WO2023175694A1 - 光増幅システム - Google Patents

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WO2023175694A1
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optical
pumping light
pumping
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剛 竹内
聰 見上
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日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating

Definitions

  • optical amplifiers are used to amplify optical signals.
  • a fiber type optical amplifier such as an EDFA (erbiulll doped fiber amplifier) is used as the optical amplifier. Since fiber-type optical amplifiers use pumping light to amplify optical signals, optical communication systems require a light source that outputs pumping light.
  • the optical amplification system 1 includes LDs 10A to 10D, an optical mixer 20, a first branching means 30A, a second branching means 30B, a third branching means 30C, a fourth branching means 30D, It includes a first amplification means 40A, a second amplification means 40B, a third amplification means 40C, and a fourth amplification means 40D.
  • LD10A to 10D will be explained. If there is no need to distinguish each of the LDs 10A to 10D, each of the LDs 10A to 10D will be referred to as an LD 10 in the following description.
  • LD10A corresponds to the first light source.
  • LD10B corresponds to the second light source.
  • LD10C corresponds to the third light source.
  • LD10D corresponds to the fourth light source.
  • the optical mixer 20 will be explained.
  • the optical mixer 20 is connected to the LDs 10A to 10D and the first branching means 30A to the fourth branching means 30D.
  • the optical mixer 20 combines the first light, the second light, the third light, and the fourth light, and then branches the lights into the first combined light, the second combined light, and the third combined light. and outputs the fourth combined light.
  • the optical mixer 20 outputs the first multiplexed light to the first branching means 30A.
  • the optical mixer 20 outputs the second multiplexed light to the second branching means 30B.
  • the optical mixer 20 outputs the third multiplexed light to the third branching means 30C.
  • the optical mixer 20 outputs the fourth multiplexed light to the fourth branching means 30D.
  • the optical coupler 23 multiplexes the light from the optical coupler 21 and the light from the optical coupler 22, and then branches the light, outputs the first combined light to the first branching means 30A, and outputs the first combined light to the second branching means 30B. outputs the second combined light.
  • the optical coupler 24 multiplexes the light from the optical coupler 21 and the light from the optical coupler 22, branches it, outputs the third combined light to the third branching means 30C, and outputs the third combined light to the third branching means 30C.
  • the fourth combined light is output to the means 30D.
  • the third branching means 30C is connected to the optical mixer 20 and the third amplifying means 40C.
  • the third branching means 30C branches the third multiplexed light inputted from the optical mixer 20, and outputs the fifth pumping light and the sixth pumping light to the third amplifying means 40C.
  • the fourth branching means 30D is connected to the optical mixer 20 and the fourth amplifying means 40D.
  • the fourth branching means 30D branches the fourth multiplexed light inputted from the optical mixer 20, and outputs the seventh pumping light and the eighth pumping light to the fourth amplifying means 40D.
  • the first amplification means 40A to fourth amplification means 40D will be explained. If there is no need to distinguish between each of the first amplification means 40A to fourth amplification means 40D, each of the first amplification means 40A to fourth amplification means 40D will be referred to as amplification means 40 in the following description.
  • the amplifying means 40 includes an optical amplifier capable of amplifying an optical signal using excitation light.
  • FIG. 3 is a block diagram showing details of the amplification means 40.
  • the amplification means 40 includes WDM (Wavelength Division Multiplexing) couplers 41 and 42 and optical amplifiers 43 and 44.
  • WDM Widelength Division Multiplexing
  • the WDM coupler 41 multiplexes the fifth pumping light from the third branching means 30C with the fifth optical signal and outputs it to the optical amplifier 43.
  • the optical amplifier 43 amplifies the fifth optical signal using the fifth pumping light.
  • the WDM coupler 42 multiplexes the sixth pumping light from the third branching means 30C with the sixth optical signal and outputs it to the optical amplifier 44.
  • the optical amplifier 44 amplifies the sixth optical signal using the sixth pumping light.
  • the WDM coupler 41 multiplexes the seventh pumping light from the fourth branching means 30D with the seventh optical signal and outputs it to the optical amplifier 43.
  • the optical amplifier 43 amplifies the seventh optical signal using the seventh pumping light.
  • the WDM coupler 42 multiplexes the eighth pumping light from the fourth branching means 30D with the eighth optical signal and outputs it to the optical amplifier 44.
  • the optical amplifier 44 amplifies the eighth optical signal using the eighth pumping light.
  • first to eighth optical signals refer to optical signals propagating through different optical fibers.
  • the optical amplification system 2 includes LDs 10A to 10D, an optical mixer 20, a first branching means 30A, a second branching means 30B, a third branching means 30C, a fourth branching means 30D, First amplification means 40A, second amplification means 40B, third amplification means 40C, fourth amplification means 40D, fifth amplification means 40E, sixth amplification means 40F, seventh amplification means 40G and 8 amplifying means 40H.
  • the optical coupler 31 branches the first multiplexed light input from the optical mixer 20 and outputs it to the optical coupler 32 and the optical coupler 33.
  • the optical coupler 32 further branches the light input from the optical coupler 31 and outputs the first pumping light and the second pumping light to the first amplifying means 40A.
  • the optical coupler 33 further branches the light input from the optical coupler 31 and outputs the ninth pumping light and the tenth pumping light to the fifth amplification means 40E.
  • the optical coupler 31 branches the second multiplexed light input from the optical mixer 20, and outputs it to the optical coupler 32 and the optical coupler 33.
  • the optical coupler 32 further branches the light input from the optical coupler 31 and outputs third pumping light and fourth pumping light to the second amplification means 40B.
  • the optical coupler 33 further branches the light input from the optical coupler 31 and outputs the eleventh pumping light and the twelfth pumping light to the sixth amplification means 40F.
  • the WDM coupler 41 multiplexes the ninth pumping light from the first branching means 30A with the ninth optical signal and outputs it to the optical amplifier 43.
  • the optical amplifier 43 amplifies the ninth optical signal using the ninth pumping light.
  • the WDM coupler 42 multiplexes the tenth pumping light from the first branching means 30A with the tenth optical signal and outputs it to the optical amplifier 44.
  • the optical amplifier 44 amplifies the tenth optical signal using the tenth pumping light.
  • the optical amplification system 3 includes LDs 10A to 10D, an optical mixer 20, a first branching means 30A, a second branching means 30B, a third branching means 30C, a fourth branching means 30D, Fifth branching means 30E, sixth branching means 30F, first amplifying means 40A, second amplifying means 40B, third amplifying means 40C, fourth amplifying means 40D, fifth amplifying means 40E, 6 amplifying means 40F, a seventh amplifying means 40G, an eighth amplifying means 40H, a ninth amplifying means 40I, a tenth amplifying means 40J, an eleventh amplifying means 40K, and a twelfth amplifying means 40L.
  • the light from the optical coupler 21 and the light from the optical coupler 22 are input to the optical coupler 24 .
  • the optical coupler 24 multiplexes and branches the input light, outputs the first multiplexed light to the first branching means 30A, and outputs the second multiplexed light to the second branching means 30B.
  • the branching means 30 in the optical amplification system 3 will be explained.
  • the branching means 30 in the optical amplification system 3 has the same configuration as the branching means 30 in the optical amplification system 2.
  • the branching means 30 includes optical couplers 31 to 33, as shown in FIG.
  • the optical coupler 31 branches the fifth combined light input from the optical mixer 20 and outputs it to the optical coupler 32 and the optical coupler 33.
  • the optical coupler 32 further branches the light input from the optical coupler 31 and outputs the seventeenth pump light and the eighteenth pump light to the ninth amplification means 40I.
  • the optical coupler 33 further branches the light input from the optical coupler 31 and outputs the nineteenth pumping light and the twentieth pumping light to the tenth amplifying means 40J.

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Abstract

部品点数の増大を抑制することを可能にするために、光増幅システムは、第１の光、第２の光、第３の光及び第４の光を合波した後で分岐し、第１の合波光、第２の合波光、第3の合波光及び第４の合波光を出力する光ミキサと、前記第１の合波光を分岐して第１の励起光及び第２の励起光を出力する第１の分岐手段と、前記第２の合波光を分岐して第３の励起光及び第４の励起光を出力する第２の分岐手段と、前記第３の合波光を分岐して第５の励起光及び第６の励起光を出力する第３の分岐手段と、前記第４の合波光を分岐して第７の励起光及び第８の励起光を出力する第４の分岐手段と、を備える。

Description

光増幅システム
　本発明は、例えば、光信号の増幅を行う光増幅システムに関する。
　光通信システムにおいては、光信号を増幅する光アンプが用いられる。光アンプには、例えば、EDFA(erbiulll doped fiber amplifier)などのファイバ型光アンプが用いられる。ファイバ型光アンプは励起光を用いて光信号を増幅するため、光通信システムは、励起光を出力する光源を必要とする。
　さらに、光通信システムは、一部の光源が故障しても光信号を増幅できるように、図８に示されるような構成を備える場合がある。図８に示されるように、一般的な光通信システムは、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）１００A～１００Ｄ、二分岐光カプラ２００Ａ～２００Ｄ、４ＭＩＸ３００Ａ、３００Ｂ、および光アンプ４００Ａ～４００Ｄを備える。
　ＬＤ１００Ａ～１００Ｄの各々は、光を出力する。二分岐光カプラ２００Ａ～２００Ｄの各々は、ＬＤ１００Ａ～１００Ｄの各々から出力された光を二分岐して、４ＭＩＸ３００Ａ、３００Ｂに出力する。４ＭＩＸ３００Ａ、３００Ｂの各々は図９に示されるように、光カプラ３１０～３４０を有する。光カプラ３１０は、二分岐光カプラ２００Ａ、２００Ｂからの光を分岐して、光カプラ３３０、３４０に出力する。また、光カプラ３２０は、二分岐光カプラ２００Ｃ、２００Ｄからの光を分岐して、光カプラ３３０、３４０に出力する。これにより、４ＭＩＸ３００Ａ、３００Ｂの各々は、ＬＤ１００Ａ～１００Ｄから出力された光の合波光を光アンプ４００Ａ～４００Ｂに出力する。
国際公開第２０１９／００３７９７号
　しかしながら、４ＭＩＸのように複数の光カプラを互いに接続した構成を多く用いると、光通信システムを構成する部品点数が増えるため、構成が複雑になるという問題があった。
　本発明の目的は、上述した課題を鑑み、部品点数の増大を抑制することが可能な光増幅システムを提供することにある。
　本発明は、光増幅システムであって、
　第１の光を出力する第１の光源と、
　第２の光を出力する第２の光源と、
　第３の光を出力する第３の光源と、
　第４の光を出力する第４の光源と、
　前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光及び前記第４の光を合波した後で分岐し、第１の合波光、第２の合波光、第3の合波光及び第４の合波光を出力する光ミキサと
　前記第１の合波光を分岐して第１の励起光及び第２の励起光を出力する第１の分岐手段と、
　前記第２の合波光を分岐して第３の励起光及び第４の励起光を出力する第２の分岐手段と、
　前記第３の合波光を分岐して第５の励起光及び第６の励起光を出力する第３の分岐手段と、
　前記第４の合波光を分岐して第７の励起光及び第８の励起光を出力する第４の分岐手段と、
　第１の励起光を用いて第１の光信号を増幅し、第２の励起光を用いて第２の光信号を増幅する第１の増幅手段と、
　第３の励起光を用いて第３の光信号を増幅し、第４の励起光を用いて第４の光信号を増幅する第２の増幅手段と、
　第５の励起光を用いて第５の光信号を増幅し、第６の励起光を用いて第６の光信号を増幅する第３の増幅手段と、
　第７の励起光を用いて第７の光信号を増幅し、第８の励起光を用いて第８の光信号を増幅する第４の増幅手段と、
　を備える。
　本発明によれば、部品点数の増大を抑制することが可能な光増幅システムを提供することが可能である。
本発明の第１の実施形態における光増幅システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における光増幅システムの詳細を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における光増幅システムの詳細を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態における光増幅システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における光増幅システムの詳細を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態における光増幅システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態における光増幅システムの詳細を説明するための図である。 関連技術の構成例を示すブロック図である。 関連技術の詳細を説明するための図である。
　＜第１の実施の形態＞
　第１の実施形態における光増幅システム１について、図１、図２及び図３を用いて説明する。図１は、光増幅システム１の構成例を示すブロック図である。図２及び図３は、光増幅システム１の詳細を説明するための図である。
　図１に示されるように、光増幅システム１は、ＬＤ１０Ａ～１０Ｄ、光ミキサ２０、第１の分岐手段３０Ａ、第２の分岐手段３０Ｂ、第３の分岐手段３０Ｃ、第４の分岐手段３０Ｄ、第１の増幅手段４０Ａ、第２の増幅手段４０Ｂ、第３の増幅手段４０Ｃ，第４の増幅手段４０Ｄを備える。
　ＬＤ１０Ａ～１０Ｄについて説明する。ＬＤ１０Ａ～１０Ｄの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、ＬＤ１０Ａ～１０Ｄの各々をＬＤ１０と称する。ＬＤ１０Ａは第１の光源に対応する。ＬＤ１０Ｂは第２の光源に対応する。ＬＤ１０Ｃは第３の光源に対応する。ＬＤ１０Ｄは第４の光源に対応する。
　ＬＤ１０は、光を出力する光源である。また、ＬＤ１０は、光ミキサ２０に接続されている。ＬＤ１０Ａは、第１の光を光ミキサ２０に出力する。ＬＤ１０Ｂは、第２の光を光ミキサ２０に出力する。ＬＤ１０Ｃは、第３の光を光ミキサ２０に出力する。ＬＤ１０Ｄは、第４の光を光ミキサ２０に出力する。
　光ミキサ２０について説明する。光ミキサ２０は、ＬＤ１０Ａ～１０Ｄ及び第１の分岐手段３０Ａ～第４の分岐手段３０Ｄに接続されている。光ミキサ２０は、第１の光、第２の光、第３の光及び第４の光を合波した後で分岐し、第１の合波光、第２の合波光、第3の合波光及び第４の合波光を出力する。具体的には、光ミキサ２０は、第１の合波光を第１の分岐手段３０Ａに出力する。光ミキサ２０は、第２の合波光を第２の分岐手段３０Ｂに出力する。光ミキサ２０は、第３の合波光を第３の分岐手段３０Ｃに出力する。光ミキサ２０は、第４の合波光を第４の分岐手段３０Ｄに出力する。
　図２は、光ミキサ２０の詳細を示した図である。光ミキサ２０は、図２に示されるように、光カプラ２１～２４を備える。光カプラ２１は、ＬＤ１０Ａからの第１の光及びＬＤ１０Ｂからの第２の光を合波した後で分岐して、光カプラ２３及び光カプラ２４に出力する。光カプラ２２は、ＬＤ１０Ｃからの第３の光及びＬＤ１０Ｄからの第４の光を合波した後で分岐して、光カプラ２３及び光カプラ２４に出力する。
　光カプラ２３は、光カプラ２１からの光及び光カプラ２２からの光を合波した後で分岐して、第１の分岐手段３０Ａに第１の合波光を出力し、第２の分岐手段３０Ｂに第２の合波光を出力する。また、光カプラ２４は、光カプラ２１からの光及び光カプラ２２からの光を合波した後で分岐して、第３の分岐手段３０Ｃに第３の合波光を出力し、第４の分岐手段３０Ｄに第４の合波光を出力する。
　第１の分岐手段３０Ａ～第４の分岐手段３０Ｄについて説明する。第１の分岐手段３０Ａ～第４の分岐手段３０Ｄの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、第１の分岐手段３０Ａ～第４の分岐手段３０Ｄの各々を分岐手段３０と称する。分岐手段３０は、入力した光を分岐して出力する。分岐手段３０は、例えば光カプラである。
　第１の分岐手段３０Ａは、光ミキサ２０及び第１の増幅手段４０Ａに接続されている。第１の分岐手段３０Ａは、光ミキサ２０から入力された第１の合波光を分岐して、第１の励起光及び第２の励起光を第１の増幅手段４０Ａに出力する。
　第２の分岐手段３０Ｂは、光ミキサ２０及び第２の増幅手段４０Ｂに接続されている。第２の分岐手段３０Ｂは、光ミキサ２０から入力された第２の合波光を分岐して、第３の励起光及び第４の励起光を第２の増幅手段４０Ｂに出力する。
　第３の分岐手段３０Ｃは、光ミキサ２０及び第３の増幅手段４０Ｃに接続されている。第３の分岐手段３０Ｃは、光ミキサ２０から入力された第３の合波光を分岐して、第５の励起光及び第６の励起光を第３の増幅手段４０Ｃに出力する。
　第４の分岐手段３０Ｄは、光ミキサ２０及び第４の増幅手段４０Ｄに接続されている。第４の分岐手段３０Ｄは、光ミキサ２０から入力された第４の合波光を分岐して、第７の励起光及び第８の励起光を第４の増幅手段４０Ｄに出力する。
　第１の増幅手段４０Ａ～第４の増幅手段４０Ｄについて説明する。第１の増幅手段４０Ａ～第４の増幅手段４０Ｄの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、第１の増幅手段４０Ａ～第４の増幅手段４０Ｄの各々を増幅手段４０と称する。増幅手段４０は、励起光を用いて光信号を増幅可能な光アンプを含む。
　増幅手段４０の詳細について説明する。図３は増幅手段４０の詳細を示すブロック図である。図３に示されるように、増幅手段４０は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ４１、４２及び光アンプ４３、４４を有する。
　ＷＤＭカプラ４１、４２には、二本の光ファイバが取り付けられる。二本の光ファイバのうち一方は光信号が伝搬する光ファイバであり、他方は分岐手段３０と接続する光ファイバである。ＷＤＭカプラ４１、４２は、分岐手段３０からの励起光を光信号と合波して、光アンプ４３、４４に出力する。光アンプ４３、４４は、励起光を用いて光信号を増幅する。光アンプ４３、４４は、例えばＥＤＦＡである。
　例えば、第１の増幅手段４０Ａにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第１の分岐手段３０Ａからの第１の励起光を第１の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第１の励起光を用いて第１の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第１の分岐手段３０Ａからの第２の励起光を第２の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第２の励起光を用いて第２の光信号を増幅する。
　また、第２の増幅手段４０Ｂにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第２の分岐手段３０Ｂからの第３の励起光を第３の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第３の励起光を用いて第３の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第２の分岐手段３０Ｂからの第４の励起光を第４の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第４の励起光を用いて第４の光信号を増幅する。
　また、第３の増幅手段４０Ｃにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第３の分岐手段３０Ｃからの第５の励起光を第５の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第５の励起光を用いて第５の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第３の分岐手段３０Ｃからの第６の励起光を第６の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第６の励起光を用いて第６の光信号を増幅する。
　また、第４の増幅手段４０Ｄにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第４の分岐手段３０Ｄからの第７の励起光を第７の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第７の励起光を用いて第７の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第４の分岐手段３０Ｄからの第８の励起光を第８の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第８の励起光を用いて第８の光信号を増幅する。
　なお、上述の第１の光信号～第８の光信号は、互いに異なる光ファイバを伝搬する光信号を指す。
　以上、光増幅システム１について説明した。図８に示される構成では、ＬＤから出力された光を二分岐した後に、二つの４ＭＩＸに入力して四分岐することで８つの励起光を出力する。一方で、光増幅システム１は、図８に示される構成とは異なり、光ミキサ２０により4つの光（第１～第４の光）を合波氏、4つの合波光（第１の合波光～第４の合波光）に分岐する。その後、分岐手段３０が４つの合波光を更に分岐することで、光増幅システム１は、８つの励起光を出力する。図８に示される４ＭＩＸのように複数の光カプラを互いに接続した構成を多く用いると、光通信システムを構成する部品点数が増えるため、構成が複雑になるという問題があった。一方で、光増幅システム１においては、複数の光カプラを互いに接続する構成を有する光ミキサは一つしか用いられていないため、４ＭＩＸを二つ備える図８のシステムに比べて、光増幅システム１は部品点数の増加を抑制でき、簡素な構成で実現できる。
＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態にかかる光増幅システム２について、図４、図５及び図６を用いて説明する。図４に示されるように、光増幅システム２は、ＬＤ１０Ａ～１０Ｄ、光ミキサ２０、第１の分岐手段３０Ａ、第２の分岐手段３０Ｂ、第３の分岐手段３０Ｃ、第４の分岐手段３０Ｄ、第１の増幅手段４０Ａ、第２の増幅手段４０Ｂ、第３の増幅手段４０Ｃ，第４の増幅手段４０Ｄ、第５の増幅手段４０Ｅ，第６の増幅手段４０Ｆ、第７の増幅手段４０Ｇ及び第８の増幅手段４０Ｈを備える。
　光増幅システム２は、第５の増幅手段４０Ｅ，第６の増幅手段４０Ｆ、第７の増幅手段４０Ｇ及び第８の増幅手段４０Ｈを更に備える点で、光増幅システム１と相違する。第１の増幅手段４０Ａ～第８の増幅手段４０Ｈの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、第１の増幅手段４０Ａ～第８の増幅手段４０Ｈの各々を増幅手段４０と称する。
　また、光増幅システム２における分岐手段３０について説明する。図５は、光増幅システム２における分岐手段３０の構成例を示すブロック図である。図５に示されるように、分岐手段３０は、光カプラ３１～３３を備える。
　光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された合波光（を分岐して、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。なお、光ミキサ２０から入力された合波光は、第１の合波光、第２の合波光、第3の合波光及び第４の合波光の内の何れか一つである。光カプラ３２及び光カプラ３３の各々は、入力した光を分岐して励起光を二つの増幅手段に出力する。
　具体的には、第１の分岐手段３０Ａにおいて、光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された第１の合波光を光カプラ３１により分岐し、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。光カプラ３２は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第１の励起光及び第２の励起光を第１の増幅手段４０Ａに出力する。また、光カプラ３３は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第９の励起光及び第１０の励起光を第５の増幅手段４０Ｅに出力する。
　また、第２の分岐手段３０Ｂにおいて、光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された第２の合波光を光カプラ３１により分岐し、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。光カプラ３２は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第３の励起光及び第４の励起光を第２の増幅手段４０Ｂに出力する。また、光カプラ３３は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第１１の励起光及び第１２の励起光を第６の増幅手段４０Ｆに出力する。
　また、第3の分岐手段３０Cにおいて、光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された第3の合波光を光カプラ３１により分岐し、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。光カプラ３２は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第5の励起光及び第6の励起光を第3の増幅手段４０Cに出力する。また、光カプラ３３は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第１３の励起光及び第１４の励起光を第７の増幅手段４０Ｇに出力する。
　また、第４の分岐手段３０Ｄにおいて、光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された第3の合波光を光カプラ３１により分岐し、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。光カプラ３２は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第７の励起光及び第８の励起光を第４の増幅手段４０Ｄに出力する。また、光カプラ３３は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第１５の励起光及び第１６の励起光を第８の増幅手段４０Ｈに出力する。
　第５の増幅手段４０Ｅ，第６の増幅手段４０Ｆ、第７の増幅手段４０Ｇ及び第８の増幅手段４０Ｈについて説明する。第５の増幅手段４０Ｅ，第６の増幅手段４０Ｆ、第７の増幅手段４０Ｇ及び第８の増幅手段４０Ｈの各々は、第１の増幅手段４０Ａ～第４の増幅手段４０Ｄの各々と同様に、図３に示される構成を備える。具体的には、第５の増幅手段４０Ｅ，第６の増幅手段４０Ｆ、第７の増幅手段４０Ｇ及び第８の増幅手段４０Ｈの各々は、ＷＤＭカプラ４１、４２及び光アンプ４３、４４を有する。
　例えば、第５の増幅手段４０Ｅにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第１の分岐手段３０Ａからの第９の励起光を第９の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第９の励起光を用いて第９の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第１の分岐手段３０Ａからの第１０の励起光を第１０の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第１０の励起光を用いて第１０の光信号を増幅する。
　また、第６の増幅手段４０Ｆにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第２の分岐手段３０Ｂからの第１１の励起光を第１１の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第１１の励起光を用いて第１１の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第２の分岐手段３０Ｂからの第１２の励起光を第１２の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第１２の励起光を用いて第１２の光信号を増幅する。
　また、第７の増幅手段４０Ｇにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第３の分岐手段３０Ｃからの第１３の励起光を第１３の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第１３の励起光を用いて第１３の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第３の分岐手段３０Ｃからの第１４の励起光を第１４の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第１４の励起光を用いて第１４の光信号を増幅する。
　また、第８の増幅手段４０Ｈにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第４の分岐手段３０Ｄからの第１５の励起光を第１５の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第１５の励起光を用いて第１５の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第４の分岐手段３０Ｄからの第１６の励起光を第１６の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第１６の励起光を用いて第１６の光信号を増幅する。
　なお、上述の第１の光信号～第１６の光信号は、互いに異なる光ファイバを伝搬する光信号を指す。
　以上、光増幅システム２について説明した。光増幅システム２は光増幅システム１と同様の構成を備える。そのため、光増幅システム２においても、複数の光カプラを互いに接続する構成を有する光ミキサは一つしか用いられていない。この結果、４ＭＩＸを二つ備える図８のシステムに比べて、光増幅システム２は部品点数の増加を抑制でき、簡素な構成で実現できる。また、光増幅システム２は、更に、第５の増幅手段４０Ｅ～第８の増幅手段４０Ｈを備えるため、光増幅システム１に比べて多くの光信号を増幅することができる。
＜第３の実施形態＞
　第３の実施形態にかかる光増幅システム３について、図７、図８及び図９を用いて説明する。図７に示されるように、光増幅システム３は、ＬＤ１０Ａ～１０Ｄ、光ミキサ２０、第１の分岐手段３０Ａ、第２の分岐手段３０Ｂ、第３の分岐手段３０Ｃ、第４の分岐手段３０Ｄ、第５の分岐手段３０Ｅ、第６の分岐手段３０Ｆ、第１の増幅手段４０Ａ、第２の増幅手段４０Ｂ、第３の増幅手段４０Ｃ，第４の増幅手段４０Ｄ、第５の増幅手段４０Ｅ，第６の増幅手段４０Ｆ、第７の増幅手段４０Ｇ、第８の増幅手段４０Ｈ、第９の増幅手段４０Ｉ、第１０の増幅手段４０Ｊ、第１１の増幅手段４０Ｋ及び第１２の増幅手段４０Ｌを備える。
　光増幅システム３は、ＬＤ１０Ｅ、ＬＤ１０Ｆ、第５の分岐手段３０Ｅ、第６の分岐手段３０Ｆ、第９の増幅手段４０Ｉ、第１０の増幅手段４０Ｊ、第１１の増幅手段４０Ｋ及び第１２の増幅手段４０Ｌを更に備える点で、光増幅システム２と相違する。
　ＬＤ１０Ａ～ＬＤ１０Ｆの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、ＬＤ１０Ａ～ＬＤ１０Ｆの各々をＬＤ１０と称する。また、第１の分岐手段３０Ａ～第６の分岐手段３０Ｆの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、第１の分岐手段３０Ａ～第６の分岐手段３０Ｆの各々を分岐手段３０と称する。また、第１の増幅手段４０Ａ～第１２の増幅手段４０Ｌの各々を区別する必要がない場合、以下の説明において、第１の増幅手段４０Ａ～第１２の増幅手段４０Ｌの各々を増幅手段４０と称する。
　ＬＤ１０Ｅ及びＬＤ１０Ｆは、光を出力する光源である。また、ＬＤ１０Ｅ及びＬＤ１０Ｆは、光ミキサ２０に接続されている。ＬＤ１０Ｅは、第５の光を光ミキサ２０に出力する。ＬＤ１０Ｆは、第６の光を光ミキサ２０に出力する。ＬＤ１０Ｅは、第５の光源に対応する。ＬＤ１０Ｆは、第６の光源に対応する。
　また、光増幅システム３における光ミキサ２０について説明する。光ミキサ２０は、第１の光、第２の光、第３の光、第４の光、第５の光及び第６の光のうちの一部を互いに合波した後で分岐する。光ミキサ２０は、第１の合波光、第２の合波光、第3の合波光、第４の合波光、第５の合波光及び第６の合波光を出力する。
　図８は、光増幅システム３における光ミキサ２０の構成例を示すブロック図である。図８に示されるように、光ミキサ２０は、光カプラ２１～２６を備える。
　光カプラ２１には、ＬＤ１０Ａからの第１の光及びＬＤ１０Ｂからの第２の光が入力する。光カプラ２１は、第１の光及び第２の光を合波した後で分岐し、光カプラ２４及び光カプラ２６に出力する。
　光カプラ２２には、ＬＤ１０Ｃからの第３の光及びＬＤ１０Ｄからの第４の光が入力する。光カプラ２２は、第３の光及び第４の光を合波した後で分岐し、光カプラ２４及び光カプラ２５に出力する。
　光カプラ２３には、ＬＤ１０Ｅからの第５の光及びＬＤ１０Ｆからの第６の光が入力する。光カプラ２３は、第５の光及び第６の光を合波した後で分岐し、光カプラ２４及び光カプラ２６に出力する。
　光カプラ２４には、光カプラ２１からの光及び光カプラ２２からの光が入力する。光カプラ２４は、入力された光を合波した後で分岐し、第１の分岐手段３０Ａに第１の合波光を出力し、第２の分岐手段３０Ｂに第２の合波光を出力する。
　光カプラ２５には、光カプラ２２からの光及び光カプラ２３からの光が入力する。光カプラ２５は、入力された光を合波した後で分岐し、第３の合波光を第３の分岐手段３０Ｃに出力し、第４の合波光を第４の分岐手段３０Ｄに出力する。
　光カプラ２６には、光カプラ２１からの光及び光カプラ２３からの光が入力する。光カプラ２６は、入力された光を合波した後で分岐し、第５の合波光を第５の分岐手段３０Ｅに出力し、第６の合波光を第６の分岐手段３０Ｆに出力する。
　光増幅システム３における分岐手段３０について説明する。光増幅システム３における分岐手段３０は、光増幅システム２における分岐手段３０と同様の構成を備える。具体的には、分岐手段３０は、図５に示されるように、光カプラ３１～３３を備える。
　具体的には、第５の分岐手段３０Ｅにおいて、光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された第５の合波光を光カプラ３１により分岐し、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。光カプラ３２は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第１７の励起光及び第１８の励起光を第９の増幅手段４０Ｉに出力する。また、光カプラ３３は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第１９の励起光及び第２０の励起光を第１０の増幅手段４０Ｊに出力する。
　また、第６の分岐手段３０Ｆにおいて、光カプラ３１は、光ミキサ２０から入力された第６の合波光を光カプラ３１により分岐し、光カプラ３２及び光カプラ３３に出力する。光カプラ３２は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第２１の励起光及び第２２の励起光を第１１の増幅手段４０Ｋに出力する。また、光カプラ３３は、光カプラ３１から入力された光を更に分岐して、第２３の励起光及び第２４の励起光を第１２の増幅手段４０Ｌに出力する。
　第９の増幅手段４０Ｉ，第１０の増幅手段４０Ｊ、第１１の増幅手段４０Ｋ及び第１２の増幅手段４０Ｌについて説明する。第９の増幅手段４０Ｉ，第１０の増幅手段４０Ｊ、第１１の増幅手段４０Ｋ及び第１２の増幅手段４０Ｌの各々は、第１の増幅手段４０Ａ～第８の増幅手段４０Ｈの各々と同様に、図３に示される構成を備える。具体的には、第９の増幅手段４０Ｉ，第１０の増幅手段４０Ｊ、第１１の増幅手段４０Ｋ及び第１２の増幅手段４０Ｌの各々は、ＷＤＭカプラ４１、４２及び光アンプ４３、４４を有する。
　例えば、第９の増幅手段４０Ｉにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第５の分岐手段３０Ｅからの第１７の励起光を第１７の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第１７の励起光を用いて第１７の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第５の分岐手段３０Ｅからの第１８の励起光を第１８の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第１８の励起光を用いて第１８の光信号を増幅する。
　また、第１０の増幅手段４０Ｊにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第５の分岐手段３０Ｅからの第１９の励起光を第１９の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第１９の励起光を用いて第１９の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第５の分岐手段３０Ｅからの第２０の励起光を第２０の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第２０の励起光を用いて第２０の光信号を増幅する。
　例えば、第１１の増幅手段４０Ｋにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第６の分岐手段３０Ｆからの第２１の励起光を第２１の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第２１の励起光を用いて第２１の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第６の分岐手段３０Ｆからの第２２の励起光を第２２の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第２２の励起光を用いて第２２の光信号を増幅する。
　また、第１２の増幅手段４０Ｌにおいては、ＷＤＭカプラ４１は、第６の分岐手段３０Ｆからの第２３の励起光を第２３の光信号と合波して、光アンプ４３に出力する。光アンプ４３は、第２３の励起光を用いて第２３の光信号を増幅する。また、ＷＤＭカプラ４２は、第６の分岐手段３０Ｆからの第２４の励起光を第２４の光信号と合波して、光アンプ４４に出力する。光アンプ４４は、第２４の励起光を用いて第２４の光信号を増幅する。
　なお、上述の第１の光信号～第２４の光信号は、互いに異なる光ファイバを伝搬する光信号を指す。
　以上、光増幅システム３について説明した。光増幅システム３は光増幅システム１、２と同様の構成を備える。そのため、光増幅システム３においても、複数の光カプラを互いに接続する構成を有する光ミキサは一つしか用いられていない。この結果、４ＭＩＸを二つ備える図８のシステムに比べて、光増幅システム３は部品点数の増加を抑制でき、簡素な構成で実現できる。また、光増幅システム３は、更に、第９の増幅手段４０Ｉ～第１２の増幅手段４０Ｌを備えるため、光増幅システム１、２に比べて多くの光信号を増幅することができる。
　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。
１、２、３　光増幅システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ　ＬＤ
２０　光ミキサ
２１、２２、２３、２４、２５、２６　光カプラ
３０　分岐手段
３０Ａ　第１の分岐手段
３０Ｂ　第２の分岐手段
３０Ｃ　第３の分岐手段
３０Ｄ　第４の分岐手段
３０Ｅ　第５の分岐手段
３０Ｆ　第６の分岐手段
３１、３２、３３　光カプラ
４０　増幅手段
４０Ａ　第１の増幅手段
４０Ｂ　第２の増幅手段
４０Ｃ　第３の増幅手段
４０Ｄ　第４の増幅手段
４０Ｅ　第５の増幅手段
４０Ｆ　第６の増幅手段
４０Ｇ　第７の増幅手段
４０Ｈ　第８の増幅手段
４０Ｉ　第９の増幅手段
４０Ｊ　第１０の増幅手段
４０Ｋ　第１１の増幅手段
４０Ｌ　第１２の増幅手段
４１、４２　ＷＤＭカプラ
４３、４４　光アンプ

Claims (3)

  1. 　第１の光を出力する第１の光源と、
    　第２の光を出力する第２の光源と、
    　第３の光を出力する第３の光源と、
    　第４の光を出力する第４の光源と、
    　前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光及び前記第４の光を合波した後で分岐し、第１の合波光、第２の合波光、第3の合波光及び第４の合波光を出力する光ミキサと、
    　前記第１の合波光を分岐して第１の励起光及び第２の励起光を出力する第１の分岐手段と、
    　前記第２の合波光を分岐して第３の励起光及び第４の励起光を出力する第２の分岐手段と、
    　前記第３の合波光を分岐して第５の励起光及び第６の励起光を出力する第３の分岐手段と、
    　前記第４の合波光を分岐して第７の励起光及び第８の励起光を出力する第４の分岐手段と、
    　前記第１の励起光を用いて第１の光信号を増幅し、前記第２の励起光を用いて第２の光信号を増幅する第１の増幅手段と、
    　前記第３の励起光を用いて第３の光信号を増幅し、前記第４の励起光を用いて第４の光信号を増幅する第２の増幅手段と、
    　前記第５の励起光を用いて第５の光信号を増幅し、前記第６の励起光を用いて第６の光信号を増幅する第３の増幅手段と、
    　前記第７の励起光を用いて第７の光信号を増幅し、前記第８の励起光を用いて第８の光信号を増幅する第４の増幅手段と、
    　を備える光増幅システム。
  2. 　第５の増幅手段、第６の増幅手段、第７の増幅手段及び第８の増幅手段を更に備え、
    　前記第１の分岐手段は、前記第１の合波光を分岐して、前記第１の励起光、前記第２の励起光、第９の励起光及び第１０の励起光を出力し、
    　前記第２の分岐手段は、前記第２の合波光を分岐して、前記第３の励起光、前記第４の励起光、第１１の励起光及び第１２の励起光を出力し、
    　前記第３の分岐手段は、前記第３の合波光を分岐して、前記第５の励起光、前記第６の励起光、第１３の励起光及び第１４の励起光を出力し、
    　前記第４の分岐手段は、前記第４の合波光を分岐して、前記第７の励起光、前記第８の励起光、第１５の励起光及び第１６の励起光を出力し、
    　前記第５の増幅手段は、前記第９の励起光を用いて第９の光信号を増幅し、前記第１０の励起光を用いて第１０の光信号を増幅し、
    　前記第６の増幅手段は、前記第１１の励起光を用いて第１１の光信号を増幅し、前記第１２の励起光を用いて第１２の光信号を増幅し、
    　前記第７の増幅手段は、前記第１３の励起光を用いて第１３の光信号を増幅し、前記第１４の励起光を用いて第１４の光信号を増幅し、
    　前記第８の増幅手段は、前記第１５の励起光を用いて第１５の光信号を増幅し、前記第１６の励起光を用いて第１６の光信号を増幅する、
    　請求項１に記載の光増幅システム。
  3. 　第５の光を出力する第５の光源と、
    　第６の光を出力する第６の光源と
    　第５の分岐手段、第６の分岐手段、第９の増幅手段、第１０の増幅手段、第１１の増幅手段、第１２の増幅手段を更に備え、
    　前記光ミキサは、前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光、前記第４の光、前記第５の光及び前記第６の光のうちの一部を互いに合波した後で分岐し、前記第１の合波光、前記第２の合波光、前記第3の合波光、前記第４の合波光、第５の合波光及び第６の合波光を出力し、
    　前記第５の分岐手段は、前記第５の合波光を分岐して、第１７の励起光、第１８の励起光、第１９の励起光及び第２０の励起光を出力し、
    　前記第６の分岐手段は、前記第６の合波光を分岐して、第２１の励起光、第２２の励起光、第２３の励起光及び第２４の励起光を出力し、
    　前記第９の増幅手段は、前記第１７の励起光を用いて第１７の光信号を増幅し、前記第１８の励起光を用いて第１８の光信号を増幅し、
    　前記第１０の増幅手段は、前記第１９の励起光を用いて第１９の光信号を増幅し、前記第２０の励起光を用いて第２０の光信号を増幅し、
    　前記第１１の増幅手段は、前記第２１の励起光を用いて第２１の光信号を増幅し、前記第２２の励起光を用いて第２２の光信号を増幅し、
    　前記第１２の増幅手段は、前記第２３の励起光を用いて第２３の光信号を増幅し、前記第２４の励起光を用いて第２４の光信号を増幅する、
    　請求項２に記載の光増幅システム。
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