JPH11307851A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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- JPH11307851A JPH11307851A JP11542398A JP11542398A JPH11307851A JP H11307851 A JPH11307851 A JP H11307851A JP 11542398 A JP11542398 A JP 11542398A JP 11542398 A JP11542398 A JP 11542398A JP H11307851 A JPH11307851 A JP H11307851A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低雑音でかつ利得平坦な広帯域光増幅器を提
供すると共に、従来の１．５５μｍ帯あるいは１．５８
μｍ帯動作の光ファイバ増幅器に関しても低雑音特性を
確実に実現すること。 【解決手段】 Ｅｒ添加石英系ファイバ１，６、励起光
源２，７−１，７−２、励起光と信号光を入射する光学
手段、光アイソレータ９−１，９−２を備えた光ファイ
バ増幅器において、Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効
吸収（Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるい
はＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、
あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積）が、雑音指数および信号利得の少なくとも一方につ
いて所定の実用基準を満たす値となるように、規制す
る。
供すると共に、従来の１．５５μｍ帯あるいは１．５８
μｍ帯動作の光ファイバ増幅器に関しても低雑音特性を
確実に実現すること。 【解決手段】 Ｅｒ添加石英系ファイバ１，６、励起光
源２，７−１，７−２、励起光と信号光を入射する光学
手段、光アイソレータ９−１，９−２を備えた光ファイ
バ増幅器において、Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効
吸収（Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるい
はＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、
あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積）が、雑音指数および信号利得の少なくとも一方につ
いて所定の実用基準を満たす値となるように、規制す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信の分野にお
いて必要となる低雑音・広帯域光ファイバ増幅器に関す
るものである。
いて必要となる低雑音・広帯域光ファイバ増幅器に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｅｒ添加光ファイバを増幅媒体に用いた
１．５５μｍ帯光ファイバ増幅器は、１．５５μｍ帯光
通信システムの重要な構成部品として研究・開発され、
デジタル信号を伝送する幹線伝送系からアナログ信号を
伝送する光ＣＡＴＶ等へ幅広く適用されている。近年、
１．５５μｍ帯光通信システムでは、通信容量の増加を
目指し、信号波長の異なる複数の信号光から成る波長多
重（ＷＤＭ）信号を用いるＷＤＭ伝送が、精力的に研究
・開発されている。このため、光ファイバ増幅器では、
広い増幅帯域を有すること、ＷＤＭ信号における信号波
長の異なる各信号光を利得の偏差なく増幅する特性が要
求される。
１．５５μｍ帯光ファイバ増幅器は、１．５５μｍ帯光
通信システムの重要な構成部品として研究・開発され、
デジタル信号を伝送する幹線伝送系からアナログ信号を
伝送する光ＣＡＴＶ等へ幅広く適用されている。近年、
１．５５μｍ帯光通信システムでは、通信容量の増加を
目指し、信号波長の異なる複数の信号光から成る波長多
重（ＷＤＭ）信号を用いるＷＤＭ伝送が、精力的に研究
・開発されている。このため、光ファイバ増幅器では、
広い増幅帯域を有すること、ＷＤＭ信号における信号波
長の異なる各信号光を利得の偏差なく増幅する特性が要
求される。
【０００３】図２０に光ファイバ増幅器の基本構成を示
す。１２はＥｒ添加ファイバ、７−１、７−２はＥｒ添
加ファイバを励起する励起光源で通常、０．９８μｍ帯
あるいは１．４８μｍ帯のレーザが用いられる。８−
１、８−２は信号光と励起光を合分波する合分波器、９
−１、９−２は光アイソレータ、１０−１、１０−２
は、Ｅｒ添加ファイバと合分波器８−１、８−２との接
続部であり、Ｅｒ添加ファイバとしてＥｒ添加石英系フ
ァイバを用いる場合は融着接続が適用される。
す。１２はＥｒ添加ファイバ、７−１、７−２はＥｒ添
加ファイバを励起する励起光源で通常、０．９８μｍ帯
あるいは１．４８μｍ帯のレーザが用いられる。８−
１、８−２は信号光と励起光を合分波する合分波器、９
−１、９−２は光アイソレータ、１０−１、１０−２
は、Ｅｒ添加ファイバと合分波器８−１、８−２との接
続部であり、Ｅｒ添加ファイバとしてＥｒ添加石英系フ
ァイバを用いる場合は融着接続が適用される。
【０００４】この要求を満たすために、従来技術の構成
では次の提案がなされている。
では次の提案がなされている。
【０００５】ｉ）従来技術１ １）Ａｌを共添加したＥｒ添加石英系ファイバを増幅媒
体に用いる、 ２）光増幅器の後段に波長等価器を付加する、 ３）Ｅｒ添加フッ化物ファイバを増幅媒体に用いる、 等で、１）により１５４０から１５６０ｎｍにおけるＷ
ＤＭ信号の利得偏差０．２ｄＢ以下（S. Yoshida et a
l., "Gain-flattened EDFA with high Al concentratio
n for multistage repeatered WDM transｍission syst
eｍs", Electron.Lett., vol.31, pp.1765-1767, 1995
）、２）及び３）により１５３２から１５６０ｎｍに
おけるＷＤＭ信号の利得偏差１．５ｄＢ以下（R. Kashy
ap et al., "Wideband gain flattened erbium fiber a
ｍplifier using a photosensitive fiber blazed grat
ing", Electron. Lett., vol. 29, pp. 154-156, 1993
及びM.Yamada et al., "Fluoride-based erbium-doped
fiber aｍplifier with inherently flat gain spectru
m", IEEE Photonics Technol. Lett., vol. 8, pp. 882
-884, 1996 ）の特性を有する光ファイバ増幅器が開発
されている。また、現在、２）及び３）の光ファイバ増
幅器を用いた１Ｔｂｉｔ／ｓ、２．６Ｔｂｉｔ／ｓ等の
ＷＤＭ伝送実験が報告されている。しかし、ＷＤＭ伝送
で使用する通信帯域をより一層広げるためには、光ファ
イバ増幅器の帯域特性改善が必要不可欠である（上記
１．５５μｍ帯で動作する光ファイバ増幅器を以下では
１．５５μｍ帯ＥＤＦＡと呼ぶ）。
体に用いる、 ２）光増幅器の後段に波長等価器を付加する、 ３）Ｅｒ添加フッ化物ファイバを増幅媒体に用いる、 等で、１）により１５４０から１５６０ｎｍにおけるＷ
ＤＭ信号の利得偏差０．２ｄＢ以下（S. Yoshida et a
l., "Gain-flattened EDFA with high Al concentratio
n for multistage repeatered WDM transｍission syst
eｍs", Electron.Lett., vol.31, pp.1765-1767, 1995
）、２）及び３）により１５３２から１５６０ｎｍに
おけるＷＤＭ信号の利得偏差１．５ｄＢ以下（R. Kashy
ap et al., "Wideband gain flattened erbium fiber a
ｍplifier using a photosensitive fiber blazed grat
ing", Electron. Lett., vol. 29, pp. 154-156, 1993
及びM.Yamada et al., "Fluoride-based erbium-doped
fiber aｍplifier with inherently flat gain spectru
m", IEEE Photonics Technol. Lett., vol. 8, pp. 882
-884, 1996 ）の特性を有する光ファイバ増幅器が開発
されている。また、現在、２）及び３）の光ファイバ増
幅器を用いた１Ｔｂｉｔ／ｓ、２．６Ｔｂｉｔ／ｓ等の
ＷＤＭ伝送実験が報告されている。しかし、ＷＤＭ伝送
で使用する通信帯域をより一層広げるためには、光ファ
イバ増幅器の帯域特性改善が必要不可欠である（上記
１．５５μｍ帯で動作する光ファイバ増幅器を以下では
１．５５μｍ帯ＥＤＦＡと呼ぶ）。
【０００６】ｉｉ）従来技術２ 一方、Ｅｒ添加石英系ファイバは、１５３０から１５６
０ｎｍの増幅帯のほかに、１５７０から１６１０ｎｍ帯
に増幅可能域を有することが報告（J.F. Massicott et
al., " High gain, broadband, 1.6μm Er3+ doped sil
ica fiber amplifier", Electron. Lett., vol. 26, p
p. 1645-1646, 1990 ）されており、この特性を用い、
近年、１．５８μｍ帯で動作しかつ利得平坦特性を有す
る実用的な光ファイバ増幅器（利得平坦域は１５７０〜
１６００ｎｍ、また、以下ではこの光ファイバ増幅器を
１．５８μｍ帯ＥＤＦＡと呼ぶ）が開発された（特願平
９−３４１７６０号）。この１．５８μｍ帯ＥＤＦＡの
開発により、従来の１．５５μｍ帯ＥＤＦＡと１．５８
μｍ帯ＥＤＦＡを並列接続することにより、広帯域増幅
が達成された。
０ｎｍの増幅帯のほかに、１５７０から１６１０ｎｍ帯
に増幅可能域を有することが報告（J.F. Massicott et
al., " High gain, broadband, 1.6μm Er3+ doped sil
ica fiber amplifier", Electron. Lett., vol. 26, p
p. 1645-1646, 1990 ）されており、この特性を用い、
近年、１．５８μｍ帯で動作しかつ利得平坦特性を有す
る実用的な光ファイバ増幅器（利得平坦域は１５７０〜
１６００ｎｍ、また、以下ではこの光ファイバ増幅器を
１．５８μｍ帯ＥＤＦＡと呼ぶ）が開発された（特願平
９−３４１７６０号）。この１．５８μｍ帯ＥＤＦＡの
開発により、従来の１．５５μｍ帯ＥＤＦＡと１．５８
μｍ帯ＥＤＦＡを並列接続することにより、広帯域増幅
が達成された。
【０００７】図２１および図２２に並列増幅器の構成図
および増幅特性を参考に示す。図２１において、１３は
利得平坦特性を有する１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ（利得平
坦増幅域１５３０〜１５６０ｎｍ）、１４は利得平坦特
性を有する１．５８μｍ帯ＥＤＦＡ（利得平坦増幅域１
５７０〜１６００ｎｍ）、１５−１, １５−２は１．５
５μｍ帯の信号と１．５８μｍ帯の信号を合分波する合
分器、１６−１, １６−２は１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ１
３と１．５５８μｍ帯ＥＤＦＡ１４から出力される信号
光強度を調整（１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ１３と１．５５
８μｍ帯ＥＤＦＡ１４の信号利得が等しくなるように調
整）する光可変減衰器である。本構成により１５３０〜
１５６０と１５７０〜１６００ｎｍの両者で増幅域を有
する光ファイバ増幅器が実現されており、図２２はその
増幅器のＷＤＭ信号増幅特性であり、本増幅器により、
１５３０〜１５６０と１５７０〜１６００ｎｍに配置さ
れたＷＤＭ信号の各信号光を均一に増幅できることが確
認できる。
および増幅特性を参考に示す。図２１において、１３は
利得平坦特性を有する１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ（利得平
坦増幅域１５３０〜１５６０ｎｍ）、１４は利得平坦特
性を有する１．５８μｍ帯ＥＤＦＡ（利得平坦増幅域１
５７０〜１６００ｎｍ）、１５−１, １５−２は１．５
５μｍ帯の信号と１．５８μｍ帯の信号を合分波する合
分器、１６−１, １６−２は１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ１
３と１．５５８μｍ帯ＥＤＦＡ１４から出力される信号
光強度を調整（１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ１３と１．５５
８μｍ帯ＥＤＦＡ１４の信号利得が等しくなるように調
整）する光可変減衰器である。本構成により１５３０〜
１５６０と１５７０〜１６００ｎｍの両者で増幅域を有
する光ファイバ増幅器が実現されており、図２２はその
増幅器のＷＤＭ信号増幅特性であり、本増幅器により、
１５３０〜１５６０と１５７０〜１６００ｎｍに配置さ
れたＷＤＭ信号の各信号光を均一に増幅できることが確
認できる。
【０００８】しかし、本増幅器では、１） １．５５μ
ｍ帯ＥＤＦＡと１．５８μｍ帯ＥＤＦＡの２つの増幅部
から成り構成が複雑である、１５６０〜１５７０ｎｍ間
に増幅に適用できない波長域が存在する等の欠点を有し
た。
ｍ帯ＥＤＦＡと１．５８μｍ帯ＥＤＦＡの２つの増幅部
から成り構成が複雑である、１５６０〜１５７０ｎｍ間
に増幅に適用できない波長域が存在する等の欠点を有し
た。
【０００９】ｉｉｉ）従来技術３ 従来技術２の欠点を解決し、広帯域な光ファイバ増幅器
を実現するために、従来増幅媒体として用いられた、Ｅ
ｒ添加石英系ファイバあるいはＥｒ添加フッ化物ファイ
バの代わりにＥｒ添加テルライトファイバを用いたテル
ライトＥＤＦＡが発明された。
を実現するために、従来増幅媒体として用いられた、Ｅ
ｒ添加石英系ファイバあるいはＥｒ添加フッ化物ファイ
バの代わりにＥｒ添加テルライトファイバを用いたテル
ライトＥＤＦＡが発明された。
【００１０】図２３にテルライト系ＥＤＦＡの構成を示
す。基本構成は図２０と同じシンプルな構成であり、図
２０のＥｒ添加光ファイバをＥｒ添加テルライトファイ
バ１７に変更するだけで、広帯域増幅が実現できるとい
う優れた特徴を有することが報告されている（A. MORI
et al., " １.5μm broadband amplification by tellu
rite-based EDFAs", OFC' 97, PD1, 1997 ）。なお、１
１は利得等化器を示し、テルライトＥＤＦＡの増幅特性
を平坦化するのに用いられる。図２４にテルライトＥＤ
ＦＡ（利得等化器を付加した場合と付加しない場合の特
性）を示す。利得等化器を付加することにより、１５３
２〜１６０８ｎｍの広帯域において利得平坦な増幅域が
実現されている（M. YAMADA et al., Gain-flattened t
ellurite-based EDFA with a flat amplification band
width of 76 nm, Electron. Lett., vol. 34, pp. 370-
371, 1998 ）。
す。基本構成は図２０と同じシンプルな構成であり、図
２０のＥｒ添加光ファイバをＥｒ添加テルライトファイ
バ１７に変更するだけで、広帯域増幅が実現できるとい
う優れた特徴を有することが報告されている（A. MORI
et al., " １.5μm broadband amplification by tellu
rite-based EDFAs", OFC' 97, PD1, 1997 ）。なお、１
１は利得等化器を示し、テルライトＥＤＦＡの増幅特性
を平坦化するのに用いられる。図２４にテルライトＥＤ
ＦＡ（利得等化器を付加した場合と付加しない場合の特
性）を示す。利得等化器を付加することにより、１５３
２〜１６０８ｎｍの広帯域において利得平坦な増幅域が
実現されている（M. YAMADA et al., Gain-flattened t
ellurite-based EDFA with a flat amplification band
width of 76 nm, Electron. Lett., vol. 34, pp. 370-
371, 1998 ）。
【００１１】しかしながら、従来技術３の増幅器は、次
の欠点を有していた。
の欠点を有していた。
【００１２】１）利得平坦増幅域での雑音指数が７ｄＢ
以下と雑音特性に課題がある。
以下と雑音特性に課題がある。
【００１３】２）Ｅｒ添加テルライトファイバ１７と合
分波器８−１、８−２との接続部に汎用性のある融着接
続技術が適用できない（通常、本接続は、Ｖ溝を用いた
接続が適用されるが、この接続は融着に比べ若干作業性
が悪い）。
分波器８−１、８−２との接続部に汎用性のある融着接
続技術が適用できない（通常、本接続は、Ｖ溝を用いた
接続が適用されるが、この接続は融着に比べ若干作業性
が悪い）。
【００１４】ｉｖ）従来技術４ 従来技術３の光ファイバ増幅器における欠点１（雑音特
性）を改善する方法としては、図２５、図２６および図
２７に示すように、従来技術３の光ファイバ増幅器の前
段に低雑音特性を有する０．９８μｍ帯励起のＥｒ添加
石英系ファイバ増幅器を付加するハイブリッド型光ファ
イバ増幅器構成を採用する方法が考えられる。１はＥｒ
添加石英系ファイバ、２，２−１，２−２はＥｒ添加フ
ァイバを励起する０．９８μｍ帯の励起光源、３，３−
１，３−２は信号光と０．９８μｍ帯の励起光を合分波
する合分波器、４は光アイソレータ、５−１、５−２
は、Ｅｒ添加石英系ファイバと合分波器３−１、３−２
との融着接続部である。図２５，図２６および図２７は
各々、前方励起、後方励起、双方向励起系を用いた０．
９８μｍ帯励起・Ｅｒ添加石英系ファイバ増幅器を使用
した場合を示す。しかし、本増幅器で使用するＥｒ添加
石英系ファイバ１に関する明確な設計法が明らかとなっ
ていなかった。
性）を改善する方法としては、図２５、図２６および図
２７に示すように、従来技術３の光ファイバ増幅器の前
段に低雑音特性を有する０．９８μｍ帯励起のＥｒ添加
石英系ファイバ増幅器を付加するハイブリッド型光ファ
イバ増幅器構成を採用する方法が考えられる。１はＥｒ
添加石英系ファイバ、２，２−１，２−２はＥｒ添加フ
ァイバを励起する０．９８μｍ帯の励起光源、３，３−
１，３−２は信号光と０．９８μｍ帯の励起光を合分波
する合分波器、４は光アイソレータ、５−１、５−２
は、Ｅｒ添加石英系ファイバと合分波器３−１、３−２
との融着接続部である。図２５，図２６および図２７は
各々、前方励起、後方励起、双方向励起系を用いた０．
９８μｍ帯励起・Ｅｒ添加石英系ファイバ増幅器を使用
した場合を示す。しかし、本増幅器で使用するＥｒ添加
石英系ファイバ１に関する明確な設計法が明らかとなっ
ていなかった。
【００１５】すなわち、雑音特性は基本的にはハイブリ
ッドにより改善できることが知られていたが、本構成の
有効性を実現するのにはＥｒ添加石英系ファイバ１のパ
ラメータ設定が重要である。
ッドにより改善できることが知られていたが、本構成の
有効性を実現するのにはＥｒ添加石英系ファイバ１のパ
ラメータ設定が重要である。
【００１６】図２８にＥｒ添加石英系ファイバ１のパラ
メータが最適化されていない従来技術４の増幅特性を示
す（ただし、テルライトＥＤＦＡには利得等化器を付加
していない場合の特性であるが、ハイブリッド構成では
利得等化器の有無に関して雑音特性に影響を与えな
い）。波長域１５９０ｎｍ以上で雑音指数が大きく劣化
し、ハイブリッド増幅系が有効に機能していないことが
分かる。
メータが最適化されていない従来技術４の増幅特性を示
す（ただし、テルライトＥＤＦＡには利得等化器を付加
していない場合の特性であるが、ハイブリッド構成では
利得等化器の有無に関して雑音特性に影響を与えな
い）。波長域１５９０ｎｍ以上で雑音指数が大きく劣化
し、ハイブリッド増幅系が有効に機能していないことが
分かる。
【００１７】また、１．５５μｍ帯あるいは１．５８μ
ｍ帯で動作する光ファイバ増幅器に関してもハイブリッ
ド増幅系が低雑音動作に関して有効であることが知られ
ているが、従来技術４と同様に、Ｅｒ添加石英系ファイ
バのパラメータ設定に対する明確な設計法が明らかとな
っていなかった。
ｍ帯で動作する光ファイバ増幅器に関してもハイブリッ
ド増幅系が低雑音動作に関して有効であることが知られ
ているが、従来技術４と同様に、Ｅｒ添加石英系ファイ
バのパラメータ設定に対する明確な設計法が明らかとな
っていなかった。
【００１８】ｖ）従来技術５ さらに、近年、従来技術３の光ファイバ増幅器における
欠点２（接続性）を改善する方法として、Ｅｒ添加石英
系ファイバを用いただけで、光ファイバ増幅器の増幅帯
域５０ｎｍ程度（信号域: １．５５０〜１６０２ｎｍ）
に広がることが報告されている（H. MASUDA et al., Wi
deband, gain-flattened, erbium-dopedfiber amplifie
r with a 3dB bandwidths of >50 nm）。すなわち、本
技術では、増幅媒体にＥｒ添加石英系ファイバを用いる
ために、融着接続技術が適用できる。しかし、本報告の
帯域は前記のように５０ｎｍ程度に制限されており、帯
域特性に問題があった。また、従来技術５の報告では信
号帯１．５５０域で雑音が５．５ｄＢと実用的低雑音で
ある５ｄＢを実現できておらず、雑音特性に関しても課
題があった。さらに、本帯域を有する光ファイバ増幅器
を実現するのに必要なＥｒ添加石英系ファイバの仕様に
関しても明らかでなかった。
欠点２（接続性）を改善する方法として、Ｅｒ添加石英
系ファイバを用いただけで、光ファイバ増幅器の増幅帯
域５０ｎｍ程度（信号域: １．５５０〜１６０２ｎｍ）
に広がることが報告されている（H. MASUDA et al., Wi
deband, gain-flattened, erbium-dopedfiber amplifie
r with a 3dB bandwidths of >50 nm）。すなわち、本
技術では、増幅媒体にＥｒ添加石英系ファイバを用いる
ために、融着接続技術が適用できる。しかし、本報告の
帯域は前記のように５０ｎｍ程度に制限されており、帯
域特性に問題があった。また、従来技術５の報告では信
号帯１．５５０域で雑音が５．５ｄＢと実用的低雑音で
ある５ｄＢを実現できておらず、雑音特性に関しても課
題があった。さらに、本帯域を有する光ファイバ増幅器
を実現するのに必要なＥｒ添加石英系ファイバの仕様に
関しても明らかでなかった。
【００１９】上述したように、従来技術は種々の問題点
を有しており、それらを要約すると、従来技術３では、
利得平坦増幅域における雑音特性に問題があること、Ｅ
ｒ添加テルライトファイバが汎用性のある融着接続技術
が適用できないこと、従来技術４のハイブリッド構成を
用いる光ファイバ増幅器では、使用するＥｒ添加石英系
ファイバに関する明確な設計法が明らかとなっていない
こと（テルライトＥＤＦＡのみならず、１．５５μｍ帯
あるいは１．５８μｍ帯で動作する光ファイバ増幅器に
関しても明らかとなっていない）、従来技術５の光ファ
イバ増幅器では、増幅器を構成するのに必要なＥｒ添加
石英系ファイバの仕様が明らかでないことと共に、Ｅｒ
添加石英系ファイバを増幅媒体に用いる帯域幅の上限は
５０ｎｍ程度に制限されていること、雑音特性に問題が
あること、などである。
を有しており、それらを要約すると、従来技術３では、
利得平坦増幅域における雑音特性に問題があること、Ｅ
ｒ添加テルライトファイバが汎用性のある融着接続技術
が適用できないこと、従来技術４のハイブリッド構成を
用いる光ファイバ増幅器では、使用するＥｒ添加石英系
ファイバに関する明確な設計法が明らかとなっていない
こと（テルライトＥＤＦＡのみならず、１．５５μｍ帯
あるいは１．５８μｍ帯で動作する光ファイバ増幅器に
関しても明らかとなっていない）、従来技術５の光ファ
イバ増幅器では、増幅器を構成するのに必要なＥｒ添加
石英系ファイバの仕様が明らかでないことと共に、Ｅｒ
添加石英系ファイバを増幅媒体に用いる帯域幅の上限は
５０ｎｍ程度に制限されていること、雑音特性に問題が
あること、などである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑みなされたものであり、その目的は低雑音でかつ利
得平坦な広帯域光ファイバ増幅器を提供すると共に、従
来の１．５５μｍ帯あるいは１．５８μｍ帯動作の光フ
ァイバ増幅器に関しても低雑音特性を確実に実現するこ
とにある。
に鑑みなされたものであり、その目的は低雑音でかつ利
得平坦な広帯域光ファイバ増幅器を提供すると共に、従
来の１．５５μｍ帯あるいは１．５８μｍ帯動作の光フ
ァイバ増幅器に関しても低雑音特性を確実に実現するこ
とにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る光ファイバ増幅器は、コア部またはクラッド部の少な
くとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバ
と、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する励起光源
と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加
石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレータ
とを少なくとも備えた光ファイバ増幅器において、前記
光ファイバ増幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ実効吸収が、雑音指数および信号利得の少なくとも
一方について所定の実用基準を満たす値となるように、
規制されていることを特徴とする。
る光ファイバ増幅器は、コア部またはクラッド部の少な
くとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバ
と、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する励起光源
と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加
石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレータ
とを少なくとも備えた光ファイバ増幅器において、前記
光ファイバ増幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ実効吸収が、雑音指数および信号利得の少なくとも
一方について所定の実用基準を満たす値となるように、
規制されていることを特徴とする。
【００２２】請求項２記載の発明に係る光ファイバ増幅
器は、請求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記
光ファイバ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なく
とも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、
前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する０．９８μｍ帯
の励起光源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前
記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段と、光ア
イソレータとを備えた第１の光増幅部と、コア部または
クラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加
ファイバと、前記Ｅｒ添加ファイバを励起する励起光源
と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加
ファイバに入射する光学手段と、光アイソレータとを備
えた第２の光増幅部とを光学的に接続してなり、前記第
１の光増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐ
ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８
μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ
長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファ
イバ長（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯
域において、雑音指数が所定の実用基準値以下となる値
であることを特徴とする。
器は、請求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記
光ファイバ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なく
とも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、
前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する０．９８μｍ帯
の励起光源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前
記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段と、光ア
イソレータとを備えた第１の光増幅部と、コア部または
クラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加
ファイバと、前記Ｅｒ添加ファイバを励起する励起光源
と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加
ファイバに入射する光学手段と、光アイソレータとを備
えた第２の光増幅部とを光学的に接続してなり、前記第
１の光増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐ
ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８
μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ
長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファ
イバ長（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯
域において、雑音指数が所定の実用基準値以下となる値
であることを特徴とする。
【００２３】請求項３記載の発明に係る光ファイバ増幅
器は、請求項２記載の光ファイバ増幅器において、前記
実用基準値が５ｄＢであることを特徴とする。
器は、請求項２記載の光ファイバ増幅器において、前記
実用基準値が５ｄＢであることを特徴とする。
【００２４】請求項４記載の発明に係る光ファイバ増幅
器は、請求項３記載の光ファイバ増幅器において、前記
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８００〜１７
４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積が１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１３．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であ
り、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍであ
ることを特徴とする。
器は、請求項３記載の光ファイバ増幅器において、前記
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８００〜１７
４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積が１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１３．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であ
り、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍであ
ることを特徴とする。
【００２５】請求項５記載の発明に係る光ファイバ増幅
器は、請求項３記載の光ファイバ増幅器において、前記
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が３２００〜１７
４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積が４．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５
５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
５．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、
増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５６０であることを
特徴とする。
器は、請求項３記載の光ファイバ増幅器において、前記
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が３２００〜１７
４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積が４．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５
５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
５．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、
増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５６０であることを
特徴とする。
【００２６】請求項６記載の発明に係る光ファイバ増幅
器は、請求項３記載の光ファイバ増幅器において、前記
Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が４８０
０重量ｐｐｍ＊ｍ）以上、あるいは、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積が８．５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）以上、あるい
はＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積が８．６（（ｄＢ／ｍ）
＊ｍ）以上であり、増幅帯域が少なくとも１５７５〜１
６００ｎｍであることを特徴とする。
器は、請求項３記載の光ファイバ増幅器において、前記
Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が４８０
０重量ｐｐｍ＊ｍ）以上、あるいは、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積が８．５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）以上、あるい
はＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積が８．６（（ｄＢ／ｍ）
＊ｍ）以上であり、増幅帯域が少なくとも１５７５〜１
６００ｎｍであることを特徴とする。
【００２７】請求項７記載の発明に係る光ファイバ増幅
器は、請求項４ないし６のいずれかに記載の光ファイバ
増幅器において、前記第２の光増幅部で使用するＥｒ添
加ファイバが、Ｅｒ添加石英系ファイバ、あるいはＥｒ
添加フッ化物ファイバ、あるいはＥｒ添加テルライトフ
ァイバであることを特徴とする。
器は、請求項４ないし６のいずれかに記載の光ファイバ
増幅器において、前記第２の光増幅部で使用するＥｒ添
加ファイバが、Ｅｒ添加石英系ファイバ、あるいはＥｒ
添加フッ化物ファイバ、あるいはＥｒ添加テルライトフ
ァイバであることを特徴とする。
【００２８】請求項８記載の光ファイバ増幅器は、請求
項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイバ
増幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の
積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５
５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域
において、信号利得が所定の実用基準値以上となる値で
あることを特徴とする。
項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイバ
増幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の
積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５
５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域
において、信号利得が所定の実用基準値以上となる値で
あることを特徴とする。
【００２９】請求項９記載の光ファイバ増幅器は、請求
項８記載の光ファイバ増幅器において、前記実用基準値
が２０ｄＢであることを特徴とする。
項８記載の光ファイバ増幅器において、前記実用基準値
が２０ｄＢであることを特徴とする。
【００３０】請求項１０記載の光ファイバ増幅器は、請
求項９記載の光ファイバ増幅器において、前記石英系フ
ァイバ長とＥｒ添加濃度の積が５２００〜１２１０００
（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範
囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が９７〜２２
０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少な
くとも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とす
る。
求項９記載の光ファイバ増幅器において、前記石英系フ
ァイバ長とＥｒ添加濃度の積が５２００〜１２１０００
（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範
囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が９７〜２２
０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少な
くとも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とす
る。
【００３１】請求項１１記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する０．９８μｍ帯の励起光
源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添
加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレー
タとを備えた第１の光増幅部と、コア部またはクラッド
部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系フ
ァイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する励起
光源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ
添加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレ
ータとを備えた第２の光増幅部とを光学的に接続してな
り、前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ
添加濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増
幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英
系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積
の和、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄ
Ｂ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記
第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域におい
て、信号利得が所定の実用基準値以上となる値であるこ
とを特徴とする。
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する０．９８μｍ帯の励起光
源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添
加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレー
タとを備えた第１の光増幅部と、コア部またはクラッド
部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系フ
ァイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する励起
光源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ
添加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレ
ータとを備えた第２の光増幅部とを光学的に接続してな
り、前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ
添加濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増
幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英
系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積
の和、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄ
Ｂ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記
第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域におい
て、信号利得が所定の実用基準値以上となる値であるこ
とを特徴とする。
【００３２】請求項１２記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１１記載の光ファイバ増幅器において、前記実用基
準値が２０ｄＢであることを特徴とする。
求項１１記載の光ファイバ増幅器において、前記実用基
準値が２０ｄＢであることを特徴とする。
【００３３】請求項１３記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１２記載の光ファイバ増幅器において、前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量
ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和が５２０
００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるい
は前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファ
イバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
と前記第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７〜２２０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なく
とも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とする。
求項１２記載の光ファイバ増幅器において、前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量
ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和が５２０
００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるい
は前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファ
イバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
と前記第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７〜２２０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なく
とも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とする。
【００３４】請求項１４記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する０．９８μｍ帯の励起光
源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添
加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレー
タとを備えた第１の光増幅部と、コア部またはクラッド
部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系フ
ァイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する励起
光源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ
添加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレ
ータとを備えた第２の光増幅部とを光学的に接続してな
り、前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ
添加濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増
幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英
系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積
の和、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄ
Ｂ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記
第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域におい
て、信号利得が所定の実用基準値以上となる値であり、
かつ、前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加
石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥ
ｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加
石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）
とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファイバ
増幅器の所定の増幅帯域において、雑音指数が所定の実
用基準値以下となる値であることを特徴とする。
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する０．９８μｍ帯の励起光
源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添
加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレー
タとを備えた第１の光増幅部と、コア部またはクラッド
部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系フ
ァイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起する励起
光源と、前記励起光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ
添加石英系ファイバに入射する光学手段と、光アイソレ
ータとを備えた第２の光増幅部とを光学的に接続してな
り、前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ
添加濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増
幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英
系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積
の和、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄ
Ｂ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記
第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域におい
て、信号利得が所定の実用基準値以上となる値であり、
かつ、前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加
石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥ
ｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加
石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）
とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファイバ
増幅器の所定の増幅帯域において、雑音指数が所定の実
用基準値以下となる値であることを特徴とする。
【００３５】請求項１５記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１４記載の光ファイバ増幅器において、前記信号利
得の実用基準値が２０ｄＢでかつ前記雑音指数の実用基
準値が５ｄＢであることを特徴とする。
求項１４記載の光ファイバ増幅器において、前記信号利
得の実用基準値が２０ｄＢでかつ前記雑音指数の実用基
準値が５ｄＢであることを特徴とする。
【００３６】請求項１６記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１５記載の光ファイバ増幅器において、前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量
ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和が５２０
００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるい
は前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファ
イバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
と前記第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７〜２２０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、かつ、前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８００〜１７
４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積が１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１３．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であ
り、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍであ
ることを特徴とする。
求項１５記載の光ファイバ増幅器において、前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量
ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和が５２０
００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるい
は前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファ
イバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
と前記第２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７〜２２０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、かつ、前記第１の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８００〜１７
４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積が１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１３．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であ
り、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍであ
ることを特徴とする。
【００３７】請求項１７記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起光
源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
に入射する光学手段と、光アイソレータとを備えた複数
の光増幅部を光学的に接続してなり、各増幅部で使用す
るＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和、あるい
は各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積の和、あるいは各増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が、光
ファイバ増幅器の所定の増幅帯域において、信号利得が
所定の実用基準値以上となる値であることを特徴とす
る。
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起光
源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
に入射する光学手段と、光アイソレータとを備えた複数
の光増幅部を光学的に接続してなり、各増幅部で使用す
るＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和、あるい
は各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイ
バ長（ｍ）の積の和、あるいは各増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が、光
ファイバ増幅器の所定の増幅帯域において、信号利得が
所定の実用基準値以上となる値であることを特徴とす
る。
【００３８】請求項１８記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１７記載の光ファイバ増幅器において、前記実用基
準値が２０ｄＢであることを特徴とする。
求項１７記載の光ファイバ増幅器において、前記実用基
準値が２０ｄＢであることを特徴とする。
【００３９】請求項１９記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１８記載の光ファイバ増幅器において、前記各増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の
和が５２０００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範
囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ
／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７
〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域
が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴
とする。
求項１８記載の光ファイバ増幅器において、前記各増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の
和が５２０００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範
囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ
／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７
〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域
が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴
とする。
【００４０】請求項２０記載の光ファイバ増幅器は、請
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起光
源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
に入射する光学手段と、光アイソレータとを備えた複数
の光増幅部を光学的に接続してなり、少なくとも、前記
複数の光ファイバ増幅器の初段の増幅部が０．９８μｍ
帯の励起光源を用い、各増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添
加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和、あるいは各増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
の和、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が、光ファイバ増幅器
の所定の増幅帯域において、信号利得が所定の実用基準
値以上となる値であり、かつ、前記０．９８μｍ帯の励
起光源を用いる光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ
添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系
ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファイバ増
幅器の所定の増幅帯域において、雑音指数が所定の実用
基準値以下となる値であることを特徴とする請求項１記
載の光ファイバ増幅器。
求項１記載の光ファイバ増幅器において、前記光ファイ
バ増幅器が、コア部またはクラッド部の少なくとも一方
にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ
添加石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起光
源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
に入射する光学手段と、光アイソレータとを備えた複数
の光増幅部を光学的に接続してなり、少なくとも、前記
複数の光ファイバ増幅器の初段の増幅部が０．９８μｍ
帯の励起光源を用い、各増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添
加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和、あるいは各増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
の和、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が、光ファイバ増幅器
の所定の増幅帯域において、信号利得が所定の実用基準
値以上となる値であり、かつ、前記０．９８μｍ帯の励
起光源を用いる光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ
添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系
ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファイバ増
幅器の所定の増幅帯域において、雑音指数が所定の実用
基準値以下となる値であることを特徴とする請求項１記
載の光ファイバ増幅器。
【００４１】請求項２１記載の光ファイバ増幅器は、請
求項２０記載の光ファイバ増幅器において、前記信号利
得の実用基準値が２０ｄＢでかつ前記雑音指数の実用基
準値が５ｄＢであることを特徴とする。
求項２０記載の光ファイバ増幅器において、前記信号利
得の実用基準値が２０ｄＢでかつ前記雑音指数の実用基
準値が５ｄＢであることを特徴とする。
【００４２】請求項２２記載の光ファイバ増幅器は、請
求項２１記載の光ファイバ増幅器において、前記各増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の
和が５２０００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範
囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ
／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７
〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、かつ、
０．９８μｍ帯の励起光源を用いる光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの石英系ファイバ長と
Ｅｒ添加濃度の積が６８００〜１７４００（重量ｐｐｍ
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、ある
いはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が１３．０〜３２．０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なく
とも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とする。
求項２１記載の光ファイバ増幅器において、前記各増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の
和が５２０００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範
囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９６〜２１８（（ｄＢ
／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは各増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９７
〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、かつ、
０．９８μｍ帯の励起光源を用いる光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの石英系ファイバ長と
Ｅｒ添加濃度の積が６８００〜１７４００（重量ｐｐｍ
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、ある
いはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が１３．０〜３２．０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なく
とも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【００４４】本発明に係る光ファイバ増幅器は、コア部
またはクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥ
ｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
を励起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信
号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段
と、光アイソレータとを少なくとも備えた光ファイバ増
幅器を基本構成とする。本発明では、この光ファイバ増
幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効吸収
が、雑音指数および信号利得の少なくとも一方について
所定の実用基準を満たす値となるように、規制されてい
る。Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効吸収はファイバ
の形状寸法等ファイバのデザインとリン、ボロン、アル
ミニウム、ゲルマニウム等のファイバ添加物の種類、量
等によっても変化し得るが、実用的には、Ｅｒ添加石英
系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の
積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄ
Ｂ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、のい
ずれかによって表すことができる。これらの値を規制す
ることによって、光ファイバ増幅器の特性として重要な
所望の雑音指数および／または信号利得を得るようにす
ることができることを見いだした。
またはクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥ
ｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
を励起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信
号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段
と、光アイソレータとを少なくとも備えた光ファイバ増
幅器を基本構成とする。本発明では、この光ファイバ増
幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効吸収
が、雑音指数および信号利得の少なくとも一方について
所定の実用基準を満たす値となるように、規制されてい
る。Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効吸収はファイバ
の形状寸法等ファイバのデザインとリン、ボロン、アル
ミニウム、ゲルマニウム等のファイバ添加物の種類、量
等によっても変化し得るが、実用的には、Ｅｒ添加石英
系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の
積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄ
Ｂ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、のい
ずれかによって表すことができる。これらの値を規制す
ることによって、光ファイバ増幅器の特性として重要な
所望の雑音指数および／または信号利得を得るようにす
ることができることを見いだした。
【００４５】本発明は大きく２つの実施形態を含む。ま
ず、本発明の第１の実施形態（以下、本発明１という）
は、従来技術４で説明したハイブリッド構成において、
そこで使用するＥｒ添加石英系ファイバのパラメータを
明確に規定して、従来の問題点を解決している。
ず、本発明の第１の実施形態（以下、本発明１という）
は、従来技術４で説明したハイブリッド構成において、
そこで使用するＥｒ添加石英系ファイバのパラメータを
明確に規定して、従来の問題点を解決している。
【００４６】次に本発明の第２の実施形態（以下、本発
明２という）では、従来技術５で明らかにされていなか
った、５０ｎｍ以上の広帯域増幅特性を実現するととも
に、その実現に必要不可欠なＥｒ添加石英系ファイバの
仕様を明らかにしている。
明２という）では、従来技術５で明らかにされていなか
った、５０ｎｍ以上の広帯域増幅特性を実現するととも
に、その実現に必要不可欠なＥｒ添加石英系ファイバの
仕様を明らかにしている。
【００４７】以下、図面を参照して本発明をさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００４８】図１，図２および図３に本発明１の光ファ
イバ増幅器の基本構成を示す。１はＥｒ添加石英系光フ
ァイバ、２，２−１， ２−２はＥｒ添加石英系光ファ
イバ１への励起光を発生する０．９８μｍ帯の励起光
源、３，３−１, ３−２は信号光と２，２−１, ２−２
で発生された励起光を合波する合波部、４は光増幅器の
発振を抑えるための光アイソレータ、５−１、５−２は
融着接続部、６はＥｒ添加テルライトファイバ等の広帯
域増幅特性を有するＥｒ添加ファイバ、７−１、７−２
はＥｒ添加光ファイバ６への励起光を発生する励起光
源、８−１、８−２は信号光と励起光源７−１、７−２
で発生した励起光を合分波する合分波器、９−１、９−
２は光アイソレータ、１０−１、１０−２はＥｒ添加フ
ァイバ６と合分波器７−１、７−２との接続部、１１は
利得等化器を示す。なお、図１〜図３の後段光ファイバ
増幅部の構成としては双方向励起系を示したが、図４お
よび図５に示す前方励起系あるいは後方励起系を採用す
る場合もある。
イバ増幅器の基本構成を示す。１はＥｒ添加石英系光フ
ァイバ、２，２−１， ２−２はＥｒ添加石英系光ファ
イバ１への励起光を発生する０．９８μｍ帯の励起光
源、３，３−１, ３−２は信号光と２，２−１, ２−２
で発生された励起光を合波する合波部、４は光増幅器の
発振を抑えるための光アイソレータ、５−１、５−２は
融着接続部、６はＥｒ添加テルライトファイバ等の広帯
域増幅特性を有するＥｒ添加ファイバ、７−１、７−２
はＥｒ添加光ファイバ６への励起光を発生する励起光
源、８−１、８−２は信号光と励起光源７−１、７−２
で発生した励起光を合分波する合分波器、９−１、９−
２は光アイソレータ、１０−１、１０−２はＥｒ添加フ
ァイバ６と合分波器７−１、７−２との接続部、１１は
利得等化器を示す。なお、図１〜図３の後段光ファイバ
増幅部の構成としては双方向励起系を示したが、図４お
よび図５に示す前方励起系あるいは後方励起系を採用す
る場合もある。
【００４９】本構成は従来技術４と同じであるが、大き
な違いは、前段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバ１のファイバパラメータが明確に規定され
ていることにある。図６に、図１のハイブリッド構成を
用いて構成した光ファイバ増幅器において、使用するＥ
ｒ添加石英系ファイバ１の長さを５ｍ、１０ｍ、１５ｍ
とした場合の増幅特性を示す。Ｅｒ添加石英系ファイバ
１としては比屈折率差１．８％、カットオフ波長１１３
０ｎｍ、Ｅｒ添加濃度１１４０ｐｐｍ、Ａｌ共添加濃度
４．２ｗｔ．％のものを用い、０．９８μｍ帯の励起光
源２としては０．９８μｍ帯ＬＤ（Ｅｒ添加石英系ファ
イバ１への励起光量は１００ｍＷ）、広帯域増幅特性を
有するＥｒ添加ファイバ６としてはＥｒ添加テルライト
ファイバ（比屈折率差１．５％、カットオフ波長１１５
０ｎｍ、Ｅｒ添加濃度２０００ｐｐｍ、ファイバ長２．
５ｍ）、励起光源７−１、７−２としては１．４８μｍ
帯ＬＤ（Ｅｒ添加テルライトファイバ６への前方励起光
量は１５０ｍＷ、後方励起光量は１５０ｍＷ）を用い
た。なお、本特性例では利得等化器１１を使用しない場
合を示している。
な違いは、前段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバ１のファイバパラメータが明確に規定され
ていることにある。図６に、図１のハイブリッド構成を
用いて構成した光ファイバ増幅器において、使用するＥ
ｒ添加石英系ファイバ１の長さを５ｍ、１０ｍ、１５ｍ
とした場合の増幅特性を示す。Ｅｒ添加石英系ファイバ
１としては比屈折率差１．８％、カットオフ波長１１３
０ｎｍ、Ｅｒ添加濃度１１４０ｐｐｍ、Ａｌ共添加濃度
４．２ｗｔ．％のものを用い、０．９８μｍ帯の励起光
源２としては０．９８μｍ帯ＬＤ（Ｅｒ添加石英系ファ
イバ１への励起光量は１００ｍＷ）、広帯域増幅特性を
有するＥｒ添加ファイバ６としてはＥｒ添加テルライト
ファイバ（比屈折率差１．５％、カットオフ波長１１５
０ｎｍ、Ｅｒ添加濃度２０００ｐｐｍ、ファイバ長２．
５ｍ）、励起光源７−１、７−２としては１．４８μｍ
帯ＬＤ（Ｅｒ添加テルライトファイバ６への前方励起光
量は１５０ｍＷ、後方励起光量は１５０ｍＷ）を用い
た。なお、本特性例では利得等化器１１を使用しない場
合を示している。
【００５０】図６に示すように、使用するＥｒ添加石英
系ファイバの長さを変えることにより雑音特性は大きく
変化し、５ｄＢ以下の低雑音特性を満足する増幅帯域
は、Ｅｒ添加石英系ファイバが５ｍの場合で１５３０〜
１５７８ｎｍ、１０ｍの場合で１５３２〜１６０５ｎ
ｍ、１５ｍの場合で１５４３〜１６０８ｎｍである。す
なわち、本結果から、低雑音な広帯域光ファイバ増幅器
を実現するには本発明で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バ１を約１０ｍに設定する必要があることが分かる。ま
た、１．５５μｍ帯の光ファイバ増幅器（増幅帯域は通
常約１５３０ｎｍから約１５６０ｎｍ）の場合は約１０
ｍ以下、１．５８μｍ帯の光ファイバ増幅器（増幅帯域
は通常約１５７０ｎｍから約１６００ｎｍ）の場合は約
１０ｍ以上のＥｒ添加石英系ファイバ１を用いたハイブ
リッド構成で低雑音化が実現できることが、併せて分か
る。
系ファイバの長さを変えることにより雑音特性は大きく
変化し、５ｄＢ以下の低雑音特性を満足する増幅帯域
は、Ｅｒ添加石英系ファイバが５ｍの場合で１５３０〜
１５７８ｎｍ、１０ｍの場合で１５３２〜１６０５ｎ
ｍ、１５ｍの場合で１５４３〜１６０８ｎｍである。す
なわち、本結果から、低雑音な広帯域光ファイバ増幅器
を実現するには本発明で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バ１を約１０ｍに設定する必要があることが分かる。ま
た、１．５５μｍ帯の光ファイバ増幅器（増幅帯域は通
常約１５３０ｎｍから約１５６０ｎｍ）の場合は約１０
ｍ以下、１．５８μｍ帯の光ファイバ増幅器（増幅帯域
は通常約１５７０ｎｍから約１６００ｎｍ）の場合は約
１０ｍ以上のＥｒ添加石英系ファイバ１を用いたハイブ
リッド構成で低雑音化が実現できることが、併せて分か
る。
【００５１】なお、実際にはＥｒ添加石英系ファイバ１
の長さは、Ｅｒ添加石英系ファイバ１に添加されるＥｒ
添加濃度に大きく依存する。このため、Ｅｒ添加石英系
ファイバ１の等価的ファイバ長を示すパラメータとして
は、Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、あ
るいはＥｒ添加石英系ファイバの単位長あたりの吸収値
とファイバ長の積が汎用的なファイバ設計パラメータと
して通常用いられる。
の長さは、Ｅｒ添加石英系ファイバ１に添加されるＥｒ
添加濃度に大きく依存する。このため、Ｅｒ添加石英系
ファイバ１の等価的ファイバ長を示すパラメータとして
は、Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、あ
るいはＥｒ添加石英系ファイバの単位長あたりの吸収値
とファイバ長の積が汎用的なファイバ設計パラメータと
して通常用いられる。
【００５２】図７，図８および図９に各々、雑音指数５
ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ
添加濃度の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添
加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域
とＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積の関係を示す。なお、雑
音指数５ｄＢ以下の増幅帯域と石英系ファイバ長とＥｒ
添加濃度の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添
加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域
とＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積の関係は、Ｅｒ添加石英
系ファイバのファイバパラメター（比屈折率差、カット
オフ波長、Ａｌ添加濃度、コア／クラッド構造形成のた
めのドーパント、励起方法（前方励起、後方励起及び双
方向励起）、あるいは後段光ファイバ増幅部の増幅特性
によって等により若干異なるが、図７〜図９は、幾つか
の上記条件を組み合わせた実験によって明らかにしたも
のである。
ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ
添加濃度の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添
加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域
とＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積の関係を示す。なお、雑
音指数５ｄＢ以下の増幅帯域と石英系ファイバ長とＥｒ
添加濃度の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添
加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積、雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域
とＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積の関係は、Ｅｒ添加石英
系ファイバのファイバパラメター（比屈折率差、カット
オフ波長、Ａｌ添加濃度、コア／クラッド構造形成のた
めのドーパント、励起方法（前方励起、後方励起及び双
方向励起）、あるいは後段光ファイバ増幅部の増幅特性
によって等により若干異なるが、図７〜図９は、幾つか
の上記条件を組み合わせた実験によって明らかにしたも
のである。
【００５３】図７〜図９から、 １）増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍの広
帯域特性を有するハイブリッド構成を用いた広帯域光フ
ァイバ増幅器の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）を実現す
るには、前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添加石
英系ファイバ１として、少なくとも （１）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８００
〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、
（２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が１２．９〜３１．
５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、（３）Ｅｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添
加石英系ファイバ長の積が１３．０〜３２．０（（ｄＢ
／ｍ）＊ｍ）の範囲に設定する必要があることが分か
る。
帯域特性を有するハイブリッド構成を用いた広帯域光フ
ァイバ増幅器の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）を実現す
るには、前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添加石
英系ファイバ１として、少なくとも （１）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８００
〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、
（２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が１２．９〜３１．
５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、（３）Ｅｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添
加石英系ファイバ長の積が１３．０〜３２．０（（ｄＢ
／ｍ）＊ｍ）の範囲に設定する必要があることが分か
る。
【００５４】また、 ２）増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５６０ｎｍの域
特性を有するハイブリッド構成を用いた１．５５μｍ帯
光ファイバ増幅器の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）を実
現するには、前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添
加石英系ファイバ１として、少なくとも （１）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が３２００
〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、
（２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が４．９〜３１．５
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、（３）Ｅｒ添
加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積が５．０〜３２．０（（ｄＢ／
ｍ）＊ｍ）の範囲に設定する必要があることが分かる。
特性を有するハイブリッド構成を用いた１．５５μｍ帯
光ファイバ増幅器の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）を実
現するには、前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添
加石英系ファイバ１として、少なくとも （１）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が３２００
〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、
（２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が４．９〜３１．５
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、（３）Ｅｒ添
加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積が５．０〜３２．０（（ｄＢ／
ｍ）＊ｍ）の範囲に設定する必要があることが分かる。
【００５５】さらに、 ３）増幅帯域が少なくとも１５７５〜１６００ｎｍの域
特性を有するハイブリッド構成を用いた１．５８μｍ帯
光ファイバ増幅器の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）を実
現するには、前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添
加石英系ファイバ１として、少なくとも （１）Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が
４８００（重量ｐｐｍ＊ｍ）以上、あるいは、（２）Ｅ
ｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ
添加石英系ファイバ長の積が８．５（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）以上、あるいは、（３）Ｅｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積が８．６（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）以上に設定する必要が
あることが分かる。
特性を有するハイブリッド構成を用いた１．５８μｍ帯
光ファイバ増幅器の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）を実
現するには、前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添
加石英系ファイバ１として、少なくとも （１）Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が
４８００（重量ｐｐｍ＊ｍ）以上、あるいは、（２）Ｅ
ｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ
添加石英系ファイバ長の積が８．５（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）以上、あるいは、（３）Ｅｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積が８．６（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）以上に設定する必要が
あることが分かる。
【００５６】すなわち、本発明１では、増幅帯域が少な
くとも１５４０〜１５９０ｎｍの広帯域特性を有するハ
イブリッド構成を用いた広帯域光ファイバ増幅器あるい
は、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５６０ｎｍの域
特性を有するハイブリッド構成を用いた１．５５μｍ帯
光ファイバ増幅器あるいは増幅帯域が少なくとも１５７
５〜１６００ｎｍの域特性を有するハイブリッド構成を
用いた１．５８μｍ帯光ファイバ増幅器の低雑音化は、
上記で記載したように前段光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバのファイバ長とＥｒ添加濃度の
積あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの
吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積あるいはＥｒ添
加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積を設定することにより実現でき
る。
くとも１５４０〜１５９０ｎｍの広帯域特性を有するハ
イブリッド構成を用いた広帯域光ファイバ増幅器あるい
は、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５６０ｎｍの域
特性を有するハイブリッド構成を用いた１．５５μｍ帯
光ファイバ増幅器あるいは増幅帯域が少なくとも１５７
５〜１６００ｎｍの域特性を有するハイブリッド構成を
用いた１．５８μｍ帯光ファイバ増幅器の低雑音化は、
上記で記載したように前段光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバのファイバ長とＥｒ添加濃度の
積あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの
吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積あるいはＥｒ添
加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積を設定することにより実現でき
る。
【００５７】次に本発明２を説明する。本発明の特徴は
５０ｎｍ以上の広帯域増幅特性を有するＥｒ添加ファイ
バ６としてＥｒ添加石英系ファイバを用いた光ファイバ
増幅器を確実に実現することにあり、従来技術５で明ら
かにされていなかった、５０ｎｍ以上の広帯域増幅特性
を実現するとともに、その実現に必要不可欠なＥｒ添加
石英系ファイバの仕様を明らかにしたことにある。
５０ｎｍ以上の広帯域増幅特性を有するＥｒ添加ファイ
バ６としてＥｒ添加石英系ファイバを用いた光ファイバ
増幅器を確実に実現することにあり、従来技術５で明ら
かにされていなかった、５０ｎｍ以上の広帯域増幅特性
を実現するとともに、その実現に必要不可欠なＥｒ添加
石英系ファイバの仕様を明らかにしたことにある。
【００５８】増幅器の構成としては、図１，図２および
図３に示すハイブリッド構成（後段光ファイバ増幅部の
構成としては双方向励起系の他、図４および図５に示す
前方励起系あるいは後方励起系を採用する場合もある）
や、図１０，図１１および図１２に示す、前方励起、後
方励起、双方向励起系の基本的な光ファイバ増幅器構成
でも実現可能である。また、図１，図２および図３なら
びに図４および図５では、利得等化器１１を使用した例
を示した。しかし、広帯域を実現するためだけであれ
ば、利得等化器１１は不要である。
図３に示すハイブリッド構成（後段光ファイバ増幅部の
構成としては双方向励起系の他、図４および図５に示す
前方励起系あるいは後方励起系を採用する場合もある）
や、図１０，図１１および図１２に示す、前方励起、後
方励起、双方向励起系の基本的な光ファイバ増幅器構成
でも実現可能である。また、図１，図２および図３なら
びに図４および図５では、利得等化器１１を使用した例
を示した。しかし、広帯域を実現するためだけであれ
ば、利得等化器１１は不要である。
【００５９】本発明２の最大の特徴は、広帯域増幅特性
を有するＥｒ添加ファイバ６としてＥｒ添加石英系ファ
イバを使用できるため、従来技術３の問題点であった
「Ｅｒ添加テルライトファイバが汎用性のある融着接続
技術が適用できない」点を解決でき、また、従来技術５
では５０ｎｍの帯域特性に制限されていたものを５０ｎ
ｍ以上の広帯域を確実に実現し、かつその広帯域増幅特
性を実現するために必要なＥｒ添加石英系ファイバの仕
様を明らかにしたことである。
を有するＥｒ添加ファイバ６としてＥｒ添加石英系ファ
イバを使用できるため、従来技術３の問題点であった
「Ｅｒ添加テルライトファイバが汎用性のある融着接続
技術が適用できない」点を解決でき、また、従来技術５
では５０ｎｍの帯域特性に制限されていたものを５０ｎ
ｍ以上の広帯域を確実に実現し、かつその広帯域増幅特
性を実現するために必要なＥｒ添加石英系ファイバの仕
様を明らかにしたことである。
【００６０】図１３に、図１のハイブリッド構成を用い
て構成した光ファイバ増幅器を用いて構成した広帯域光
ファイバ増幅器の増幅特性例を示す（なお、本特性例で
は利得等化器１１を使用しない場合を示している）。使
用した前段光ファイバ増幅部のＥｒ添加石英系ファイバ
１の長さは１０ｍ、後段光ファイバ増幅部のＥｒ添加石
英系ファイバ６の長さは５０ｍ、６０ｍ、７５ｍの場合
の増幅特性である。Ｅｒ添加石英系ファイバ１及び広帯
域増幅特性を有するＥｒ添加ファイバ６として用いたＥ
ｒ添加石英系ファイバの比屈折率差は１．８％、カット
オフ波長は１１３０ｎｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０ｐｐ
ｍ、Ａｌ共添加濃度は４．２ｗｔ．％であり、０．９８
μｍ帯の励起光源２としては０．９８μｍ帯ＬＤ（Ｅｒ
添加石英系ファイバ１への励起光量は１００ｍＷ）、励
起光源７−１、７−２としては１．４８μｍ帯ＬＤ（Ｅ
ｒ添加石英系ファイバ６への前方励起光量は１５０ｍ
Ｗ、後方励起光量は１５０ｍＷ）を用いた。
て構成した光ファイバ増幅器を用いて構成した広帯域光
ファイバ増幅器の増幅特性例を示す（なお、本特性例で
は利得等化器１１を使用しない場合を示している）。使
用した前段光ファイバ増幅部のＥｒ添加石英系ファイバ
１の長さは１０ｍ、後段光ファイバ増幅部のＥｒ添加石
英系ファイバ６の長さは５０ｍ、６０ｍ、７５ｍの場合
の増幅特性である。Ｅｒ添加石英系ファイバ１及び広帯
域増幅特性を有するＥｒ添加ファイバ６として用いたＥ
ｒ添加石英系ファイバの比屈折率差は１．８％、カット
オフ波長は１１３０ｎｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０ｐｐ
ｍ、Ａｌ共添加濃度は４．２ｗｔ．％であり、０．９８
μｍ帯の励起光源２としては０．９８μｍ帯ＬＤ（Ｅｒ
添加石英系ファイバ１への励起光量は１００ｍＷ）、励
起光源７−１、７−２としては１．４８μｍ帯ＬＤ（Ｅ
ｒ添加石英系ファイバ６への前方励起光量は１５０ｍ
Ｗ、後方励起光量は１５０ｍＷ）を用いた。
【００６１】図１３に示すように、後段光ファイバ増幅
部用のＥｒ添加ファイバ６としてＥｒ添加石英系ファイ
バを用いても広帯域光ファイバ増幅動作が実現できるこ
とが分かる。また、Ｅｒ添加ファイバ６として使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバの長さを変えることにより、２
０ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯域は長波長にシ
フトすることも合わせて分かる。
部用のＥｒ添加ファイバ６としてＥｒ添加石英系ファイ
バを用いても広帯域光ファイバ増幅動作が実現できるこ
とが分かる。また、Ｅｒ添加ファイバ６として使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバの長さを変えることにより、２
０ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯域は長波長にシ
フトすることも合わせて分かる。
【００６２】図１４，図１５および図１６に各々、２０
ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯域とＥｒ添加石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、２０ｄＢ以上の信号
利得が得られる増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバの
１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積、２０ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯域とＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添
加石英系ファイバ長の積の関係を示す。なお、図１４、
図１５および図１６におけるＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、Ｅｒ添
加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイ
バの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファバ長
の積は、図１、図２および図３に示すハイブリッド構成
では前段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系フ
ァイバ１と後段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバ６における各々の値（Ｅｒ添加石英系ファ
イバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石英系ファイバ
の１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長
の積）の和であり、図１０、図１１および図１２に示す
構成ではＥｒ添加石英系ファイバ６における各々の値
（Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
とＥｒ添加濃度の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅ
ｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ
添加石英系ファイバ長の積）に対応する。
ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯域とＥｒ添加石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、２０ｄＢ以上の信号
利得が得られる増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバの
１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積、２０ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯域とＥｒ
添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添
加石英系ファイバ長の積の関係を示す。なお、図１４、
図１５および図１６におけるＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、Ｅｒ添
加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加
石英系ファイバ長の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイ
バの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファバ長
の積は、図１、図２および図３に示すハイブリッド構成
では前段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系フ
ァイバ１と後段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石
英系ファイバ６における各々の値（Ｅｒ添加石英系ファ
イバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石英系ファイバ
の１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長
の積）の和であり、図１０、図１１および図１２に示す
構成ではＥｒ添加石英系ファイバ６における各々の値
（Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
とＥｒ添加濃度の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４
８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅ
ｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ
添加石英系ファイバ長の積）に対応する。
【００６３】さらに、図１４〜図１６は、図７〜図９の
ところで説明したと同様に、２０ｄＢ以上の信号利得が
得られる増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添
加濃度の積、２０ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯
域とＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、２０ｄＢ以上の信号
利得が得られる増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積の関係は、Ｅｒ添加石英系ファイバのファイバパラメ
ター（比屈折率差、カットオフ波長、Ａｌ添加濃度、コ
ア／クラッド構造形成のためのドーパント、励起方法
（前方励起、後方励起及び双方向励起）、あるいは後段
光ファイバ増幅部の増幅特性によって等により若干異な
るが、本図は、幾つかの上記条件を組み合わせた実験に
よって明らかにしたものである。
ところで説明したと同様に、２０ｄＢ以上の信号利得が
得られる増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添
加濃度の積、２０ｄＢ以上の信号利得が得られる増幅帯
域とＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、２０ｄＢ以上の信号
利得が得られる増幅帯域とＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積の関係は、Ｅｒ添加石英系ファイバのファイバパラメ
ター（比屈折率差、カットオフ波長、Ａｌ添加濃度、コ
ア／クラッド構造形成のためのドーパント、励起方法
（前方励起、後方励起及び双方向励起）、あるいは後段
光ファイバ増幅部の増幅特性によって等により若干異な
るが、本図は、幾つかの上記条件を組み合わせた実験に
よって明らかにしたものである。
【００６４】本図から、増幅帯域が少なくとも１５４０
〜１５９０ｎｍの広帯域において信号利得２０ｄＢ以上
の増幅特性を有する光ファイバ増幅器を実現するには、
図１、図２および図３に示すハイブリッド構成では前段
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ１
と後段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバ６におけるＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の和、Ｅｒ添加石英系
ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系フ
ァイバ長の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積の和、あるいは図１０、図１１および図１２に示す構
成ではＥｒ添加石英系ファイバ６におけるＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積を、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積（ハイブリッ
ド構成では、前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増
幅部での値の和）が５２０００〜１２１０００（重量ｐ
ｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は、前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での
値の和）が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、
あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は、前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での
値の和）が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に
設定する必要があることが分かる。
〜１５９０ｎｍの広帯域において信号利得２０ｄＢ以上
の増幅特性を有する光ファイバ増幅器を実現するには、
図１、図２および図３に示すハイブリッド構成では前段
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ１
と後段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバ６におけるＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の和、Ｅｒ添加石英系
ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系フ
ァイバ長の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積の和、あるいは図１０、図１１および図１２に示す構
成ではＥｒ添加石英系ファイバ６におけるＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積を、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積（ハイブリッ
ド構成では、前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増
幅部での値の和）が５２０００〜１２１０００（重量ｐ
ｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は、前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での
値の和）が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、
あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は、前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での
値の和）が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に
設定する必要があることが分かる。
【００６５】すなわち、本発明２では、増幅帯域が１５
４０〜１５９０ｎｍ以上、すなわち帯域５０ｎｍ以上の
広帯域において信号利得２０ｄＢ以上の増幅特性を有す
るＥｒ添加石英系ファイバだけを用いる光ファイバ増幅
器は、上述したように、図１０、図１１および図１２に
示す構成ではＥｒ添加石英系ファイバ６におけるＥｒ添
加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添
加濃度の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石
英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積を、図１、図２および図３に示すハイ
ブリッド構成では前段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバと後段光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバにおけるファイバ長とＥｒ添加
濃度の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の
和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の和を設定す
ることにより確実に実現できる。
４０〜１５９０ｎｍ以上、すなわち帯域５０ｎｍ以上の
広帯域において信号利得２０ｄＢ以上の増幅特性を有す
るＥｒ添加石英系ファイバだけを用いる光ファイバ増幅
器は、上述したように、図１０、図１１および図１２に
示す構成ではＥｒ添加石英系ファイバ６におけるＥｒ添
加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添
加濃度の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石
英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英
系ファイバ長の積を、図１、図２および図３に示すハイ
ブリッド構成では前段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ
添加石英系ファイバと後段光ファイバ増幅部で使用する
Ｅｒ添加石英系ファイバにおけるファイバ長とＥｒ添加
濃度の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の
和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の和を設定す
ることにより確実に実現できる。
【００６６】また、従来技術５の帯域〜５０ｎｍ以上の
増幅帯域、例えば増幅帯域６０ｎｍ（信号域１５４０〜
１６００ｎｍ）の増幅帯域は図１４〜図１６から、図
１、図２および図３に示すハイブリッド構成では前段光
ファイバ増幅部で使用するｅｒ添加石英系ファイバ１と
後段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バ６におけるＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の和、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積の和、あるいは図１０、図１１および図１２に示す構
成ではＥｒ添加石英系ファイバ６におけるＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積を、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積（ハイブリッ
ド構成では前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅
部での値の和）が７４０００〜１２１０００（重量ｐｍ
＊ｍ）の範囲、あるいは、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での値
の和）が１３４〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、
あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での値
の和）が１３６〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に
設定する必要があることが分かる。
増幅帯域、例えば増幅帯域６０ｎｍ（信号域１５４０〜
１６００ｎｍ）の増幅帯域は図１４〜図１６から、図
１、図２および図３に示すハイブリッド構成では前段光
ファイバ増幅部で使用するｅｒ添加石英系ファイバ１と
後段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バ６におけるＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の和、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積の和、あるいは図１０、図１１および図１２に示す構
成ではＥｒ添加石英系ファイバ６におけるＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積を、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積（ハイブリッ
ド構成では前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅
部での値の和）が７４０００〜１２１０００（重量ｐｍ
＊ｍ）の範囲、あるいは、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での値
の和）が１３４〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、
あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積（ハイブリッド構成で
は前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部での値
の和）が１３６〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に
設定する必要があることが分かる。
【００６７】さらに、本発明１と本発明２を組み合わせ
ることにより、低雑音で増幅帯域５０ｎｍ以上の特性を
有する光ファイバ増幅器が構成できる。すなわち、従来
技術５で達成できていなかった低雑音化（雑音指数５ｄ
Ｂ以下）が、広帯域増幅域内で確実に実現できる。例え
ば、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍの広
帯域において信号利得２０ｄＢ以上の増幅特性と低雑音
（雑音指数５ｄＢ以下）特性を有するＥｒ添加石英系フ
ァイバだけを用いる光ファイバ増幅器は、図１〜３に示
すハイブリッド構成を用い、前段光ファイバ増幅部で用
いられるＥｒ添加石英系ファイバ１として、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が３２００〜
１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が４．９〜３１．５
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が５．０〜３２．０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に設定し、かつ、前段光フ
ァイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ１と後
段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ
６におけるＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系フ
ァイバ長とＥｒ添加濃度の積の和、Ｅｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイ
バ長の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の
和を、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の和が５２０
００〜１２１０００（重量ｐｍ＊ｍ）の範囲、あるい
は、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の和が９６〜２１８
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の和が９７〜２２０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に設定することにより実現
できる。
ることにより、低雑音で増幅帯域５０ｎｍ以上の特性を
有する光ファイバ増幅器が構成できる。すなわち、従来
技術５で達成できていなかった低雑音化（雑音指数５ｄ
Ｂ以下）が、広帯域増幅域内で確実に実現できる。例え
ば、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０ｎｍの広
帯域において信号利得２０ｄＢ以上の増幅特性と低雑音
（雑音指数５ｄＢ以下）特性を有するＥｒ添加石英系フ
ァイバだけを用いる光ファイバ増幅器は、図１〜３に示
すハイブリッド構成を用い、前段光ファイバ増幅部で用
いられるＥｒ添加石英系ファイバ１として、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が３２００〜
１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が４．９〜３１．５
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が５．０〜３２．０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に設定し、かつ、前段光フ
ァイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ１と後
段光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ
６におけるＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系フ
ァイバ長とＥｒ添加濃度の積の和、Ｅｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイ
バ長の積の和、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の
和を、少なくとも １）石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の和が５２０
００〜１２１０００（重量ｐｍ＊ｍ）の範囲、あるい
は、 ２）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の和が９６〜２１８
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは、 ３）Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の和が９７〜２２０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲に設定することにより実現
できる。
【００６８】なお、本発明１では増幅帯域が少なくとも
１５４０〜１５９０ｎｍ、あるいは少なくとも１５４０
〜１５６０ｎｍ、あるいは少なくとも１５７５〜１６０
０ｎｍの域特性を有するハイブリッド構成を用いた光フ
ァイバ増幅器の（雑音指数５ｄＢ以下）を実現するのに
必要な前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添加石英
系ファイバ１の、石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の
積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、あるいはＥ
ｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ
添加石英系ファイバ長の積を上記では示したが、図７〜
図９を用いることにより、例えば、少なくとも１５５０
〜１５８０ｎｍ、あるいは少なくとも１５６５〜１５８
０ｎｍ、あるいは少なくとも１５７０〜１５９０ｎｍの
域特性を有するハイブリッド構成を用いた光ファイバ増
幅器の（雑音指数５ｄＢ以下）を実現するのに必要な前
段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添加石英系ファイ
バ１の、石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、あるい
はＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積、あるいはＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積を決定でき、これにより所望の増幅帯域
内の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以下）が確実に実現でき
る。
１５４０〜１５９０ｎｍ、あるいは少なくとも１５４０
〜１５６０ｎｍ、あるいは少なくとも１５７５〜１６０
０ｎｍの域特性を有するハイブリッド構成を用いた光フ
ァイバ増幅器の（雑音指数５ｄＢ以下）を実現するのに
必要な前段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添加石英
系ファイバ１の、石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の
積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、あるいはＥ
ｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ
添加石英系ファイバ長の積を上記では示したが、図７〜
図９を用いることにより、例えば、少なくとも１５５０
〜１５８０ｎｍ、あるいは少なくとも１５６５〜１５８
０ｎｍ、あるいは少なくとも１５７０〜１５９０ｎｍの
域特性を有するハイブリッド構成を用いた光ファイバ増
幅器の（雑音指数５ｄＢ以下）を実現するのに必要な前
段光ファイバ増幅部で用いられるＥｒ添加石英系ファイ
バ１の、石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、あるい
はＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積、あるいはＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積を決定でき、これにより所望の増幅帯域
内の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以下）が確実に実現でき
る。
【００６９】また同様に、本発明２では増幅帯域が少な
くとも１５４０〜１５９０ｎｍの帯域特性を有するＥｒ
添加石英系ファイバだけで構成する光ファイバ増幅器を
実現するのに必要な前段光ファイバ増幅部で用いられる
Ｅｒ添加石英系ファイバの石英系ファイバ長とＥｒ添加
濃度の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８
μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、ある
いはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積を上記では示したが、
図１４〜図１６を用いることにより、例えば、少なくと
も１５５０〜１５８８ｎｍ、あるいは少なくとも１５６
５〜１５８０ｎｍ、あるいは少なくとも１５３８〜１５
８８ｎｍの域特性を有する光ファイバ増幅器を実現する
のに必要なＥｒ添加石英系光ファイバの、石英系ファイ
バ長とＥｒ添加濃度の積、あるいはＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイ
バ長の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５
μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積を決定
でき、これにより２０ｄＢ以上の利得帯域が確実に実現
できる（ただし、Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石
英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５
５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積は、
ハイブリッド構成時では前段および後段光ファイバ増幅
部で用いられるＥｒ添加石英系ファイバ１とＥｒ添加石
英系ファイバ６の値の和を示す）。
くとも１５４０〜１５９０ｎｍの帯域特性を有するＥｒ
添加石英系ファイバだけで構成する光ファイバ増幅器を
実現するのに必要な前段光ファイバ増幅部で用いられる
Ｅｒ添加石英系ファイバの石英系ファイバ長とＥｒ添加
濃度の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８
μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積、ある
いはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積を上記では示したが、
図１４〜図１６を用いることにより、例えば、少なくと
も１５５０〜１５８８ｎｍ、あるいは少なくとも１５６
５〜１５８０ｎｍ、あるいは少なくとも１５３８〜１５
８８ｎｍの域特性を有する光ファイバ増幅器を実現する
のに必要なＥｒ添加石英系光ファイバの、石英系ファイ
バ長とＥｒ添加濃度の積、あるいはＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイ
バ長の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５
μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積を決定
でき、これにより２０ｄＢ以上の利得帯域が確実に実現
できる（ただし、Ｅｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石
英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積、Ｅｒ添加石英系フ
ァイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファ
イバ長の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５
５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積は、
ハイブリッド構成時では前段および後段光ファイバ増幅
部で用いられるＥｒ添加石英系ファイバ１とＥｒ添加石
英系ファイバ６の値の和を示す）。
【００７０】なお、上記発明１の説明では、図１〜図３
に示す０．９８μｍ帯の励起光源を用いた前段光ファイ
バ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ１の「石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積」あるいは「Ｅｒ添加
石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積」あるいは「Ｅｒ添加石英系ファイ
バの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ
長の積」を規定したが、０．９８μｍ帯の励起光源を用
いた前段光ファイバ増幅部が複数の増幅部に分かれてい
る場合は、各増幅部で使用されるＥｒ添加石英系ファイ
バの「石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の総和」あ
るいは「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸
収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の総和」あるいは
「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積の総和」を規定すること
により低雑音増幅器が実現できる。
に示す０．９８μｍ帯の励起光源を用いた前段光ファイ
バ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ１の「石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積」あるいは「Ｅｒ添加
石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積」あるいは「Ｅｒ添加石英系ファイ
バの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ
長の積」を規定したが、０．９８μｍ帯の励起光源を用
いた前段光ファイバ増幅部が複数の増幅部に分かれてい
る場合は、各増幅部で使用されるＥｒ添加石英系ファイ
バの「石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積の総和」あ
るいは「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸
収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の総和」あるいは
「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長の積の総和」を規定すること
により低雑音増幅器が実現できる。
【００７１】一方、上記発明２の説明では、図１〜図３
に示す前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部か
らなる光ファイバ増幅器や、図１０〜図１２に示す、単
一の光ファイバ増幅部から成る光ファイバ増幅器につい
て説明したが、３つ以上の光ファイバ増幅部から成る光
ファイバ増幅器に関しても各増幅部で使用されるＥｒ添
加石英系ファイバの「石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積の総和」あるいは「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の
総和」あるいは「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μ
ｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の総和」
を規定することにより、Ｅｒ添加石英系ファイバを用い
た広帯域光ファイバ増幅動作が実現できる。
に示す前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ増幅部か
らなる光ファイバ増幅器や、図１０〜図１２に示す、単
一の光ファイバ増幅部から成る光ファイバ増幅器につい
て説明したが、３つ以上の光ファイバ増幅部から成る光
ファイバ増幅器に関しても各増幅部で使用されるＥｒ添
加石英系ファイバの「石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積の総和」あるいは「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の
総和」あるいは「Ｅｒ添加石英系ファイバの１．５５μ
ｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積の総和」
を規定することにより、Ｅｒ添加石英系ファイバを用い
た広帯域光ファイバ増幅動作が実現できる。
【００７２】
【実施例】以下に図面を参照し本発明をより具体的に詳
述するが、以下に開示する実施例は本発明の単なる例示
に過ぎず、本発明の範囲を何等限定するものではない。
述するが、以下に開示する実施例は本発明の単なる例示
に過ぎず、本発明の範囲を何等限定するものではない。
【００７３】（実施例１）図１０〜図１２及び図１７〜
図１９を用いて本実施例を説明する。なお、図１０〜図
１２では利得等化器１１を付加しているが、本実施例で
は付加しない場合についても実施した。また、図１７〜
図１９のハイブリッド構成を使用する本実施例では利得
等化器の位置を前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ
増幅部の中間の位置と、最終段に位置する場合及び利得
等化器１１を付加しない場合、また前段光ファイバ増幅
部、後段光ファイバ増幅部の構成としてはそれぞれ、図
１７〜図１９に示すように前方励起、後方励起、双方向
励起について実施した。０．９８μｍ帯の励起光源２
（２−１, ２−２）としては０．９８μｍ帯ＬＤ、励起
光源７（７−１、７−２）としては１．４８μｍ帯Ｌ
Ｄ、合分波器３（３−１,3-2)、8(8-1, ８−２）として
バルク型の合分波器、光アイソレータ４、９（９−１,
９−２）としては偏波無依存型のアイソレータ、接続部
５−１,５−２としては融着接続、接続部１０−１, １
０−２としては融着接続あるいはＶ溝を用いたＶ溝接
続、利得等化器としてはマッハツェンダ型フィルタの３
段構成のものを用いた。また、Ｅｒ添加石英系光ファイ
バ１及びＥｒ添加光ファイバ６としては、以下のいずれ
かを用いた。
図１９を用いて本実施例を説明する。なお、図１０〜図
１２では利得等化器１１を付加しているが、本実施例で
は付加しない場合についても実施した。また、図１７〜
図１９のハイブリッド構成を使用する本実施例では利得
等化器の位置を前段光ファイバ増幅部と後段光ファイバ
増幅部の中間の位置と、最終段に位置する場合及び利得
等化器１１を付加しない場合、また前段光ファイバ増幅
部、後段光ファイバ増幅部の構成としてはそれぞれ、図
１７〜図１９に示すように前方励起、後方励起、双方向
励起について実施した。０．９８μｍ帯の励起光源２
（２−１, ２−２）としては０．９８μｍ帯ＬＤ、励起
光源７（７−１、７−２）としては１．４８μｍ帯Ｌ
Ｄ、合分波器３（３−１,3-2)、8(8-1, ８−２）として
バルク型の合分波器、光アイソレータ４、９（９−１,
９−２）としては偏波無依存型のアイソレータ、接続部
５−１,５−２としては融着接続、接続部１０−１, １
０−２としては融着接続あるいはＶ溝を用いたＶ溝接
続、利得等化器としてはマッハツェンダ型フィルタの３
段構成のものを用いた。また、Ｅｒ添加石英系光ファイ
バ１及びＥｒ添加光ファイバ６としては、以下のいずれ
かを用いた。
【００７４】Ｅｒ添加石英系光ファイバ１： Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ａ：比屈折率差１．８％、
カットオフ波長１．１４μｍ、Ａｌ添加濃度は４０００
０重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐｐｍ
（１．４８μｍでの吸収損失２．０ｄＢ／ｍ） （１．５５μｍでの吸収損失２．２ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｂ：１．４８μｍでの吸収
損失４ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３００００重量ｐｐ
ｍ、Ｅｒ添加濃度は２０００重量ｐｐｍ Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｃ：１．５５μｍでの吸収
損失１ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３５０００重量ｐｐ
ｍ、Ｅｒ添加濃度は７００重量ｐｐｍ Ｅｒ添加光ファイバ６ ファイバ６−Ａ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：１．４８
μｍでの吸収損失４ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３０００
０重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は２０００重量ｐｐｍ ファイバ６−Ｂ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：１．５５
μｍでの吸収損失１ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３５００
０重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は７００重量ｐｐｍ ファイバ６−Ｃ（Ｅｒ添加テルライトファイバ）：比屈
折率差１．５％、カットオフ波長１．１５μｍ、Ｅｒ添
加濃度は２０００重量ｐｐｍ ファイバ６−Ｄ（Ｅｒ添加フッ化物ファイバ）： ガラス組成; Ｚｒ系フッ化物ガラス（ＺｒＦ4 −ＨｆＦ
4 −ＢａＦ2 −ＰｂＦ2 −ＬａＦ3 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−
ＮａＦ）比屈折率差２．５％、カットオフ波長１．０μ
ｍ、Ｅｒ添加濃度は１０００重量ｐｐｍ 表１〜表５に構成した光ファイバ増幅器の実施例をまと
めて示し、実施番号１〜３（表１）は本発明１の低雑音
（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１５４０〜１５９
０ｎｍ以上の広帯域特性を有するハイブリッド構成を用
いた広帯域光ファイバ増幅器、実施番号４〜６（表２）
は本発明１の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域
が１５４０〜１５６０ｎｍ以上の帯域特性を有するハイ
ブリッド構成を用いた広帯域光ファイバ増幅器、実施番
号７〜９（表３）は本発明１の低雑音（雑音指数５ｄＢ
以下）で増幅帯域が１５７５〜１６００ｎｍ以上の帯域
特性を有するハイブリッド構成を用いた広帯域光ファイ
バ増幅器、実施番号１０〜１２（表４）は本発明２の低
雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１５４０〜１
５９０ｎｍ以上の帯域特性を有するハイブリッド構成を
用いると共にＥｒ添加石英系ファイバだけで構成した広
帯域光ファイバ増幅器、実施番号１３〜１５（表５）は
本発明２の増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎｍ以上の広
帯域特性を有すると共にＥｒ添加石英系ファイバだけで
構成した広帯域光ファイバ増幅器に関するものである。
カットオフ波長１．１４μｍ、Ａｌ添加濃度は４０００
０重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐｐｍ
（１．４８μｍでの吸収損失２．０ｄＢ／ｍ） （１．５５μｍでの吸収損失２．２ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｂ：１．４８μｍでの吸収
損失４ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３００００重量ｐｐ
ｍ、Ｅｒ添加濃度は２０００重量ｐｐｍ Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｃ：１．５５μｍでの吸収
損失１ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３５０００重量ｐｐ
ｍ、Ｅｒ添加濃度は７００重量ｐｐｍ Ｅｒ添加光ファイバ６ ファイバ６−Ａ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：１．４８
μｍでの吸収損失４ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３０００
０重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は２０００重量ｐｐｍ ファイバ６−Ｂ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：１．５５
μｍでの吸収損失１ｄＢ／ｍ、Ａｌ添加濃度は３５００
０重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は７００重量ｐｐｍ ファイバ６−Ｃ（Ｅｒ添加テルライトファイバ）：比屈
折率差１．５％、カットオフ波長１．１５μｍ、Ｅｒ添
加濃度は２０００重量ｐｐｍ ファイバ６−Ｄ（Ｅｒ添加フッ化物ファイバ）： ガラス組成; Ｚｒ系フッ化物ガラス（ＺｒＦ4 −ＨｆＦ
4 −ＢａＦ2 −ＰｂＦ2 −ＬａＦ3 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−
ＮａＦ）比屈折率差２．５％、カットオフ波長１．０μ
ｍ、Ｅｒ添加濃度は１０００重量ｐｐｍ 表１〜表５に構成した光ファイバ増幅器の実施例をまと
めて示し、実施番号１〜３（表１）は本発明１の低雑音
（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１５４０〜１５９
０ｎｍ以上の広帯域特性を有するハイブリッド構成を用
いた広帯域光ファイバ増幅器、実施番号４〜６（表２）
は本発明１の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域
が１５４０〜１５６０ｎｍ以上の帯域特性を有するハイ
ブリッド構成を用いた広帯域光ファイバ増幅器、実施番
号７〜９（表３）は本発明１の低雑音（雑音指数５ｄＢ
以下）で増幅帯域が１５７５〜１６００ｎｍ以上の帯域
特性を有するハイブリッド構成を用いた広帯域光ファイ
バ増幅器、実施番号１０〜１２（表４）は本発明２の低
雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１５４０〜１
５９０ｎｍ以上の帯域特性を有するハイブリッド構成を
用いると共にＥｒ添加石英系ファイバだけで構成した広
帯域光ファイバ増幅器、実施番号１３〜１５（表５）は
本発明２の増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎｍ以上の広
帯域特性を有すると共にＥｒ添加石英系ファイバだけで
構成した広帯域光ファイバ増幅器に関するものである。
【００７５】表１〜表５に示すように、実施番号１〜３
（表１）では増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎｍ以上の
広帯域特性を有するハイブリッド構成を用いた広帯域光
ファイバ増幅器の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以下）が、
実施番号４〜６では増幅帯域が１５４０〜１５６０ｎｍ
以上の広帯域特性を有するハイブリッド構成を用いた光
ファイバ増幅器の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以下）が、
実施番号７〜９（表３）では増幅帯域が１５７５〜１６
００ｎｍ以上の広帯域特性を有するハイブリッド構成を
用いた光ファイバ増幅器の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以
下）が実現できることが分かる。また、実施番号１０〜
１２（表４）ではＥｒ添加石英系ファイバだけを用いて
低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１５４０〜
１５９０ｎｍ以上の広帯域特性を有する広帯域光ファイ
バ増幅器が、実施番号１３〜１５（表５）ではＥｒ添加
石英系ファイバだけで増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎ
ｍ以上の広帯域特性を有する広帯域光ファイバ増幅器が
実現できることが分かる。
（表１）では増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎｍ以上の
広帯域特性を有するハイブリッド構成を用いた広帯域光
ファイバ増幅器の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以下）が、
実施番号４〜６では増幅帯域が１５４０〜１５６０ｎｍ
以上の広帯域特性を有するハイブリッド構成を用いた光
ファイバ増幅器の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以下）が、
実施番号７〜９（表３）では増幅帯域が１５７５〜１６
００ｎｍ以上の広帯域特性を有するハイブリッド構成を
用いた光ファイバ増幅器の低雑音化（雑音指数５ｄＢ以
下）が実現できることが分かる。また、実施番号１０〜
１２（表４）ではＥｒ添加石英系ファイバだけを用いて
低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１５４０〜
１５９０ｎｍ以上の広帯域特性を有する広帯域光ファイ
バ増幅器が、実施番号１３〜１５（表５）ではＥｒ添加
石英系ファイバだけで増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎ
ｍ以上の広帯域特性を有する広帯域光ファイバ増幅器が
実現できることが分かる。
【００７６】（実施例２）実施例２も図１０〜図１２及
び図１７〜図１９を用いて本実施例を説明する。また、
図１０〜図１２及び図１７〜図１９で用いた構成部品
も、Ｅｒ添加石英系光ファイバ１とＥｒ添加光ファイバ
６以外は実施例１と同じものを用いた。実施例２ではＥ
ｒ添加石英系光ファイバ１及びＥｒ添加光ファイバ６と
しては、以下のいずれかを用いた。
び図１７〜図１９を用いて本実施例を説明する。また、
図１０〜図１２及び図１７〜図１９で用いた構成部品
も、Ｅｒ添加石英系光ファイバ１とＥｒ添加光ファイバ
６以外は実施例１と同じものを用いた。実施例２ではＥ
ｒ添加石英系光ファイバ１及びＥｒ添加光ファイバ６と
しては、以下のいずれかを用いた。
【００７７】Ｅｒ添加石英系光ファイバ１ Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｄ：比屈折率差１．７％、
カットオフ波長１. ２μｍ、Ａｌ添加濃度は４００００
重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐｐｍ Ｐ添加濃度は５００００重量ｐｐｍ、（１．５５μｍで
の吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｅ：比屈折率差１．６％、
カットオフ波長１. １μｍ、Ａｌ添加濃度は３５０００
重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１０００重量ｐｐｍ（１．
５５μｍでの吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｆ：比屈折率差１．７％、
カットオフ波長１. ２μｍ、Ｐ添加濃度は５００００重
量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐｐｍ（１．５
５μｍでの吸収損失２. １ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加光ファイバ６ ファイバ６−Ｅ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：比屈折率
差１．７％、カットオフ波長１. ２μｍ、Ａｌ添加濃度
は４００００重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量
ｐｐｍ Ｐ添加濃度は５００００重量ｐｐｍ、（１．５５μｍで
の吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） ファイバ６−Ｆ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：比屈折率
差１．６％、カットオフ波長１. １μｍ、Ａｌ添加濃度
は３５０００重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１０００重量
ｐｐｍ（１．５５μｍでの吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） ファイバ６−Ｇ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：比屈折率
差１．７％、カットオフ波長１. ２μｍ、Ｐ添加濃度は
５００００重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐ
ｐｍ（１．５５μｍでの吸収損失２. １ｄＢ／ｍ） 表６〜表８に構成した光ファイバ増幅器の実施例をまと
めて示す。実施番号１６〜２１（表６および表７）は本
発明２の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１
５４０〜１５９０n ｍ以上の帯域特性を有するハイブリ
ッド構成を用いると共にＥｒ添加石英系ファイバだけで
構成した広帯域光ファイバ増幅器、実施番号２２〜２４
（表８）は本発明２の増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎ
ｍ以上の広帯域特性を有すると共にＥｒ添加石英系ファ
イバだけで構成した広帯域光ファイバ増幅器に関するも
のである。
カットオフ波長１. ２μｍ、Ａｌ添加濃度は４００００
重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐｐｍ Ｐ添加濃度は５００００重量ｐｐｍ、（１．５５μｍで
の吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｅ：比屈折率差１．６％、
カットオフ波長１. １μｍ、Ａｌ添加濃度は３５０００
重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１０００重量ｐｐｍ（１．
５５μｍでの吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加石英系ファイバ１−Ｆ：比屈折率差１．７％、
カットオフ波長１. ２μｍ、Ｐ添加濃度は５００００重
量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐｐｍ（１．５
５μｍでの吸収損失２. １ｄＢ／ｍ） Ｅｒ添加光ファイバ６ ファイバ６−Ｅ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：比屈折率
差１．７％、カットオフ波長１. ２μｍ、Ａｌ添加濃度
は４００００重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量
ｐｐｍ Ｐ添加濃度は５００００重量ｐｐｍ、（１．５５μｍで
の吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） ファイバ６−Ｆ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：比屈折率
差１．６％、カットオフ波長１. １μｍ、Ａｌ添加濃度
は３５０００重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１０００重量
ｐｐｍ（１．５５μｍでの吸収損失２. ２ｄＢ／ｍ） ファイバ６−Ｇ（Ｅｒ添加石英系ファイバ）：比屈折率
差１．７％、カットオフ波長１. ２μｍ、Ｐ添加濃度は
５００００重量ｐｐｍ、Ｅｒ添加濃度は１１４０重量ｐ
ｐｍ（１．５５μｍでの吸収損失２. １ｄＢ／ｍ） 表６〜表８に構成した光ファイバ増幅器の実施例をまと
めて示す。実施番号１６〜２１（表６および表７）は本
発明２の低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が１
５４０〜１５９０n ｍ以上の帯域特性を有するハイブリ
ッド構成を用いると共にＥｒ添加石英系ファイバだけで
構成した広帯域光ファイバ増幅器、実施番号２２〜２４
（表８）は本発明２の増幅帯域が１５４０〜１５９０ｎ
ｍ以上の広帯域特性を有すると共にＥｒ添加石英系ファ
イバだけで構成した広帯域光ファイバ増幅器に関するも
のである。
【００７８】表６〜表８に示すように、実施番号１６〜
２１（表６および表７）ではＥｒ添加石英系ファイバだ
けを用いて低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が
１５４０〜１５９０ｎｍ以上の広帯域特性を有する広帯
域光ファイバ増幅器が、実施番号２２〜２４（表８）で
はＥｒ添加石英系ファイバだけで増幅帯域が１５４０〜
１５９０ｎｍ以上の広帯域特性を有する広帯域光ファイ
バ増幅器が実現できることが分かる。
２１（表６および表７）ではＥｒ添加石英系ファイバだ
けを用いて低雑音（雑音指数５ｄＢ以下）で増幅帯域が
１５４０〜１５９０ｎｍ以上の広帯域特性を有する広帯
域光ファイバ増幅器が、実施番号２２〜２４（表８）で
はＥｒ添加石英系ファイバだけで増幅帯域が１５４０〜
１５９０ｎｍ以上の広帯域特性を有する広帯域光ファイ
バ増幅器が実現できることが分かる。
【００７９】以上の実施例では、励起光源として０．９
８μｍ帯あるいは１．４８μｍ帯の励起光源として半導
体レーザを使用したが本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、チタンサファイヤレーザ、Ｆ−セン
タレーザの固体レ−ザ、Ｙｂ添加ファイバレーザ、Ｔｍ
添加ファイバレーザを使用しても同様の結果を得た。ま
た、Ｅｒ添加ファイバとして、ＥｒにＡｌやＰを共添加
したものを用いたが、ＡｌやＰを共添加しないものや、
Ｇｅ、Ｂ等を共添加（または、幾つかの共添加物（Ａ
ｌ、Ｐ、Ｇｅ、Ｂ等）が混在する場合も）に対しても同
様の結果を得た。
８μｍ帯あるいは１．４８μｍ帯の励起光源として半導
体レーザを使用したが本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、チタンサファイヤレーザ、Ｆ−セン
タレーザの固体レ−ザ、Ｙｂ添加ファイバレーザ、Ｔｍ
添加ファイバレーザを使用しても同様の結果を得た。ま
た、Ｅｒ添加ファイバとして、ＥｒにＡｌやＰを共添加
したものを用いたが、ＡｌやＰを共添加しないものや、
Ｇｅ、Ｂ等を共添加（または、幾つかの共添加物（Ａ
ｌ、Ｐ、Ｇｅ、Ｂ等）が混在する場合も）に対しても同
様の結果を得た。
【００８０】また、増幅部が３つ以上の場合に関して
も、上述したように同様の結果が得られている。
も、上述したように同様の結果が得られている。
【００８１】
【表１】
【００８２】
【表２】
【００８３】
【表３】
【００８４】
【表４】
【００８５】
【表５】
【００８６】
【表６】
【００８７】
【表７】
【００８８】
【表８】
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コア部
またはクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥ
ｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
を励起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信
号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段
と、光アイソレータとを少なくとも備えた光ファイバ増
幅器において、前記光ファイバ増幅器で使用するＥｒ添
加石英系ファイバのＥｒ実効吸収が、雑音指数および信
号利得の少なくとも一方について所定の実用基準を満た
す値となるように、規制することにより、広帯域で低雑
音特性および／または信号利得のすぐれた光ファイバ増
幅器を達成することができる。
またはクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥ
ｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバ
を励起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信
号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段
と、光アイソレータとを少なくとも備えた光ファイバ増
幅器において、前記光ファイバ増幅器で使用するＥｒ添
加石英系ファイバのＥｒ実効吸収が、雑音指数および信
号利得の少なくとも一方について所定の実用基準を満た
す値となるように、規制することにより、広帯域で低雑
音特性および／または信号利得のすぐれた光ファイバ増
幅器を達成することができる。
【００９０】図７〜図９に示す範囲にＥｒ添加石英系フ
ァイバのＥｒ実効吸収値を用いることにより、低雑音特
性（雑音指数５ｄＢ以下）を有するハイブリッド構成の
光ファイバ増幅器が実現でき、また図１４〜図１６に示
す範囲に設定したＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効吸
収値を用いることにより、高利得特性（信号利得２０ｄ
Ｂ以上）を有する広帯域光ファイバ増幅器（帯域５０ｎ
ｍ以上）をＥｒ添加石英系ファイバだけで実現できる。
このため、本発明を用いることにより低雑音特性を有す
るハイブリッド構成を用いた光ファイバ増幅器、あるい
は広帯域光ファイバ増幅器をＥｒ添加石英系ファイバだ
けで実現でき、この光ファイバ増幅器を用いることによ
り、広帯域なＷＤＭネットワーク等の構築が実現でき
る。
ァイバのＥｒ実効吸収値を用いることにより、低雑音特
性（雑音指数５ｄＢ以下）を有するハイブリッド構成の
光ファイバ増幅器が実現でき、また図１４〜図１６に示
す範囲に設定したＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ実効吸
収値を用いることにより、高利得特性（信号利得２０ｄ
Ｂ以上）を有する広帯域光ファイバ増幅器（帯域５０ｎ
ｍ以上）をＥｒ添加石英系ファイバだけで実現できる。
このため、本発明を用いることにより低雑音特性を有す
るハイブリッド構成を用いた光ファイバ増幅器、あるい
は広帯域光ファイバ増幅器をＥｒ添加石英系ファイバだ
けで実現でき、この光ファイバ増幅器を用いることによ
り、広帯域なＷＤＭネットワーク等の構築が実現でき
る。
【図１】本発明１に係る、後段光ファイバ増幅部に双方
向励起系を用いたハイブリッド構成の光ファイバ増幅器
の基本構成を説明するブロック図である。
向励起系を用いたハイブリッド構成の光ファイバ増幅器
の基本構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明１に係る、後段光ファイバ増幅部に双方
向励起系を用いたハイブリッド構成の光ファイバ増幅器
の基本構成を説明するブロック図である。
向励起系を用いたハイブリッド構成の光ファイバ増幅器
の基本構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明１に係る、後段光ファイバ増幅部に双方
向励起系を用いたハイブリッド構成の光ファイバ増幅器
の基本構成を説明するブロック図である。
向励起系を用いたハイブリッド構成の光ファイバ増幅器
の基本構成を説明するブロック図である。
【図４】図１のハイブリッド構成の光ファイバ増幅器に
用いる前方励起系の後段光ファイバ増幅部の構成を説明
するブロック図である。
用いる前方励起系の後段光ファイバ増幅部の構成を説明
するブロック図である。
【図５】ハイブリッド構成の光ファイバ増幅器に用いる
後方励起系の後段光ファイバ増幅部の構成を説明するブ
ロック図である。
後方励起系の後段光ファイバ増幅部の構成を説明するブ
ロック図である。
【図６】本発明１に係る光ファイバ増幅器の増幅特性
（信号利得と雑音指数）を示すグラフである。
（信号利得と雑音指数）を示すグラフである。
【図７】雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加石英
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積との関係を示すグラフ
である。
系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積との関係を示すグラフ
である。
【図８】雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加石英
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
【図９】雑音指数５ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明２に係る、前方励起系の光ファイバ増
幅器の基本構成を説明するブロック図である。
幅器の基本構成を説明するブロック図である。
【図１１】本発明２に係る、後方励起系の光ファイバ増
幅器の基本構成を説明するブロック図である。
幅器の基本構成を説明するブロック図である。
【図１２】本発明２に係る、双方向励起系の光ファイバ
増幅器の基本構成を説明するブロック図である。
増幅器の基本構成を説明するブロック図である。
【図１３】図１の光ファイバ増幅器を用いて構成した広
帯域光ファイバ増幅器の増幅特性を示すグラフである。
帯域光ファイバ増幅器の増幅特性を示すグラフである。
【図１４】雑音指数２０ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積との関係を示すグ
ラフである。
石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積との関係を示すグ
ラフである。
【図１５】雑音指数２０ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加
石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
【図１６】雑音指数２０ｄＢ以下の増幅帯域とＥｒ添加
石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明の一実施例による光ファイバ増幅器に
おける利得等化器の設置位置を示す説明図である。
おける利得等化器の設置位置を示す説明図である。
【図１８】本発明の一実施例による光ファイバ増幅器に
おける前段光ファイバ増幅部の構成を示す説明図であ
る。
おける前段光ファイバ増幅部の構成を示す説明図であ
る。
【図１９】本発明の一実施例による光ファイバ増幅器に
おける後段光ファイバ増幅部の構成を示す説明図であ
る。
おける後段光ファイバ増幅部の構成を示す説明図であ
る。
【図２０】従来の光ファイバ増幅器の基本構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２１】従来の並列増幅器の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２２】従来の並列増幅器の特性を示すグラフであ
る。
る。
【図２３】従来のテルライト系ＥＤＦＡの構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２４】従来のテルライト系ＥＤＦＡの特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２５】従来のハイブリッド型光ファイバ増幅器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２６】従来のハイブリッド型光ファイバ増幅器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２７】従来のハイブリッド型光ファイバ増幅器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２８】従来の光ファイバ増幅器の特性を示すグラフ
である。
である。
１ Ｅｒ添加石英系光ファイバ ２，２−１, ２−２ ０．９８μｍ帯の励起光源 ３，３−１, ３−２ 合波部 ４ 光アイソレータ ５−１，５−２ 融着接続部 ６ Ｅｒ添加ファイバ ７−１，７−２ 励起光源 ８−１，８−２ 合分波器 ９−１，９−２ 光アイソレータ １０−１，１０−２ 接続部 １１ 利得等化器 １２ Ｅｒ添加ファイバ １３ 利得平坦特性を有する１．５５μｍ帯ＥＤＦＡ １４ 利得平坦特性を有する１．５８μｍ帯ＥＤＦＡ １５−１, １５−２ 合分器 １６−１, １６−２ 光可変減衰器 １７ Ｅｒ添加テルライトファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 泰丈 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 (72)発明者 清水 誠 東京都渋谷区桜丘町20番１号 エヌティテ ィエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 中原 基博 東京都渋谷区桜丘町20番１号 エヌティテ ィエレクトロニクス株式会社内
Claims (22)
- 【請求項１】 コア部またはクラッド部の少なくとも一
方にＥｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅ
ｒ添加石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起
光源からの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイ
バに入射する光学手段と、光アイソレータとを少なくと
も備えた光ファイバ増幅器において、 前記光ファイバ増幅器で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バのＥｒ実効吸収が、雑音指数および信号利得の少なく
とも一方について所定の実用基準を満たす値となるよう
に、規制されていることを特徴とする光ファイバ増幅
器。 - 【請求項２】 前記光ファイバ増幅器が、コア部または
クラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添加
石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励起
する０．９８μｍ帯の励起光源と、前記励起光源からの
励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射す
る光学手段と、光アイソレータとを備えた第１の光増幅
部と、コア部またはクラッド部の少なくとも一方にＥｒ
を添加したＥｒ添加ファイバと、前記Ｅｒ添加ファイバ
を励起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信
号光を前記Ｅｒ添加ファイバに入射する光学手段と、光
アイソレータとを備えた第２の光増幅部とを光学的に接
続してなり、 前記第１の光増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバ
のＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重
量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの
１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファイ
バの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器の所定
の増幅帯域において、雑音指数が所定の実用基準値以下
となる値であることを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 前記実用基準値が５ｄＢであることを特
徴とする請求項２記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項４】 前記石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の
積が６８００〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、
あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸
収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が１２．９〜３
１．５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加
石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石
英系ファイバ長の積が１３．０〜３２．０（（ｄＢ／
ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なくとも１５４
０〜１５９０ｎｍであることを特徴とする請求項３記載
の光ファイバ増幅器。 - 【請求項５】 前記石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の
積が３２００〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、
あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸
収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が４．９〜３１．
５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積が５．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１
５６０であることを特徴とする請求項３記載の光ファイ
バ増幅器。 - 【請求項６】 前記Ｅｒ添加石英系ファイバ長とＥｒ添
加濃度の積が４８００（重量ｐｐｍ＊ｍ）以上、あるい
は、Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が８．５（（ｄＢ／
ｍ）＊ｍ）以上、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の
積が８．６（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）以上であり、増幅帯域
が少なくとも１５７５〜１６００ｎｍであることを特徴
とする請求項３記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項７】 前記第２の光増幅部で使用するＥｒ添加
ファイバが、Ｅｒ添加石英系ファイバ、あるいはＥｒ添
加フッ化物ファイバ、あるいはＥｒ添加テルライトファ
イバであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれ
かに記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項８】 前記光ファイバ増幅器で使用するＥｒ添
加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）と
Ｅｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石
英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）と
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添
加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／
ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファ
イバ増幅器の所定の増幅帯域において、信号利得が所定
の実用基準値以上となる値であることを特徴とする請求
項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項９】 前記実用基準値が２０ｄＢであることを
特徴とする請求項８記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項１０】 前記石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度
の積が５２００〜１２１０００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範
囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が９６〜２１
８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英
系ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系
ファイバ長の積が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の
範囲であり、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０
ｎｍであることを特徴とする請求項９記載の光ファイバ
増幅器。 - 【請求項１１】 前記光ファイバ増幅器が、コア部また
はクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添
加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励
起する０．９８μｍ帯の励起光源と、前記励起光源から
の励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射
する光学手段と、光アイソレータとを備えた第１の光増
幅部と、コア部またはクラッド部の少なくとも一方にＥ
ｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加
石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起光源か
らの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入
射する光学手段と、光アイソレータとを備えた第２の光
増幅部とを光学的に接続してなり、 前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系
ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加
濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部
で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系フ
ァイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の
和、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥ
ｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ
／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第
２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは前記第１の光
ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域におい
て、信号利得が所定の実用基準値以上となる値であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項１２】 前記実用基準値が２０ｄＢであること
を特徴とする請求項１１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項１３】 前記第１の光ファイバ増幅部で使用す
るＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量
ｐｐｍ）の積の和が５２０００〜１２１０００（重量ｐ
ｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは前記第１の光ファイバ増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で使用するＥ
ｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ
／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９
６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは前記
第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増
幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍ
での吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積の和が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の
範囲であり、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１５９０
ｎｍであることを特徴とする請求項１２記載の光ファイ
バ増幅器。 - 【請求項１４】 前記光ファイバ増幅器が、コア部また
はクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添
加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励
起する０．９８μｍ帯の励起光源と、前記励起光源から
の励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射
する光学手段と、光アイソレータとを備えた第１の光増
幅部と、コア部またはクラッド部の少なくとも一方にＥ
ｒを添加したＥｒ添加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加
石英系ファイバを励起する励起光源と、前記励起光源か
らの励起光と信号光を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入
射する光学手段と、光アイソレータとを備えた第２の光
増幅部とを光学的に接続してなり、 前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系
ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加
濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部
で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系フ
ァイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積の
和、あるいは前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥ
ｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ
／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第
２の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイ
バの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石
英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは前記第１の光
ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域におい
て、信号利得が所定の実用基準値以上となる値であり、
かつ、 前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系
ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加
濃度（重量ｐｐｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系ファ
イバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積、あるいはＥｒ添加石英系
ファイバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器
の所定の増幅帯域において、雑音指数が所定の実用基準
値以下となる値であることを特徴とする請求項１記載の
光ファイバ増幅器。 - 【請求項１５】 前記信号利得の実用基準値が２０ｄＢ
でかつ前記雑音指数の実用基準値が５ｄＢであることを
特徴とする請求項１４記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項１６】 前記第１の光ファイバ増幅部で使用す
るＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積と前記第２の
光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの
Ｅｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量
ｐｐｍ）の積の和が５２０００〜１２１０００（重量ｐ
ｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは前記第１の光ファイバ増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増幅部で使用するＥ
ｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ
／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和が９
６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいは前記
第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファ
イバの１．５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）の積と前記第２の光ファイバ増
幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍ
での吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積の和が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の
範囲であり、かつ、 前記第１の光ファイバ増幅部で使用するＥｒ添加石英系
ファイバの石英系ファイバ長とＥｒ添加濃度の積が６８
００〜１７４００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは
Ｅｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収値とＥ
ｒ添加石英系ファイバ長の積が１２．９〜３１．５
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系
ファイバの１．５５μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系フ
ァイバ長の積が１３．０〜３２．０（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１
５９０ｎｍであることを特徴とする請求項１５記載の光
ファイバ増幅器。 - 【請求項１７】 前記光ファイバ増幅器が、コア部また
はクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添
加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励
起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信号光
を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段と、
光アイソレータとを備えた複数の光増幅部を光学的に接
続してなり、 各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）
の積の和、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系
ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは各増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域
において、信号利得が所定の実用基準値以上となる値で
あることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅
器。 - 【請求項１８】 前記実用基準値が２０ｄＢであること
を特徴とする請求項１７記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項１９】 前記各増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添
加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和が５２０００〜１２１０
００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは各増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
の和が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、ある
いは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファ
イバ長（ｍ）の積の和が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なくとも１５４０〜１
５９０n であることを特徴とする請求項１８記載の光フ
ァイバ増幅器。 - 【請求項２０】 前記光ファイバ増幅器が、コア部また
はクラッド部の少なくとも一方にＥｒを添加したＥｒ添
加石英系ファイバと、前記Ｅｒ添加石英系ファイバを励
起する励起光源と、前記励起光源からの励起光と信号光
を前記Ｅｒ添加石英系ファイバに入射する光学手段と、
光アイソレータとを備えた複数の光増幅部を光学的に接
続してなり、 少なくとも、前記複数の光ファイバ増幅器の初段の増幅
部が０．９８μｍ帯の励起光源を用い、 各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加
石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）
の積の和、あるいは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系
ファイバの１．４８μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ
添加石英系ファイバ長（ｍ）の積の和、あるいは各増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積の和が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域
において、信号利得が所定の実用基準値以上となる値で
あり、かつ、 前記０．９８μｍ帯の励起光源を用いる光ファイバ増幅
部で使用するＥｒ添加石英系ファイバのＥｒ添加石英系
ファイバ長（ｍ）とＥｒ添加濃度（重量ｐｐｍ）の積、
あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸
収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の
積、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍで
の吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長
（ｍ）の積が、光ファイバ増幅器の所定の増幅帯域にお
いて、雑音指数が所定の実用基準値以下となる値である
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項２１】 前記信号利得の実用基準値が２０ｄＢ
でかつ前記雑音指数の実用基準値が５ｄＢであることを
特徴とする請求項２０記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項２２】 前記各増幅部で使用するＥｒ添加石英
系ファイバのＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）とＥｒ添
加濃度（重量ｐｐｍ）の積の和が５２０００〜１２１０
００（重量ｐｐｍ＊ｍ）の範囲、あるいは各増幅部で使
用するＥｒ添加石英系ファイバの１．４８μｍでの吸収
値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファイバ長（ｍ）の積
の和が９６〜２１８（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、ある
いは各増幅部で使用するＥｒ添加石英系ファイバの１．
５５μｍでの吸収値（ｄＢ／ｍ）とＥｒ添加石英系ファ
イバ長（ｍ）の積の和が９７〜２２０（（ｄＢ／ｍ）＊
ｍ）の範囲であり、かつ、 ０．９８μｍ帯の励起光源を用いる光ファイバ増幅部で
使用するＥｒ添加石英系ファイバの石英系ファイバ長と
Ｅｒ添加濃度の積が６８００〜１７４００（重量ｐｐｍ
＊ｍ）の範囲、あるいはＥｒ添加石英系ファイバの１．
４８μｍでの吸収値とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が
１２．９〜３１．５（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲、ある
いはＥｒ添加石英系ファイバの１．５５μｍでの吸収値
とＥｒ添加石英系ファイバ長の積が１３．０〜３２．０
（（ｄＢ／ｍ）＊ｍ）の範囲であり、増幅帯域が少なく
とも１５４０〜１５９０ｎｍであることを特徴とする請
求項２１記載の光ファイバ増幅器。
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|---|---|---|---|
| JP11542398A JP3898333B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光ファイバ増幅器 |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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- 1998-04-24 JP JP11542398A patent/JP3898333B2/ja not_active Expired - Fee Related
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