequentially amplified by the EDFs 42 and 43 is input and output to the isolator 12 side.

【0022】光ファイバ増幅器の入力側に設けられたア
イソレータ10は、光ファイバ伝送路60側からEDF
40側への方向には光を通過させるが、その逆方向には
光を通過させないものである。また、EDF40とED
F42との間に設けられたアイソレータ11は、WDM
カプラ30側から利得等化部51側への方向には光を通
過させるが、その逆方向には光を通過させないものであ
る。また、光ファイバ増幅器の出力側に設けられたアイ
ソレータ12は、WDMカプラ32側から光ファイバ伝
送路61側への方向には光を通過させるが、その逆方向
には光を通過させないものである。
The isolator 10 provided on the input side of the optical fiber amplifier is connected to the EDF
Light is allowed to pass in the direction toward the side 40 but not in the opposite direction. Also, EDF40 and ED
F42 is provided between the WDM and the FDM.
Light is allowed to pass in the direction from the coupler 30 to the gain equalizer 51, but is not allowed to pass in the opposite direction. The isolator 12 provided on the output side of the optical fiber amplifier transmits light in the direction from the WDM coupler 32 to the optical fiber transmission line 61, but does not transmit light in the opposite direction. .

【0023】したがって、励起用レーザ光源20から出
力された励起光(0.98μm)は、EDF40に供給
され、アイソレータ10を通過して光ファイバ伝送路6
0に出力されることはない。また、励起用レーザ光源2
1から出力された励起光(1.48μm)は、EDF4
2および43に順次供給され、WDMカプラ32により
光ファイバ72側へ進むので、光ファイバ伝送路61側
へ出力されることはない。また、励起用レーザ光源22
から出力された励起光(1.48μm)は、EDF43
および42に順次供給され、WDMカプラ31により光
ファイバ71側へ進むので、利得等化部51側へ出力さ
れることはない。
Accordingly, the pumping light (0.98 μm) output from the pumping laser light source 20 is supplied to the EDF 40, passes through the isolator 10, and passes through the optical fiber transmission line 6
It is not output to 0. In addition, the excitation laser light source 2
Excitation light (1.48 μm) output from the EDF 4
2 and 43 are sequentially supplied to the optical fiber 72 side by the WDM coupler 32, and are not output to the optical fiber transmission line 61 side. The excitation laser light source 22
Pump light (1.48 μm) output from the EDF 43
And 42 are sequentially supplied to the optical fiber 71 side by the WDM coupler 31 and are not output to the gain equalizer 51 side.

【0024】EDF40とEDF42との間に設けられ
た利得等化部51は、所定の透過ロススペクトルを有し
て、EDF40,42および43を含んで構成される光
増幅部の利得スペクトルを等化するためのものであり、
一定間隔のグレーティングがファイバの光軸方向に形成
されたファイバグレーティングの組合せが好適に用いら
れる。なお、EDF40,42および43を含んで構成
される光増幅部の利得スペクトルならびに利得等化部5
1の透過ロススペクトルの詳細については後述する。
The gain equalizing section 51 provided between the EDF 40 and the EDF 42 has a predetermined transmission loss spectrum and equalizes the gain spectrum of the optical amplifying section including the EDFs 40, 42 and 43. To do
A combination of fiber gratings in which gratings at regular intervals are formed in the optical axis direction of the fiber is preferably used. Note that the gain spectrum of the optical amplification unit including the EDFs 40, 42 and 43 and the gain equalization unit 5
The details of the transmission loss spectrum 1 will be described later.

【0025】この光ファイバ増幅器は以下のように作用
する。すなわち、励起用レーザ光源20から出力された
励起光(波長0.98μm)がWDMカプラ30を介し
てEDF40に供給され、また、励起用レーザ光源21
および22それぞれから出力された励起光(波長1.4
8μm)がWDMカプラ31および32それぞれを介し
てEDF42および43に供給されているときに、光フ
ァイバ伝送路60を伝送されてきた多波長信号光(波長
1.55μm帯)がこの光ファイバ増幅器に入力する
と、その多波長信号光は、アイソレータ10を通過し、
EDF40に入力して一括増幅される。続いて、このE
DF40から出力された多波長信号光は、WDMカプラ
30およびアイソレータ11それぞれを順次通過し、所
定の透過ロススペクトルを有する利得等化部51により
波長に依存した減衰を受ける。さらに、この利得等化部
51から出力された多波長信号光は、WDMカプラ31
を通過し、EDF42および43に順次入力して再び一
括増幅される。そして、このEDF43から出力された
多波長信号光は、WDMカプラ32およびアイソレータ
12それぞれを順次通過して、光ファイバ伝送路61に
出力される。
This optical fiber amplifier operates as follows. That is, the pumping light (wavelength 0.98 μm) output from the pumping laser light source 20 is supplied to the EDF 40 via the WDM coupler 30, and the pumping laser light source 21
Pump light (wavelength 1.4)
8 μm) is supplied to the EDFs 42 and 43 via the WDM couplers 31 and 32, respectively, and the multi-wavelength signal light (wavelength 1.55 μm band) transmitted through the optical fiber transmission line 60 is supplied to the optical fiber amplifier. When input, the multi-wavelength signal light passes through the isolator 10,
The data is input to the EDF 40 and is collectively amplified. Then, this E
The multi-wavelength signal light output from the DF 40 sequentially passes through the WDM coupler 30 and the isolator 11, and is subjected to wavelength-dependent attenuation by a gain equalizer 51 having a predetermined transmission loss spectrum. Further, the multi-wavelength signal light output from the gain equalizing section 51 is
, And are sequentially input to the EDFs 42 and 43 to be collectively amplified again. The multi-wavelength signal light output from the EDF 43 passes through the WDM coupler 32 and the isolator 12 sequentially, and is output to the optical fiber transmission line 61.

【0026】このように、多波長信号光が光ファイバ増
幅器を通過する際に、EDF40,42および43を含
んで構成される光増幅部の利得スペクトルに応じて波長
に依存した増幅を受け、且つ、利得等化部51の透過ロ
ススペクトルに応じて波長に依存した減衰を受けるの
で、この光ファイバ増幅器全体としての利得スペクトル
(dB)は、EDF40,42および43を含んで構成
される光増幅部の利得スペクトル(dB)と利得等化部
51の透過ロススペクトル(dB)とを総合したものと
なる。
As described above, when the multi-wavelength signal light passes through the optical fiber amplifier, it is subjected to wavelength-dependent amplification according to the gain spectrum of the optical amplifier including the EDFs 40, 42 and 43, and The gain equalizer 51 receives attenuation depending on the wavelength in accordance with the transmission loss spectrum, so that the gain spectrum (dB) of the entire optical fiber amplifier becomes equal to that of the optical amplifier including the EDFs 40, 42 and 43. And the transmission loss spectrum (dB) of the gain equalizer 51.

【0027】ここで、EDF40,42および43それ
ぞれとして好適に用いられるのは、最も広い信号光波長
域が期待できる石英系EDFであってAl元素が共添加
されたAl添加EDFである。Al添加EDFは、その
Al濃度に応じて、また、反転分布の状態に応じて、異
なる利得スペクトルを有する。図2は、反転分布それぞ
れにおけるAl添加EDFの利得スペクトルを示すグラ
フである。図2(a)は、Al濃度が1.0wt%のA
l添加EDFの利得スペクトルを示し、図2(b)は、
Al濃度が5.9wt%のAl添加EDFの利得スペク
トルを示す。
Here, the EDFs 40, 42, and 43 each are preferably used are quartz-based EDFs which can be expected to have the widest signal light wavelength region, and Al-doped EDFs to which an Al element is co-doped. The Al-doped EDF has a different gain spectrum depending on the Al concentration and the state of the population inversion. FIG. 2 is a graph showing a gain spectrum of the Al-doped EDF in each population inversion. FIG. 2 (a) shows that the A concentration is 1.0 wt%.
FIG. 2B shows a gain spectrum of the l-doped EDF, and FIG.
4 shows a gain spectrum of an Al-doped EDF having an Al concentration of 5.9 wt%.

【0028】この図から判るように、強い励起光が供給
されて反転分布が80%程度になると、Al添加EDF
の利得スペクトルは、波長1520nmから1540n
mまでの範囲では、波長1530nm付近で利得が極大
となり、その波長1530nmに近い波長ほど利得が大
きいが、波長1540nmから1560nmまでの範囲
では略平坦である。また、反転分布が大きく且つAl濃
度が高い場合には、波長1540nmから1560nm
までの範囲では略平坦であるものの、この波長範囲中の
2波長それぞれにおいて僅かに利得の極大が生じる。
As can be seen from this figure, when the strong excitation light is supplied and the population inversion becomes about 80%, the Al-doped EDF
Has a gain spectrum of 1520 nm to 1540 n.
In the range up to m, the gain becomes maximum around the wavelength of 1530 nm, and the gain becomes larger as the wavelength is closer to 1530 nm, but is substantially flat in the range from 1540 nm to 1560 nm. When the population inversion is large and the Al concentration is high, the wavelength is 1540 nm to 1560 nm.
Although it is almost flat in the range up to, the gain maximum slightly occurs at each of the two wavelengths in this wavelength range.

【0029】また、図3は、Al添加EDFにおいて、
利得30dBに対して利得偏差が0.5dB以下となる
信号光波長域幅のAl濃度依存性を示すグラフである。
ただし、何れのAl濃度の場合においても、反転分布を
最適化したときの信号光波長域幅を求めている。この図
から判るように、Al濃度が大きいほど、信号光波長域
幅は広くなり、利得スペクトルの平坦化には有利である
ことを示している。特に、Al濃度が2ないし3wt%
程度までは信号光波長域幅は急激に拡大していき、Al
濃度が3wt%以上になると信号光波長域幅は充分に広
くなっている。
FIG. 3 shows that in the Al-doped EDF,
11 is a graph showing the Al concentration dependency of the signal light wavelength band width at which the gain deviation becomes 0.5 dB or less with respect to the gain of 30 dB.
However, in any case of the Al concentration, the signal light wavelength band width when the population inversion is optimized is obtained. As can be seen from this figure, the higher the Al concentration, the wider the signal light wavelength band width, which is advantageous for flattening the gain spectrum. Particularly, when the Al concentration is 2 to 3 wt%
The signal light wavelength band width rapidly expands to about
When the concentration becomes 3 wt% or more, the wavelength width of the signal light becomes sufficiently wide.

【0030】さらに、図4は、Al添加EDFの反転分
布を最適化したときの利得スペクトルを示すグラフであ
る。図4(a)は、Al濃度が2.0wt%のAl添加
EDFの利得スペクトルを示し、図4(b)は、Al濃
度が3.1wt%のAl添加EDFの利得スペクトルを
示す。この図から判るように、何れの場合にも、利得ス
ペクトルは、波長1540nmから1560nmまでの
範囲では略平坦であるが、Al濃度が高い場合(図4
(b))には、この波長範囲中の2波長それぞれにおい
て僅かに利得の極大が認められる。
FIG. 4 is a graph showing a gain spectrum when the population inversion of the Al-doped EDF is optimized. FIG. 4A shows a gain spectrum of an Al-doped EDF having an Al concentration of 2.0 wt%, and FIG. 4B shows a gain spectrum of an Al-doped EDF having an Al concentration of 3.1 wt%. As can be seen from this figure, in each case, the gain spectrum is substantially flat in the wavelength range from 1540 nm to 1560 nm, but when the Al concentration is high (FIG. 4).
In (b)), the maximum of the gain is slightly recognized at each of the two wavelengths in this wavelength range.

【0031】そこで、このような利得スペクトルを有す
るAl添加EDFを、図1に示す光ファイバ増幅器にお
けるEDF40,42および43それぞれに用い、且
つ、Al添加EDFにおける波長1530nm付近の利
得を等化する透過ロススペクトルを有する利得等化部5
1を用いる。このようにすることで、広い範囲に亘って
信号光波長域を平坦化できる。また、このような石英系
EDFは、信頼性が高く、融着等において取り扱いが容
易で、安価であり、また、所望の利得スペクトルを実現
するのにも好適である。
Therefore, the Al-doped EDF having such a gain spectrum is used for each of the EDFs 40, 42 and 43 in the optical fiber amplifier shown in FIG. 1, and the transmission for equalizing the gain near the wavelength of 1530 nm in the Al-doped EDF. Gain equalizer 5 having loss spectrum
Use 1. By doing so, the signal light wavelength range can be flattened over a wide range. Such a quartz-based EDF has high reliability, is easy to handle in fusion or the like, is inexpensive, and is suitable for realizing a desired gain spectrum.

【0032】ところで、従来技術5(図1に示す構成か
ら利得等化部51を除いたもの)では、Al添加EDF
とP/Al共添加EDFとを縦続接続してEDFAを構
成することにより、信号光波長域を1543nmから1
559nmまでの範囲に設定し、この範囲内での利得ス
ペクトルを平坦化することを目的としていた(図9)。
したがって、Al添加EDFのAl濃度は1wt%程度
であり、P/Al共添加EDFのP/Alの組成比は6
程度であった。この従来技術5に係る光ファイバ増幅器
の各条件は以下のとおりである。EDF40および43
それぞれは、Al添加EDFであって、Erイオンによ
る波長1.53μm帯吸収損が5.5dB/mであり、
EDF42は、P/Al共添加EDFであって、Erイ
オンによる波長1.53μm帯吸収損が4.5dB/m
である。EDF40の長さは9.0mであり、EDF4
2の長さは8.0mであり、EDF43の長さは12.
0mである。励起用レーザ光源20から出力されEDF
40に供給される励起光(波長0.98μm)の強度は
70mWであり、励起用レーザ光源21および22それ
ぞれから出力されEDF42および43に供給される励
起光(波長1.48μm)それぞれの強度は70mWで
ある。
By the way, in the prior art 5 (excluding the gain equalizing section 51 from the configuration shown in FIG. 1), the Al-added EDF is used.
And the P / Al co-doped EDF are cascaded to form an EDFA, so that the signal light wavelength range is increased from 1543 nm to 1
It was set in the range up to 559 nm, and the purpose was to flatten the gain spectrum within this range (FIG. 9).
Therefore, the Al concentration of the Al-added EDF is about 1 wt%, and the P / Al composition ratio of the P / Al co-added EDF is 6%.
It was about. The conditions of the optical fiber amplifier according to the related art 5 are as follows. EDF40 and 43
Each is an Al-doped EDF, the absorption loss at a wavelength of 1.53 μm band by Er ions is 5.5 dB / m,
The EDF 42 is a P / Al co-doped EDF and has a 1.53 μm wavelength absorption loss of 4.5 dB / m due to Er ions.
It is. The length of the EDF 40 is 9.0 m and the EDF 4
2 is 8.0 m, and the length of the EDF 43 is 12.
0 m. EDF output from the excitation laser light source 20
The intensity of the excitation light (wavelength 0.98 μm) supplied to 40 is 70 mW, and the intensity of the excitation light (wavelength 1.48 μm) output from excitation laser light sources 21 and 22 and supplied to EDFs 42 and 43, respectively. 70 mW.

【0033】しかし、P/Al共添加EDFの反転分布
80%時の利得スペクトルは、P/Alの組成比に依存
して異なる。図5は、P/Al組成比それぞれの値にお
けるP/Al共添加EDFの利得スペクトルを示すグラ
フである。図5(a)は、P/Al組成比が2.5の場
合、図5(b)は、P/Al組成比が6の場合、図5
(c)は、P/Al組成比が8の場合、それぞれにおけ
るP/Al共添加EDFの利得スペクトルを示してい
る。この図から判るように、P/Al組成比が小さいと
き(図5(a))には利得特性が直線的であった波長1
543nmから1559nmまでの範囲において、P/
Al組成比が6になると、波長1543nm付近および
1555nm付近それぞれで利得極大が現れ(図5
(b))、P/Al組成比が8になると、その利得極大
が明確になる(図5(c))。
However, the gain spectrum when the population inversion of the P / Al co-doped EDF is 80% differs depending on the composition ratio of P / Al. FIG. 5 is a graph showing the gain spectrum of the P / Al co-doped EDF at each value of the P / Al composition ratio. 5A shows a case where the P / Al composition ratio is 2.5, and FIG. 5B shows a case where the P / Al composition ratio is 6 in FIG.
(C) shows the gain spectrum of the P / Al co-doped EDF in each case where the P / Al composition ratio is 8. As can be seen from this figure, when the P / Al composition ratio is small (FIG. 5A), the wavelength 1 at which the gain characteristic is linear is obtained.
In the range from 543 nm to 1559 nm, P /
When the Al composition ratio becomes 6, gain maxima appear at wavelengths around 1543 nm and 1555 nm, respectively (FIG. 5).
(B)) When the P / Al composition ratio becomes 8, the gain maximum becomes clear (FIG. 5 (c)).

【0034】そこで、EDF40および43として、A
l濃度が5.9wt%のAl添加EDFを用い、EDF
42として、P/Alの組成比が8程度のP/Al共添
加EDFを用い、且つ、利得等化部51として、波長1
535nm付近および1544nm付近それぞれの利得
を等化する透過ロススペクトルを有する2種類のファイ
バグレーティングが縦続されたものを用いる。このよう
にすることで、広い範囲に亘って信号光波長域を平坦化
できる。
Therefore, as EDFs 40 and 43, ADF
Using an EDF with an Al concentration of 5.9 wt%,
42, a P / Al co-doped EDF having a P / Al composition ratio of about 8 was used.
A cascade of two types of fiber gratings having transmission loss spectra for equalizing the gain around 535 nm and around 1544 nm is used. By doing so, the signal light wavelength range can be flattened over a wide range.

【0035】次に、本実施形態に係る光ファイバ増幅器
の光増幅および利得等化の1例について説明する。図6
(a)は、第1の実施形態に係る光ファイバ増幅器から
利得等化部51を除いたもの(すなわち、光増幅部)に
よる信号光出力強度を示すグラフである。また、図6
(b)は、第1の実施形態に係る光ファイバ増幅器によ
る信号光出力強度を示すグラフである。
Next, an example of optical amplification and gain equalization of the optical fiber amplifier according to this embodiment will be described. FIG.
(A) is a graph showing the signal light output intensity obtained by removing the gain equalizing unit 51 from the optical fiber amplifier according to the first embodiment (that is, the optical amplifying unit). FIG.
(B) is a graph showing the signal light output intensity by the optical fiber amplifier according to the first embodiment.

【0036】ここで、各条件は以下のとおりである。E
DF40および43はともに、Al濃度が5.9wt%
のAl添加EDFであって、Erイオンによる波長1.
53μm帯吸収損が5.5dB/mであり、EDF42
は、P/Al組成比が8程度のP/Al共添加EDFで
あって、Erイオンによる波長1.53μm帯吸収損が
4.5dB/mである。EDF40の長さは8.5mで
あり、EDF42の長さは10.0mであり、EDF4
3の長さは11.0mである。励起用レーザ光源20か
ら出力されEDF40に供給される励起光(波長0.9
8μm)の強度は70mWであり、励起用レーザ光源2
1および22それぞれから出力されEDF42および4
3に供給される励起光(波長1.48μm)それぞれの
強度は75mWである。
Here, each condition is as follows. E
DF40 and 43 both have an Al concentration of 5.9 wt%.
Al-added EDF having a wavelength of 1.
The absorption loss in the 53 μm band is 5.5 dB / m, and the EDF42
Is a P / Al co-doped EDF having a P / Al composition ratio of about 8, and has a 1.53 μm wavelength absorption loss by Er ions of 4.5 dB / m. The length of the EDF 40 is 8.5 m, and the length of the EDF 42 is 10.0 m.
The length of 3 is 11.0 m. Excitation light (wavelength 0.9) output from the excitation laser light source 20 and supplied to the EDF 40
8 μm) is 70 mW, and the excitation laser light source 2
EDFs 42 and 4 output from 1 and 22 respectively
The intensity of the excitation light (wavelength 1.48 μm) supplied to 3 is 75 mW.

【0037】また、信号光は16波で、それぞれの波長
は1532nmから1562nmまでの2nm刻みの波
長である。入力する16波の信号光それぞれの強度は−
17.0dBmであって、その全体の強度は−5.0d
Bmである。また、出力する16波の信号光の1波長当
たりの平均強度は+8.0dBmであり、その全体の強
度は+20.0dBmである。上記励起光の強度は、こ
のような強度の信号光が出力されるよう決定した。
The signal light is 16 waves, and each wavelength is a wavelength from 1532 nm to 1562 nm in steps of 2 nm. The intensity of each of the 16 input signal lights is-
17.0 dBm, and the overall intensity is -5.0 dB
Bm. The average intensity per wavelength of the output 16 signal light is +8.0 dBm, and the total intensity is +20.0 dBm. The intensity of the excitation light was determined so that signal light of such intensity was output.

【0038】以上の各構成要素を有する光ファイバ増幅
器(利得等化部を含まず)の信号光出力強度(図6
(a))は、波長1532nmから1540nmまでの
範囲では、波長1535nm付近で極大となり、その波
長1535nmに近い波長ほど利得が大きく、また、波
長1540nmから1550nmまでの範囲では、波長
1544nm付近で極大となり、その波長1544nm
に近い波長ほど利得が大きく、また、波長1552nm
から1562nmまでの範囲では、波長1557nm付
近で極大となり、その波長1557nmに近い波長ほど
利得が大きい。そして、利得極大値は、1535nm付
近、1544nm付近および1557nm付近の順に大
きい。一方、利得が極小となる利得極小波長は、154
0nm付近および1552nm付近の2波長であって、
それぞれの信号光出力強度は、7.8dBm程度および
7.7dBm程度であり、これらの平均値は7.8dB
m程度である。したがって、2つの利得極小値それぞれ
の利得平均値に対する偏差は、4%に比べて充分に小さ
い。
The signal light output intensity of the optical fiber amplifier (not including the gain equalizing unit) having the above-described components (FIG. 6)
(A)) has a maximum near 1535 nm in the wavelength range from 1532 nm to 1540 nm, and has a larger gain as the wavelength is closer to 1535 nm, and has a maximum near 1544 nm in the wavelength range from 1540 nm to 1550 nm. , Its wavelength 1544nm
The gain is larger for wavelengths closer to
In the range from 1562 nm to 1562 nm, the maximum is obtained near the wavelength of 1557 nm, and the gain becomes larger as the wavelength is closer to 1557 nm. The maximum gain value is larger in the order of 1535 nm, 1544 nm, and 1557 nm. On the other hand, the minimum gain wavelength at which the gain is minimum is 154
Two wavelengths around 0 nm and around 1552 nm,
The respective signal light output intensities are about 7.8 dBm and about 7.7 dBm, and their average value is 7.8 dB.
m. Therefore, the deviation of each of the two minimum gain values from the average gain value is sufficiently smaller than 4%.

【0039】そこで、本実施形態においては、利得等化
部51は、互いにグレーティング周期が異なる2種類の
ファイバグレーティングが縦続接続されて構成されるも
のとし、第1のファイバグレーティングの透過ロススペ
クトルT1(λ)を、波長λ(nm)が1533nmから
1538nmまでの範囲では、 T1(λ)=3.3-3.3・(λ-1535.5)2/6.25 …(1a) とし、これ以外の波長範囲では、 T1(λ)=0 …(1b) とし、このような透過ロススペクトルT1(λ)を有する
第1のファイバーグレーティングにより、光増幅部の利
得スペクトルのうちの1533nmから1538nmま
での波長範囲を利得等化する。
Therefore, in the present embodiment, the gain equalizer 51 is configured by cascading two types of fiber gratings having different grating periods, and the transmission loss spectrum T1 ( λ) is T1 (λ) = 3.3−3.3 · (λ−1535.5) 2 /6.25 (1a) when the wavelength λ (nm) is in the range from 1533 nm to 1538 nm, and T1 ( λ) = 0 (1b), and the first fiber grating having such a transmission loss spectrum T1 (λ) gain-equalizes the wavelength range from 1533 nm to 1538 nm of the gain spectrum of the optical amplifier. .

【0040】また、第2のファイバグレーティングの透
過ロススペクトルT2(λ)を、波長λ(nm)が154
0nmから1548nmまでの範囲では、 T2(λ)=1.5-1.5・(λ-1544)2/16 …(2a) とし、これ以外の波長範囲では、 T2(λ)=0 …(2b) とし、このような透過ロススペクトルT2(λ)を有する
第2のファイバーグレーティングにより、光増幅部の利
得スペクトルのうちの1540nmから1548nmま
での波長範囲を利得等化する。
Further, the transmission loss spectrum T 2 (λ) of the second fiber grating is set to 154 (wavelength λ (nm)).
In the range of from 0nm to 1548nm, and T2 (λ) = 1.5-1.5 · ( λ-1544) 2/16 ... (2a), which in the wavelength range other than, and T2 (λ) = 0 ... ( 2b), The wavelength range from 1540 nm to 1548 nm in the gain spectrum of the optical amplifier is equalized by the second fiber grating having such a transmission loss spectrum T2 (λ).

【0041】そして、利得等化部51全体の透過ロスス
ペクトルT(λ)は、 T(λ)=T1(λ)+T2(λ) …(3) となる。すなわち、この全体の透過ロススペクトルT
(λ)は、光増幅部における利得の偏差が利得平均値に対
して4%以上である波長域それぞれにおいて、その利得
スペクトルにおける利得が極大となる波長に近い波長ほ
ど透過ロスが大きいものである。
The transmission loss spectrum T (λ) of the entire gain equalizing section 51 is as follows: T (λ) = T1 (λ) + T2 (λ) (3) That is, the entire transmission loss spectrum T
(λ) indicates that in each wavelength region where the gain deviation in the optical amplifying unit is 4% or more with respect to the average gain value, the transmission loss increases as the wavelength is closer to the wavelength at which the gain in the gain spectrum is maximized. .

【0042】したがって、光ファイバ増幅器全体の利得
スペクトル(図6(b))は、EDF40,42および
43を含んで構成される光増幅部の利得スペクトル(図
6(a))に、この利得等化部51全体の透過ロススペ
クトルT(λ)を総合したものになる。この図6(b)か
ら判るように、1535nm以上1560nm以下の信
号光波長域内において、信号光出力強度の最小値が7.
8dBm程度であり、最大値が8.5dBm程度であ
り、平均値が8.2dBm程度であり、入力パワーが−
17dBmであり、利得が25dBであるので、光ファ
イバ増幅器全体の利得の偏差が4%以下となっている。
Therefore, the gain spectrum of the entire optical fiber amplifier (FIG. 6B) is the same as the gain spectrum (FIG. 6A) of the optical amplifier including the EDFs 40, 42 and 43. The transmission loss spectrum T (λ) of the entire conversion unit 51 is integrated. As can be seen from FIG. 6B, the minimum value of the signal light output intensity is within the signal light wavelength range of 1535 nm to 1560 nm.
It is about 8 dBm, the maximum value is about 8.5 dBm, the average value is about 8.2 dBm, and the input power is-
Since the gain is 17 dBm and the gain is 25 dB, the deviation of the gain of the entire optical fiber amplifier is 4% or less.

【0043】なお、波長1540nm付近の信号光出力
強度が、利得等化部51を設けない場合(図6(a))
に比べて、利得等化部51を設けた場合(図6(b))
の方が大きくなっている。これは、EDF40とEDF
42との間に利得等化部51を設けたことにより、信号
光がEDF40により飽和領域に達するまで増幅され、
また、光ファイバ増幅器全体の全信号光出力強度が20
dBmに維持され、そのために、利得極大波長の信号光
出力強度が利得極小波長の信号光出力強度に分配された
結果である。
In the case where the signal light output intensity near the wavelength of 1540 nm is not provided with the gain equalizer 51 (FIG. 6A)
Compared to the case where the gain equalizer 51 is provided (FIG. 6B)
Is larger. This is EDF40 and EDF
42, the signal light is amplified by the EDF 40 until it reaches the saturation region,
In addition, the total signal light output intensity of the entire optical fiber amplifier is 20
This is the result of the signal light output intensity at the maximum gain wavelength being distributed to the signal light output intensity at the minimum gain wavelength.

【0044】本実施形態に係る光ファイバ増幅器では、
このような透過ロススペクトルT1(λ)およびT2(λ)そ
れぞれを有する2種類のファイバグレーティングを含む
利得等化部51を採用することにより、信号光出力強度
(図6(b))は、利得等化部のない光ファイバ増幅器
の場合(図6(a))と比較して、信号光波長域(15
32nm〜1562nm)における利得スペクトルの平
坦性が改善されている。
In the optical fiber amplifier according to the present embodiment,
By employing the gain equalizer 51 including two types of fiber gratings having such transmission loss spectra T1 (λ) and T2 (λ), the signal light output intensity (FIG. 6 (b)) Compared to the case of the optical fiber amplifier without the equalizer (FIG. 6A), the signal light wavelength range (15
The flatness of the gain spectrum at 32 nm to 1562 nm is improved.

【0045】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
について説明する。本実施形態に係る光ファイバ増幅器
の構成は、第1の実施形態の場合(図1)と略同様であ
る。ただし、本実施形態では、第1の実施形態と比較し
て、EDF40,42および43を含んで構成される光
増幅部の利得スペクトルが3つの利得極大を更に明確に
有する点、ならびに、その3つの利得極大に対応して利
得等化部51が3種類のファイバグレーティングから構
成される点が異なる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. The configuration of the optical fiber amplifier according to this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment (FIG. 1). However, in the present embodiment, as compared with the first embodiment, the point that the gain spectrum of the optical amplifier including the EDFs 40, 42, and 43 has three gain maxima more clearly, and The difference is that the gain equalizer 51 is composed of three types of fiber gratings corresponding to the three gain maxima.

【0046】本実施形態において、EDF40,42お
よび43を含んで構成される光増幅部の利得スペクトル
が明確な3つの利得極大を有するものとする為には、こ
れらEDF40,42および43それぞれの長さを適切
に設定することで実現できる。
In the present embodiment, in order for the gain spectrum of the optical amplification section including the EDFs 40, 42 and 43 to have three distinct gain maxima, the length of each of these EDFs 40, 42 and 43 is required. It can be realized by setting the appropriateness.

【0047】以下に、本実施形態に係る光ファイバ増幅
器の光増幅および利得等化の1例について説明する。図
7(a)は、第2の実施形態に係る光ファイバ増幅器か
ら利得等化部51を除いたもの(すなわち、光増幅部)
による信号光出力強度を示すグラフである。また、図7
(b)は、第2の実施形態に係る光ファイバ増幅器によ
る信号光出力強度を示すグラフである。
An example of optical amplification and gain equalization of the optical fiber amplifier according to this embodiment will be described below. FIG. 7A shows the optical fiber amplifier according to the second embodiment without the gain equalizer 51 (that is, the optical amplifier).
6 is a graph showing the signal light output intensity according to FIG. FIG.
(B) is a graph showing the signal light output intensity by the optical fiber amplifier according to the second embodiment.

【0048】ここで、各条件は以下のとおりである。E
DF40,42および43それぞれの組成は、第1の実
施形態の場合と同様であるが、EDF40の長さは9.
0mであり、EDF42の長さは8.0mであり、ED
F43の長さは12.0mである。励起用レーザ光源2
0から出力されEDF40に供給される励起光(波長
0.98μm)の強度は70mWであり、励起用レーザ
光源21および22それぞれから出力されEDF42お
よび43に供給される励起光(波長1.48μm)それ
ぞれの強度は70mWである。また、入力信号光および
出力信号光に関する条件は、第1の実施形態の場合と同
様である。
Here, each condition is as follows. E
The composition of each of the DFs 40, 42 and 43 is the same as in the first embodiment, but the length of the EDF 40 is 9.
0 m, and the length of the EDF 42 is 8.0 m.
The length of F43 is 12.0 m. Excitation laser light source 2
The intensity of the excitation light (wavelength 0.98 μm) output from 0 and supplied to the EDF 40 is 70 mW, and the excitation light (wavelength 1.48 μm) output from the excitation laser light sources 21 and 22 and supplied to the EDFs 42 and 43, respectively. Each intensity is 70 mW. Further, the conditions regarding the input signal light and the output signal light are the same as in the case of the first embodiment.

【0049】以上の各構成要素を有する光ファイバ増幅
器(利得等化部を含まず)の信号光出力強度(図7
(a))は、波長1532nmから1538nmまでの
範囲では、波長1535nm付近で極大となり、その波
長1535nmに近い波長ほど利得が大きく、また、波
長1540nmから1550nmまでの範囲では、波長
1544nm付近で極大となり、その波長1544nm
に近い波長ほど利得が大きく、また、波長1552nm
から1562nmまでの範囲では、波長1557nm付
近で極大となり、その波長1557nmに近い波長ほど
利得が大きい。そして、利得極大値は、1535nm付
近、1544nm付近および1557nm付近それぞれ
において同程度であって、図6(a)の場合よりも更に
明確に現れている。一方、利得が極小となる利得極小波
長は、1540nm付近および1552nm付近の2波
長であって、それぞれの信号光出力強度は、7.4dB
m程度および8.0dBm程度であり、これらの平均値
は7.7dBm程度である。したがって、2つの利得極
小値それぞれの利得平均値に対する偏差は、4%以下で
ある。
The signal light output intensity (see FIG. 7) of the optical fiber amplifier (not including the gain
In (a)), in the range of wavelengths from 1532 nm to 1538 nm, the gain becomes maximum near the wavelength of 1535 nm, and the gain increases as the wavelength approaches 1535 nm. , Its wavelength 1544nm
The gain is larger for wavelengths closer to
In the range from 1562 nm to 1562 nm, the maximum is obtained near the wavelength of 1557 nm, and the gain becomes larger as the wavelength is closer to 1557 nm. The gain maximum values are approximately the same at around 1535 nm, around 1544 nm, and around 1557 nm, respectively, and appear more clearly than in the case of FIG. On the other hand, the minimum gain wavelength at which the gain is minimum is two wavelengths near 1540 nm and 1552 nm, and the signal light output intensity of each is 7.4 dB.
m and about 8.0 dBm, and their average value is about 7.7 dBm. Therefore, the deviation of each of the two minimum gain values from the average gain value is 4% or less.

【0050】そこで、本実施形態においては、利得等化
部51は、互いにグレーティング周期が異なる3種類の
ファイバグレーティングが縦続接続されて構成されるも
のとし、第1のファイバグレーティングの透過ロススペ
クトルT1(λ)を、波長λ(nm)が1533nmから
1537.8nmまでの範囲では、 T1(λ)=1.4-1.4・(λ-1535.4)2/5.76 …(4a) とし、これ以外の波長範囲では、 T1(λ)=0 …(4b) とし、このような透過ロススペクトルT1(λ)を有する
第1のファイバーグレーティングにより、光増幅部の利
得スペクトルのうちの1533nmから1537.8n
mまでの波長範囲を利得等化する。
Therefore, in the present embodiment, the gain equalizer 51 is configured by cascading three types of fiber gratings having different grating periods, and the transmission loss spectrum T1 ( λ) is T1 (λ) = 1.4−1.4 · (λ−1535.4) 2 /5.76 (4a) when the wavelength λ (nm) is in the range from 1533 nm to 1537.8 nm, and in the other wavelength range, T1 (λ) = 0 (4b), and the first fiber grating having such a transmission loss spectrum T1 (λ) makes the gain spectrum of the optical amplifying section from 1533 nm to 1537.8n.
Gain equalization is performed for the wavelength range up to m.

【0051】また、第2のファイバグレーティングの透
過ロススペクトルT2(λ)を、波長λ(nm)が154
0.5nmから1548.5nmまでの範囲では、 T2(λ)=1.2-1.2・(λ-1544.5)2/16 …(5a) とし、これ以外の波長範囲では、 T2(λ)=0 …(5b) とし、このような透過ロススペクトルT2(λ)を有する
第2のファイバーグレーティングにより、光増幅部の利
得スペクトルのうちの1540.5nmから1548.
5nmまでの波長範囲を利得等化する。
Further, the transmission loss spectrum T 2 (λ) of the second fiber grating is set to 154 (wavelength λ (nm)).
In the range from 0.5nm to 1548.5Nm, and T2 (λ) = 1.2-1.2 · ( λ-1544.5) 2/16 ... (5a), in the wavelength range other than this, T2 (λ) = 0 ... ( 5b), and the second fiber grating having such a transmission loss spectrum T2 (λ) is used to convert 1540.5 nm to 1548.
Gain equalization in the wavelength range up to 5 nm.

【0052】また、第3のファイバグレーティングの透
過ロススペクトルT3(λ)を、波長λ(nm)が155
2.5nmから1561.5nmまでの範囲では、 T3(λ)=1.1-1.1・(λ-1557)2/20.25 …(6a) とし、これ以外の波長範囲では、 T3(λ)=0 …(6b) とし、このような透過ロススペクトルT3(λ)を有する
第3のファイバーグレーティングにより、光増幅部の利
得スペクトルのうちの1552.5nmから1561.
5nmまでの波長範囲を利得等化する。
Further, the transmission loss spectrum T 3 (λ) of the third fiber grating is set to 155 (wavelength λ (nm)).
In the range from 2.5 nm to 1561.5 nm, T3 (λ) = 1.1−1.1 · (λ-1557) 2 /20.25 (6a), and in other wavelength ranges, T3 (λ) = 0 ( 6b), and the third fiber grating having such a transmission loss spectrum T3 (λ) converts the gain spectrum of the optical amplifier from 1552.5 nm to 1561.
Gain equalization in the wavelength range up to 5 nm.

【0053】そして、利得等化部51全体の透過ロスス
ペクトルT(λ)は、 T(λ)=T1(λ)+T2(λ)+T3(λ) …(7) となる。すなわち、この全体の透過ロススペクトルT
(λ)は、光増幅部における利得の偏差が利得平均値に対
して4%以上である波長域それぞれにおいて、その利得
スペクトルにおける利得が極大となる波長に近い波長ほ
ど透過ロスが大きいものである。
The transmission loss spectrum T (λ) of the entire gain equalizing section 51 is as follows: T (λ) = T1 (λ) + T2 (λ) + T3 (λ) (7) That is, the entire transmission loss spectrum T
(λ) indicates that in each wavelength region where the gain deviation in the optical amplifying unit is 4% or more with respect to the average gain value, the transmission loss increases as the wavelength is closer to the wavelength at which the gain in the gain spectrum is maximized. .

【0054】したがって、光ファイバ増幅器全体の利得
スペクトル(図7(b))は、EDF40,42および
43を含んで構成される光増幅部の利得スペクトル(図
7(a))に、この利得等化部51全体の透過ロススペ
クトルT(λ)を総合したものになる。この図7(b)か
ら判るように、1535nm以上1560nm以下の信
号光波長域内において、信号光出力強度の最小値が8.
2dBm程度であり、最大値が8.6dBm程度であ
り、平均値が8.4dBm程度であるので、光ファイバ
増幅器全体の利得の偏差が2.4%程度となっている。
Accordingly, the gain spectrum of the entire optical fiber amplifier (FIG. 7B) is the same as the gain spectrum of the optical amplification section including the EDFs 40, 42 and 43 (FIG. 7A). The transmission loss spectrum T (λ) of the entire conversion unit 51 is integrated. As can be seen from FIG. 7B, the minimum value of the signal light output intensity is 7.8 in the signal light wavelength range of 1535 nm or more and 1560 nm or less.
Since it is about 2 dBm, the maximum value is about 8.6 dBm, and the average value is about 8.4 dBm, the deviation of the gain of the entire optical fiber amplifier is about 2.4%.

【0055】本実施形態に係る光ファイバ増幅器でも、
このような透過ロススペクトルT1(λ),T2(λ)および
T3(λ)それぞれを有する3種類のファイバグレーティ
ングを含む利得等化部51を採用することにより、信号
光出力強度(図7(b))は、利得等化部のない光ファ
イバ増幅器の場合(図7(a))と比較して、信号光波
長域(1532nm〜1562nm)における利得スペ
クトルの平坦性が改善されている。
In the optical fiber amplifier according to this embodiment,
By employing the gain equalizer 51 including three types of fiber gratings each having such a transmission loss spectrum T1 (λ), T2 (λ) and T3 (λ), the signal light output intensity (FIG. 7 (b) 7)), the flatness of the gain spectrum in the signal light wavelength region (1532 nm to 1562 nm) is improved as compared with the case of the optical fiber amplifier without the gain equalizing section (FIG. 7A).

【0056】次に、以上に述べた第1および第2の実施
形態それぞれに係る光ファイバ増幅器の性能を比較す
る。図8は、第1および第2の実施形態それぞれに係る
光ファイバ増幅器の性能比較を示す図表である。なお、
この図表には、比較のため、従来技術5による光ファイ
バ増幅器の性能をも示す。
Next, the performances of the optical fiber amplifiers according to the first and second embodiments described above will be compared. FIG. 8 is a chart showing a performance comparison of the optical fiber amplifiers according to the first and second embodiments. In addition,
This chart also shows the performance of the optical fiber amplifier according to the prior art 5 for comparison.

【0057】2段目のEDF(EDF42および43)
に供給すべき励起光(波長1.48μm)の強度は、従
来技術5では、140mWであるのに対して、第1およ
び第2の実施形態それぞれでも、従来技術5の場合と同
程度の励起光強度でよい。
Second-stage EDF (EDFs 42 and 43)
The intensity of the pumping light (wavelength 1.48 μm) to be supplied to the first embodiment is 140 mW in the related art 5, but in each of the first and second embodiments, the pumping intensity is almost the same as that of the related art 5. Light intensity is sufficient.

【0058】また、利得最大値から0.5dBダウンし
た利得までの信号光波長域および1.0dBダウンした
利得までの信号光波長域については、第1および第2の
実施形態に係る光ファイバ増幅器では、従来技術5と比
較して広い。特に、第2の実施形態に係る光ファイバ増
幅の場合には、それぞれの透過ロス極大値が小さい3種
類のファイバグレーティングが縦続接続されて構成され
る利得等化部51を用いるので、利得スペクトルの等化
を微妙に行うことができ、したがって、信号光波長域2
8nmの範囲で常に利得偏差が0.5dB以下に抑えら
れていて、第1の実施形態に係る光ファイバ増幅器と比
べても良好な性能が得られている。
The signal light wavelength range from the maximum gain to the gain 0.5 dB down and the signal light wavelength range from the gain down 1.0 dB to the gain are the optical fiber amplifiers according to the first and second embodiments. Is wider than that of the conventional technology 5. In particular, in the case of the optical fiber amplification according to the second embodiment, since the gain equalization unit 51 configured by cascade-connecting three types of fiber gratings each having a small transmission loss maximum value is used, Equalization can be delicately performed, and therefore, the signal light wavelength range 2
The gain deviation is always suppressed to 0.5 dB or less in the range of 8 nm, and good performance is obtained as compared with the optical fiber amplifier according to the first embodiment.

【0059】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、上記の何れ
の実施形態においても、光ファイバ増幅器の内部に利得
等化部を設けたが、光ファイバ増幅器の内部に利得等化
部を設けることなく別に利得等化器を設けて、これらを
縦続接続してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in any of the embodiments described above, the gain equalizer is provided inside the optical fiber amplifier, but a gain equalizer is provided separately without providing the gain equalizer inside the optical fiber amplifier. May be connected in cascade.

【0060】また、上記の何れの実施形態においても、
1段目のEDF40と2段目のEDF(EDF42およ
び43)との間に利得等化部を設けたが、利得等化部を
設ける位置はこれに限られるものではく、例えば、1段
目のEDFの前段でもよいし、2段目のEDFの後段で
もよい。
In any of the above embodiments,
Although the gain equalizer is provided between the first-stage EDF 40 and the second-stage EDF (EDFs 42 and 43), the position of the gain equalizer is not limited to this. May be before the EDF of the second stage or after the second stage.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、光増幅部における利得スペクトルは、1535n
m以上1560nm以下の信号光波長域内において、利
得が極小となる利得極小波長を2以上有し、該利得極小
波長それぞれにおける利得の偏差が当該利得平均値に対
して対数表示で4%以下である。したがって、この光増
幅部により光増幅される信号光は、所定の透過ロススペ
クトルを有する利得等化部を別途設けて縦続接続するこ
とにより、容易に利得等化される。
As described above in detail, according to the present invention, the gain spectrum in the optical amplifier is 1535n.
Within the signal light wavelength range of m or more and 1560 nm or less, there are two or more minimum gain wavelengths at which the gain becomes a minimum, and the deviation of the gain at each of the minimum gain wavelengths is 4% or less in logarithm with respect to the average gain value. . Therefore, the signal light optically amplified by the optical amplifying unit is easily gain-equalized by separately providing a gain equalizing unit having a predetermined transmission loss spectrum and cascading the same.

【0062】また、光増幅部は、Er元素および3wt
%以上のAl元素が共添加された石英系光ファイバを備
えるのが好適である。また、その石英系光ファイバは、
更にP元素が共添加され、P元素とAl元素との組成比
が6以上であるものが好適である。石英系光ファイバ
は、信頼性が高く、融着等において取り扱いが容易で、
安価であり、また、このような石英系光ファイバを備え
た光増幅部は、所望の利得スペクトルを実現することが
できる。
Further, the optical amplifying section is composed of an Er element and 3 wt.
It is preferable to provide a quartz-based optical fiber doped with Al element of at least%. In addition, the quartz optical fiber,
Further, it is preferable that the P element is co-added and the composition ratio of the P element and the Al element is 6 or more. Silica-based optical fibers are highly reliable and easy to handle in fusion, etc.
The optical amplifier, which is inexpensive and includes such a silica-based optical fiber, can realize a desired gain spectrum.

【0063】また、さらに、この光増幅器が、光増幅部
と利得等化部とが実質的に縦続接続されたものであっ
て、この利得等化部における透過ロススペクトルが、信
号光波長域内であって光増幅部における利得の偏差が利
得平均値に対して対数表示で4%以上である波長域それ
ぞれにおいて、利得スペクトルにおける利得が極大とな
る波長に近い波長ほど透過ロスが大きいものである場合
には、上述した利得スペクトルを有する光増幅部により
光増幅される信号光は、このような透過ロススペクトル
を有する利得等化部により利得等化され、光増幅器全体
の利得の偏差は対数表示で4%以下となる。
Further, in this optical amplifier, an optical amplifying unit and a gain equalizing unit are substantially connected in cascade, and the transmission loss spectrum in the gain equalizing unit is within the signal light wavelength range. In each of the wavelength ranges where the deviation of the gain in the optical amplifying unit is 4% or more in logarithmic form with respect to the average gain value, the transmission loss increases as the wavelength is closer to the wavelength where the gain in the gain spectrum is maximum. The signal light optically amplified by the optical amplifier having the above-described gain spectrum is gain-equalized by the gain equalizer having such a transmission loss spectrum, and the deviation of the gain of the entire optical amplifier is expressed in logarithmic representation. 4% or less.

【0064】また、本発明に係る光増幅・利得等化方法
によれば、信号光を光増幅する際における利得スペクト
ルは、1535nm以上1560nm以下の信号光波長
域内において、利得が極小となる利得極小波長を2以上
有し、該利得極小波長それぞれにおける利得の偏差が利
得平均値に対して利得平均値に対して対数表示で4%以
下である。一方、利得等化の際における透過ロススペク
トルは、信号光波長域内であって利得スペクトルにおけ
る利得の偏差が利得平均値に対して対数表示で4%以上
である波長域それぞれにおいて、利得スペクトルにおけ
る利得が極大となる波長に近い波長ほど透過ロスが大き
いものである。そして、信号光は、このような利得スペ
クトルにより光増幅され、且つ、このような透過ロスス
ペクトルにより利得等化されて、全体の利得の偏差は対
数表示で4%以下となる。
Further, according to the optical amplification / gain equalization method of the present invention, the gain spectrum when optically amplifying the signal light has a minimum gain at which the gain is minimized within a signal light wavelength range of 1535 nm to 1560 nm. It has two or more wavelengths, and the gain deviation at each of the minimum gain wavelengths is 4% or less in logarithmic representation with respect to the average gain value and the average gain value. On the other hand, the transmission loss spectrum at the time of gain equalization shows the gain in the gain spectrum in each wavelength range within the signal light wavelength range, where the gain deviation in the gain spectrum is 4% or more logarithmically with respect to the average gain value. The transmission loss increases as the wavelength becomes closer to the wavelength at which the maximum is reached. Then, the signal light is optically amplified by such a gain spectrum and gain-equalized by such a transmission loss spectrum, so that the deviation of the entire gain is 4% or less in logarithmic representation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier according to a first embodiment.

【図2】反転分布の各値それぞれにおけるAl添加ED
Fの利得スペクトルを示すグラフである。
FIG. 2 shows Al-added ED at each value of population inversion.
9 is a graph showing a gain spectrum of F.

【図3】Al添加EDFにおいて、利得30dBに対し
て利得偏差が0.5dB以下となる信号光波長域幅のA
l濃度依存性を示すグラフである。
FIG. 3 shows a signal light wavelength band width A at which a gain deviation is 0.5 dB or less for a gain of 30 dB in an Al-doped EDF.
It is a graph which shows 1 concentration dependence.

【図4】Al添加EDFの反転分布を最適化したときの
利得スペクトルを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a gain spectrum when the population inversion of Al-doped EDF is optimized.

【図5】P/Al組成比それぞれの値におけるP/Al
共添加EDFの利得スペクトルを示すグラフである。
FIG. 5: P / Al at each value of P / Al composition ratio
4 is a graph showing a gain spectrum of a co-doped EDF.

【図6】(a)は、第1の実施形態に係る光ファイバ増
幅器から利得等化部51を除いたものによる信号光出力
強度を示すグラフであり、(b)は、第1の実施形態に
係る光ファイバ増幅器による信号光出力強度を示すグラ
フである。
FIG. 6A is a graph showing signal light output intensity obtained by removing the gain equalizer 51 from the optical fiber amplifier according to the first embodiment, and FIG. 6B is a graph showing the signal light output intensity according to the first embodiment; 5 is a graph showing the signal light output intensity of the optical fiber amplifier according to the first embodiment.

【図7】(a)は、第2の実施形態に係る光ファイバ増
幅器から利得等化部51を除いたものによる信号光出力
強度を示すグラフであり、(b)は、第2の実施形態に
係る光ファイバ増幅器による信号光出力強度を示すグラ
フである。
FIG. 7A is a graph showing the signal light output intensity obtained by removing the gain equalizer 51 from the optical fiber amplifier according to the second embodiment, and FIG. 7B is a graph showing the second embodiment. 5 is a graph showing the signal light output intensity of the optical fiber amplifier according to the first embodiment.

【図8】第1および第2の実施形態それぞれに係る光フ
ァイバ増幅器の性能比較を示す図表である。
FIG. 8 is a table showing a performance comparison of the optical fiber amplifiers according to the first and second embodiments.

【図9】従来技術5に係る光ファイバ増幅器の信号光出
力強度を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the signal light output intensity of the optical fiber amplifier according to the related art 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,11,12…アイソレータ、20,21,22…
励起用レーザ光源、30,31,32…WDMカプラ、
40,42,43…EDF、51…利得等化部、60,
61…光ファイバ伝送路、70,71,72…光ファイ
バ。
10, 11, 12 ... isolator, 20, 21, 22, ...
Excitation laser light source, 30, 31, 32 ... WDM coupler,
40, 42, 43 ... EDF, 51 ... gain equalizer, 60,
61: optical fiber transmission line, 70, 71, 72: optical fiber.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1535nm以上1560nm以下の信
号光波長域内で、利得極小値を2以上有し、利得極小値
のバラツキが所定の利得平均値に対し対数表示で4%以
下となるように調整されている、ことを特徴とする光フ
ァイバ増幅部。
In a signal light wavelength range of 1535 nm or more and 1560 nm or less, a minimum gain value is 2 or more, and a variation of the minimum gain value is adjusted so as to be 4% or less in logarithm with respect to a predetermined average gain value. An optical fiber amplifier.
【請求項2】 Er元素と3wt%以上のAl元素とが
添加された石英系光ファイバを含む、ことを特徴とする
請求項1記載の光ファイバ増幅部。
2. The optical fiber amplifier according to claim 1, further comprising a silica-based optical fiber to which Er element and Al element of 3 wt% or more are added.
【請求項3】 Er元素とAl元素とP元素とが添加さ
れ、P元素とAl元素との組成比が6以上である石英系
光ファイバを含む、ことを特徴とする請求項1記載の光
ファイバ増幅部。
3. The light according to claim 1, further comprising a quartz optical fiber to which Er element, Al element and P element are added, and wherein the composition ratio of P element and Al element is 6 or more. Fiber amplifier.
【請求項4】 1535nm以上1560nm以下の信
号光波長域内で、利得極小値を2以上有し、利得極小値
のバラツキが所定の利得平均値に対し対数表示で4%以
下となるように調整されている、ことを特徴とする光フ
ァイバ増幅部と、 前記光ファイバ増幅部と実質的に縦続接続され、前記信
号光波長域内で、利得のバラツキが前記所定の利得平均
値に対して対数表示で4%以上となる波長域に対し、利
得極大波長に近い波長ほど透過ロスが大きく、前記光フ
ァイバ増幅部で増幅される信号光の利得のバラツキを利
得平均値に対して対数表示で4%以下とする利得等化部
と、 を備えることを特徴とする光ファイバ増幅器。
4. Within a signal light wavelength range of 1535 nm or more and 1560 nm or less, the minimum gain value is 2 or more, and the variation of the minimum gain value is adjusted so as to be 4% or less in logarithm of a predetermined gain average value. An optical fiber amplifier, characterized in that the optical fiber amplifier is substantially cascaded with the optical fiber amplifier, and within the signal light wavelength range, the variation in gain is expressed in a logarithmic manner with respect to the predetermined gain average value. With respect to the wavelength range of 4% or more, the transmission loss increases as the wavelength is closer to the maximum gain wavelength, and the variation of the gain of the signal light amplified by the optical fiber amplifier is 4% or less in logarithm with respect to the average gain value. An optical fiber amplifier comprising: a gain equalizing unit;
【請求項5】 1535nm以上1560nm以下の信
号光波長域内で、利得極小値を2以上有して、利得極小
値のバラツキが所定の利得平均値に対し対数表示で4%
以下となるように光ファイバ増幅部を調整し、 前記信号光波長域内で、利得のバラツキが前記所定の利
得平均値に対して対数表示で4%以上となる波長域に対
し、利得極大波長に近い波長ほど大きい透過ロスを有す
る利得等化部により、前記信号光の利得のバラツキを利
得平均値に対して対数表示で4%以下になるよう利得等
化する、 ことを特徴とする光ファイバ増幅器の利得等化方法。
5. In a signal light wavelength range of 1535 nm or more and 1560 nm or less, a minimum gain value is 2 or more, and a variation of the minimum gain value is 4% in a logarithmic representation with respect to a predetermined gain average value.
The optical fiber amplifier is adjusted so as to be less than or equal to the maximum gain wavelength for the wavelength range where the variation of the gain is 4% or more logarithmically with respect to the predetermined gain average value in the signal light wavelength range. An optical fiber amplifier, wherein a gain equalizer having a larger transmission loss as the wavelength becomes shorter equalizes the variation in the gain of the signal light so as to be 4% or less in logarithm with respect to the average gain value. Gain equalization method.
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