JP2001196673A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利得の波長依存性を変化させることなく利得
を変更できると共に、利得の波長依存性を適切に調整で
きるようにすること。 【解決手段】 励起光源２ａ、２ｂと、励起光源からの
励起光により光を増幅する希土類添加光ファイバ１ａ、
１ｂと、波長多重帯域外の光を選択し帰還光として帰還
させる光合分波器５ａ、５ｂとを備え、波長多重された
光信号を増幅して出力部から出力する光ファイバ増幅器
２０において、帰還光を減衰してこの帰還光の帰還量を
制御する第１光減衰器６ａと、複数の希土類添加光ファ
イバの途中に帰還光と信号光とを分離又は合成する光合
分波器５ｃ、５ｄと、この光合分波器により分離された
信号光を減衰させる第２光減衰器６ｂと、第１光減衰器
及び第２光減衰器の減衰量をそれぞれ独立して制御する
比較器１４ａ、１４ｂとを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ増幅器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】希土類添加光ファイバを用いた光ファイ
バ増幅器は、高利得、高出力、低雑音等の優れた特性を
合わせ持つため、光通信システムの性能を大幅に向上さ
せることができる。光ファイバ増幅器の原理は、希土類
添加光ファイバに添加した希土類イオンの励起準位に相
当する波長を有する励起光を希土類添加光ファイバに入
射し、希土類イオンのエネルギー準位の反転分布により
生じる誘導放出現象によって信号光を増幅するものであ
る。

【０００３】特にエルビウム（Ｅｒ）を添加した光ファ
イバ増幅器（ＥＤＦＡ）は、増幅波長帯域が石英系光フ
ァイバの最低損失波長帯（１．５５μｍ帯）と一致し、
しかも効率が良く、高利得、低雑音の増幅特性が容易に
得られることから、広く実用に供されている。

【０００４】ＥＤＦＡ等の光ファイバ増幅器を用いて波
長多重伝送システムを構成すると、波長多重された光信
号を一括して増幅することができるので、波長多重によ
る大容量で柔軟な伝送システムを経済的に構築すること
が可能となる。

【０００５】しかしながら、波長単位で経路の切り換え
を行う波長多重伝送システムにおいて、多重化されるチ
ャンネル数が変動する場合、入力信号光の強度の総和が
変動するため、光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の飽和特
性に従い一波当たりの利得も変動を受けることになる。

【０００６】このような利得の変動を回避するために、
光ファイバ増幅器に入力される入力信号光の強度と増幅
された出力信号光の強度とをモニタし、これらの比が一
定になるように励起光の強度を制御する方法が提案され
ている。

【０００７】しかしながら、この方法では構成が複雑に
なる他に、入力信号光の広い強度範囲にわたり、利得を
高精度に安定化させるのが困難であり、また、入力信号
光の強度の時間変動に対する過渡的な応答特性に問題が
ある。

【０００８】このような問題を解決する光ファイバ増幅
器として、光ファイバ増幅器でレーザ発振を生じさせる
ことにより利得の安定化を図るものが、図５に示すよう
に提案されている。

【０００９】この光ファイバ増幅器は、希土類元素のイ
オンが添加された希土類添加光ファイバ１と、希土類添
加光ファイバ１に励起光を入射する励起光源２と、信号
光と励起光とを合波する光合分波器３と、光ファイバ増
幅器の入出力側に接続され、入力側への反射戻り光を防
止する光アイソレータ４ａ、４ｂと、光ファイバ増幅器
の入出力端に配置され、信号光と信号光以外の発振光
（帰還光）とを分離または合成する光合分波器５ａ、５
ｂと、これらの光合分波器５ａ、５ｂ間に配置されて帰
還光の帰還量を調整する光減衰器６とを有して構成され
ている。

【００１０】この光ファイバ増幅器では、出力側の光合
分波器５ｂにより信号光と分離された増幅光（発振光）
が、光減衰器６を経て入力側の光合分波器５ａに至り、
再び増幅部（希土類添加光ファイバ１、励起光源２、光
合分波器３、光アイソレータ４ａ及び４ｂ）に入力され
ることにより、光合分波器５ａ、５ｂにて選択される波
長で発振が生じ、光ファイバ増幅器の増幅部の利得が固
定される。その利得の大きさは、増幅部と減衰部（光減
衰器６、光合分波器５ａ及び５ｂ）とで構成される帰還
ループの利得が「１」になるように決定される。言い換
えれば、光減衰器６の減衰量により光ファイバ増幅器の
利得を制御することが可能となる。

【００１１】このような内部発振を用いた光ファイバ増
幅器によれば、入力信号光の強度の変化によらず、常に
一定の利得（出力信号光の強度）を保つことができ、入
力信号光の強度の時間変化に対する過渡的な応答特性も
安定し、しかも複雑な電気的制御も不要となる。この光
ファイバ増幅器の特性を図６を用いて説明する。

【００１２】図６は、利得における入力信号光の強度依
存性が、光帰還の有無により相違することを示すグラフ
である。同図において横軸は入力信号光の強度を示し、
縦軸は光ファイバ増幅器の利得を示す。同図より、光帰
還制御（発振）が無い場合には、利得は入力信号光の強
度に依存して大きく変動するが、光帰還制御が有る場合
には、利得が一定の値に安定化される入力信号光の強度
範囲が拡大される。また、光帰還制御が無い場合には、
入力信号光の強度に応じて利得の波長依存性も変化する
が、帰還ループを用いた光帰還制御を行うことにより、
利得が安定化した入力信号光強度の範囲において、利得
の波長依存性も安定化される。

【００１３】一方、図７は光ファイバ増幅器の他の従来
例を示すブロック図である。この光ファイバ増幅器は、
端子Ａから端子Ｂ、端子Ｂから端子Ｃへの順方向特性を
有する二つの入口側光サーキュレータ７ａ、出口側光サ
ーキュレータ７ｂを用いたものであり、入力信号光に対
しては、図５の光ファイバ増幅器の光アイソレータ４
ａ、４ｂが入口側光サーキュレータ、出口側光サーキュ
レータ７ｂに置き変わっただけである。

【００１４】励起光源２と、この励起光源２からの励起
光により光を増幅する希土類添加光ファイバ１と、信号
光と励起光とを合波する光合分波器３とで構成された増
幅部の入力側に入口側光サーキュレータ７ａの端子Ｂが
接続され、増幅部の出力側に出口側光サーキュレータ７
ｂの端子Ｂが接続されている。光サーキュレータ入口側
の端子Ｃと、出口側光サーキュレータ７ｂの端子Ａとの
間に、光減衰器６とバンドパスフィルタ８とが直列に接
続されている。

【００１５】このような光ファイバ増幅器において、入
力信号光は、入口側光サーキュレータ７ａの端子Ａから
端子Ｂに至り、光合分波器３により励起光源２の励起光
と合波されて希土類添加光ファイバ１に入射し、増幅さ
れた後、出口側光サーキュレータ７ｂの端子Ｂを経て端
子Ｃから出力する。

【００１６】また、入口側光サーキュレータ７ａの端子
Ｃと、出口側光サーキュレータ７ｂの端子Ａとの間が、
バンドパスフィルタ８及び光減衰器６を介して接続され
ているので、希土類添加光ファイバ１の入力側から放出
された光は、入口側光サーキュレータ７ａの端子Ｂから
端子Ｃに至り、光減衰器６及びバンドパスフィルタ８を
経て出口側光サーキュレータ７ｂの端子Ａから端子Ｂに
至り、増幅部を経て再び入口側光サーキュレータ７ａの
端子Ｂに戻る帰還ループが形成される。

【００１７】従って、バンドパスフィルタ８により選択
された波長の光が光ファイバ１内で増幅されて発振し、
入力信号光の強度が変化しても、希土類添加光ファイバ
１と励起光源２からなる増幅部の利得が一定になる。そ
の固定利得は、光減衰器６により調節できる。

【００１８】このような帰還ループは、信号光とは逆方
向であるので、内部発振光は増幅器外部に出力されるこ
とがない。従って、内部発振光の発振波長は、信号光波
長帯域を含む任意の波長を選択することができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光通信シス
テムの中で光ファイバ増幅器を使用する際には、伝送系
の損失等に応じて利得を調整する必要がある。例えば、
入力信号光の強度が変動した時にも、出力信号光の強度
を一定レベルに維持すべく、光ファイバ増幅器の利得を
制御する必要がある。

【００２０】しかしながら、図５及び図６に示す従来の
光ファイバ増幅器では、帰還ループ内に設けた利得調整
用の光減衰器６により利得を変更すると、利得の波長依
存性が変化してしまい、波長多重伝送システムに適用す
ることができない。

【００２１】また、従来のＥＤＦＡでは、設定利得が同
一の値であっても、温度の変化によって利得の波長依存
性の特徴、つまり利得の波長に対する傾斜の傾向が異な
ってしまう。更に、従来のＥＤＦＡを多段接続した場
合、ＥＤＦＡにおける利得の波長に対する傾斜は一段当
たりでは僅かであっても、多段接続したときにはそれら
が蓄積されて著しく大きくなってしまうことがある。こ
れらのことから、ＥＤＦＡでは利得の波長依存性が調整
される必要がある。

【００２２】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、利得の波長依存性を変化させること
なく利得を変更できるとともに、利得の波長依存性を適
切に調整できる光ファイバ増幅器を提供することにあ
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、励起光源と、該励起光源からの励起光により光を増
幅する希土類添加光ファイバと、波長多重帯域外の光を
選択し帰還光として帰還させる帰還手段とを備え、波長
多重された光信号を増幅して出力部から出力する光ファ
イバ増幅器において、帰還光を減衰してこの帰還光の帰
還量を調整する第１の光減衰器と、複数の上記希土類添
加光ファイバの途中に帰還光と信号光を分離または合成
する分離合成手段と、この分離合成手段により分離され
た信号光を減衰させる第２の光減衰器と、第１及び第２
の光減衰器の減衰量をそれぞれ独立して制御する制御手
段とを備えて構成されたことを特徴とするものである。

【００２４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記出力部には、増幅後の波長多重信
号の一部を分岐して異なる波長帯の２つの信号光を分離
する波長分離手段と、分離した２つの信号光強度をモニ
タするモニタ手段とを備え、制御手段が、上記モニタ手
段からのモニタ出力に基づき、第１及び第２の光減衰器
の減衰量をそれぞれ独立して制御するよう構成されたこ
とを特徴とするものである。

【００２５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、上記制御手段は、モニタした
２つの信号光の強度の差または比が一定となるように、
第１の光減衰器の減衰量を制御することを特徴とするも
のである。

【００２６】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の発明において、上記制御手段は、モ
ニタした２つの信号光の強度の和または平均が一定とな
るように、第２の光減衰器の減衰量を制御することを特
徴とするものである。

【００２７】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、上記帰還手段は、上
記希土類添加光ファイバの両端に配置され、帰還光と信
号光を波長に応じて分離または合成する光合分波器を有
して構成されたことを特徴とするものである。

【００２８】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、上記帰還手段は、上
記希土類添加光ファイバの一端に配置され、帰還光と信
号光を波長に応じて分離する光分波器と、上記希土類添
加光ファイバの他端に配置された光合波器または光カプ
ラと、を有して構成されたことを特徴とするものであ
る。

【００２９】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、上記帰還手段は、上
記希土類添加光ファイバの両端に配置された光カプラ
と、両光カプラ間に配置され、帰還光のみを透過させる
バンドパスフィルタと、を有して構成されたことを特徴
とするものである。

【００３０】請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、上記帰還手段は、上
記希土類添加光ファイバの一端に配置され、増幅した光
を取り出す出力側光サーキュレータと、上記希土類添加
光ファイバの他端に配置され、帰還された光を取り込む
入力側光サーキュレータと、両光サーキュレータ間に設
けられ、帰還光のみを透過させるバンドパスフィルタと
を有して構成され、帰還光が信号光と逆方向に伝搬され
ることを特徴とするものである。

【００３１】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８
のいずれかに記載の発明において、上記希土類添加光フ
ァイバの途中で帰還光と信号光とを分離または合成する
上記分離合成手段は、帰還光と信号光を波長に応じて分
離または合成する光合分波器を有して構成されたことを
特徴とするものである。

【００３２】請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至
８のいずれかに記載の発明において、上記希土類添加光
ファイバの途中で帰還光と信号光とを分離または合成す
る上記分離合成手段は、上記希土類添加ファイバの一端
に配置された入力側光サーキュレータと、上記希土類添
加ファイバの他端に配置された出力側光サーキュレータ
とを有して構成され、帰還光が信号光と逆方向に伝搬さ
れることを特徴とするものである。

【００３３】請求項１、３乃至１０に記載の発明には次
の作用がある。

【００３４】第１の光減衰器が帰還光を減衰し、分離合
成手段が複数の希土類添加光ファイバの途中で信号光と
帰還光とを分離し、第２の光減衰器が信号光を減衰し、
制御手段が第１及び第２の光減衰器のそれぞれの減衰量
を独立して制御することから、帰還光の減衰量を制御し
た場合には、利得の波長依存性の変化を伴いながら利得
を調整（変更）でき、また、信号光の減衰量を制御した
場合には、帰還光に影響を与えず信号光のみを減衰でき
るため、利得の波長依存性を変化させることなく利得を
調整（変更）することが可能となる。このように１台の
光ファイバ増幅器で、利得の波長依存性の変化を伴って
利得を調整する帰還光利得調整と、利得の波長依存性を
維持したまま利得を調整する信号光利得調整の２通りの
利得制御が可能となる。

【００３５】したがって、信号光利得調整のみによる利
得制御によって、利得の波長依存性を変化させることな
く利得を変更できる。また、信号光利得調整と帰還光利
得調整とを組み合わせて利得制御することにより、利得
の波長依存性を適切に調整することができる。

【００３６】請求項２に記載の発明には次の作用があ
る。

【００３７】出力部において、波長多重信号のうち異な
る波長帯の２つの出力信号光の強度をモニタ手段がモニ
タし、制御手段が、モニタ手段からのモニタ出力に基づ
き、第１及び第２の光減衰器の減衰量をそれぞれ独立し
て制御することから、波長多重信号の利得が波長に対し
て一様に変化しまたは一定であるとき、制御手段は、例
えば、モニタされた２つの出力信号光の強度の比または
差から出力信号光の波長傾斜、つまり利得の波長に対す
る傾斜を求め、この傾斜を変更（例えば平坦化）するよ
うに第１の光減衰器の減衰量を制御し（帰還光利得調
整）、また、モニタされた２つの出力信号光の強度の和
から出力信号光の強度の平均を求め、この強度の平均
が、予め設定した基準値と同一となるように第２の光減
衰器の減衰量を制御する（信号光利得調整）。

【００３８】上記帰還光利得調整により利得の波長依存
性の特徴を変え、このときの利得の増減分を上記信号光
利得調整により相殺して補償することによって、波長多
重信号の利得の値を変更させることなく利得の波長依存
性の特徴のみを適切に調整することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】［Ａ］第一の実施の形態（図１） 図１は、本発明に係る光ファイバ増幅器の第一の実施の
形態を示すブロック図である。この図１において、基本
的構成及び動作は従来技術と同様であるので、重複する
説明は省略する。

【００４０】図１に示す光ファイバ増幅器２０では、１
本の希土類添加光ファイバを希土類添加光ファイバ１ａ
と希土類添加光ファイバ１ｂとに分割し、それぞれが励
起光源２ａ、２ｂからの励起光により励起して信号光を
増幅する。希土類添加光ファイバ１ａ及び１ｂの両端部
には、帰還手段としての光合分波器５ａ及び５ｂが配置
される。

【００４１】これらの光合分波器５ａ及び５ｂは、波長
に応じて信号光と発振光とを分離又は合成し、波長多重
帯域外の上記発振光を帰還光として帰還させる。第１光
減衰器６ａは、従来技術の光減衰器６と同様に配置さ
れ、光合分波器５ｂにより分離された帰還光を減衰して
この帰還光の帰還量を調整する機能を有する。

【００４２】希土類添加光ファイバ１ａと希土類添加光
ファイバ１ｂとの中間部においては、光合分波器５ｃに
より信号光と帰還光（発振光）とが一旦分離され、信号
光側に第２光減衰器６ｂ及び利得等化器９（ＧＥＱ）が
直列に配置され、光合分波器５ｄにより信号光と帰還光
とが再び合成されるよう構成される。

【００４３】上記光合分波器５ｃ及び５ｄは、波長に応
じて信号光と帰還光とを分離又は合成する分離合成手段
として機能し、また上記第２光減衰器６ｂは、光合分波
器５ｃにより分離された信号光を減衰する機能を有す
る。上記利得等化器９は、光ファイバ増幅器２０におけ
る利得の波長に対する傾斜を平坦化、つまり利得の波長
依存性を平坦化するものである。

【００４４】また、上述の光ファイバ増幅器２０の出力
部には、波長分離手段としての光カプラ１０並びにバン
ドパスフィルタ１１及び１２と、モニタ手段としての光
受信器１３ａ及び１３ｂとが設置される。

【００４５】上記光カプラ１０は、増幅された波長多重
信号の一部を分岐するものである。また、バンドパスフ
ィルタ１１及び１２は、光カプラ１０により分岐された
波長多重信号から異なる波長帯の２つの信号を分離する
ものであり、例えば、バンドパスフィルタ１１が最長波
長の出力信号光を、バンドパスフィルタ１２が最短波長
の出力信号光をそれぞれ分離する。更に、光受信器１３
ａ及び１３ｂは、バンドパスフィルタ１１及び１２によ
り分離された出力信号光の強度をモニタするものであ
り、光受信器１３ａがバンドパスフィルタ１１にて分離
された最長波長の出力信号光の強度をモニタし、光受信
器１３ｂがバンドパスフィルタ１２にて分離された最短
波長の出力信号光の強度をモニタする。

【００４６】制御手段としての比較器１４ａ及び１４
ｂ、演算器１５並びに定電圧発生器１６は、光受信器１
３ａ及び１３ｂからのモニタ出力（信号光の強度に比例
して出力された電圧）に基づき、第１光減衰器６ａ及び
第２光減衰器６ｂをそれぞれ独立して制御する。

【００４７】つまり、比較器１４ａは、波長多重信号の
利得が波長に対し一様に変化し又は一定であるとき、光
受信器１３ａと光受信器１３ｂにてモニタされた２つの
出力信号の強度の差又は比から、出力信号光の波長傾斜
（利得の波長に対する傾斜）を求め、この傾斜を変更す
るよう第１光減衰器６ａの減衰量を制御する。例えば、
比較器１４ａは、２つの出力信号光の強度の差又は比を
一定とし、出力信号光の波長傾斜が平坦化するように第
１光減衰器６ａの減衰量を制御する。このように、第１
光減衰器６ａを用いて帰還光を減衰する制御による利得
の調整を帰還光利得調整と称する。

【００４８】また、演算器１５は、波長多重信号の利得
が波長に対し一様に変化し又は一定であるとき、光受信
器１３ａと光受信器１３ｂにてモニタされた２つの出力
信号光の強度の和から平均を演算する。比較器１４ｂ
は、演算器１５にて演算され電圧に変換された出力信号
光の強度の平均値が、定電圧発生器１６の基準電圧値と
同一となるよう第２光減衰器６ｂの減衰量を制御する。
このように、第２光減衰器６ｂを用いて信号光を減衰す
る制御による利得の調整を信号光利得調整という。

【００４９】内部発振が維持されている入力信号光の強
度範囲内では、発振により、帰還ループの減衰量と増幅
された利得が常に釣り合うため利得が固定されるが、上
述の第１光減衰器６ａ及び第２光減衰器６ｂの減衰量の
制御により利得が調整（変更）される。

【００５０】第１光減衰器６ａの減衰量を制御して設定
利得を変更し、利得を調整（帰還光利得調整）したとき
の利得の波長依存性を図２に示す。この図２では、横軸
に入力信号光の波長を、縦軸に光ファイバ増幅器２０の
利得をそれぞれ示す。また、設定利得は、波長１５４９
ｎｍに対して１３ｄＢ、１６ｄＢ、１９ｄＢ、２２ｄ
Ｂ、２５ｄＢ、２８ｄＢである。この図２に示すよう
に、帰還光利得調整においては、設定利得を変えると利
得の波長依存性の特徴、つまり、利得の波長に対する傾
斜の傾向が変化する。例えば、利得の波長依存性は、設
定利得１３ｄＢの場合には、図２における右上がりの特
徴を示すが、設定利得が２８ｄＢの場合には、図２にお
ける右下がりの特徴を示す。

【００５１】また、第２光減衰器６ｂの減衰量を制御し
て設定利得を変更し、利得を調整（信号光利得調整）し
たときの利得の波長依存性を図３に示す。この図３で
も、横軸及び縦軸は図２の場合と同様である。また、設
定利得は、波長１５４９ｎｍに対して７ｄＢ、１０ｄ
Ｂ、１３ｄＢ、１６ｄＢ、１９ｄＢ、２２ｄＢである。
第１光減衰器６ａの減衰量を固定して帰還光利得を一定
とした場合、第２光減衰器６ｂの減衰量を変更すること
により光ファイバ増幅器２０の利得が調整される。この
とき、第２光減衰器６ｂの減衰量の変更が帰還光に影響
を与えないことから、図３に示すように、第２光減衰器
６ｂの減衰量を変更して信号光利得を変化させても、光
ファイバ増幅器２０における利得の波長依存性は殆ど変
化しない。

【００５２】このように、本実施の形態の光ファイバ増
幅器２０においては、利得の波長依存性の変化を伴いつ
つ利得を調整する帰還光利得調整と、利得の波長依存性
を維持したまま利得を調整する信号光利得調整との２通
りの利得調整が、それぞれ独立して実施可能に構成され
ている。

【００５３】また、第１光減衰器６ａの減衰量を変更す
る帰還光利得調整と、第２光減衰器６ｂの減衰量を変更
する信号光利得調整との組み合わせにより、利得の波長
依存性の特徴のみが調整可能に構成される。

【００５４】すなわち、帰還光利得調整によって、利得
の波長依存性の特徴、つまり利得の波長に対する傾斜の
傾向を変える（例えば、図２の右上がりの傾向を平坦化
又は左上がりの傾向とする）。このときの利得の増減分
を、信号光利得調整によって、上述の如く変更された利
得の波長依存性の特徴を維持しつつ相殺して補償する。
これにより、モニタされた２つの出力信号光の平均利得
を適正に保ちつつ、利得の波長依存性の特徴のみが適切
に調整されることになり、温度変化による利得の波長依
存性の変化が修正可能とされる。

【００５５】従って、上記実施の形態によれば、次の効
果を奏する。

【００５６】第１光減衰器６ａが帰還光を減衰し、光合
分波器５ｃおよび５ｄが複数の希土類添加光ファイバ１
ａ、１ｂの途中で信号光と帰還光とを分離または合成
し、第２光減衰器６ｂが信号光を減衰し、比較器１４ａ
が第１光減衰器６ａの減衰量を、比較器１４ｂが第２光
減衰器６ｂの減衰量をそれぞれ独立して制御することか
ら、帰還光の減衰量を制御した場合には、利得の波長依
存性の変化を伴いながら利得を調整（変更）でき、ま
た、信号光の減衰量を制御した場合には、帰還光に影響
を与えず信号光のみを減衰できるため、利得の波長依存
性を変化させることなく利得を調整（変更）することが
可能となる。このように、１台の光ファイバ増幅器２０
を用いて、利得の波長依存性の変化を伴って利得を調整
する帰還光利得調整と、利得の波長依存性を維持したま
ま利得を調整する信号光利得調整の２通りの利得制御が
可能となる。従って、信号光利得調整のみによる利得制
御によって、利得の波長依存性を変化させることなく利
得を変更できる。また、信号光利得調整と帰還光利得調
整とを組み合わせて利得制御することにより、利得の波
長依存性を適切に調整することができる。

【００５７】［Ｂ］第二の実施の形態（図４） 図４は、本発明に係る光ファイバ増幅器の第二の実施の
形態を示すブロック図である。この第二の実施の形態の
基本構成は、図７に示した従来技術に、図１に示す第一
実施の形態と同様の構成を付加したものであり、重複す
る部分の説明は省略する。

【００５８】図４に示す光ファイバ増幅器３０では、１
本の希土類添加光ファイバを希土類添加光ファイバ１ａ
と希土類添加光ファイバ１ｂとに分割し、それぞれが励
起光源２ａ、２ｂからの励起光により励起されて信号光
を増幅する。希土類添加光ファイバ１ａ及び１ｂの両端
には、帰還手段としての出口側光サーキュレータ７ｂ、
入口側光サーキュレータ７ａ及びバンドパスフィルタ８
が配置されている。

【００５９】出口側光サーキュレータ７ｂは、希土類添
加光ファイバ１ｂ側の端部に配置され、光ファイバ増幅
器３０にて増幅された光を取り出す。また、入口側光サ
ーキュレータ７ａは、希土類添加光ファイバ１ａ側の端
部に配置され、帰還した光を取り込む。また、バンドパ
スフィルタ８は、信号光と逆方向に伝搬される帰還光の
みを透過する。

【００６０】希土類添加光ファイバ１ａと希土類添加光
ファイバ１ｂとの中間部には、信号光と帰還光とを分離
又は合成する分離合成手段としての出口側光サーキュレ
ータ７ｄ及び入口側光サーキュレータ７ｃが配置され、
これらの入口側光サーキュレータ７ｃ及び出口側光サー
キュレータ７ｄにより光路が信号光側と帰還光側とに分
離される。信号光側の光路には、第２光減衰器６ｂ及び
利得等化器９が直列に配置され、帰還光側の光路には第
１光減衰器６ａが配置される。

【００６１】従って、信号光は、入口側光サーキュレー
タ７ｃの端子Ｂから端子Ｃに至り、第１光減衰器６ａ及
び利得等化器９を経て出口側光サーキュレータ７ｄの端
子Ａから端子Ｂに至る。また、信号光と逆方向に伝搬す
る帰還光は、出口側光サーキュレータ７ｄの端子Ｂから
端子Ｃに至り、第１光減衰器６ａを経て入口側光サーキ
ュレータ７ｃの端子Ａから端子Ｂに至る。

【００６２】この光ファイバ増幅器３０においても、そ
の出力部に、出力された波長多重信号の異なる２つの波
長を分離する光カプラ１０、バンドパスフィルタ１１及
び１２と、これら２つの波長の出力信号光の強度をモニ
タする光受信器１３ａ及び１３ｂが設置されている。そ
して、これら光受信器１３ａと１３ｂからのモニタ出力
に基づき、比較器１４ａが第１光減衰器６ａを、比較器
１４ｂが第２光減衰器６ｂをそれぞれ第一実施の形態と
同様に制御する。このため、本実施の形態においても、
前記第一の実施の形態と同様な効果を奏する。

【００６３】その他、第１光減衰器６ａが、希土類添加
光ファイバ１ａに入力される帰還光の強度を低く抑える
よう構成されることにより、この希土類添加光ファイバ
１ａにおける反転分布の低下が抑制されて、光ファイバ
増幅器３０の低雑音化を実現できる。

【００６４】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００６５】例えば、図１に示す前記第一の実施の形態
において、光合分波器５ｂを、信号光と帰還光とを波長
に応じて分離する光分波器に代え、光合分波器５ａを、
信号光と帰還光とを合成する光合波器又は光カプラに代
えて構成してもよい。

【００６６】更に、前記第一の実施の形態において、光
合分波器５ａ及び５ｂを光カプラに代え、これら両光カ
プラ間に、帰還光のみを透過させるバンドバスフィルタ
を配置して構成してもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る光ファイバ
増幅器によれば、帰還光を減衰してこの帰還光の減衰量
を調整する第１の光減衰器と、複数の希土類添加光ファ
イバの途中に帰還光と信号光とを分離又は合成する分離
構成手段と、この分離構成手段により分離された信号光
を減衰させる第２の光減衰器と、第１及び第２の光減衰
器の減衰量をそれぞれ独立して制御する制御手段とを備
えたことから、利得の波長依存性を変化させることなく
利得を変更できると共に、利得の波長依存性を適切に調
整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバ増幅器の第一の実施の
形態を示すブロック図である。

【図２】図１の光ファイバ増幅器において、帰還光利得
調整時における利得の波長依存性の一例を示すグラフで
ある。

【図３】図１の光ファイバ増幅器において、信号光利得
調整時における利得の波長依存性の一例を示すグラフで
ある。

【図４】本発明に係る光ファイバ増幅器の第二の実施の
形態を示すブロック図である。

【図５】従来の光ファイバ増幅器を示すブロック図であ
る。

【図６】利得における入力信号光の強度依存性が、光帰
還の有無により相違することを示すグラフである。

【図７】従来の他の光ファイバ増幅器を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 希土類添加光ファイバ ２ａ、２ｂ 励起光源 ５ａ、５ｂ 光合分波器（帰還手段） ５ｃ、５ｄ 光合分波器（分離合成手段） ７ａ 入口側光サーキュレータ（帰還手段） ７ｂ 出口側光サーキュレータ（帰還手段） ７ｃ 入口側光サーキュレータ（分離合成手段） ７ｄ 出口側光サーキュレータ（分離構成手段） ８ バンドパスフィルタ（帰還手段） １０ 光カプラ（波長分離手段） １１、１２ バンドパスフィルタ（波長分離手段） １３ａ、１３ｂ 光受信器（モニタ手段） １４ａ、１４ｂ 比較器（制御手段） １５ 演算器（制御手段） １６ 定電圧発生器（制御手段） ２０ 光ファイバ増幅器 ３０ 光ファイバ増幅器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光源と、該励起光源からの励起光に
   より光を増幅する希土類添加光ファイバと、波長多重帯
   域外の光を選択し帰還光として帰還させる帰還手段とを
   備え、波長多重された光信号を増幅して出力部から出力
   する光ファイバ増幅器において、 帰還光を減衰してこの帰還光の帰還量を調整する第１の
   光減衰器と、 複数の上記希土類添加光ファイバの途中に帰還光と信号
   光を分離または合成する分離合成手段と、 この分離合成手段により分離された信号光を減衰させる
   第２の光減衰器と、 第１及び第２の光減衰器の減衰量をそれぞれ独立して制
   御する制御手段とを備えて構成されたことを特徴とする
   光ファイバ増幅器。
2. 【請求項２】 上記出力部には、増幅後の波長多重信号
   の一部を分岐して異なる波長帯の２つの信号光を分離す
   る波長分離手段と、分離した２つの信号光強度をモニタ
   するモニタ手段とを備え、制御手段が、上記モニタ手段
   からのモニタ出力に基づき、第１及び第２の光減衰器の
   減衰量をそれぞれ独立して制御するよう構成されたこと
   を特徴とする請求項１に記載の光ファイバ増幅器。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、モニタした２つの信号
   光の強度の差または比が一定となるように、第１の光減
   衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１また
   は２に記載の光ファイバ増幅器。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、モニタした２つの信号
   光の強度の和または平均が一定となるように、第２の光
   減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
5. 【請求項５】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
   イバの両端に配置され、帰還光と信号光を波長に応じて
   分離または合成する光合分波器を有して構成されたこと
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファ
   イバ増幅器。
6. 【請求項６】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
   イバの一端に配置され、帰還光と信号光を波長に応じて
   分離する光分波器と、上記希土類添加光ファイバの他端
   に配置された光合波器または光カプラと、を有して構成
   されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
   載の光ファイバ増幅器。
7. 【請求項７】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
   イバの両端に配置された光カプラと、両光カプラ間に配
   置され、帰還光のみを透過させるバンドパスフィルタ
   と、を有して構成されたことを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
8. 【請求項８】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
   イバの一端に配置され、増幅した光を取り出す出力側光
   サーキュレータと、上記希土類添加光ファイバの他端に
   配置され、帰還された光を取り込む入力側光サーキュレ
   ータと、両光サーキュレータ間に設けられ、帰還光のみ
   を透過させるバンドパスフィルタとを有して構成され、
   帰還光が信号光と逆方向に伝搬されることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
9. 【請求項９】 上記希土類添加光ファイバの途中で帰還
   光と信号光とを分離または合成する上記分離合成手段
   は、帰還光と信号光を波長に応じて分離または合成する
   光合分波器を有して構成されたことを特徴とする請求項
   １乃至８のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。
10. 【請求項１０】 上記希土類添加光ファイバの途中で帰
    還光と信号光とを分離または合成する上記分離合成手段
    は、上記希土類添加ファイバの一端に配置された入力側
    光サーキュレータと、上記希土類添加ファイバの他端に
    配置された出力側光サーキュレータとを有して構成さ
    れ、帰還光が信号光と逆方向に伝搬されることを特徴と
    する請求項１乃至８のいずれかに記載の光ファイバ増幅
    器。