光増幅器モジュール
【課題】利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを提供する。
【解決手段】光ファイバ１は光増幅部２の入力端に接続され、光増幅部２の出力端は光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２には利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されている。光サーキュレータ３のポート３は信号出力ポートに接続されている。利得等化フィルタモジュール４によって与えられる損失を、必要とされる損失の半分となるようにすることにより、増幅された信号光は利得等化フィルタモジュール４を透過し、全反射鏡５によって反射されて利得等化フィルタモジュール４に再び入射して完全に利得等化される。
【解決手段】光ファイバ１は光増幅部２の入力端に接続され、光増幅部２の出力端は光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２には利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されている。光サーキュレータ３のポート３は信号出力ポートに接続されている。利得等化フィルタモジュール４によって与えられる損失を、必要とされる損失の半分となるようにすることにより、増幅された信号光は利得等化フィルタモジュール４を透過し、全反射鏡５によって反射されて利得等化フィルタモジュール４に再び入射して完全に利得等化される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で用いられる光増幅器モジュールに関し、特に、波長多重通信（以下「ＷＤＭ」と略記する）システムにおいて必要となる利得波長特性の平坦化を実現する光増幅器モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信において長距離を再生中継なしで伝送するためには、光増幅器は必要不可欠である。最近のＷＤＭ伝送システムの普及に伴い、光増幅器の利得を使用波長帯域に亘って等しくするための技術である利得等化技術が重要となっている。一般的に使用されている利得等化器は、波長により透過率の異なる波長依存型フィルタ１個もしくは複数個で構成され、波長毎に異なる光パワーを減衰させることで、信号光パワーを一定にしている。その一例として、現在、波長1.55μｍ帯で最も普及しているエルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器（以下「EDFA」と略記する）の一般的な利得波長特性を図５に示す。
【０００３】ただし、図５は利得に波長依存性があることをわかりやすくするために、ある利得値を０としてプロットしている。図５からわかるとおり、波長によって利得に大きな差があることがわかる。図６に、図５の利得特性を持つEDFAに対する理想的な利得等化器の透過特性を示す。図６からわかるように、利得等化器の特性は、図５の利得スペクトルを逆にした形の透過特性をもつことが理想的である。図７を用いて利得等化器を含む光増幅器モジュールの動作原理を説明する。図７においては、矢印の長さによって光強度を表しており、図７(ａ)にそのスペクトルを示す入力信号光は、光増幅器の増幅特性ｇ(λ)に従って図７(ｂ)のように増幅される。次に利得等化器を通過した光はその透過特性Ｔ(λ)に従って損失を受け、結果的に正味の利得としてはg(λ)+T(λ)（dBスケール）を得る。その結果、出力スペクトルは図７(ｃ)のように波長に対して平坦化された利得を持つ。
【０００４】図８に、このような光増幅を行うための、一般的な光増幅器モジュールの構成を示す。図８中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端は光ファイバ１を介して光アイソレータ９の入力端に接続され、光アイソレータ９の出力端は光ファイバ１を介して利得等化フィルタモジュール４の一端に接続されている。利得等化フィルタモジュール４の他端は光ファイバ１に接続されている。ここでは、光アイソレータ９は、利得等化フィルタモジュール４を構成する波長依存型フィルタからの反射光、または光増幅部２の後方に接続される光学系からの反射光がエルビウム添加光ファイバ内に入って不必要なレーザ発振を生じることを防止するために組み込まれている。利得等化フィルタモジュール４に使用される波長依存型フィルタとしては、長周期ファイバグレーティング（以下「ＬＰＧ」と略記する）、スラント型ファイバブラッググレーティング（以下「ＳＦＢＧ」と略記する）、エタロン型フィルタ、多層膜フィルタ等が用いられる。
【０００５】これらの波長依存型フィルタのうち、ＬＰＧについては、K．Shima et al．，゛A novel temprature-insensitive long-period fiber grating usinga boron-codoped-germanosilicate-corefiber．”，OFC ’97，Techical digest、FB２、pp.347-348,1997において開示され、ＳＦＢＧについては、R．Kashyap、R．Wyatt and P. F. McKee，゛Wavelength flattened saturatederbium amplifier using multiple side-tap Bragg gratings．”，Electron．Lett．，1993，29，pp．1025-1026において開示され、エタロン型フィルタについては、武田他、゛エタロンフィルタによる光増幅器の利得平坦化”.1995信学秋季全国大会予稿集、B-759において開示され、多層膜フィルタについては、N．Shimojoh et al．，゛New gain equalization sheme in WDM optical amplifer repeated transmission systems”，OECC’96，Technical digest，17B3-3，pp．120-121，1996において開示されている。
【０００６】次に、光増幅器モジュールで用いられる光増幅部２の構成の一例を図９に示す。図９中、符号１１は光ファイバであり、この光ファイバ１１は光合分波器１２の入力ポートに接続されている。この光合分波器１２の他の入力ポートには、励起光源１３が接続され、光合分波器１２の出力ポートは、利得媒体の一例としての希土類添加光ファイバ１４の一端に接続されている。この希土類添加光ファイバ１４の他端は光ファイバ１１に接続されている。この光増幅部２においては、信号光は、励起光源１３から送られた励起光と光合分波器１２によって合波され、希土類添加光ファイバ１４によって増幅されて出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年の使用波長帯域の拡大により、利得等化に必要なスペクトル形状は複雑化し、損失も大きなものが要求されている。一般的に波長帯域が広くなり、損失が大きくなるほど、利得等化器を構成する利得等化フィルタの数を増やすことが必要となる。また、利得等化フィルタとして光ファイバグレーティングを用いる場合には、グレーティング長が長くなるなど利得等化器としては大きくなる傾向がある。また、必要な損失値が大きくなればフィルタ特性は急峻であることが要求されるが、急峻なフィルタ特性を持つ光ファイバグレーティングは作製しにくいことから、作製精度、歩留まりが悪くなり、フィルタの作製単価が上がるという問題もある。本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行えるようにして、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部と、この光増幅部によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部とを有する光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュールと全反射鏡とからなり、前記光増幅部により増幅された信号光が前記利得等化フィルタモジュールを透過した後、全反射鏡で反射されて再び前記利得等化フィルタモジュールを透過するようにしたことを特徴とする光増幅器モジュールである。これにより、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行うことができるため、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを実現することができる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の光増幅器モジュールにおいて、前記光増幅部と前記利得等化部とが光サーキュレータを介して接続され、前記光増幅部により増幅された信号光が前記光サーキュレータにより前記利得等化部に送られ、前記利得等化部により利得等化された信号光が前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部が接続された前記光増幅部が光サーキュレータに接続され、信号光が前記光サーキュレータにより前記光増幅部に送られて増幅された後前記利得等化部により利得等化され、その後再び光増幅部に送られて増幅された後前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする。これにより、信号光が光増幅部によって２回増幅されるため、光増幅部の出力を半分としても所望の利得を得ることができ、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部を構成する利得等化フィルタモジュールと全反射鏡との間に第１の光スイッチを設け、この第１の光スイッチの入力端に前記利得等化フィルタモジュールを接続し、前記第１の光スイッチの一方の出力端に全反射鏡を接続し、前記第１の光スイッチの他方の出力端と第２の光スイッチの一方の入力端とを接続し、前記第２の光スイッチの他方の入力端と光サーキュレータとを接続し、前記第１の光スイッチと前記第２の光スイッチの光経路を切替えて、前記光増幅部により１回増幅された信号光と前記光増幅部により２回増幅された信号光とを選択して出力し、信号光の利得を調整できるようにしたことを特徴とする。これにより、信号光の利得を調整することが可能な光増幅器モジュールを実現することができる。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の光増幅器モジュールにおいて、前記光増幅部が、増幅媒体の両端に光合分波器を介して励起光源を接続して形成され、前記増幅媒体のいずれの側から信号光を入力しても信号光の増幅が可能であることを特徴とする。請求項６記載の発明は、請求項１から５までのいずれかに記載の光増幅器モジュールにおいて、前記増幅媒体は希土類添加光ファイバであることを特徴とする。請求項７記載の発明は、請求項６記載の光増幅器モジュールにおいて、前記希土類添加光ファイバはエルビウム添加光ファイバであることを特徴とする。
【００１２】請求項８記載の発明は、請求項１から７までのいずれかに記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化フィルタモジュールの反射減衰量が２０ｄＢ以上であることを特徴とする。これにより、利得等化フィルタモジュールが全反射鏡と共振器を形成して増幅特性において不要なリップルを生じることを防止することができ、良好な特性を持つ光増幅器モジュールを実現することができる。
【００１３】請求項９記載の発明は、請求項１から８までのいずれかに記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化フィルタモジュールは、スラント型短周期光ファイバグレーティング、長周期光ファイバグレーティング、光多層膜フィルタ、またはエタロンフィルタのいずれかまたはこれらの組合せであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。図１に、本発明の光増幅器モジュールの第１の例の構成を示す。図１中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端は光ファイバ１を介して光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２には利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されている。この利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とによって利得等化部６が形成されている。光サーキュレータ３のポート３は光ファイバ１を介して信号出力ポートに接続されている。
【００１５】この例の光増幅器モジュールにおいては、利得等化フィルタモジュール４によって与えられる損失を、必要とされる損失の半分となるようにしている。そのため、光増幅部２に入力された信号光は光パワーに比例する増幅率で増幅され、その光パワーは波長依存性を持つが、この増幅された信号光は利得等化フィルタ４によって与えられる損失によって、信号光のパワーの波長依存性は利得等化フィルタ４通過前の半分となる。この信号光は全反射鏡５によって反射されて利得等化フィルタモジュール４に入射し、利得等化フィルタモジュール４によって再び損失を受けることによって完全に利得等化される。このようにして、利得等化フィルタモジュール４を２度通過した信号光は、光サーキュレータ３のポート２からポート３へ入射し、信号出力ポートへ出力される。このように、信号光は利得等化フィルタモジュール４によって２度利得等化されるため、利得等化フィルタモジュール４の損失値を、利得等化のために必要とされる損失値の半分としても、従来と同様の利得等化を行うことができる。
【００１６】光増幅部２の構成は、図９に示すように増幅媒体として例えばエルビウム添加光ファイバのように希土類添加光ファイバを用いたものの他、誘導ラマン散乱を用いたものであってもよい。なお図９では、前方励起としているが、後方励起または双方向励起としてもよい。また、利得等化フィルタモジュール４は、１つもしくは複数の波長依存型フィルタで構成され、利得等化フィルタモジュール４全体で光増幅部２の利得波長特性の逆特性を透過特性として持つものである。利得等化フィルタモジュールに使用される波長依存型フィルタとしては、低反射率であること、透過特性に不必要なリップルがないことなどの条件から、ＬＰＧ、ＳＦＢＧ、エタロン型フィルタ、多層膜フィルタ等を用いることが好ましい。
【００１７】この利得等化フィルタモジュール６からの反射が大きいと、全反射鏡５と共振器を形成するようになり、正味の増幅特性において不要なリップルを生じる。そのため、利得等化フィルタモジュール６からの反射は小さいほうがよく、具体的には反射減衰量が20dB以上であることが望ましい。スラント型ファイバブラッググレーティングおよび長周期ファイバグレーティングはこの条件を満たしている。また、多層膜フィルタやエタロンフィルタも、その面を光軸に垂直な方向から傾けて使用することでこの条件を満たすことができる。また全反射鏡５は、使用信号波長域（例えばＥＤＦＡの場合1520〜1550nm）で反射率100％であればよく、これは多層膜鏡等によって実現できる。また、この光増幅器モジュールの構成においては光アイソレータを用いていないが、光サーキュレータ３がその役割を兼ねているのでその必要がない。
【００１８】この例の光増幅器モジュールによると、増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部２と、この光増幅部２によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部６とを有する光増幅器モジュールにおいて、利得等化部６は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とからなり、光増幅部２により増幅された信号光が利得等化フィルタモジュール４を透過した後、全反射鏡５で反射されて再び利得等化フィルタモジュール４を透過するようにしたことにより、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行うことができるため、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを実現することができる。また、利得等化フィルタモジュールの反射減衰量を２０ｄＢ以上とすることにより、利得等化フィルタモジュールが全反射鏡と共振器を形成して増幅特性において不要なリップルを生じることを防止することができ、良好な特性を持つ光増幅器モジュールを実現することができる。
【００１９】次に、本発明の光増幅器モジュールの第２の例の構成を図２に示す。図２中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端には光ファイバ１を介して、利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されている。この利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とによって利得等化部６が形成されている。光サーキュレータ３のポート３は信号出力ポートに接続されている。光増幅部２と利得等化フィルタモジュール４との位置関係は図２に示すものに限定されないが、雑音指数を考慮すると、光増幅部２を構成する増幅媒体である希土類添加光ファイバを光サーキュレータ３に近い側に接続することが望ましい。
【００２０】この例の光増幅器モジュールにおいて用いられる光増幅部２の構成の一例を図３に示す。この光増幅部２は、増幅媒体の両端に光合分波器を介して励起光源を接続して形成し、増幅媒体のいずれの側から信号光を入力しても信号光の増幅が可能であるようにしたものである。図３中、光ファイバ１１は、第１の光合分波器１２ａの入力ポートに接続されている。この第１の光合分波器１２ａの他の入力ポートには、第１の励起光源１３ａが接続され、第１の光合分波器１２ａの出力ポートは、利得媒体の一例としての希土類添加光ファイバ１４の一端に接続されている。この希土類添加光ファイバ１４の他端には第２の光合分波器１２ｂの入力ポートが接続され、第２の光合分波器１２ｂの他の入力ポートには第２の励起光源１３ｂが接続されている。第２の励起光源１３ｂの出力端は光ファイバ１１に接続されている。この光増幅部２は、このような構成とすることにより、光ファイバ１１のいずれの方向から信号光を入射しても、同様の増幅特性を持つことができる。すなわち、光増幅部２は入射側と出射側とを逆にしても同じ増幅特性をもつ可逆的な光増幅器として機能する。
【００２１】この例の光増幅器モジュールにおいても、光増幅部２に入力された信号光は光パワーに比例する増幅率で増幅され、その光パワーは波長依存性を持つが、この増幅された信号光は利得等化フィルタモジュール４によって損失を受けることによって、信号光パワーの波長依存性は等化される。その後、この信号光は全反射鏡５によって反射されて再び利得等化フィルタ４に入射される。利得等化フィルタモジュール４を通過した信号光は、今度は利得等化フィルタモジュール４の波長特性に従って損失を受け、その光パワーは波長依存性を持つ。このときの光パワーの波長特性は、往路と復路とで逆の関係になっている。次に、信号光は光増幅部２に再び入射し、光増幅部２の波長依存性に従って増幅されて、光パワーの波長依存性は等化される。その後信号光は、光サーキュレータ３のポート２からポート３へ入射し、信号出力ポートへ出力される。
【００２２】この例の光増幅器モジュールでは、信号光が光増幅部２によって２回増幅されるようにしているため、同じ利得を得るためには、第１の例の場合と比較して、光増幅部２の出力が半分で済み、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。なお、図３に示す光増幅部２において第１、第２の励起光源１３ａ、１３ｂ及び第１、第２の合分波器１２ａ、１２ｂは、まとめて配置されている必要はない。例えば、光サーキュレータ３が励起光波長で動作可能の場合、光サーキュレータ３の前に接続してもよい。また全反射鏡５および利得等化フィルタモジュール４が励起光波長でトランスペアレントならば全反射鏡５の後に接続してもよい。
【００２３】この例の光増幅器モジュールによると、利得等化部６が接続された光増幅部２が光サーキュレータ３に接続され、信号光が光サーキュレータ３により光増幅部２に送られて増幅された後利得等化部６により利得等化され、その後再び光増幅部２に送られて増幅された後光サーキュレータ３を介して出力されることにより、信号光が光増幅部２によって２回増幅されるため、光増幅部２の出力を半分としても所望の利得を得ることができ、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。
【００２４】次に、本発明の光増幅器モジュールの第３の例の構成を図４に示す。図４中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端には光ファイバ１を介して、利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されているが、この例においては、利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５との間に第１の光スイッチが配置され、この第１の光スイッチの共通ポートは利得等化フィルタモジュール４に接続されている。また、第１の光スイッチの分岐ポートの一方は全反射鏡５に接続され、他方は第２の光スイッチの分岐ポートの一方に接続されている。この第２の光スイッチのもう１つの分岐ポートは光サーキュレータ３のポート３に接続され、第２の光スイッチの共通ポートは信号出力ポートに接続されている。
【００２５】この例においても、光増幅部２としては、図３に示す構成の、入射側と出射側とを逆にしても同じ増幅特性をもつ可逆的な光増幅器が用いられる。この例の光増幅器モジュールにおいては、光増幅部２に入力された信号光は光パワーに比例する増幅率で増幅され、その光パワーは波長依存性を持つが、この増幅された信号光は利得等化フィルタモジュール４によって損失を受けることにより、信号光のパワーの波長依存性は等化される。この信号光は、第１の光スイッチ７に入射し、第１の光スイッチ７のポート１に出力される信号光は全反射鏡５によって反射されて再び利得等化フィルタ４に入射される。利得等化フィルタモジュール４を通過した信号光は、利得等化フィルタモジュール４の波長特性に従って損失を受け、光増幅部２に再び入射し、光増幅部２の波長依存性に従って増幅されて、光パワーの波長依存性は等化される。この信号光は、光サーキュレータ３のポート２からポート３へ入射し、第２の光スイッチ８のポート２を通って信号出力ポートへ出力される。
【００２６】一方、第１の光スイッチ７のポート２に出力される信号光は、第２の光スイッチのポート１を通って信号出力ポートへ出力される。この光経路は、信号光が光増幅部２を往復せずに、１回だけ増幅されて取り出されるバイパスとして機能する。この経路を経て取り出される信号光は、光増幅部２によって１回だけしか増幅されていないため、その利得は、光増幅部２を往復した後光スイッチ２のポート２から取り出される信号光の利得の半分である。従って、第１、第２の光スイッチ７、８を用いて光の取り出し口を切替えることによって、１回増幅された信号光と２回増幅された信号光とを選択して出力することができ、利得等化を保ったまま、利得を２段階で切替えることができる。この例の光増幅器モジュールによると、利得等化部６を構成する利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５との間に第１の光スイッチ７を設け、この第１の光スイッチ７の入力端に利得等化フィルタモジュール４を接続し、第１の光スイッチ７の一方の出力端に全反射鏡５を接続し、第１の光スイッチ７の他方の出力端と第２の光スイッチ８の一方の入力端とを接続し、第２の光スイッチ８の他方の入力端と光サーキュレータ３とを接続し、第１の光スイッチ７と第２の光スイッチ８の光経路を切替えて、光増幅部２により１回増幅された信号光と光増幅部２により２回増幅された信号光とを選択して出力することにより、信号光の利得を調整することが可能な光増幅器モジュールを実現することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部と、この光増幅部によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部とを有する光増幅器モジュールにおいて、利得等化部は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュールと全反射鏡とからなり、光増幅部により増幅された信号光が利得等化フィルタモジュールを透過した後、全反射鏡で反射されて再び利得等化フィルタモジュールを透過するようにしたことにより、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行うことができるため、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを実現することができる。
【００２８】また、利得等化部が接続された光増幅部が光サーキュレータに接続され、信号光が光サーキュレータにより光増幅部に送られて増幅された後利得等化部により利得等化され、その後再び光増幅部に送られて増幅された後光サーキュレータを介して出力されることにより、信号光が光増幅部によって２回増幅されるため、光増幅部２の出力を半分としても所望の利得を得ることができ、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。
【００２９】また、利得等化部を構成する利得等化フィルタモジュールと全反射鏡との間に第１の光スイッチを設け、この第１の光スイッチの入力端に利得等化フィルタモジュールを接続し、第１の光スイッチの一方の出力端に全反射鏡を接続し、第１の光スイッチの他方の出力端と第２の光スイッチの一方の入力端とを接続し、第２の光スイッチの他方の入力端と光サーキュレータとを接続し、第１の光スイッチと第２の光スイッチの光経路を切替え、光増幅部により１回増幅された信号光と光増幅部により２回増幅された信号光とを選択して出力することにより、信号光の利得を調整することが可能な光増幅器モジュールを実現することができる。さらに、利得等化フィルタモジュールの反射減衰量を２０ｄＢ以上とすることにより、利得等化フィルタモジュールが全反射鏡と共振器を形成して増幅特性において不要なリップルを生じることを防止することができ、良好な特性を持つ光増幅器モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅器モジュールの第１の例の構成を示す図である。
【図２】本発明の光増幅器モジュールの第２の例の構成を示す図である。
【図３】本発明の光増幅器モジュールの第２の例で用いられる光増幅部の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の光増幅器モジュールの第３の例の構成を示す図である。
【図５】エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得特性の一例を示す図である。
【図６】エルビウム添加光ファイバ増幅器の増幅光の利得等化を行うために用いられる利得等化器の理想的な透過波長特性を示す図である。
【図７】入力信号光が利得等化される様子を示す図である。
【図８】従来の光増幅器モジュールの構成を示す図である。
【図９】従来の光増幅器モジュールで用いられる希土類添加光ファイバ増幅器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、２…光増幅部、３…光サーキュレータ、４…利得等化フィルタモジュール、５…全反射鏡、６…利得等化部、７…第１の光スイッチ、８…第２の光スイッチ、９…光アイソレータ、１１…光ファイバ、１２ａ…第１の光合分波器、１２ｂ…第２の光合分波器、１３ａ…第１の励起光源、１３ｂ…第２の励起光源、１４…希土類添加光ファイバ。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で用いられる光増幅器モジュールに関し、特に、波長多重通信（以下「ＷＤＭ」と略記する）システムにおいて必要となる利得波長特性の平坦化を実現する光増幅器モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信において長距離を再生中継なしで伝送するためには、光増幅器は必要不可欠である。最近のＷＤＭ伝送システムの普及に伴い、光増幅器の利得を使用波長帯域に亘って等しくするための技術である利得等化技術が重要となっている。一般的に使用されている利得等化器は、波長により透過率の異なる波長依存型フィルタ１個もしくは複数個で構成され、波長毎に異なる光パワーを減衰させることで、信号光パワーを一定にしている。その一例として、現在、波長1.55μｍ帯で最も普及しているエルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器（以下「EDFA」と略記する）の一般的な利得波長特性を図５に示す。
【０００３】ただし、図５は利得に波長依存性があることをわかりやすくするために、ある利得値を０としてプロットしている。図５からわかるとおり、波長によって利得に大きな差があることがわかる。図６に、図５の利得特性を持つEDFAに対する理想的な利得等化器の透過特性を示す。図６からわかるように、利得等化器の特性は、図５の利得スペクトルを逆にした形の透過特性をもつことが理想的である。図７を用いて利得等化器を含む光増幅器モジュールの動作原理を説明する。図７においては、矢印の長さによって光強度を表しており、図７(ａ)にそのスペクトルを示す入力信号光は、光増幅器の増幅特性ｇ(λ)に従って図７(ｂ)のように増幅される。次に利得等化器を通過した光はその透過特性Ｔ(λ)に従って損失を受け、結果的に正味の利得としてはg(λ)+T(λ)（dBスケール）を得る。その結果、出力スペクトルは図７(ｃ)のように波長に対して平坦化された利得を持つ。
【０００４】図８に、このような光増幅を行うための、一般的な光増幅器モジュールの構成を示す。図８中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端は光ファイバ１を介して光アイソレータ９の入力端に接続され、光アイソレータ９の出力端は光ファイバ１を介して利得等化フィルタモジュール４の一端に接続されている。利得等化フィルタモジュール４の他端は光ファイバ１に接続されている。ここでは、光アイソレータ９は、利得等化フィルタモジュール４を構成する波長依存型フィルタからの反射光、または光増幅部２の後方に接続される光学系からの反射光がエルビウム添加光ファイバ内に入って不必要なレーザ発振を生じることを防止するために組み込まれている。利得等化フィルタモジュール４に使用される波長依存型フィルタとしては、長周期ファイバグレーティング（以下「ＬＰＧ」と略記する）、スラント型ファイバブラッググレーティング（以下「ＳＦＢＧ」と略記する）、エタロン型フィルタ、多層膜フィルタ等が用いられる。
【０００５】これらの波長依存型フィルタのうち、ＬＰＧについては、K．Shima et al．，゛A novel temprature-insensitive long-period fiber grating usinga boron-codoped-germanosilicate-corefiber．”，OFC ’97，Techical digest、FB２、pp.347-348,1997において開示され、ＳＦＢＧについては、R．Kashyap、R．Wyatt and P. F. McKee，゛Wavelength flattened saturatederbium amplifier using multiple side-tap Bragg gratings．”，Electron．Lett．，1993，29，pp．1025-1026において開示され、エタロン型フィルタについては、武田他、゛エタロンフィルタによる光増幅器の利得平坦化”.1995信学秋季全国大会予稿集、B-759において開示され、多層膜フィルタについては、N．Shimojoh et al．，゛New gain equalization sheme in WDM optical amplifer repeated transmission systems”，OECC’96，Technical digest，17B3-3，pp．120-121，1996において開示されている。
【０００６】次に、光増幅器モジュールで用いられる光増幅部２の構成の一例を図９に示す。図９中、符号１１は光ファイバであり、この光ファイバ１１は光合分波器１２の入力ポートに接続されている。この光合分波器１２の他の入力ポートには、励起光源１３が接続され、光合分波器１２の出力ポートは、利得媒体の一例としての希土類添加光ファイバ１４の一端に接続されている。この希土類添加光ファイバ１４の他端は光ファイバ１１に接続されている。この光増幅部２においては、信号光は、励起光源１３から送られた励起光と光合分波器１２によって合波され、希土類添加光ファイバ１４によって増幅されて出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年の使用波長帯域の拡大により、利得等化に必要なスペクトル形状は複雑化し、損失も大きなものが要求されている。一般的に波長帯域が広くなり、損失が大きくなるほど、利得等化器を構成する利得等化フィルタの数を増やすことが必要となる。また、利得等化フィルタとして光ファイバグレーティングを用いる場合には、グレーティング長が長くなるなど利得等化器としては大きくなる傾向がある。また、必要な損失値が大きくなればフィルタ特性は急峻であることが要求されるが、急峻なフィルタ特性を持つ光ファイバグレーティングは作製しにくいことから、作製精度、歩留まりが悪くなり、フィルタの作製単価が上がるという問題もある。本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行えるようにして、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部と、この光増幅部によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部とを有する光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュールと全反射鏡とからなり、前記光増幅部により増幅された信号光が前記利得等化フィルタモジュールを透過した後、全反射鏡で反射されて再び前記利得等化フィルタモジュールを透過するようにしたことを特徴とする光増幅器モジュールである。これにより、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行うことができるため、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを実現することができる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の光増幅器モジュールにおいて、前記光増幅部と前記利得等化部とが光サーキュレータを介して接続され、前記光増幅部により増幅された信号光が前記光サーキュレータにより前記利得等化部に送られ、前記利得等化部により利得等化された信号光が前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部が接続された前記光増幅部が光サーキュレータに接続され、信号光が前記光サーキュレータにより前記光増幅部に送られて増幅された後前記利得等化部により利得等化され、その後再び光増幅部に送られて増幅された後前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする。これにより、信号光が光増幅部によって２回増幅されるため、光増幅部の出力を半分としても所望の利得を得ることができ、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部を構成する利得等化フィルタモジュールと全反射鏡との間に第１の光スイッチを設け、この第１の光スイッチの入力端に前記利得等化フィルタモジュールを接続し、前記第１の光スイッチの一方の出力端に全反射鏡を接続し、前記第１の光スイッチの他方の出力端と第２の光スイッチの一方の入力端とを接続し、前記第２の光スイッチの他方の入力端と光サーキュレータとを接続し、前記第１の光スイッチと前記第２の光スイッチの光経路を切替えて、前記光増幅部により１回増幅された信号光と前記光増幅部により２回増幅された信号光とを選択して出力し、信号光の利得を調整できるようにしたことを特徴とする。これにより、信号光の利得を調整することが可能な光増幅器モジュールを実現することができる。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の光増幅器モジュールにおいて、前記光増幅部が、増幅媒体の両端に光合分波器を介して励起光源を接続して形成され、前記増幅媒体のいずれの側から信号光を入力しても信号光の増幅が可能であることを特徴とする。請求項６記載の発明は、請求項１から５までのいずれかに記載の光増幅器モジュールにおいて、前記増幅媒体は希土類添加光ファイバであることを特徴とする。請求項７記載の発明は、請求項６記載の光増幅器モジュールにおいて、前記希土類添加光ファイバはエルビウム添加光ファイバであることを特徴とする。
【００１２】請求項８記載の発明は、請求項１から７までのいずれかに記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化フィルタモジュールの反射減衰量が２０ｄＢ以上であることを特徴とする。これにより、利得等化フィルタモジュールが全反射鏡と共振器を形成して増幅特性において不要なリップルを生じることを防止することができ、良好な特性を持つ光増幅器モジュールを実現することができる。
【００１３】請求項９記載の発明は、請求項１から８までのいずれかに記載の光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化フィルタモジュールは、スラント型短周期光ファイバグレーティング、長周期光ファイバグレーティング、光多層膜フィルタ、またはエタロンフィルタのいずれかまたはこれらの組合せであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。図１に、本発明の光増幅器モジュールの第１の例の構成を示す。図１中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端は光ファイバ１を介して光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２には利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されている。この利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とによって利得等化部６が形成されている。光サーキュレータ３のポート３は光ファイバ１を介して信号出力ポートに接続されている。
【００１５】この例の光増幅器モジュールにおいては、利得等化フィルタモジュール４によって与えられる損失を、必要とされる損失の半分となるようにしている。そのため、光増幅部２に入力された信号光は光パワーに比例する増幅率で増幅され、その光パワーは波長依存性を持つが、この増幅された信号光は利得等化フィルタ４によって与えられる損失によって、信号光のパワーの波長依存性は利得等化フィルタ４通過前の半分となる。この信号光は全反射鏡５によって反射されて利得等化フィルタモジュール４に入射し、利得等化フィルタモジュール４によって再び損失を受けることによって完全に利得等化される。このようにして、利得等化フィルタモジュール４を２度通過した信号光は、光サーキュレータ３のポート２からポート３へ入射し、信号出力ポートへ出力される。このように、信号光は利得等化フィルタモジュール４によって２度利得等化されるため、利得等化フィルタモジュール４の損失値を、利得等化のために必要とされる損失値の半分としても、従来と同様の利得等化を行うことができる。
【００１６】光増幅部２の構成は、図９に示すように増幅媒体として例えばエルビウム添加光ファイバのように希土類添加光ファイバを用いたものの他、誘導ラマン散乱を用いたものであってもよい。なお図９では、前方励起としているが、後方励起または双方向励起としてもよい。また、利得等化フィルタモジュール４は、１つもしくは複数の波長依存型フィルタで構成され、利得等化フィルタモジュール４全体で光増幅部２の利得波長特性の逆特性を透過特性として持つものである。利得等化フィルタモジュールに使用される波長依存型フィルタとしては、低反射率であること、透過特性に不必要なリップルがないことなどの条件から、ＬＰＧ、ＳＦＢＧ、エタロン型フィルタ、多層膜フィルタ等を用いることが好ましい。
【００１７】この利得等化フィルタモジュール６からの反射が大きいと、全反射鏡５と共振器を形成するようになり、正味の増幅特性において不要なリップルを生じる。そのため、利得等化フィルタモジュール６からの反射は小さいほうがよく、具体的には反射減衰量が20dB以上であることが望ましい。スラント型ファイバブラッググレーティングおよび長周期ファイバグレーティングはこの条件を満たしている。また、多層膜フィルタやエタロンフィルタも、その面を光軸に垂直な方向から傾けて使用することでこの条件を満たすことができる。また全反射鏡５は、使用信号波長域（例えばＥＤＦＡの場合1520〜1550nm）で反射率100％であればよく、これは多層膜鏡等によって実現できる。また、この光増幅器モジュールの構成においては光アイソレータを用いていないが、光サーキュレータ３がその役割を兼ねているのでその必要がない。
【００１８】この例の光増幅器モジュールによると、増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部２と、この光増幅部２によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部６とを有する光増幅器モジュールにおいて、利得等化部６は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とからなり、光増幅部２により増幅された信号光が利得等化フィルタモジュール４を透過した後、全反射鏡５で反射されて再び利得等化フィルタモジュール４を透過するようにしたことにより、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行うことができるため、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを実現することができる。また、利得等化フィルタモジュールの反射減衰量を２０ｄＢ以上とすることにより、利得等化フィルタモジュールが全反射鏡と共振器を形成して増幅特性において不要なリップルを生じることを防止することができ、良好な特性を持つ光増幅器モジュールを実現することができる。
【００１９】次に、本発明の光増幅器モジュールの第２の例の構成を図２に示す。図２中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端には光ファイバ１を介して、利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されている。この利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とによって利得等化部６が形成されている。光サーキュレータ３のポート３は信号出力ポートに接続されている。光増幅部２と利得等化フィルタモジュール４との位置関係は図２に示すものに限定されないが、雑音指数を考慮すると、光増幅部２を構成する増幅媒体である希土類添加光ファイバを光サーキュレータ３に近い側に接続することが望ましい。
【００２０】この例の光増幅器モジュールにおいて用いられる光増幅部２の構成の一例を図３に示す。この光増幅部２は、増幅媒体の両端に光合分波器を介して励起光源を接続して形成し、増幅媒体のいずれの側から信号光を入力しても信号光の増幅が可能であるようにしたものである。図３中、光ファイバ１１は、第１の光合分波器１２ａの入力ポートに接続されている。この第１の光合分波器１２ａの他の入力ポートには、第１の励起光源１３ａが接続され、第１の光合分波器１２ａの出力ポートは、利得媒体の一例としての希土類添加光ファイバ１４の一端に接続されている。この希土類添加光ファイバ１４の他端には第２の光合分波器１２ｂの入力ポートが接続され、第２の光合分波器１２ｂの他の入力ポートには第２の励起光源１３ｂが接続されている。第２の励起光源１３ｂの出力端は光ファイバ１１に接続されている。この光増幅部２は、このような構成とすることにより、光ファイバ１１のいずれの方向から信号光を入射しても、同様の増幅特性を持つことができる。すなわち、光増幅部２は入射側と出射側とを逆にしても同じ増幅特性をもつ可逆的な光増幅器として機能する。
【００２１】この例の光増幅器モジュールにおいても、光増幅部２に入力された信号光は光パワーに比例する増幅率で増幅され、その光パワーは波長依存性を持つが、この増幅された信号光は利得等化フィルタモジュール４によって損失を受けることによって、信号光パワーの波長依存性は等化される。その後、この信号光は全反射鏡５によって反射されて再び利得等化フィルタ４に入射される。利得等化フィルタモジュール４を通過した信号光は、今度は利得等化フィルタモジュール４の波長特性に従って損失を受け、その光パワーは波長依存性を持つ。このときの光パワーの波長特性は、往路と復路とで逆の関係になっている。次に、信号光は光増幅部２に再び入射し、光増幅部２の波長依存性に従って増幅されて、光パワーの波長依存性は等化される。その後信号光は、光サーキュレータ３のポート２からポート３へ入射し、信号出力ポートへ出力される。
【００２２】この例の光増幅器モジュールでは、信号光が光増幅部２によって２回増幅されるようにしているため、同じ利得を得るためには、第１の例の場合と比較して、光増幅部２の出力が半分で済み、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。なお、図３に示す光増幅部２において第１、第２の励起光源１３ａ、１３ｂ及び第１、第２の合分波器１２ａ、１２ｂは、まとめて配置されている必要はない。例えば、光サーキュレータ３が励起光波長で動作可能の場合、光サーキュレータ３の前に接続してもよい。また全反射鏡５および利得等化フィルタモジュール４が励起光波長でトランスペアレントならば全反射鏡５の後に接続してもよい。
【００２３】この例の光増幅器モジュールによると、利得等化部６が接続された光増幅部２が光サーキュレータ３に接続され、信号光が光サーキュレータ３により光増幅部２に送られて増幅された後利得等化部６により利得等化され、その後再び光増幅部２に送られて増幅された後光サーキュレータ３を介して出力されることにより、信号光が光増幅部２によって２回増幅されるため、光増幅部２の出力を半分としても所望の利得を得ることができ、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。
【００２４】次に、本発明の光増幅器モジュールの第３の例の構成を図４に示す。図４中、符号１は光ファイバであり、この光ファイバ１は光サーキュレータ３のポート１に接続され、この光サーキュレータ３のポート２は光増幅部２の入力端に接続されている。光増幅部２の出力端には光ファイバ１を介して、利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５とが直列に接続されているが、この例においては、利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５との間に第１の光スイッチが配置され、この第１の光スイッチの共通ポートは利得等化フィルタモジュール４に接続されている。また、第１の光スイッチの分岐ポートの一方は全反射鏡５に接続され、他方は第２の光スイッチの分岐ポートの一方に接続されている。この第２の光スイッチのもう１つの分岐ポートは光サーキュレータ３のポート３に接続され、第２の光スイッチの共通ポートは信号出力ポートに接続されている。
【００２５】この例においても、光増幅部２としては、図３に示す構成の、入射側と出射側とを逆にしても同じ増幅特性をもつ可逆的な光増幅器が用いられる。この例の光増幅器モジュールにおいては、光増幅部２に入力された信号光は光パワーに比例する増幅率で増幅され、その光パワーは波長依存性を持つが、この増幅された信号光は利得等化フィルタモジュール４によって損失を受けることにより、信号光のパワーの波長依存性は等化される。この信号光は、第１の光スイッチ７に入射し、第１の光スイッチ７のポート１に出力される信号光は全反射鏡５によって反射されて再び利得等化フィルタ４に入射される。利得等化フィルタモジュール４を通過した信号光は、利得等化フィルタモジュール４の波長特性に従って損失を受け、光増幅部２に再び入射し、光増幅部２の波長依存性に従って増幅されて、光パワーの波長依存性は等化される。この信号光は、光サーキュレータ３のポート２からポート３へ入射し、第２の光スイッチ８のポート２を通って信号出力ポートへ出力される。
【００２６】一方、第１の光スイッチ７のポート２に出力される信号光は、第２の光スイッチのポート１を通って信号出力ポートへ出力される。この光経路は、信号光が光増幅部２を往復せずに、１回だけ増幅されて取り出されるバイパスとして機能する。この経路を経て取り出される信号光は、光増幅部２によって１回だけしか増幅されていないため、その利得は、光増幅部２を往復した後光スイッチ２のポート２から取り出される信号光の利得の半分である。従って、第１、第２の光スイッチ７、８を用いて光の取り出し口を切替えることによって、１回増幅された信号光と２回増幅された信号光とを選択して出力することができ、利得等化を保ったまま、利得を２段階で切替えることができる。この例の光増幅器モジュールによると、利得等化部６を構成する利得等化フィルタモジュール４と全反射鏡５との間に第１の光スイッチ７を設け、この第１の光スイッチ７の入力端に利得等化フィルタモジュール４を接続し、第１の光スイッチ７の一方の出力端に全反射鏡５を接続し、第１の光スイッチ７の他方の出力端と第２の光スイッチ８の一方の入力端とを接続し、第２の光スイッチ８の他方の入力端と光サーキュレータ３とを接続し、第１の光スイッチ７と第２の光スイッチ８の光経路を切替えて、光増幅部２により１回増幅された信号光と光増幅部２により２回増幅された信号光とを選択して出力することにより、信号光の利得を調整することが可能な光増幅器モジュールを実現することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部と、この光増幅部によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部とを有する光増幅器モジュールにおいて、利得等化部は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュールと全反射鏡とからなり、光増幅部により増幅された信号光が利得等化フィルタモジュールを透過した後、全反射鏡で反射されて再び利得等化フィルタモジュールを透過するようにしたことにより、利得等化フィルタの損失を半分にしても必要な利得等化を行うことができるため、利得波長特性が良好で、製造しやすく、低コストの光増幅器モジュールを実現することができる。
【００２８】また、利得等化部が接続された光増幅部が光サーキュレータに接続され、信号光が光サーキュレータにより光増幅部に送られて増幅された後利得等化部により利得等化され、その後再び光増幅部に送られて増幅された後光サーキュレータを介して出力されることにより、信号光が光増幅部によって２回増幅されるため、光増幅部２の出力を半分としても所望の利得を得ることができ、安価に光増幅器モジュールを作製することができる。
【００２９】また、利得等化部を構成する利得等化フィルタモジュールと全反射鏡との間に第１の光スイッチを設け、この第１の光スイッチの入力端に利得等化フィルタモジュールを接続し、第１の光スイッチの一方の出力端に全反射鏡を接続し、第１の光スイッチの他方の出力端と第２の光スイッチの一方の入力端とを接続し、第２の光スイッチの他方の入力端と光サーキュレータとを接続し、第１の光スイッチと第２の光スイッチの光経路を切替え、光増幅部により１回増幅された信号光と光増幅部により２回増幅された信号光とを選択して出力することにより、信号光の利得を調整することが可能な光増幅器モジュールを実現することができる。さらに、利得等化フィルタモジュールの反射減衰量を２０ｄＢ以上とすることにより、利得等化フィルタモジュールが全反射鏡と共振器を形成して増幅特性において不要なリップルを生じることを防止することができ、良好な特性を持つ光増幅器モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅器モジュールの第１の例の構成を示す図である。
【図２】本発明の光増幅器モジュールの第２の例の構成を示す図である。
【図３】本発明の光増幅器モジュールの第２の例で用いられる光増幅部の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の光増幅器モジュールの第３の例の構成を示す図である。
【図５】エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得特性の一例を示す図である。
【図６】エルビウム添加光ファイバ増幅器の増幅光の利得等化を行うために用いられる利得等化器の理想的な透過波長特性を示す図である。
【図７】入力信号光が利得等化される様子を示す図である。
【図８】従来の光増幅器モジュールの構成を示す図である。
【図９】従来の光増幅器モジュールで用いられる希土類添加光ファイバ増幅器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、２…光増幅部、３…光サーキュレータ、４…利得等化フィルタモジュール、５…全反射鏡、６…利得等化部、７…第１の光スイッチ、８…第２の光スイッチ、９…光アイソレータ、１１…光ファイバ、１２ａ…第１の光合分波器、１２ｂ…第２の光合分波器、１３ａ…第１の励起光源、１３ｂ…第２の励起光源、１４…希土類添加光ファイバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部と、この光増幅部によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部とを有する光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュールと全反射鏡とからなり、前記光増幅部により増幅された信号光が前記利得等化フィルタモジュールを透過した後、全反射鏡で反射されて再び前記利得等化フィルタモジュールを透過するようにしたことを特徴とする光増幅器モジュール。
【請求項２】 前記光増幅部と前記利得等化部とが光サーキュレータを介して接続され、前記光増幅部により増幅された信号光が前記光サーキュレータにより前記利得等化部に送られ、前記利得等化部により利得等化された信号光が前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項３】 前記利得等化部が接続された前記光増幅部が光サーキュレータに接続され、信号光が前記光サーキュレータにより前記光増幅部に送られて増幅された後前記利得等化部により利得等化され、その後再び光増幅部に送られて増幅された後前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項４】 前記利得等化部を構成する利得等化フィルタモジュールと全反射鏡との間に第１の光スイッチを設け、この第１の光スイッチの入力端に前記利得等化フィルタモジュールを接続し、前記第１の光スイッチの一方の出力端に全反射鏡を接続し、前記第１の光スイッチの他方の出力端と第２の光スイッチの一方の入力端とを接続し、前記第２の光スイッチの他方の入力端と光サーキュレータとを接続し、前記第１の光スイッチと前記第２の光スイッチの光経路を切替えて、前記光増幅部により１回増幅された信号光と前記光増幅部により２回増幅された信号光とを選択して出力し、信号光の利得を調整できるようにしたことを特徴とする請求項３記載の光増幅器モジュール。
【請求項５】 前記光増幅部は、増幅媒体の両端に光合分波器を介して励起光源を接続して形成され、前記増幅媒体のいずれの側から信号光を入力しても信号光の増幅が可能であることを特徴とする請求項３又は４記載の光増幅器モジュール。
【請求項６】 前記増幅媒体は希土類添加光ファイバであることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の光増幅器モジュール。
【請求項７】 前記希土類添加光ファイバはエルビウム添加光ファイバであることを特徴とする請求項６記載の光増幅器モジュール。
【請求項８】 前記利得等化フィルタモジュールの反射減衰量が２０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の光増幅器モジュール。
【請求項９】 前記利得等化フィルタモジュールは、スラント型短周期光ファイバグレーティング、長周期光ファイバグレーティング、光多層膜フィルタ、またはエタロンフィルタのいずれかまたはこれらの組合せであることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の光増幅器モジュール。
【請求項１】 増幅媒体に励起光を入射して信号光を増幅する光増幅部と、この光増幅部によって増幅された光強度の波長依存性を等化するための利得等化部とを有する光増幅器モジュールにおいて、前記利得等化部は少なくとも１つ以上の利得等化フィルタにより構成された利得等化フィルタモジュールと全反射鏡とからなり、前記光増幅部により増幅された信号光が前記利得等化フィルタモジュールを透過した後、全反射鏡で反射されて再び前記利得等化フィルタモジュールを透過するようにしたことを特徴とする光増幅器モジュール。
【請求項２】 前記光増幅部と前記利得等化部とが光サーキュレータを介して接続され、前記光増幅部により増幅された信号光が前記光サーキュレータにより前記利得等化部に送られ、前記利得等化部により利得等化された信号光が前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項３】 前記利得等化部が接続された前記光増幅部が光サーキュレータに接続され、信号光が前記光サーキュレータにより前記光増幅部に送られて増幅された後前記利得等化部により利得等化され、その後再び光増幅部に送られて増幅された後前記光サーキュレータを介して出力されることを特徴とする請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項４】 前記利得等化部を構成する利得等化フィルタモジュールと全反射鏡との間に第１の光スイッチを設け、この第１の光スイッチの入力端に前記利得等化フィルタモジュールを接続し、前記第１の光スイッチの一方の出力端に全反射鏡を接続し、前記第１の光スイッチの他方の出力端と第２の光スイッチの一方の入力端とを接続し、前記第２の光スイッチの他方の入力端と光サーキュレータとを接続し、前記第１の光スイッチと前記第２の光スイッチの光経路を切替えて、前記光増幅部により１回増幅された信号光と前記光増幅部により２回増幅された信号光とを選択して出力し、信号光の利得を調整できるようにしたことを特徴とする請求項３記載の光増幅器モジュール。
【請求項５】 前記光増幅部は、増幅媒体の両端に光合分波器を介して励起光源を接続して形成され、前記増幅媒体のいずれの側から信号光を入力しても信号光の増幅が可能であることを特徴とする請求項３又は４記載の光増幅器モジュール。
【請求項６】 前記増幅媒体は希土類添加光ファイバであることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の光増幅器モジュール。
【請求項７】 前記希土類添加光ファイバはエルビウム添加光ファイバであることを特徴とする請求項６記載の光増幅器モジュール。
【請求項８】 前記利得等化フィルタモジュールの反射減衰量が２０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の光増幅器モジュール。
【請求項９】 前記利得等化フィルタモジュールは、スラント型短周期光ファイバグレーティング、長周期光ファイバグレーティング、光多層膜フィルタ、またはエタロンフィルタのいずれかまたはこれらの組合せであることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の光増幅器モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００３−２８３０２０（Ｐ２００３−２８３０２０Ａ）
【公開日】平成１５年１０月３日（２００３．１０．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−８１９２８（Ｐ２００２−８１９２８）
【出願日】平成１４年３月２２日（２００２．３．２２）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１０月３日（２００３．１０．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年３月２２日（２００２．３．２２）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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