JPH10200182A

JPH10200182A - 光増幅器，光増幅装置，光通信システムにおける光送信装置及び光増幅器の光サージ抑制方法

Info

Publication number: JPH10200182A
Application number: JP9005062A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Takeda; 美紀竹田; Susumu Kinoshita; 進木下
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 1998-07-31
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: US6172801B1; CN1098579C; GB2321129B; GB9721478D0; CN1188354A; JP3703239B2; GB2321129A

Abstract

(57)【要約】【課題】光通信システムにおける光増幅器において、
簡素な構成により、信号光の増幅時に発生する光サージ
を効果的に抑制できるようにする。【解決手段】入力光を増幅して出力する増幅媒体２を
そなえるとともに、増幅媒体２の入力側及び出力側に、
入力光に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射し
うる反射部材３をそれぞれ介装するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次）発明の属する技術分野従来の技術発明が解決しようとする課題（図３５）課題を解決するための手段（図１，図２）発明の実施の形態・（ａ）第１実施形態の説明（図３〜図２０）・（ｂ）第２実施形態の説明（図２１，図２２）・（ｃ）その他（図２３，図２４）・（ｄ）各実施形態の他の態様の説明（図２５〜図３
４）発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信シス
テムにおいて、光サージを抑制しながら信号光を増幅す
る際に用いて好適な、光増幅器，光増幅装置，光通信シ
ステムにおける光送信装置及び光増幅器の光サージ抑制
方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】近年、光通信システムの研究開発が精力
的に進められており、エルビウム（Ｅｒ）ドープファイ
バ等の希土類ドープファイバ等を用いた光増幅の技術を
利用して、ブースターアンプ，リピータ，プリアンプ等
の光増幅器の開発の重要性が明らかになっている。

【０００４】また、光増幅器の出現により、光増幅器を
用いて信号光を多中継増幅する伝送システムが、マルチ
メディア社会における通信システムの経済化を図る上で
非常に大きな役割を果たすとして注目を集めている。こ
こで、光増幅器は、一般的には光ファイバ増幅器及び半
導体増幅器の２つに大別される。

【０００５】光ファイバ増幅器は、エルビウム（Ｅｒ）
等の希土類元素がコア部に添加された光ファイバをそな
え、この光ファイバに入力光と励起光とが同時に入射さ
れると励起光のエネルギーを用いて入力光を増幅するも
のであり、この光ファイバ増幅器としては、エルビウム
（Ｅｒ）ドープファイバ光増幅器及びプラセオジウム
（Ｐｒ）ドープファイバ光増幅器等がある。

【０００６】また、半導体増幅器は、半導体レーザがキ
ャリアの注入によって励起されると、この励起エネルギ
ーを用いて入力光を増幅するものであり、この半導体増
幅器としては、進行波型半導体増幅器等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような光増幅器においては、信号断のときには入力光
が存在しない状態となる。このように入力光が存在せ
ず、入力パワーが小さい場合には、図３５において符号
Ｍで示すような定常出力レベルに比して非常に低レベル
の光が光増幅器から出力されるようになっている。

【０００８】このように入力光が存在しないときには、
光増幅器は、利得の飽和が回復することから高利得を有
する状態となっている。そして、光増幅器がこのように
高利得を有する状態にあるときに、信号断が終了して信
号光が急峻な立ち上がり波形で入力されると、光増幅器
においては信号光の立ち上がり部が高い利得で増幅され
るため、図３５において符号Ｓで示すようなスパイク状
の光出力（光サージ）が発生する。

【０００９】光伝送システムに用いられる光増幅器にお
いてこのような光サージが発生すると、発生した光サー
ジは伝送路及び他の中継増幅器等を経て累積的に中継増
幅されて、端局において信号光を受信する段においては
光サージはさらに大きくなり、受信部において信号光を
受信する光部品の品質に悪影響を与える場合があるとい
う課題がある。

【００１０】即ち、光サージが発生することにより、受
信部において信号光を受光する受光素子としてのフォト
ダイオード等の光部品に入力される信号光の光強度（光
レベル）が高くなるため、このような光部品あるいは受
信回路の許容レベルを超えて過負荷させ、場合によって
はその光部品あるいは受信回路を損傷させることもあ
る。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、簡素な構成により、光通信システムにおい
て、入力光パワーの低下が終了して入力光が急峻な立ち
上がり波形を有して入力される時に発生する光サージを
効果的に抑制できるようにした、光増幅器，光増幅装
置，光通信システムにおける光送信装置及び光増幅器の
光サージ抑制方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の光増幅器
の構成を示す原理ブロック図であり、この図１に示す光
増幅器１は、入力光を増幅して出力する増幅媒体２をそ
なえるとともに、増幅媒体２の入力側及び出力側に、入
力光に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射しう
る反射部材３がそれぞれ介装されて構成されている（請
求項１）。

【００１３】また、図２も本発明の光増幅器の構成を示
す原理ブロック図であり、この図２に示す光増幅器４
は、増幅媒体５，励起光源６，励起光入射用カプラ７，
反射部材８及び分岐用カプラ９をそなえて構成されてい
る。ここで、増幅媒体５は、励起光の励起エネルギーに
より入力光を増幅して出力するものである。

【００１４】また、励起光源６は、励起光を発生させる
ものであり、励起光入射用カプラ７は、励起光源６から
の励起光を増幅媒体５の一端から入射するものである。
さらに、反射部材８は、増幅媒体５の入力側及び出力側
にそれぞれ設けられ、入力光に含まれる信号波長以外の
所定波長の光を反射しうるものである。また、分岐用カ
プラ９は、増幅媒体５と増幅媒体５の入力側又は出力側
の反射部材８との間に介装されて、増幅媒体５から入力
される光信号を分岐するものである（請求項２）。

【００１５】ここで、光増幅器４においては、増幅媒体
５における利得が光サージを抑圧できるような値となる
ようにすべく、増幅媒体５の入力側及び出力側に設けら
れた反射部材８の反射率が設定されるが（請求項３）、
この際に、増幅媒体５の入力側に設けられた反射部材８
の反射率を、増幅媒体５の出力側に設けられた反射部材
８の反射率よりも大きくなるように設定してもよい（請
求項４）。

【００１６】また、増幅媒体５における利得が光サージ
を抑圧できるような値となるようにすべく、分岐用カプ
ラ９にて分岐された光信号のレベルを所定レベルに減衰
させて分岐用カプラ９側の反射部材８に出力する減衰器
をそなえてもよく（請求項５）、このとき、減衰器を、
可変減衰器により構成することができる（請求項６）。

【００１７】さらに、励起光入射用カプラ７を、波長多
重分離カプラにより構成してもよい（請求項７）。ま
た、増幅媒体５を、希土類ドープファイバにより構成し
てもよく（請求項８）、このとき、希土類ドープファイ
バを、エルビウムドープファイバにより構成することが
できる（請求項９）。

【００１８】さらに、分岐用カプラ９を、信号光波長と
反射部材８にて反射しうる所定波長とについて波長多重
分離を行なう波長多重分離カプラにより構成してもよい
（請求項１０）。また、本発明の光増幅器は、励起光の
励起エネルギーにより入力光を増幅して出力する増幅媒
体を有する光増幅器において、励起光を発生させる励起
光源と、励起光源からの励起光を増幅媒体の一端から入
射する励起光入射用カプラと、増幅媒体の入力側に設け
られるとともに、増幅媒体に出力される光信号について
分岐し、第１分岐信号として出力するとともに、増幅媒
体から入力される光信号を分岐し、第２分岐信号として
出力する分岐用カプラと、増幅媒体の入力側及び出力側
に分岐用カプラを介して設けられ、入力光に含まれる信
号波長以外の所定波長の光を反射しうる反射部材と、分
岐用カプラからの第１分岐信号に基づいて、増幅媒体へ
の入力光をモニタする入力モニタと、分岐用カプラから
の第２分岐信号のレベルを所定レベルに減衰させて該分
岐用カプラ側の反射部材に出力しうる可変減衰器とをそ
なえ、入力モニタからの入力光モニタ情報に基づき、入
力光のレベルが予め設定された閾値よりも小さくなった
場合に、増幅媒体における利得が所定値以下となるよう
に、可変減衰器における第２分岐信号レベルの減衰量を
制御するように構成されたことを特徴としている（請求
項１１）。

【００１９】このとき、分岐用カプラからの第１分岐信
号に含まれる信号光波長のみを透過させ、入力モニタに
出力させるフィルタを設けてもよい（請求項１２）。さ
らに、本発明の光増幅器は、励起光の励起エネルギーに
より入力光を増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅
器において、励起光を発生させる励起光源と、励起光源
からの励起光を増幅媒体の一端から入射する励起光入射
用カプラと、増幅媒体の入力側に設けられるとともに、
増幅媒体に出力される光信号について分岐し、第１分岐
信号として出力する第１分岐用カプラと、第１分岐用カ
プラの出力側に設けられ、増幅媒体から入力される光信
号を分岐し、第２分岐信号として出力する第２分岐用カ
プラと、増幅媒体の入力側及び出力側に第２分岐用カプ
ラを介して設けられ、入力光に含まれる信号波長以外の
所定波長の光を反射しうる反射部材と、第１分岐用カプ
ラからの第１分岐信号に基づいて、増幅媒体への入力光
をモニタする入力モニタと、第２分岐用カプラからの第
２分岐信号のレベルを所定レベルに減衰させて該第２分
岐用カプラ側の反射部材に出力しうる可変減衰器とをそ
なえ、入力モニタからの入力光モニタ情報に基づき、入
力光のレベルが予め設定された閾値よりも小さくなった
場合に、増幅媒体における利得が所定値以下となるよう
に、可変減衰器における第２分岐信号レベルの減衰量を
制御するように構成されたことを特徴としている（請求
項１３）。

【００２０】このとき、第２分岐用カプラを、信号光波
長と反射部材にて反射しうる所定波長とについて波長多
重分離を行なう波長多重分離カプラにより構成してもよ
い（請求項１４）。ここで、上述した光増幅器において
は、入力光が小レベルの時の増幅媒体の利得に関し、反
射部材で反射しうる光波長の利得を、信号波長の利得よ
りも大きくなるように構成してもよい（請求項１５）。

【００２１】また、上述した光増幅器においては、反射
部材を、ファイバグレイティングにより構成してもよい
（請求項１６）。さらに、上述した光増幅器において
は、入力光が入力される入力ポート及び出力光が出力さ
れる出力ポートに、それぞれアイソレータを付加しても
よい（請求項１７）。

【００２２】また、上述した光増幅器においては、出力
光が出力される出力ポートに、反射部材で反射しうる光
波長を除去し、信号光波長のみを透過させるフィルタを
設けてもよい（請求項１８）。さらに、本発明の光増幅
装置は、励起光の励起エネルギーにより入力光を増幅し
て出力する増幅媒体を有する光増幅器が少なくとも２段
以上接続されて構成された光増幅装置において、初段の
光増幅器が、励起光を発生させる励起光源と、励起光源
からの励起光を増幅媒体の一端から入射する励起光入射
用カプラと、増幅媒体の入力側，出力側のうちの少なく
とも一方に設けられ、増幅媒体から入力される光信号を
分岐する分岐用カプラとをそなえ、入力光に含まれる信
号波長以外の所定波長の光を反射しうる反射部材が、増
幅媒体の入力側及び出力側に分岐用カプラを介してそれ
ぞれ設けられ、且つ、増幅媒体の入力側に設けられた反
射部材の反射率が、増幅媒体の出力側に設けられた反射
部材の反射率よりも大きくなるように設定されたことを
特徴としている（請求項１９）。

【００２３】また、本発明の光通信システムにおける光
送信装置は、信号光を光出力増幅器にて増幅し、増幅さ
れた光信号を送信する光送信装置において、光出力増幅
器が、励起光の励起エネルギーにより入力光を増幅して
出力する増幅媒体と、励起光を発生させる励起光源と、
励起光源からの励起光を増幅媒体の一端から入射する励
起光入射用カプラと、増幅媒体の入力側，出力側のうち
の少なくとも一方に設けられ、増幅媒体から入力される
光信号を分岐する分岐用カプラとをそなえ、入力光に含
まれる信号波長以外の所定波長の光を反射しうる反射部
材が、増幅媒体の入力側及び出力側に分岐用カプラを介
してそれぞれ設けられたことを特徴としている（請求項
２０）。

【００２４】さらに、本発明の光増幅器の光サージ抑制
方法は、励起光の励起エネルギーにより、信号光を含む
入力光を増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅器か
ら出力される光信号の光サージを抑制すべく、入力光の
レベルが減少した場合に、入力光に含まれる信号光波長
以外の波長の光を発振させることにより、増幅媒体に蓄
積されている励起エネルギーを放出させることを特徴と
している（請求項２１）。

【００２５】このとき、増幅媒体の利得が光サージ発生
レベル以下となるように、上記光の発振による励起エネ
ルギーの放出度を制御してもよい（請求項２２）。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。（ａ）第１実施形態の説明図３は本発明の第１実施形態にかかる光増幅器の構成を
示すブロック図である。

【００２７】この図３に示す光増幅器２０は、図４に示
す光通信システム１０において、信号光を増幅する光増
幅器として用いうるものである。ここで、光通信システ
ム１０は、図４に示すように、信号送信部１４と光ポス
トアンプ（光出力増幅器）１５とをそなえてなる送信系
（光送信装置）１１，複数の光インラインアンプ１６を
そなえてなる伝送系１２及び光プリアンプ１７と信号受
信部１８とをそなえてなる受信系（光受信装置）１３を
そなえて構成されている。

【００２８】送信系（光送信装置）１１は、信号光を光
ポストアンプ（光出力増幅器）１５にて増幅し、増幅さ
れた信号光を伝送系１２を介して受信系（光受信装置）
１３へ送信するものである。また、伝送系１２は、送信
系１１からの信号光を多中継増幅して受信系１３へ伝送
するものであり、受信系（光受信装置）１３は、伝送系
１２を介して入力された送信系１１からの信号光を受信
するものである。

【００２９】ここで、この図３に示す光増幅器２０は、
図４に示す光ポストアンプ１５，光インラインアンプ１
６及び光プリアンプ１７として用いうるものであるが、
第１実施形態においては、この光増幅器２０を、特に光
ポストアンプ１５として用いる場合について説明する。
この図３に示す光増幅器２０は、励起光パワー一定制御
方式が適用された光増幅器であり、具体的には、光増幅
媒体２４，励起光源３１，ＷＤＭ（WavelengthDivision
Multiplexing）カプラ２３，入力モニタ用分岐器２
２，ファイバグレイティング２５，２８，入力モニタ３
０，光可変減衰器２７，制御回路３２，フィルタ２９及
びアイソレータ２１，２６をそなえて構成されている。

【００３０】即ち、この光増幅器２０では、入力側から
順に、アイソレータ２１，入力モニタ用分岐器２２，Ｗ
ＤＭカプラ２３，光増幅媒体２４，ファイバグレイティ
ング２５及びアイソレータ２６が配設されている。ま
た、入力モニタ用分岐器２２には、分岐光路の一方に光
可変減衰器２７及びファイバグレイティング２８が接続
されるとともに、分岐光路の他方にフィルタ２９及び入
力モニタ３０が接続されている。

【００３１】さらに、ＷＤＭカプラ２３には、励起光源
３１が接続されている。また、入力モニタ３０及び光可
変減衰器２７には、制御回路３２が接続されている。光
増幅媒体２４は、励起光源３１からの励起光の励起エネ
ルギーにより入力光を増幅して出力する増幅媒体であ
り、この光増幅媒体２４は、希土類ドープファイバ〔特
にエルビウム（Ｅｒ）ドープファイバ〕により構成され
ている。

【００３２】ここで、光増幅器２０に入力される入力光
には、主信号成分としての信号光のほか、信号光波長
（１．５５μｍ帯）以外の光（例えば１．５３μｍ帯の
光）も含まれている。図１０に光増幅媒体２４の一般的
な利得特性を示す。図１０に示すように、光増幅媒体２
４は、後述する反射部材としてのファイバグレイティン
グ２５，２８で反射しうる光波長の利得が、信号光波長
の利得よりも大きくなるような特性を有している。

【００３３】なお、第１実施形態においては、信号光波
長が１．５５μｍ帯（１５５３ｎｍ）であり、ファイバ
グレイティング２５，２８で反射しうる光波長が１．５
３μｍ帯（１５３５ｎｍ）である場合について説明す
る。また、ファイバグレイティング２８は、図３に示す
ように、光増幅媒体２４の入力側にＷＤＭカプラ２３，
入力モニタ用分岐器２２及び光可変減衰器２７を介して
設けられており、ファイバグレイティング２５は、図３
に示すように、光増幅媒体２４の出力側に設けられてい
る。

【００３４】ここで、ファイバグレイティング２５，２
８は、それぞれ入力光に含まれる信号光波長以外の所定
波長の光（発振光；この発振光については後述にて詳細
に説明する）を反射しうるものであり、反射部材として
機能するものである。ファイバグレイティング２５，２
８は、急峻なフィルタ特性を有しており、図１０に示す
ように、入力光が低レベルの時（小信号入力時）の光増
幅媒体２４の利得が最大となる波長（１．５３μｍ帯）
の光を抽出して、抽出した光を反射するものである。

【００３５】即ち、ファイバグレイティング２５，２８
は、小信号入力時の光増幅媒体２４の利得が信号光波長
（１．５５μｍ帯）よりも大きくなる波長（１．５３μ
ｍ帯）にて、大きな反射特性を有する光デバイスであ
る。また、第１実施形態においては、光増幅媒体２４に
おける入力対利得特性が前述した光サージを抑圧できる
ような特性となるようにすべく（この光増幅媒体２４に
おける利得の調整については後述にて詳細に説明す
る）、ファイバグレイティング２５，２８の反射率が設
定されている。

【００３６】特に、第１実施形態においては、光増幅媒
体２４の入力側に設けられたファイバグレイティング２
８の反射率が、光増幅媒体２４の出力側に設けられたフ
ァイバグレイティング２５の反射率よりも大きくなるよ
うに設定されている。ここで、ファイバグレイティング
２５，２８は、図５に示すように、ＵＶ露光（ＵＶトリ
ミング）により、導波路３３に、所望の波長の信号光を
反射するグレイティング３４が構成されたものである。

【００３７】ファイバグレイティング２５，２８におい
て、ブラッグ波長λ_Bのグレイティング３４が構成され
た場合には、ポートＰ１から信号光λ_A，λ_Bが入力さ
れると、信号光λ_AはポートＰ２に出力される一方、信
号光λ_Bはグレイティング３４で反射されてポートＰ１
に出力されるようになっている。即ち、第１実施形態に
おけるファイバグレイティング２５，２８には、ブラッ
グ波長１．５３μｍ帯のグレイティング３４が構成され
ており、ポートＰ１から１．５５μｍ帯の信号光及び
１．５３μｍ帯の発振光が入力されると、１．５５μｍ
帯の信号光はポートＰ２に出力される一方、１．５３μ
ｍ帯の発振光はグレイティング３４で反射されてポート
Ｐ１に出力されるようになっているのである。

【００３８】なお、第１実施形態に適用しうるファイバ
グレイティング２５，２８の反射特性の一例を図６に示
す。この場合には、ファイバグレイティング２５，２８
では、図７に示すように１．５３μｍ帯の発振光が反射
される。ところで、励起光源３１は、励起光を発生させ
る光源であり、図３に示す励起光源３１では、一定レベ
ルの励起光が発生するようになっている。

【００３９】また、ＷＤＭカプラ２３は、光波長多重分
離を行なう波長多重（ＷＤＭ）分離カプラであって、励
起光源３１からの励起光を光増幅媒体２４の一端から入
射するものであり、励起光入射用カプラとして機能する
ものである。さらに、入力モニタ用分岐器２２は、図３
に示すように、光増幅媒体２４の入力側に設けられると
ともに、アイソレータ２１から出力される信号光につい
て分岐し、１．５５μｍ帯の入力モニタ用信号（第１分
岐信号）として入力モニタ３０に出力するとともに、後
段のファイバグレイティング２５により反射されること
により光増幅媒体２４から入力される入力光を分岐し、
１．５３μｍ帯の発振光（第２分岐信号）としてファイ
バグレイティング２８に出力するものであり、分岐用カ
プラとして機能するものである。

【００４０】なお、この入力モニタ用分岐器２２は、入
力光のパワー分岐を行なうパワー分岐カプラである。ま
た、入力モニタ３０は、フィルタ２９を介して入力され
た入力モニタ用分岐器２２からの入力モニタ用信号に基
づいて、アイソレータ２１から出力される入力光をモニ
タして、制御回路３２に対して、光増幅媒体２４への入
力光のモニタ情報（入力光モニタ情報）として出力する
ものである。

【００４１】さらに、光可変減衰器２７は、光増幅媒体
２４における入力対利得特性が光サージを抑圧できるよ
うな特性となるようにすべく（この光増幅媒体２４にお
ける利得の調整については後述にて詳細に説明する）、
入力モニタ用分岐器２２の分岐光路中の光のレベルを、
入力減少に伴って所定レベルとなるように可変に減衰さ
せて、入力モニタ用分岐器２２側のファイバグレイティ
ング２８に出力する減衰器である。

【００４２】ここで、光増幅媒体２４における利得の調
整は、前述のごとく、ファイバグレイティング２５，２
８の反射率を任意に設定することにより行なわれるが、
光増幅器２０にファイバグレイティング２５，２８を設
けると、入力光レベルに関係なく常に発振光が発生する
場合もある。このため、第１実施形態においては、光可
変減衰器２７を設け、この光可変減衰器２７により発振
光のレベルを入力減少に伴って可変に減衰させて、ファ
イバグレイティング２５，２８での発振光の反射量を調
整することにより、光増幅媒体２４における利得を調整
するようになっている。

【００４３】即ち、光可変減衰器２７は、入力光が一定
レベル以上のとき（信号光が入力されている状態のと
き）には、発振光が光増幅媒体２４内で発生しないよう
に、また、入力光が一定レベル以下のとき（信号光が入
力されない状態への入力の減少過程時）には、発振光が
光増幅媒体２４内で発生するようにして、光増幅媒体２
４における利得を調整するようになっている。

【００４４】また、第１実施形態においては、効率よく
発振光を反射させるために、即ち、発振光が発生すると
きの光増幅媒体２４の利得の閾値の調整可能幅を大きく
するために、この光可変減衰器２７を反射率が大きいフ
ァイバグレイティング２８の前段に配設している。ここ
で、光可変減衰器２７は、双方向の光可変減衰器であ
り、例えば図８に示すように、光可変減衰器本体３５
に、２つのコネクタ３６がそれぞれケーブル３７を介し
て接続されることにより構成されている。

【００４５】そして、コネクタ３６は、それぞれ入力モ
ニタ用分岐器２２及びファイバグレイティング２８と接
続されている。なお、この光可変減衰器２７は、例えば
図９に示すような特性を有している。また、制御回路３
２は、入力モニタ３０からの入力光のモニタ情報に基づ
き、入力光のレベルが予め設定された閾値よりも小さく
なった場合、即ち、入力光が低レベルの時（小信号入力
時）に、光増幅媒体２４における信号光波長（１．５５
μｍ帯）の利得が所定値以下となるように、光可変減衰
器２７における発振光レベルの減衰量を制御する制御部
である。

【００４６】この制御回路３２の機能は、例えばプロセ
ッサを用いたソフトウェア処理により実現される。さら
に、フィルタ２９は、発振光の一部が入力モニタ３０へ
入力されるのを防ぐために、入力モニタ用分岐器２２か
らの入力モニタ用信号に含まれる信号光波長（１．５５
μｍ帯）のみを透過させ、入力モニタ３０に出力させる
ものである。

【００４７】また、アイソレータ２１，２６は、図中の
矢印方向のみに光を通過させるものであり、それぞれ、
入力光が入力される入力ポート及び出力信号光が出力さ
れる出力ポートに付加されている。ここで、前述した発
振光について説明すると、発振光は、ファイバグレイテ
ィング２５，２８により反射される光であって、入力光
に含まれる信号光波長（１．５５μｍ帯）以外の所定波
長（１．５３μｍ帯）の光である。

【００４８】また、発振は、図１１に示すような電力条
件と、図１２（ａ），図１２（ｂ）に示すような位相条
件を満たす場合に発生する。図１１に示すように、光増
幅媒体２４の利得をＧ（ｄＢ），光増幅媒体２４の前側
光部品３８の反射率をＲ₁（ｄＢ）及び光増幅媒体２４
の後側光部品３９の反射率をＲ₂（ｄＢ）とすると、発
振は、以下に示す式（１）を満たした場合に発生する。

【００４９】Ｇ（Ｒ₁・Ｒ₂）^1/2＝１・・・・・（１）即ち、式（１）により、発振は利得（Ｇ）が大きいほど
発生しやすいことがわかる。なお、図１１に示す光増幅
媒体２４の前側光部品３８は、図３に示す光増幅媒体２
４の前段に配設される光部品（ＷＤＭカプラ２３，入力
モニタ用分岐器２２等）を一体にして表したものであ
り、図１１に示す光増幅媒体２４の後側光部品３９は、
図３に示す光増幅媒体２４の後段に配設される光部品
（ファイバグレイティング２５，アイソレータ２６）を
一体にして表したものである。

【００５０】また、図１２（ａ），図１２（ｂ）は、そ
れぞれレーザ共振器内の定在波について説明するための
図である。一般的に、レーザ共振器においてレーザ発振
が起こっている状態では、レーザ共振器の中で光が往復
することにより反射鏡と平行な等位相面をもつ光の定在
波ができており、反射鏡からの透過により出力が取り出
されることになる。

【００５１】ここで、定在波は、図１２（ａ），図１２
（ｂ）に示すようになっており、レーザ共振器の縦方向
の長さをＬ，媒質の屈折率をｎとすると、媒質内の半波
長λ／（２ｎ）の整数ｑ倍が全長Ｌであることから、〔λ／（２ｎ）〕×ｑ＝Ｌ・・・・・（２）となる。

【００５２】そして、このように、図１２（ａ），図１
２（ｂ）に示すような位相条件を満たす場合に、発振が
発生するのである。続いて、図３に示すような励起光パ
ワー一定制御方式が適用された光増幅器において、図１
１及び図１２（ａ），図１２（ｂ）に示すような条件
で、発振の発生について実験した結果を図１３及び図１
４に示す。

【００５３】ここで、実験は、発振が最も発生しやすい
ようにするために、信号は無入力にて行ない、波長依存
性が特にない反射部材を使用した。また、励起光源から
の励起光の波長（励起波長）を１．４８μｍとした。発
振が、光増幅媒体の入力減少に伴う利得回復量が大きい
１．５３μｍ帯（図１０参照）にて生じていることを確
認した実験結果を、図１３に示す。

【００５４】これは、式（１）に基づいて前述したよう
に、発振は利得が大きいほど発生しやすいからである。
また、図１４に示すように、定常的に発振する利得レベ
ル（図１４の“定常域”参照）と、発振しない利得レベ
ル（図１４の“停止域”参照）との間に、発振の発生が
不確定（間欠発振）な利得幅があり（図１４の“間欠
域”参照）、このような発振が確実に起こるレベルと起
こらないレベルとの境界域は、本実験では７．３ｄＢ程
度であった。なお、以下では、発振が不確定に発生する
この利得幅を、発振ＯＮ／ＯＦＦのマージン幅と呼ぶこ
とにする。

【００５５】ところが、一般的には、物理的に決定され
る発振ＯＮ／ＯＦＦのマージン幅（発振ＯＮ／ＯＦＦの
マージン幅の理論値）は、半導体レーザの直接変調時に
おける単一モード動作に要する主モード及び副モード間
の損失差の場合で、約１．３ｄＢであることが知られて
いる。このように発振の発生が不確定な利得幅が存在す
るのは、実際の光増幅器においては、光増幅媒体の利得
や反射部材の反射率に偏光依存性があるためであると考
えられる。

【００５６】特に、本実験では、反射部材として−５０
ｄＢ程度の小さな反射率を有する光デバイスを使用した
ため、この偏光依存性による影響が大きくなり、発振Ｏ
Ｎ／ＯＦＦのマージン幅が、物理的に決定される発振Ｏ
Ｎ／ＯＦＦのマージン幅よりも広くなったと考えられ
る。そこで、第１実施形態にかかる光増幅器２０におい
ては、反射部材として大きな反射率を有するファイバグ
レイティング２５，２８を用いて、ファイバグレイティ
ング２５，２８を光増幅媒体２４の前段及び後段に配設
することにより、反射部材の反射率の偏光依存性を低減
させて、この発振ＯＮ／ＯＦＦのマージン幅を小さくす
る（理論値１．３ｄＢに近づける）ようになっているの
である。

【００５７】さらに、前述した光増幅媒体２４における
利得の調整について、図１５を用いて説明すると、図１
５は小信号入力時における光増幅媒体２４の利得特性を
示す図である。この図１５において、Ａ，Ｂは、それぞ
れ光増幅媒体２４の入力側及び出力側の信号伝送路に大
きな反射率を有するファイバグレイティング２５，２８
を設置しない場合（即ち発振が発生しない場合）の波長
１５３５ｎｍ，１５５３ｎｍの光の利得特性である。

【００５８】また、Ｃは、光増幅媒体２４の入力側及び
出力側の信号伝送路に大きな反射率を有するファイバグ
レイティング２５，２８を設置した場合（即ち１５３５
ｎｍで発振が発生する場合）の波長１５５３ｎｍの光
（信号光）の利得特性である。光増幅媒体２４において
は、入力減少に伴って利得の飽和が回復することから、
図１５のＡ，Ｂに示すように、入力減少に伴って光増幅
媒体２４の利得が上昇する。

【００５９】ところが、入力減少に伴って発振が発生す
る場合には、図１５のＣに示すように、発振が生じる時
点で光増幅媒体２４の利得が一定レベルに固定される
（この固定された利得を光増幅媒体２４の閾値利得とい
う）。これは、図１０を用いて前述したように、小信号
入力時（入力信号光が低レベルの時）には、光増幅媒体
２４が、図１５のＡ，Ｂに示すように、ファイバグレイ
ティング２５，２８で反射しうる光波長（１．５３μｍ
帯）の利得が、信号光波長（１．５５μｍ帯）の利得よ
りも大きくなるような特性を有しているためである。

【００６０】ここで、光サージは、光増幅媒体２４の利
得が入力減少に伴って上昇することが原因で発生するた
め、図１５のＢとＣとを比較することにより、第１実施
形態にかかる光増幅器２０による光サージの抑制効果を
確認することができる。このように、第１実施形態にか
かる光増幅器２０においては、小信号入力時には、ファ
イバグレイティング２５，２８により発振しやすい１．
５３μｍ帯にて積極的に発振を発生させるとともに、光
可変減衰器２７により発振光の発生する光増幅媒体２４
の閾値利得を調整することにより、入力減少に伴う光増
幅媒体２４における利得の上昇を抑制して、光増幅媒体
２４における利得を、光サージを抑圧できるような値に
固定しているのである（図１５のＣ参照）。

【００６１】さらに、この図１５に示す光増幅媒体２４
の利得特性の実験結果に基づいて、第１実施形態にかか
る光増幅器２０の設計ポイントについて説明する。ここ
で、第１実施形態にかかる光増幅器２０の設計ポイント
を、以下の（１）〜（４）に示す。（１）発振が発生するときの光増幅媒体２４の閾値利得
が、その光増幅媒体２４に要求される利得よりも大きい
こと。（２）光増幅媒体２４の利得と光増幅媒体２４の前側光
部品及び後側光部品（図１１の符号３８，３９参照）の
反射率を適切に設定すること。

【００６２】ここで、入力光が高レベル（図１５におけ
るＥより大きい入力域）の時には、発振が確実に生じな
いように当該反射率を設定する、即ち、前述した式
（１）におけるＧ（Ｒ₁・Ｒ₂）^1/2が、図１４に示す
発振停止域にあるように当該反射率を設定する必要があ
る。また、入力光レベルが減少する場合（図１５におけ
るＤより小さい入力域）には、発振が確実に生じるよう
に当該反射率を設定する、即ち、Ｇ（Ｒ₁・Ｒ₂） ^1/2
が、図１４に示す発振定常域にあるように当該反射率を
設定する必要がある。（３）発振ＯＮ／ＯＦＦのマージン幅（図１４に示す間
欠域）が、最小値（理論値１．３ｄＢ）に近くなるよう
にすること。

【００６３】具体的には、偏光依存性（ＰＤＬ）の小さ
い光部品を選択して、光増幅器２０の偏光依存性を最小
に設計したり、光増幅器２０を構成する各光部品につい
て、外界から変動を受けないように確実に固定して、偏
光の揺らぎに対する影響を小さくする必要がある。ま
た、前述したように偏光依存性を低減させるためには、
反射率が大きな光デバイスを使用することも重要であ
り、第１実施形態においては、反射率が大きな光デバイ
スとして、ファイバグレイティング２５，２８を使用し
ている。（４）発振が発生する位相条件を満たす波長帯域を拡げ
て、発振を確実に発生させるために、大きな利得を有す
る光増幅媒体２４を選択すること。

【００６４】上述の構成により、本発明の第１実施形態
にかかる光増幅器２０においては、図１５のＣに示すよ
うに、光サージの原因である入力減少に伴う光増幅媒体
２４の利得の上昇を抑制することにより、入力光パワー
の低下が終了して入力光が急峻な立ち上がり波形を有し
て入力される時にも、光サージを抑制しながら信号光が
増幅される。

【００６５】具体的には、図３に示す光増幅器２０にお
いては、まず、発振光の波長として、小信号入力時の光
増幅媒体２４の利得が、信号光の波長よりも大きくなる
波長（１．５３μｍ帯）が設定される。ここで、光増幅
器２０に信号光が入力されると、入力光は、アイソレー
タ２１，入力モニタ用分岐器２２及びＷＤＭカプラ２３
を介して光増幅媒体２４に入力される。

【００６６】そして、光増幅媒体２４では、この入力光
が増幅され、増幅された入力光がファイバグレイティン
グ２５に対して出力される。また、ファイバグレイティ
ング２５では、入力光のうちの信号光波長（１．５５μ
ｍ帯）の光についてはアイソレータ２６に出力され、入
力光に含まれる発振光波長（１．５３μｍ帯）の光（発
振光）については反射されて、再度光増幅媒体２４に入
力される。

【００６７】さらに、光増幅媒体２４では、この発振光
が、ＷＤＭカプラ２３及び入力モニタ用分岐器２２を介
して光可変減衰器２７に対して出力される。一方で、光
増幅器２０に入力された入力光は、入力モニタ用分岐器
２２により一部分岐されて、入力モニタ用信号としてフ
ィルタ２９を介して入力モニタ３０に入力される。

【００６８】また、入力モニタ３０では、入力された入
力モニタ用信号に基づいて、入力ポートから光増幅媒体
２４に対して入力される入力光がモニタされ、このモニ
タ結果が入力光のモニタ情報として制御回路３２に対し
て出力される。さらに、制御回路３２では、入力モニタ
３０からの入力光のモニタ情報に基づき、例えば入力光
のレベルが予め設定された閾値よりも小さくなった場合
には、光増幅媒体２４における信号光波長（１．５５μ
ｍ帯）の利得が所定値以下となるように、光可変減衰器
２７における光レベルの減衰量が小さくなるように制御
される。

【００６９】このように、光可変減衰器２７によりレベ
ルが調整された発振光は、入力モニタ用分岐器２２側の
ファイバグレイティング２８に出力される。そして、フ
ァイバグレイティング２８では、入力された光のうちの
信号光以外の所定波長の光（即ち１．５３μｍ帯の光）
が反射されて、再度光可変減衰器２７に入力される。

【００７０】このように、光増幅器２０においては、入
力光のレベルが減少した場合には、ファイバグレイティ
ング２８とファイバグレイティング２５との間で発振が
発生することにより、光増幅媒体２４における閾値利得
が調整される。即ち、光増幅媒体２４の利得飽和が緩和
され利得が大きくなる前に発振光を発生させることによ
り、光増幅媒体２４では、小信号入力時や信号無入力時
に過剰に蓄積される励起エネルギーが放出される。

【００７１】なお、発振による励起エネルギーの放出度
は、光増幅媒体２４の利得が、光サージの発生について
許容レベル以下（即ち発生しうる光サージ量が所定値以
下）となるように、ファイバグレイティング２５，２８
の反射率の調整や、光可変減衰器２７での光の減衰量の
調整により制御される。従って、光増幅媒体２４の利得
が閾値利得に固定されるため、入力減少に伴う信号光波
長（１．５５μｍ帯）における光増幅媒体２４の利得上
昇が抑制され、これにより、光サージを抑制しながら信
号光が増幅することができる。

【００７２】即ち、発振光を故意に発生させて、入力低
下時に過剰に蓄積される励起光エネルギーを放出させる
ことにより、光サージを抑制しながら信号光が増幅する
ことができるのである。ここで、第１実施形態にかかる
光増幅器２０における光サージの抑制効果について、以
下の（１）〜（４）の場合に発生する光サージを比較し
て説明する。

【００７３】図１６は光増幅媒体２４の利得特性を示す
図であり、横軸が信号入力（ｄＢｍ），縦軸が光増幅媒
体２４の利得（ｄＢ）である。そして、この図１６にお
いては、波長が１．５５μｍの利得をＧで示し、信号光
より大きな利得特性を有する波長（例えば１．５３μ
ｍ）の利得をＦで示す。また、図１７は図１６に基づい
て光サージの低減効果を示す図である。（１）入力減少しても発振が発生しない場合これは、光サージが抑制されない一般的な光増幅器の場
合である。

【００７４】この場合において、光増幅器に、図１８に
示すような波形の信号光が入力された場合の信号光の出
力波形を図１９に示す。この場合には、信号光の入力減
少に伴う光増幅媒体の利得の上昇量が最も大きいため、
図１６，図１７，図１９に示すように、発生する光サー
ジ量（Δ＋β＋γ）は最も大きい。（２）入力減少に伴って発振が発生する場合これは、（１）の場合において、信号光の入力減少の途
中で発振が発生した場合であり、この場合には、発振が
発生した時点で光増幅媒体の利得の上昇が抑制されるた
め、（１）の場合と信号光の入力減少量に対する光増幅
媒体の利得の上昇量（Δ＋β）を比較することにより、
光サージの低減を確認することができる。（３）信号光波長にて利得レベルを低減させた場合前述した式（１）〔Ｇ（Ｒ₁・Ｒ₂）^1/2＝１〕より、
光増幅媒体の閾値利得Ｇは、光増幅器内の光部品の反射
率Ｒ₁，Ｒ₂を増加させると小さくなる。

【００７５】即ち、（３）は信号光波長（１．５５μｍ
帯）における光増幅器内の光部品の反射率Ｒ₁，Ｒ₂を
増加させた場合であり、この場合には、反射率の増加に
より（２）の場合よりも発振レベルが大きくなるため、
（２）の場合と信号光の入力減少量に対する光増幅媒体
の利得の上昇量（Δ）を比較することにより、（２）の
場合よりも光サージの低減効果が大きいことがわかる。

【００７６】しかし、発振の発生には、図１４に示すよ
うに発振ＯＮ／ＯＦＦのマージン幅が存在するため、発
生する光サージは、信号光の入力減少量に対する光増幅
媒体２４の利得の上昇量の最小値である発振ＯＮ／ＯＦ
Ｆのマージン量Δ（図１４に示す実験結果では７．５ｄ
Ｂ）より小さくすることはできない。（４）入力減少に伴う利得の上昇量が大きい波長にて利
得レベルを低減させた場合これは、第１実施形態にかかる光増幅器２０のように、
光増幅媒体２４の利得が信号光波長（１．５５μｍ帯）
よりも大きくなる波長（１．５３μｍ帯）にて、光増幅
器２０内の光部品の反射率Ｒ₁，Ｒ₂を増加させて、光
増幅媒体２４の閾値利得を低減させた場合である。

【００７７】この場合において、光増幅器２０に、図１
８に示すような波形の信号光が入力された場合の信号光
の出力波形を図２０に示す。この場合には、光増幅媒体
２４の利得が大きい波長（発振しやすい波長）での光部
品の反射率の増加により、（３）の場合よりも更に発振
レベルが大きくなるため、（３）の場合と比較して信号
光の入力減少量に対する光増幅媒体２４の利得の上昇量
をα分低減（Δ−α）することができる（図１６，図１
７，図２０参照）。

【００７８】特に、第１実施形態においては、小信号入
力時の光増幅媒体２４の利得の波長特性が最も大きくな
る波長の光（１．５３μｍ帯の発振光）を、急峻なフィ
ルタ特性を有して抽出することができる光デバイスとし
て、ファイバグレイティング２５，２８を適用して、光
増幅媒体２４の反射特性を増加させているため、効果が
大きい。

【００７９】さらに、第１実施形態にかかる光増幅器２
０を、図４に示す光通信システム１０における光ポスト
アンプ１５として用いた場合の光サージの抑制効果につ
いて説明する。光ポストアンプ１５は、信号波形や信号
レベルの変化の影響を受けて光サージを最初に発生させ
るため、第１実施形態においては、光ポストアンプ１５
における光サージを抑制することにより、光サージがそ
の後段に設置された光増幅器（図４に示す光インライン
アンプ１６や光プリアンプ１７）へ伝搬されるのを防ぐ
ことができる。

【００８０】さらに、第１実施形態においては、光ポス
トアンプ１５（光増幅器２０）において光増幅媒体２４
の入力側に反射率が大きいファイバグレイティング２８
を設置するとともに、その出力側に反射率が小さいファ
イバグレイティング２５を設置することにより、光ポス
トアンプ１５から出力される発振光をその後段に設置さ
れた光増幅器に次々に伝搬させることができるため、後
段に設置された光サージ防止機能を有していない光増幅
器における光サージをも抑制することができる。

【００８１】なお、光ポストアンプ１５は、光インライ
ンアンプ１６や光プリアンプ１７に比べて光増幅媒体２
４の利得飽和が深い領域（大きな入力域）に動作点があ
るため、光増幅媒体２４における信号光の入力減少量に
対する利得の上昇量が大きく、このため光サージの抑制
効果が大きい。このように、本発明の第１実施形態にか
かる光増幅器２０によれば、光増幅媒体２４の入力側及
び出力側にファイバグレイティング２５，２８を設ける
とともに、入力モニタ３０，光可変減衰器２７及び制御
回路３２を設けて、入力モニタ３０により入力ポートか
ら光増幅媒体２４に入力される入力光をモニタして、制
御回路３２によりこのモニタ結果に基づいて光可変減衰
器２７における発振光レベルの減衰量が制御されること
により、入力光のレベルが減少した場合には、光増幅媒
体２４の利得飽和が緩和され利得が大きくなる前に発振
光を発生させることができるため、入力減少に伴う信号
光波長における光増幅媒体２４の利得上昇を抑圧するこ
とができる。

【００８２】これにより、光増幅媒体２４において、入
力光が急峻な立ち上がり波形を有して入力される時に発
生する光サージを効果的に抑制することができる。即
ち、第１実施形態にかかる光増幅器２０によれば、入力
光のレベルが減少した場合に、入力光に含まれる信号光
波長以外の波長の光をファイバグレイティング２５，２
８により発振させることにより、光増幅媒体２４に蓄積
されている励起エネルギーを放出させることができ、こ
れにより、光増幅器２０から出力される信号光の光サー
ジを効果的に抑制することができる。

【００８３】このように、第１実施形態にかかる光増幅
器２０によれば、信号光の急峻な入力増加時に発生する
光サージを効果的に抑制することができるので、信号光
レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の許
容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひいて
は受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、安
定した光通信を行なうことができる。

【００８４】このとき、光可変減衰器２７，反射率が大
きいファイバグレイティング２８により、発振が発生す
る波長での光増幅媒体２４の閾値利得を調節することが
できるため、入力モニタ用分岐器２２の挿入による信号
光の損失を回避することができる。また、光増幅媒体２
４の入力側に設けられたファイバグレイティング２８の
反射率が、光増幅媒体２４の出力側に設けられたファイ
バグレイティング２５の反射率よりも大きくなるように
設定されることにより、光増幅器２０内で反射する発振
光を光増幅器２０から出力させて、発振光をその後段に
設置された光増幅器に伝搬することができるため、後段
に設置された光増幅器の光サージをも抑制することがで
きる。

【００８５】さらに、入力モニタ３０等が接続される入
力モニタ用分岐器２２の既存の分岐光路と逆の分岐光路
を利用して、光可変減衰器２７及びファイバグレイティ
ング２８を接続することにより、新たに分岐器を設置す
る必要がなくなり、光増幅器２０の構成を簡素化するこ
とができる。また、入力モニタ用分岐器２２からの入力
モニタ用信号に含まれる信号光波長のみを透過させ、入
力モニタ３０に出力させるフィルタ２９が設けられるこ
とにより、入力モニタ用分岐器２２からの発振光の一部
が入力モニタ３０へ入力されるのを防いで、入力モニタ
３０におけるモニタ精度の悪化を回避することができ
る。

【００８６】さらに、入力モニタ用分岐器２２の前段に
アイソレータ２１が付加されることにより、入力モニタ
用分岐器２２によりパワー分岐された光が入力ポートを
介して光増幅器２０から出力されるのを防ぐことがで
き、出力ポートにアイソレータ２６が付加されることに
より、出力ポートを介して光増幅器２０から出力された
光が光増幅器２０に再入力されるのを防ぐことができ
る。

【００８７】また、第１実施形態にかかる光増幅器２０
を、図４に示す光通信システム１０における光ポストア
ンプ１５として用いた場合には、光ポストアンプ１５に
おける光サージを抑制することができるため、光サージ
がその後段に設置された光増幅器（図４に示す光インラ
インアンプ１６や光プリアンプ１７）へ伝搬されるのを
防ぐことができるほか、光ポストアンプ１５から出力さ
れる発振光をその後段に設置された光増幅器に次々に伝
搬させることができるため、後段に設置された光増幅器
における光サージをも抑制することができる。

【００８８】これにより、信号光レベルが、受信部にお
ける信号光を受光する光部品の許容レベルを超えて過負
荷させることがなくなり、ひいては受信側光部品及び受
信回路の耐久性を向上させて、安定した光通信を行なう
ことができる。なお、ファイバグレイティング２５，２
８の代わりに、バンドパスフィルタを用いてもよく、こ
のようにしても同様の効果を得ることができる。

【００８９】また、ファイバグレイティング２５の出力
側の信号伝送路に、発振光を除去し、信号光のみを透過
させるフィルタを設置すれば、光サージを防止するため
に発生させた発振光が光増幅器２０から出力しないよう
にすることができる。（ｂ）第２実施形態の説明図２１は本発明の第２実施形態にかかる光増幅器の構成
を示すブロック図である。

【００９０】この図２１に示す光増幅器２０Ａも、図３
に示す光増幅器２０と同様に、図４に示す光通信システ
ム１０において、信号光を増幅する光増幅器として用い
うるものである。ここで、この図２１に示す光増幅器２
０Ａも、図３に示す光増幅器２０と同様に、図４に示す
光ポストアンプ１５，光インラインアンプ１６及び光プ
リアンプ１７として用いうるものであるが、第２実施形
態においては、この光増幅器２０Ａを、特に光ポストア
ンプ１５として用いる場合について説明する。

【００９１】この図２１に示す光増幅器２０Ａは、出力
一定制御方式が適用された光増幅器であり、具体的に
は、光増幅媒体２４，励起光源３１，ＷＤＭ（Waveleng
th Division Multiplexing）カプラ２３，入力モニタ用
分岐器２２，ファイバグレイティング２５，２８，入力
モニタ３０，光可変減衰器２７，フィルタ２９，アイソ
レータ２１，２６をそなえるほか、入力モニタ用制御回
路４２，出力モニタ用分岐器４０，出力モニタ４１及び
出力モニタ用制御回路４３をそなえて構成されている。

【００９２】即ち、この光増幅器２０Ａでは、入力側か
ら順に、アイソレータ２１，入力モニタ用分岐器２２，
ＷＤＭカプラ２３，光増幅媒体２４，ファイバグレイテ
ィング２５，アイソレータ２６及び出力モニタ用分岐器
４０が配設されている。また、入力モニタ用分岐器２２
には、図３に示す光増幅器２０と同様に、分岐光路の一
方に光可変減衰器２７及びファイバグレイティング２８
が接続されるとともに、分岐光路の他方にフィルタ２９
及び入力モニタ３０が接続されている。

【００９３】さらに、ＷＤＭカプラ２３には、図３に示
す光増幅器２０と同様に、励起光源３１が接続されてい
る。ここで、第２実施形態にかかる光増幅器２０Ａにお
いては、入力モニタ３０及び光可変減衰器２７には、入
力モニタ用制御回路４２が接続されている。また、出力
モニタ用分岐器４０には、出力モニタ４１及び出力モニ
タ用制御回路４３が接続され、出力モニタ用制御回路４
３は、励起光源３１と接続されている。

【００９４】ここで、光増幅媒体２４，励起光源３１，
ＷＤＭカプラ２３，入力モニタ用分岐器２２，ファイバ
グレイティング２５，２８，入力モニタ３０，光可変減
衰器２７，フィルタ２９，アイソレータ２１，２６は、
上述の第１実施形態におけるものと同様の構成及び機能
を有するものである。また、入力モニタ用制御回路４２
は、上述の第１実施形態における制御回路３２と同様の
構成及び機能を有するものである。

【００９５】さらに、出力モニタ用分岐器４０は、図２
１に示すように、光増幅媒体２４の出力側に設けられる
とともに、ファイバグレイティング２５，アイソレータ
２６を介して入力された光増幅媒体２４からの信号光に
ついて分岐し、１．５５μｍ帯の出力モニタ用信号とし
て出力モニタ４１に出力するものである。また、出力モ
ニタ４１は、出力モニタ用分岐器４０からの出力モニタ
用信号に基づいて、ファイバグレイティング２５等を介
して光増幅媒体２４から出力される出力光をモニタし
て、出力モニタ用制御回路４３に対して出力光モニタ情
報として出力するものである。

【００９６】さらに、出力モニタ用制御回路４３は、出
力モニタ４１からの出力光モニタ情報に基づき、出力光
のレベルが予め設定された閾値よりも大きく又は小さく
なった場合に、出力光のレベルが設定された閾値レベル
となるように、励起光源３１における励起光のレベルを
制御する制御部である。この出力モニタ用制御回路４３
の機能も、例えばプロセッサを用いたソフトウェア処理
により実現される。

【００９７】上述の構成により、本発明の第２実施形態
にかかる光増幅器２０Ａにおいては、前述した第１実施
形態にかかる光増幅器２０と同様に、光サージの原因で
ある入力減少に伴う光増幅媒体２４の利得の上昇を抑制
することにより、信号光の急峻な入力増加時にも光サー
ジを抑制しながら信号光が増幅される。ここで、この光
増幅器２０Ａは、出力一定制御方式の光増幅器であるこ
とから、出力モニタ用制御回路４３により、入力光の減
少に伴って励起光源３１における励起光のレベルが大き
くなるように制御されるため、第１実施形態にかかる励
起光パワー一定制御方式の光増幅器２０（図１６参照）
と比較して、図２２に示すように入力減少量に対する光
増幅媒体２４の利得の上昇量が大きくなる（図２２に示
すＨ，Ｉ参照）。

【００９８】このため、この光増幅器２０Ａにおいて
は、励起光パワー一定制御方式の光増幅器２０よりも、
１．５３μｍ帯での発振が発生しやすくなるため、更に
効果的に光サージを抑制することができる。このよう
に、本発明の第２実施形態にかかる光増幅器２０Ａによ
れば、光増幅媒体２４の入力側及び出力側にファイバグ
レイティング２５，２８を設けるとともに、入力モニタ
３０，光可変減衰器２７及び入力モニタ用制御回路４２
を設けて、入力モニタ３０により入力ポートから光増幅
媒体２４に入力される入力光をモニタして、入力モニタ
用制御回路４２によりこのモニタ結果に基づいて光可変
減衰器２７における発振光レベルの減衰量が制御される
ことにより、前述した第１実施形態にかかる光増幅器２
０と同様の効果を得ることができる。

【００９９】さらに、第２実施形態にかかる光増幅器２
０Ａは、出力一定制御方式の光増幅器であることから、
出力モニタ用制御回路４３により、入力光の減少に伴っ
て励起光源３１における励起光のレベルが大きくなるよ
うに制御されるため、入力減少量に対する光増幅媒体２
４の利得の上昇量が大きくなる。このため、第２実施形
態にかかる光増幅器２０Ａにおいては、１．５３μｍ帯
での発振が発生しやすくなるため、更に効果的に光サー
ジを抑制することができる。

【０１００】（ｃ）その他上述した第１，第２実施形態においては、光増幅器２
０，２０Ａを、図４に示す光通信システム１０における
光ポストアンプ１５として用いた場合について説明した
が、光増幅器２０，２０Ａを、前述のごとく図４に示す
光インラインアンプ１６及び光プリアンプ１７として用
いることもできる。

【０１０１】ここで、光増幅器２０，２０Ａを、図４に
示す送信系１１の近傍に設置される光インラインアンプ
１６として用いた場合には、光インラインアンプ１６か
ら出力される発振光をその後段に設置された光増幅器に
次々に伝搬させることができるため、後段に設置された
光増幅器における光サージをも抑制することができる。

【０１０２】また、光増幅器２０，２０Ａを、図４に示
す受信系１３の前段に設置される光プリアンプ１７とし
て用いた場合には、光サージを抑制しながら信号光を増
幅して受信系１３に出力することができる。これによ
り、信号光レベルが、受信部における信号光を受光する
光部品の許容レベルを超えて過負荷させることがなくな
り、ひいては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上
させて、安定した光通信を行なうことができる。

【０１０３】なお、光プリアンプ１７においては、一般
的に光増幅媒体の出力側に信号光のみを通過させるフィ
ルタが配設されているため、伝搬された発振光はこのフ
ィルタにより除去される。このため、光プリアンプ１７
からは発振光は出力しないため、発振光による受信系１
３への影響はおのずと回避することができる。

【０１０４】また、図４に示す光通信システム１０にお
いては、光ポストアンプ１５，光インラインアンプ１６
及び光プリアンプ１７として、図２３に示す光増幅器や
図２４に示す光増幅装置を用いることもできる。ここ
で、図２３に示す光増幅器２０Ｂは、励起光の励起エネ
ルギーにより入力光を増幅して出力する光増幅媒体（増
幅媒体）２４を有する光増幅器２０Ｂにおいて、励起光
を発生させる励起光源３１と、励起光源３１からの励起
光を光増幅媒体２４の一端から入射する励起光入射用カ
プラとしてのＷＤＭカプラ２３と、光増幅媒体２４の入
力側に設けられるとともに、光増幅媒体２４に出力され
る信号光について分岐し、１．５５μｍ帯の入力モニタ
用信号（第１分岐信号）として出力する第１分岐用カプ
ラとしての入力モニタ用分岐器４５と、入力モニタ用分
岐器４５の出力側に設けられ、光増幅媒体２４から入力
される信号光を分岐し、１．５３μｍ帯の発振光（第２
分岐信号）として出力する第２分岐用カプラとしての発
振光分岐用分岐器４４と、光増幅媒体２４の入力側及び
出力側に発振光分岐用分岐器４４を介して設けられ、入
力光に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射しう
る反射部材としてのファイバグレイティング２８，２５
と、入力モニタ用分岐器４５からの入力モニタ用信号に
基づいて、光増幅媒体２４の入力光をモニタする入力モ
ニタ３０と、発振光分岐用分岐器４４からの発振光のレ
ベルを所定レベルに減衰させて発振光分岐用分岐器４４
側のファイバグレイティング２８に出力しうる光可変減
衰器（可変減衰器）２７と、入力モニタ３０からの入力
光モニタ情報に基づき、入力光のレベルが予め設定され
た閾値よりも小さくなった場合に、光増幅媒体２４にお
ける利得が所定値以下となるように、光可変減衰器２７
における発振光レベルの減衰量を制御する制御部として
の制御回路３２とをそなえたことを特徴としている。

【０１０５】このとき、発振光分岐用分岐器４４は、入
力光のパワー分岐を行なうパワー分岐カプラにより構成
してもよいが、信号光波長（１．５５μｍ帯）とファイ
バグレイティング２８にて反射しうる所定波長（１．５
３μｍ帯）とについて光波長多重分離を行なう波長多重
分離カプラ（ＷＤＭカプラ）により構成することもでき
る。

【０１０６】なお、入力モニタ用分岐器４５は、入力光
のパワー分岐を行なうパワー分岐カプラにより構成する
必要がある。このようにしても、前述した第１実施形態
にかかる光増幅器２０と同様の作用及び効果を得ること
ができる。さらに、発振光分岐用分岐器４４を、波長多
重分離カプラにより構成すれば、光増幅器２０Ｂ内で反
射する発振光が光増幅器２０Ｂの入力ポートから出力さ
れるのを防ぐことができるとともに、信号光波長に対す
る挿入損失を小さくして光増幅器２０における雑音指数
を低減させることができる。

【０１０７】なお、図２３に示す光増幅器２０Ｂにおい
ては、発振光分岐用分岐器４４が、光増幅媒体２４と光
増幅媒体２４の入力側のファイバグレイティング２８と
の間に介装されている場合について説明したが、この発
振光分岐用分岐器４４は、光増幅媒体２４と光増幅媒体
２４の出力側のファイバグレイティング２５との間に介
装してもよい。

【０１０８】また、図２４に示す光増幅装置４６は、励
起光の励起エネルギーにより入力光を増幅して出力する
光増幅媒体（増幅媒体）２４を有する光増幅器４７が少
なくとも２段以上接続されて構成された光増幅装置４６
において、初段の光増幅器４７が、励起光を発生させる
励起光源３１と、励起光源３１からの励起光を光増幅媒
体２４の一端から入射する励起光入射用カプラとしての
ＷＤＭカプラ２３と、光増幅媒体２４の入力側，出力側
のうちの少なくとも一方に設けられ、光増幅媒体２４か
ら入力される信号光を分岐する分岐用カプラとしての発
振光分岐用分岐器４４とをそなえ、入力光に含まれる信
号波長以外の所定波長の光を反射しうる反射部材として
のファイバグレイティング２８，２５が、光増幅媒体２
４の入力側及び出力側に発振光分岐用分岐器４４を介し
てそれぞれ設けられ、且つ、光増幅媒体２４の入力側に
設けられたファイバグレイティング２８の反射率が、光
増幅媒体２４の出力側に設けられたファイバグレイティ
ング２５の反射率よりも大きくなるように設定されたこ
とを特徴としている。

【０１０９】このようにしても、前述した第１実施形態
にかかる光増幅器２０と同様の作用及び効果を得ること
ができる。また、図２４に示す光増幅装置４６によれ
ば、初段の光増幅器４７における光サージを抑制するこ
とにより、光サージがその後段に設置された光増幅器４
７へ伝搬されるのを防ぐことができるほか、光増幅媒体
２４の入力側に反射率が大きいファイバグレイティング
２８を設置するとともに、その出力側に反射率が小さい
ファイバグレイティング２５を設置することにより、初
段の光増幅器４７から出力される発振光をその後段に設
置された光増幅器４７に次々に伝搬させることができる
ため、後段に設置された光増幅器４７における光サージ
をも抑制することができる。

【０１１０】これにより、信号光レベルが、受信部にお
ける信号光を受光する光部品の許容レベルを超えて過負
荷させることがなくなり、ひいては受信側光部品及び受
信回路の耐久性を向上させて、安定した光通信を行なう
ことができる。なお、実際には、反射率が設計通りであ
るファイバグレイティング２５，２８を製造することは
困難であるため、例えばファイバグレイティング２８の
前段に、光可変減衰器や半固定光減衰器を設け、これら
の光減衰器により発振光のレベルを可変に減衰させて、
ファイバグレイティング２５，２８での発振光の反射量
を調整することにより、光増幅媒体２４における利得を
調整することも可能である。

【０１１１】もちろん、反射率が設計値通りであるファ
イバグレイティング２５，２８を製造することができれ
ば、光増幅器４７を光可変減衰器や半固定光減衰器を設
けない構成とすることができる。なお、上述した光増幅
器２０（図３参照），光増幅器２０Ａ（図２１参照），
光増幅器２０Ｂ（図２３参照），光増幅装置４６（図２
４参照）においては、光増幅媒体２４の入力側に設けら
れたファイバグレイティング２８の反射率が、光増幅媒
体２４の出力側に設けられたファイバグレイティング２
５の反射率よりも大きくなるように設定される場合につ
いて説明したが、光増幅器２０，２０Ａ，２０Ｂ又は光
増幅装置４６内で反射する発振光をその後段に設置され
た光増幅器等に伝搬する必要がない場合や、発振光をそ
の後段に設置された光増幅器等に伝搬しないようにする
場合には、ファイバグレイティング２８と同様に、ファ
イバグレイティング２５の反射率も大きくすることがで
きる。

【０１１２】また、上述した光増幅器２０（図３参
照），光増幅器２０Ａ（図２１参照），光増幅器２０Ｂ
（図２３参照）においては、入力モニタ３０及び制御回
路３２又は入力モニタ用制御回路４２を設け、制御回路
３２又は入力モニタ用制御回路４２が、入力モニタ３０
からの入力光モニタ情報に基づき、入力光のレベルが予
め設定された閾値よりも小さくなった場合に、光増幅媒
体２４における利得が所定値以下となるように、光可変
減衰器２７における発振光レベルの減衰量を制御する場
合について説明したが、入力モニタ３０により入力光を
モニタしなくても入力レベルが減少するタイミングや入
力レベルの減少量がわかる場合には入力モニタ３０を設
けなくてもよい。

【０１１３】さらに、例えばオペレータが手動により光
可変減衰器２７における発振光レベルの減衰量の制御を
行なう場合には、制御回路３２又は入力モニタ用制御回
路４２を設けなくてもよい。（ｄ）各実施形態の他の態様の説明（１）はじめにエルビウムドープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）は、幹
線系を中心として光伝送システムへの導入が進められて
いる光増幅器の一つである。

【０１１４】ＥＤＦＡの緩和時間はおよそ１０ｍｓであ
るため、利得の飽和が深い状態においてもパターン効果
が生じないことが大きな特徴の一つであり、このため、
光増幅多中継伝送システムにおいては、通常、各ＥＤＦ
Ａを、利得が飽和した状態で効率的に稼働させている。
しかし、ＥＤＦＡの入力に瞬断が発生し、利得の飽和が
回復した時点で、信号光が再入力されると光サージが発
生してしまう。

【０１１５】詳細には、図２５（ａ）に示すように、Ｅ
ＤＦＡ４９への入力が瞬断すると、図２５（ｂ）に示す
ように、入力断の間にＥＤＦＡ４９の利得の飽和が回復
する。そして、ＥＤＦＡ４９の利得が回復した時点で、
瞬断する前と同一レベルの光が入力されると、ＥＤＦＡ
４９の利得が高い状態にあるため、図２５（ａ）に示す
ように、ＥＤＦＡ４９においては過大な光出力が発生す
ることになる。

【０１１６】信号がこのまま入力され続ければ、ＥＤＦ
Ａ４９の利得は再び元の値に戻るため、光出力は瞬間的
に高い値となった後に次第に定常値まで下がる振る舞い
をし、この過渡的な過大光出力のことを光サージと呼
ぶ。また、光増幅器には励起光パワーに帰還を掛けて出
力レベルを一定に保つ制御が施されている場合が多い
が、この場合には、入力断時に励起光パワーが最大値ま
で上昇するため発生する光サージはより大きくなる。

【０１１７】これまで、補償光（ダミー光）を用いた光
サージ抑圧方法も検討されているが、エルビウムドープ
ファイバ（ＥＤＦ）自体が増幅媒体であることを考える
と、利得の飽和が回復して利得が上昇する前に、信号光
とは別波長でレーザ発振を意図的に生じさせ（即ち信号
光とは別波長の発振光を発生させ）、信号光の入力低下
に伴うＥＤＦＡ内のエネルギーの蓄積を緩和することに
よっても、光サージの抑圧が可能であると考えられる。

【０１１８】この方法によれば、ダミー光を用意する必
要がないため、ＥＤＦＡを簡素に構成することができ、
応答速度もサブマイクロ秒オーダー（即ち共振器内の一
往復時間程度）と高速にすることができる。さらに、信
号光と別波長でレーザ動作させれば、レーザ光（発振
光）の除去も容易になる。

【０１１９】以下では、ＥＤＦＡをレーザ動作させるこ
とによって、光サージの抑圧を図る方法を提案するとと
もに、実験により光サージ抑圧の確認を行なった結果に
ついて詳述する。（２）ＥＤＦＡのレーザ動作による光サージ抑圧方法ＥＤＦＡは通常の動作において利得飽和が生じている。
ＥＤＦＡは利得飽和が生じている状態で使用しても、伝
送品質に問題が無いのが非常に大きな利点であるのだ
が、同時にこのことが、光サージの発生要因になってい
る。

【０１２０】また、ＥＤＦＡを利得飽和が生じている状
態で使用することは、所要の励起光パワーの低減に非常
に効果があるため、これまで報告されている光サージの
抑圧方法は、ＥＤＦＡを飽和させないで使用するといっ
た方法ではなく、より現実的に、信号入力が無くなった
ときに如何に利得の飽和の回復を抑えるかについて検討
されている。

【０１２１】例えば、ダミー光を用いる方法において
は、信号光が無くなった際に代わりにダミー光を入力し
て、ＥＤＦＡの利得飽和が回復するのを防ごうとするも
のである。しかし、アクティブ部品であるダミー光源を
各光増幅器毎に用意して、これらを制御するのでは複雑
な感は否めない。ところで、前述のごとく、ＥＤＦ自体
が増幅媒体であることを考えると、利得の飽和が回復し
て利得が上昇し始める時点で、信号光とは別波長でレー
ザ発振を意図的に生じさせ、信号光の入力低下に伴うＥ
ＤＦＡ内のエネルギーの蓄積を緩和することによって
も、光サージの抑圧が可能であると考えられる。

【０１２２】即ち、レーザ発振が生じると、ＥＤＦＡの
利得は閾値利得に固定（クランプ）されるため、利得飽
和の回復が抑えられるのである。ここで、レーザ発振さ
せるためには、前述したように、光増幅器に波長選択性
のある反射鏡（反射部材）を２つ設け、これらの反射鏡
によりレーザ共振器を構成することが必要である。

【０１２３】また、この際に、レーザ発振させる波長
（発振光の波長）は、信号光波長と別波長にする必要が
ある。なぜなら、信号光波長と同一波長でレーザ発振さ
せると、発生したレーザ光は下流（後段）に伝送されて
しまい、下流の光増幅器あるいは光受信器を保護するこ
とにならない恐れがあるからである。

【０１２４】別の波長で発振させた場合には、各光増幅
器における出力光が出力される出力ポートに、反射部材
で反射しうる光波長（レーザ光の波長）を除去し信号光
波長のみを透過させる光フィルタを設けることにより、
レーザ光を除去することができる。さらに、光受信器の
みの保護を考えれば良いのであれば、各光増幅中継器に
は当該光フィルタを設ける必要はなく、光受信器のみに
当該光フィルタを設ければ良いことになるが、光増幅中
継伝送システムにおいては、光受信器には狭帯域の光フ
ィルタが元々そなわっているため、この場合には光フィ
ルタの付加は不要になる。また、設定するレーザ発振の
閾値利得について考えてみても、別波長でレーザ動作さ
せることが必要になる。

【０１２５】なぜなら、信号光と同一波長で発振させる
場合には、閾値利得を最低入力レベルで動作している時
の利得より大きく設定する必要があるが、あまり大きく
設定すると利得飽和が十分に回復したところでレーザ発
振が生じることになり、光サージ抑圧の効果が現れない
からである。また、最低入力レベル動作時の利得に近い
値に閾値利得を設定すると、相対強度雑音（ＲＩＮ）が
増加して低雑音な光増幅器が実現できない。

【０１２６】結局、ＥＤＦＡのレーザ動作によって光サ
ージを抑圧するには、ＥＤＦＡを信号と別波長でレーザ
動作させる必要があり、この方法で利得回復時のエネル
ギーの蓄積を効果的に低減するためには、レーザ波長と
して、入力低下時に信号波長より利得の回復が大きい波長レーザ光の除去が容易な波長ＥＤＦの入出力端に接続する２つの反射鏡の反射減衰
量が信号光に対しては十分に確保できる波長を選定する必要がある。

【０１２７】さらに、この方法は、図２６に示すような
多中継伝送システム５０においても有効であると考えら
れる。図２６に示すように、例えば送信機５１から光ポ
ストアンプ５２への入力において瞬断が生じた場合に、
光サージ抑圧対策を施さない場合には、光ポストアンプ
５２においては光サージが発生し、この発生した光サー
ジは、光ポストアンプ５２の下流の光増幅中継器５３及
び光プリアンプ５４において更に増幅されて受信機５６
に入力される（図２６における“光サージ抑圧対策無
し”参照）。

【０１２８】ところが、同様に、例えば送信機５１から
光ポストアンプ５２への入力において瞬断が生じた場合
に、光サージ抑圧対策を施した場合には、光ポストアン
プ５２から信号光波長とは異なる波長（λ_c）でレーザ
光が出力される（図２６における“光サージ抑圧対策有
り”参照）。このため、光ポストアンプ５２の下流の光
増幅中継器５３への入力では、図２６に示すように、瞬
断が生じることがなくなり、過度の利得飽和の回復も起
きない。

【０１２９】そして、このレーザ光は光プリアンプ５４
の出力側に設置された狭帯域光フィルタ５５で除去され
ることになる。なお、この図２６においては、光ポスト
アンプ５２や光増幅中継器５３には、このレーザ光を除
去するような光フィルタ５５は内蔵されていないと仮定
している。（３）光サージ抑圧の実験この実験においては、レーザ波長として、飽和の回復時
に利得の回復が大きい１５３０ｎｍ帯の波長を考え、信
号光の入力の低下に伴うこの波長帯（１５３０ｎｍ帯）
の利得の回復の様子を観察した。

【０１３０】ここで、図２７に１４８０ｎｍ後方励起Ｅ
ＤＦＡの信号入力対利得特性を示す。この図２７におい
て、細い実線Ｋ及び細い破線Ｊのデータは、反射鏡によ
りレーザ共振器が構成されていない通常の状態のとき
に、信号波長を１５５２．５ｎｍとし、この入力に対し
て常に２０ｄＢ低い１５３５ｎｍのプローブ光を同時に
入力して、ＥＤＦＡの利得をそれぞれ測定したものであ
る。細い実線Ｋは信号の入力低下に伴う信号波長の利得
の回復の様子を表しており、細い破線Ｊは波長１５３５
ｎｍの利得の回復の様子を表している。

【０１３１】この結果から、ＥＤＦでは信号入力の低下
に伴い１５３５ｎｍの利得が急速に回復し、その利得も
大きいことがわかる。また、この波長帯（１５３０ｎｍ
帯）のみで高い反射率を有する反射鏡の実現も可能であ
り、同時に、通常の光フィルタでレーザ光の除去も容易
なことから、１５３０ｎｍ帯をレーザ波長とすることに
した。

【０１３２】そして、図２８に示すようなエルビウムド
ープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）６６において、エル
ビウムドープファイバ（ＥＤＦ）５９の両端にファイバ
グレーティング反射鏡（FG-Mirror ）６３，６４を、そ
れぞれ９：１分岐光カプラ（９：１ＣＰＬ）５８，６０
を介して接続することにより、１５３０ｎｍ帯のレーザ
共振器を形成した。なお、図２８において、５７は前側
光部材（Front module），６１は後側光部材（Rear mod
ule ），６５はオートパワー制御（APC operation ）さ
れた１４８０ｎｍの励起光源（ＬＤ）及び６２は１５３
０ｎｍ帯のレーザ光を除去するための光フィルタ（ＢＰ
Ｆ）である。

【０１３３】実験に使用したファイバグレイティング反
射鏡６３，６４は、図２９（ａ），図２９（ｂ）に示す
ように、反射率が８０％以上である波長帯が１５２４ｎ
ｍ〜１５３６ｎｍにあり急峻な波長特性を有するもので
ある。ここで、図２９（ａ）は、ＥＤＦ５９の入力側の
ファイバグレイティング反射鏡６３の波長特性を示すも
のであり、図２９（ｂ）は、ＥＤＦ５９の出力側のファ
イバグレイティング反射鏡６４の波長特性を示すもので
ある。なお、反射率は、（１−透過率）により推定する
ことができる。

【０１３４】ここで、ファイバグレイティング反射鏡６
３，６４の反射率を、ＥＤＦ５９の入出力端に９：１光
分岐カプラ５８，６０を接続して入力光を１／１０分岐
（パワー分岐）することと、ファイバグレイティング反
射鏡６３，６４の入力部にスプライス損を付加すること
により変えて、レーザ動作を開始する閾値利得を調整し
た。

【０１３５】この図２８に示すように、レーザ共振器を
有する構成における信号入力対信号利得特性は図２７の
太い実線Ｌに示すようになり、−６ｄＢｍより低い信号
入力で波長１５３３ｎｍでレーザ動作が開始し、これよ
り低い信号入力レベルでは利得は１６．４ｄＢに固定さ
れた。また、この際の各入力レベルにおける出力スペク
トルの様子を図３０（ａ）〜図３０（ｃ）に示す。ここ
で、図３０（ａ）〜図３０（ｃ）は、それぞれ、入力
（Ｐｉ）が０ｄＢｍ，−１５ｄＢｍ及び−３０ｄＢｍの
ときの出力スペクトルの様子を示す。

【０１３６】さらに、レーザ動作の閾値近傍の出力スペ
クトルの様子を図３１（ａ）〜図３１（ｃ）に示す。こ
こで、図３１（ａ）〜図３１（ｃ）は、それぞれ、入力
（Ｐｉ）が−５ｄＢｍ，−６ｄＢｍ及び−７ｄＢｍのと
きの出力スペクトルの様子を示す。図３１（ｂ）に示す
ように、入力（Ｐｉ）が−６ｄＢｍのときがレーザ動作
の閾値と考えられるが、この図３１（ｂ）においては、
１５３０ｎｍ帯のスペクトルが先鋭化している。

【０１３７】また、図３１（ｃ）に示すように、入力
（Ｐｉ）が−７ｄＢｍのときには１５３３ｎｍでレーザ
発振をしているのがわかる。さらに、レーザ発振が生じ
ない−３ｄＢｍ入力時の出力スペクトルを図３２
（ａ），図３２（ｂ）に示す。ここで、図３２（ａ）
は、レーザ共振器がない場合の出力スペクトルであり、
図３２（ｂ）は、レーザ共振器がある場合の出力スペク
トルである。

【０１３８】図３２（ｂ）に示すように、レーザ共振器
がある場合は多重反射の影響により１５３０ｎｍ帯の自
然放出光（ＡＳＥ）が盛り上がっているが、信号波長に
おけるＡＳＥの増加は、縦軸を拡大して図３２（ａ）に
示すものと比較したが見られなかった。そして、このレ
ーザ共振器を有する光増幅器について、ＡＯスイッチ
（Acoustooptic switch ）で入力光をＯＮ／ＯＦＦする
ことにより、レーザ動作による光サージ抑圧効果を確認
した。なお、ＡＯスイッチは、音響光学効果（Acoustoo
ptic effect ）を利用した光スイッチである。

【０１３９】ここで、最低入力レベルを−３ｄＢｍに想
定し、ＯＮレベルは−３ｄＢｍとした。この状態でのＯ
ＦＦレベルは−６７ｄＢｍであり、立ち上がり時間は
０．２μｓ以下であった。そして、図３３（ａ）に示す
ようにレーザ動作がない場合（レーザ共振器がない場
合）の光サージは９．７ｄＢであるが、レーザ動作する
場合（レーザ共振器がある場合）は、図３３（ｂ）に示
すように光サージは３ｄＢに低減し、これにより、６．
７ｄＢの光サージ抑制効果が確認できた。

【０１４０】なお、３ｄＢの光サージが発生しているの
は、この実験を−３ｄＢｍで行なっていることと、図３
１（ｂ）に示すようにレーザ動作が−６ｄＢｍ付近で起
こることによる。このため、レーザ共振器があるＥＤＦ
Ａにおいても−３−（−６）＝３ｄＢ分の利得が回復す
る。従って、光サージをより抑圧するためには、レーザ
動作の閾値レベルを通常の入力レベルに近づければよい
のだが、実際の光増幅器には入力ダイナミックレンジが
要求されるので、この分に相当する光サージは発生する
ことになる。

【０１４１】特に、光ポストアンプは他の光増幅器に比
べて入力ダイナミックレンジが狭いので本抑圧方法は有
効となる。また、レーザ共振器の有無で相対強度雑音
（ＲＩＮ）の増減を調査するために、光増幅器の出力側
に信号光を取り出す狭帯域光フィルタを設置して、共振
器を形成するファイバグレイティングを取り外した際の
出力光のＲＩＮの増減を測定した。

【０１４２】レーザ共振器の有無で出力光のＲＩＮは−
１４８．０ｄＢ／Ｈｚと差はなかった。これは、ファイ
バグレイティングの反射率が１５３０ｎｍ帯に対しては
大きいが、信号光波長に対しては影響を与えていないこ
とを意味している。なお、レーザ光のみを狭帯域光フィ
ルタ（ＢＰＦ）で取り出して観測したところ、図３４
（ａ），図３４（ｂ）に示すような緩和振動出力波形が
得られた。ここで、図３４（ｂ）は、図３４（ａ）の時
間軸を拡大して示したものである。

【０１４３】レーザ光の立ち上がりは信号が断になって
から数μｓ以内であり、また、緩和振動の周期は約３０
μｓとＢＰＦの緩和時間（１０ｍｓ）と比較して短いた
め、下流のＥＤＦＡはこのレーザ光を緩和時間程度で積
分した光に応答することになる。従って、このレーザ光
は下流のＥＤＦＡの利得飽和の回復を抑制する上で、大
きな効果があると考えられる。

【０１４４】なお、図２８に示すＥＤＦＡ６６において
は、ファイバグレーティング反射鏡６３，６４を接続す
る光カプラ５８，６０として、パワー分岐カプラである
９：１分岐光カプラを用いているが、波長多重分離カプ
ラを用いれば、ＥＤＦＡ６６内で反射する発振光がＥＤ
ＦＡ６６の入力ポートから出力されるのを防ぐことがで
きるとともに、信号光波長に対する挿入損失を小さくし
てＥＤＦＡ６６における雑音指数を低減させることがで
きる。（４）まとめ上述においては、信号入力レベルの低下とともに、急速
に利得飽和が回復する１５３０ｎｍ帯を利用したレーザ
動作により、光サージの抑圧が可能であることを示し
た。

【０１４５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光増幅器
によれば、入力光を増幅して出力する増幅媒体をそなえ
るとともに、増幅媒体の入力側及び出力側に、入力光に
含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射しうる反射
部材がそれぞれ介装されることにより、入力光のレベル
が減少した場合には、増幅媒体の利得飽和が緩和され利
得が大きくなる前に発振光を発生させることができる。

【０１４６】これにより、入力減少に伴う増幅媒体の利
得上昇を抑制して、信号光の急峻な入力増加時に発生す
る光サージを効果的に抑制することができるため、信号
光レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の
許容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひい
ては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、
安定した光通信を行なうことができる利点がある（請求
項１，１５，１６）。

【０１４７】また、本発明の光増幅器によれば、励起光
の励起エネルギーにより入力光を増幅して出力する増幅
媒体を有する光増幅器において、励起光源と、励起光を
増幅媒体の一端から入射する励起光入射用カプラと、増
幅媒体の入力側及び出力側にそれぞれ設けられ、入力光
に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射しうる反
射部材とをそなえ、増幅媒体から入力される光信号を分
岐する分岐用カプラが、増幅媒体と増幅媒体の入力側又
は出力側の反射部材との間に介装されることにより、入
力光のレベルが減少した場合には、増幅媒体の利得飽和
が緩和され利得が大きくなる前に発振光を発生させるこ
とができる。

【０１４８】これにより、入力減少に伴う増幅媒体の利
得上昇を抑制して、信号光の急峻な入力増加時に発生す
る光サージを効果的に抑制することができるため、信号
光レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の
許容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひい
ては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、
安定した光通信を行なうことができる利点がある（請求
項２〜１０，１５，１６）。

【０１４９】このとき、増幅媒体の入力側に設けられた
反射部材の反射率を、増幅媒体の出力側に設けられた反
射部材の反射率よりも大きくなるように設定すれば、光
増幅器内で反射する発振光を光増幅器から出力させて、
発振光をその後段に設置された光増幅器に伝搬すること
ができるため、後段に設置された光増幅器の光サージを
も抑制することができる（請求項４）。

【０１５０】また、分岐用カプラを、信号光波長と反射
部材にて反射しうる所定波長とについて波長多重分離を
行なう波長多重分離カプラにより構成することにより、
光増幅器内で反射する発振光が光増幅器の入力ポートか
ら出力されるのを防ぐことができるとともに、信号光波
長に対する挿入損失を小さくして光増幅器における雑音
指数を低減させることができる（請求項１０）。

【０１５１】さらに、本発明の光増幅器によれば、入力
モニタからの入力光モニタ情報に基づき、入力光のレベ
ルが予め設定された閾値よりも小さくなった場合に、増
幅媒体における利得が所定値以下となるように、可変減
衰器における第２分岐信号レベルの減衰量を制御するよ
うに構成することにより、入力モニタからの入力光モニ
タ情報に基づいて入力光のレベルが減少したと判断され
る場合には、増幅媒体の利得飽和が緩和され利得が大き
くなる前に発振光を発生させることができる。

【０１５２】これにより、入力減少に伴う増幅媒体の利
得上昇を抑制して、信号光の急峻な入力増加時に発生す
る光サージを効果的に抑制することができるため、信号
光レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の
許容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひい
ては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、
安定した光通信を行なうことができる利点がある（請求
項１１，１５，１６）。

【０１５３】このとき、第１分岐信号に含まれる信号光
波長のみを透過させ、入力モニタに出力させるフィルタ
を設ければ、分岐用カプラからの発振光の一部が入力モ
ニタへ入力されるのを防いで、入力モニタにおけるモニ
タ精度の悪化を回避することができる（請求項１２）。
また、本発明の光増幅器によれば、入力モニタからの入
力光モニタ情報に基づき、入力光のレベルが予め設定さ
れた閾値よりも小さくなった場合に、増幅媒体における
利得が所定値以下となるように、可変減衰器における第
２分岐信号レベルの減衰量を制御するように構成するこ
とにより、入力モニタからの入力光モニタ情報に基づい
て入力光のレベルが減少したと判断される場合には、増
幅媒体の利得飽和が緩和され利得が大きくなる前に発振
光を発生させることができる。

【０１５４】これにより、入力減少に伴う増幅媒体の利
得上昇を抑制して、信号光の急峻な入力増加時に発生す
る光サージを効果的に抑制することができるため、信号
光レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の
許容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひい
ては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、
安定した光通信を行なうことができる利点がある（請求
項１３，１５，１６）。

【０１５５】このとき、第２分岐用カプラを、信号光波
長と反射部材にて反射しうる所定波長とについて波長多
重分離を行なう波長多重分離カプラにより構成すれば、
光増幅器内で反射する発振光が光増幅器の入力ポートか
ら出力されるのを防ぐことができるとともに、信号光波
長に対する挿入損失を小さくして光増幅器における雑音
指数を低減させることができる（請求項１４）。

【０１５６】また、入力光が入力される入力ポート及び
出力光が出力される出力ポートに、それぞれアイソレー
タが付加すれば、パワー分岐された光が入力ポートを介
して光増幅器から出力されるのを防ぐとともに、出力ポ
ートを介して光増幅器から出力された光が光増幅器に再
入力されるのを防ぐことができる（請求項１７）。さら
に、出力光が出力される出力ポートに、反射部材で反射
しうる光波長を除去し、信号光波長のみを透過させるフ
ィルタを設ければ、光サージを防止するために発生させ
た発振光が光増幅器から出力しないようにすることがで
きる（請求項１８）。

【０１５７】また、本発明の光増幅装置によれば、励起
光の励起エネルギーにより入力光を増幅して出力する増
幅媒体を有する光増幅器が少なくとも２段以上接続され
て構成された光増幅装置において、初段の光増幅器にお
ける光サージを抑制して光サージがその後段に設置され
た光増幅器へ伝搬されるのを防ぐことができるほか、初
段の光増幅器から出力される発振光をその後段に設置さ
れた光増幅器に次々に伝搬させることができるため、後
段に設置された光増幅器における光サージをも抑制する
ことができる。

【０１５８】これにより、入力減少に伴う増幅媒体の利
得上昇を抑制して、信号光の急峻な入力増加時に発生す
る光サージを効果的に抑制することができるため、信号
光レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の
許容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひい
ては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、
安定した光通信を行なうことができる利点がある（請求
項１９）。

【０１５９】さらに、本発明の光通信システムにおける
光送信装置によれば、信号光を光出力増幅器にて増幅
し、増幅された光信号を送信する光送信装置において、
光出力増幅器における光サージを抑制して光サージがそ
の後段に設置された光増幅器へ伝搬されるのを防ぐこと
ができるほか、光出力増幅器から出力される発振光をそ
の後段に設置された光増幅器に次々に伝搬させることが
できるため、後段に設置された光増幅器における光サー
ジをも抑制することができる。

【０１６０】これにより、入力減少に伴う増幅媒体の利
得上昇を抑制して、信号光の急峻な入力増加時に発生す
る光サージを効果的に抑制することができるため、信号
光レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の
許容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひい
ては受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、
安定した光通信を行なうことができる利点がある（請求
項２０）。

【０１６１】また、本発明の光増幅器の光サージ抑制方
法によれば、励起光の励起エネルギーにより、信号光を
含む入力光を増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅
器から出力される光信号の光サージを抑制すべく、入力
光のレベルが減少した場合に、入力光に含まれる信号光
波長以外の波長の光を発振させて、増幅媒体に蓄積され
ている励起エネルギーを放出させることにより、信号光
レベルが、受信部における信号光を受光する光部品の許
容レベルを超えて過負荷させることがなくなり、ひいて
は受信側光部品及び受信回路の耐久性を向上させて、安
定した光通信を行なうことができる利点がある（請求項
２１，２２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光増幅器の構成を示す原理ブロック図
である。

【図２】本発明の光増幅器の構成を示す原理ブロック図
である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器の構成
を示すブロック図である。

【図４】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器が適用
される光通信システムの構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器におい
て用いられるファイバグレイティングの構成を模式的に
示す図である。

【図６】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器におい
て用いられるファイバグレイティングの特性を示す図で
ある。

【図７】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器におい
て用いられるファイバグレイティングの特性を示す図で
ある。

【図８】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器におい
て用いられる光可変減衰器の構成を模式的に示す図であ
る。

【図９】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器におい
て用いられる光可変減衰器の特性を示す図である。

【図１０】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
いて用いられる光増幅媒体の特性を示す図である。

【図１１】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
いて用いられる発振光について説明するための図であ
る。

【図１２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１実
施形態にかかる光増幅器において用いられる発振光につ
いて説明するための図である。

【図１３】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
いて用いられる発振光について説明するための図であ
る。

【図１４】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
いて用いられる発振光について説明するための図であ
る。

【図１５】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
いて用いられる光増幅媒体の特性を示す図である。

【図１６】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
ける光サージの抑制効果について説明するための図であ
る。

【図１７】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
ける光サージの抑制効果について説明するための図であ
る。

【図１８】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
ける光サージの抑制効果について説明するための図であ
る。

【図１９】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
ける光サージの抑制効果について説明するための図であ
る。

【図２０】本発明の第１実施形態にかかる光増幅器にお
ける光サージの抑制効果について説明するための図であ
る。

【図２１】本発明の第２実施形態にかかる光増幅器の構
成を示すブロック図である。

【図２２】本発明の第２実施形態にかかる光増幅器にお
ける光サージの抑制効果について説明するための図であ
る。

【図２３】図４に示す光通信システムにおいて用いられ
る光増幅器の他の構成を示すブロック図である。

【図２４】図４に示す光通信システムにおいて用いられ
る光増幅装置の構成を示すブロック図である。

【図２５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、光増幅器からの
光サージ発生について説明するための図である。

【図２６】光増幅多中継伝送システムにおける光サージ
発生及び光増幅器のレーザ動作による光サージの抑圧に
ついて説明するための模式図である。

【図２７】光増幅器の信号入力対利得特性の一例を示す
図である。

【図２８】レーザ共振器を内蔵する光増幅器の構成を示
すブロック図である。

【図２９】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ファイバグレイ
ティング反射鏡の透過特性を示す図である。

【図３０】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、レーザ共振器を
内蔵する光増幅器の各入力レベルにおける出力スペクト
ルを示す図である。

【図３１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、レーザ動作の閾
値近傍の出力スペクトルを示す図である。

【図３２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、レーザ共振器の
有無による出力スペクトルについて説明するための図で
ある。

【図３３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、レーザ共振器の
有無による光サージ波形について説明するための図であ
る。

【図３４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、レーザ光の出力
波形を示す図である。

【図３５】光増幅器において発生する光サージを説明す
るための図である。

【符号の説明】

１，４光増幅器２，５増幅媒体３，８反射部材６励起光源７励起光入射用カプラ９分岐用カプラ１０光通信システム１１送信系（光送信装置）１２伝送系１３受信系（光受信装置）１４信号送信部１５光ポストアンプ（光出力増幅器）１６光インラインアンプ１７光プリアンプ１８信号受信部２０光増幅器２１，２６アイソレータ２２入力モニタ用分岐器（分岐用カプラ）２３ＷＤＭカプラ（励起光入射用カプラ）２４光増幅媒体（増幅媒体）２５，２８ファイバグレイティング（反射部材）２７光可変減衰器（減衰器）２９フィルタ３０入力モニタ３１励起光源３２制御回路（制御部）３３導波路３４グレイティング３５光可変減衰器本体３６コネクタ３７ケーブル３８前側光部品３９後側光部品４０出力モニタ用分岐器４１出力モニタ４２入力モニタ用制御回路４３出力モニタ用制御回路４４発振光分岐用分岐器（第２分岐用カプラ）４５入力モニタ用分岐器（第１分岐用カプラ）４６光増幅装置４７光増幅器４９エルビウムドープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）５０多中継伝送システム５１送信機５２光ポストアンプ５３光増幅中継器５４光プリアンプ５５狭帯域光フィルタ５６受信機５７前側光部材５８，６０９：１分岐光カプラ５９エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）６１後側光部材６２光フィルタ（ＢＰＦ）６３，６４ファイバグレーティング反射鏡（FG-Mirro
r ）６５励起光源（ＬＤ）６６エルビウムドープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力光を増幅して出力する増幅媒体をそ
なえるとともに、該増幅媒体の入力側及び出力側に、該入力光に含まれる
信号波長以外の所定波長の光を反射しうる反射部材がそ
れぞれ介装されたことを特徴とする、光増幅器。
【請求項２】励起光の励起エネルギーにより入力光を
増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅器において、該励起光を発生させる励起光源と、該励起光源からの励起光を該増幅媒体の一端から入射す
る励起光入射用カプラと、該増幅媒体の入力側及び出力側にそれぞれ設けられ、該
入力光に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射し
うる反射部材とをそなえ、該増幅媒体から入力される光信号を分岐する分岐用カプ
ラが、該増幅媒体と該増幅媒体の入力側又は出力側の反
射部材との間に介装されたことを特徴とする、光増幅
器。
【請求項３】該増幅媒体における利得が光サージを抑
圧できるような値となるようにすべく、該増幅媒体の入
力側及び出力側に設けられた該反射部材の反射率が設定
されたことを特徴とする、請求項２記載の光増幅器。
【請求項４】該増幅媒体の入力側に設けられた該反射
部材の反射率が、該増幅媒体の出力側に設けられた該反
射部材の反射率よりも大きくなるように設定されたこと
を特徴とする、請求項３記載の光増幅器。
【請求項５】該増幅媒体における利得が光サージを抑
圧できるような値となるようにすべく、該分岐用カプラ
にて分岐された光信号のレベルを所定レベルに減衰させ
て該分岐用カプラ側の反射部材に出力する減衰器をそな
えて構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光増
幅器。
【請求項６】該減衰器が、可変減衰器により構成され
たことを特徴とする、請求項５記載の光増幅器。
【請求項７】該励起光入射用カプラが、波長多重分離
カプラにより構成されたことを特徴とする、請求項２記
載の光増幅器。
【請求項８】該増幅媒体が、希土類ドープファイバに
より構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光増
幅器。
【請求項９】該希土類ドープファイバが、エルビウム
ドープファイバにより構成されたことを特徴とする、請
求項８記載の光増幅器。
【請求項１０】該分岐用カプラが、該信号光波長と該
反射部材にて反射しうる所定波長とについて波長多重分
離を行なう波長多重分離カプラにより構成されたことを
特徴とする、請求項２記載の光増幅器。
【請求項１１】励起光の励起エネルギーにより入力光
を増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅器におい
て、該励起光を発生させる励起光源と、該励起光源からの励起光を該増幅媒体の一端から入射す
る励起光入射用カプラと、該増幅媒体の入力側に設けられるとともに、該増幅媒体
に出力される光信号について分岐し、第１分岐信号とし
て出力するとともに、該増幅媒体から入力される光信号
を分岐し、第２分岐信号として出力する分岐用カプラ
と、該増幅媒体の入力側及び出力側に該分岐用カプラを介し
て設けられ、該入力光に含まれる信号波長以外の所定波
長の光を反射しうる反射部材と、該分岐用カプラからの該第１分岐信号に基づいて、該増
幅媒体への入力光をモニタする入力モニタと、該分岐用カプラからの第２分岐信号のレベルを所定レベ
ルに減衰させて該分岐用カプラ側の反射部材に出力しう
る可変減衰器とをそなえ、該入力モニタからの入力光モニタ情報に基づき、該入力
光のレベルが予め設定された閾値よりも小さくなった場
合に、該増幅媒体における利得が所定値以下となるよう
に、該可変減衰器における該第２分岐信号レベルの減衰
量を制御するように構成されたことを特徴とする、光増
幅器。
【請求項１２】該分岐用カプラからの該第１分岐信号
に含まれる信号光波長のみを透過させ、該入力モニタに
出力させるフィルタが設けられたことを特徴とする、請
求項１１記載の光増幅器。
【請求項１３】励起光の励起エネルギーにより入力光
を増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅器におい
て、該励起光を発生させる励起光源と、該励起光源からの励起光を該増幅媒体の一端から入射す
る励起光入射用カプラと、該増幅媒体の入力側に設けられるとともに、増幅媒体に
出力される光信号について分岐し、第１分岐信号として
出力する第１分岐用カプラと、該第１分岐用カプラの出力側に設けられ、該増幅媒体か
ら入力される光信号を分岐し、第２分岐信号として出力
する第２分岐用カプラと、該増幅媒体の入力側及び出力側に該第２分岐用カプラを
介して設けられ、該入力光に含まれる信号波長以外の所
定波長の光を反射しうる反射部材と、該第１分岐用カプラからの該第１分岐信号に基づいて、
該増幅媒体への入力光をモニタする入力モニタと、該第２分岐用カプラからの第２分岐信号のレベルを所定
レベルに減衰させて該第２分岐用カプラ側の反射部材に
出力しうる可変減衰器とをそなえ、該入力モニタからの入力光モニタ情報に基づき、該入力
光のレベルが予め設定された閾値よりも小さくなった場
合に、該増幅媒体における利得が所定値以下となるよう
に、該可変減衰器における該第２分岐信号レベルの減衰
量を制御するように構成されたことを特徴とする、光増
幅器。
【請求項１４】該第２分岐用カプラが、該信号光波長
と該反射部材にて反射しうる所定波長とについて波長多
重分離を行なう波長多重分離カプラにより構成されたこ
とを特徴とする、請求項１３記載の光増幅器。
【請求項１５】該入力光が小レベルの時の光増幅媒体
の利得に関し、該反射部材で反射しうる光波長の利得
が、該信号波長の利得よりも大きくなるように構成され
たことを特徴とする、請求項１，２，１１又は１３のい
ずれかに記載の光増幅器。
【請求項１６】該反射部材が、ファイバグレイティン
グにより構成されたことを特徴とする、請求項１，２，
１１又は１３のいずれかに記載の光増幅器。
【請求項１７】該入力光が入力される入力ポート及び
出力光が出力される出力ポートに、それぞれアイソレー
タが付加されたことを特徴とする、請求項１，２，１１
又は１３のいずれかに記載の光増幅器。
【請求項１８】出力光が出力される出力ポートに、該
反射部材で反射しうる光波長を除去し、信号光波長のみ
を透過させるフィルタが設けられたことを特徴とする、
請求項１，２，１１又は１３のいずれかに記載の光増幅
器。
【請求項１９】励起光の励起エネルギーにより入力光
を増幅して出力する増幅媒体を有する光増幅器が少なく
とも２段以上接続されて構成された光増幅装置におい
て、初段の該光増幅器が、該励起光を発生させる励起光源と、該励起光源からの励起光を該増幅媒体の一端から入射す
る励起光入射用カプラと、該増幅媒体の入力側，出力側のうちの少なくとも一方に
設けられ、該増幅媒体から入力される光信号を分岐する
分岐用カプラとをそなえ、該入力光に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射
しうる反射部材が、該増幅媒体の入力側及び出力側に該
分岐用カプラを介してそれぞれ設けられ、且つ、該増幅媒体の入力側に設けられた該反射部材の反
射率が、該増幅媒体の出力側に設けられた該反射部材の
反射率よりも大きくなるように設定されたことを特徴と
する、光増幅装置。
【請求項２０】信号光を光出力増幅器にて増幅し、該
増幅された光信号を送信する光送信装置において、該光出力増幅器が、励起光の励起エネルギーにより入力光を増幅して出力す
る増幅媒体と、該励起光を発生させる励起光源と、該励起光源からの励起光を該増幅媒体の一端から入射す
る励起光入射用カプラと、該増幅媒体の入力側，出力側のうちの少なくとも一方に
設けられ、該増幅媒体から入力される光信号を分岐する
分岐用カプラとをそなえ、該入力光に含まれる信号波長以外の所定波長の光を反射
しうる反射部材が、該増幅媒体の入力側及び出力側に該
分岐用カプラを介してそれぞれ設けられたことを特徴と
する、光通信システムにおける光送信装置。
【請求項２１】励起光の励起エネルギーにより、信号
光を含む入力光を増幅して出力する増幅媒体を有する光
増幅器から出力される光信号の光サージを抑制すべく、該入力光のレベルが減少した場合に、該入力光に含まれ
る信号光波長以外の波長の光を発振させることにより、
該増幅媒体に蓄積されている励起エネルギーを放出させ
ることを特徴とする、光増幅器の光サージ抑制方法。
【請求項２２】該増幅媒体の利得が光サージ発生レベ
ル以下となるように、上記光の発振による励起エネルギ
ーの放出度を制御することを特徴とする、請求項２１記
載の光増幅器の光サージ抑制方法。