JPH11145533A

JPH11145533A - 光増幅装置

Info

Publication number: JPH11145533A
Application number: JP32702097A
Authority: JP
Inventors: Norio Tashiro; 至男田代; Masaru Fukushima; 大福島; Haruki Ogoshi; 春喜大越
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】波長約１５６０ｎｍから１６１０ｎｍまでの
光を効率よく増幅できる光増幅装置を提供する。【解決手段】波長約１５６０ｎｍ〜１６１０ｎｍまで
の波長多重信号光を一括して増幅する光増幅装置とし、
波長多重信号光を増幅するエルビウム添加光ファイバと
エルビウム添加光ファイバを励起する励起光源とを備え
たＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファイバアンプ）４に外
部制御光発生装置３を接続し、外部制御光により、エル
ビウム添加光ファイバ内の反転分布を調整する。外部制
御光の波長とＥＤＦＡ４の外部制御光がない場合のＡＳ
Ｅスペクトルのピーク波長とを略一致させて効率よく前
記反転分布調整を行い、且つ、エルビウム添加光ファイ
バのエルビウム濃度と光ファイバ長との積を６００００
ｐｐｍ・ｍ以上として前記波長帯における利得向上を図
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、主に光通信に用い
られる光増幅装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報社会の発展により、通信情報量が飛
躍的に増大する傾向にあり、光ファイバ通信における高
速大容量化は必要且つ、不可欠の課題となっている。近
年、この高速大容量化へのアプローチとして、例えばエ
ルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ）
による波長１５５０ｎｍ帯の光信号の増幅によって、信
号光自体の大容量化を行うとともに、伝送方法の検討が
なされており、波長多重（ＷＤＭ）伝送等の光伝送方法
が検討されている。波長多重伝送は、異なる波長を持つ
光信号を１本の光ファイバで伝送する方式であり、した
がって、波長多重伝送方法を用いて通信の大容量化を達
成するためには、通信に用いられる信号の波長帯域を広
くすることが望ましく、ＥＤＦＡの使用波長帯域を広く
することが要求されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在実用化
が進められているＥＤＦＡにおいては、波長多重伝送に
用いられている光信号の波長帯域はせいぜい１５３０〜
１５６５ｎｍ程度であるが、ＥＤＦＡは、本来、波長１
５６５ｎｍよりも長波長側にも利得があることが知られ
ており、このことは、例えば、文献(1)J.R.Armitage,"S
pectral Dependence of the small signal gainm aroun
d 1.5um in erbium doped silica fiber amplifier",IE
EE J.Quantum Electron.26(1990)pp423 。文献(2)J.F.M
assicott,et al.,"High Gain,Broadband,1.6mm Er3⁺Do
ped Silica Fiber Amplifier",Electron. Lett. 26(199
0)pp1645。文献(3)J.F.Massicott,et al.,"Low noise o
peration of Er3⁺doped silica fiber amplifier aro
und 1.6um ",Electron.Lett.28(1992)pp1924。などに示
されている。

【０００４】また、文献（１）には、図１１に示される
ように、ＥＤＦＡ内のＥｒ³⁺の反転分布の状態が４０％
前後の低い状態である場合では、波長１５７０〜１６０
０ｎｍ付近の利得スペクトルが平坦になることが示され
ており、文献（２）には、図１２に示すように、エルビ
ウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）に波長１４８０ｎｍの励
起光と波長１５５５ｎｍの補助励起光を入力してＥＤＦ
内の反転分布を３．５％前後に調整し、波長１５７０〜
１６１０ｎｍで利得スペクトルの平坦化を検討した結果
が示されている。なお、図１２において、□はＥＤＦに
入力する光が波長１５５０ｎｍの光のみの場合を示して
おり、その他は、ＥＤＦに波長１５５０ｎｍの光ととも
に波長１４８０ｎｍの光を入力した場合を示しており、
波長１４８０ｎｍの光の強度を▽は１ｄＢｍ、●は−８
ｄＢｍ、■は−１７ｄＢｍ、△は−２１ｄＢｍとしてい
る。

【０００５】しかしながら、ＥＤＦ内での反転分布係数
を低くするためには、ＥＤＦの長さなど様々な条件を最
適化する必要があり、波長１５６０ｎｍから１６１０ｎ
ｍ付近の光を効率良く増幅できる光増幅装置の実現化は
未だなされていなかった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、その目的は、例えば波長１５６０ｎｍから１６１０
ｎｍまでの光を効率よく増幅可能で、同波長帯における
高品質な波長多重伝送を可能とすることができる光増幅
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明は、波長約
１５６０ｎｍから１６１０ｎｍまでの少なくとも２つの
異なる波長の信号光を含む波長多重信号光を一括して増
幅する光増幅装置であって、前記波長多重信号光を増幅
するエルビウム添加光ファイバと該エルビウム添加光フ
ァイバを励起する励起光源とを備えたエルビウム添加光
ファイバアンプと、前記エルビウム添加光ファイバ内の
反転分布を調整する外部制御光の発生装置とを有し、該
外部制御光の波長とエルビウム添加光ファイバアンプの
外部制御光がない場合の利得スペクトルのピーク波長と
の差または外部制御光の波長とエルビウム添加光ファイ
バアンプの外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルの
ピーク波長との差を１０ｎｍ以内とし、前記エルビウム
添加光ファイバのエルビウム濃度と光ファイバ長との積
を６００００ｐｐｍ・ｍ以上とした構成をもって課題を
解決するための手段としている。

【０００８】また、第２の発明は、上記第１の発明にお
ける外部制御光の波長とエルビウム添加光ファイバアン
プの外部制御光がない場合の利得スペクトルのピーク波
長との差または外部制御光の波長とエルビウム添加光フ
ァイバアンプの外部制御光がない場合のＡＳＥスペクト
ルのピーク波長との差を５ｎｍ以内とした構成をもって
課題を解決するための手段としている。

【０００９】さらに、第３の発明は、上記第１の発明に
おける外部制御光の波長をエルビウム添加光ファイバア
ンプの外部制御光がない場合の利得スペクトルのピーク
波長またはエルビウム添加光ファイバアンプの外部制御
光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク波長と略一致
させた構成をもって課題を解決するための手段としてい
る。

【００１０】さらに、第４の発明は、上記第１又は第２
又は第３の発明の構成に加え、エルビウム添加光ファイ
バアンプの外部制御光がない場合の利得スペクトルのピ
ーク波長は約１５６０ｎｍとした構成をもって課題を解
決するための手段としている。

【００１１】さらに、第５の発明は、上記第１又は第２
又は第３の発明に加え、エルビウム添加光ファイバアン
プの外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク
波長は約１５６０ｎｍとした構成をもって課題を解決す
るための手段としている。

【００１２】さらに、第６の発明は、上記第４又は第５
の発明の構成に加え、波長多重信号光の波長を約１５７
０ｎｍから１６１０ｎｍとした構成をもって課題を解決
するための手段としている。

【００１３】さらに、第７の発明は、上記第１乃至第６
の何れか１つの発明の構成に加え、エルビウム添加光フ
ァイバアンプの励起光源の励起光強度を３００ｍＷ以上
とした構成をもって課題を解決するための手段としてい
る。

【００１４】さらに、第８の発明は、上記第１乃至第７
の何れか１つの発明の構成に加え、エルビウム添加光フ
ァイバ中の外部制御光伝搬方向と波長多重信号光伝搬方
向とを同方向とした構成をもって課題を解決するための
手段としている。

【００１５】さらに、第９の発明は、上記第１乃至第７
の何れか１つの発明の構成に加え、エルビウム添加光フ
ァイバ中の外部制御光伝搬方向と波長多重信号光伝搬方
向とを逆方向にした構成をもって課題を解決するための
手段としている。

【００１６】さらに、第１０の発明は、上記第１乃至第
９の何れか１つの発明の構成に加え、外部制御光の強度
を波長多重信号光強度よりも大きくした構成をもって課
題を解決するための手段としている。

【００１７】さらに、第１１の発明は、上記第１乃至第
１０の何れか１つの発明の構成に加え、エルビウム添加
光ファイバアンプによって増幅された外部制御光の強度
をモニタするモニタ装置と、該モニタ装置のモニタ情報
に基づいて外部制御光の強度をフィードバック制御する
フィードバック機構を有する構成をもって課題を解決す
るための手段としている。

【００１８】上記構成の本発明において、エルビウム添
加光ファイバアンプに設けられているエルビウム添加光
ファイバ内の反転分布が外部制御光の発生装置からの外
部制御光によって調整される。この調整に際し、本発明
においては、外部制御光の波長と外部制御光がない場合
のエルビウム添加光ファイバアンプの外部制御光がない
場合の利得スペクトルのピーク波長との差、または、外
部制御光の波長と外部制御光がない場合のエルビウム添
加光ファイバアンプのＡＳＥ（Amlified Spontaneous E
mission)スペクトルのピーク波長との差を、例えば１０
ｎｍ以内、５ｎｍ以内、約０にすることによって、効率
よく前記反転分布が調整される。

【００１９】また、本出願人が、エルビウム添加光ファ
イバのエルビウム濃度と光ファイバ長との積をパラメー
タとし、波長１６００ｎｍ付近の信号利得特性を検討し
たところ、−２０ｄＢｍ／ｃｈの強度の信号に対し、２
０ｄＢ以上の十分な利得を得るためには、図６に示すよ
うに、前記エルビウム添加光ファイバのエルビウム濃度
と光ファイバ長との積が６００００ｐｐｍ・ｍ以上とす
ればよいことがわかった。本発明においては、エルビウ
ム添加光ファイバのエルビウム濃度と光ファイバ長との
積を６００００ｐｐｍ・ｍ以上とすることにより、波長
１６００ｎｍ付近の信号光の十分な利得を得ることが可
能となり、上記課題が解決される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には、本発明に係る光増幅装
置の第１の実施形態例が示されている。この光増幅装置
は、同図のＡに示すような波長約１５６０ｎｍから１６
１０ｎｍまでの少なくとも２つの異なる信号光を含む波
長多重信号光を入射させて一括して増幅する光増幅装置
であり、ＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファイバアンプ）
４を有し、ＥＤＦＡ４の入力側に、合波器２を介して外
部制御光発生装置３が接続されている。ＥＤＦＡ４の出
力側にはＥＤＦＡ４によって増幅された外部制御光の強
度をモニタするモニタ装置１１が接続されており、この
モニタ装置１１のモニタ情報に基づいて外部制御光の強
度フィードバック制御するフィードバック機構２０が設
けられている。なお、同図において、破線は電気信号の
流れを示している。

【００２１】前記ＥＤＦＡ４は、図２に示すように、前
記波長多重信号光を増幅するエルビウム添加光ファイバ
８を有しており、エルビウム添加光ファイバ８の入射側
と出射側には、それぞれ、ＷＤＭ（Wavelength Divisio
n Multiplex)カプラ７（７ａ，７ｂ）を介して、エルビ
ウム添加光ファイバ８を励起する励起光源５と光アイソ
レータ６（６ａ，６ｂ）が接続されている。なお、図
中、９は入力ポート、１０は出力ポートをそれぞれ示し
ている。

【００２２】また、図２には、ＥＤＦＡ４に入力される
波長多重信号光の伝搬方向が示されており、同図に示す
ように、波長多重信号光は入力ポート９から入力される
と、光アイソレータ６ａ、ＷＤＭカプラ７ａ、エルビウ
ム添加光ファイバ８、ＷＤＭカプラ７ｂ、光アイソレー
タ６ｂを順に伝搬して出力ポート１０から出力される
が、本実施形態例では、図１に示したように、ＥＤＦＡ
４の入力側に外部制御光発生装置３を接続することによ
り、エルビウム添加光ファイバ８中の外部制御光伝搬方
向と波長多重信号光伝搬方向を同方向としている。ま
た、外部制御光の強度を波長多重信号光強度よりも大き
くしており、それにより、エルビウム添加光ファイバ８
内の反転分布の調整を行いやすくしている。

【００２３】図３には、本実施形態例のエルビウム添加
光ファイバアンプの外部制御光がない場合のＡＳＥスペ
クトルが示されており、同図に示すように、本実施形態
例において、エルビウム添加光ファイバアンプ４のＡＳ
Ｅスペクトルのピーク波長は約１５６０ｎｍ（１５５８
から１５６０ｎｍ）である。また、本実施形態例におい
ては、外部制御光発生装置３から発生する外部制御光の
波長を約１５６０ｎｍ（１５６２ｎｍ）とし、それによ
り、外部制御光の波長とエルビウム添加光ファイバアン
プ４のＡＳＥスペクトルのピーク波長とを略一致させて
いる。また、外部制御光の強度は−３ｄＢｍとしてい
る。

【００２４】さらに、本実施形態例では、エルビウム添
加光ファイバ８のエルビウム濃度と光ファイバ長との積
を６００００ｐｐｍ・ｍ以上とし、且つ、励起光源５の
励起光波長を１４８０ｎｍ、励起光強度を３００ｍＷ以
上としている。

【００２５】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例の光増幅装置に、波長１５８５ｎｍ〜
１６００ｎｍの４チャンネル（４つの異なる波長の信号
光）を含む波長多重信号光を入力した。なお、各波長の
信号光の入力光の強度は−２０ｄＢｍ／ｃｈであり、波
長多重信号光のトータル強度は−１４ｄＢｍとした。そ
して、波長１５６２ｎｍ、強度−３ｄＢの外部制御光を
ＥＤＦＡ４に導入した場合と導入しない場合の両方につ
いて、波長多重信号光の利得偏差（前記４つの異なる波
長の信号光の利得が最大となる信号光の利得から利得が
最小となる信号光の利得を差し引いた値）を検討した。
その検討結果が図４に示されており、同図に示すよう
に、外部制御光を導入することによって、利得偏差を約
１．５ｄＢ改善できることが確認された。

【００２６】なお、本実施形態例の光増幅装置を構成す
るに際し、本出願人は外部制御光の波長をパラメータと
し、外部制御光波長を様々に変化させて前記波長多重信
号光の利得偏差を検討した。その検討結果が図５に示さ
れており、同図から明らかなように、図３に示したエル
ビウム添加光ファイバアンプ４のＡＳＥスペクトルのピ
ーク波長と外部制御光の波長とを略一致させたときに、
利得偏差を最も小さくできることが分かり、この結果に
基づいて、本実施形態例では、外部制御光の波長を１５
６２ｎｍとした。

【００２７】また、エルビウム添加光ファイバ８のエル
ビウム濃度と光ファイバ長との積をパラメータとし、こ
の値を様々に変えたときの波長多重信号光の利得の変化
を確認したところ、−２０ｄＢｍ／ｃｈの強度の波長多
重信号光の利得は、図６に示すように、エルビウム添加
光ファイバ８のエルビウム濃度と光ファイバ長との積に
対応して変化することがわかり、２０ｄＢ以上の十分な
利得を得るためには、前記エルビウム濃度と光ファイバ
長との積を６００００ｐｐｍ・ｍ以上にすればよいこと
がわかった。そして、この結果に基づき、本実施形態例
では、前記の如く、エルビウム添加光ファイバ８のエル
ビウム濃度と光ファイバ長との積を６００００ｐｐｍ・
ｍとした。

【００２８】本実施形態例よれば、以上のように、外部
制御光の波長とＥＤＦＡ４の外部制御光がない場合のＡ
ＳＥスペクトルのピーク波長とを略一致させることによ
り、波長１５８５ｎｍ〜１６００ｎｍにおけるエルビウ
ム添加光ファイバ８内の反転分布を調整して平坦化する
ことが可能となり、それにより、同波長帯の波長多重信
号光の利得偏差を小さくすることができる。特に、本実
施形態例によれば、外部制御光の強度を波長多重信号光
の強度よりも大きくしたために、上記のようなエルビウ
ム添加光ファイバ８の反転分布の調整を無理なく確実に
行うことができる。

【００２９】また、本実施形態例によれば、上記の如
く、エルビウム添加光ファイバ８のエルビウム濃度と光
ファイバ長との積を６００００ｐｐｍ・ｍ以上としたた
めに、波長１５７０ｎｍ〜１６００ｎｍにおけるエルビ
ウム添加光ファイバの比較的小さい利得係数を補い、同
波長帯における利得を高めることができる。特に、本実
施形態例では、ＥＤＦＡ４の励起光源５の励起光を３０
０ｍＷ以上としたために、前記波長帯における利得をよ
り一層容易に、且つ、確実に高めることができる。

【００３０】さらに、本実施形態例によれば、外部制御
光発生装置３をＥＤＦＡ４の入力側に接続し、エルビウ
ム添加光ファイバ８中の外部制御光伝搬方向と波長多重
信号光伝搬方向を同方向としたために、光増幅装置の雑
音特性を良好なものとすることができる。

【００３１】さらに、本実施形態例によれば、ＥＤＦＡ
４の外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク
波長を約１５６０ｎｍとし、それに対応させて外部制御
光の波長を１５６２ｎｍとし、光増幅装置に入力する波
長多重信号光の波長１５８０ｎｍ〜１６００ｎｍとした
ために、外部制御光と波長多重信号光とが干渉すること
などを抑制し、光増幅装置による波長多重信号光の増幅
を支障なく行うことができる。

【００３２】さらに、本実施形態例によれば、ＥＤＦＡ
４によって増幅された外部制御光の強度をモニタするモ
ニタ装置１１を設け、このモニタ装置１１のモニタ情報
に基づいてフィードバック機構２０によって外部制御光
の強度をフィードバック制御するようにしたために、外
部制御光の強度を常に安定した強度に保つことが可能と
なり、それにより、光増幅装置による光増幅効率を常に
安定した値にすることができる。

【００３３】図７には、本発明に係る光増幅装置の第２
の実施形態例が示されている。なお、同図において、上
記第１の実施形態例と同一名称部分には同一符号が付し
てあり、その重複説明は省略する。本実施形態例が上記
第１の実施形態例と異なる特徴的なことは、エルビウム
添加光ファイバ８の入力側と出力側に、それぞれ、合波
器１２を設け、これらの合波器１２を介して、エルビウ
ム添加光ファイバ８の出力側に外部制御光発生装置３を
接続し、エルビウム添加光ファイバ８の入力側にモニタ
装置１１を接続したことである。このように、本実施形
態例では、エルビウム添加光ファイバ８の出力側に外部
制御光発生装置３を接続することにより、エルビウム添
加光ファイバ８中の外部制御光伝搬方向と波長多重信号
光伝搬方向とを逆方向にしている。

【００３４】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例も上記第１の実施形態例と同様の効果
を奏することができる。また、光増幅装置に導入された
外部制御光は、例えば光増幅装置に設けられる図示され
ていない波長選択透過フィルタなどによって取り除かれ
ることになるが、本実施形態例によれば、外部制御光発
生装置３をエルビウム添加光ファイバ８の出力側に設
け、エルビウム添加光ファイバ８中の外部制御光伝搬方
向と波長多重信号光伝搬方向とを逆方向にすることによ
って、外部制御光を光増幅装置の出力側に伝搬しにくく
することが可能となり、外部制御光の除去を行いやすく
することができる。

【００３５】図８には、本発明に係る光増幅装置の第３
の実施形態例が示されている。なお、本実施形態例にお
いて、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号
が付してあり、その重複説明は省略する。本実施形態例
は上記第１の実施形態例とほぼ同様に構成されており、
本実施形態例が上記第１の実施形態例と異なる特徴的な
ことは、光アイソレータ６の代わりに光サーキュレータ
２３（２３ａ，２３ｂ）を設け、光サーキュレータ２３
ａのポート１３ｃにモニタ装置１１を接続し、光サーキ
ュレータ２３ｂのポート１３ａに外部制御光発生装置３
を接続したことである。

【００３６】なお、各光サーキュレータ２３ａ，２３ｂ
において、ポート１３ａから入力した光はポート１３ｂ
から出力され、ポート１３ｂから入力された光はポート
１３ｃから出力されるように設定してある。また、本実
施形態例では、光サーキュレータ２３ｂを介してエルビ
ウム添加光ファイバ８の出力側に外部制御光発生装置３
を接続することにより、上記第２の実施形態例と同様
に、エルビウム添加光ファイバ８中の外部制御光伝搬方
向と波長多重信号光伝搬方向とを逆方向としている。

【００３７】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例も上記第２の実施形態例と同様の効果
を奏することができる。また、本実施形態例では、光ア
イソレータ６の代わりに光サーキュレータ２３を設ける
ことにより、上記第２形態例に設けられていた合波器１
２を省略し、その分だけ光増幅装置の部品点数を少なく
することができる。そのため、光増幅装置の構成を簡略
化することが可能となり、光増幅装置を構成する各部品
の接続部位における光のロスを小さくすることができ
る。

【００３８】なお、本発明が上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、外部制御光の波長とＥＤＦＡ４の
外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク波長
とを略一致させたが、外部制御光の波長とＥＤＦＡ４の
外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク波長
とは必ずしも略一致させるとは限らず、例えば外部制御
光の波長とＥＤＦＡ４の外部制御光がない場合のＡＳＥ
スペクトルのピーク波長との差を５ｎｍ以内としたり、
１０ｎｍ以内としたりすることもできる。ただし、外部
制御光の波長とＥＤＦＡ４の外部制御光がない場合のＡ
ＳＥスペクトルのピーク波長との差が小さければ小さい
ほど外部制御光によるエルビウム添加光ファイバ内の反
転分布の調整効果が大きくなるために、外部制御光の波
長とＥＤＦＡ４のＡＳＥスペクトルのピーク波長との差
をできるだけ小さく設定することが好ましい。

【００３９】また、外部制御光の波長とＥＤＦＡ４の外
部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク波長と
の差を小さく設定したり、外部制御光の波長とＥＤＦＡ
４の外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク
波長とを略一致させたりする代わりに、外部制御光の波
長とＥＤＦＡ４の外部制御光がない場合の利得スペクト
ルのピーク波長との差を１０ｎｍ以内としたり、５ｎｍ
以内としたり、外部制御光の波長とＥＤＦＡ４の外部制
御光がない場合の利得スペクトルのピーク波長とを略一
致させたりしてもよい。このように外部制御光の波長を
設定した場合にも、上記実施形態例と同様の効果を奏す
ることができる。

【００４０】さらに、ＥＤＦＡ４の外部制御光がない場
合の利得スペクトルのピーク波長を約１５６０ｎｍと
し、波長多重信号光の波長を約１５７０ｎｍから１６１
０ｎｍとしてもよく、このようにした場合も、上記実施
形態例と同様の効果を奏することができる。

【００４１】さらに、上記実施形態例では、ＥＤＦＡ４
の励起光源５の励起光強度を３００ｍＷ以上としたが、
この励起光強度は必ずしも３００ｍＷ以上とするとは限
らず、適宜の値に設定するものである。ただし、ＥＤＦ
Ａ４の励起光源５の励起光強度を３００ｍＷ以上とする
ことにより、波長１５７０ｎｍから１６００ｎｍの利得
を容易に、且つ、確実に高めることができる。

【００４２】さらに、上記実施形態例では、外部制御光
の強度を波長多重信号光強度よりも大きくしたが、外部
制御光の強度を波長多重信号光と同程度としてもよく、
波長多重信号光強度よりも小さくしてもよい。ただし、
外部制御光の強度を波長多重信号光強度よりも大きくす
ることにより、エルビウム添加光ファイバ８内の反転分
布を調整しやすくできるために、外部制御光の強度を波
長多重信号光強度よりも大きくすることが好ましい。

【００４３】さらに、上記実施形態例では、モニタ装置
１１とフィードバック機構２０とを設けたが、モニタ装
置１１やフィードバック機構２０は省略することができ
る。ただし、モニタ装置１１を設けてＥＤＦＡ４によっ
て増幅された外部制御光の強度をモニタし、このモニタ
情報に基づいてフィードバック機構２０により外部制御
光の強度をフィードバック制御することによって、外部
制御光の強度を常に安定したものとすることが可能とな
り、光増幅装置の増幅効率を安定したものとすることが
できるために、モニタ装置１１およびフィードバック機
構２０を設けることが好ましい。

【００４４】さらに、上記実施形態例では、波長１５８
５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長多重信号光を光増幅装置に
入力する例について述べたが、波長多重信号光の波長は
特に限定されるものではなく、約１５６０ｎｍから１６
１０ｎｍまでの少なくとも２つの異なる波長の信号光を
含む波長多重信号光であればよい。ただし、例えばエル
ビウム添加光ファイバアンプ４の外部制御光がない場合
の利得スペクトルのピーク波長やＡＳＥスペクトルのピ
ーク波長を約１５６０ｎｍとし、それに対応させて外部
制御光の波長を約１５６０ｎｍとするときには、波長多
重信号光の波長を約１５７０ｎｍから１６１０ｎｍとし
て、外部制御光の波長と波長多重信号光の波長を異なる
波長とすることにより、外部制御光と波長多重信号光と
の干渉などを抑制できるようにすることが好ましい。

【００４５】さらに、上記実施形態例では、エルビウム
添加光ファイバ８の入力側と出力側の両方に励起光源５
を設けて双方向励起型のＥＤＦＡ４としたが、励起光源
５はエルビウム添加光ファイバ８の出力側にのみ設けて
後方向励起型のＥＤＦＡ４としてもよく、エルビウム添
加光ファイバ８の入力側にのみ励起光源５を設けて前方
向励起型のＥＤＦＡ４としてもよい。

【００４６】さらに、図９、図１０に示すように、外部
制御光発生装置３を設けずに、合波器１２又は光サーキ
ュレータ２３を介して波長選択フィルタ１４を設け、エ
ルビウム添加光ファイバ８の入力側と出力側をループ状
に接続してレーザ共振器１５を形成してもよい。なお、
このようにする場合に、波長選択フィルタ１４はＥＤＦ
Ａ４のＡＳＥスペクトル又は利得スペクトルのピーク波
長と１０ｎｍ以内の波長の光を透過させるものとするこ
とが好ましい。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、エルビウム添加光ファ
イバアンプに設けられているエルビウム添加光ファイバ
内の反転分布を調整する外部制御光の発生装置を設け、
外部制御光の波長とエルビウム添加光ファイバアンプの
外部制御光がない場合の利得スペクトルのピーク波長と
の差又は外部制御光の波長とエルビウム添加光ファイバ
アンプの外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピ
ーク波長との差を、１０ｎｍ以内としたり、５ｎｍ以内
としたり、約０としたりすることにより、エルビウム添
加光ファイバ内の反転分布を波長１５６０ｎｍから１６
１０ｎｍにおいて非常に効率よく調整することができ
る。

【００４８】そして、本発明によれば、前記エルビウム
添加光ファイバのエルビウム濃度と光ファイバ長との積
を６００００ｐｐｍ・ｍ以上とすることによって、前記
波長帯における低い利得係数を補い、利得を高めること
ができる。そのため、前記波長帯において良好な増幅特
性を得ることが可能となり、現在実用化が進められてい
るエルビウム添加光ファイバアンプの使用波長帯域より
も長波長側において、高品質な波長多重伝送を可能とす
る光増幅装置を提供することができる。

【００４９】また、エルビウム添加光ファイバアンプの
外部制御光がない場合の利得スペクトルのピーク波長や
ＡＳＥスペクトルのピーク波長を約１５６０ｎｍとし、
波長多重信号光の波長を１５７０ｎｍから１６１０ｎｍ
にすることによって、外部制御光の波長を前記利得スペ
クトルのピーク波長又はＡＳＥスペクトルのピーク波長
と略一致させたときに、外部制御光の波長と波長多重信
号光の波長を異なる波長として、外部制御光と波長多重
信号光の干渉が生じることなどを抑制することができ
る。

【００５０】さらに、エルビウム添加光ファイバアンプ
の励起光源の励起光強度を３００ｍＷ以上とした本発明
によれば、波長約１５６０ｎｍから１６１０ｎｍまでの
利得を容易に、且つ確実に高めることができる。

【００５１】さらに、エルビウム添加光ファイバ中の外
部制御光伝搬方向と波長多重信号光伝搬方向とを同方向
とした本発明によれば、光増幅装置の雑音特性を良好な
ものとすることができる。

【００５２】さらに、エルビウム添加光ファイバ中の外
部制御光伝搬方向と波長多重信号光伝搬方向とを逆方向
にした本発明によれば、外部制御光が光増幅装置の出力
側に伝搬することを抑制し、例えば光増幅装置の出力端
に至る光伝搬経路において外部制御光を除去しやすくで
きる。

【００５３】さらに、外部制御光の強度を波長多重信号
光強度よりも大きくした本発明によれば、外部制御光に
よりエルビウム添加光ファイバ内の反転分布の調整を行
いやすくすることができる。

【００５４】さらに、エルビウム添加光ファイバアンプ
によって増幅された外部制御光の強度をモニタするモニ
タ装置と、該モニタ装置のモニタ情報に基づいて外部制
御光の強度をフィードバック制御するフィードバック機
構を有する本発明によれば、外部制御光の強度を常に安
定したものとすることが可能となり、それにより、光増
幅装置の光増幅効率を常に安定したものとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光増幅装置の第１の実施形態例を
示す要部構成図である。

【図２】上記実施形態例に設けられているエルビウム添
加光ファイバアンプを示す構成図である。

【図３】上記実施形態例の光増幅装置に設けられている
エルビウム添加光ファイバアンプの外部制御光がない場
合のＡＳＥスペクトルを示すグラフである。

【図４】上記実施形態例の光増幅装置において、波長１
５８０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長多重信号光を入力した
ときの外部制御光の有無によって異なる利得偏差特性を
示すフラフである。

【図５】図３に示したＡＳＥスペクトルを示すエルビウ
ム添加光ファイバアンプに異なる波長の外部制御光を入
力したときの、波長１５８５ｎｍ〜１６００ｎｍの波長
多重信号光の利得偏差特性を示すグラフである。

【図６】エルビウム添加光ファイバアンプに設けられる
エルビウム添加光ファイバのエルビウム濃度と光ファイ
バ長との積によって異なる波長約１６００ｎｍの信号光
の利得を示すグラフである。

【図７】本発明に係る光増幅装置の第２の実施形態例を
示す要部構成である。

【図８】本発明に係る光増幅装置の第３の実施形態例を
示す要部構成図である。

【図９】本発明に係る光増幅装置の他の実施形態例を示
す要部構成図である。

【図１０】本発明に係る光増幅装置のさらに他の実施形
態例を示す要部構成図である。

【図１１】エルビウム添加光ファイバアンプ内の反転分
布により異なる相対利得定数の違いを示すグラフであ
る。

【図１２】波長１４８０ｎｍの励起光と波長１５５０ｎ
ｍの補助励起光をエルビウム添加光ファイバに入力した
ときの励起光強度により異なる利得特性を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

３外部制御光発生装置４ＥＤＦＡ５励起光源８エルビウム添加光ファイバ１１モニタ装置２０フィードバック機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長約１５６０ｎｍから１６１０ｎｍま
での少なくとも2 つの異なる波長の信号光を含む波長多
重信号光を一括して増幅する光増幅装置であって、前記
波長多重信号光を増幅するエルビウム添加光ファイバと
該エルビウム添加光ファイバを励起する励起光源とを備
えたエルビウム添加光ファイバアンプと、前記エルビウ
ム添加光ファイバ内の反転分布を調整する外部制御光の
発生装置とを有し、該外部制御光の波長とエルビウム添
加光ファイバアンプの外部制御光がない場合の利得スペ
クトルのピーク波長との差または外部制御光の波長とエ
ルビウム添加光ファイバアンプの外部制御光がない場合
のＡＳＥスペクトルのピーク波長との差を１０ｎｍ以内
とし、前記エルビウム添加光ファイバのエルビウム濃度
と光ファイバ長との積を６００００ｐｐｍ・ｍ以上とし
たことを特徴とする光増幅装置。
【請求項２】外部制御光の波長とエルビウム添加光フ
ァイバアンプの外部制御光がない場合の利得スペクトル
のピーク波長との差または外部制御光の波長とエルビウ
ム添加光ファイバアンプの外部制御光がない場合のＡＳ
Ｅスペクトルのピーク波長との差を５ｎｍ以内としたこ
とを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
【請求項３】外部制御光の波長をエルビウム添加光フ
ァイバアンプの外部制御光がない場合の利得スペクトル
のピーク波長またはエルビウム添加光ファイバアンプの
外部制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク波長
と略一致させたことを特徴とする請求項１記載の光増幅
装置。
【請求項４】エルビウム添加光ファイバアンプの外部
制御光がない場合の利得スペクトルのピーク波長は約１
５６０ｎｍとしたことを特徴とする請求項１又は請求項
２又は請求項３記載の光増幅装置。
【請求項５】エルビウム添加光ファイバアンプの外部
制御光がない場合のＡＳＥスペクトルのピーク波長は約
１５６０ｎｍとしたことを特徴とする請求項１又は請求
項２又は請求項３記載の光増幅装置。
【請求項６】波長多重信号光の波長を約１５７０ｎｍ
から１６１０ｎｍとしたことを特徴とする請求項４又は
請求項５記載の光増幅装置。
【請求項７】エルビウム添加光ファイバアンプの励起
光源の励起光強度を３００ｍＷ以上としたことを特徴と
する請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の光増
幅装置。
【請求項８】エルビウム添加光ファイバ中の外部制御
光伝搬方向と波長多重信号光伝搬方向とを同方向とした
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つ
に記載の光増幅装置。
【請求項９】エルビウム添加光ファイバ中の外部制御
光伝搬方向と波長多重信号光伝搬方向とを逆方向にした
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つ
に記載の光増幅装置。
【請求項１０】外部制御光の強度を波長多重信号光強
度よりも大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求
項９のいずれか１つに記載の光増幅装置。
【請求項１１】エルビウム添加光ファイバアンプによ
って増幅された外部制御光の強度をモニタするモニタ装
置と、該モニタ装置のモニタ情報に基づいて外部制御光
の強度をフィードバック制御するフィードバック機構を
有することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいず
れか１つに記載の光増幅装置。