JP2001156364A

JP2001156364A - 広帯域光増幅器

Info

Publication number: JP2001156364A
Application number: JP33784099A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tanaka; 茂田中
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】更に広い波長帯域で信号光を光増幅すること
ができる広帯域光増幅器を提供する。【解決手段】広帯域光増幅器１は、分岐手段１０と合
波手段２０との間にＮ個の光増幅部３０₁〜３０_Nが並列
的に設けられている。分岐手段１０は、波長多重された
多波長の信号光を入力し、この信号光を分岐して分岐経
路Ｐ₁〜Ｐ_Nそれぞれへ出力する。光増幅部３０_nは、分
岐経路Ｐ_n上に設けられており、この分岐経路Ｐ_nを伝搬
する信号光を光増幅して出力する。光増幅部３０_nの利
得の中心波長λ_nより光増幅部３０_n+1の利得の中心波長
λ_n+1の方が長く、光増幅部３０_nおよび光増幅部３０
_n+1それぞれが利得を有する波長帯域の一部が互いに重
なり合っている（１≦ｎ≦Ｎ−１）。合波手段２０は、
光増幅部３０₁〜３０_Nそれぞれから出力された信号光を
入力して、これらの信号光を合波して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光通信シ
ステムにおいて多波長の信号光を一括光増幅する光増幅
部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Divisio
n Multiplexing）光通信システムは、一般にＣバンド
（波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ）の多波長の信号光
を用いて光通信を行うものであり、高速で大容量の情報
を伝送することができる。また、近年では、更なる大容
量化を図るべく、Ｃバンドに加えてＬバンド（波長１５
７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ）の多波長の信号光をも用いる
ようになってきている。一方、光通信システムでは、光
伝送路を伝搬する際の信号光の減衰を補うため、信号光
を光増幅して出力する光増幅器が用いられる。しかし、
１つの光増幅器が利得を有する波長帯域は限られてい
る。すなわち、一般には、Ｃバンドで利得を有する光増
幅器はＬバンドでは利得を有していない。同様に、Ｌバ
ンドで利得を有する光増幅器はＣバンドでは利得を有し
ていない。そこで、例えば文献「T. Naito, et al., "1
Terabit/s WDM Transmission over 10,000 km", ECOC'
99, PD2-1 (1999)」に、ＣバンドおよびＬバンドの双方
の信号光を光増幅することができる広帯域光増幅器が提
案されている。

【０００３】図１０は、従来の広帯域光増幅器の概略構
成図である。この広帯域光増幅器は、分岐手段１０と合
波手段２０との間にＣバンド用光増幅部３０_CおよびＬ
バンド用光増幅部３０_Lが並列的に設けられている。分
岐手段１０は、入力した多波長の信号光をＣバンドとＬ
バンドとに分波して出力する。Ｃバンド用光増幅部３０
_Cは、分岐手段１０より出力されたＣバンドの信号光を
光増幅して出力する。Ｌバンド用光増幅部３０_Lは、分
岐手段１０より出力されたＬバンドの信号光を光増幅し
て出力する。そして、合波手段２０は、Ｃバンド用光増
幅部３０_CおよびＬバンド用光増幅部３０_Lそれぞれによ
り光増幅されて出力された信号光を合波して出力する。
図１１は、この従来の広帯域光増幅器の利得特性を示す
図である。この広帯域光増幅器の利得特性は、Ｃバンド
用光増幅部３０_Cの利得特性とＬバンド用光増幅部３０_L
の利得特性とを加えたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の広帯域光増幅器では、入力した信号光をＣバンド
とＬバンドとに分波して出力する分岐手段は、Ｃバンド
内の波長λ_C1〜λ_C2の帯域、および、Ｌバンド内の波長
λ_L1〜λ_L2の帯域では、充分な透過率で出力することが
できるものの、Ｃバンド内であっても波長λ_C2以上の帯
域、および、Ｌバンド内であっても波長λ_L1以下の帯域
では、全く透過させないか或いは透過率が小さい。それ
故、図１１に示すように、この従来の広帯域光増幅器
は、波長λ_C2〜λ_L1の帯域では信号光を光増幅すること
ができない。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、更に広い波長帯域で信号光を光増幅す
ることができる広帯域光増幅器を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る広帯域光増
幅器は、(1) 波長多重された多波長の信号光を入力し、
この信号光を分岐してＮ個（Ｎ≧２）の分岐経路Ｐ₁〜
Ｐ_Nそれぞれへ出力する分岐手段と、(2) Ｎ個の分岐経
路Ｐ₁〜Ｐ_Nのうちの分岐経路Ｐ_n上に設けられ、この分
岐経路Ｐ_nを伝搬する信号光を光増幅して出力するＮ個
の光増幅部Ａ_nと（１≦ｎ≦Ｎ）、(3) Ｎ個の光増幅部
Ａ_n（１≦ｎ≦Ｎ）それぞれから出力された信号光を入
力して、これらの信号光を合波して出力する合波手段と
を備える。そして、光増幅部Ａ_nの利得の中心波長より
光増幅部Ａ_n+1の利得の中心波長の方が長く、光増幅部
Ａ_nおよび光増幅部Ａ_n+1それぞれが利得を有する波長帯
域の一部が互いに重なっていることを特徴とする（１≦
ｎ≦Ｎ−１）。

【０００７】この広帯域光増幅器の全体の利得特性は、
Ｎ個の光増幅部Ａ_n（１≦ｎ≦Ｎ）それぞれの利得特性
を総合したものとなる。光増幅部Ａ_nおよび光増幅部Ａ
_n+1それぞれが利得を有する波長帯域の一部が互いに重
なっているので（１≦ｎ≦Ｎ−１）、この広帯域光増幅
器は、各光増幅部Ａ_nが利得を有する波長帯域を全て含
む連続した広い波長帯域に亘って充分な利得を有するこ
ととなり、この広い波長帯域の多波長の信号光を一括し
て光増幅することができる。そして、光増幅部Ａ ₁が利
得を有する波長帯域の下限波長がＣバンドの下限波長以
下であり、光増幅部Ａ_Nが利得を有する波長帯域の上限
波長がＬバンドの上限波長以上であれば、この広帯域光
増幅器は、Ｃバンド、Ｌバンドおよびバンド間帯域を含
む連続した広い波長帯域に亘って充分な利得を有する。

【０００８】また、本発明に係る広帯域光増幅器は、全
体の利得を等化する利得等化手段を更に備えることを特
徴とする。この場合には、この広帯域光増幅器の利得特
性は、広い波長帯域に亘って充分かつ平坦となり、この
広帯域光増幅器は、この広い波長帯域の多波長の信号光
を一括して均一利得で光増幅することができる。

【０００９】また、本発明に係る広帯域光増幅器は、分
岐手段から合波手段に到るまでのＮ個の分岐経路Ｐ₁〜
Ｐ_Nそれぞれの信号光遅延時間が互いに略等しいことを
特徴とする。この場合には、光増幅部Ａ_nおよび光増幅
部Ａ_n+1それぞれが利得を有する波長帯域が互いに重な
り合う帯域において、光増幅部Ａ_nおよび光増幅部Ａ_n+1
それぞれで光増幅された信号光は、合波手段より略等し
いタイミングで出力される。

【００１０】また、本発明に係る広帯域光増幅器は、分
岐手段から合波手段に到るまでのＮ個の分岐経路Ｐ₁〜
Ｐ_Nそれぞれの信号光遅延時間を互いに略等しくする遅
延時間調整手段を更に備えることを特徴とする。この遅
延時間調整手段は、調整し得る遅延時間が固定であって
もよいし、可変であってもよいし、固定のものと可変の
ものとを含んでいてもよい。固定の遅延時間調整手段に
より遅延時間を粗調整して、可変の遅延時間調整手段に
より遅延時間を微調整するのが好適である。

【００１１】また、本発明に係る広帯域光増幅器では、
分岐手段はパワー分岐器および分波器の双方または何れ
か一方を含むことを特徴とするのが好適である。また、
Ｎ個の光増幅部Ａ_n（１≦ｎ≦Ｎ）それぞれは、希土類
元素添加光ファイバ増幅器または半導体光増幅器を含む
ことを特徴とするのが好適である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。また、以下では、パラメータＮは２以上の整
数とし、パラメータｎは特に明示しない限り１以上Ｎ以
下の任意の整数とする。

【００１３】（第１の実施形態）先ず、本発明に係る広
帯域光増幅器の第１の実施形態について説明する。図１
は、第１の実施形態に係る広帯域光増幅器１の概略構成
図である。この広帯域光増幅器１は、分岐手段１０と合
波手段２０との間にＮ個の光増幅部３０₁〜３０_Nが並列
的に設けられている。分岐手段１０は、波長多重された
多波長の信号光を入力し、この信号光を分岐してＮ個の
分岐経路Ｐ₁〜Ｐ_Nそれぞれへ出力する。この分岐手段１
０に入力する多波長の信号光の波長帯域は、Ｃバンドお
よびＬバンドを含み、さらに、これら２つのバンドの間
の帯域（これを「バンド間帯域」と言う。）をも含む。
第ｎ光増幅部３０_nは、分岐経路Ｐ_n上に設けられてお
り、この分岐経路Ｐ_nを伝搬する信号光を光増幅して出
力する。合波手段２０は、Ｎ個の光増幅部３０₁〜３０_N
それぞれから出力された信号光を入力して、これらの信
号光を合波して出力する。

【００１４】図２は、第１の実施形態に係る広帯域光増
幅器１の各光増幅部３０_nの利得特性および広帯域光増
幅器１全体の利得特性を示す図である。この図に示すよ
うに、第ｎ光増幅部３０_nの利得の中心波長λ_nより、第
(ｎ＋１)光増幅部３０_n+1の利得の中心波長λ_n+1の方が
長い（１≦ｎ≦Ｎ−１）。また、第ｎ光増幅部３０_nお
よび第(ｎ＋１)光増幅部３０_n+1それぞれが利得を有す
る波長帯域の一部が互いに重なり合っている（１≦ｎ≦
Ｎ−１）。第１光増幅部３０₁が利得を有する波長帯域
の下限波長λ₁₁は、Ｃバンドの下限波長と略一致し、或
いは、Ｃバンドの下限波長より更に短い。第Ｎ光増幅部
３０_Nが利得を有する波長帯域の上限波長λ_N2は、Ｌバ
ンドの上限波長と略一致し、或いは、Ｌバンドの上限波
長より更に長い。

【００１５】広帯域光増幅器１の全体の利得特性は、Ｎ
個の光増幅部３０₁〜３０_Nそれぞれの利得特性を総合し
たものとなる。すなわち、この広帯域光増幅器１は、Ｃ
バンド、Ｌバンドおよびバンド間帯域を含む連続した広
い波長帯域λ₁₁〜λ_N2に亘って充分な利得を有すること
となり、この広い波長帯域λ₁₁〜λ_N2の多波長の信号光
を一括して光増幅することができる。なお、波長帯域λ
₁₁〜λ_N2に亘る広帯域光増幅器１の利得特性は平坦であ
ることが望ましい。そこで、第ｎ光増幅部３０ _nの中心
波長λ_nにおける利得が互いに略等しく、第ｎ光増幅部
３０_nの中心波長λ_nにおける利得と比べて小さい利得と
なる波長λ_n1以下の帯域または波長λ_n2以上の帯域で重
なり合うのが好適である。

【００１６】なお、このように構成される広帯域光増幅
器１では、第ｎ光増幅部３０_nおよび第(ｎ＋１)光増幅
部３０_n+1それぞれが利得を有する波長帯域が互いに重
なり合う帯域において、第ｎ光増幅部３０_nにより光増
幅された信号光、および、第(ｎ＋１)光増幅部３０_nに
より光増幅された信号光を、互いに略同一のタイミング
で合波手段２０より出力させることが重要である。もし
両者の遅延時間が相違すれば、合波手段３０から出力さ
れた時点で信号ずれが生じるからである。そこで、ビッ
トレートが２．５Ｇｂｐｓである場合には、遅延時間の
差を４０ｐｓ以下（光ファイバの長さの差に換算すると
８ｍｍ以下）とする。ビットレートが１０Ｇｂｐｓであ
る場合には、遅延時間の差を１０ｐｓ以下（光ファイバ
の長さの差に換算すると２ｍｍ以下）とする。また、ビ
ットレートが４０Ｇｂｐｓである場合には、遅延時間の
差を２．５ｐｓ以下（光ファイバの長さの差に換算する
と０．５ｍｍ以下）とする。また、分岐手段１０から合
波手段２０に到るまでの各分岐経路Ｐ_nの信号光遅延時
間を互いに略等しくするために遅延時間調整手段を設け
るのが好適であり、特に、遅延時間差を１０ｐｓ程度以
下にするためには、遅延時間の調整が可能な遅延時間調
整手段を設けるのが好適である。

【００１７】このような広帯域光増幅器１において好適
に用いられる第ｎ光増幅部３０_nとしては、希土類元素
添加光ファイバ増幅器や半導体光増幅器が挙げられる。
希土類元素添加光ファイバ増幅器は、希土類元素（Ｅ
ｒ，Ｔｍ，Ｐｒ，Ｎｄ等）が光導波領域に添加された光
ファイバを光増幅媒体として用いて、この光ファイバに
励起光を供給し、この光ファイバに入力した信号光を光
増幅して出力するものである。この光ファイバ増幅器
は、光ファイバに添加する元素（希土類元素の他に共添
加元素をも含む。）の種類および濃度ならびに光ファイ
バの長さを調整することにより、Ｃバンド、Ｌバンドお
よびバンド間帯域を含む連続した広い波長帯域内におい
て、利得の中心波長を調整することができる。添加され
る希土類元素として特にＥｒ元素が好適である。一方、
半導体光増幅器は、活性層を含む多層構造の半導体を光
増幅媒体として用いて、活性層に入力した信号光を光増
幅して出力するものである。この半導体光増幅器は、含
まれる元素の種類および成分比率を調整することによ
り、Ｃバンド、Ｌバンドおよびバンド間帯域を含む連続
した広い波長帯域内において、利得の中心波長を調整す
ることができる。さらに、希土類元素添加光ファイバ増
幅器や半導体光増幅器は、所定の損失特性を有するフィ
ルタと組み合わせることで、全体としての利得特性を調
整することができる。

【００１８】なお、光増幅部３０_nとしてＲａｍａｎ分
布光ファイバ増幅器を用いることも考えられる。この場
合、光増幅媒体である光ファイバの長さが数百ないし数
ｋｍ以上も必要である。したがって、第ｎ光増幅部３０
_nおよび第(ｎ＋１)光増幅部３０_n+1それぞれが利得を有
する波長帯域が互いに重なり合う帯域において、第ｎ光
増幅部３０_nにより光増幅される信号光の遅延時間、お
よび、第(ｎ＋１)光増幅部３０_nにより光増幅される信
号光の遅延時間を、互いに略一致させることが困難とな
る。それ故、光増幅部３０_nとしてＲａｍａｎ分布光フ
ァイバ増幅器を用いることは好ましくない。

【００１９】このような広帯域光増幅器１において好適
に用いられる分岐手段１０としては、以下のものが挙げ
られる。最も簡易な分岐手段１０の構成は、入力した各
波長の信号光のパワーをＮ分岐して出力するものであ
る。この場合、分岐手段１０から各分岐経路Ｐ_nへ出力
される信号光は、分岐手段１０に入力した信号光の全て
の波長成分を含むが、分岐手段１０に入力した信号光の
パワーと比較して１／Ｎのパワーとなる。

【００２０】また、並列的に設けられる光増幅部の個数
Ｎが２である場合には、分岐手段１０として分岐カプラ
を用いるのが好適である。図３は、分岐手段１０として
分岐カプラを用いた広帯域光増幅器１の構成図である。
なお、この図では、合波手段２０としても分岐カプラを
用いている。分岐カプラは、２本の光導波路（光ファイ
バまたは平面型光導波路）が互いに近接して配置され両
者間で光結合が生じるよう構成されたものであり、入力
ポートから２つの出力ポートそれぞれへの光の透過特性
が図４に示すように互いに相補的なものである。広帯域
光増幅器１において分岐手段１０として用いられる分岐
カプラは、分岐経路Ｐ₁へ出力される光のピーク波長と
第１光増幅部３０₁の利得の中心波長λ₁とが一致し、且
つ、分岐経路Ｐ₂へ出力される光のピーク波長と第２光
増幅部３０₂の利得の中心波長λ₂とが一致するよう設計
される。

【００２１】また、並列的に設けられる光増幅部の個数
Ｎが２より多い場合には、分岐手段１０としてパワー分
岐器および分波器を組み合わせたものを用いるのが好適
である。図５は、分岐手段１０としてパワー分岐器およ
び分波器の組み合わせを用いた広帯域光増幅器１の構成
の一部を示す図である。なお、この図では、光増幅部の
個数Ｎを６としている。この図に示す分岐手段１０は、
パワー分岐器１１、第１分波器１２および第２分波器１
３を有する。パワー分岐器１１は、入力した各波長の信
号光のパワーを２分岐して、分岐した一方を第１分波器
１２へ出力し、分岐した他方を第２分波器１３へ出力す
る。そして、図６に示すように、第１分波器１２は、入
力した信号光を分波して、第１光増幅部３０₁が利得を
有する波長帯域の光を分岐経路Ｐ₁へ出力し、第３光増
幅部３０₃が利得を有する波長帯域の光を分岐経路Ｐ₃へ
出力し、第５光増幅部３０₅が利得を有する波長帯域の
光を分岐経路Ｐ₅へ出力する。一方、第２分波器１３
は、入力した信号光を分波して、第２光増幅部３０₂が
利得を有する波長帯域の光を分岐経路Ｐ₂へ出力し、第
４光増幅部３０₄が利得を有する波長帯域の光を分岐経
路Ｐ₄へ出力し、第６光増幅部３０₆が利得を有する波長
帯域の光を分岐経路Ｐ₅へ出力する。このようにパワー
分岐した後に分波して、その分波の際に各分岐経路へ出
力する波長帯域を離間させることで、分岐損失を低減す
ることができる。

【００２２】（第２の実施形態）次に、本発明に係る広
帯域光増幅器の第２の実施形態について説明する。図７
は、第２の実施形態に係る広帯域光増幅器２の概略構成
図である。この広帯域光増幅器２は、第１の実施形態に
係る広帯域光増幅器１（図１）に対して、Ｎ個のフィル
タ４０₁〜４０_Nが加えられたものである。図８は、第２
の実施形態に係る広帯域光増幅器の各フィルタ４０_nの
損失特性、全フィルタ４０₁〜４０_Nの総合損失特性、全
光増幅部３０₁〜３０_Nの総合利得特性、および、広帯域
光増幅器２全体の利得特性を示す図である。

【００２３】第ｎフィルタ４０_nは、分岐手段１０と合
波手段２０との間の分岐経路Ｐ_n上に設けられており、
第ｎ光増幅部３０_nの利得が大きい波長帯域で損失が大
きい。Ｎ個のフィルタ４０₁〜４０_Nは、広帯域光増幅器
２の全体の利得を等化する利得等化手段として作用す
る。すなわち、図８に示すように、全フィルタ４０₁〜
４０_Nの総合損失は、全光増幅部３０₁〜３０_Nの総合利
得が大きい波長帯域で大きい。したがって、この広帯域
光増幅器２の利得特性は、Ｃバンド、Ｌバンドおよびバ
ンド間帯域を含む連続した広い波長帯域λ₁₁〜λ_N2に亘
って充分かつ平坦となり、この広帯域光増幅器２は、こ
の広い波長帯域λ₁₁〜λ_N2の多波長の信号光を一括して
均一利得で光増幅することができる。

【００２４】なお、第ｎフィルタ４０_nとして、挿入損
失が小さい長周期光ファイバグレーティングが好適に用
いられ得る。この長周期光ファイバグレーティングは、
光ファイバの光導波領域に屈折率変調が形成された光フ
ァイバグレーティングであって、その屈折率変調の周期
が特定波長の伝搬光に対してクラッドモードと結合する
よう形成されており、所定の波長帯域の伝搬光の一部を
クラッドモードに変換して損失を与え、結果として透過
率の波長依存性を生じさせるものある。また、第ｎフィ
ルタ４０_nとして誘電体多層膜フィルタも好適に用いら
れる。第ｎフィルタ４０_nは、必ずしも分岐経路Ｐ_n上に
設けられる必要はなく、分岐手段１０の前段や合波手段
２０の後段に設けられてもよい。

【００２５】（第３の実施形態）次に、本発明に係る広
帯域光増幅器の第３の実施形態について説明する。図９
は、第３の実施形態に係る広帯域光増幅器３の概略構成
図である。この広帯域光増幅器３は、第１の実施形態に
係る広帯域光増幅器１（図１）に対して、Ｎ個の固定遅
延素子５０₁〜５０_NおよびＮ個の可変遅延素子６０₁〜
６０_Nが加えられたものである。

【００２６】第ｎ固定遅延素子５０_nおよび第ｎ可変遅
延素子６０_nは、分岐手段１０と合波手段２０との間の
分岐経路Ｐ_n上に設けられており、分岐手段１０から合
波手段２０に到るまでの信号光遅延時間を調整するもの
である。第ｎ固定遅延素子５０ _nは、遅延時間が固定で
あり、これを分岐経路Ｐ_n上に設けることで信号光遅延
時間を粗調整する。第ｎ可変遅延素子６０_nは、遅延時
間が可変であり、信号光遅延時間を微調整することがで
きる。すなわち、Ｎ個の固定遅延素子５０₁〜５０_Nおよ
びＮ個の可変遅延素子６０₁〜６０_Nは、分岐手段１０か
ら合波手段２０に到るまでの各分岐経路Ｐ_nの信号光遅
延時間を互いに略等しくする遅延時間調整手段として作
用する。

【００２７】既に第１の実施形態の説明の際に述べたと
おり、例えばビットレートが２．５Ｇｂｐｓである場合
には、遅延時間の差を４０ｐｓ以下とする必要があり、
光ファイバの長さの差を８ｍｍ以下とする必要がある。
しかし、第ｎ光増幅部３０_nが希土類元素添加光ファイ
バ増幅器である場合には、光増幅媒体である希土類元素
添加光ファイバの長さは、必ずしも一定ではなく、実際
には数十ｍ程度のばらつきが存在する場合がある。そこ
で、第ｎ光増幅部３０_nの希土類元素添加光ファイバの
実際の長さのばらつきに応じて、第ｎ固定遅延素子５０
_nとして伝送用の光ファイバを挿入する。すなわち、第
ｎ光増幅部３０_nの希土類元素添加光ファイバおよび第
ｎ固定遅延素子（伝送用光ファイバ）５０_nを含む分岐
経路Ｐ_nの光学的な長さが、パラメータｎによらず均一
になるようにする。このようにすることで、分岐手段１
０から合波手段２０に到るまでの各分岐経路Ｐ_nの信号
光遅延時間を互いに等しくすることができる。

【００２８】また、ビットレートが高いほど、許容され
る遅延時間差が小さくなり、許容される光ファイバ長の
差が短くなる。例えばビットレートが４０Ｇｂｐｓであ
る場合には、遅延時間の差を２．５ｐｓ以下とする必要
があり、光ファイバの長さの差を０．５ｍｍ以下とする
必要がある。このように、光ファイバ長を数ｍｍまたは
ｍｍ以下のレベルで均一に揃える必要があるときには、
第ｎ固定遅延素子５０ _nに加えて第ｎ可変遅延素子６０_n
が用いられる。第ｎ可変遅延素子６０_nを用いること
で、分岐手段１０から合波手段２０に到るまでの各分岐
経路Ｐ_nの信号光遅延時間を、より精度よく互いに等し
くすることができる。

【００２９】第ｎ可変遅延素子６０_nとしては、温度調
整可能なボビンに巻かれた伝送用光ファイバが用いられ
る。これは、この伝送用光ファイバの温度を調整するこ
とで実効的屈折率を調整して、この伝送用光ファイバの
光学的な長さ（すなわち遅延時間）を微調整する。或い
は、伝送用光ファイバに応力を与えて伸び歪により実効
的屈折率を調整して、この伝送用光ファイバの光学的な
長さを微調整する。このような伝送用光ファイバを用い
た第ｎ可変遅延素子６０_nは、数十ｐｓ〜数百ｐｓ程度
の範囲で遅延時間の微調整が可能である。したがって、
第ｎ固定遅延素子５０_nに加えて第ｎ可変遅延素子６０_n
を用いることで、第ｎ固定遅延素子５０ _nにより調整し
きれなかった残留分の遅延時間を、第ｎ可変遅延素子６
０_nにより調整することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る広帯域光増幅器は、分岐手段と合波手段との間にＮ
個の光増幅部Ａ₁〜Ａ_Nを並列的に備え、光増幅部Ａ_nの
利得の中心波長より光増幅部Ａ_n+1の利得の中心波長の
方が長く、光増幅部Ａ_nおよび光増幅部Ａ_n+1それぞれが
利得を有する波長帯域の一部が互いに重なっている（１
≦ｎ≦Ｎ−１）。この広帯域光増幅器の全体の利得特性
は、Ｎ個の光増幅部Ａ_n（１≦ｎ≦Ｎ）それぞれの利得
特性を総合したものとなる。しかも、この広帯域光増幅
器は、各光増幅部Ａ_nが利得を有する波長帯域を全て含
む連続した広い波長帯域に亘って充分な利得を有するこ
ととなり、この広い波長帯域の多波長の信号光を一括し
て光増幅することができる。

【００３１】光増幅部Ａ₁が利得を有する波長帯域の下
限波長がＣバンドの下限波長以下であり、光増幅部Ａ_N
が利得を有する波長帯域の上限波長がＬバンドの上限波
長以上であれば、この広帯域光増幅器は、Ｃバンド、Ｌ
バンドおよびバンド間帯域を含む連続した広い波長帯域
に亘って充分な利得を有する。したがって、この広帯域
光増幅器を用いたＷＤＭ光通信システムは、Ｃバンドお
よびＬバンドだけでなくバンド間帯域の信号光を用いる
ことができ、更に大容量の光通信を行うことができる。

【００３２】具体的には、従来技術欄で挙げた文献に記
載された広帯域光増幅器は、Ｃバンドとして波長１５４
４．５３ｎｍ〜１５６１．８３ｎｍの波長帯域（帯域幅
１７ｎｍ）、および、Ｌバンドとして波長１５７５．３
７ｎｍ〜１６００．１７ｎｍの波長帯域（帯域幅２５ｎ
ｍ）のみ、信号光を光増幅することができる。しかし、
この文献の広帯域光増幅器は、波長１５６１．８３ｎｍ
〜１５７５．３７ｎｍのバンド間帯域（帯域幅１３ｎ
ｍ）では、信号光を光増幅することができない。これに
対して、本発明に係る広帯域光増幅器は、Ｃバンドおよ
びＬバンドだけでなくバンド間帯域でも信号光を光増幅
することができる。したがって、従来技術欄で挙げた文
献に記載された広帯域光増幅器に対し、本発明に係る広
帯域光増幅器およびこれを用いたＷＤＭ光通信システム
は、波長多重することができる信号光の波数を格段に増
加させることができる。

【００３３】また、全体の利得を等化する利得等化手段
を更に備える場合には、この広帯域光増幅器の利得特性
は、広い波長帯域に亘って充分かつ平坦となり、この広
帯域光増幅器は、この広い波長帯域の多波長の信号光を
一括して均一利得で光増幅することができる。

【００３４】また、分岐手段から合波手段に到るまでの
Ｎ個の分岐経路Ｐ₁〜Ｐ_Nそれぞれの信号光遅延時間が互
いに略等しい場合には、光増幅部Ａ_nおよび光増幅部Ａ
_n+1それぞれが利得を有する波長帯域が互いに重なり合
う帯域において、光増幅部Ａ_nおよび光増幅部Ａ_n+1それ
ぞれで光増幅された信号光は、合波手段より略等しいタ
イミングで出力される。

【００３５】また、分岐手段から合波手段に到るまでの
Ｎ個の分岐経路Ｐ₁〜Ｐ_Nそれぞれの信号光遅延時間を互
いに略等しくする遅延時間調整手段を更に備えるのが好
適である。この遅延時間調整手段は、調整し得る遅延時
間が固定であってもよいし、可変であってもよいし、固
定のものと可変のものとを含んでいてもよい。固定の遅
延時間調整手段により遅延時間を粗調整して、可変の遅
延時間調整手段により遅延時間を微調整するのが好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る広帯域光増幅器の概略構
成図である。

【図２】第１の実施形態に係る広帯域光増幅器の各光増
幅部の利得特性および広帯域光増幅器全体の利得特性を
示す図である。

【図３】分岐手段として分岐カプラを用いた広帯域光増
幅器の構成図である。

【図４】分岐カプラの入力ポートから２つの出力ポート
それぞれへの光の透過特性を示す図である。

【図５】分岐手段としてパワー分岐器および分波器の組
み合わせを用いた広帯域光増幅器の構成の一部を示す図
である。

【図６】図５に示す分岐手段の各分波器の光の透過特性
を示す図である。

【図７】第２の実施形態に係る広帯域光増幅器の概略構
成図である。

【図８】第２の実施形態に係る広帯域光増幅器の各フィ
ルタの損失特性、全フィルタの総合損失特性、全光増幅
部の総合利得特性、および、広帯域光増幅器全体の利得
特性を示す図である。

【図９】第３の実施形態に係る広帯域光増幅器の概略構
成図である。

【図１０】従来の広帯域光増幅器の概略構成図である。

【図１１】従来の広帯域光増幅器の利得特性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１〜３…広帯域光増幅器、１０…分岐手段、２０…合波
手段、３０_n…第ｎ光増幅部、４０_n…第ｎフィルタ、５
０_n…第ｎ固定遅延素子、６０_n…第ｎ可変遅延素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長多重された多波長の信号光を入力
し、この信号光を分岐してＮ個（Ｎ≧２）の分岐経路Ｐ
₁〜Ｐ_Nそれぞれへ出力する分岐手段と、前記Ｎ個の分岐経路Ｐ₁〜Ｐ_Nのうちの分岐経路Ｐ_n上に
設けられ、この分岐経路Ｐ_nを伝搬する信号光を光増幅
して出力するＮ個の光増幅部Ａ_nと（１≦ｎ≦Ｎ）、前記Ｎ個の光増幅部Ａ_n（１≦ｎ≦Ｎ）それぞれから出
力された信号光を入力して、これらの信号光を合波して
出力する合波手段とを備え、光増幅部Ａ_nの利得の中心波長より光増幅部Ａ_n+1の利得
の中心波長の方が長く、光増幅部Ａ_nおよび光増幅部Ａ
_n+1それぞれが利得を有する波長帯域の一部が互いに重
なっている（１≦ｎ≦Ｎ−１）ことを特徴とする広帯域
光増幅器。
【請求項２】全体の利得を等化する利得等化手段を更
に備えることを特徴とする請求項１記載の広帯域光増幅
器。
【請求項３】前記分岐手段から前記合波手段に到るま
での前記Ｎ個の分岐経路Ｐ₁〜Ｐ_Nそれぞれの信号光遅延
時間が互いに略等しいことを特徴とする請求項１記載の
広帯域光増幅器。
【請求項４】前記分岐手段から前記合波手段に到るま
での前記Ｎ個の分岐経路Ｐ₁〜Ｐ_Nそれぞれの信号光遅延
時間を互いに略等しくする遅延時間調整手段を更に備え
ることを特徴とする請求項１記載の広帯域光増幅器。
【請求項５】前記分岐手段はパワー分岐器および分波
器の双方または何れか一方を含むことを特徴とする請求
項１記載の広帯域光増幅器。
【請求項６】前記Ｎ個の光増幅部Ａ_n（１≦ｎ≦Ｎ）
それぞれは、希土類元素添加光ファイバ増幅器または半
導体光増幅器を含むことを特徴とする請求項１記載の広
帯域光増幅器。