WO1998036479A1

WO1998036479A1 - Amplificateur optique et systeme de transmission l'utilisant

Info

Publication number: WO1998036479A1
Application number: PCT/JP1998/000666
Authority: WO
Inventors: Hiroji Masuda; Shingo Kawai; Ken-Ichi Suzuki; Kazuo Aida
Original assignee: Nippon Telegraph And Telephone Corporation
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1998-08-20
Also published as: EP1914849B1; US6172803B1; EP1914849A1; EP0911926A1; EP0911926B1; EP0911926A4

Description

明細書光増幅器およびこれを用いた伝送システム技術分野

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およびこれを用いた伝送システムに関する。背景技術

光ファイバ伝送系で使用される関連技術の光増幅器の構成を図 2 3〜図 2 5に示す。図 2 3，図 2 4，図 2 5はそれぞれ、関連技術の光増幅器の第 1 , 第 2，第 3の構成である。

図 2 3において、光増幅器 2 3— 1は、増幅部 2 3— 2および利得等化器 2 3 — 3よりなる。その光増幅器 2 3— 1は、伝送ファイバ 2 3 - 4 , 2 3— 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 2 3— 2は、利得媒質 2 3— 6 (希土類添加ファイバまたは導波路）、励起光源 2 3— 7、および、利得媒質 2 3— 6の前段に設置された光部品 2 3— 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 2 3— 6の後段に設置された光部品 2 3— 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) 。

図 2 3の構成の光増幅器 2 3— 1の利得特性を、図 2 6 A〜図 2 6 Cに示す。図 2 6 Aは、利得媒質 2 3— 6の利得の波長依存性を示している。図 2 6 Aで、利得のピーク値は約 3 0 d B、利得平坦帯域（例えば、 3 d B利得低下帯域）は約 1 0 n mである。利得等化器 2 3— 3の損失を図 2 6 Bに示す。その損失のピーク値は、約 1 0 d Bである。図 2 6 Aの利得から図 2 6 Bの損失を引いた値が、光増幅器 2 3— 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 2 3— 8と光部品 2 3— 9の損失は無視した。利得等化器 2 3— 3を用いたことで、利得平坦帯域は約 3 0 n m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ヤンネルの）信号光を同一利得で増幅できるという利点がある。

図 2 4は、図 2 3と同様の利得特性を有するが、図 2 3に比べ、より低雑音な光増幅器の構成である。図 2 3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 2 3— 7， 2 4— 3を用いていることである。励起光源 2 4— 3が出力する励起光の波長は、励起光源 2 3— 7が出力する励起光の波長より短く、利得媒質 2 3— 6の（信号光入力方向に対して）上位部分を、図 2 3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, No.20, pp.1924- 1925, 1992) 。

図 2 5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 2 5— 2 ) および後段（増幅部 2 5 - 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 2 5— 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力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.661-662, 1990) 。図 2 3およぴ図 2 4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、 3 0 d B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。

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。発明の開示上記目的を達成するために本発明は、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以上に分割し、この分割した利得媒質と、この利得媒質の有効励起波長を 1 . 5 3 μ πιとなるように励起光を出力する励起光源とを含む 2以上の増幅部と、増幅部の各間に設置され利得媒質の広波長域で有効となる利得等化器とを備えた光増幅器を提供する。これにより、関連技術に比べ、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。また、本発明は、ラマン増幅媒体として高非線形ファイバもしくは分散補償フアイバを內部に備え、このラマン増幅媒体によりラマン增幅を行うラマン増幅部と、希土類添加ファイバを増幅媒質とする希土類添加ファイバ増幅部とを備えた光増幅器を提供する。これにより、利得帯域が平坦でかつ広帯域な集中定数型光増幅器を構成することができる。また、本発明は、伝送路の分散を補償するパラメータが設定された分散補償ファイバによりラマン増幅を行うラマン増幅部、希土類添加フアイバを増幅媒質とする希土類添加ファイバ増幅部とを備えた光増幅器を構成要素とする光伝送システムを提供する。このようにラマン増幅媒質として分散補償ファイバを用いた場合には、伝送路の分散を補償することができるので、大容量の波長分割多重光伝送を実現することが可能である。

図面の簡単な説明

図 1は、 .の発明の第 1の構成を示すプロック図である（利得媒質を 2分割した場合）。

図 2は、の発明の第 2の構成を示すプロック図である。

図 3は、の発明の第 3の構成を示すブロック図である。

図 4は、 .の発明の第 4の構成を示すプロック図である。図 5は、この発明の第 5の構成を示すプロック図である。

図 6は、この発明の第 6の構成を示すブロック図である。

図 7 A、図 7 Bは、この発明の第 1の構成の特性を示すグラフである。

図 8は、この発明の第 1の構成の特性を示すグラフである。

図 9 A、図 9 Bは、この発明の第 1の構成および関連技術の特性を示すグラフである図 1 0は、この発明の第 3の構成の特性を示すグラフである。

図 1 1 A、図 1 1 Bは、関連技術の典型例の構成を示すブロック図である。図 1 2 A、図 1 2 Bは、この発明おょぴ関連技術の典型例の特性を示すダラフである。

図 1 3は、この発明の典型例の構成を示すブロック図である。

図 1 4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口ック図である。

図 1 5は、第 1実施形態の利得スぺクトルを示すグラフである。

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口ック図である。

図 1 7は、第 1実施形態および第 2実施形態の雑音指数スぺクトルを示すグラフである。

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口ック図である。

図 1 9は、第 3実施形態の利得スぺクトルを示すグラフである。

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口ック図である。

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口ック図である。

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口ック図である。

図 2 3は、関連技術の光増幅器の第 1の構成例を示すプロック図である。図 2 4は、関連技術の光増幅器の第 2の構成例を示すプロック図である。図 2 5は、関連技術の光増幅器の第 3の構成例を示すプロック図である。図 2 6 A〜Cは、図 2 3の構成の光増幅器の特性を示すグラフである。

図 2 7は、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）。

図 2 8は、ラマン増幅を用いた光増幅器の利得スぺクトルの特性を示すグラフである。

図 2 9は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 7実施形態の構成を示すブロック図である。

図 3 0は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 8実施形態の構成を示すブロック図である。

図 3 1は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 9実施形態の構成を示すブロック図である。

図 3 2は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 1 0実施形態の構成を示すプロック図である。

図 3 3は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 1 1実施形態の構成を示すブロック図である。

図 3 4は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 1 2実施形態の構成を示すブロック図である。

図 3 5は、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光増幅器の第 1 3実施形態の構成を示すブロック図である。

図 3 6 A、図 3 6 Bは、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光伝送システムの第 1実施形態の構成を示すプロック図である。

図 3 7 A、図 3 7 Bは、本発明に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムにおいて、光伝送システムの第 2実施形態の構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態始めに、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。

その後、高非線形ファイバもしくは分散補償ファイバをラマン増幅媒質として利用するラマン増幅部を備えた光増幅器を第 7〜1 3実施形態で説明する。

最後に、分散補償ファイバによりラマン増幅する光増幅器を構成要素とする光伝送システムについて 2つの実施形態を示す。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、関連技術の図 2 3と、増幅部が前段（増幅部 1一 2 ) および後段（増幅部 1一 3 ) の 2つに分かれている点で大きく異なる。また、関連技術の図 2 5とは、前段の増幅部 1一 2と後段の増幅部 1一 3の間に設置する光部品が利得等化器 1一 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。

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 4 0 d Bであり、関連技術の場合に比べ、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 1一 2の利得の典型値は 2 5 d Bであり、後段の増幅部 1一 3の利得の典型値は 1 5 d Bである。また、ある一定値（例えば 1 0 d Bまたは 2 0 d B ) 以上の利得も増加している。利得等ィ匕器 1—4の損失を図 7 Bに示す。その損失のピ一ク値は、約 1 0 d Bおよび 2 0 d Bである。

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— 1 2， 1— 1 4の損失は無視した。損失ピーク値が約 1 0 d Bのときの利得平坦帯域は 3 0 n mであり、損失ピーク値が約 2 0 d Bのときの利得平坦帯域は 5 0 n mである。図 2 6 C、すなわち、関連技術における平坦利得値 2 0 d Bのときの利得平坦帯域は 3 0 n mであり、図 8、すなわち、本発明における平坦利得値 2 0 d Bのときの利得平坦帯域は 5 0 n m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。

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。関連技術に比ベ、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 1一 4のあとに光増幅器（増幅部 1一 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。関連技術に比べ、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。

また、利得媒質を 3分割した場合の構成を図 2 7に示す。 3分割した利得媒質の間に 2つの利得等化器 1一 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、 3 0 d B程度に設定できる。このときの利得平坦領域は約 6 0 n mである。利得媒質を 2分割した場合の利得平坦帯域は 5 O n mであるから、 3分割することにより利得平坦帯域を約 1 0 n m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。

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 1一 2， 1一 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 一 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 1一 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 1一 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 1一 7が出力する励起光の波長より短く、利得媒質 1一 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。

図 3は、本発明の第 3の構成を示している。図 2 3 (関連技術）とは、伝送フアイバ 2 3— 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 2 3— 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つている。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 1 1 0 n m ) 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 1 0に示す。総合利得（利得媒質利得一等化器損失 +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（利得媒質利得一等化器損失）の利得平坦帯域より広くなるという利点が生じている。

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 1一 9をレーザ発振媒質とするレーザリング（光部品 1一 8〜利得媒質 1一 9〜光部品 1 _ 1 0〜光部品 4一 2〜光部品 1一 8 ) を構成する。このとき、光部品 1—8およぴ光部品 1— 1 0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 1一 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。

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 _ 1 0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ユ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。

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增加させることができる。

以上、本発明の第 1〜第 6の構成を示したが、以下に、関連技術との相違を明確にするために、関連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（E r ³⁺添加ファイバ： ED F) とした。エルビウム添加濃度は 1 0 0 0 p p mとし、 1 5 50 nmにおける信号光の未飽和吸収係数は 1 dBZmとする。

図 1 1 A，図 1 1 Bに関連技術の第 1および第 2の典型例の構成を示す。図 1 1 Aは、励起波長が 1. 4 8 mの第 1の関連技術の典型例である。 ED F ' 1 1一 6の長さは 5 0 m、励起光パヮ一は 1 0 0 mW、利得等化器 1 1 _ 3のピーク損失は 1 0 d B以下である。このときの利得の波長依存性（利得スぺクトル）を図 1 2 Aに示した。平坦利得 2 0 d B、平坦帯域 30 n m ( 1 5 3 5〜 1 5 6 5 n m) でめる。

図 1 1 Bは、励起波長が 1. 5 5 /x mの第 2の関連技術の典型例である。 ED F · 1 2— 4の長さは 1 5 0 m、励起光パワーは 2 00 mW、利得等化器 1 1 — 3のピーク損失は 1 0 d B以下である。このときの利得の波長依存性（利得スぺタトル）を図 1 2 Aに示した。平坦利得 2 0 d B、平坦帯域 4 0 n m ( 1 5 7 0 〜 1 6 1 0 n m) である。

図 1 3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 · 1 3 - 7の長さは 1 0 0 mであり、後段の EDF · 1 3 - 1 1の長さは 7 Omである。また、前段の ED F · 1 3— 7の利得は 2 5 d Bであり、後段の EDF · 1 3— 1 1の利得は 1 5 d Bである。その間に設置された利得等化器 1 3— 4のピーク損失は 2 0 d Bである。総合した利得スぺクトルを図 1 2 Bに示す。平坦利得 2 0 d B、平坦帯域 5 0 nm ( 1 5 5 0〜1 6 0 0 nm) である。

上記の関連技術おょぴ本発明の典型例の利得スぺ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。

上記のように、本発明では、利得媒質を 2力所または 3ケ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、関連技術に比べ、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、利得平坦帯域を関連技術に比べ、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つているので、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関連技術の欠点を克服している。

(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プロック図である。

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（E r ³⁺添加フアイノ： EDF) を用い、 2段増幅構成をとつている。エルビウム添加濃度は 100 O p pmとし、 1550 n mにおける信号光の未飽和吸収係数は 1 d BZmとする。前段の EDF♦ 14— 8の長さは 10 Omであり、後段の EDF · 14— 1 2の長さは 7 Omである。励起光源 14— 6, 14— 10は、 1. 53 μ mの半導体レーザ（LD) であり、励起光パワーは 10 OmWである。励起光と信号光の合波器 14 _ 7 , 14- 1 1は誘電体多層膜フイルク、利得等化器 14一 4は SpHt Beam Fourier Filter (フーリエフィルタ）である。利得等化器（フーリエフィノレタ） 14— 4のピーク損失は 1 7 d Bである。前段の EDF · 14— 8の利得は 25 d Bであり、後段の E D F · 14- 12の利得は 15 d B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 14一 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一タ設定されるものとする。

本発明の第 1実施形態の利得スぺクトルを図 15に示した。平坦利得 1 7 d B、利得平坦帯域 50 nmを得ている。また、 1. 54〜1. 6 1 m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 1 5 d Bmであり、 + 分高い。ただし、合波器 14— 7, 14— 1 1、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 1 d Bとした。 (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 16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プロック図である。

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， 1 6— 8は、波長 1. 48 /zm、出力光パワー 100 mWの LDであり、励起光源 16— 6， 1 6— 10は、波長 1. 55 μπι、出力光パワー 1 mWの LDである。 EDF ' 14— 8, 14— 1 2内に入射した 1. 48 /zmの励起光は、該 EDF · 14— 8, 1 4— 1 2に吸収され、一方、 1. 55 /zmの励起光は、該 EDF · 14— 8， 14- 1 2中で増幅される。その結果、該 EDF . 14— 8， 14一 12の上位部では 1. 48 mの励起光パワーが支配的であるが、下位部では 1. 55 μ mの励起光パワーが支配的になる。総合的には、 1. 53 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. 48 / m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 1 7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つていることがわかる。 (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 18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プロック図である。

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。伝送ファィバ（シリカファイノく） 18— 4を、波長 1. 5 1 yum、出力光パワー 20 Om Wの励起光源（LD) · 1 8— 6で励起している。伝送ファイバ 18— 4は、 6 0 kmの分散シフトファイバである。 1. 6 1 mでのラマン利得は 10 d Bである。図 1 9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 5 d B、利得帯域で 25 nmの向上がある。なお、合波器 18— 5として方向性結合器である光サーキユ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. 5 1 m) と信号光の方向が異なることから、光サーキユ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 1 8 — 5 として W D M ( Wavelength Division Multiplexing) 力プラを用いる場合に比べ、光サーキユレ一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。

(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 20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プロック図である。

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 一 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. 48 μ m、出力光パワー 100 mWの LDである。波長 1. 55 μ mの LDを用いる代わりに、リングレーザを構成し、波長 1. 5 5 μ m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， 20— 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。

(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プロック図である。

図 2 0 (第 4実施形態）とは、リングレーザを構成するにあたって、光ァイソレータ 2 0— 4，リングレーザ用合波器（合波器 2 0— 2， 2 0— 3 ) を用いず、光サーキユレータ 2 1— 2， 2 1— 3を用いている点が異なる。光サーキユレ一タ 2 1— 2， 2 1— 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。

(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プロック図である。

図 2 1 (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ヮ一を増大して、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。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レ、。

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。以上、本発明によれば、関連技術に比べ、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。

次に、高非線形ファイバもしくは分散補償ファイバをラマン増幅媒質として利用するラマン増幅部を備えた光増幅器を第 7〜1 3実施形態で説明する。 (第 7実施形態）

まず始めに、図 2 9を参照して、光増幅器に係わる第 7実施形態について説明する。なお、この第 7実施形態は、高非線形ファイバをラマン増幅媒質として利用するラマン増幅部を備えた光増幅器の最も基本的な構成に関するものである。この図に示すように、本実施形態の光増幅器 Aは、ラマン増幅部 A1 と希土類添加ファイバ増幅部 A2とから構成される。このように構成された光増幅器 Aには、光信号を入力するための伝送ファイバ B 1 (伝送路）と増幅された光信号を出力するための伝送ファイバ B 2 (伝送路）とがそれぞれ接続される。

また、上記ラマン増幅部 A1 は、ラマン増幅媒質である高非線形ファイバ a 1 と、高非線形ファイバ a 1を励起するための励起光を発生する励起光源 a 2、及び合波器 a 3 とから構成される。高非線形ファイバ a 1 の一端には上記伝送フアイバ B 1 が接続されて光信号が入射され、その他端には合波器 a 3 が接続されて励起光源 a 2力ら供給された励起光が入射されるようになつている。

すなわち、合波器 a 3 は、励起光を光信号の入射方向に対して逆の方向から高非線形ファイバ a 1 に入射させると共に、該高非線形ファイバ a 1 によって増幅された光信号を希土類添加ファイバ増幅部 A2 に出力する。この希土類添加ファィバ増幅部 A2 は、上述したように希土類添加ファイバに励起光を照射することにより光増幅作用を持たせたものであり、利得等化器等の利得平坦化手段を備えるものであっても良い。

このように構成されたラマン増幅部 A1 と希土類添加ファイバ増幅部 A2 とから光増幅器 Aを構成した場合、希土類添加ファイバ増幅部 A2 における長波長領域での利得スぺクトルの減少を相殺するようにラマン増幅部 A 1 のラマン利得を調節することにより、広帯域に亘つて利得が平坦な波長領域を実現することがでさる。

このように本実施形態は、ラマン増幅媒質として高非線形ファイバ a 1 を適用する点において、第 3実施形態に示す光伝送ファイバをラマン増幅媒質として利用する光増幅器とは大きく異なる。一般に、高非線形ファイバは、通常に用いられている伝送ファイバに比べてモード径が小さく、また添加物質の濃度も大きいために光に対する非線形効果の効率が高く、よつて比較的に短尺なファィバ長と低いパワーの励起光においても効率良くラマン増幅を行うことができる。このような高非線形ファイバによれば、コア径のー 2乗及び添加物の濃度に比例したラマン増幅率が得られる。したがって、例えばファイバ長を数 k m程度にして光増幅器内に内蔵することができるので、集中定数的な光増幅器の構成が可能となると共に、効率的なラマン増幅が可能となる。

例えば、このような高非線形ファイバ a 1 から構成されたラマン増幅部 A 1 のパラメータの典型値としては、高非線形ファイバ a 1 のモード径及びファイバ長力 S 、各々 4 / m、 1 k mであり、 1 . 5 1 μ m励起の半導体レーザである励起光源 a 2からの励起光のパワーは 2 0 O mWである。

(第 8実施形態）

続いて、図 3 0を参照して、本発明の光増幅器に係わる第 8実施形態について説明する。なお、この実施形態は、上記第 7実施形態における希土類添加フアイバ増幅部 Aの構成のバリエーションに関するものである。したがって、ラマン增幅部については上記ラマン増幅部 A1 と同様であり、よって同一符号を付してその説明を省略する。

この図に示すように、本実施形態における希土類添加ファイバ増幅部 A3 は、前段増幅部 1と後段増幅部 2及びこれらの間に介揷されるフーリエフィルタ (Split Beam Fourier Filter) 3によって構成される。また、前段増幅部 1は、アイソレータ 1 a， I dと合波器 1 bと希土類添加ファイバ 1 cと励起光源 1 e (半導体レーザ）とから構成され、後段増幅部 2は、合波器 2 aと希土類添加フアイバ 2 bとアイソレータ 2 cと励起光源 2 d (半導体レーザ）とから構成される。

ラマン増幅部 A 1 から出射された光信号は、アイソレータ 1 aに入射され、合波器 1 bさらに希土類添加ファイバ 1 cを経由してアイソレータ 1 dからフ一リェフィルタ 3に出射される。また、希土類添加ファイバ 1 cには、励起光源 1 e から出射された励起光が合波器 1 bを介して入射される。フーリエフィルタ 3は、利得等化手段として作用するものであり、前段増幅部 1から入射された光信号を利得等化して後段増幅部 2に出射する。

そして、このようにフーリエフィルタ 3から出射された光信号は、後段増幅部 2の合波器 2 aに入射され、希土類添加ファイバ 2 bを経由してアイソレータ 2 cから出射される。また、希土類添加ファイバ 2 bには、励起光源 2 dにおいて発生された励起光が合波器 2 aを介して入射される。

上記希土類添加ファイバ増幅部 A3 によれば、ラマン増幅部 A 1 の高非線形フアイパ a l によってラマン増幅された光信号は、希土類添加ファイバ 1 cによつて光増幅された後、フーリエフィルタ 6によって利得等化され、さらに希土類添加ファイバ 2 bによって光増幅される。

本実施形態では、上述したように比較的に短尺の高非線形ファイバ a 1 と比較的低パワーの励起光で効率良くラマン増幅が行えて集中定数的な光増幅器の構成が可能となるため、従来では不可能であった後置増幅器としても上記構成の希土類添加ファイバ増幅部 A3を用いることができる。

なお、図 3 0において、希土類添加ファイバ増幅部 A 3は、前述の第 1〜第 6 実施形態で説明した N個（Nは 2以上の整数）の増幅部とそれらの間に設けられる（N— 1 ) 個の利得等化器により構成されるものであってもよレ、。

ここで、本実施形態ではラマン増幅用の励起光を合波器 a 3 を用いて合波しているが、合波器 a 3に代えて光サーキュレータ等の方向性結合器を用いてもよい。この場合、前段増幅部 1のアイソレータ 1 aが不要となり、該アイソレータ 1 a における光信号の損失を減少させることができる。

なお、本実施形態を含めた利得平坦化希土類添加ファイバ増幅器の構成については、文献（H.Masuda'et al.,Electron丄 ett.，Vol.33,pp.1070-1072(1997)) に詳細な記述がある。 (第 9実施形態）

次に、図 3 1を参照して、本発明に係わる光増幅器の第 9実施形態について説明する。この実施形態は、上記第 8実施形態におけるラマン増幅部 A 1 をラマン増幅部 A4 に変更したものであり、この他の構成については第 8実施形態と同様である。すなわち、このラマン増幅部 A4 は、高非線形ファイバ a 1 の前方（光信号の入射側）からも励起光を入射するために、光信号の入口端に合波器 a 4

(第 2の合波器）を設け、該合波器 a 4を介して励起光源 a 5 (第 2の励起光源）から出射された励起光を前方から高非線形ファイバ a 1に供給するものである。このような構成を採用することにより、例えば励起光源 a 2 のパワーを励起光源 a 5 のパワーと同等とした場合に、上記実施形態 2に対して 2倍のパワーの励起光を高非線形ファイバ a 1 に供給することができるので、各励起光源 a 2， a 5 のパワーを比較的抑えた状態で、光信号をさらに効率良くラマン増幅することができる。なお、励起光源 a 2 のパワーと励起光源 a 5 のパワーとが同一パヮ一である必要のないことは勿論である。

(第 1 0実施形態）

図 3 2は、本発明の光増幅器に係わる第 1 0実施形態の構成を示す図である。本実施形態は、上述した各実施形態に対してラマン増幅部の構成のバリエ一シヨンに関するものである。すなわち、本実施形態のラマン増幅部 A5 は、上記図 2 9に示したラマン増幅部 A1 に対して、光信号の入力つまり高非線形ファイバ a l の入力端にアイソレータ a 6 を設けた点を特徴とする。このような構成を採用することにより、高非線形ファイバ a l を通過した励起光が伝送ファイバへ漏れ込むことを防止することができる。

(第 1 1実施形態）

図 3 3は、本発明の光増幅器に係わる第 1 1実施形態の構成を示す図である。本実施形態も、上記第 1 0実施形態と同様にラマン増幅部の構成のバリエーシヨンに関するものである。すなわち、本実施形態のラマン増幅部 A6 は、上記図 2 9に示したラマン増幅部 A1 の構成に対して、光信号の入力に合波器 a 7 を設けると共に、該合波器 a 7 と高非線形ファイバ a 1 との間に希土類添加ファイバ a 8を新たに設け、さらに合波器 a 7を介して高非線形ファイバ a 1及び希土類添加ファイバ a 8に励起光を供給する励起光源 a 9を備える点を特徴とする。

図 2 8は、シリカファイバ伝送路をラマン増幅体とした場合の利得スぺクトルである。この場合、利得帯域の短波長領域では大きなラマン利得が得られないため、ラマン増幅部 A l では雑音特性が劣化する可能性がある。本実施形態では、信号光を希土類添加ファイバ a 8 で増幅した後に高非線形ファイバ a 1 でラマン増幅するので、上記利得帯域の短波長領域における雑音特性の劣化を防止することができる。

(第 1 2実施形態）

図 3 4は、本発明の光増幅器に係わる第 1 2実施形態の構成を示す図である。本実施形態も、上記第 1 0， 1 1実施形態と同様にラマン増幅部の構成のバリエーシヨンに関するものである。すなわち、本実施形態のラマン増幅部 A7 は、上記図に示したラマン増幅部 A 1 の構成に対して、高非線形ファイバ a 1 に代えて分散補償ファイバ a 10を適用する点を特徴とするものである。

一般的に、分散補償ファイバは、高非線形ファイバ等と同様にコア径が小さくまた添加物質の濃度が大きいという特徴を持っため、ラマン増幅媒質として用いることが可能である。このような分散補償ファイバを用いることにより、信号伝搬中に累積する伝送路分散を補償することができる。現状では分散補償ファイバによって— 2 0 0〜十 2 0 0 p s / n m Z d B程度の分散補償が可能であり、伝送路として分散シフトファイバを用いた伝送系は勿論、伝送路にシングルモードファイバを用いた伝送系における累積分散の補償も十分に可能である。

また、後置増幅器構成の場合には、光増幅器への入力光パワーが大きくなり、零分散波長近傍の多波長信号光は四光波混合等の非線形効果の影響により隣接チャネル間でクロストークを生じる可能性があるが、本実施形態のように高分散を有する分散補償ファイバ a 10を用いることにより、このようなクロストークを抑圧することが可能である。 (第 1 3実施形態）

さらに、図 3 5を参照して、本発明に係わる光増幅器の第 1 3実施形態について説明する。本実施形態は、上記第 1 2実施形態に対するラマン増幅部の構成のバリエーションに関するものである。すなわち、本実施形態のラマン増幅部 A8 は、上記分散補償ファイバ a 10 に代えて、分散スロープが伝送ファイバの分散スロープとは逆符号の関係となる分散補償ファイバ a 11を適用する点を特徴とする。

このように分散補償ファイバ a 11の分散スロープを伝送ファイバに対して逆符号の関係とすることによって、伝送路分散を補償することができるだけでなく、高次分散（分散の波長依存性、これにより波長の異なる信号チャネル間で累積分散値に差が生じる）の補償も可能となる。次に、上記第 12， 1 3実施形態に示した光増幅器を用いた光伝送システムの実施形態について、図面を参照して説明する。すなわち、光伝送システムに係わる以下の実施形態は、分散補償ファイバを用いた光増幅器に関するものである。

(光伝送システムに係わる第 1実施形態）

まず、図 36A、 Bを参照して、光伝送システムの第 1実施形態について説明する。図 36Aに示すように、本実施形態の光伝送システムは、送信器 9と波長 1. 5 μιη帯に零分散波長を有する分散シフトファイバ 1 0 (伝送路）と光増幅器 1 1と受信器 12とから構成される。

光増幅器 1 1は、ラマン増幅媒質として分散補償ファイバ（a 10 あるいは a 11) を用いた上記第 12， 1 3実施形態の増幅器である。本光伝送システムは、送信機 9と受信機 1 2との間を分散シフトファイバ 10によって接続し、かつ該分散シフトファイバ 10の所定中継間隔毎に光増幅器 1 1を介挿して構成される。ここで、分散補償ファイバ（a lO あるいは a ll) の各パラメータは、伝送路すなわち分散シフトファイノく 10の分散を補償するように設定されている。

例えば、図 36Bに示すように、ある信号光波長における上記分散シフトファィバ 10の分散値を 2 p s/nm/km, また中継間隔を 1 00 kmとした場合、光増幅器 1 1内の分散補償ファイバ（a 10 あるいは a 11) の分散値及びフアイパ長を一 1 00 p s/nm/km, 2 k mに設定することにより分散補償をすることができる。すなわち、図示するように、分散シフトファイバ 10による伝送に係わる面積と光増幅器 1 1内の分散補償ファイバ（a 10 あるいは a 11) の伝送に係わる面積とが等しくなるので、分散が補償される。また、上述のように、分散シフトファイバ 1 0の分散スロープを光増幅器 1 1 内の分散補償ファイバ（a lO あるいは a ll) に対して逆符号の関係とすることにより、高次分散の補償も可能である。 (光伝送システムに係わる第 2実施形態）

次に、図 37A、 Bを参照して、本発明の光伝送システムに係わる第 2実施形態について説明する。この実施形態は、図 37Aに示すように、上記第 1実施形態の分散シフトファイバ 10に代えて、伝送路として波長 1. 3 ;um帯に零分散波長を有するシングルモードファイバ 1 3を用いた点を特徴とする。また、分散補償ファイバ（a 10 あるいは a 11) の各パラメータは、伝送路すなわちシングルモードファイノく 1 3の分散を補償するように設定される。

例えば、図 3 7Bに示すように、ある信号光波長におけるシングルモードファィバ 1 3の分散値を 1 5 p s/nm/km, また中継間隔を 1 00 kmとした場合、光増幅器 1 1内の分散捕償ファイバ（a 10 あるいは a 11) の分散値及びフアイバ長を _ 1 50 p s ZnmZkm、 10 k mとすることにより、図示するようにシングルモードファイバ 1 3による伝送に係わる面積と光増幅器 1 1内の分散捕償ファイバ（a 10あるいは a 11) の伝送に係わる面積とが等しくなるので、分散が補償される。また、上述のように、シングルモードファイバ 1 3の分散スロープと光増幅器 1 1内の分散補償ファイバ（a lO あるいは all) の分散スロープとの関係を逆符号に設定することにより、高次分散の補償も可能である。なお、第 7〜第 1 3実施形態おょぴ光伝送システムに係わる 2つの実施形態に示す本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形が考えられる。

(1) 各実施形態の合波器 a 3 に代えて光サーキユレータ等の方向性結合器を用いる。この場合、後段に接続される希土類添加ファイバ増幅部の入力にアイソレ一タを揷入する必要がなくなるので、該アイソレータにおける光信号の損失を減少させることができる。

(2) ラマン増幅媒質として分散補償ファイバを用いた場合においても、上記光増幅器の第 9実施形態と同様にして、ラマン増幅媒質の前後から励起光を入射させる。

( 3 ) ラマン増幅媒質として分散補償ファイバを用いた場合においても、上記光増幅器の第 1 0実施形態と同様にして、分散補償ファイバの光信号の入力端にァイソレータを設ける。

( 4 ) ラマン増幅媒質として分散補償ファイバを用いた場合においても、上記光増幅器の第 1 1実施形態と同様にして、分散補償ファイバと直列に希土類添加ファイノくを設ける。

( 5 ) 上記の他、高非線形ファイバをラマン増幅媒質として用いた上記光増幅器に係わる各実施形態は、ラマン増幅媒質を分散補償ファイバとした場合にも適用することができると共に、分散補償ファィバ用いた光増幅器に係わる各実施形態に高非線形ファイバを用いた上記各実施形態の手段を組み合わせることも考えられる。また、光伝送システムを構成する光増幅器についても、分散補償ファイバを用いた上記各実施形態の光増幅器に高非線形ファイバを用いた上記各種実施形態の光増幅器の手段を組み合わせたものを用いることが考えられる。以上説明したように、第 7〜第 1 3実施形態に係わる光増幅器及びこれを用いた光伝送システムによれば、以下のような効果を奏する。

( 1 ) ラマン増幅媒質を用いたラマン増幅部と希土類添加ファイバを増幅媒質とする希土類添加フアイバ増幅部とを組み合わせることにより広帯域の光増幅を行う光増幅器において、ラマン増幅媒質として高非線形ファイバあるいは分散補償ファイバを適用するので、利得帯域が平坦でかつ広帯域な集中定数型光増幅器を構成することができる。

( 2 ) また、ラマン増幅媒質として分散補償ファイバを用いた場合には、伝送路の分散を捕償することができるので、大容量の波長分割多重光伝送を実現することが可能である。以上説明したように、本発明により増幅器の利得帯域を大幅に拡大することができる。よって、信号光チャネル数'伝送容量を増大でき、波長分割多重システムの高度化 ·経済化を行える。

また、本発明は陸上の基幹伝送系、加入者系、海底中継伝送路系等の波長分割多重の光伝送で幅広く利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 希土類添加フア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 3 μ m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

を備えた光増幅器。

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請求の範囲第 1 項記載の光増幅器。

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請求の範囲第 1項記載の光増幅器。

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請求の範囲第 1項記載の光増幅

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

請求の範囲第 4項記載の光増幅器。

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請求の範囲第 5項記載の光増幅器。

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 . 4 9から 1 . 5 3 μ ιηの範囲である請求の範囲第 6項記載の光増幅器。

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請求の範囲第 2項記載の光増幅器。

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 WD M力ブラを含む請求の範囲第 8項記載の光増幅器。

1 0 . 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請求の範囲第 2項記載の光増幅器。

1 1 . 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請求の範囲第 1 0項記載の光増幅

1 2 . 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請求の範囲第 1 0項記載の光増幅器。

1 3 . ラマン増幅媒体を内部に備え、該ラマン増幅媒体によりラマン増幅を行うラマン増幅部と、

希土類添加ファィバを増幅媒質とする希土類添加ファィバ増幅部とを備えた光増幅器。

1 4 . 前記ラマン増幅媒体は高非線形ファイバである請求の範囲第 1 3項記載の光増幅器。

1 5 . 前記ラマン増幅媒体は、分散補償ファイバである請求の範囲第 1 3項記載の光増幅器。

1 6 . 前記ラマン増幅部は、

一端に伝送ファイバを介して光信号が入射される高非線形ファイバと、励起光を発生する励起光源と、

前記高非線形ファィバの他端に接続され、励起光を該高非線形ファィバに入射させると共に該高非線形ファイバから入射された光信号を前記希土類添加ファィバ増幅部に出力する合波器と

から構成される請求の範囲第 1 4項記載の光増幅器。

1 7 . 前記ラマン増幅部は、

一端に伝送フアイバを介して光信号が入射される分散補償フアイバと、励起光を発生する励起光源と、

前記分散補償ファィバの他端に接続され、励起光を該分散補償ファィバに入射させると共に該分散補償ファイバから入射された光信号を前記希土類添加ファィバ増幅部に出力する合波器と

から構成される請求の範囲第 1 5項記載の光増幅器。

1 8 . 前記ラマン増幅部は、

励起光を発生する第 2の励起光源と、

この励起光を前記一端からラマン増幅媒質に入射させる第 2の合波器とをさらに備える請求の範囲第 1 6項記載の光増幅器。

1 9 . 前記ラマン増幅部は、前記第 2の合波器と前記ラマン増幅媒質との間に、希土類添加ファイバをさらに備える請求の範囲第 1 8項記載の光増幅器。

2 0 . 前記ラマン増幅部は、前記ラマン増幅媒質の一端に励起光の伝送フアイバへの漏れを防止するアイソレータをさらに備える請求の範囲第 1 6項記載の光増幅器。

2 1 . 前記希土類添加フアイバ増幅部は、

希土類添加フアイバを増幅媒質とする前段増幅部と、同じく該希土類添加ファイバを増幅媒質とする後段増幅部と、これら後段増幅部と前段増幅部との間に介揷される利得等化手段と

から構成される請求の範囲第 1 3項記載の光増幅器。

2 2 . 前記分散補償ファイバの分散スロープは、伝送ファイバの分散スロープとは逆符号である請求の範囲第 1 5項記載の光増幅器。

2 3 . 前記ラマン増幅部は、前記合波器に代えて方向性結合器を用いる請求の範囲第 1 6項記載の光増幅器。

2 4 . 前記分散補償ファイバは、伝送路となる分散シフトファイバの分散を捕償するパラメータが設定される請求の範囲第 1 5項記載の光増幅回路。

2 5 . 光信号を送信する送信器と、

分散シフトファイバを用いた伝送路と、

光信号を受信する受信器と、

前記伝送路の分散を補償するパラメータが設定された分散補償ファィバによりラマン増幅を行うラマン増幅部、希土類添加ファイバを増幅媒質とする希土類添加フアイバ增幅部とを備えた光増幅器と

から構成される光伝送システム。

2 6 . 前記ラマン増幅部は、一端に伝送ファイバを介して光信号が入射される分散捕償ファイバと、励起光を発生する励起光源と、

前記分散補償ファィバの他端に接続され、励起光を該分散捕償ファィバに入射させると共に該分散補償ファィバから入射された光信号を前記希土類添加ファィバ増幅部に出力する合波器と

から構成される請求の範囲第 2 5項記載の光増幅器。

2 7 . 前記ラマン増幅部は、

励起光を発生する第 2の励起光源と、

この励起光を前記一端からラマン増幅媒質に入射させる第 2の合波器とをさらに備える請求の範囲第 2 6項記載の光増幅器。

2 8 . 前記ラマン増幅部は、前記第 2の合波器と前記ラマン増幅媒質との間に、希土類添加ファイバをさらに備える請求の範囲第 2 7項記載の光増幅器。

2 9 . 前記ラマン増幅部は、前記ラマン増幅媒質の一端に励起光の伝送フアイバへの漏れを防止するアイソレータをさらに備える請求の範囲第 2 6項記載の光増幅器。

3 0 . 前記希土類添加ファイバ増幅部は、

希土類添加ファィバを増幅媒質とする前段増幅部と、同じく該希土類添加ファイバを増幅媒質とする後段増幅部と、これら後段増幅部と前段増幅部との間に介挿される利得等化手段と

から構成される請求の範囲第 2 5項記載の光増幅器。

3 1 . 前記ラマン増幅部は、前記合波器に代えて方向性結合器を用いる請求の範囲第 2 6項記載の光増幅器。

3 2 . 光信号を送信する送信器と、シングルモードファイバを用いた伝送路と、

光信号を受信する受信器と、

前記伝送路の分散を補償するパラメータが設定された分散補償ファィバによりラマン増幅を行うラマン増幅部、希土類添加ファイバを増幅媒質とする希土類添加ファイバ増幅部とを備えた光増幅器と、

から構成される光伝送システム。

3 3 . 前記ラマン増幅部は、

前記分散補償ファィバの他端に接続され、励起光を該分散補償ファィバに入射させると共に該分散捕償ファィバから入射された光信号を前記希土類添加ファィバ増幅部に出力する合波器と

から構成される請求の範囲第 3 2項記載の光増幅器。

3 4 . 前記ラマン増幅部は、

励起光を発生する第 2の励起光源と、

この励起光を前記一端からラマン増幅媒質に入射させる第 2の合波器とをさらに備える請求の範囲第 3 3項記載の光増幅器。

3 5 . 前記ラマン増幅部は、前記第 2の合波器と前記ラマン増幅媒質との間希土類添加ファイバをさらに備える請求の範囲第 3 4項記載の光増幅器。

3 6 . 前記ラマン増幅部は、前記ラマン増幅媒質の一端に励起光の伝送フアイバへの漏れを防止するアイソレータをさらに備える請求の範囲第 3 3項記載の光増幅器。

3 7 . 前記希土類添加ファイバ増幅部は、

希土類添加フアイバを增幅媒質とする前段増幅部と、同じく該希土類添加ファィバを増幅媒質とする後段増幅部と、これら後段増幅部と前段増幅部との間に介揷される利得等化手段と

から構成される請求の範囲第 3 2項記載の光増幅器。

3 8 . 前記ラマン増幅部は、前記合波器に代えて方向性結合器を用いる請求の範囲第 3 3項記載の光増幅器。