WO2021224977A1 - 光増幅装置および光増幅方法 - Google Patents

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仁士 竹下
恵一 松本
栄実 野口
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日本電気株式会社
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    • H04B10/297—Bidirectional amplification
    • H04B10/2972—Each direction being amplified separately

Definitions

  • the present invention relates to an optical amplifier and an optical amplification method, and more particularly to an optical amplifier and an optical amplification method using a multi-core optical fiber.
  • Spatial multiplexing technology which is a multidimensional technology of a different dimension from the conventional multiplexing technology, has been developed.
  • Spatial multiplexing technology includes a multi-core technology that increases the number of cores per optical fiber and a multi-mode technology that increases 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.
  • the core excitation method the intensity of the optical signal optically transmitted through each core is individually amplified by using an individual excitation light source for each core.
  • the intensity of the optical signal optically transmitted through each core is collectively amplified by using a common excitation light source.
  • a clad excitation method that collectively amplifies the intensity of the optical signal optically transmitted through each core using a common excitation light source is desirable.
  • the configuration of the optical amplifier by the conventional single-core excitation method can be used as it is in principle as the configuration of the optical amplifier of the clad excitation method.
  • Patent Document 1 An example of an optical amplifier using such a clad excitation method is described in Patent Document 1.
  • the related optical amplifier 10 described in Patent Document 1 includes seven optical isolators 1, an optical fiber fan-in (FAN IN) 2, a semiconductor laser 3, a first optical coupler 4, a multi-core EDF 5, and a second optical coupler. It is equipped with 6, a pump stripper 7, an optical fiber fan-out (FAN OUT) 8, and 7 optical isolators 9.
  • the first optical coupler 4 includes a main optical fiber 4a, an optical fiber 4b for excitation light input / output, an optical fiber 4c for supplying excitation light, and a protection unit 4d.
  • the second optical coupler 6 includes a main optical fiber 6a, an optical fiber 6b for excitation light input / output, and a protection unit 6d.
  • the related optical amplifier 10 at least one of the excitation lights output from the semiconductor laser 3 and supplied to the multi-core EDF 5 via the first optical coupler 4 that did not contribute to photoexcitation in the multi-core EDF 5.
  • the part is recovered by the second optical coupler 6.
  • the recovered excitation light is input to the first optical coupler 4 through the excitation light input / output optical fiber 6b and the excitation light input / output optical fiber 4b, regenerated as excitation light, and supplied to the multi-core EDF 5 again. .. This makes it possible to improve the excitation efficiency of the related optical amplifier 10.
  • the related optical amplifier has a configuration in which each signal light passing through each optical isolator and propagating in each core portion of the multi-core fiber in a single direction is amplified by forward-exciting the multi-core optical amplification fiber. ..
  • a forward-pumped multi-core optical fiber amplifier is used in a bidirectional multi-core optical fiber transmission system in which the transmission direction is different for each core, the reachable distance of the signal light depends on the transmission direction of the signal light propagating in each core. Will be different. The reason will be explained below.
  • the inversion distribution is formed large in the vicinity of the signal light incident end, so that the amplification action is large and the noise figure is small.
  • the noise figure deteriorates because the population inversion decreases in the vicinity of the signal light incident end.
  • the forward excitation type is used for the forward transmission signal light propagating in the same direction as the propagation direction of the excitation light.
  • it is a backward excitation type for the reverse transmission signal light propagating in the direction opposite to the propagation direction of the excitation light.
  • the reachable distance of the reverse transmission signal light is shorter than the reachable distance of the forward transmission signal light. Therefore, in order to perform bidirectional communication, it is necessary to design the optical transmission system according to the shorter reachable distance, but in this case, it is excessive for the forward transmission signal light having a long reachable distance. It becomes performance.
  • a multi-core optical fiber amplifier different for each transmission direction is required, which complicates the configuration.
  • An object of the present invention is to provide an optical amplifier and an optical amplifier method that solve the above-mentioned problems.
  • the optical amplification device of the present invention provides an optical waveguide means having a plurality of optical transmission paths including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of signal light, and excitation light for exciting the optical amplification medium at both ends of the optical waveguide means.
  • the excitation light introduction means introduced from the unit into the optical waveguide means, and the residual excitation light introduction means for introducing the residual excitation light having the wavelength component of the excitation light output from both ends of the optical waveguide means into the optical waveguide means.
  • signal light is introduced into a plurality of optical transmission lines including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of the signal light, and excitation light that excites the optical amplification medium is transmitted to the plurality of optical transmission lines.
  • the residual excitation light having a wavelength component of the excitation light which is introduced from both ends of the above into a plurality of optical transmission lines and is output from both ends of the plurality of optical transmission lines, is introduced into the plurality of optical transmission lines.
  • optical amplification device and the optical amplification method of the present invention even when an optical amplification device having a plurality of optical transmission lines is used for bidirectional communication, it is optimal for any signal light having a different transmission direction. It is possible to construct an optical transmission system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical amplifier 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the optical amplification device 100 includes an optical waveguide unit (optical waveguide means) 110, an excitation light introduction unit (excitation light introduction means) 120, and a residual excitation light introduction unit (residual excitation light introduction means) 130.
  • the optical waveguide 110 includes a plurality of optical transmission lines including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of the signal light.
  • the excitation light introduction unit 120 introduces the excitation light that excites the optical amplification medium into the optical waveguide section 110 from both ends of the optical waveguide section 110.
  • the residual excitation light introduction unit 130 introduces the residual excitation light having the wavelength component of the excitation light, which is output from both ends of the optical waveguide unit 110, into the optical waveguide unit 110.
  • the bidirectional excitation type is used for any of the signal lights propagating in the plurality of optical transmission lines of the optical waveguide 110 and having different transmission directions. It becomes optical amplification.
  • the optical amplification device 100 of the present embodiment even when an optical amplification device provided with a plurality of optical transmission paths is used for bidirectional communication, any signal light having a different transmission direction can be used.
  • the optimum optical transmission system can be constructed.
  • the optical waveguide 110 can be configured to have a multi-core optical fiber. That is, it is possible to have a configuration having a multi-core optical fiber having a plurality of cores to which rare earth ions as an optical amplification medium are added and a plurality of optical transmission lines having a double clad structure. As the rare earth ion, erbium ion can be typically used.
  • the excitation light introduction unit 120 can be configured to introduce the excitation light into the optical waveguide unit 110 by a clad excitation method.
  • the absorption efficiency of excitation light in the optical amplification medium is generally low in the clad excitation method, so that the amplification efficiency of light intensity is lower than that in the core excitation method.
  • the optical amplifier 100 of the present embodiment includes the residual excitation light introduction unit 130, the excitation light that is not absorbed by the optical amplification medium and is output from both ends is used as the residual excitation light again as the optical amplification medium. It is possible to introduce it to. That is, by reusing the excitation light introduced from both ends, the absorption efficiency of the excitation light in the optical amplification medium can be increased. Therefore, according to the optical amplifier 100, high amplification efficiency can be obtained even when the clad excitation method is used.
  • optical amplification device 100 of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG.
  • the optical waveguide 110 can be configured to include a plurality of optical transmission lines including a first optical transmission line and a second optical transmission line.
  • first optical transmission line the first signal light of the signal light propagates in the first direction from the first end 111 to the second end 112 of the optical waveguide 110. ..
  • second optical transmission line the second signal light of the signal light propagates in the second direction from the second end 112 of the optical waveguide 110 toward the first end 111.
  • the excitation light introduction unit 120 includes a first excitation light introduction unit (first excitation light introduction means) 121 and a second excitation light introduction unit (second excitation light introduction means) 122.
  • first excitation light introduction unit 121 introduces the first excitation light that excites the optical amplification medium from the first end 111 of the optical waveguide 110 into the optical waveguide 110.
  • second excitation light introduction unit 122 introduces the second excitation light that excites the optical amplification medium from the second end portion 112 of the optical waveguide unit 110 into the optical waveguide unit 110.
  • the residual excitation light introduction unit 130 includes a first residual excitation light introduction unit (first residual excitation light introduction means) 131 and a second residual excitation light introduction unit (second residual excitation light introduction). Means) 132 can be provided.
  • the first residual excitation light introduction unit 131 first receives the first residual excitation light having a wavelength component of the first excitation light output from the second end portion 112 of the optical waveguide unit 110. It is introduced into the optical waveguide 110 from the end 111 of the above.
  • the second residual excitation light introduction unit 132 receives the second residual excitation light having the wavelength component of the second excitation light output from the first end 111 of the optical waveguide unit 110. It is introduced into the optical waveguide section 110 from the end portion 112 of the above.
  • the optical amplifier 100 of the present embodiment can be configured to clad-excite a multi-core optical fiber in which erbium ions are added to each core from both directions and regenerate the residual excitation light from both directions. Since the multi-core optical fiber is excited from both directions, there is no difference in the optical amplification performance of each core even when the transmission direction of the signal light is different for each core of the multi-core optical fiber. Further, by adopting a configuration in which the residual excitation light is regenerated from both directions, it is possible to efficiently perform optical amplification.
  • signal light is introduced into a plurality of optical transmission lines including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of the signal light. Further, the excitation light that excites the optical amplification medium is introduced into the plurality of optical transmission lines from both ends of the plurality of optical transmission lines. Then, the residual excitation light having a wavelength component of the excitation light, which is output from both ends of the plurality of optical transmission lines, is introduced into the plurality of optical transmission lines.
  • Introducing the signal light into the plurality of optical transmission lines described above means that the first signal light among the signal lights is sent to the first optical transmission line included in the plurality of optical transmission lines, and the first of the plurality of optical transmission lines is introduced.
  • the configuration may include introduction from the end of 1. Further, the configuration includes introducing the second signal light of the signal lights into the second optical transmission line included in the plurality of optical transmission lines from the second end of the plurality of optical transmission lines. Can be done.
  • Introducing the above-mentioned excitation light into a plurality of optical transmission lines means that the first excitation light that excites the optical amplification medium is introduced from the first end of the plurality of optical transmission lines to excite the optical amplification medium.
  • the configuration may include introducing the excitation light of 2 from the second end of the plurality of optical transmission lines.
  • the configuration may include introduction from the first end portion into a plurality of optical transmission lines. Introducing the residual excitation light into the plurality of optical transmission lines further causes a second residual excitation light having a wavelength component of the second excitation light output from the first end of the plurality of optical transmission lines. , The configuration may include introduction from the second end to a plurality of optical transmission lines.
  • Introducing signal light into the above-mentioned plurality of optical transmission lines introduces signal light into a multi-core optical fiber having a plurality of cores to which rare earth ions are added and a plurality of optical transmission lines having a double clad structure. It can be configured to include such things. Further, the introduction of the excitation light into the plurality of optical transmission lines can include the introduction of the excitation light into the plurality of optical transmission lines by the clad excitation method.
  • optical amplification device 100 and the optical amplification method of the present embodiment even when an optical amplification device provided with a plurality of optical transmission lines is used for bidirectional communication, signals having different transmission directions are used. It is possible to construct an optical transmission system that is optimal for all types of light.
  • FIG. 3 shows the configuration of the optical amplifier 1000 according to the present embodiment.
  • the optical amplifier 1000 includes a multi-core erbium-added fiber (MC-EDF) 1100 as an optical waveguide means, a first excitation laser 1210 as a first excitation light generation means, and a second excitation light generation. It has a second excitation laser 1220 as a means.
  • the multi-core erbium-added fiber (MC-EDF) 1100 is a multi-core optical fiber having a plurality of cores to which an erbium ion, which is a rare earth ion, is added, and a double clad structure.
  • the optical amplification device 1000 further includes a first optical coupling / separation section 1410 and a first residue in the path of the multi-core optical fiber 1101 connected to the first end of the multi-core erbium-added fiber (MC-EDF) 1100. It has an excitation light coupling portion (first residual excitation light coupling means) 1310. Further, the optical amplification device 1000 has a second optical coupling / separation unit 1420 and a second optical coupling / separation unit 1420 in the path of the multi-core optical fiber 1102 connected to the second end portion of the multi-core erbium-added fiber (MC-EDF) 1100. It has a residual excitation photocoupling portion (second residual excitation photocoupling means) 1320.
  • FIG. 3 shows a configuration in which the optical amplifier 1000 includes a first fan-in / fan-out 1610 and a second fan-in / fan-out 1620.
  • the optical amplification device 1000 is connected to the first transmitter TX1 and the second optical receiver RX2 via the first fan-in / fan-out 1610, and is connected to the second optical receiver RX2 via the second fan-in / fan-out 1620. It is connected to the second transmitter TX2 and the first optical receiver RX1.
  • the first fan-in / fan-out 1610 connects each core of the multi-core optical fiber 1101 to a single-mode fiber.
  • the second fan-in / fan-out 1620 connects each core of the multi-core optical fiber 1102 to a single-mode fiber.
  • the first signal light propagates in the optical amplification device 1000 in the first direction from the first transmitter TX1 toward the first optical receiver RX1, and the second transmitter.
  • the second signal light propagates in the second direction from the TX2 toward the second optical receiver RX2. This enables bidirectional communication using the optical amplifier 1000.
  • the first excitation laser (first excitation light generation means) 1210 generates the first excitation light.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 functions as a first optical coupling means for binding the first excitation light to the multi-core erbium-added fiber (optical waveguide means) 1100 via the multi-core optical fiber 1101. Then, the first excitation laser 1210 and the first optical coupling / separation unit 1410 constitute the first excitation light introduction means.
  • the second excitation laser (second excitation light generation means) 1220 generates the second excitation light.
  • the second optical coupling / separation unit 1420 functions as a second optical coupling means for coupling the second excitation light to the multi-core erbium-added fiber (optical waveguide means) 1100 via the multi-core optical fiber 1102. .
  • the second excitation laser 1220 and the second optical coupling / separation unit 1420 constitute the second excitation light introduction means.
  • the first residual excitation light coupling portion 1310 is located on the side of the first end portion, and couples the first residual excitation light to the multi-core erbium-added fiber (optical waveguide means) 1100.
  • the first residual excitation light has a wavelength component of the first excitation light and is output to the multi-core optical fiber 1102 from the second end of the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the second optical coupling / separation portion 1420 located on the side of the second end portion functions as a first residual excitation light separation means for separating the first signal light and the first residual excitation light. ..
  • the first residual excitation light coupling unit 1310 and the second optical coupling / separation unit 1420 constitute the first residual excitation light introduction means.
  • the second residual excitation light coupling portion 1320 is located on the side of the second end portion, and couples the second residual excitation light to the multi-core erbium-added fiber (optical waveguide means) 1100.
  • the second residual excitation light has a wavelength component of the second excitation light and is output to the multi-core optical fiber 1101 from the first end of the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the first optical coupling / separation portion 1410 located on the side of the first end portion functions as a second residual excitation light separation means for separating the second signal light and the second residual excitation light. ..
  • the second residual excitation light coupling portion 1320 and the first optical coupling / separation portion 1410 constitute the second residual excitation light introduction means.
  • the optical amplifier 1000 has a configuration including a first optical control unit (first optical control means) 1510 and a second optical control unit (second optical control means) 1520. be able to.
  • the first optical control unit (first optical control means) 1510 outputs the first terminal 1511 for inputting the first excitation light, outputs the first excitation light, and inputs the second residual excitation light.
  • the terminal 1512 and the third terminal 1513 for outputting the second residual excitation light are provided.
  • the first optical control unit (first optical control means) 1510 constitutes a part of the first excitation light introduction means and the second residual excitation light introduction means.
  • the second optical control unit (second optical control means) 1520 outputs the first terminal 1521 for inputting the second excitation light, outputs the second excitation light, and inputs the first residual excitation light.
  • the terminal 1522 and the third terminal 1523 for outputting the first residual excitation light are provided.
  • the second optical control unit (second optical control means) 1520 constitutes a part of the second excitation light introduction means and the first residual excitation light introduction means.
  • optical circulator can typically be used as the first optical control unit 1510 and the second optical control unit 1520.
  • both the first optical coupling / separation unit 1410 and the second optical coupling / separation unit 1420 are spatial propagation type optical coupling / separation units (optical coupling / separation means) provided with a spatial optical system. be able to.
  • the first residual excitation light coupling portion (first residual excitation light coupling means) 1310 and the second residual excitation light coupling portion (second residual excitation light coupling means) 1320 are both optical waveguide type residuals. It can be an excitation light coupling portion (residual excitation light coupling means). With such a configuration, the optical amplification efficiency can be maximized.
  • the spatial propagation type optical coupling / separation portion may be provided with a dichroic mirror, and the optical waveguide type residual excitation optical coupling portion may be provided with an excitation optical combiner.
  • the spatial propagation type includes a dichroic mirror.
  • the signal light cannot pass through the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 and the second optical coupling / separation unit 1420 are of the optical waveguide type, the first residual excitation light is provided only by the second terminal 1522 of the second optical control unit 1520. It will also be output to the second fan-in / fan-out 1620.
  • the second optical coupling / separation unit 1420 is configured to include a dichroic mirror, almost all the first residual excitation light is output to the second terminal 1522 of the second optical control unit 1520. Therefore, the power of the residual excitation light output to the second fan-in / fan-out 1620 and the first optical receiver RX1 located after the second optical coupling / separation unit 1420 becomes a negligible level.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 and the second optical coupling / separation unit 1420 are of the spatial propagation type incorporating a dichroic mirror, and the first residual excitation optical coupling unit 1310 and the second A configuration in which the residual excitation optical coupling portion 1320 is an optical waveguide type is preferable.
  • the first residual excitation light coupling portion 1310 and the second residual excitation light coupling portion 1320 have signal light (typically a wavelength of 1.5 ⁇ m) and excitation light (typically a wavelength of 0). It can pass both .98 ⁇ m).
  • the optical amplification device 1000 includes the first excitation laser 1210 and the second excitation laser 1220, and multi-core erbium is added by the first excitation light and the second excitation light generated by each.
  • the fiber 1100 is bidirectionally excited. Therefore, there is no difference in the reachable distance of the signal light due to the difference in the transmission direction of the signal light. As a result, bidirectional communication using a single multi-core optical fiber amplifier becomes possible even when the signal light transmission directions are different.
  • the optical amplifier 1000 of the present embodiment since the transmission direction of the signal light is different for each core, crosstalk between the cores can be suppressed. Therefore, since the optical signal distortion caused by the crosstalk between cores is suppressed, the transmittable distance can be extended as compared with the case where each signal light propagates in all the cores in the same direction.
  • the first excitation light P1 generated by the first excitation laser 1210 is input to the first terminal 1511 of the first optical control unit 1510.
  • the first optical control unit 1510 outputs the first excitation light P1 input from the first terminal 1511 to the first optical coupling / separation unit 1410 from the second terminal 1512.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 couples the first excitation light P1 to the multi-core erbium-added fiber 1100 via the multi-core optical fiber 1101.
  • the erbium ions added to each core of the multi-core erbium-added fiber 1100 are excited by the first excitation light P1, which amplifies the first signal light S1.
  • the optical amplifier 1000 since the propagation directions of the first signal light S1 and the first excitation light P1 are both the first direction and the same direction, the optical amplifier 1000 operates as a forward excitation type optical amplifier.
  • the first residual excitation light R1 that was not absorbed by the multi-core erbium-added fiber 1100 is output from the multi-core erbium-added fiber 1100 together with the amplified first signal light S1 and is the second light. It is input to the coupling / separation unit 1420.
  • the second optical coupling / separation unit 1420 separates the first signal light and the first residual excitation light R1, and outputs the first residual excitation light R1 to the second terminal 1522 of the second optical control unit 1520. do.
  • the second optical control unit 1520 outputs the first residual excitation light R1 input from the second terminal 1522 to the first residual excitation light coupling unit 1310 from the third terminal 1523.
  • the first residual excitation light coupling unit 1310 couples the first residual excitation light R1 to the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the optical amplifier 1000 includes a regenerative path connected from the second optical coupling / separation unit 1420 to the first residual excitation optical coupling unit 1310. By providing this regeneration path, it becomes possible to regenerate and reuse the first residual excitation light R1.
  • the second excitation light P2 generated by the second excitation laser 1220 is input to the first terminal 1521 of the second optical control unit 1520.
  • the second optical control unit 1520 outputs the second excitation light P2 input from the first terminal 1521 to the second optical coupling / separation unit 1420 from the second terminal 1522.
  • the second optical coupling / separation unit 1420 couples the second excitation light P2 to the multi-core erbium-added fiber 1100 via the multi-core optical fiber 1102.
  • the erbium ions added to each core of the multi-core erbium-added fiber 1100 are excited by the second excitation light P2, whereby the first signal light S1 is amplified.
  • the optical amplifier 1000 since the propagation direction of the second excitation light P2 is opposite to the propagation direction of the first signal light S1, the optical amplifier 1000 operates as a backward excitation type optical amplifier.
  • the second residual excitation light R2 that was not absorbed by the multi-core erbium-added fiber 1100 is output from the multi-core erbium-added fiber 1100 together with the amplified second signal light S2, and is the first light. It is input to the coupling / separation unit 1410.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 separates the second signal light and the second residual excitation light R2, and outputs the second residual excitation light R2 to the second terminal 1512 of the first optical control unit 1510. do.
  • the first optical control unit 1510 outputs the second residual excitation light R2 input from the second terminal 1512 to the second residual excitation light coupling unit 1320 from the third terminal 1513.
  • the second residual excitation light coupling portion 1320 couples the second residual excitation light R2 to the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the optical amplifier 1000 includes a regenerative path connected from the first optical coupling / separation unit 1410 to the second residual excitation optical coupling unit 1320. By providing this regeneration path, it becomes possible to regenerate and reuse the second residual excitation light R2.
  • the optical amplifier 1000 has a configuration in which excitation light is supplied to the multi-core erbium-added fiber 1100 from the same direction as the propagation direction of the first signal light S1 and in the direction opposite to the propagation direction. Therefore, the optical amplifier 1000 operates as a bidirectional excitation type optical amplifier with respect to the first signal light S1 propagating in the first direction.
  • the second excitation light P2 generated by the second excitation laser 1220 is input to the first terminal 1521 of the second optical control unit 1520.
  • the second optical control unit 1520 outputs the second excitation light P2 input from the first terminal 1521 to the second optical coupling / separation unit 1420 from the second terminal 1522.
  • the second optical coupling / separation unit 1420 couples the second excitation light P2 to the multi-core erbium-added fiber 1100 via the multi-core optical fiber 1102.
  • the erbium ions added to each core of the multi-core erbium-added fiber 1100 are excited by the second excitation light P2, whereby the second signal light S2 is amplified.
  • the optical amplifier 1000 since the propagation directions of the second signal light S2 and the second excitation light P2 are both the second direction and the same direction, the optical amplifier 1000 operates as a forward-excitation type optical amplifier.
  • the second residual excitation light R2 that was not absorbed by the multi-core erbium-added fiber 1100 is output from the multi-core erbium-added fiber 1100 together with the amplified second signal light S2, and is the first light. It is input to the coupling / separation unit 1410.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 separates the second signal light and the second residual excitation light R2, and outputs the second residual excitation light R2 to the second terminal 1512 of the first optical control unit 1510. do.
  • the first optical control unit 1510 outputs the second residual excitation light R2 input from the second terminal 1512 to the second residual excitation light coupling unit 1320 from the third terminal 1513.
  • the second residual excitation light coupling portion 1320 couples the second residual excitation light R2 to the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the optical amplifier 1000 includes a regenerative path connected from the first optical coupling / separation unit 1410 to the second residual excitation optical coupling unit 1320. By providing this regeneration path, it becomes possible to regenerate and reuse the second residual excitation light R2.
  • the first excitation light P1 generated by the first excitation laser 1210 is input to the first terminal 1511 of the first optical control unit 1510.
  • the first optical control unit 1510 outputs the first excitation light P1 input from the first terminal 1511 to the first optical coupling / separation unit 1410 from the second terminal 1512.
  • the first optical coupling / separation unit 1410 couples the first excitation light P1 to the multi-core erbium-added fiber 1100 via the multi-core optical fiber 1101.
  • the erbium ions added to each core of the multi-core erbium-added fiber 1100 are excited by the first excitation light P1, which amplifies the second signal light S2.
  • the optical amplifier 1000 since the propagation direction of the first excitation light P1 is opposite to the propagation direction of the second signal light S2, the optical amplifier 1000 operates as a backward excitation type optical amplifier.
  • the first residual excitation light R1 that was not absorbed by the multi-core erbium-added fiber 1100 is output from the multi-core erbium-added fiber 1100 together with the amplified first signal light S1 and is the second light. It is input to the coupling / separation unit 1420.
  • the second optical coupling / separation unit 1420 separates the first signal light and the first residual excitation light R1, and outputs the first residual excitation light R1 to the second terminal 1522 of the second optical control unit 1520. do.
  • the second optical control unit 1520 outputs the first residual excitation light R1 input from the second terminal 1522 to the first residual excitation light coupling unit 1310 from the third terminal 1523.
  • the first residual excitation light coupling unit 1310 couples the first residual excitation light R1 to the multi-core erbium-added fiber 1100.
  • the optical amplifier 1000 includes a regenerative path connected from the second optical coupling / separation unit 1420 to the first residual excitation optical coupling unit 1310. By providing this regeneration path, it becomes possible to regenerate and reuse the first residual excitation light R1.
  • the optical amplifier 1000 has a configuration in which excitation light is supplied to the multi-core erbium-added fiber 1100 from the same direction as the propagation direction of the second signal light S2 and in the direction opposite to the propagation direction. Therefore, the optical amplifier 1000 also operates as a bidirectional excitation type optical amplifier for the second signal light S2 propagating in the second direction.
  • the optical amplifier 1000 has a reverse transmission signal propagating in the direction opposite to the propagation direction of the excitation light even for the forward transmission signal light propagating in the same direction as the propagation direction of the excitation light. It also operates as a bidirectional excitation type optical amplifier for light. Therefore, according to the optical amplification device 1000 of the present embodiment, it is possible to construct an optical transmission system that is optimal for any of the signal lights having different transmission directions. Further, by regenerating the residual excitation light from both directions, it becomes possible to efficiently perform optical amplification.
  • signal light is introduced into a plurality of optical transmission lines including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of the signal light. Further, the excitation light that excites the optical amplification medium is introduced into the plurality of optical transmission lines from both ends of the plurality of optical transmission lines. Then, the residual excitation light having a wavelength component of the excitation light, which is output from both ends of the plurality of optical transmission lines, is introduced into the plurality of optical transmission lines.
  • Introducing the signal light into the plurality of optical transmission lines described above means that the first signal light among the signal lights is sent to the first optical transmission line included in the plurality of optical transmission lines, and the first of the plurality of optical transmission lines is introduced.
  • the configuration may include introduction from the end of 1. Further, the configuration includes introducing the second signal light of the signal lights into the second optical transmission line included in the plurality of optical transmission lines from the second end of the plurality of optical transmission lines. Can be done.
  • Introducing the above-mentioned excitation light into a plurality of optical transmission lines means that the first excitation light that excites the optical amplification medium is introduced from the first end of the plurality of optical transmission lines to excite the optical amplification medium.
  • the configuration may include introducing the excitation light of 2 from the second end of the plurality of optical transmission lines.
  • the configuration may include introduction from the first end portion into a plurality of optical transmission lines. Introducing the residual excitation light into the plurality of optical transmission lines further causes a second residual excitation light having a wavelength component of the second excitation light output from the first end of the plurality of optical transmission lines. , The configuration may include introduction from the second end to a plurality of optical transmission lines.
  • Introducing signal light into the above-mentioned plurality of optical transmission lines introduces signal light into a multi-core optical fiber having a plurality of cores to which rare earth ions are added and a plurality of optical transmission lines having a double clad structure. It can be configured to include such things. Further, the introduction of the excitation light into the plurality of optical transmission lines can include the introduction of the excitation light into the plurality of optical transmission lines by the clad excitation method.
  • the configuration up to this point is the same as the optical amplification method according to the first embodiment.
  • introducing the first excitation light into a plurality of optical transmission lines generates the first excitation light and couples the first excitation light to the plurality of optical transmission lines.
  • the configuration includes that.
  • the introduction of the second excitation light into the plurality of optical transmission lines includes the generation of the second excitation light and the coupling of the second excitation light into the plurality of optical transmission lines.
  • introducing the first residual excitation light into a plurality of optical transmission lines separates the first signal light and the first residual excitation light, and combines the first residual excitation light into the plurality of optical transmission lines. It can be configured to include Then, introducing the second residual excitation light into the plurality of optical transmission lines separates the second signal light and the second residual excitation light, and combines the second residual excitation light into the plurality of optical transmission lines. It can be configured to include
  • optical amplification device 1000 and the optical amplification method of the present embodiment even when an optical amplification device having a plurality of optical transmission lines is used for bidirectional communication, signals having different transmission directions are used. It is possible to construct an optical transmission system that is optimal for all types of light. Further, by regenerating the residual excitation light from both directions, it becomes possible to efficiently perform optical amplification.
  • An optical waveguide means having a plurality of optical transmission paths including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of signal light, and excitation light for exciting the optical amplification medium are transmitted from both ends of the optical waveguide means.
  • Residual excitation light introduction that introduces the excitation light introduction means to be introduced into the optical waveguide means and the residual excitation light having a wavelength component of the excitation light output from both ends of the optical waveguide means into the optical waveguide means.
  • An optical amplifier having means, and.
  • the first signal light of the signal lights propagates in the first direction from the first end portion to the second end portion of the optical waveguide means.
  • the optical transmission line 1 and the second signal light of the signal light propagate in the second direction from the second end portion of the optical waveguide means toward the first end portion.
  • the optical amplification device according to Appendix 1 which includes a transmission line and.
  • the excitation light introducing means is a first excitation light introducing means for introducing a first excitation light for exciting the optical amplification medium from the first end of the optical waveguide means into the optical waveguide means. And a second excitation light introducing means for introducing the second excitation light for exciting the optical amplification medium into the optical waveguide means from the second end of the optical waveguide means, and introducing residual excitation light.
  • the means introduces the first residual excitation light having the wavelength component of the first excitation light, which is output from the second end portion of the optical waveguide means, into the optical waveguide means from the first end portion.
  • the second residual excitation light having a wavelength component of the second excitation light output from the first end portion of the optical waveguide means and the first residual excitation light introduction means.
  • the optical amplification device according to Appendix 2 further comprising a second residual excitation light introducing means introduced into the optical waveguide means from an end portion.
  • the first excitation light introducing means includes a first excitation light generating means for generating the first excitation light and a first light for binding the first excitation light to the optical waveguide means.
  • the second excitation light introducing means includes a coupling means, and the second excitation light introducing means couples the second excitation light generating means for generating the second excitation light and the second excitation light to the optical waveguide means.
  • the first residual excitation light introducing means includes two optical coupling means, and the first residual excitation light coupling means for binding the first residual excitation light to the optical waveguide means at the first end.
  • a first residual excitation light separating means for separating the first signal light and the first residual excitation light is provided on the side of the second end portion, and the second residual excitation light is provided.
  • the introduction means includes the second residual excitation light coupling means for coupling the second residual excitation light to the optical waveguide means on the side of the second end portion, and the second signal light and the second signal light.
  • the optical amplification device according to Appendix 3, wherein the second residual excitation light separating means for separating the residual excitation light is provided on the side of the first end portion.
  • the first excitation light introduction means and the second residual excitation light introduction means include a first light control means, and the first light control means inputs the first excitation light.
  • Appendix 4 includes a first terminal for outputting the first excitation light, a second terminal for outputting the first excitation light and inputting the second residual excitation light, and a third terminal for outputting the second residual excitation light.
  • the second excitation light introduction means and the first residual excitation light introduction means include a second light control means, and the second light control means inputs the second excitation light.
  • Appendix 4 includes a first terminal for outputting the second excitation light, a second terminal for outputting the second excitation light and inputting the first residual excitation light, and a third terminal for outputting the first residual excitation light.
  • the first optical coupling means, the second optical coupling means, the first residual excitation light separation means, and the second residual excitation light separation means all include a spatial optical system. It is a space propagation type optical coupling / separation means, and both the first residual excitation optical coupling means and the second residual excitation optical coupling means are optical waveguide type residual excitation optical coupling means, Appendix 4 to 6.
  • the optical amplification device according to any one of the above.
  • Appendix 8 The optical amplification device according to Appendix 7, wherein the optical coupling / separation means includes a dichroic mirror, and the residual excitation light coupling means includes an excitation optical combiner.
  • the optical amplification medium is composed of a plurality of cores to which rare earth ions are added, and the optical waveguide means is a multi-core optical fiber having the plurality of cores and the plurality of optical transmission lines having a double clad structure.
  • the optical amplifier according to any one of Supplementary note 1 to 8, wherein the excitation light introducing means introduces the excitation light into the optical waveguide means by a clad excitation method.
  • the excitation light that introduces the signal light into a plurality of optical transmission paths including an optical amplification medium having a gain in the wavelength band of the signal light and excites the optical amplification medium is transmitted to the plurality of optical transmission paths.
  • Optical amplification that introduces residual excitation light having a wavelength component of the excitation light, which is introduced from both ends into the plurality of optical transmission lines and is output from both ends of the plurality of optical transmission lines, into the plurality of optical transmission lines.
  • Introducing the excitation light into the plurality of optical transmission paths means that the first excitation light that excites the optical amplification medium is introduced from the first end of the plurality of optical transmission paths.
  • Introducing the residual excitation light into the plurality of optical transmission lines includes introducing the second excitation light for exciting the photoamplification medium from the second end of the plurality of optical transmission lines.
  • the first residual excitation light having a wavelength component of the first excitation light, which is output from the second end of the plurality of optical transmission paths, is transmitted from the first end to the plurality of optical transmission paths.
  • the second residual excitation light having a wavelength component of the second excitation light which is introduced into the above and is output from the first end portion of the plurality of optical transmission paths, is transmitted from the second end portion to the plurality of portions.
  • Introducing the first excitation light into the plurality of optical transmission paths includes coupling the first excitation light to the plurality of optical transmission paths by a spatial optical system, and the second The optical amplification method according to Appendix 13, wherein introducing the excitation light of the above into the plurality of optical transmission paths includes coupling the second excitation light to the plurality of optical transmission paths by a spatial optical system.
  • Introducing the signal light into the plurality of optical transmission lines means that the signal is introduced into a multi-core optical fiber having the plurality of cores to which rare earth ions are added and the plurality of optical transmission lines having a double clad structure.
  • the introduction of the excitation light into the plurality of optical transmission lines, including the introduction of light includes introducing the excitation light into the plurality of optical transmission lines by a clad excitation method. The optical amplification method described in item 1.
  • Optical amplification device 110 Optical waveguide 111 First end 112 Second end 120 Excitation light introduction unit 121 First excitation light introduction unit 122 Second excitation light introduction unit 130 Residual excitation light introduction unit 131 1st residual excitation light introduction part 132 2nd residual excitation light introduction part 1100 multi-core erbium-added fiber 1101, 1102 multi-core optical fiber 1210 1st excitation laser 1220 2nd excitation laser 1310 1st residual excitation light coupling part 1320 2nd Residual Excitation Optical Coupling Unit 1410 1st Optical Coupling / Separation Unit 1420 2nd Optical Coupling / Separation Unit 1510 1st Optical Control Unit 1511, 1521 1st Terminal 1512, 1522 2nd Terminal 1513, 1523 Third terminal 1520 Second optical control unit 1610 First fan-in / fan-out 1620 Second fan-in / fan-out

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Abstract

マルチコア光ファイバなどの複数の光伝送路を備えた光増幅装置を双方向通信に用いる場合、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築するのが困難であるため、本発明の光増幅装置は、信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体を含む複数の光伝送路を備えた光導波手段と、光増幅媒体を励起する励起光を、光導波手段の両端部から光導波手段に導入する励起光導入手段と、光導波手段の両端部から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光導波手段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増幅器１０は、７個の光アイソレータ１、光ファイバファンイン（ＦＡＮ　ＩＮ）２、半導体レーザ３、第１光結合器４、マルチコアＥＤＦ５、第２光結合器６、ポンプストリッパ７、光ファイバファンアウト（ＦＡＮ　ＯＵＴ）８、７個の光アイソレータ９と、を備えている。
　ここで、第１光結合器４は、主光ファイバ４ａと、励起光入出力用光ファイバ４ｂと、励起光供給用光ファイバ４ｃと、保護部４ｄとを備えている。また、第２光結合器６は、主光ファイバ６ａと、励起光入出力用光ファイバ６ｂと、保護部６ｄとを備えている。
　関連する光増幅器１０によれば、半導体レーザ３から出力され、第１光結合器４を介してマルチコアＥＤＦ５に供給された励起光のうち、マルチコアＥＤＦ５において光励起に寄与しなかった励起光の少なくとも一部は、第２光結合器６によって回収される。回収された励起光は、励起光入出力用光ファイバ６ｂ、励起光入出力用光ファイバ４ｂを通って第１光結合器４に入力されて励起光として回生され、再びマルチコアＥＤＦ５に供給される。これにより、関連する光増幅器１０における励起効率を向上することができる、としている。
国際公開第２０１９／１１７３１４号
　上述したように関連する光増幅器は、各光アイソレータを通過し、マルチコアファイバの各コア部を単一方向に伝搬する各信号光を、マルチコア光増幅ファイバを前方励起することにより増幅する構成としている。このような前方励起型のマルチコア光ファイバ増幅器を、コア毎に伝送方向が異なる双方向マルチコア光ファイバ伝送システムで用いることとすると、各コアを伝搬する信号光の伝送方向によって信号光の到達可能距離が異なることになる。その理由を以下に説明する。
　光ファイバ増幅器において、信号光と励起光の伝搬方向が同一方向である前方励起型では、信号光入射端近傍においては反転分布が大きく形成されているため増幅作用も大きく、雑音指数は小さい。それに対して、信号光と励起光の伝搬方向が逆方向となる後方励起型では、信号光入射端近傍においては反転分布が低下するため雑音指数が悪化する。
　ここで、双方向マルチコア光ファイバ伝送システムに上述したマルチコア光ファイバ増幅器を用いることとすると、励起光の伝搬方向と同一方向に伝搬する順方向伝送信号光に対しては前方励起型となる。一方、励起光の伝搬方向と逆方向に伝搬する逆方向伝送信号光に対しては後方励起型となる。その結果、励起方向により雑音指数が異なることから、逆方向伝送信号光の到達可能距離は、順方向伝送信号光の到達可能距離よりも短くなる。そのため、双方向通信を行うためには、短い方の到達可能距離に合わせて光伝送システムの設計を行う必要があるが、この場合、到達可能距離が長い順方向伝送信号光に対しては過剰性能となる。一方、長い方の到達可能距離に合わせた光伝送システムとするには、伝送方向毎に異なるマルチコア光ファイバ増幅器が必要となり構成が複雑になる。
　このように、マルチコア光ファイバなどの複数の光伝送路を備えた光増幅装置を双方向通信に用いる場合、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築するのが困難である、という問題があった。
　本発明の目的は、上述した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する光増幅媒体を含む複数の光伝送路を備えた光導波手段と、光増幅媒体を励起する励起光を、光導波手段の両端部から光導波手段に導入する励起光導入手段と、光導波手段の両端部から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光導波手段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を含む複数の光伝送路に、信号光を導入し、光増幅媒体を励起する励起光を、複数の光伝送路の両端から複数の光伝送路に導入し、複数の光伝送路の両端から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、複数の光伝送路に導入する。
　本発明の光増幅装置および光増幅方法によれば、複数の光伝送路を備えた光増幅装置を双方向通信に用いる場合であっても、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築することができる。
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１の実施形態に係る光増幅装置の別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の実施形態に係る光増幅装置の第１の信号光に対する動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る光増幅装置の第１の信号光に対する別の動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る光増幅装置の第２の信号光に対する動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る光増幅装置の第２の信号光に対する別の動作を説明するための図である。
　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、光導波部（光導波手段）１１０、励起光導入部（励起光導入手段）１２０、および残留励起光導入部（残留励起光導入手段）１３０を有する。
　光導波部１１０は、信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体を含む複数の光伝送路を備える。励起光導入部１２０は、光増幅媒体を励起する励起光を、光導波部１１０の両端部から光導波部１１０に導入する。そして、残留励起光導入部１３０は、光導波部１１０の両端部から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、光導波部１１０に導入する。
　このような構成としたことにより、本実施形態の光増幅装置１００においては、光導波部１１０の複数の光伝送路を伝搬する伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても双方向励起型の光増幅となる。その結果、本実施形態の光増幅装置１００によれば、複数の光伝送路を備えた光増幅装置を双方向通信に用いる場合であっても、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築することができる。
　光導波部１１０はマルチコア光ファイバを有する構成とすることができる。すなわち、光増幅媒体としての希土類イオンが添加された複数のコアとダブルクラッド構造からなる複数の光伝送路を備えたマルチコア光ファイバを有する構成とすることができる。希土類イオンとして、典型的にはエルビウムイオンを用いることができる。この場合、励起光導入部１２０は、クラッド励起方式により励起光を光導波部１１０に導入する構成とすることができる。
　ここで、マルチコア光ファイバを用いた光増幅器は一般に、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、コア励起方式と比較して光強度の増幅効率が低くなる。しかし、本実施形態の光増幅装置１００は残留励起光導入部１３０を備えているので、光増幅媒体において吸収されずに両端部から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ことが可能である。すなわち、両端部から導入した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。そのため、光増幅装置１００によれば、クラッド励起方式とした場合であっても高い増幅効率が得られる。
　次に、図２を用いて本実施形態の光増幅装置１００についてさらに詳細に説明する。
　光導波部１１０は、第１の光伝送路と第２の光伝送路を含む複数の光伝送路を備えた構成とすることができる。ここで、第１の光伝送路には、信号光のうち第１の信号光が、光導波部１１０の第１の端部１１１から第２の端部１１２に向かう第１の方向に伝搬する。一方、第２の光伝送路には、信号光のうち第２の信号光が、光導波部１１０の第２の端部１１２から第１の端部１１１に向かう第２の方向に伝搬する。
　また、励起光導入部１２０は図２に示すように、第１の励起光導入部（第１の励起光導入手段）１２１と第２の励起光導入部（第２の励起光導入手段）１２２を備えた構成とすることができる。ここで、第１の励起光導入部１２１は、光増幅媒体を励起する第１の励起光を、光導波部１１０の第１の端部１１１から光導波部１１０に導入する。それに対して第２の励起光導入部１２２は、光増幅媒体を励起する第２の励起光を、光導波部１１０の第２の端部１１２から光導波部１１０に導入する。
　残留励起光導入部１３０は図２に示すように、第１の残留励起光導入部（第１の残留励起光導入手段）１３１と第２の残留励起光導入部（第２の残留励起光導入手段）１３２を備えた構成とすることができる。ここで、第１の残留励起光導入部１３１は、光導波部１１０の第２の端部１１２から出力される、第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、第１の端部１１１から光導波部１１０に導入する。それに対して第２の残留励起光導入部１３２は、光導波部１１０の第１の端部１１１から出力される、第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、第２の端部１１２から光導波部１１０に導入する。
　このように、本実施形態の光増幅装置１００は、各コアにエルビウムイオンを添加したマルチコア光ファイバを双方向からクラッド励起し、その残留励起光を双方向から回生する構成とすることができる。双方向からマルチコア光ファイバを励起する構成としたことにより、マルチコア光ファイバのコア毎に信号光の伝送方向が異なる場合であっても、コア毎の光増幅性能に差異は生じない。また、双方向から残留励起光の回生を行う構成としたことにより、効率よく光増幅を行うことが可能になる。
　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を含む複数の光伝送路に、信号光を導入する。また、光増幅媒体を励起する励起光を、複数の光伝送路の両端から複数の光伝送路に導入する。そして、複数の光伝送路の両端から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、複数の光伝送路に導入する。
　上述の複数の光伝送路に信号光を導入することは、信号光のうち第１の信号光を、複数の光伝送路に含まれる第１の光伝送路に、複数の光伝送路の第１の端部から導入することを含む構成とすることができる。さらに、信号光のうち第２の信号光を、複数の光伝送路に含まれる第２の光伝送路に、複数の光伝送路の第２の端部から導入することを含む構成とすることができる。
　上述の励起光を複数の光伝送路に導入することは、光増幅媒体を励起する第１の励起光を複数の光伝送路の第１の端部から導入し、光増幅媒体を励起する第２の励起光を複数の光伝送路の第２の端部から導入することを含む構成とすることができる。
　上述の残留励起光を複数の光伝送路に導入することは、複数の光伝送路の第２の端部から出力される、第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、第１の端部から複数の光伝送路に導入することを含む構成とすることができる。残留励起光を複数の光伝送路に導入することは、さらに、複数の光伝送路の第１の端部から出力される、第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、第２の端部から複数の光伝送路に導入することを含む構成とすることができる。
　なお、上述の複数の光伝送路に信号光を導入することは、希土類イオンが添加された複数のコアとダブルクラッド構造からなる複数の光伝送路を備えたマルチコア光ファイバに信号光を導入することを含む構成とすることができる。また、励起光を複数の光伝送路に導入することは、クラッド励起方式により励起光を複数の光伝送路に導入することを含む構成とすることができる。
　以上説明したように、本実施形態の光増幅装置１００および光増幅方法によれば、複数の光伝送路を備えた光増幅装置を双方向通信に用いる場合であっても、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築することができる。
　〔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３に、本実施形態による光増幅装置１０００の構成を示す。
　光増幅装置１０００は、光導波手段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）１１００、第１の励起光生成手段としての第１の励起レーザ１２１０、および第２の励起光生成手段としての第２の励起レーザ１２２０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）１１００は、希土類イオンであるエルビウムイオンが添加された複数のコアと、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。
　光増幅装置１０００はさらに、マルチコアエルビウム添加ファイバ（ＭＣ－ＥＤＦ）１１００の第１の端部に接続されたマルチコア光ファイバ１１０１の経路中に、第１の光結合／分離部１４１０と第１の残留励起光結合部（第１の残留励起光結合手段）１３１０を有する。また、光増幅装置１０００は、マルチコアエルビウム添加ファイバ（ＭＣ－ＥＤＦ）１１００の第２の端部に接続されたマルチコア光ファイバ１１０２の経路中に、第２の光結合／分離部１４２０と第２の残留励起光結合部（第２の残留励起光結合手段）１３２０を有する。
　図３では、光増幅装置１０００が、第１のファンイン／ファンアウト１６１０および第２のファンイン／ファンアウト１６２０を備えた構成を示す。この場合、光増幅装置１０００は、第１のファンイン／ファンアウト１６１０を介して第１の送信機ＴＸ１および第２の光受信機ＲＸ２に接続され、第２のファンイン／ファンアウト１６２０を介して第２の送信機ＴＸ２および第１の光受信機ＲＸ１に接続される。ここで、第１のファンイン／ファンアウト１６１０は、マルチコア光ファイバ１１０１の各コアとシングルモードファイバを接続する。また、第２のファンイン／ファンアウト１６２０は、マルチコア光ファイバ１１０２の各コアとシングルモードファイバを接続する。このような構成としたことにより光増幅装置１０００には、第１の送信機ＴＸ１から第１の光受信機ＲＸ１に向かう第１の方向に第１の信号光が伝搬し、第２の送信機ＴＸ２から第２の光受信機ＲＸ２に向かう第２の方向に第２の信号光が伝搬する。これにより、光増幅装置１０００を用いた双方向通信が可能になる。
　第１の励起レーザ（第１の励起光生成手段）１２１０は第１の励起光を生成する。このとき第１の光結合／分離部１４１０は、マルチコア光ファイバ１１０１を介して、第１の励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ（光導波手段）１１００に結合する第１の光結合手段として機能する。そして、第１の励起レーザ１２１０と第１の光結合／分離部１４１０が第１の励起光導入手段を構成している。
　第２の励起レーザ（第２の励起光生成手段）１２２０は第２の励起光を生成する。このとき、第２の光結合／分離部１４２０は、マルチコア光ファイバ１１０２を介して、第２の励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ（光導波手段）１１００に結合する第２の光結合手段として機能する。そして、第２の励起レーザ１２２０と第２の光結合／分離部１４２０が第２の励起光導入手段を構成している。
　第１の残留励起光結合部１３１０は第１の端部の側に位置し、第１の残留励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ（光導波手段）１１００に結合する。ここで、第１の残留励起光は第１の励起光の波長成分を有し、マルチコアエルビウム添加ファイバ１１００の第２の端部からマルチコア光ファイバ１１０２に出力される。このとき、第２の端部の側に位置する第２の光結合／分離部１４２０は、第１の信号光と第１の残留励起光を分離する第１の残留励起光分離手段として機能する。そして、第１の残留励起光結合部１３１０と第２の光結合／分離部１４２０が第１の残留励起光導入手段を構成している。
　第２の残留励起光結合部１３２０は第２の端部の側に位置し、第２の残留励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ（光導波手段）１１００に結合する。ここで、第２の残留励起光は第２の励起光の波長成分を有し、マルチコアエルビウム添加ファイバ１１００の第１の端部からマルチコア光ファイバ１１０１に出力される。このとき、第１の端部の側に位置する第１の光結合／分離部１４１０は、第２の信号光と第２の残留励起光を分離する第２の残留励起光分離手段として機能する。そして、第２の残留励起光結合部１３２０と第１の光結合／分離部１４１０が第２の残留励起光導入手段を構成している。
　光増幅装置１０００は、図３に示すように、第１の光制御部（第１の光制御手段）１５１０および第２の光制御部（第２の光制御手段）１５２０を備えた構成とすることができる。
　第１の光制御部（第１の光制御手段）１５１０は、第１の励起光を入力する第１の端子１５１１、第１の励起光を出力し第２の残留励起光を入力する第２の端子１５１２、および第２の残留励起光を出力する第３の端子１５１３を備える。ここで、第１の光制御部（第１の光制御手段）１５１０は、第１の励起光導入手段および第２の残留励起光導入手段の一部を構成している。
　第２の光制御部（第２の光制御手段）１５２０は、第２の励起光を入力する第１の端子１５２１、第２の励起光を出力し第１の残留励起光を入力する第２の端子１５２２、および第１の残留励起光を出力する第３の端子１５２３を備える。ここで、第２の光制御部（第２の光制御手段）１５２０は、第２の励起光導入手段および第１の残留励起光導入手段の一部を構成している。
　なお、第１の光制御部１５１０および第２の光制御部１５２０として、典型的には光サーキュレータを用いることができる。
　ここで、第１の光結合／分離部１４１０および第２の光結合／分離部１４２０はいずれも、空間光学系を備えた空間伝搬型の光結合／分離部（光結合／分離手段）とすることができる。さらに、第１の残留励起光結合部（第１の残留励起光結合手段）１３１０および第２の残留励起光結合部（第２の残留励起光結合手段）１３２０はいずれも、光導波路型の残留励起光結合部（残留励起光結合手段）とすることができる。このような構成とすることにより、光増幅効率を最大化することができる。なお、空間伝搬型の光結合／分離部はダイクロイックミラーを備え、光導波路型の残留励起光結合部は励起光コンバイナを備えた構成とすることができる。
　上述した構成に替えて、第１の残留励起光結合部１３１０および第２の残留励起光結合部１３２０を空間伝搬型の残留励起光結合部とすると、空間伝搬型ではダイクロイックミラーが含まれるので、信号光はマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００を通過することができない。さらに、第１の光結合／分離部１４１０および第２の光結合／分離部１４２０を光導波路型とすると、第１の残留励起光は第２の光制御部１５２０の第２の端子１５２２だけではなく、第２のファンイン／ファンアウト１６２０にも出力されることになる。この場合、残留励起光のパワーは、通常、数１０ワット（Ｗ）程度であるので、後段の第２のファンイン／ファンアウト１６２０や第１の光受信機ＲＸ１にダメージを与えることになる。したがって、このような構成とする場合は、残留励起光の第２の光結合／分離部１４２０を通過する成分を遮断するデバイスを別途追加する必要がある。
　一方、第２の光結合／分離部１４２０がダイクロイックミラーを備えた構成とした場合、第１の残留励起光は、ほとんどすべて第２の光制御部１５２０の第２の端子１５２２に出力される。そのため、第２の光結合／分離部１４２０の後段に位置する第２のファンイン／ファンアウト１６２０および第１の光受信機ＲＸ１に出力される残留励起光のパワーは無視できるレベルとなる。
　このように、第１の光結合／分離部１４１０および第２の光結合／分離部１４２０を、ダイクロイックミラーを内蔵する空間伝搬型とし、かつ、第１の残留励起光結合部１３１０および第２の残留励起光結合部１３２０を光導波路型とした構成が好適である。光導波路型とすることにより、第１の残留励起光結合部１３１０および第２の残留励起光結合部１３２０は信号光（典型的には波長１．５μｍ）と励起光（典型的には波長０．９８μｍ）の両方を通過させることができる。
　上述したように、本実施形態による光増幅装置１０００は、第１の励起レーザ１２１０と第２の励起レーザ１２２０を備え、それぞれが生成する第１の励起光および第２の励起光によりマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００を双方向励起する構成としている。そのため、信号光の伝送方向が異なることによる信号光の到達可能距離の差異は生じない。その結果、信号光の伝送方向が異なる場合であっても、単一のマルチコア光ファイバ増幅器を用いた双方向通信が可能になる。さらに、本実施形態の光増幅装置１０００によれば、コア毎に信号光の伝送方向が異なるので、コア間のクロストークを抑制することができる。そのため、コア間クロストークに起因する光信号歪みが抑圧されるので、各信号光が全てのコアを同一方向に伝搬する場合と比較して、伝送可能距離を延ばすことができる。
　次に、本実施形態による光増幅装置１０００の動作について、さらに詳細に説明する。
　まず、図４Ａ、４Ｂを用いて、第１の送信機ＴＸ１から第１の光受信機ＲＸ１に向かう第１の方向に伝搬する第１の信号光Ｓ１に対する増幅動作について説明する。
　図４Ａに示すように、第１の励起レーザ１２１０が生成した第１の励起光Ｐ１は、第１の光制御部１５１０の第１の端子１５１１に入力される。第１の光制御部１５１０は、第１の端子１５１１から入力した第１の励起光Ｐ１を、第２の端子１５１２から第１の光結合／分離部１４１０に出力する。第１の光結合／分離部１４１０は、マルチコア光ファイバ１１０１を介して、第１の励起光Ｐ１をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。マルチコアエルビウム添加ファイバ１１００の各コアに添加されたエルビウムイオンは第１の励起光Ｐ１によって励起され、これにより第１の信号光Ｓ１が増幅される。この場合、第１の信号光Ｓ１と第１の励起光Ｐ１の伝搬方向はともに第１の方向であり同一方向であるから、光増幅装置１０００は前方励起型の光増幅器として動作する。
　第１の励起光Ｐ１のうちマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００で吸収されなかった第１の残留励起光Ｒ１は、増幅された第１の信号光Ｓ１とともにマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００から出力され、第２の光結合／分離部１４２０に入力される。第２の光結合／分離部１４２０は第１の信号光と第１の残留励起光Ｒ１を分離し、第１の残留励起光Ｒ１を第２の光制御部１５２０の第２の端子１５２２に出力する。第２の光制御部１５２０は第２の端子１５２２から入力された第１の残留励起光Ｒ１を、第３の端子１５２３から第１の残留励起光結合部１３１０に出力する。第１の残留励起光結合部１３１０は、第１の残留励起光Ｒ１をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。このように、光増幅装置１０００は、第２の光結合／分離部１４２０から第１の残留励起光結合部１３１０へと接続される回生経路を備える。この回生経路を備えたことにより、第１の残留励起光Ｒ１を回生させ再利用することが可能になる。
　一方、図４Ｂに示すように、第２の励起レーザ１２２０が生成した第２の励起光Ｐ２は、第２の光制御部１５２０の第１の端子１５２１に入力される。第２の光制御部１５２０は、第１の端子１５２１から入力した第２の励起光Ｐ２を、第２の端子１５２２から第２の光結合／分離部１４２０に出力する。第２の光結合／分離部１４２０は、マルチコア光ファイバ１１０２を介して、第２の励起光Ｐ２をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。マルチコアエルビウム添加ファイバ１１００の各コアに添加されたエルビウムイオンは第２の励起光Ｐ２によって励起され、これにより第１の信号光Ｓ１が増幅される。この場合、第２の励起光Ｐ２の伝搬方向は第１の信号光Ｓ１の伝搬方向と逆方向であるので、光増幅装置１０００は後方励起型の光増幅器として動作する。
　第２の励起光Ｐ２のうちマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００で吸収されなかった第２の残留励起光Ｒ２は、増幅された第２の信号光Ｓ２とともにマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００から出力され、第１の光結合／分離部１４１０に入力される。第１の光結合／分離部１４１０は第２の信号光と第２の残留励起光Ｒ２を分離し、第２の残留励起光Ｒ２を第１の光制御部１５１０の第２の端子１５１２に出力する。第１の光制御部１５１０は第２の端子１５１２から入力された第２の残留励起光Ｒ２を、第３の端子１５１３から第２の残留励起光結合部１３２０に出力する。第２の残留励起光結合部１３２０は、第２の残留励起光Ｒ２をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。このように、光増幅装置１０００は、第１の光結合／分離部１４１０から第２の残留励起光結合部１３２０へと接続される回生経路を備える。この回生経路を備えたことにより、第２の残留励起光Ｒ２を回生させ再利用することが可能になる。
　以上説明したように、本実施形態による光増幅装置１０００は、第１の信号光Ｓ１の伝搬方向と同一方向および逆方向から励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に供給する構成としている。したがって、光増幅装置１０００は、第１の方向に伝搬する第１の信号光Ｓ１に対して、双方向励起型の光増幅器として動作する。
　次に、図５Ａ、５Ｂを用いて、第２の送信機ＴＸ２から第２の光受信機ＲＸ２に向かう第２の方向に伝搬する第２の信号光Ｓ２に対する増幅動作について説明する。
　図５Ａに示すように、第２の励起レーザ１２２０が生成した第２の励起光Ｐ２は、第２の光制御部１５２０の第１の端子１５２１に入力される。第２の光制御部１５２０は、第１の端子１５２１から入力した第２の励起光Ｐ２を、第２の端子１５２２から第２の光結合／分離部１４２０に出力する。第２の光結合／分離部１４２０は、マルチコア光ファイバ１１０２を介して、第２の励起光Ｐ２をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。マルチコアエルビウム添加ファイバ１１００の各コアに添加されたエルビウムイオンは第２の励起光Ｐ２によって励起され、これにより第２の信号光Ｓ２が増幅される。この場合、第２の信号光Ｓ２と第２の励起光Ｐ２の伝搬方向はともに第２の方向であり同一方向であるから、光増幅装置１０００は前方励起型の光増幅器として動作する。
　第２の励起光Ｐ２のうちマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００で吸収されなかった第２の残留励起光Ｒ２は、増幅された第２の信号光Ｓ２とともにマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００から出力され、第１の光結合／分離部１４１０に入力される。第１の光結合／分離部１４１０は第２の信号光と第２の残留励起光Ｒ２を分離し、第２の残留励起光Ｒ２を第１の光制御部１５１０の第２の端子１５１２に出力する。第１の光制御部１５１０は第２の端子１５１２から入力された第２の残留励起光Ｒ２を、第３の端子１５１３から第２の残留励起光結合部１３２０に出力する。第２の残留励起光結合部１３２０は、第２の残留励起光Ｒ２をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。このように、光増幅装置１０００は、第１の光結合／分離部１４１０から第２の残留励起光結合部１３２０へと接続される回生経路を備える。この回生経路を備えたことにより、第２の残留励起光Ｒ２を回生させ再利用することが可能になる。
　一方、図５Ｂに示すように、第１の励起レーザ１２１０が生成した第１の励起光Ｐ１は、第１の光制御部１５１０の第１の端子１５１１に入力される。第１の光制御部１５１０は、第１の端子１５１１から入力した第１の励起光Ｐ１を、第２の端子１５１２から第１の光結合／分離部１４１０に出力する。第１の光結合／分離部１４１０は、マルチコア光ファイバ１１０１を介して、第１の励起光Ｐ１をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。マルチコアエルビウム添加ファイバ１１００の各コアに添加されたエルビウムイオンは第１の励起光Ｐ１によって励起され、これにより第２の信号光Ｓ２が増幅される。この場合、第１の励起光Ｐ１の伝搬方向は第２の信号光Ｓ２の伝搬方向と逆方向であるので、光増幅装置１０００は後方励起型の光増幅器として動作する。
　第１の励起光Ｐ１のうちマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００で吸収されなかった第１の残留励起光Ｒ１は、増幅された第１の信号光Ｓ１とともにマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００から出力され、第２の光結合／分離部１４２０に入力される。第２の光結合／分離部１４２０は第１の信号光と第１の残留励起光Ｒ１を分離し、第１の残留励起光Ｒ１を第２の光制御部１５２０の第２の端子１５２２に出力する。第２の光制御部１５２０は第２の端子１５２２から入力された第１の残留励起光Ｒ１を、第３の端子１５２３から第１の残留励起光結合部１３１０に出力する。第１の残留励起光結合部１３１０は、第１の残留励起光Ｒ１をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に結合する。このように、光増幅装置１０００は、第２の光結合／分離部１４２０から第１の残留励起光結合部１３１０へと接続される回生経路を備える。この回生経路を備えたことにより、第１の残留励起光Ｒ１を回生させ再利用することが可能になる。
　以上説明したように、本実施形態による光増幅装置１０００は、第２の信号光Ｓ２の伝搬方向と同一方向および逆方向から励起光をマルチコアエルビウム添加ファイバ１１００に供給する構成としている。したがって、光増幅装置１０００は、第２の方向に伝搬する第２の信号光Ｓ２に対しても、双方向励起型の光増幅器として動作する。
　このように、本実施形態による光増幅装置１０００は、励起光の伝搬方向と同一方向に伝搬する順方向伝送信号光に対しても、励起光の伝搬方向と逆方向に伝搬する逆方向伝送信号光に対しても、双方向励起型の光増幅器として動作する。したがって、本実施形態の光増幅装置１０００によれば、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築することができる。さらに、双方向から残留励起光の回生を行うことにより、効率よく光増幅を行うことが可能になる。
　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を含む複数の光伝送路に、信号光を導入する。また、光増幅媒体を励起する励起光を、複数の光伝送路の両端から複数の光伝送路に導入する。そして、複数の光伝送路の両端から出力される、励起光の波長成分を有する残留励起光を、複数の光伝送路に導入する。
　上述の複数の光伝送路に信号光を導入することは、信号光のうち第１の信号光を、複数の光伝送路に含まれる第１の光伝送路に、複数の光伝送路の第１の端部から導入することを含む構成とすることができる。さらに、信号光のうち第２の信号光を、複数の光伝送路に含まれる第２の光伝送路に、複数の光伝送路の第２の端部から導入することを含む構成とすることができる。
　上述の励起光を複数の光伝送路に導入することは、光増幅媒体を励起する第１の励起光を複数の光伝送路の第１の端部から導入し、光増幅媒体を励起する第２の励起光を複数の光伝送路の第２の端部から導入することを含む構成とすることができる。
　上述の残留励起光を複数の光伝送路に導入することは、複数の光伝送路の第２の端部から出力される、第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、第１の端部から複数の光伝送路に導入することを含む構成とすることができる。残留励起光を複数の光伝送路に導入することは、さらに、複数の光伝送路の第１の端部から出力される、第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、第２の端部から複数の光伝送路に導入することを含む構成とすることができる。
　なお、上述の複数の光伝送路に信号光を導入することは、希土類イオンが添加された複数のコアとダブルクラッド構造からなる複数の光伝送路を備えたマルチコア光ファイバに信号光を導入することを含む構成とすることができる。また、励起光を複数の光伝送路に導入することは、クラッド励起方式により励起光を複数の光伝送路に導入することを含む構成とすることができる。
　ここまでの構成は、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、第１の励起光を複数の光伝送路に導入することは、第１の励起光を生成し、第１の励起光を複数の光伝送路に結合することを含む構成とした。そして、第２の励起光を複数の光伝送路に導入することは、第２の励起光を生成し、第２の励起光を複数の光伝送路に結合することを含む構成とした。
　また、第１の残留励起光を複数の光伝送路に導入することは、第１の信号光と第１の残留励起光を分離し、第１の残留励起光を複数の光伝送路に結合することを含む構成とすることができる。そして、第２の残留励起光を複数の光伝送路に導入することは、第２の信号光と第２の残留励起光を分離し、第２の残留励起光を複数の光伝送路に結合することを含む構成とすることができる。
　以上説明したように、本実施形態の光増幅装置１０００および光増幅方法によれば、複数の光伝送路を備えた光増幅装置を双方向通信に用いる場合であっても、伝送方向が異なる信号光のいずれに対しても最適となる光伝送システムを構築することができる。さらに、双方向から残留励起光の回生を行うことにより、効率よく光増幅を行うことが可能になる。
　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する光増幅媒体を含む複数の光伝送路を備えた光導波手段と、前記光増幅媒体を励起する励起光を、前記光導波手段の両端部から前記光導波手段に導入する励起光導入手段と、前記光導波手段の前記両端部から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記光導波手段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）前記複数の光伝送路は、前記信号光のうち第１の信号光が、前記光導波手段の第１の端部から第２の端部に向かう第１の方向に伝搬する第１の光伝送路と、前記信号光のうち第２の信号光が、前記光導波手段の前記第２の端部から前記第１の端部に向かう第２の方向に伝搬する第２の光伝送路、とを含む付記１に記載した光増幅装置。
　（付記３）前記励起光導入手段は、前記光増幅媒体を励起する第１の励起光を前記光導波手段の前記第１の端部から前記光導波手段に導入する第１の励起光導入手段と、前記光増幅媒体を励起する第２の励起光を前記光導波手段の前記第２の端部から前記光導波手段に導入する第２の励起光導入手段、とを備え、残留励起光導入手段は、光導波手段の前記第２の端部から出力される、前記第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、前記第１の端部から前記光導波手段に導入する第１の残留励起光導入手段と、前記光導波手段の前記第１の端部から出力される、前記第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、前記第２の端部から前記光導波手段に導入する第２の残留励起光導入手段、とを備える付記２に記載した光増幅装置。
　（付記４）前記第１の励起光導入手段は、前記第１の励起光を生成する第１の励起光生成手段と、前記第１の励起光を前記光導波手段に結合する第１の光結合手段、とを備え、前記第２の励起光導入手段は、前記第２の励起光を生成する第２の励起光生成手段と、前記第２の励起光を前記光導波手段に結合する第２の光結合手段、とを備え、前記第１の残留励起光導入手段は、前記第１の残留励起光を前記光導波手段に結合する第１の残留励起光結合手段を前記第１の端部の側に備え、前記第１の信号光と前記第１の残留励起光を分離する第１の残留励起光分離手段を前記第２の端部の側に備え、前記第２の残留励起光導入手段は、前記第２の残留励起光を前記光導波手段に結合する第２の残留励起光結合手段を前記第２の端部の側に備え、前記第２の信号光と前記第２の残留励起光を分離する第２の残留励起光分離手段を前記第１の端部の側に備える付記３に記載した光増幅装置。
　（付記５）前記第１の励起光導入手段および前記第２の残留励起光導入手段は、第１の光制御手段を備え、前記第１の光制御手段は、前記第１の励起光を入力する第１の端子と、前記第１の励起光を出力し前記第２の残留励起光を入力する第２の端子と、前記第２の残留励起光を出力する第３の端子を備える付記４に記載した光増幅装置。
　（付記６）前記第２の励起光導入手段および前記第１の残留励起光導入手段は、第２の光制御手段を備え、前記第２の光制御手段は、前記第２の励起光を入力する第１の端子と、前記第２の励起光を出力し前記第１の残留励起光を入力する第２の端子と、前記第１の残留励起光を出力する第３の端子を備える付記４に記載した光増幅装置。
　（付記７）前記第１の光結合手段、前記第２の光結合手段、前記第１の残留励起光分離手段、および前記第２の残留励起光分離手段はいずれも、空間光学系を備えた空間伝搬型の光結合／分離手段であり、前記第１の残留励起光結合手段および前記第２の残留励起光結合手段はいずれも、光導波路型の残留励起光結合手段である付記４から６のいずれか一項に記載した光増幅装置。
　（付記８）前記光結合／分離手段は、ダイクロイックミラーを備え、前記残留励起光結合手段は、励起光コンバイナを備える付記７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複数のコアからなり、前記光導波手段は、前記複数のコアとダブルクラッド構造からなる前記複数の光伝送路を備えたマルチコア光ファイバを有し、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導波手段に導入する付記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を含む複数の光伝送路に、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、前記複数の光伝送路の両端から前記複数の光伝送路に導入し、前記複数の光伝送路の前記両端から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記複数の光伝送路に導入する光増幅方法。
　（付記１１）前記複数の光伝送路に前記信号光を導入することは、前記信号光のうち第１の信号光を、前記複数の光伝送路に含まれる第１の光伝送路に、前記複数の光伝送路の第１の端部から導入し、前記信号光のうち第２の信号光を、前記複数の光伝送路に含まれる第２の光伝送路に、前記複数の光伝送路の第２の端部から導入することを含む付記１０に記載した光増幅方法。
　（付記１２）前記励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記光増幅媒体を励起する第１の励起光を前記複数の光伝送路の前記第１の端部から導入し、前記光増幅媒体を励起する第２の励起光を前記複数の光伝送路の前記第２の端部から導入することを含み、前記残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記複数の光伝送路の前記第２の端部から出力される、前記第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、前記第１の端部から前記複数の光伝送路に導入し、前記複数の光伝送路の前記第１の端部から出力される、前記第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、前記第２の端部から前記複数の光伝送路に導入することを含む付記１１に記載した光増幅方法。
　（付記１３）前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の励起光を生成し、前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含み、前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の励起光を生成し、前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含む付記１２に記載した光増幅方法。
　（付記１４）前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に空間光学系により結合することを含み、前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に空間光学系により結合することを含む付記１３に記載した光増幅方法。
　（付記１５）前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の信号光と前記第１の残留励起光を分離し、前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含み、前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の信号光と前記第２の残留励起光を分離し、前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含む付記１２に記載した光増幅方法。
　（付記１６）前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の信号光と前記第１の残留励起光を空間光学系により分離し、前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に光導波路により結合することを含み、前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の信号光と前記第２の残留励起光を空間光学系により分離し、前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に光導波路により結合することを含む付記１５に記載した光増幅方法。
　（付記１７）　前記複数の光伝送路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複数のコアとダブルクラッド構造からなる前記複数の光伝送路を備えた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、前記励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、クラッド励起方式により前記励起光を前記複数の光伝送路に導入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。
　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。
　１００、１０００　　光増幅装置
　１１０　　光導波部
　１１１　　第１の端部
　１１２　　第２の端部
　１２０　　励起光導入部
　１２１　　第１の励起光導入部
　１２２　　第２の励起光導入部
　１３０　　残留励起光導入部
　１３１　　第１の残留励起光導入部
　１３２　　第２の残留励起光導入部
　１１００　　マルチコアエルビウム添加ファイバ
　１１０１、１１０２　　マルチコア光ファイバ
　１２１０　　第１の励起レーザ
　１２２０　　第２の励起レーザ
　１３１０　　第１の残留励起光結合部
　１３２０　　第２の残留励起光結合部
　１４１０　　第１の光結合／分離部
　１４２０　　第２の光結合／分離部
　１５１０　　第１の光制御部
　１５１１、１５２１　　第１の端子
　１５１２、１５２２　　第２の端子
　１５１３、１５２３　　第３の端子
　１５２０　　第２の光制御部
　１６１０　　第１のファンイン／ファンアウト
　１６２０　　第２のファンイン／ファンアウト

Claims (17)

  1. 信号光の波長帯域に利得を有する光増幅媒体を含む複数の光伝送路を備えた光導波手段と、
    　前記光増幅媒体を励起する励起光を、前記光導波手段の両端部から前記光導波手段に導入する励起光導入手段と、
    　前記光導波手段の前記両端部から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記光導波手段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. 前記複数の光伝送路は、
    　　前記信号光のうち第１の信号光が、前記光導波手段の第１の端部から第２の端部に向かう第１の方向に伝搬する第１の光伝送路と、
    　　前記信号光のうち第２の信号光が、前記光導波手段の前記第２の端部から前記第１の端部に向かう第２の方向に伝搬する第２の光伝送路、とを含む
    　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、
    　　前記光増幅媒体を励起する第１の励起光を前記光導波手段の前記第１の端部から前記光導波手段に導入する第１の励起光導入手段と、
    　　前記光増幅媒体を励起する第２の励起光を前記光導波手段の前記第２の端部から前記光導波手段に導入する第２の励起光導入手段、とを備え、
    　前記残留励起光導入手段は、
    　　前記光導波手段の前記第２の端部から出力される、前記第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、前記第１の端部から前記光導波手段に導入する第１の残留励起光導入手段と、
    　　前記光導波手段の前記第１の端部から出力される、前記第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、前記第２の端部から前記光導波手段に導入する第２の残留励起光導入手段、とを備える
    　請求項２に記載した光増幅装置。
  4. 前記第１の励起光導入手段は、
    　　前記第１の励起光を生成する第１の励起光生成手段と、
    　　前記第１の励起光を前記光導波手段に結合する第１の光結合手段、とを備え、
    　前記第２の励起光導入手段は、
    　　前記第２の励起光を生成する第２の励起光生成手段と、
    　　前記第２の励起光を前記光導波手段に結合する第２の光結合手段、とを備え、
    　前記第１の残留励起光導入手段は、
    　　前記第１の残留励起光を前記光導波手段に結合する第１の残留励起光結合手段を前記第１の端部の側に備え、前記第１の信号光と前記第１の残留励起光を分離する第１の残留励起光分離手段を前記第２の端部の側に備え、
    　前記第２の残留励起光導入手段は、
    　　前記第２の残留励起光を前記光導波手段に結合する第２の残留励起光結合手段を前記第２の端部の側に備え、前記第２の信号光と前記第２の残留励起光を分離する第２の残留励起光分離手段を前記第１の端部の側に備える
    　請求項３に記載した光増幅装置。
  5. 前記第１の励起光導入手段および前記第２の残留励起光導入手段は、第１の光制御手段を備え、
    　前記第１の光制御手段は、前記第１の励起光を入力する第１の端子と、前記第１の励起光を出力し前記第２の残留励起光を入力する第２の端子と、前記第２の残留励起光を出力する第３の端子を備える
    　請求項４に記載した光増幅装置。
  6. 前記第２の励起光導入手段および前記第１の残留励起光導入手段は、第２の光制御手段を備え、
    　前記第２の光制御手段は、前記第２の励起光を入力する第１の端子と、前記第２の励起光を出力し前記第１の残留励起光を入力する第２の端子と、前記第１の残留励起光を出力する第３の端子を備える
    　請求項４に記載した光増幅装置。
  7. 前記第１の光結合手段、前記第２の光結合手段、前記第１の残留励起光分離手段、および前記第２の残留励起光分離手段はいずれも、空間光学系を備えた空間伝搬型の光結合／分離手段であり、
    　前記第１の残留励起光結合手段および前記第２の残留励起光結合手段はいずれも、光導波路型の残留励起光結合手段である
    　請求項４から６のいずれか一項に記載した光増幅装置。
  8. 前記光結合／分離手段は、ダイクロイックミラーを備え、
    　前記残留励起光結合手段は、励起光コンバイナを備える
    　請求項７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複数のコアからなり、
    　前記光導波手段は、前記複数のコアとダブルクラッド構造からなる前記複数の光伝送路を備えたマルチコア光ファイバを有し、
    　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導波手段に導入する
    　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を含む複数の光伝送路に、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、前記複数の光伝送路の両端から前記複数の光伝送路に導入し、
    　前記複数の光伝送路の前記両端から出力される、前記励起光の波長成分を有する残留励起光を、前記複数の光伝送路に導入する
    　光増幅方法。
  11. 前記複数の光伝送路に前記信号光を導入することは、
    　　前記信号光のうち第１の信号光を、前記複数の光伝送路に含まれる第１の光伝送路に、前記複数の光伝送路の第１の端部から導入し、
    　　前記信号光のうち第２の信号光を、前記複数の光伝送路に含まれる第２の光伝送路に、前記複数の光伝送路の第２の端部から導入することを含む
    　請求項１０に記載した光増幅方法。
  12. 前記励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、
    　　前記光増幅媒体を励起する第１の励起光を前記複数の光伝送路の前記第１の端部から導入し、
    　　前記光増幅媒体を励起する第２の励起光を前記複数の光伝送路の前記第２の端部から導入することを含み、
    　前記残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、
    　　前記複数の光伝送路の前記第２の端部から出力される、前記第１の励起光の波長成分を有する第１の残留励起光を、前記第１の端部から前記複数の光伝送路に導入し、
    　　前記複数の光伝送路の前記第１の端部から出力される、前記第２の励起光の波長成分を有する第２の残留励起光を、前記第２の端部から前記複数の光伝送路に導入することを含む
    　請求項１１に記載した光増幅方法。
  13. 前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の励起光を生成し、前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含み、
    　前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の励起光を生成し、前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含む
    　請求項１２に記載した光増幅方法。
  14. 前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の励起光を前記複数の光伝送路に空間光学系により結合することを含み、
    　前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の励起光を前記複数の光伝送路に空間光学系により結合することを含む
    　請求項１３に記載した光増幅方法。
  15. 前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の信号光と前記第１の残留励起光を分離し、前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含み、
    　前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の信号光と前記第２の残留励起光を分離し、前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に結合することを含む
    　請求項１２に記載した光増幅方法。
  16. 前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第１の信号光と前記第１の残留励起光を空間光学系により分離し、前記第１の残留励起光を前記複数の光伝送路に光導波路により結合することを含み、
    　前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、前記第２の信号光と前記第２の残留励起光を空間光学系により分離し、前記第２の残留励起光を前記複数の光伝送路に光導波路により結合することを含む
    　請求項１５に記載した光増幅方法。
  17. 前記複数の光伝送路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複数のコアとダブルクラッド構造からなる前記複数の光伝送路を備えた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、
    　前記励起光を前記複数の光伝送路に導入することは、クラッド励起方式により前記励起光を前記複数の光伝送路に導入することを含む
    　請求項１０から１６のいずれか一項に記載した光増幅方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05243656A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光増幅装置
JPH10107351A (ja) * 1996-10-02 1998-04-24 Hitachi Cable Ltd 双方向伝送用Ｅｒ添加光ファイバ増幅器
US6333810B1 (en) * 1998-07-03 2001-12-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Two-stage erbium doped fiber amplifier using remnant pumping light
JP6261810B1 (ja) * 2016-10-25 2018-01-17 三菱電機株式会社 レーザ加工機及びレーザ加工機の演算装置
WO2019198663A1 (ja) * 2018-04-11 2019-10-17 日本電気株式会社 光増幅装置および光増幅方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05243656A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光増幅装置
JPH10107351A (ja) * 1996-10-02 1998-04-24 Hitachi Cable Ltd 双方向伝送用Ｅｒ添加光ファイバ増幅器
US6333810B1 (en) * 1998-07-03 2001-12-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Two-stage erbium doped fiber amplifier using remnant pumping light
JP6261810B1 (ja) * 2016-10-25 2018-01-17 三菱電機株式会社 レーザ加工機及びレーザ加工機の演算装置
WO2019198663A1 (ja) * 2018-04-11 2019-10-17 日本電気株式会社 光増幅装置および光増幅方法

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