JPH10294510A

JPH10294510A - 光増幅器

Info

Publication number: JPH10294510A
Application number: JP10036382A
Authority: JP
Inventors: Koji Masuda; 浩次増田; Kazuo Aida; 一夫相田; Kenichi Suzuki; 謙一鈴木; Shingo Kawai; 伸悟河合
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: JP3461113B2

Abstract

(57)【要約】【課題】利得平坦帯域が広く、高飽和出力・低雑音な
光増幅器を提供する。【解決手段】本発明では、利得媒質としてエルビウム
添加ファイバ（ＥＤＦ）を用い、２段階の増幅構成をと
っている。エルビウム添加濃度は１０００ｐｐｍとし、
１５５０ｎｍにおける信号光の未飽和吸収係数は１ｄＢ
／ｍとする。ＥＤＦ・１４−８の長さは１００ｍであ
り、ＥＤＦ・１４−１２の長さは７０ｍである。励起光
源１４−６，１４−１０は１．５３μｍの半導体レーザ
であり、励起光パワーは１００ｍＷである。合波器１４
−７，１４−１１は誘電体多層膜フィルタであり、利得
等化器１４−４はフーリエフィルタである。該フーリエ
フィルタのピーク損失は１７ｄＢである。ＥＤＦ・１４
−８の利得は２５ｄＢであり、ＥＤＦ・１４−１２の利
得は１５ｄＢである。光アイソレータをレーザ発振防止
のため、前段増幅部に２個、後段増幅部に１個設置して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ伝送系
や光信号処理系において必要とされる光増幅器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ伝送系で使用される従来技術
の光増幅器の構成を図２３〜図２５に示す。図２３，図
２４，図２５はそれぞれ、従来技術の光増幅器の第１，
第２，第３の構成である。

【０００３】図２３において、光増幅器２３−１は、増
幅部２３−２および利得等化器２３−３よりなる。その
光増幅器２３−１は、伝送ファイバ２３−４，２３−５
に接続されている。多波長の信号光が、その光増幅器２
３−１に入射し、増幅される。前記増幅部２３−２は、
利得媒質２３−６（希土類添加ファイバまたは導波
路）、励起光源２３−７、および、利得媒質２３−６の
前段に設置された光部品２３−８（励起光と信号光の合
波器、光アイソレータ等）と、利得媒質２３−６の後段
に設置された光部品２３−９（光アイソレータ等）より
なる（参考文献：Massicott et al., Electron. Lett.,
vol.26, No.20, pp.1645-1646, 1990）。

【０００４】図２３の構成の光増幅器２３−１の利得特
性を、図２６（ａ）〜図２６（ｃ）に示す。図２６
（ａ）は、利得媒質２３−６の利得の波長依存性を示し
ている。図２６（ａ）で、利得のピーク値は約３０ｄ
Ｂ、利得平坦帯域（例えば、３ｄＢ利得低下帯域）は約
１０ｎｍである。利得等化器２３−３の損失を図２６
（ｂ）に示す。その損失のピーク値は、約１０ｄＢであ
る。図２６（ａ）の利得から図２６（ｂ）の損失を引い
た値が、光増幅器２３−１の利得であるが、それを図２
６（ｃ）に示す。ただし、簡単のため、光部品２３−８
と光部品２３−９の損失は無視した。利得等化器２３−
３を用いたことで、利得平坦帯域は約３０ｎｍに増加し
た。このように、利得平坦帯域が広がれば、信号光波長
間隔が等しい場合、より多くの波長の（したがって多く
のチャンネルの）信号光を同一利得で増幅できるという
利点がある。

【０００５】図２４は、図２３と同様の利得特性を有す
るが、図２３に比べ、より低雑音な光増幅器の構成であ
る。図２３の場合と異なるのは、励起光波長の異なる２
つの励起光源２３−７，２４−３を用いていることであ
る。励起光源２４−３が出力する励起光の波長は、励起
光源２３−７が出力する励起光の波長より短く、利得媒
質２３−６の（信号光入力方向に対して）上位部分を、
図２３に比べ、より高い反転分布状態で励起する（参考
文献：Massicott et al., Electron. Lett., vol.28, N
o.20, pp.1924-1925, 1992）。

【０００６】図２５は、利得の広帯域化を図ったもので
はないが、本発明の構成に類似した構成の光増幅器であ
る。増幅部が前段（増幅部２５−２）および後段（増幅
部２５−３）に分かれており、それらの間に、帯域制限
光フィルタまたは分散補償器２５−４が設置してある。
信号光は、おもに単一波長である。帯域制限光フィルタ
を用いた場合には、利得媒質が２ヵ所に分かれているの
で、レーザ発振や増幅された自然放出光による増幅特性
劣化を被ることなく、高利得化が可能である。分散補償
器を用いた場合には、分散補償器の損失による信号対雑
音比の劣化を除去することができる（参考文献：Masuda
et al., Electron. Lett., vol.26, No.10, pp.661-66
2, 1990）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２３および図２４に
示した構成における、平坦利得帯域の平坦利得依存性、
および、光増幅器飽和出力パワーの等化器損失依存性
を、それぞれ図９（ａ）および図９（ｂ）に示した。図
９（ａ）より、平坦利得帯域は平坦利得の増加と共に減
少し、平坦利得は、レーザ発振や増幅された自然放出光
による増幅特性劣化により、３０ｄＢ程度に制限され
る。一方、図９（ｂ）より、光増幅器飽和出力パワー
は、等化器損失の増加と共に著しく減少する。ところ
が、広い平坦利得帯域を得るには、大きな等化器損失が
必要とされるため、大きな光増幅器飽和出力パワーを保
ったまま、広い平坦利得帯域を得ることが困難になる、
という欠点が生じる。

【０００８】本発明の目的は、このような欠点を解決し
た、広帯域な光増幅器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、希土類添加
ファイバを利得媒質とする長尺な利得媒質を２以上の整
数であるＮ個に分割し、該分割した利得媒質と、該利得
媒質の有効励起波長を１．５３μｍとなる励起光を出力
する励起光源とを含むＮ個の増幅部と、前記Ｎ個の増幅
部の各間に設置され、前記利得媒質の広波長域で有効と
なる（Ｎ−１）個の利得等化器とを備えたことを特徴と
する光増幅器である。また、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の光増幅器において、前記励起光が、励
起波長の異なる複数の励起光からなることを特徴として
いる。また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の光増幅器において、前記希土類添加ファイバは、エル
ビウム添加ファイバであることを特徴としている。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の光増幅器において、前記光増幅器が、該光増幅
器が接続されるシリカファイバ伝送路に対しラマン増幅
励起光を送る励起光源をさらに備えたことを特徴として
いる。また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の光増幅器において、前記光増幅器が、入力側に方向性
結合器を備え、前記ラマン増幅励起光は、前記方向性結
合器を介して前記ラマン増幅体に送られることを特徴と
している。また、請求項６に記載の発明は、請求項５に
記載の光増幅器において、前記ラマン増幅励起光の波長
が、前記光増幅器による増幅帯が広帯域化される波長で
あることを特徴としている。また、請求項７に記載の発
明は、請求項６に記載の光増幅器において、前記希土類
添加ファイバが、エルビウム添加ファイバであり、前記
光増幅器による増幅帯が広帯域化されるラマン増幅励起
光の波長が、１．４９から１．５３μｍの範囲であるこ
とを特徴としている。

【００１１】また、請求項８に記載の発明は、請求項２
に記載の光増幅器において、前記増幅部が、前記励起光
源による第１の励起光波長と異なる所望の第２の励起光
が信号光と同方向に発振するリング構成を備えたことを
特徴としている。また、請求項９に記載の発明は、請求
項８に記載の光増幅器において、前記リング構成が、信
号光および前記利得媒質による増幅光に対し前記第２の
励起光を狭帯域に合波・分波するＷＤＭカプラを含むこ
とを特徴としている。

【００１２】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
２に記載の光増幅器において、前記増幅部が、前記励起
光源による第１の励起光波長と異なる所望の第２の励起
光が信号光と逆方向に発振するリング構成を備えたこと
を特徴としている。また、請求項１１に記載の発明は、
請求項１０に記載の光増幅器において、前記リング構成
が、信号光および前記利得媒質による増幅光に対し前記
第２の励起光の合波を行う方向性結合器を含むことを特
徴としている。また、請求項１２に記載の発明は、請求
項１に記載の光増幅器において、前記リング構成が、前
記第１の励起光と同波長の励起光を発する第２の励起光
源と、前記第２の励起光源による励起光を前記リング構
成に光合波する合波器とをさらに備えたことを特徴とし
ている。

【００１３】

【発明の実施の形態】始めに、長尺な利得媒質を多分割
し、分割した利得媒質間に利得等化器を接続した光増幅
器の第１〜第６の構成についてその概要を説明し、その
あとそれらの第１〜第６実施形態を説明する。

【００１４】§１．概要本発明の第１〜第６の構成をそれぞれ図１〜図６に示
す。第１の構成である図１は、従来技術の図２３と、増
幅部が前段（増幅部１−２）および後段（増幅部１−
３）の２つに分かれている点で大きく異なる。また、従
来技術の図２５とは、前段の増幅部１−２と後段の増幅
部１−３の間に設置する光部品が利得等化器１−４であ
り、入力信号光が広帯域な多波長光である点で大きく異
なる。

【００１５】この第１構成での利得特性を図７（ａ），
図７（ｂ），図８に示す。図７（ａ）は、利得媒質の利
得の波長依存性を示している。図７（ａ）で、利得のピ
ーク値は約４０ｄＢであり、従来技術の場合に比べ、レ
ーザ発振や増幅された自然放出光による増幅特性劣化が
ないので、高い値が得られる。前段の増幅部１−２の利
得の典型値は２５ｄＢであり、後段の増幅部１−３の利
得の典型値は１５ｄＢである。また、ある一定値（例え
ば１０ｄＢまたは２０ｄＢ）以上の利得も増加してい
る。利得等化器１−４の損失を図７（ｂ）に示す。その
損失のピーク値は、約１０ｄＢおよび２０ｄＢである。

【００１６】図７（ａ）の利得から図７（ｂ）の損失を
引いた値が、光増幅器１−１の利得であるが、それを図
８に示す。ただし、簡単のため、光部品１−８，１−１
０と光部品１−１２，１−１４の損失は無視した。損失
ピーク値が約１０ｄＢのときの利得平坦帯域は３０ｎｍ
であり、損失ピーク値が約２０ｄＢのときの利得平坦帯
域は５０ｎｍである。図２６（ｃ）、すなわち、従来技
術における平坦利得値２０ｄＢのときの利得平坦帯域は
３０ｎｍであり、図８、すなわち、本発明における平坦
利得値２０ｄＢのときの利得平坦帯域は５０ｎｍである
から、本発明の構成により、利得平坦帯域が顕著に拡大
したことがわかる。

【００１７】図９（ａ）に本発明における平坦利得帯域
の平坦利得依存性を示す。従来技術に比べ、利得平坦帯
域が顕著に拡大したことがわかる。図９（ｂ）に本発明
における光増幅器飽和出力の等化器損失依存性を示し
た。本発明では、利得等化器１−４のあとに光増幅器
（増幅部１−３）があるので、光増幅器飽和出力は等化
器損失にあまり依存しないことがわかる。従来技術に比
べ、光増幅器飽和出力が顕著に増大していることがわか
る。以上のように、本発明の第１構成では、高い光増幅
器飽和出力を保ったまま、広い利得平坦帯域を確保する
ことができる。

【００１８】また、利得媒質を３分割した場合の構成を
図２７に示す。３分割した利得媒質の間に２つの利得等
化器１−４、１−４’を設置している。２つの利得等化
器１−４、１−４’を用いているため、総合した利得等
化器の損失ピーク値は、３０ｄB程度に設定できる。こ
のときの利得平坦領域は約６０ｎｍである。利得媒質を
２分割した場合の利得平坦帯域は５０ｎｍであるから、
３分割することにより利得平坦帯域を約１０ｎｍ拡大す
ることができる。なお、図では利得媒質を３分割までし
た例について示してあるが、分割数をＮ（Ｎは２以上整
数）とし、分割された利得媒質を構成要素とするＮ個の
増幅部と、その増幅部間に設けられた（Ｎ−１）個の利
得等化器とを備えた光増幅器としてもよい。なお、光増
幅器は、分割数Ｎを増やすことで、利得媒質の帯域範囲
内で利得平坦帯域を徐々に拡大していくことができる。

【００１９】図２は、本発明の第２の構成を示してい
る。本発明の第２構成は、図１に示す構成（第１の構
成）の増幅部１−２，１−３を、それぞれ、図２に示す
構成に置き換えたものである。すなわち、図１とは、増
幅部の励起光源が異なっている。図２では、図面の簡単
化のため、図１との相違点のみを、図１の増幅部１−２
に対応する増幅部２−１について示した。この相違点
は、図１の増幅部１−３に対応する増幅部（図示略）に
ついても同様である。本構成は、図１に比べ、より低雑
音な光増幅器の構成である。図１の場合と異なるのは、
励起光波長の異なる２つの励起光源１−７，２−２を用
いていることである。励起光源２−２が出力する励起光
の波長は、励起光源１−７が出力する励起光の波長より
短く、利得媒質１−９の（信号光入力方向に対して）上
位部分を、図１に比べ、より高い反転分布状態で励起す
る。

【００２０】図３は、本発明の第３の構成を示してい
る。図２３（従来技術）とは、伝送ファイバ２３−４を
増幅媒質として用い、その励起光源３−３があらたに設
置されている点が異なる。伝送ファイバ２３−４はラマ
ン増幅を行い、その利得は希土類添加ファイバなどの利
得媒質の利得波長依存性の平坦化、すなわち、利得等化
を行う波長依存性を有するようになっている。すなわ
ち、励起光の波長が、利得等化を行う波長のラマンシフ
ト量（シリカファイバで約１１０ｎｍ）だけ、短波長側
に設定されている。この第３構成の利得特性を図１０に
示す。総合利得（利得媒質利得−等化器損失＋ラマン利
得）の利得平坦帯域は、ラマン増幅を行わない場合の利
得（利得媒質利得−等化器損失）の利得平坦帯域より広
くなるという利点が生じている。

【００２１】図４は、本発明の第４の構成を示してい
る。図２（本発明の第２構成）と利得および雑音特性は
同様であるが、構成部品がより簡易・安価・安定な構成
である。低雑音特性を確保するために、励起波長が短い
励起光源２−２を用いている。光部品４−２を用いて、
利得媒質１−９をレーザ発振媒質とするレーザリング
（光部品１−８〜利得媒質１−９〜光部品１−１０〜光
部品４−２〜光部品１−８）を構成する。このとき、光
部品１−８および光部品１−１０はレーザ発振光に対し
て、それぞれ合波器および分波器を有する。そのレーザ
発振光は、図２（本発明の第２構成）における励起光源
１−７が出力する励起光と同様の作用、すなわち、利得
媒質を所望の反転分布状態に励起する作用を有する。

【００２２】図５は、本発明の第５の構成を示してい
る。図４（本発明の第４構成）と類似の構成であるが、
レーザ発振光の伝搬方向が図４の場合と逆である。この
とき、光部品１−８および光部品１−１０はレーザ発振
光に対して、それぞれ、合波器および分波器を有する
が、それらは方向性の合分波器である光サーキュレータ
等であることが新たに可能であり、効率も良い。レーザ
発振光は信号光と逆方向に伝搬するため、信号光の波長
に関係なくレーザ発振光の波長を設定でき、部品構成の
任意度が広がり、有利である。

【００２３】図６は、本発明の第６の構成を示してい
る。図５（本発明の第５構成）と類似の構成であるが、
励起光源６−２を新たに設置して、励起光をレーザリン
グの経路を利用して追加している。したがって、総合の
励起光強度を増加させ、光増幅器の飽和出力を増加させ
ることができる。

【００２４】以上、本発明の第１〜第６の構成を示した
が、以下に、従来技術との相違を明確にするために、従
来技術および本発明の典型例の構成と、それらの構成の
ときの利得特性を図を用いて説明する。利得媒質は、エ
ルビウム添加ファイバ（Ｅｒ ³⁺添加ファイバ：ＥＤＦ）
とした。エルビウム添加濃度は１０００ｐｐｍとし、１
５５０ｎｍにおける信号光の未飽和吸収係数は１ｄＢ／
ｍとする。

【００２５】図１１（ａ），図１１（ｂ）に従来技術の
第１および第２の典型例の構成を示す。図１１（ａ）
は、励起波長が１．４８μｍの第１の従来技術の典型例
である。ＥＤＦ・１１−６の長さは５０ｍ、励起光パワ
ーは１００ｍＷ、利得等化器１１−３のピーク損失は１
０ｄＢ以下である。このときの利得の波長依存性（利得
スペクトル）を図１２（ａ）に示した。平坦利得２０ｄ
Ｂ、平坦帯域３０ｎｍ（１５３５〜１５６５ｎｍ）であ
る。図１１（ｂ）は、励起波長が１．５５μｍの第２の
従来技術の典型例である。ＥＤＦ・１２−４の長さは１
５０ｍ、励起光パワーは２００ｍＷ、利得等化器１１−
３のピーク損失は１０ｄＢ以下である。このときの利得
の波長依存性（利得スペクトル）を図１２（ａ）に示し
た。平坦利得２０ｄＢ、平坦帯域４０ｎｍ（１５７０〜
１６１０ｎｍ）である。

【００２６】図１３に本発明の典型例の構成を示す。２
段増幅構成であり、前段のＥＤＦ・１３−７の長さは１
００ｍであり、後段のＥＤＦ・１３−１１の長さは７０
ｍである。また、前段のＥＤＦ・１３−７の利得は２５
ｄＢであり、後段のＥＤＦ・１３−１１の利得は１５ｄ
Ｂである。その間に設置された利得等化器１３−４のピ
ーク損失は２０ｄＢである。総合した利得スペクトルを
図１２（ｂ）に示す。平坦利得２０ｄＢ、平坦帯域５０
ｎｍ（１５５０〜１６００ｎｍ）である。上記の従来技
術および本発明の典型例の利得スペクトルを比較すると
明らかなように、本発明の構成を採用することにより、
平坦帯域が顕著に拡大した。

【００２７】上記のように、本発明では、利得媒質を２
ヵ所または３ヶ所以上に分けて設置することにより、総
合利得を、レーザ発振や増幅された自然放出光による利
得劣化の影響なく増大させるとともに、ある一定以上の
利得を有する帯域を、従来技術に比べ、増大させてい
る。また、利得等化器の損失値を大きくとって、利得平
坦帯域を従来技術に比べ、広げることを可能にしてい
る。さらに、利得等化器の後段に利得媒質を設置する構
成をとっているので、利得等化器の損失値を大きくとっ
ても、光増幅器の飽和出力を大きく保つことができ、利
得等化器の損失値を大きくとったとき、光増幅器の飽和
出力が顕著に低下する従来技術の欠点を克服している。

【００２８】§２．第１実施形態以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態につい
て説明する。図１４は、この発明の第１実施形態による
広帯域光増幅器の構成例を示すブロック図である。本実
施形態では、利得媒質としてエルビウム添加ファイバ
（Ｅｒ³⁺添加ファイバ：ＥＤＦ）を用い、２段増幅構成
をとっている。エルビウム添加濃度は１０００ｐｐｍと
し、１５５０ｎｍにおける信号光の未飽和吸収係数は１
ｄＢ／ｍとする。前段のＥＤＦ・１４−８の長さは１０
０ｍであり、後段のＥＤＦ・１４−１２の長さは７０ｍ
である。励起光源１４−６，１４−１０は、１．５３μ
ｍの半導体レーザ（ＬＤ）であり、励起光パワーは１０
０ｍＷである。励起光と信号光の合波器１４−７，１４
−１１は誘電体多層膜フィルタ、利得等化器１４−４は
Split Beam Fourier Filter （フーリエフィルタ）であ
る。利得等化器（フーリエフィルタ）１４−４のピーク
損失は１７ｄＢである。前段のＥＤＦ・１４−８の利得
は２５ｄＢであり、後段のＥＤＦ・１４−１２の利得は
１５ｄＢである。光アイソレータをレーザ発振防止のた
め、前段の増幅部に２個、後段の増幅部に１個設置して
いる。なお、利得等化器１４−４は、利得平坦帯域が拡
大し、利得媒質の広波長域で有効なパラメータ設定され
るものとする。

【００２９】本発明の第１実施形態の利得スペクトルを
図１５に示した。平坦利得１７ｄＢ、利得平坦帯域５０
ｎｍを得ている。また、１．５４〜１．６１μｍの多波
長信号入力（例えば、２０波、１００波）のときの飽和
出力は約１５ｄＢｍであり、十分高い。ただし、合波器
１４−７，１４−１１、光アイソレータ１４−９，１４
−１３、利得等化器（フーリエフィルタ）１４−４の挿
入損失は各１ｄＢとした。

【００３０】§３．第２実施形態次に、この発明の第２実施形態について説明する。図１
６は、この発明の第２実施形態による広帯域光増幅器の
構成例を示すブロック図である。図１４（第１実施形
態）とは励起光源部が異なる。他は第１実施形態と同様
である。励起光源１６−４，１６−８は、波長１．４８
μｍ、出力光パワー１００ｍＷのＬＤであり、励起光源
１６−６，１６−１０は、波長１．５５μｍ、出力光パ
ワー１ｍＷのＬＤである。ＥＤＦ・１４−８，１４−１
２内に入射した１．４８μｍの励起光は、該ＥＤＦ・１
４−８，１４−１２に吸収され、一方、１．５５μｍの
励起光は、該ＥＤＦ・１４−８，１４−１２中で増幅さ
れる。その結果、該ＥＤＦ・１４−８，１４−１２の上
位部では１．４８μｍの励起光パワーが支配的である
が、下位部では１．５５μｍの励起光パワーが支配的に
なる。総合的には、１．５３μｍで励起した第１実施形
態と同じ利得を得ることができる。さらに、上位部での
反転分布が１．４８μｍ励起により高まるので、雑音特
性が向上する。具体的には、雑音指数が低減される。図
１７に第２実施形態および第１実施形態における雑音指
数の信号光波長依存性を示す。第２実施形態の方が雑音
指数が低くなっていることがわかる。

【００３１】§４．第３実施形態次に、この発明の第３実施形態について説明する。図１
８は、この発明の第３実施形態による広帯域光増幅器の
構成例を示すブロック図である。図１４（第１実施形
態）とは、ラマン増幅を加えている点が異なる。伝送フ
ァイバ（シリカファイバ）１８−４を、波長１．５１μ
ｍ、出力光パワー２００ｍＷの励起光源（ＬＤ）・１８
−６で励起している。伝送ファイバ１８−４は、６０ｋ
ｍの分散シフトファイバである。１．６１μｍでのラマ
ン利得は５ｄＢである。図１９に本実施形態による利得
スペクトルを示す。第１実施形態に比べ、平坦利得で１
０ｄＢ、利得帯域で２５ｎｍの向上がある。

【００３２】なお、合波器１８−５として方向性結合器
である光サーキュレータを用いるとよい。なぜならば、
伝送ファイバに対する励起波長（１．５１μｍ）と信号
光の方向が異なることから、光サーキュレータによる光
の合波が容易に行えるからである。また、合波器１８−
５としてＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）
カプラを用いる場合に比べ、光サーキュレータを用いる
ことにより励起波長近くの信号光の光増幅も可能とな
り、光増幅する帯域の広帯域化を図ることが可能となる
からである。

【００３３】§５．第４実施形態次に、この発明の第４実施形態について説明する。図２
０は、この発明の第４実施形態による広帯域光増幅器の
構成例を示すブロック図である。本実施形態は、図１６
（第２実施形態）とは、前段および後段の増幅部におけ
るＥＤＦの励起部の構成が異なる。したがって、図２０
では、前段の増幅部２０−１のみ示した。後段の増幅部
（図示略）の構成は、前段の増幅部２０−１の構成と同
様である。励起光源１６−４は、波長１．４８μｍ、出
力光パワー１００ｍＷのＬＤである。波長１．５５μｍ
のＬＤを用いる代わりに、リングレーザを構成し、波長
１．５５μｍの高強度レーザ発振光を発振させている。
リングレーザは、ＥＤＦ・１４−８、リングレーザ用合
波器（合波器２０−２，２０−３）、狭帯域透過光フィ
ルタ２０−６、可変減衰器２０−５、および、光アイソ
レータ２０−４で構成されている。合波器２０−２，２
０−３は、レーザ発振光波長のみ狭帯域に合波・分波す
るＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ
を用いると良い。得られる増幅特性は、第２実施形態の
場合と同じである。本構成では、励起光源（ＬＤ）が１
個で済むため、構成が簡易・高安定などの利点がある。

【００３４】§６．第５実施形態次に、この発明の第５実施形態について説明する。図２
１は、この発明の第５実施形態による広帯域光増幅器の
構成例を示すブロック図である。図２０（第４実施形
態）とは、リングレーザを構成するにあたって、光アイ
ソレータ２０−４，リングレーザ用合波器（合波器２０
−２，２０−３）を用いず、光サーキュレータ２１−
２，２１−３を用いている点が異なる。光サーキュレー
タ２１−２，２１−３を用いることにより、光部品点数
が減り、構成が簡易になるなどの利点がある。

【００３５】§７．第６実施形態次に、この発明の第６実施形態について説明する。図２
２は、この発明の第６実施形態による広帯域光増幅器の
構成例を示すブロック図である。図２１（第５実施形
態）とは、リングレーザのループを用いて励起光源を１
個増設している点で異なる。これにより、信号光利得の
劣化なしに総合励起光パワーを増大して、信号光飽和出
力を増大させることができるなどの利点がある。

【００３６】なお、上記第１〜第６実施形態では、増幅
部が２段ありその間に利得等化器を設けた構成を例にし
て説明したが、各実施形態において説明した増幅部をＮ
段（Ｎは２以上の整数）設け、それぞれの増幅部の間に
利得等化器を設けた構成としてもよい。

【００３７】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明によれば、従来技術に比
べ、利得平坦帯域が広く、かつ、高飽和出力・低雑音な
光増幅器を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の構成を示すブロック図であ
る（利得媒質を２分割した場合）。

【図２】この発明の第２の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】この発明の第３の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】この発明の第４の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】この発明の第５の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】この発明の第６の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】この発明の第１の構成の特性を示すグラフで
ある。

【図８】この発明の第１の構成の特性を示すグラフで
ある。

【図９】この発明の第１の構成および従来技術の特性
を示すグラフである。

【図１０】この発明の第３の構成の特性を示すグラフ
である。

【図１１】従来技術の典型例の構成を示すブロック図
である。

【図１２】この発明および従来技術の典型例の特性を
示すグラフである。

【図１３】この発明の典型例の構成を示すブロック図
である。

【図１４】この発明の第１実施形態による広帯域光増
幅器の構成例を示すブロック図である。

【図１５】第１実施形態の利得スペクトルを示すグラ
フである。

【図１６】この発明の第２実施形態による広帯域光増
幅器の構成例を示すブロック図である。

【図１７】第１実施形態および第２実施形態の雑音指
数スペクトルを示すグラフである。

【図１８】この発明の第３実施形態による広帯域光増
幅器の構成例を示すブロック図である。

【図１９】第３実施形態の利得スペクトルを示すグラ
フである。

【図２０】この発明の第４実施形態による広帯域光増
幅器の構成例を示すブロック図である。

【図２１】この発明の第５実施形態による広帯域光増
幅器の構成例を示すブロック図である。

【図２２】この発明の第６実施形態による広帯域光増
幅器の構成例を示すブロック図である。

【図２３】従来技術の光増幅器の第１の構成例を示す
ブロック図である。

【図２４】従来技術の光増幅器の第２の構成例を示す
ブロック図である。

【図２５】従来技術の光増幅器の第３の構成例を示す
ブロック図である。

【図２６】図２３の構成の光増幅器の特性を示すグラ
フである。

【図２７】この発明の第１の構成を示すブロック図で
ある（利得媒質を３分割した場合）。

【符号の説明】

１−１……光増幅器、１−２，１−３……増幅部、１
−４……利得等化器、１−５，１−６……伝送ファイ
バ、１−７，１−１１……励起光源、１−８，１−１
０，１−１２，１−１４……光部品、１−９，１−１３
……利得媒質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｂ 10/02 10/18 (72)発明者河合伸悟東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類添加ファイバを利得媒質とする長
尺な利得媒質を２以上の整数であるＮ個に分割し、該分
割した利得媒質と、該利得媒質の有効励起波長を１．５
３μｍとなる励起光を出力する励起光源とを含むＮ個の
増幅部と、前記Ｎ個の増幅部の各間に設置され、前記利得媒質の広
波長域で有効となる（Ｎ−１）個の利得等化器とを備え
たことを特徴とする光増幅器。
【請求項２】前記励起光は、励起波長の異なる複数の
励起光からなることを特徴とする請求項１記載の光増幅
器。
【請求項３】前記希土類添加ファイバは、エルビウム
添加ファイバであることを特徴とする請求項１記載の光
増幅器。
【請求項４】前記光増幅器は、該光増幅器が接続され
るシリカファイバ伝送路に対しラマン増幅励起光を送る
励起光源をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載
の光増幅器。
【請求項５】前記光増幅器は、入力側に方向性結合器
を備え、前記ラマン増幅励起光は、前記方向性結合器を介して前
記ラマン増幅体に送られることを特徴とする請求項４記
載の光増幅器。
【請求項６】前記ラマン増幅励起光の波長は、前記光
増幅器による増幅帯が広帯域化される波長であることを
特徴とする請求項５記載の光増幅器。
【請求項７】前記希土類添加ファイバは、エルビウム
添加ファイバであり、前記光増幅器による増幅帯が広帯域化されるラマン増幅
励起光の波長は、１．４９から１．５３μｍの範囲であ
ることを特徴とする請求項６記載の光増幅器。
【請求項８】前記増幅部は、前記励起光源による第１
の励起光波長と異なる所望の第２の励起光が信号光と同
方向に発振するリング構成を備えたことを特徴とする請
求項２記載の光増幅器。
【請求項９】前記リング構成は、信号光および前記利
得媒質による増幅光に対し前記第２の励起光を狭帯域に
合波・分波するＷＤＭカプラを含むことを特徴とする請
求項８記載の光増幅器。
【請求項１０】前記増幅部は、前記励起光源による第
１の励起光波長と異なる所望の第２の励起光が信号光と
逆方向に発振するリング構成を備えたことを特徴とする
請求項２記載の光増幅器。
【請求項１１】前記リング構成は、信号光および前記
利得媒質による増幅光に対し前記第２の励起光の合波を
行う方向性結合器を含むことを特徴とする請求項１０記
載の光増幅器。
【請求項１２】前記リング構成は、前記第１の励起光と同波長の励起光を発する第２の励起
光源と、前記第２の励起光源による励起光を前記リング構成に光
合波する合波器とをさらに備えたことを特徴とする請求
項１０記載の光増幅器。