WO2019198663A1 - 光増幅装置および光増幅方法 - Google Patents

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竹下　仁士
恵一 松本
タヤンディエ ドゥ ガボリ エマニュエル ル
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Definitions

  • the present invention relates to an optical amplification device and an optical amplification method, and more particularly to an optical amplification device and an optical amplification method using a multi-core optical fiber.
  • the expansion of communication capacity in the core network is required due to the rapid expansion of mobile traffic and video services. This demand for capacity expansion tends to continue.
  • the communication capacity has been increased by using time multiplexing technology and wavelength multiplexing technology. This time multiplexing technique and wavelength multiplexing technique have been applied to an optical communication system using a single core optical fiber.
  • the limit on the number of multiplexing is determined by the wavelength bandwidth available in optical fiber communication and the input light intensity tolerance of the single core optical fiber.
  • Spatial multiplexing techniques include a multi-core technique for increasing the number of cores per optical fiber and a multi-mode technique for increasing the number of propagation modes.
  • the number of cores and the number of modes used in conventional optical fiber communication are both one. Therefore, it is possible to dramatically increase the communication capacity by increasing the number of cores and the number of modes.
  • a core excitation method the intensity of an optical signal optically transmitted through each core is individually amplified using an individual excitation light source for each core.
  • the intensity of an optical signal transmitted through each core is collectively amplified using a common excitation light source.
  • a clad pumping method that amplifies the intensity of the optical signal transmitted through each core in a batch using a common pumping light source is desirable.
  • the configuration of the conventional optical amplifier based on the single core pumping system can be used as the configuration of the optical amplifier of the cladding pumping system in principle.
  • the related optical fiber amplifier described in Patent Document 1 includes an optical multiplexer / demultiplexer 3, a WDM (Wavelength Division-Multiplexing) coupler 4, a pumping light source 5, a multimode optical fiber 6, and an optical amplifying fiber 7.
  • the related optical fiber amplifier further includes a residual pumping light processing unit 8, an optical multiplexer / demultiplexer 9, an optical isolator 10, a connecting optical fiber 11, and an ASE (Amplified Spontaneous Emission) cut filter 12.
  • the optical amplifying fiber 7 includes a plurality of core portions to which erbium (Er), which is a rare earth element, is added, an inner cladding portion formed on the outer periphery of the core portion, and an outer surface formed on the outer periphery of the inner cladding portion.
  • the related optical fiber amplifier is a clad pumping type optical fiber amplifier in which pumping light propagates in a multimode through the inner cladding.
  • the residual pumping light processing unit 8 has a function of processing the residual pumping light that is propagated through the inner cladding part and output without being used for optical amplification.
  • the optical isolator 10 has a wavelength-dependent optical loss characteristic that prevents residual pumping light that could not be removed by the residual pumping light processing unit 8 from passing toward the connecting optical fiber 11.
  • the connection optical fiber 11 is configured to input the signal light output from the output side optical fiber of the optical multiplexer / demultiplexer 9 to the input side optical fiber of the optical multiplexer / demultiplexer 3.
  • the core parts 7aa and the core parts 7ak of different optical amplification fibers are connected in series to constitute a multistage optical amplification fiber structure. Further, as related technologies, there are technologies described in Patent Documents 2 to 5.
  • the absorption efficiency of the excitation light component in the optical amplification medium is about 1/10 of the absorption efficiency by the core excitation type.
  • the optical fiber amplifier based on the cladding pumping system has a very low amplification efficiency of the light intensity as compared with the core pumping system. The reason will be described below.
  • FIG. 8A shows a cross-sectional view of a conventional single-core optical fiber 80 composed of one core 81 and a clad 82.
  • 8B shows a cross-sectional view of a multi-core optical fiber 90 having a double-clad structure in which the number of cores 91 is four and the first clad 92 and the second clad 93 are provided around the core 91. .
  • the signal light to be excited propagates through the core 91 and the excitation light propagates through the first cladding 92.
  • the clad excitation method a plurality of cores 91 in the first cladding 92 are to be excited, and the excitation light propagates through the second cladding 93. Therefore, the ratio of the cross-sectional area of the medium through which the signal light and the excitation light pass, which determines the excitation efficiency, is the ratio of the cross-sectional area of the first cladding 92 and the cross-sectional area of the core 91 in the case of the core excitation method.
  • the ratio of the cross-sectional area of the second clad 93 to the cross-sectional area of the first clad 92 is obtained. Therefore, the cross-sectional area ratio of the core excitation method and the cross-sectional area ratio of the cladding excitation method are different by about 10 times.
  • the difference in the absorption efficiency of the excitation light component is about 1/10, in principle, the same light intensity can be obtained by increasing the excitation light intensity by 10 times.
  • a semiconductor light source capable of increasing the excitation light intensity by 10 times. Even if such a semiconductor light source can be realized, it is clear that there are problems such as an increase in the amount of heat generated by the light source and an increase in power consumption. Because of such problems, the practical application of cladding-pumped optical amplifiers has not progressed despite excellent light intensity amplification efficiency.
  • the optical amplifier using the multi-core optical fiber has a problem that the amplification efficiency of the light intensity is lowered because the absorption efficiency of the excitation light in the optical amplification medium is low in the clad excitation method.
  • the object of the present invention is the above-mentioned problem, that an optical amplifier using a multi-core optical fiber has a low efficiency of amplifying light intensity because the cladding pumping method has a low absorption efficiency of the pumping light in the optical amplifying medium. It is an object of the present invention to provide an optical amplifying apparatus and an optical amplifying method.
  • An optical amplifying device of the present invention includes an optical amplifying medium that has a gain in the wavelength band of signal light and receives the signal light, an excitation light introducing unit that introduces excitation light for exciting the optical amplifying medium into the optical amplifying medium, and optical amplification And residual pumping light introducing means for introducing residual pumping light having a wavelength component of pumping light output from the medium into the optical amplification medium.
  • the optical amplification method of the present invention introduces signal light into an optical amplification medium having gain in the wavelength band of signal light, introduces excitation light for exciting the optical amplification medium into the optical amplification medium, and outputs the optical amplification medium.
  • the residual excitation light having the wavelength component of the excitation light is introduced into the optical amplification medium.
  • the optical amplifying apparatus and the optical amplifying method of the present invention even when an optical amplifier including a multi-core optical fiber is used in a cladding pumping method, the absorption efficiency of pumping light in the optical amplifying medium can be increased. A decrease in light intensity amplification efficiency can be avoided.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplifying device according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the multi-core optical amplifier which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows another structure of the multi-core optical amplifier which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the conventional single core optical fiber. It is sectional drawing of the multi-core optical fiber of a double clad structure.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical amplifying device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical amplification device 100 includes an optical amplification medium 110, excitation light introduction means 120, and residual excitation light introduction means 130.
  • the optical amplifying medium 110 has a gain in the wavelength band of the signal light 10 and receives the signal light 10.
  • the excitation light introducing means 120 introduces the excitation light 11 that excites the optical amplification medium 110 into the optical amplification medium 110.
  • the residual excitation light introducing unit 130 introduces the residual excitation light 12 having the wavelength component of the excitation light 11 output from the optical amplification medium 110 into the optical amplification medium 110.
  • the optical amplifying apparatus 100 since the optical amplifying apparatus 100 according to the present embodiment includes the residual pumping light introducing unit 130, the pumping light output without being absorbed by the optical amplifying medium 110 is again used as the residual pumping light, and the optical amplifying medium again. 110 can be introduced. That is, by reusing the excitation light, the absorption efficiency of the excitation light in the optical amplification medium can be increased.
  • the optical amplifying medium 110 a multi-core optical fiber having a core doped with rare earth ions and a double clad structure can be used.
  • the excitation light introducing means 120 can be configured to introduce the excitation light 11 into the optical amplifying medium 110 by a cladding excitation method in which the excitation light is incident on the double cladding structure.
  • signal light is introduced into an optical amplification medium having gain in the wavelength band of signal light.
  • excitation light for exciting the optical amplification medium is introduced into the optical amplification medium.
  • residual pumping light having a wavelength component of pumping light output from the optical amplifying medium at this time is introduced into the optical amplifying medium.
  • the excitation light output without being absorbed in the optical amplification medium is again introduced into the optical amplification medium as residual excitation light. Therefore, it becomes possible to reuse the excitation light and increase the absorption efficiency of the excitation light in the optical amplification medium.
  • introducing the signal light into the optical amplification medium includes introducing the signal light into a multi-core optical fiber having a core doped with rare earth ions and a double clad structure. . Further, when introducing the excitation light into the optical amplification medium, the excitation light can be introduced into the optical amplification medium by a cladding excitation method.
  • the optical amplifying apparatus 100 and the optical amplifying method according to the present embodiment even when an optical amplifier including a multi-core optical fiber is used in a cladding excitation method, absorption of excitation light in the optical amplification medium is performed. Efficiency can be increased. As a result, it is possible to avoid a decrease in light intensity amplification efficiency in the optical amplifier.
  • FIG. 2 shows the configuration of the multi-core optical amplifier 200 according to the present embodiment.
  • the multi-core optical amplifier 200 includes a first multiplexer 210, a second multiplexer 220, a multi-core erbium-doped fiber (Multi-Core Doped Fiber: MC-EDF) 230 as an optical amplification medium, and a demultiplexer A container 240.
  • the multi-core erbium-doped fiber (MC-EDF) 230 is a multi-core optical fiber having a core doped with erbium ions, which are rare-earth ions, and a double clad structure.
  • the multi-core optical amplifier 200 further includes a pump light source 250, a pump light controller 260, multi-core optical fibers 271, 272, and 273, and multi-mode optical fibers 281 and 282.
  • the signal light output from the wavelength multiplexing light source 20 is input to the multi-core optical fiber 271.
  • the input signal light passes through the first multiplexer 210, the multi-core optical fiber 272, the second multiplexer 220, the multi-core erbium-doped fiber 230, the duplexer 240, and the multi-core optical fiber 273 in this order. Is done.
  • the multi-core erbium-doped fiber 230 as an optical amplification medium has a gain in the wavelength band of signal light, and receives the signal light through the multi-core optical fibers 271 and 272.
  • the excitation light source (excitation light generation means) 250 generates excitation light, and outputs excitation light having a predetermined intensity to the multimode optical fiber 282 under the control of the excitation light control unit (excitation light control means) 260.
  • the second combiner (wavelength combiner) 220 combines the signal light and the excitation light.
  • the excitation light source (excitation light generation means) 250 and the second multiplexer 220 (wavelength multiplexing means) constitute excitation light introduction means. That is, the excitation light introducing means introduces excitation light for exciting the multi-core erbium-doped fiber 230 (optical amplification medium) into the multi-core erbium-doped fiber 230 (optical amplification medium). At this time, the excitation light introducing means introduces the excitation light into the multi-core erbium-doped fiber 230 (optical amplification medium) by the cladding excitation method.
  • the signal light combined with the excitation light propagates through the multi-core erbium-doped fiber 230, so that the light intensity of the signal light is amplified.
  • the signal light is amplified according to the pump light absorbed by the multi-core erbium-doped fiber 230. Therefore, the higher the absorption rate of the pumping light component in the multi-core erbium-doped fiber 230, the larger the light intensity amplification gain.
  • the greater the intensity of the excitation light the greater the light intensity amplification gain.
  • Other parameters that affect the light intensity amplification gain include the length of the multi-core erbium-doped fiber 230 and the concentration of erbium ions to be added. For example, when the absorption amount of the pumping light component by the multicore erbium doped fiber 230 per unit length is small, the pumping light component absorbed can be increased by lengthening the multicore erbium doped fiber 230. However, when the multicore erbium-doped fiber 230 is lengthened, the gain spectrum has a property of wavelength shifting.
  • the length of the multi-core erbium-doped fiber 230 and the amplification wavelength that it is necessary to make the length suitable for the wavelength of the signal light to be amplified.
  • all parameters other than the excitation intensity are optimized for the signal light to be amplified. That is, it is assumed that the length of the multi-core erbium-doped fiber 230 is adjusted so that the amplification gain of the signal light is maximized. Therefore, in this case, the light intensity amplification gain is directly proportional to the excitation light intensity and the absorption rate of the excitation light in the multi-core erbium doped fiber 230.
  • the excitation light source 250 is driven by the excitation light control unit 260.
  • the output light intensity of the excitation light source 250 can be configured to increase in proportion to the drive current supplied by the excitation light control unit 260.
  • the driving condition of the pumping light source 250 necessary for obtaining a desired light intensity amplification gain that is, the relationship between the driving current value of the pumping light source and the light intensity amplification gain can be obtained by measuring in advance. Therefore, once the desired light intensity amplification gain is determined, the necessary drive current of the pumping light source 250, that is, the power consumption required to drive the pumping light source 250 can be obtained.
  • the pumping light component that is not absorbed by the multi-core erbium-doped fiber 230 that is, the residual pumping light component is output from the multi-core erbium-doped fiber 230 as it is without contributing to amplify the intensity of the signal light.
  • the branching filter (residual pumping light separation means) 240 separates the wavelength of the signal light and the residual pumping light.
  • the signal light passes through the multi-core optical fiber 273 and becomes an optical signal output of the multi-core optical amplifier 200.
  • the residual excitation light passes through the multimode optical fiber 281 and reaches the first multiplexer 210 (residual excitation light multiplexing means).
  • the first multiplexer 210 (residual excitation light multiplexing means) combines the signal light and the residual excitation light.
  • the first multiplexer (residual excitation light multiplexing means) 210 and the demultiplexer (residual excitation light separating means) 240 constitute residual excitation light introducing means.
  • the residual pumping light introducing means introduces residual pumping light having a wavelength component of pumping light output from the multicore erbium doped fiber 230 (optical amplification medium) into the multicore erbium doped fiber 230 (optical amplification medium).
  • the residual pumping light introducing means includes a first multiplexer 210 (residual pumping light multiplexing means) on one end side of the multi-core erbium-doped fiber (optical amplification medium) 230, and a demultiplexer (residual pumping light).
  • the separation means 240 is provided on the other end side of the multi-core erbium-doped fiber (optical amplification medium) 230.
  • the residual pumping light introducing means includes a multimode optical fiber 281 that guides the residual pumping light. Furthermore, as shown in FIG. 2, it can be set as the structure provided with the optical isolator 290 which restrict
  • FIGS. 3A to 3F show optical spectra in each part of the multi-core optical amplifier 200 configured as described above. That is, the optical spectra at the observation points (a) to (f) shown in FIG. 2 are shown.
  • the observation point (a) as shown in FIG. 3A, only the wavelength multiplexed signal light 21 output from the wavelength multiplexed light source 20 is observed.
  • residual excitation light 22 is observed in addition to the wavelength multiplexed signal light 21 when residual excitation light is present.
  • the observation point (c) as shown in FIG. 3C, when the excitation light is supplied from the excitation light source 250, the excitation light component is observed.
  • the excitation light component is added by the excitation light source 250, so that the intensity of the synthesized excitation light 23 observed at the observation point (c) is observed at the observation point (b). It becomes larger than the intensity of the residual excitation light 22 to be generated.
  • the duplexer 240 demultiplexes the signal light and the residual excitation light. Therefore, as shown in FIG. 3E, the pumping light component is not observed at the observation point (e), and only the amplified multiplexed signal light 24 and the optical noise component 25 that are signal light components are observed.
  • the residual pumping light 22 demultiplexed by the demultiplexer 240 is output from the multimode optical fiber 281. Therefore, only the residual excitation light 22 is observed at the observation point (f) as shown in FIG. 3F.
  • the feature of the multi-core optical amplifier 200 according to the present embodiment is that there is a regenerative path connected from the duplexer 240 to the first multiplexer 210.
  • this regeneration path makes it possible to regenerate and reuse the residual excitation light. That is, since the residual excitation light can be added to the output of the excitation light source 250, a desired optical amplification gain can be obtained even if the drive current of the excitation light source 250 is reduced. That is, the light intensity amplification efficiency is improved, and the power consumption required to obtain a desired light amplification gain can be reduced.
  • the multi-core optical amplifier 200 it is possible to reduce the power consumption required for driving the excitation light source by improving the absorption efficiency of the excitation light in the optical amplification medium. Further, since the amount of heat generated by the elements constituting the excitation light source can be reduced, the power consumption of the electric circuit required for cooling the elements constituting the excitation light source can also be reduced. Therefore, the power consumption of the entire optical amplifier can be greatly reduced.
  • the second multiplexer 220 (wavelength multiplexing means) is configured to multiplex the signal light and the excitation light.
  • the present invention is not limited to this, and an excitation light multiplexer (excitation light multiplexing) that combines the excitation light generated by the excitation light source (excitation light generation means) 250 and the residual excitation light as in the multi-core optical amplifier 201 shown in FIG. Means) 221 may be provided.
  • the excitation light source (excitation light generation means) 250 and the excitation light multiplexer (excitation light multiplexing means) 221 constitute excitation light introduction means.
  • the first multiplexer (residual excitation light multiplexing means) 211 constituting the residual excitation light introducing means is the residual excitation light after the excitation light multiplexer (excitation light multiplexing means) 221 is combined with the excitation light. Is introduced into the multi-core erbium-doped fiber 230 (optical amplification medium).
  • the signal light and the excitation light are input to the second multiplexer 220. Since the wavelengths of the signal light and the excitation light are different, the second multiplexer 220 needs to have a wavelength multiplexing function.
  • the pumping light multiplexer 221 inputs the pumping light output from the pumping light source 250 and the duplexer 240 through the multimode optical fiber 281. It is the residual excitation light that is regenerated. In other words, the pump light is input to the pump light multiplexer 221 and has the same wavelength. Therefore, the wavelength multiplexing function is not required for the pumping light multiplexer 221.
  • FIGS. 2 and 4 show the configurations of multi-core optical amplifiers 200 and 201 using the forward pumping method in which the propagation directions of the signal light and the pumping light are the same.
  • the configuration is not limited to this, and a backward pumping configuration in which the propagation direction of the signal light is opposite to that of the pumping light may be used.
  • the loop that regenerates the residual excitation light is clockwise in the case of the forward excitation method, but only counterclockwise in the case of the backward excitation method, and the same effect is obtained.
  • optical amplification method first, signal light is introduced into an optical amplification medium having gain in the wavelength band of signal light. Also, excitation light for exciting the optical amplification medium is introduced into the optical amplification medium. Then, residual pumping light having a wavelength component of pumping light output from the optical amplifying medium at this time is introduced into the optical amplifying medium.
  • the configuration so far is the same as the optical amplification method according to the first embodiment.
  • the signal light and the residual excitation light are combined on one end side of the optical amplification medium, and the other end of the optical amplification medium is obtained. On the side, the signal light and the residual excitation light are wavelength-separated.
  • the excitation light when the excitation light is introduced into the optical amplification medium, the signal light and the excitation light can be combined. Instead, the excitation light and the residual excitation light are combined when the excitation light is introduced into the optical amplification medium, and the residual excitation light after being combined with the excitation light is introduced into the optical amplification medium. May be introduced into the optical amplification medium.
  • the residual excitation light when introducing the residual excitation light into the optical amplification medium, the residual excitation light may be introduced into the multi-mode optical fiber and guided, and at this time, the traveling direction of the residual excitation light may be limited.
  • the multi-core optical amplifiers 200 and 201 and the optical amplification method according to the present embodiment even when the optical amplifier including the multi-core optical fiber is used in the cladding excitation method, the excitation light in the optical amplification medium The absorption efficiency of can be increased. As a result, it is possible to avoid a decrease in light intensity amplification efficiency in the optical amplifier.
  • FIG. 5 shows the configuration of the multi-core optical amplifier 300 according to the present embodiment.
  • the multi-core optical amplifier 300 includes a first multiplexer 210, a second multiplexer 220, a multi-core erbium-doped fiber 230 as an optical amplification medium, and a duplexer 240.
  • the multi-core optical amplifier 300 further includes a pump light source 250, a pump light control unit 260, multi-core optical fibers 271, 272, and 273, and multi-mode optical fibers 281 and 282.
  • FIG. 5 shows a configuration in which an optical isolator 290 is provided in the path of the multimode optical fiber 281. The configuration so far is the same as the configuration of the multi-core optical amplifier 200 according to the second embodiment.
  • the multi-core optical amplifier 300 further includes a light intensity monitor (residual excitation light monitoring means) 310 that monitors the light intensity of the residual excitation light that has been wavelength-separated by the duplexer 240.
  • a light intensity monitor residual excitation light monitoring means
  • an optical coupler 320 can be used as shown in FIG.
  • the light intensity monitor 310 notifies the excitation light control unit (excitation light control means) 260 of the intensity of the residual excitation light. Then, the excitation light control unit 260 controls the excitation light source (excitation light generation means) 250 based on the monitoring result of the light intensity monitor 310. Specifically, the excitation light control unit 260 can be configured to control the drive current of the excitation light source 250 in accordance with the intensity of the residual excitation light notified from the light intensity monitor 310.
  • the pumping light output from the pumping light source 250 passes through the multi-core erbium-doped fiber 230 and circulates in a regenerative loop path from the duplexer 240 through the multimode optical fiber 281 to the first multiplexer 210.
  • a constant component of the residual pumping light is absorbed by the multi-core erbium-doped fiber 230, so that the intensity of the pumping light gradually attenuates with each round. If the intensity of the residual pumping light falls below a certain value, a desired optical amplification gain cannot be achieved.
  • the driving of the pumping light source 250 that has been paused is resumed. Then, the excitation light source 250 is controlled so that the intensity of the excitation light passing through the multi-core erbium-doped fiber 230 can be maintained at an appropriate value above a certain value.
  • the optical intensity monitor 310 and the optical coupler 320 can control the optical amplification gain of the multi-core optical amplifier 300 so as to maintain a desired value in terms of time.
  • the intensity of the residual excitation light can be known by taking out a part of the residual excitation light passing through the regenerative loop path by the optical coupler 320 and observing it with the light intensity monitor 310. Then, the excitation light control unit 260 increases or decreases the drive current of the excitation light source 250 according to the intensity of the residual excitation light notified from the light intensity monitor 310. At this time, the intensity of the excitation light output from the excitation light source 250 can be controlled so as to compensate for the attenuation of the intensity of the residual excitation light that passes through the regeneration loop path and is input again to the multi-core erbium-doped fiber 230.
  • the excitation light control unit (excitation light control means) 260 controls the excitation light source (excitation light generation means) 250 so that the sum of the light intensity of the excitation light and the light intensity of the residual excitation light is constant. It can be configured. Specifically, the drive current of the excitation light source 250 is controlled so that the sum of the excitation light intensity output from the excitation light source 250 and the residual excitation light intensity monitored by the light intensity monitor 310 is constant. That's fine.
  • the excitation light control unit 260 can know a drive current value for obtaining a desired excitation light intensity by acquiring in advance information on the relationship between the drive current and the output light intensity in the excitation light source 250.
  • the drive current of the excitation light source 250 is controlled so that the sum of the intensity of the excitation light output from the excitation light source 250 and the intensity of the residual excitation light monitored by the light intensity monitor 310 is constant.
  • An example will be described. 6 shows the time change of the monitor current of the light intensity monitor 310, and the lower part shows the time change of the drive current of the excitation light source 250, respectively.
  • “ ⁇ ” indicates the time during which the excitation light source 250 generates excitation light
  • I p0 indicates the threshold current value.
  • the monitor current value Im of the light intensity monitor 310 is determined by the intensity of the residual excitation light passing through the regenerative loop path.
  • the excitation light component passing through the multi-core erbium-doped fiber 230 can be made constant in time.
  • the optical output of the multi-core optical amplifier 300 can be controlled to be constant over time.
  • the multi-core optical amplifier 300 shown in FIG. 5 includes a light intensity monitor 310 that monitors the light intensity of the residual excitation light, and the excitation light control unit 260 controls the excitation light source 250 based on the monitoring result of the light intensity monitor 310. It was. However, the present invention is not limited to this, and a light intensity monitor (residual excitation light monitoring means) 310 that monitors the light intensity of the residual excitation light, and an optical attenuator that attenuates the light intensity of the residual excitation light, as in the multi-core optical amplifier 301 shown in FIG. (Light attenuating means) 330 may be provided.
  • a light intensity monitor (residual excitation light monitoring means) 310 that monitors the light intensity of the residual excitation light
  • an optical attenuator that attenuates the light intensity of the residual excitation light
  • the optical attenuator (light attenuation means) 330 constitutes a part of the residual excitation light introducing means.
  • the attenuation rate of the optical attenuator (light attenuating means) 330 is such that the sum of the light intensity of the excitation light and the light intensity of the residual excitation light is constant. It can be set as the structure determined based on a monitoring result.
  • optical amplification method first, signal light is introduced into an optical amplification medium having gain in the wavelength band of signal light. Also, excitation light for exciting the optical amplification medium is introduced into the optical amplification medium. Then, residual pumping light having a wavelength component of pumping light output from the optical amplifying medium at this time is introduced into the optical amplifying medium.
  • the configuration so far is the same as the optical amplification method according to the first embodiment.
  • the light intensity of the residual excitation light is monitored, and the light intensity of the excitation light is controlled based on the monitored result. At this time, when controlling the light intensity of the excitation light, the sum of the light intensity of the excitation light and the light intensity of the residual excitation light can be controlled to be constant.
  • the light intensity of the residual excitation light was monitored, and when the residual excitation light was introduced into the optical amplification medium, the sum of the light intensity of the excitation light and the light intensity of the residual excitation light was monitored to be constant. Based on the result, the light intensity of the residual excitation light may be attenuated.
  • the multi-core optical amplifiers 300 and 301 and the optical amplification method according to the present embodiment even when the optical amplifier including the multi-core optical fiber is used in the cladding pumping method, the excitation light in the optical amplification medium The absorption efficiency of can be increased. As a result, it is possible to avoid a decrease in light intensity amplification efficiency in the optical amplifier.
  • a part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
  • An optical amplifying apparatus comprising: residual pumping light introducing means for introducing residual pumping light having a wavelength component of the pumping light output from the medium into the optical amplification medium.
  • the said residual excitation light introduction means equips the one end side of the said optical amplification medium with the residual excitation light multiplexing means which multiplexes the said signal light and the said residual excitation light, and the said signal light and the said residual excitation light are wavelength.
  • the optical amplifying device according to appendix 1, wherein a residual excitation light separating means for separating is provided on the other end side of the optical amplifying medium.
  • a residual excitation light separating means for separating is provided on the other end side of the optical amplifying medium.
  • the excitation light introducing means includes excitation light generation means for generating the excitation light, and wavelength multiplexing means for multiplexing the signal light and the excitation light. Amplification equipment.
  • the said excitation light introduction means is provided with the excitation light production
  • the said residual excitation light introduction means is The optical amplifying device according to appendix 1 or 2, wherein the residual excitation light after the excitation light multiplexing means is combined with the excitation light is introduced into the optical amplification medium. (Supplementary Note 5) Additional remarks further comprising: residual pumping light monitoring means for monitoring the light intensity of the residual pumping light; and pumping light control means for controlling the pumping light generation means based on the monitoring result of the residual pumping light monitoring means 3.
  • the optical amplification device includes a multimode optical fiber that guides the residual pumping light and an optical isolator that limits a traveling direction of the residual pumping light.
  • the described optical amplification device is a multi-core optical fiber having a core doped with rare earth ions and a double clad structure, and the excitation light introducing means converts the excitation light into the optical amplification medium by a cladding excitation method.
  • the optical amplifying device according to any one of appendices 1 to 8, which is introduced into 1.
  • the said signal light is introduce
  • Introducing the residual pumping light into the optical amplifying medium includes combining the signal light and the residual pumping light at one end of the optical amplifying medium, and at the other end of the optical amplifying medium.
  • introducing the excitation light into the optical amplification medium includes combining the signal light and the excitation light.
  • introducing the excitation light into the optical amplification medium includes combining the excitation light and the residual excitation light
  • introducing the residual excitation light into the optical amplification medium includes: The optical amplification method according to appendix 10 or 11, further comprising introducing the residual excitation light after being combined with excitation light into the optical amplification medium.
  • Method The light according to supplementary note 14, wherein controlling the light intensity of the excitation light includes controlling the sum of the light intensity of the excitation light and the light intensity of the residual excitation light to be constant.
  • Amplification method (Supplementary Note 16) The method further includes monitoring the light intensity of the residual excitation light, and introducing the residual excitation light into the optical amplification medium includes the light intensity of the excitation light and the light intensity of the residual excitation light. 14.
  • the introduction of the residual pumping light into the optical amplifying medium includes introducing the residual pumping light into a multi-mode optical fiber to guide the residual pumping light and limiting a traveling direction of the residual pumping light.
  • Introducing the signal light into the optical amplifying medium includes introducing the signal light into a multi-core optical fiber having a core doped with rare earth ions and a double clad structure, and the excitation light 18.
  • the optical amplification method according to any one of appendices 10 to 17, wherein introducing the optical amplification medium into the optical amplification medium includes introducing the excitation light into the optical amplification medium by a cladding excitation method.
  • Optical amplifier 110 Optical amplification medium 120 Excitation light introduction means 130 Residual excitation light introduction means 200, 201, 300, 301 Multi-core optical amplifier 210, 211 First multiplexer 220 Second multiplexer 221 Excitation light multiplexer 230 Multi-core erbium doped fiber 240 Demultiplexer 250 Excitation light source 260 Excitation light controller 271 272 273 Multi-core optical fiber 281 282 Multi-mode optical fiber 290 Optical isolator 310 Optical intensity monitor 320 Optical coupler 330 Optical attenuator 10 Signal light 11 Excitation Light 12 Residual excitation light 20 Wavelength multiplexed light source 21 Wavelength multiplexed signal light 22 Residual excitation light 23 Synthetic excitation light 24 Amplified multiplexed signal light 25 Optical noise component 80 Single core optical fiber 81, 91 Core 82 Clad 90 Ma -Core optical fiber 92 first cladding 93 second cla

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Abstract

マルチコア光ファイバを用いた光増幅器は、クラッド励起方式では光増幅媒体における励起光の吸収効率が低いため、光強度の増幅効率が低下するため、本発明の光増幅装置は、信号光の波長帯域に利得を有し信号光を受付ける光増幅媒体と、光増幅媒体を励起する励起光を光増幅媒体に導入する励起光導入手段と、光増幅媒体から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光増幅媒体に導入する残留励起光導入手段、とを有する。

Description

光増幅装置および光増幅方法
　本発明は、光増幅装置および光増幅方法に関し、特に、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置および光増幅方法に関する。
　モバイルトラフィックやビデオサービスの急速な拡大などにより、コアネットワークにおける通信容量の拡大が求められている。この容量拡大の要求は、今後も継続する傾向にある。通信容量の拡大はこれまで、時間多重技術や波長多重技術を用いることによって実現されてきた。この時間多重技術や波長多重技術は、シングルコア光ファイバによる光通信システムに適用されてきた。
　シングルコア光ファイバを用いる場合、シングルコアすなわち単一の光ファイバコアを伝送することが可能な光信号の多重数には制限があり、近年、その限界に達しつつある。この多重数の限界は、光ファイバ通信において利用可能な波長帯域幅、およびシングルコア光ファイバの入力光強度耐力によって決まる。
　このような状況において、通信容量をさらに拡大するため、これまでの多重技術とは異なる次元の多重技術である空間多重技術が開発されている。空間多重技術には、光ファイバ１本あたりのコア数を増大させるマルチコア技術と、伝播モード数を増大させるマルチモード技術がある。従来の光ファイバ通信で用いられているコア数およびモード数は、いずれも一個である。そのため、コア数およびモード数を増大させることによって通信容量を飛躍的に拡大することが可能である。
　しかしながら、光ファイバのコア数やモード数を増大させた場合、現在広く普及している光送受信機や光増幅器をそのまま利用することはできない。現在普及している光送受信機や光増幅器はシングルコアの光ファイバ向けに開発されたものであり、マルチコア光ファイバやマルチモード光ファイバに対して互換性がないからである。そのため、マルチコア光ファイバやマルチモード光ファイバに適した光送受信機および光増幅器を実現する技術が提案されている。
　マルチコア光ファイバに適した光増幅方式としては、コア励起方式とクラッド励起方式の二方式がある。コア励起方式では、各コアを通して光伝送される光信号の強度をコア毎に個別の励起光源を用いて個別に増幅する。クラッド励起方式では、各コアを通して光伝送される光信号の強度を共通の励起光源を用いて一括して増幅する。
　マルチコア光ファイバを伝送する光信号の光強度を効率よく増幅するためには、各コアを通して光伝送される光信号の強度を共通の励起光源を用いて一括して増幅するクラッド励起方式が望ましい。また、クラッド励起方式では、従来の単一コア励起方式による光増幅器の構成を原理的にはそのままクラッド励起方式の光増幅器の構成として用いることができる。
　このようなクラッド励起方式による光増幅器の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された関連する光ファイバ増幅器は、光合分波器３、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ－Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラ４、励起光源５、マルチモード光ファイバ６、および光増幅ファイバ７を備える。関連する光ファイバ増幅器はさらに、残留励起光処理部８、光合分波器９、光アイソレータ１０、接続光ファイバ１１、およびＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）カットフィルタ１２を備えている。
　ここで、光増幅ファイバ７は、希土類元素であるエルビウム（Ｅｒ）が添加された複数のコア部と、コア部の外周に形成された内側クラッド部と、内側クラッド部の外周に形成された外側クラッド部とを有するダブルクラッド構造の光増幅ファイバである。そして、関連する光ファイバ増幅器は、励起光が内側クラッド部によってマルチモードで伝搬するクラッド励起型の光ファイバ増幅器である。
　残留励起光処理部８は、内側クラッド部を伝搬し、光増幅に使用されずに出力された残留励起光を処理する機能を有する。光アイソレータ１０は、残留励起光処理部８で除去できなかった残留励起光が接続光ファイバ１１に向けて通過することを防止するような波長依存光損失特性を有する。そして、接続光ファイバ１１は、光合分波器９の出力側光ファイバから出力された信号光を光合分波器３の入力側光ファイバに入力させる構成としている。
　このように、関連するクラッド励起型の光ファイバ増幅器では、光増幅ファイバの異なるコア部７ａａとコア部７ａｋ同士が直列接続されており、多段光増幅ファイバ構造を構成している。
　また、関連技術としては、特許文献２～５に記載された技術がある。
特開２０１７－１８３５６４号公報 特開２０１３－２３６１１５号公報 特開２００１－０８５７６８号公報 特開２０００－２６１０７８号公報 特開平９－１６００８５号公報
　上述した関連する光ファイバ増幅器のようなクラッド励起方式の光ファイバ増幅器は、光増幅媒体における励起光成分の吸収効率がコア励起方式による吸収効率の１／１０程度である。そのため、コア励起方式と比較してクラッド励起方式による光ファイバ増幅器は、光強度の増幅効率が極めて低くなる。その理由について以下に説明する。
　光ファイバ増幅器の励起効率は、信号光と励起光がそれぞれ通過する媒体の断面積の比に比例する。図８Ａに、１個のコア８１とクラッド８２からなる従来型のシングルコア光ファイバ８０の断面図を示す。また、図８Ｂには、コア９１の個数が４である場合であって、コア９１の周囲に第１クラッド９２と第２クラッド９３を備えたダブルクラッド構造のマルチコア光ファイバ９０の断面図を示す。
　マルチコア光ファイバ９０を光増幅媒体として用いる場合、コア励起方式においては、励起対象である信号光はコア９１をそれぞれ伝搬し、励起光は第１クラッド９２を伝播する。一方、クラッド励起方式の場合には、励起対象となるのは第１クラッド９２内にある複数のコア９１であり、励起光は第２クラッド９３を伝播することになる。したがって、励起効率を決定する、信号光と励起光がそれぞれ通過する媒体の断面積の比は、コア励起方式の場合は第１クラッド９２の断面積とコア９１の断面積の比となる。一方、クラッド励起方式の場合、第２クラッド９３の断面積と第１クラッド９２の断面積の比となる。したがって、コア励起方式の断面積比とクラッド励起方式の断面積比は約１０倍異なることになる。
　ここで、励起光成分の吸収効率の相違が１／１０程度であるならば、原理的には励起光強度を１０倍増大させることによって、同程度の光強度が得られることになる。しかし、励起光強度を１０倍にすることが可能な半導体光源を実現することは極めて困難である。仮に、そのような半導体光源を実現できたとしても、光源の発熱量が増大したり、消費電力が増大したりするといった課題が生じることは明らかである。このような課題があるため、光強度の増幅効率が優れているにも関わらず、クラッド励起方式の光増幅器の実用化は進展していない。
　このように、マルチコア光ファイバを用いた光増幅器は、クラッド励起方式では光増幅媒体における励起光の吸収効率が低いため、光強度の増幅効率が低下してしまうという問題があった。
　本発明の目的は、上述した課題である、マルチコア光ファイバを用いた光増幅器は、クラッド励起方式では光増幅媒体における励起光の吸収効率が低いため、光強度の増幅効率が低下する、という課題を解決する光増幅装置および光増幅方法を提供することにある。
　本発明の光増幅装置は、信号光の波長帯域に利得を有し信号光を受付ける光増幅媒体と、光増幅媒体を励起する励起光を光増幅媒体に導入する励起光導入手段と、光増幅媒体から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光増幅媒体に導入する残留励起光導入手段、とを有する。
　本発明の光増幅方法は、信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体に信号光を導入し、光増幅媒体を励起する励起光を光増幅媒体に導入し、光増幅媒体から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光増幅媒体に導入する。
　本発明の光増幅装置および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを備えた光増幅器をクラッド励起方式で用いる場合であっても、光増幅媒体における励起光の吸収効率を増大させることができ、光強度の増幅効率の低下を回避することができる。
本発明の第１の実施形態に係る光増幅装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、観測点（ａ）における光スペクトルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、観測点（ｂ）における光スペクトルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、観測点（ｃ）における光スペクトルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、観測点（ｄ）における光スペクトルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、観測点（ｅ）における光スペクトルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、観測点（ｆ）における光スペクトルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光増幅器の別の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチコア光増幅器の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチコア光増幅器の動作を説明するための図であって、光強度モニタのモニタ電流と励起光源の駆動電流の時間変化をそれぞれ示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチコア光増幅器の別の構成を示すブロック図である。 従来型のシングルコア光ファイバの断面図である。 ダブルクラッド構造のマルチコア光ファイバの断面図である。
　以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
　〔第１の実施形態〕
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る光増幅装置１００の構成を示すブロック図である。
　光増幅装置１００は、光増幅媒体１１０、励起光導入手段１２０、および残留励起光導入手段１３０を有する。光増幅媒体１１０は、信号光１０の波長帯域に利得を有し、この信号光１０を受付ける。励起光導入手段１２０は、光増幅媒体１１０を励起する励起光１１を光増幅媒体１１０に導入する。そして、残留励起光導入手段１３０は、光増幅媒体１１０から出力される、励起光１１の波長成分を有する残留励起光１２を、光増幅媒体１１０に導入する。
　このように、本実施形態による光増幅装置１００は残留励起光導入手段１３０を備えているので、光増幅媒体１１０において吸収されずに出力された励起光を、残留励起光として再度、光増幅媒体１１０に導入することが可能である。すなわち、励起光を再利用することにより、光増幅媒体における励起光の吸収効率を増大させることができる。
　ここで、光増幅媒体１１０として、希土類イオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバを用いることができる。このとき、励起光導入手段１２０は、ダブルクラッド構造に励起光を入射させるクラッド励起方式によって、励起光１１を光増幅媒体１１０に導入する構成とすることができる。
　次に、本実施形態による光増幅方法について説明する。
　本実施形態による光増幅方法においては、まず、信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体に信号光を導入する。また、この光増幅媒体を励起する励起光を光増幅媒体に導入する。そして、このとき光増幅媒体から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光増幅媒体に導入する。
　このように、本実施形態の光増幅方法においては、光増幅媒体において吸収されずに出力された励起光を、残留励起光として再度、光増幅媒体に導入する構成としている。そのため、励起光を再利用することが可能となり、光増幅媒体における励起光の吸収効率を増大させることができる。
　なお、本実施形態による光増幅方法において、光増幅媒体に信号光を導入することは、希土類イオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバに信号光を導入することを含む。また、励起光を光増幅媒体に導入する際に、クラッド励起方式により励起光を光増幅媒体に導入することとすることができる。
　以上説明したように、本実施形態による光増幅装置１００および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを備えた光増幅器をクラッド励起方式で用いる場合であっても、光増幅媒体における励起光の吸収効率を増大させることができる。その結果、光増幅器における光強度の増幅効率の低下を回避することができる。
　〔第２の実施形態〕
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２に、本実施形態によるマルチコア光増幅器２００の構成を示す。
　本実施形態によるマルチコア光増幅器２００は、第１の合波器２１０、第２の合波器２２０、光増幅媒体としてのマルチコアエルビウム添加ファイバ（Ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ　Ｅｒｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ：ＭＣ－ＥＤＦ）２３０、および分波器２４０を有する。ここで、マルチコアエルビウム添加ファイバ（ＭＣ－ＥＤＦ）２３０は、希土類イオンであるエルビウムイオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバである。マルチコア光増幅器２００はさらに、励起光源２５０、励起光制御部２６０、マルチコア光ファイバ２７１、２７２、２７３、およびマルチモード光ファイバ２８１、２８２を有する。
　マルチコア光増幅器２００において、波長多重光源２０から出力される信号光はマルチコア光ファイバ２７１に入力される。入力された信号光は、第１の合波器２１０、マルチコア光ファイバ２７２、第２の合波器２２０、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０、分波器２４０、およびマルチコア光ファイバ２７３の順に通過して出力される。ここで、光増幅媒体としてのマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０は、信号光の波長帯域に利得を有し、マルチコア光ファイバ２７１、２７２を通して信号光を受付ける。
　励起光源（励起光生成手段）２５０は励起光を生成し、励起光制御部（励起光制御手段）２６０の制御により所定の強度の励起光をマルチモード光ファイバ２８２に出力する。第２の合波器（波長合波手段）２２０は信号光と励起光を合波する。ここで、励起光源（励起光生成手段）２５０と第２の合波器２２０（波長合波手段）が励起光導入手段を構成している。すなわち、励起光導入手段は、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０（光増幅媒体）を励起する励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０（光増幅媒体）に導入する。このとき励起光導入手段は、クラッド励起方式により励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０（光増幅媒体）に導入する。
　励起光と合波された信号光がマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０中を伝播することにより、信号光の光強度が増幅される。励起光がマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０を伝播する過程において、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０に吸収される励起光に応じて信号光が増幅される。そのため、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０における励起光成分の吸収率が高いほど、大きな光強度増幅利得が得られることになる。
　マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０における励起光成分の吸収率が一定であるとした場合、励起光の強度が大きいほど、大きな光強度増幅利得が得られる。光強度増幅利得に影響を与える他のパラメータとしては、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０の長さや添加するエルビウムイオン濃度等がある。例えば、単位長さあたりのマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０による励起光成分の吸収量が小さい場合、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０を長くすることにより、吸収される励起光成分を増大させることができる。しかしながら、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０を長くすると、利得スペクトルが波長シフトする性質がある。そのため、増幅する対象である信号光の波長に適した長さにする必要があるという、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０の長さと増幅波長に関する制約がある。本実施形態においては、励起強度以外のパラメータはすべて、増幅する対象となる信号光に対して最適化されているものとして説明する。すなわち、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０の長さは、信号光の増幅利得が最大となるように調整されているものとする。したがって、この場合、光強度増幅利得は励起光強度とマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０における励起光の吸収率に正比例することになる。
　励起光源２５０は励起光制御部２６０によって駆動される。具体的には、励起光源２５０の出力光強度は、励起光制御部２６０が供給する駆動電流に比例して増加する構成とすることができる。このとき、所望の光強度増幅利得を得るために必要な励起光源２５０の駆動条件、すなわち、励起光源の駆動電流値と光強度増幅利得との関係は、あらかじめ測定しておくことにより得られる。したがって、所望の光強度増幅利得が定まれば、必要となる励起光源２５０の駆動電流、すなわち、励起光源２５０を駆動するのに必要な消費電力を求めることができる。
　マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０で吸収されなかった励起光成分、すなわち、残留励起光成分は、信号光の強度を増幅するために寄与することなく、そのままマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０から出力される。ここで、分波器（残留励起光分離手段）２４０は、信号光と残留励起光を波長分離する。その後、信号光はマルチコア光ファイバ２７３を通過し、マルチコア光増幅器２００の光信号出力となる。一方、残留励起光はマルチモード光ファイバ２８１を通って第１の合波器２１０（残留励起光合波手段）に至る。第１の合波器２１０（残留励起光合波手段）は、信号光と残留励起光を合波する。
　ここで、第１の合波器（残留励起光合波手段）２１０と分波器（残留励起光分離手段）２４０が、残留励起光導入手段を構成している。残留励起光導入手段は、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０（光増幅媒体）から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０（光増幅媒体）に導入する。具体的には、残留励起光導入手段は、第１の合波器２１０（残留励起光合波手段）をマルチコアエルビウム添加ファイバ（光増幅媒体）２３０の一端側に備え、分波器（残留励起光分離手段）２４０をマルチコアエルビウム添加ファイバ（光増幅媒体）２３０の他端側に備えた構成としている。
　また、残留励起光導入手段は、残留励起光を導波するマルチモード光ファイバ２８１を備える。さらに、図２に示したように、残留励起光の進行方向を制限する光アイソレータ２９０を備えた構成とすることができる。光アイソレータ２９０により、分波器２４０から第１の合波器２１０に残留励起光が供給される回生ループ経路において、残留励起光が反射してマルチコア光増幅器２００の動作が不安定になることを防止することができる。
　次に、本実施形態によるマルチコア光増幅器２００の動作について説明する。
　図３Ａから図３Ｆに、上述のように構成されたマルチコア光増幅器２００の各部における光スペクトルをそれぞれ示す。すなわち、図２に示した観測点（ａ）～（ｆ）における光スペクトルをそれぞれ示す。
　観測点（ａ）においては、図３Ａに示すように、波長多重光源２０から出力された波長多重信号光２１だけが観測される。観測点（ｂ）においては、図３Ｂに示すように、残留励起光が存在する場合には波長多重信号光２１の他に残留励起光２２が観測される。観測点（ｃ）においては、図３Ｃに示すように、励起光源２５０から励起光が供給されている場合には励起光成分が観測される。ここで、残留励起光成分が存在する場合には、励起光源２５０によって励起光成分が追加されるため、観測点（ｃ）で観測される合成励起光２３の強度は観測点（ｂ）で観測される残留励起光２２の強度よりも大きくなる。
　観測点（ｄ）においては、図３Ｄに示すように、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０において吸収されなかった励起光成分である残留励起光２２、増幅された信号光成分である増幅多重信号光２４、および光増幅動作の過程で発生した光雑音成分２５が観測される。この光雑音成分２５は信号光成分と同波長帯に混在し、マルチコア光増幅器２００の雑音指数に影響を与えるものである。
　マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０の後段において、分波器２４０が信号光と残留励起光を分波する。そのため、観測点（ｅ）においては図３Ｅに示すように、励起光成分が観測されることはなく、信号光成分である増幅多重信号光２４と光雑音成分２５だけが観測される。分波器２４０で分波された残留励起光２２は、マルチモード光ファイバ２８１から出力される。したがって、観測点（ｆ）においては図３Ｆに示すように、残留励起光２２だけが観測される。
　上述したように、本実施形態によるマルチコア光増幅器２００の特徴は、分波器２４０から第１の合波器２１０へと接続される回生経路が存在することである。図３Ｂおよび３Ｃから明らかなように、この回生経路が存在することにより残留励起光を回生し再利用することが可能になる。すなわち、残留励起光を励起光源２５０の出力に加算することができるので、励起光源２５０の駆動電流を減少させても所望の光増幅利得を得ることができる。すなわち、光強度の増幅効率が向上し、所望の光増幅利得を得るために必要な消費電力を低減することができる。
　このように、本実施形態によるマルチコア光増幅器２００によれば、光増幅媒体における励起光の吸収効率を改善することにより、励起光源の駆動に要する消費電力を低減することが可能となる。また、励起光源を構成する素子の発熱量を低減することができるので、励起光源を構成する素子の冷却に必要な電気回路の消費電力もあわせて低減することが可能である。よって、光増幅器全体の消費電力を大幅に低減することができる。
　上述したマルチコア光増幅器２００においては、図２に示したように、第２の合波器２２０（波長合波手段）が信号光と励起光を合波する構成とした。しかし、これに限らず、図４に示したマルチコア光増幅器２０１のように、励起光源（励起光生成手段）２５０が生成した励起光と残留励起光を合波する励起光合波器（励起光合波手段）２２１を備えた構成としてもよい。ここで、励起光源（励起光生成手段）２５０と励起光合波器（励起光合波手段）２２１が励起光導入手段を構成している。このとき、残留励起光導入手段を構成する第１の合波器（残留励起光合波手段）２１１は、励起光合波器（励起光合波手段）２２１が励起光と合波した後の残留励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０（光増幅媒体）に導入する。
　図２に示したマルチコア光増幅器２００においては、第２の合波器２２０に入力されるのは信号光と励起光である。信号光と励起光の波長は異なるため、第２の合波器２２０は波長多重機能を備えている必要がある。それに対して、図４に示したマルチコア光増幅器２０１において、励起光合波器２２１に入力されるのは励起光源２５０から出力される励起光と、分波器２４０からマルチモード光ファイバ２８１を通って回生される残留励起光である。つまり、励起光合波器２２１に入力されるのはいずれも励起光であり、同一波長である。したがって、励起光合波器２２１には波長多重機能が不要となる。
　図２および図４には、信号光と励起光の伝搬方向が同一方向である前方励起方式によるマルチコア光増幅器２００、２０１の構成を示した。しかし、これに限らず、信号光の伝搬方向が励起光と逆である後方励起方式による構成としてもよい。この場合、残留励起光を回生させるループが、前方励起方式の場合は右回りであったものが、後方励起方式の場合には左回りになるだけであり、同様の効果が得られる。
　次に、本実施形態による光増幅方法について説明する。
　本実施形態による光増幅方法においては、まず、信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体に信号光を導入する。また、この光増幅媒体を励起する励起光を光増幅媒体に導入する。そして、このとき光増幅媒体から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光増幅媒体に導入する。これまでの構成は、第１の実施形態による光増幅方法と同様である。
　本実施形態による光増幅方法においては、上述した残留励起光を光増幅媒体に導入する際に、光増幅媒体の一端側において、信号光と残留励起光を合波し、光増幅媒体の他端側において、信号光と残留励起光を波長分離する構成とした。
　また、励起光を光増幅媒体に導入する際に、信号光と励起光を合波する構成とすることができる。これに替えて、励起光を光増幅媒体に導入する際に励起光と残留励起光を合波し、励起光と合波した後の残留励起光を光増幅媒体に導入することにより残留励起光を光増幅媒体に導入する構成としてもよい。
　さらに、残留励起光を光増幅媒体に導入する際に、残留励起光をマルチモード光ファイバに導入して導波させ、このとき、残留励起光の進行方向を制限することとしてもよい。
　以上説明したように、本実施形態によるマルチコア光増幅器２００、２０１および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを備えた光増幅器をクラッド励起方式で用いる場合であっても、光増幅媒体における励起光の吸収効率を増大させることができる。その結果、光増幅器における光強度の増幅効率の低下を回避することができる。
　〔第３の実施形態〕
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５に、本実施形態によるマルチコア光増幅器３００の構成を示す。
　本実施形態によるマルチコア光増幅器３００は、第１の合波器２１０、第２の合波器２２０、光増幅媒体としてのマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０、および分波器２４０を有する。マルチコア光増幅器３００はさらに、励起光源２５０、励起光制御部２６０、マルチコア光ファイバ２７１、２７２、２７３、およびマルチモード光ファイバ２８１、２８２を有する。図５には、マルチモード光ファイバ２８１の経路中に光アイソレータ２９０を備えた構成を示す。ここまでの構成は、第２の実施形態によるマルチコア光増幅器２００の構成と同様である。
　本実施形態によるマルチコア光増幅器３００はさらに、分波器２４０が波長分離した残留励起光の光強度をモニタする光強度モニタ（残留励起光モニタ手段）３１０を有する構成とした。ここで、残留励起光の一部を光強度モニタ３１０に導入するために、図５に示すように光カプラ３２０を用いることができる。
　この場合、光強度モニタ３１０は、残留励起光の強度を励起光制御部（励起光制御手段）２６０に通知する。そして、励起光制御部２６０は、光強度モニタ３１０のモニタ結果に基づいて励起光源（励起光生成手段）２５０を制御する。具体的には、励起光制御部２６０は、光強度モニタ３１０からの通知される残留励起光の強度に応じて、励起光源２５０の駆動電流を制御する構成とすることができる。
　次に、本実施形態によるマルチコア光増幅器３００の動作について説明する。
　まず、励起光源２５０を一定時間τだけ駆動させた後に休止させる場合の動作について説明する。
　励起光源２５０から出力された励起光は、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０を通過し、分波器２４０からマルチモード光ファイバ２８１を通って第１の合波器２１０に至る回生ループ経路を周回する。この周回の過程において、残留励起光の一定の成分がマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０において吸収されるので、励起光の強度は周回する毎に徐々に減衰する。そして、残留励起光の強度がある一定値を下回った場合、所望の光増幅利得を達成することができなくなる。
　そこで、所望の光増幅利得を維持し続けるために、休止させていた励起光源２５０の駆動を再開する。そして、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０を通過する励起光の強度を一定値以上でかつ適切な値に維持できるように、励起光源２５０を制御する。
　このように、光強度モニタ３１０および光カプラ３２０によって、マルチコア光増幅器３００の光増幅利得が時間的に所望の値を維持できるよう制御することができる。
　具体的には、光カプラ３２０によって回生ループ経路を通過する残留励起光の一部を取り出し、光強度モニタ３１０で観測することにより残留励起光の強度を知ることができる。そして、励起光制御部２６０は、光強度モニタ３１０から通知される残留励起光の強度に応じて励起光源２５０の駆動電流を増減する。このとき、回生ループ経路を通過してマルチコアエルビウム添加ファイバ２３０に再度入力される残留励起光の強度の減衰を補うように、励起光源２５０から出力される励起光の強度を制御することができる。ここで、励起光制御部（励起光制御手段）２６０は、励起光の光強度と残留励起光の光強度との和が一定となるように、励起光源（励起光生成手段）２５０を制御する構成とすることができる。具体的には、励起光源２５０から出力される励起光強度と、光強度モニタ３１０によってモニタされる残留励起光強度の和が一定となるように、励起光源２５０の駆動電流を制御することとすればよい。なお、励起光制御部２６０は、励起光源２５０における駆動電流と出力光強度の関係に関する情報を予め取得しておくことにより、所望の励起光強度を得るための駆動電流値を知ることができる。
　図６を用いて、励起光源２５０から出力される励起光の強度と、光強度モニタ３１０によってモニタされた残留励起光の強度との和が一定となるように、励起光源２５０の駆動電流を制御する例を説明する。図６の上段に光強度モニタ３１０のモニタ電流の時間変化を、下段に励起光源２５０の駆動電流の時間変化をそれぞれ示す。図中、「τ」は励起光源２５０が励起光を生成している時間を示し、「Ｉｐ０」は閾値電流値を示す。
　光強度モニタ３１０のモニタ電流値Ｉｍは、回生ループ経路内を通過する残留励起光の強度によって定まる。モニタ電流が図６に示したように時間変化した場合、励起光制御部２６０はモニタ電流値Ｉｍと駆動電流値Ｉｐの和が一定値（Ｉｍ＋Ｉｐ＝一定値）となるように、駆動電流値Ｉｐの大きさを制御する。このような動作によって、マルチコアエルビウム添加ファイバ２３０を通過する励起光成分を時間的に一定とすることができる。その結果、マルチコア光増幅器３００の光出力が時間的に一定となるように制御することが可能である。
　なお、残留励起光の回生がない場合、モニタ電流値Ｉｍは時間的に常にゼロ（Ｉｍ＝０）となる。したがって、励起光源２５０を駆動するために必要な電力（駆動電流値Ｉｐ）はモニタ電流値Ｉｍが供給されている分だけ低減する。その結果、マルチコア光増幅器３００の消費電力を低減しつつ、出力光の強度を一定に維持することが可能となる。
　図５に示したマルチコア光増幅器３００では、残留励起光の光強度をモニタする光強度モニタ３１０を備え、励起光制御部２６０が光強度モニタ３１０のモニタ結果に基づいて励起光源２５０を制御する構成とした。これに限らず、図７に示すマルチコア光増幅器３０１のように、残留励起光の光強度をモニタする光強度モニタ（残留励起光モニタ手段）３１０と、残留励起光の光強度を減衰させる光アッテネータ（光減衰手段）３３０を備えた構成としてもよい。この場合、光アッテネータ（光減衰手段）３３０が残留励起光導入手段の一部を構成している。ここで、光アッテネータ（光減衰手段）３３０の減衰率は、励起光の光強度と残留励起光の光強度との和が一定となるように、光強度モニタ（残留励起光モニタ手段）３１０のモニタ結果に基づいて決定される構成とすることができる。
　次に、本実施形態による光増幅方法について説明する。
　本実施形態による光増幅方法においては、まず、信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体に信号光を導入する。また、この光増幅媒体を励起する励起光を光増幅媒体に導入する。そして、このとき光増幅媒体から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光増幅媒体に導入する。これまでの構成は、第１の実施形態による光増幅方法と同様である。
　本実施形態による光増幅方法においては、残留励起光の光強度をモニタし、ここでモニタした結果に基づいて励起光の光強度を制御する構成とした。このとき、励起光の光強度を制御する際に、励起光の光強度と残留励起光の光強度との和が一定となるように制御することとすることができる。
　また、残留励起光の光強度をモニタするとともに、残留励起光を光増幅媒体に導入する際に、励起光の光強度と残留励起光の光強度との和が一定となるように、モニタした結果に基づいて残留励起光の光強度を減衰させることとしてもよい。
　以上説明したように、本実施形態によるマルチコア光増幅器３００、３０１および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを備えた光増幅器をクラッド励起方式で用いる場合であっても、光増幅媒体における励起光の吸収効率を増大させることができる。その結果、光増幅器における光強度の増幅効率の低下を回避することができる。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）信号光の波長帯域に利得を有し前記信号光を受付ける光増幅媒体と、前記光増幅媒体を励起する励起光を前記光増幅媒体に導入する励起光導入手段と、前記光増幅媒体から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記光増幅媒体に導入する残留励起光導入手段、とを有する光増幅装置。
　（付記２）前記残留励起光導入手段は、前記信号光と前記残留励起光を合波する残留励起光合波手段を前記光増幅媒体の一端側に備え、前記信号光と前記残留励起光を波長分離する残留励起光分離手段を前記光増幅媒体の他端側に備える付記１に記載した光増幅装置。
　（付記３）前記励起光導入手段は、前記励起光を生成する励起光生成手段と、前記信号光と前記励起光を合波する波長合波手段、とを備える付記１または２に記載した光増幅装置。
　（付記４）前記励起光導入手段は、前記励起光を生成する励起光生成手段と、前記励起光と前記残留励起光を合波する励起光合波手段を備え、前記残留励起光導入手段は、前記励起光合波手段が前記励起光と合波した後の前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入する付記１または２に記載した光増幅装置。
　（付記５）前記残留励起光の光強度をモニタする残留励起光モニタ手段と、前記残留励起光モニタ手段のモニタ結果に基づいて前記励起光生成手段を制御する励起光制御手段、をさらに有する付記３または４に記載した光増幅装置。
　（付記６）前記励起光制御手段は、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように、前記励起光生成手段を制御する付記５に記載した光増幅装置。
　（付記７）前記残留励起光の光強度をモニタする残留励起光モニタ手段をさらに有し、前記残留励起光導入手段は、前記残留励起光の光強度を減衰させる光減衰手段を備え、前記光減衰手段の減衰率は、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように、前記残留励起光モニタ手段のモニタ結果に基づいて決定される付記１から４のいずれか一項に記載した光増幅装置。
　（付記８）前記残留励起光導入手段は、前記残留励起光を導波するマルチモード光ファイバと、前記残留励起光の進行方向を制限する光アイソレータを備える付記１から７のいずれか一項に記載した光増幅装置。
　（付記９）前記光増幅媒体は、希土類イオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバであり、前記励起光導入手段は、クラッド励起方式により前記励起光を前記光増幅媒体に導入する付記１から８のいずれか一項に記載した光増幅装置。
　（付記１０）信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体に前記信号光を導入し、前記光増幅媒体を励起する励起光を前記光増幅媒体に導入し、前記光増幅媒体から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記光増幅媒体に導入する光増幅方法。
　（付記１１）前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記光増幅媒体の一端側において、前記信号光と前記残留励起光を合波し、前記光増幅媒体の他端側において、前記信号光と前記残留励起光を波長分離することを含む付記１０に記載した光増幅方法。
　（付記１２）前記励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記信号光と前記励起光を合波することを含む付記１０または１１に記載した光増幅方法。
　（付記１３）前記励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記励起光と前記残留励起光を合波することを含み、前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記励起光と合波した後の前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することを含む付記１０または１１に記載した光増幅方法。
　（付記１４）前記残留励起光の光強度をモニタし、前記モニタした結果に基づいて前記励起光の光強度を制御する、ことをさらに有する付記１０から１３のいずれか一項に記載した光増幅方法。
　（付記１５）前記励起光の光強度を制御することは、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように制御することを含む付記１４に記載した光増幅方法。
　（付記１６）前記残留励起光の光強度をモニタすることをさらに有し、前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように、前記モニタした結果に基づいて前記残留励起光の光強度を減衰させることを含む付記１０から１３のいずれか一項に記載した光増幅方法。
　（付記１７）前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記残留励起光をマルチモード光ファイバに導入して導波させ、前記残留励起光の進行方向を制限することを含む付記１０から１６のいずれか一項に記載した光増幅方法。
　（付記１８）前記光増幅媒体に前記信号光を導入することは、希土類イオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバに前記信号光を導入することを含み、前記励起光を前記光増幅媒体に導入することは、クラッド励起方式により前記励起光を前記光増幅媒体に導入することを含む付記１０から１７のいずれか一項に記載した光増幅方法。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１８年４月１１日に出願された日本出願特願２０１８－０７６２０８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１００　　光増幅装置
　１１０　　光増幅媒体
　１２０　　励起光導入手段
　１３０　　残留励起光導入手段
　２００、２０１、３００、３０１　　マルチコア光増幅器
　２１０、２１１　　第１の合波器
　２２０　　第２の合波器
　２２１　　励起光合波器
　２３０　　マルチコアエルビウム添加ファイバ
　２４０　　分波器
　２５０　　励起光源
　２６０　　励起光制御部
　２７１、２７２、２７３　　マルチコア光ファイバ
　２８１、２８２　　マルチモード光ファイバ
　２９０　　光アイソレータ
　３１０　　光強度モニタ
　３２０　　光カプラ
　３３０　　光アッテネータ
　１０　　信号光
　１１　　励起光
　１２　　残留励起光
　２０　　波長多重光源
　２１　　波長多重信号光
　２２　　残留励起光
　２３　　合成励起光
　２４　　増幅多重信号光
　２５　　光雑音成分
　８０　　シングルコア光ファイバ
　８１、９１　　コア
　８２　　クラッド
　９０　　マルチコア光ファイバ
　９２　　第１クラッド
　９３　　第２クラッド

Claims (18)

  1. 　信号光の波長帯域に利得を有し前記信号光を受付ける光増幅媒体と、
    　前記光増幅媒体を励起する励起光を前記光増幅媒体に導入する励起光導入手段と、
    　前記光増幅媒体から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記光増幅媒体に導入する残留励起光導入手段、とを有する
    　光増幅装置。
  2. 　前記残留励起光導入手段は、前記信号光と前記残留励起光を合波する残留励起光合波手段を前記光増幅媒体の一端側に備え、前記信号光と前記残留励起光を波長分離する残留励起光分離手段を前記光増幅媒体の他端側に備える
    　請求項１に記載した光増幅装置。
  3. 　前記励起光導入手段は、
    　　前記励起光を生成する励起光生成手段と、
    　　前記信号光と前記励起光を合波する波長合波手段、とを備える
    　請求項１または２に記載した光増幅装置。
  4. 　前記励起光導入手段は、
    　　前記励起光を生成する励起光生成手段と、
    　　前記励起光と前記残留励起光を合波する励起光合波手段を備え、
    　前記残留励起光導入手段は、前記励起光合波手段が前記励起光と合波した後の前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入する
    　請求項１または２に記載した光増幅装置。
  5. 　前記残留励起光の光強度をモニタする残留励起光モニタ手段と、
    　前記残留励起光モニタ手段のモニタ結果に基づいて前記励起光生成手段を制御する励起光制御手段、をさらに有する
    　請求項３または４に記載した光増幅装置。
  6. 　前記励起光制御手段は、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように、前記励起光生成手段を制御する
    　請求項５に記載した光増幅装置。
  7. 　前記残留励起光の光強度をモニタする残留励起光モニタ手段をさらに有し、
    　前記残留励起光導入手段は、前記残留励起光の光強度を減衰させる光減衰手段を備え、
    　前記光減衰手段の減衰率は、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように、前記残留励起光モニタ手段のモニタ結果に基づいて決定される
    　請求項１から４のいずれか一項に記載した光増幅装置。
  8. 　前記残留励起光導入手段は、前記残留励起光を導波するマルチモード光ファイバと、前記残留励起光の進行方向を制限する光アイソレータを備える
    　請求項１から７のいずれか一項に記載した光増幅装置。
  9. 　前記光増幅媒体は、希土類イオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバであり、
    　前記励起光導入手段は、クラッド励起方式により前記励起光を前記光増幅媒体に導入する
    　請求項１から８のいずれか一項に記載した光増幅装置。
  10. 　信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体に前記信号光を導入し、
    　前記光増幅媒体を励起する励起光を前記光増幅媒体に導入し、
    　前記光増幅媒体から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記光増幅媒体に導入する
    　光増幅方法。
  11. 　前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、
    　前記光増幅媒体の一端側において、前記信号光と前記残留励起光を合波し、
    　前記光増幅媒体の他端側において、前記信号光と前記残留励起光を波長分離することを含む
    　請求項１０に記載した光増幅方法。
  12. 　前記励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記信号光と前記励起光を合波することを含む
    　請求項１０または１１に記載した光増幅方法。
  13. 　前記励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記励起光と前記残留励起光を合波することを含み、
    　前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記励起光と合波した後の前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することを含む
    　請求項１０または１１に記載した光増幅方法。
  14. 　前記残留励起光の光強度をモニタし、
    　前記モニタした結果に基づいて前記励起光の光強度を制御する、ことをさらに有する
    　請求項１０から１３のいずれか一項に記載した光増幅方法。
  15. 　前記励起光の光強度を制御することは、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように制御することを含む
    　請求項１４に記載した光増幅方法。
  16. 　前記残留励起光の光強度をモニタすることをさらに有し、
    　前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記励起光の光強度と前記残留励起光の光強度との和が一定となるように、前記モニタした結果に基づいて前記残留励起光の光強度を減衰させることを含む
    　請求項１０から１３のいずれか一項に記載した光増幅方法。
  17. 　前記残留励起光を前記光増幅媒体に導入することは、前記残留励起光をマルチモード光ファイバに導入して導波させ、前記残留励起光の進行方向を制限することを含む
    　請求項１０から１６のいずれか一項に記載した光増幅方法。
  18. 　前記光増幅媒体に前記信号光を導入することは、希土類イオンが添加されたコアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバに前記信号光を導入することを含み、
    　前記励起光を前記光増幅媒体に導入することは、クラッド励起方式により前記励起光を前記光増幅媒体に導入することを含む
    　請求項１０から１７のいずれか一項に記載した光増幅方法。
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