(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を添加した複数のコア部と、
前記各コア部の外周に位置し、前記各コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、
を備え、前記各コア部に添加する希土類元素の濃度が２５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、前記各コア部の前記クラッド部に対する比屈折率Δが波長１５５０ｎｍにおいて０．５％〜２％、前記各コア部のコア径が１μｍ〜５μｍの場合に、前記各コア部の隣接するコア部との離隔距離は、該コア部間での光のクロストークが−３０ｄＢ以下となるように３０μｍ以上６０μｍ以下に設定されており、前記隣接するコア部は、該コア部間で前記希土類元素の添加濃度が３００ｐｐｍ〜１７５０ｐｐｍだけ異なることを特徴とするマルチコア増幅光ファイバ。
【請求項２】
前記離隔距離は、前記クロストークが−４０ｄＢ以下となるように４５μｍ以上６０μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア増幅光ファイバ。
【請求項３】
前記希土類元素はエルビウムであることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコア増幅光ファイバ。
【請求項４】
波長１５５０ｎｍの信号光が入力された場合に、前記信号光を利得１５ｄＢ以上、雑音指数７ｄＢ以下で光増幅することを特徴とする請求項３に記載のマルチコア増幅光ファイバ。
【請求項５】
波長１５５０ｎｍの信号光が入力された場合に、前記信号光を当該マルチコア増幅光ファイバからの出力強度として１３ｄＢｍ以上、雑音指数８．３ｄＢ以下で光増幅することを特徴とする請求項３に記載のマルチコア増幅光ファイバ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のマルチコア増幅光ファイバを用いたことを特徴とするマルチコア光ファイバ増幅器。
【請求項７】
前記希土類元素を光励起する励起光を出力する複数の励起光源と、
前記各励起光源から出力される前記各励起光を前記各コア部に光学結合する光結合器と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のマルチコア光ファイバ増幅器。
【請求項８】
前記光結合器は、空間光結合系で構成されていることを特徴とする請求項７に記載のマルチコア光ファイバ増幅器。
【請求項９】
前記光結合器は、光ファイババンドルで構成されていることを特徴とする請求項７に記載のマルチコア光ファイバ増幅器。
【請求項１０】
前方励起方式および／または後方励起方式であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載のマルチコア光ファイバ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコア増幅光ファイバおよびこれを用いたマルチコア光ファイバ増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチコア光ファイバを用いた光伝送は、空間多重化技術を用いていることによって更なる伝送容量の拡大が可能となるため、近年盛んに検討されている（非特許文献１〜３参照）。これまでにも伝送用マルチコア光ファイバによる伝送実験が報告されているが、ほとんどすべてが、長さが８０ｋｍのマルチコア光ファイバを用いた１スパンでの伝送実験に関する報告である。【０００３】
さらなる伝送距離の延長には、伝送用のマルチコア光ファイバに対応したマルチコア型の増幅光ファイバを用いた光増幅器が必要不可欠であると考えられる（特許文献１参照）。これまでに、アメリカＯＦＳ研究所のアベディン等によってマルチコアＥＤＦＡ（Erbium  doped  optical  fiber  amplifier）が報告されており、マルチコアＥＤＦＡの検討が活発化している（非特許文献４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２５９８８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K.  Imamura  et  al.,  “Investigation  on  Multi-Core  Fibers  with  Large  Aeff  and  Low  Micro  Bending  Loss”  OFC2010,  OWK6  (2010)
【非特許文献２】T.  Hayashi  et  al.,  ”Low-Crosstalk  and  Low-Loss  Multi-Core  Fiber  Utilizaing  Fiber  Bend”  OFC2011,  OWJ3  (2011)
【非特許文献３】K.  Takenaga  et  al.,  ”Reduction  of  Crosstalk  by  Trench-Assisted  Multi-Core  Fiber”  OFC2011,  OWJ4  (2011)
【非特許文献４】K.S.  Abedin  et  al.,  ”Amplification  and  noise  properties  of  an  erbium-doped  multicore  fiber  amplifier”  Optics  Express,  vol.  19,  pp.  16715-16721,  2011
【非特許文献５】K.S.  Abedin  et  al.,  ”Cladding-pumped  erbium-doped  multicore  fiber  amplifier”  Optics  Express,  vol.  20,  pp.  20191-20200,  2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献４に開示されたマルチコアＥＤＦでは、コア間での光のクロストークが−２０ｄＢから−２５ｄＢ程度である。しかしながら、本発明者らがマルチコアＥＤＦＡに用いられる光増幅用光ファイバであるマルチコアＥＤＦについて検討を行ったところ、コア間での光のクロストークが−２０ｄＢから−２５ｄＢ程度では、或るコアを伝播する信号光が他のコアを伝播する信号光に影響を及ぼすため、信号光品質の低下を引き起こす場合があるという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信号光品質の低下を抑制しつつ光増幅を行うことができるマルチコア増幅光ファイバおよびこれを用いたマルチコア光ファイバ増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るマルチコア増幅光ファイバは、希土類元素を添加した複数のコア部と、前記各コア部の外周に位置し、前記各コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、を備え、前記各コア部に添加する希土類元素の濃度が２５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、前記各コア部の前記クラッド部に対する比屈折率Δが波長１５５０ｎｍにおいて０．５％〜２％、前記各コア部のコア径が１μｍ〜５μｍの場合に、前記各コア部の隣接するコア部との離隔距離は、該コア部間での光のクロストークが−３０ｄＢ以下となるように３０μｍ以上６０μｍ以下に設定されていることを特徴とする。【０００９】
本発明に係るマルチコア増幅光ファイバは、上記発明において、前記離隔距離は、前記クロストークが−４０ｄＢ以下となるように４５μｍ以上６０μｍ以下に設定されていることを特徴とする。【００１０】
本発明に係るマルチコア増幅光ファイバは、上記発明において、前記希土類元素はエルビウムであることを特徴とする。【００１１】
本発明に係るマルチコア増幅光ファイバは、上記発明において、波長１５５０ｎｍの信号光が入力された場合に、前記信号光を利得１５ｄＢ以上、雑音指数７ｄＢ以下で光増幅することを特徴とする。【００１２】
本発明に係るマルチコア増幅光ファイバは、上記発明において、波長１５５０ｎｍの信号光が入力された場合に、前記信号光を当該マルチコア増幅光ファイバからの出力強度として１３ｄＢｍ以上、雑音指数８．３ｄＢ以下で光増幅することを特徴とする。【００１３】
本発明に係るマルチコア光ファイバ増幅器は、上記発明のマルチコア増幅光ファイバを用いたことを特徴とする。【００１４】
本発明に係るマルチコア光ファイバ増幅器は、上記発明において、前記希土類元素を光励起する励起光を出力する複数の励起光源と、前記各励起光源から出力される前記各励起光を前記各コア部に光学結合する光結合器と、を備えることを特徴とする。【００１５】
本発明に係るマルチコア光ファイバ増幅器は、上記発明において、前記光結合器は、空間光結合系で構成されていることを特徴とする。【００１６】
本発明に係るマルチコア光ファイバ増幅器は、上記発明において、前記光結合器は、光ファイババンドルで構成されていることを特徴とする。【００１７】
本発明に係るマルチコア光ファイバ増幅器は、上記発明において、前方励起方式および／または後方励起方式であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、信号伝送品質の低下を抑制しつつ光増幅を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施の形態１に係るマルチコア増幅光ファイバの模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施の形態２に係るマルチコア光ファイバ増幅器およびその光学特性を測定する測定系の模式的な構成図である。
【図３】図３は、作製したマルチコア光ファイバ増幅器に使用したマルチコア増幅光ファイバの断面写真の模式図である。
【図４】図４は、光増幅特性測定における出力信号光のパワースペクトルを示す図である。
【図５】図５は、利得、ＮＦ、クロストークの波長依存性を示す図である。
【図６】図６は、ビットエラーレートの測定系を示す図である。
【図７】図７は、ビットエラーレート特性を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係るマルチコア増幅光ファイバの模式的な断面図である。
【図９】図９は、実施の形態４に係るマルチコア光ファイバ増幅器およびその光学特性を測定する測定系の模式的な構成図である。
【図１０】図１０は、作製したマルチコア光ファイバ増幅器に使用したマルチコア増幅光ファイバの断面写真の模式図である。
【図１１】図１１は、実験１の測定結果を示す図である。
【図１２】図１２は、実験２の測定結果を示す図である。
【図１３】図１３は、実験３の測定結果を示す図である。
【図１４】図１４は、クロストークを示す図である。
【図１５】図１５は、クロストークの絶対値を示す図である。
【図１６】図１６は、利得、ＮＦの波長依存性を示す図である。
【図１７】図１７は、ビットエラーレートの測定系を示す図である。
【図１８】図１８は、ビットエラーレート特性を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態５に係るマルチコア光ファイバ増幅器の模式的な構成図である。
【図２０】図２０は、利得、ＮＦの波長依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して本発明に係るマルチコア増幅光ファイバおよびマルチコア光ファイバ増幅器の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本明細書において特に定義しない用語については、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５０．１における定義、測定方法に従うものとする。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチコア増幅光ファイバの模式的な断面図である。図１に示すように、マルチコア増幅光ファイバ１０は、３つのコア部１１、１２、１３と、各コア部１１、１２、１３の外周に位置するクラッド部１４と、を備えている。
【００２２】
コア部１１、１２、１３は、マルチコア増幅光ファイバ１０の中心軸の周囲に配置されており、かつ正三角形の三角格子の格子点に略位置している。コア部１１、１２、１３は、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の屈折率を高めるドーパントを含む石英ガラスからなる。クラッド部１４は、屈折率を調整するドーパントを含まない純石英ガラスからなる。その結果、コア部１１、１２、１３はクラッド部１４よりも屈折率が高くなっている。
【００２３】
また、マルチコア増幅光ファイバ１０は、マルチコアＥＤＦであって、コア部１１、１２、１３は、希土類元素であるエルビウム（Ｅｒ）が添加されている。ただし、添加される希土類元素は、イッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ツリウム（Ｔｍ）等としてもよい。Ｅｒの添加量は、たとえば波長１５５０ｎｍの信号光に対する小信号利得係数が１１ｄＢ／ｍとなるような添加量に設定されている。また、コア部１１、１２、１３は、たとえばモードフィールド径が波長１５８０ｎｍにおいて６．６μｍ、有効コア断面積が波長１５８０ｎｍにおいて３５μｍ２、カットオフ波長が１００５ｎｍとなるように、コア部１１、１２、１３のコア径や比屈折率差が設定されている。
【００２４】
図１に示すように、コア部１１とコア部１３との間の離隔距離（コア間距離）はｄ１である。コア部１１、１２、１３の隣接するコア部とのコア間距離は、互いに等しくｄ１になっている。また、コア間距離は、コア間の光のクロストークが各コア部１１、１２、１３の光学特性に悪影響を及ぼさない程度の距離であり、たとえば使用するマルチコア増幅光ファイバ１０の長さにおいてクロストークが−３０ｄＢ以下、好ましくは−４０ｄＢ以下となるようなコア間距離に設定されている。上述したようにコア部１１、１２、１３について、モードフィールド径が波長１５８０ｎｍにおいて６．６μｍ、有効コア断面積が波長１５８０ｎｍにおいて３５μｍ２、カットオフ波長が１００５ｎｍである場合は、コア部間のクロストークを−３０ｄＢ以下にするためには、添加するＥｒの濃度は２５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、クラッド部１４に対する比屈折率Δは波長１５５０ｎｍにおいて０．５％〜２％、コア径は１μｍ〜５μｍ、コア間距離は３０μｍ以上６０μｍ以下に設定することが好ましい。これによって、マルチコア増幅光ファイバ１０は、コア部１１、１２、１３に入力された信号光を、信号光品質の低下を抑制しつつ光増幅することができる。また、マルチコア増幅光ファイバ１０において、コア間距離を３０μｍにすれば、クラッド部１４の外径（光ファイバ径）を１００μｍ程度と、典型的な光ファイバの光ファイバ径である１２５μｍと同等以下にすることができる。
【００２５】
なお、コア部１１、１２、１３に添加するＥｒの濃度が２５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍであれば、適正な利得係数が得られるとともに、マルチコア増幅光ファイバ１０を製造するための光ファイバ母材を容易に製造するために適切な濃度である。また、コア部１１、１２、１３のクラッド部１４に対する比屈折率Δが０．５％〜２％、コア径が１μｍ〜５μｍであれば、各コア部１１、１２、１３におけるカットオフ波長を、Ｃバンド（約１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長範囲）の信号光をシングルモード伝送するために適正な値とすることができる。また、コア間距離が３０μｍ以上６０μｍ以下であれば、所望のクロストーク値を実現できるとともに、光ファイバ径の過度な拡大を防止できる。
【００２６】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２として、図１に示す実施の形態１に係るマルチコア増幅光ファイバ１０を用いたマルチコア光ファイバ増幅器について説明する。
【００２７】
図２は、本実施の形態２に係るマルチコア光ファイバ増幅器およびその光学特性を測定する測定系の模式的な構成図である。マルチコア光ファイバ増幅器１００は、光アイソレータ１０１、１０２と、ＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）カプラ１０３、１０４と、励起光源である励起ＬＤ（Laser  Diode）１０５、１０６と、光結合器１３０と、マルチコア増幅光ファイバ１０と、光結合器１４０と、ＷＤＭカプラ１０７、１０８と、光アイソレータ１０９、１１０と、を備えている。
【００２８】
また、測定系１０００は、波長可変光源１００１、１００２と、光選択スイッチ１００３と、光スペクトラムアナライザ１００４とを備えている。
【００２９】
光アイソレータ１０１は、波長可変光源１００１から出力される信号光（波長はたとえば１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍ）を受け付け、ＷＤＭカプラ１０３に出力する。ＷＤＭカプラ１０３は、信号光を通過させ、光結合器１３０に出力する。同様に、光アイソレータ１０２は、波長可変光源１００２から出力される信号光を受け付け、ＷＤＭカプラ１０４に出力する。ＷＤＭカプラ１０４は、信号光を通過させ、光結合器１３０に出力する。
【００３０】
励起ＬＤ１０５、１０６は、たとえば半導体ＬＤであり、波長１４８０ｎｍのシングルモード励起光を出力する。なお、励起ＬＤ１０５、１０６としては、波長９８０ｎｍ等の、添加された希土類元素を光励起できる他の波長の励起光を出力するものでもよい。
【００３１】
ＷＤＭカプラ１０３、１０４は、励起ＬＤ１０５、１０６から出力された各励起光を波長可変光源１００１、１００２から出力された信号光と合波して、ＷＤＭカプラ１０３、１０４に対して紙面右側に位置するシングルモード光ファイバの出力側光ファイバポートに出力する。
【００３２】
光結合器１３０は、ＷＤＭカプラ１０３、１０４の出力側光ファイバポートに対応してそれぞれ設けられたレンズ１３１、１３２と、マルチコア増幅光ファイバ１０に対応して設けられたレンズ１３３と、で構成されている空間結合系の光結合器である。
【００３３】
光結合器１４０は、マルチコア増幅光ファイバ１０に対応して設けられたレンズ１４３と、ＷＤＭカプラ１０７、１０８に対して紙面左側に位置するシングルモード光ファイバの入力側光ファイバポートに対応して設けられたレンズ１４１、１４２と、で構成されている空間結合系の光結合器である。
【００３４】
ＷＤＭカプラ１０７は、後述するようにマルチコア増幅光ファイバ１０によって増幅された信号光を通過させ、光アイソレータ１０９に出力する。同様に、ＷＤＭカプラ１０８は、マルチコア増幅光ファイバ１０によって増幅された信号光を通過させ、光アイソレータ１１０に出力する。光アイソレータ１０９、１１０は光選択スイッチ１００３に接続されている。光選択スイッチ１００３は、光アイソレータ１０９、１１０から出力された信号光のどちらか一方を任意に選択して光スペクトラムアナライザ１００４に出力できるように構成されている。
【００３５】
光結合器１３０では、レンズ１３１、１３２は、ＷＤＭカプラ１０３、１０４の各出力側光ファイバポートから出力された、信号光と励起光との合波光をコリメートする。
【００３６】
レンズ１３３は、コリメートされた各合波光を、マルチコア増幅光ファイバ１０の異なるコア部にそれぞれ集光し、光結合させるように構成されている。これによって、マルチコア増幅光ファイバ１０の特定のコア部は光励起されるとともに、光励起されたコア部は信号光を光増幅しながら伝播させる。このように、マルチコア光ファイバ増幅器１００では、前方励起方式が採用されている。
【００３７】
一方、光結合器１４０では、レンズ１４３は、マルチコア増幅光ファイバ１０で光増幅された信号光を一括してコリメートするように構成されている。レンズ１４１は、コリメートされた信号光をＷＤＭカプラ１０７の入力側光ファイバポートに集光し、光結合させる。同様に、レンズ１４２は、コリメートされた信号光をＷＤＭカプラ１０８の入力側光ファイバポートに集光し、光結合させる。ＷＤＭカプラ１０７、１０８、光アイソレータ１０９、１１０は、ＷＤＭカプラ１０７、１０８の入力側光ファイバポートに光結合された信号光を順次通過させて、マルチコア光ファイバ増幅器１００から出力させる。
【００３８】
また、光選択スイッチ１００３は、光アイソレータ１０９、１１０から出力された信号光のどちらか一方を任意に選択して光スペクトラムアナライザ１００４に出力する。これによって、光スペクトラムアナライザ１００４は入力された信号光のスペクトラムを測定することができる。
【００３９】
なお、図２では、マルチコア増幅光ファイバ１０のうちに２つのコア部を用いて光増幅を行っているが、３つのコア部のすべてを光増幅に用いる構成としてもよい。
【００４０】
つぎに、図２と同様の構成のマルチコア光ファイバ増幅器及び測定系を作製し、マルチコア光ファイバ増幅器の光増幅特性の測定を行った。
【００４１】
図３は、作製したマルチコア光ファイバ増幅器に使用したマルチコア増幅光ファイバの断面写真の模式図である。このマルチコア増幅光ファイバは、Ｅｒの添加量を、波長１５５０ｎｍの信号光に対する小信号利得係数が１１ｄＢ／ｍとなるような添加量に設定した。また、３つのコア部は、それぞれモードフィールド径が波長１５８０ｎｍにおいて６．６μｍ、有効コア断面積が波長１５８０ｎｍにおいて３５μｍ２、カットオフ波長が１００５ｎｍとなるように、コア径や比屈折率差を設定した。また、コア間距離はいずれも３０μｍとした。また、マルチコア増幅光ファイバの長さは１２ｍとした。
【００４２】
信号光に対する光アイソレータ、ＷＤＭカプラ、および光結合器の光損失の合計はいずれも１．３ｄＢであった。また、光増幅測定においては、一方の波長可変光源から波長１５５０ｎｍの信号光を入力し、他方の波長可変光源から波長１５５１ｎｍの信号光を入力した。マルチコア増幅光ファイバに入力される光強度が−１５ｄＢｍとなるように、信号光の光強度を設定した。また、マルチコア増幅光ファイバに入力させる励起光の光強度については、光増幅後にマルチコア増幅光ファイバから出力される光強度が０ｄＢｍとなるように、それぞれ１５ｍＷ、１２ｍＷに設定した。
【００４３】
なお、以下の説明では、マルチコア増幅光ファイバにおいて波長１５５０ｎｍの信号光が入力されるコア部をＣｏｒｅ  Ａ、波長１５５１ｎｍの信号光が入力されるコア部をＣｏｒｅ  Ｂと表記する。
【００４４】
図４は、光増幅特性測定における出力信号光のパワースペクトルを示す図である。図４において、実線はＣｏｒｅ  Ａから出力された信号光のスペクトルを示している。破線はＣｏｒｅ  Ｂから出力された信号光のスペクトルを示している。なお、縦軸は相対的なパワーを示している。
【００４５】
図４に示すように、各信号光について、コア部間の光のクロストーク（ＸＴ）のために、入力されたコア部とは違うコア部からも信号光がわずかに出力されている。たとえば、Ｃｏｒｅ  Ａには波長１５５０ｎｍの信号光だけが入力されているのに、図４のスペクトル上ではＣｏｒｅ  Ｂに入力された波長１５５１ｎｍの信号光もわずかに出力されている。しかしながら、光のクロストークは実用上問題の無い−３０ｄＢ以下の小さい値であり、具体的には−３３ｄＢであった。なお、図４でのクロストークは、空間結合系の光結合器におけるクロストーク成分も含まれた値である。したがって、マルチコア増幅光ファイバに対するグロス値としてのクロストークの値は、−３３ｄＢよりもさらに小さい値であると考えられる。
【００４６】
つぎに、信号光の波長を変えながら、利得、ＮＦ（Noise  Figure）、クロストークの測定を行った。図５は、利得（Ｇａｉｎ）、ＮＦ、クロストーク（ＸＴ）の波長依存性を示す図である。なお、利得およびＮＦはマルチコア増幅光ファイバに対するグロス値、クロストークはマルチコア光ファイバ増幅器に対するネット値である。なお、凡例では、たとえばＣｏｒｅ  Ａについての利得をＧａｉｎ  Ａと表記している。図５に示すように、Ｃｏｒｅ  Ａ、Ｃｏｒｅ  Ｂのいずれについても、波長１５５０ｎｍ〜１５７０ｎｍの信号光に対して１５ｄＢより高い利得が得られ、さらに、波長１５４０ｎｍ〜１５８０ｎｍの信号光に対して、５ｄＢより低いＮＦと−３０ｄＢより小さいクロストークとが得られた。
【００４７】
つぎに、マルチコア光ファイバ増幅器に対して、ビットエラーレートの測定を行った。図６は、ビットエラーレートの測定系を示す図である。この測定系２０００では、ＰＲＢＳ長(Pseudo-Random  Binary  Sequence)が２３１−１の１０Ｇｂｉｔ／ｓ  ＮＲＺ（Non-Return  to  Zero）信号が重畳された波長１５５０ｎｍの信号光を出力できる信号光源２００１と、信号光源２００１から出力した信号光を２分岐する３ｄＢカプラ２００２と、２分岐された２つの信号光から非相関の２つの信号光を生成するための光ファイバ２００３および５ｎｓのディレイラインとしての光ファイバ２００４と、測定対象である作製したマルチコア光ファイバ増幅器１００と、光選択スイッチ１００３と、波長１５５０ｎｍの信号光を透過するバンドパス光フィルタ２００５と、可変光減衰器２００６と、受光器２００７と、受光器２００７に接続された不図示のビットエラーレート測定器とで構成されている。
【００４８】
マルチコア光ファイバ増幅器は、マルチコア増幅光ファイバに入力される信号光の光強度が−１５ｄＢｍ、マルチコア増幅光ファイバから出力される増幅された信号光の光強度が０ｄＢｍとなるような動作条件で動作させた。また、信号光は、上記の増幅特性の測定で用いたＣｏｒｅ  Ａ、Ｃｏｒｅ  Ｂに入力させてビットエラーレートの測定を行った。
【００４９】
図７は、ビットエラーレート特性を示す図である。横軸は受光器における受光パワーを示している。図７に示すように、Ｃｏｒｅ  Ａ、Ｃｏｒｅ  Ｂのいずれに対しても、ＢＥＲ（Bit  Error  Rate）が１０−１１のときのＢａｃｋ  ｔｏ  ｂａｃｋに対するパワーペナルティーは１ｄＢよりも十分に小さかった。また、図７では、Ｂａｃｋ  ｔｏ  ｂａｃｋと、Ｃｏｒｅ  Ａ、Ｃｏｒｅ  Ｂによる光増幅時とのアイパターンを示しているが、光増幅によるアイパターンの劣化は見られなかった。これによって、作製したマルチコア光ファイバ増幅器が信号光の品質をほとんど低下させずに光増幅できることが確認された。
【００５０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係るマルチコア増幅光ファイバの模式的な断面図である。図８に示すように、マルチコア増幅光ファイバ２０は、７つのコア部２１〜２７と、各コア部２１〜２７の外周に位置するクラッド部２８とを備えている。
【００５１】
コア部２１は、マルチコア増幅光ファイバ２０の中心軸の近傍に位置し、その他のコア部２２〜２７は、コア部２１を重心とする正六角形のほぼ頂点に位置するように配置している。コア部２１〜２７は、Ｇｅ等の屈折率を高めるドーパントを含む石英ガラスからなる。クラッド部２８は、屈折率を調整するドーパントを含まない純石英ガラスからなる。その結果、コア部２１〜２７はクラッド部２８よりも屈折率が高くなっている。
【００５２】
また、マルチコア増幅光ファイバ２０は、マルチコアＥＤＦであって、コア部２１〜２７は、Ｅｒが添加されている。ただし、添加される希土類元素は、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｔｍ等としてもよい。Ｅｒの添加量は、たとえば波長１５５０ｎｍにおいて損失係数が約３．４ｄＢ／ｍ、信号光に対する小信号利得係数が約４．３ｄＢ／ｍとなるような添加量に設定されている。また、コア部２１〜２７は、モードフィールド径が波長１５８０ｎｍにおいて７．３μｍ、カットオフ波長がコア部２１〜２７の平均で１０５０ｎｍとなるように、コア部２１〜２７のコア径や比屈折率差が設定されている。
【００５３】
図８に示すように、コア部２４とコア部２５との間のコア間距離はｄ２である。コア部２１〜２７の隣接するコア部とのコア間距離は、互いに等しくｄ２になっている。また、コア間距離は、コア間の光のクロストークが各コア部２１〜２７の光学特性に悪影響を及ぼさない程度の距離であり、たとえば使用するマルチコア増幅光ファイバ２０の長さにおいてクロストークが−３０ｄＢ以下、好ましくは−４０ｄＢ以下となるようなコア間距離に設定されている。上述したようにコア部２１〜２７について、モードフィールド径が波長１５８０ｎｍにおいて７．３μｍ、カットオフ波長が１０５０ｎｍ、添加するＥｒの濃度が２５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、クラッド部２８に対する比屈折率Δが波長１５５０ｎｍにおいて０．５％〜２％、コア径が１μｍ〜５μｍである場合は、コア間のクロストークを−４０ｄＢ以下にするためには、コア間距離は４５μｍ以上６０μｍ以下に設定することが好ましい。これによって、マルチコア増幅光ファイバ２０は、コア部２１〜２７に入力された信号光を、信号光品質の低下を抑制しつつ光増幅することができる。また、マルチコア増幅光ファイバ２０において、コア間距離を４５μｍとした場合は、クラッド部２８の外径（光ファイバ径）はたとえば１８０μｍ程度に抑制することができる。
【００５４】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４として、図８に示す実施の形態３に係るマルチコア増幅光ファイバ２０を用いたマルチコア光ファイバ増幅器について説明する。
【００５５】
図９は、本実施の形態４に係るマルチコア光ファイバ増幅器およびその光学特性を測定する測定系の模式的な構成図である。マルチコア光ファイバ増幅器２００は、励起光源である７つの励起ＬＤ２０１と、７つのＷＤＭカプラ２０２と、光結合器２０３と、マルチコア増幅光ファイバ２０と、光結合器２０４と、７つのＷＤＭカプラ２０５と、７つの光アイソレータ２０６と、を備えている。
【００５６】
また、測定系３０００は、測定系１０００と同様に、波長可変光源１００１、１００２と、光選択スイッチ１００３と、光スペクトラムアナライザ１００４とを備えている。
【００５７】
励起ＬＤ２０１は、たとえば半導体ＬＤであり、波長９８０ｎｍのシングルモード励起光を出力する。なお、励起ＬＤ２０１としては、波長１４８０ｎｍ等の、添加された希土類元素を光励起できる他の波長の励起光を出力するものでもよい。
【００５８】
ＷＤＭカプラ２０２は、外部から信号光を入力するためのシングルモード光ファイバの入力側光ファイバポートを備えている。なお、図９では、紙面上側から２つのＷＤＭカプラ２０２についてのみ、波長可変光源１００１、１００２に接続された入力側光ファイバポートを図示している。ＷＤＭカプラ２０２は、励起ＬＤ２０１から出力された各励起光を、外部の信号光源（たとえば図９に示す波長可変光源１００１、１００２）から出力された信号光と合波して、ＷＤＭカプラ２０２に対して紙面右側に位置するシングルモード光ファイバからなる出力側光ファイバポートに出力する。
【００５９】
光結合器２０３は、７本のシングルモードの光ファイバを束ねて形成された光ファイババンドルで構成されている。なお、７本の光ファイバの外径は、マルチコア増幅光ファイバ２０のコア部２１〜２７のコア間距離と略等しい値に設定されている。光結合器２０３の７本の光ファイバは、一端が７つのＷＤＭカプラ２０２の出力側光ファイバポートにそれぞれ接続されており、束ねられた他端が、マルチコア増幅光ファイバ２０の入力側（紙面左側）の端部においてコア部２１〜２７にコア部の光軸が一致するように接続されている。
【００６０】
光結合器２０３は、ＷＤＭカプラ２０２によって信号光と励起光とが合波されたものである各合波光を、マルチコア増幅光ファイバ２０の異なるコア部にそれぞれ光結合させるように構成されている。これによって、マルチコア増幅光ファイバ２０の各コア部２１〜２７は光励起されるとともに、光励起された各コア部２１〜２７は信号光を光増幅しながら伝播させる。このように、マルチコア光ファイバ増幅器２００では、前方励起方式が採用されている。
【００６１】
また、マルチコア光ファイバ増幅器２００では、光結合器２０３がマルチコア増幅光ファイバ２０の端面から各コア部２１〜２７に個別に励起光を光結合させる、コア励起方式（端面励起方式）を採用している。コア励起方式は、ダブルクラッド型光ファイバ増幅器で採用されているクラッド励起方式（サイド励起方式）と比較して、所望の増幅特性を得るために必要なマルチコア増幅光ファイバ２０の長さを短くできるという効果がある。たとえば、マルチコア増幅光ファイバ２０の長さは、２ｍ〜２０ｍであれば、十分な利得特性を得ることができる。
【００６２】
光結合器２０４も、光結合器２０３と同様に７本のシングルモードの光ファイバを束ねて形成された光ファイババンドルで構成されている。光結合器２０４の７本の光ファイバは、一端が７つのＷＤＭカプラ２０５の入力側光ファイバポートにそれぞれ接続されており、束ねられた他端が、マルチコア増幅光ファイバ２０の出力側（紙面右側）の端部においてコア部２１〜２７にコア部の光軸が一致するように接続されている。なお、光結合器２０３は光ファイババンドル型ファンイン、光結合器２０４は光ファイババンドル型ファンアウトと呼ばれる場合がある。
【００６３】
光結合器２０４は、マルチコア増幅光ファイバ２０の各コア部２１〜２７で光増幅されて出力された信号光を、各ＷＤＭカプラ２０５に入力させる。
【００６４】
ＷＤＭカプラ２０５、光アイソレータ２０６は、入力された信号光を通過させ、マルチコア光ファイバ増幅器２００から出力させる。
【００６５】
光選択スイッチ１００３は、光アイソレータ２０６から出力された信号光のいずれか一つを任意に選択して光スペクトラムアナライザ１００４に出力する。これによって、光スペクトラムアナライザ１００４は入力された信号光のスペクトラムを測定することができる。
【００６６】
このマルチコア光ファイバ増幅器２００では、光ファイババンドルで構成されたクロストーク特性の良好な光結合器２０３、２０４を用いているので、マルチコア光ファイバ増幅器２００全体として低クロストーク値を実現できる。
【００６７】
つぎに、図９と同様の構成のマルチコア光ファイバ増幅器及び測定系を作製し、マルチコア光ファイバ増幅器の光増幅特性の測定を行った。
【００６８】
図１０は、作製したマルチコア光ファイバ増幅器に使用したマルチコア増幅光ファイバの断面写真の模式図である。図中「ｍａｒｋｅｒ」はコア部の位置関係を特定するために形成されたマーカを示している。このマルチコア増幅光ファイバは、Ｅｒの添加量を、波長１５５０ｎｍにおいて損失係数が約３．４ｄＢ／ｍ、信号光に対する小信号利得係数が約４．３ｄＢ／ｍとなるような添加量に設定した。また、７つのコア部は、それぞれモードフィールド径が波長１５８０ｎｍにおいて７．３μｍ、カットオフ波長が平均で１０５０ｎｍとなるように、コア径や比屈折率差を設定した。また、コア間距離はいずれも４５μｍとした。また、マルチコア増幅光ファイバの長さは１６ｍとした。
【００６９】
また、図１０に示すように、以下の説明のためにコア部に１〜７までの番号を付している。たとえば、図１０で番号「１」を付した中央のコア部をＣｏｒｅ  １と表記する。
【００７０】
つぎに、作製したマルチコア光ファイバ増幅器のクロストーク特性を確認するために様々な実験を行った。
【００７１】
（実験１）
実験１では、まずＣｏｒｅ  １に信号光を入力した。それとともに、Ｃｏｒｅ  １のみに励起光を入力した場合（実験１−１）、Ｃｏｒｅ  ２のみに励起光を入力した場合（実験１−２）、Ｃｏｒｅ  ２からＣｏｒｅ  ７までの６つのコア部（すなわちＣｏｒｅ  １以外）に励起光を入力した場合（実験１−３）について、Ｃｏｒｅ  １からの出力のスペクトルを測定した。なお、信号光（Ｓｉｇｎａｌ１）は、波長１５５０ｎｍ、強度−１５ｄＢｍとした。励起光は、波長９８０ｎｍ、強度約４０ｍＷとした。また、光スペクトラムアナライザの分解能は０．１ｎｍとした。
【００７２】
図１１は、実験１の測定結果を示す図である。線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ実験１−１、１−２、１−３の結果を示している。なお、縦軸は相対的なパワーを示している。
【００７３】
線Ｌ１は、実験１−１においてＣｏｒｅ  １に入力された信号光が光増幅されて出力されていることを示している。なお、線Ｌ１が示すように、波長１５５０ｎｍのピーク以外の波長では、Ｃｏｒｅ  １から出力されたＡＳＥ（Amplified  Spontaneous  Emission）光が、約−４０ｄＢの光強度レベルで測定されている。
【００７４】
線Ｌ２は、実験１−２においてＣｏｒｅ  １から出力される光の強度レベルが−８０ｄＢ程度以下であることを示している。これは、Ｃｏｒｅ  １とＣｏｒｅ  ２との間のクロストーク値が十分に低いために、Ｃｏｒｅ  ２に励起光が入力されていることによってＣｏｒｅ  ２で発生しているＡＳＥ光は、Ｃｏｒｅ  １からはほとんど出力されないことを意味している。
【００７５】
一方、線Ｌ３も、実験１−３においてＣｏｒｅ  １から出力される光の強度レベルが−８０ｄＢ程度であることを示している。これも、Ｃｏｒｅ  １とその他のコア部との間のクロストーク値が十分に低いために、他のコア部に励起光が入力されていることによって他のコア部で発生しているＡＳＥ光は、Ｃｏｒｅ  １からはほとんど出力されないことを示している。
【００７６】
（実験２）
実験２では、Ｃｏｒｅ  １およびＣｏｒｅ  ２に信号光を入力した。それとともに、Ｃｏｒｅ  ２のみに励起光を入力した場合（実験２−１）、Ｃｏｒｅ  ２以外のすべてのコア部に励起光を入力した場合（実験２−２）、Ｃｏｒｅ  １のみに励起光を入力した場合（実験２−３）について、Ｃｏｒｅ  ２からの出力のスペクトルを測定した。なお、信号光は、Ｃｏｒｅ  １については、波長１５５０ｎｍ、強度−１５ｄＢｍとした（Ｓｉｇｎａｌ１）。Ｃｏｒｅ  ２については、波長１５５１ｎｍ、強度−１５ｄＢｍとした（Ｓｉｇｎａｌ２）。励起光は、波長９８０ｎｍ、強度約４０ｍＷとした。また、光スペクトラムアナライザの分解能は０．１ｎｍとした。
【００７７】
図１２は、実験２の測定結果を示す図である。線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は、それぞれ実験２−１、２−２、２−３の結果を示している。なお、縦軸は相対的なパワーを示している。
【００７８】
線Ｌ４は、実験２−１においてＣｏｒｅ  ２に入力された信号光が光増幅されて出力されていることを示している。線Ｌ４が示すように、波長１５５１ｎｍのピーク以外の波長では、Ｃｏｒｅ  ２から出力されたＡＳＥ光が、約−４０ｄＢの光強度レベルで測定されている。
【００７９】
線Ｌ５は、実験２−２においてＣｏｒｅ  ２から出力される光の強度レベルが、ほとんどの波長で−８０ｄＢ程度であることを示している。これは、実験１と同様に、Ｃｏｒｅ  ２と他のコア部との間のクロストーク値が十分に低いことを意味している。
【００８０】
一方、線Ｌ６も、実験３−３においてＣｏｒｅ  ２から出力される光の強度レベルがほとんどの波長で−８０ｄＢ程度以下であることを示している。これも、実験１と同様に、Ｃｏｒｅ  ２とＣｏｒｅ  １との間のクロストーク値が十分に低いことを示している。ただし、実験２−２、２−３ではＣｏｒｅ  １からの波長１５５０ｎｍの信号光が測定されている。これはＣｏｒｅ  １に入力された信号光は増幅されており、光強度が高いので、Ｃｏｒｅ  ２に移ってきた信号光成分がノイズレベルに埋もれなかったためである。
【００８１】
（実験３）
実験３では、Ｃｏｒｅ  １およびＣｏｒｅ  ２に信号光を入力した。それとともに、Ｃｏｒｅ  １およびＣｏｒｅ  ２に励起光を入力し、Ｃｏｒｅ  ２の励起光の強度を変化させながら、Ｃｏｒｅ  ２からの出力のスペクトルを測定した。なお、信号光は、Ｃｏｒｅ  １については、波長１５５０ｎｍ、強度−１５ｄＢｍとした（Ｓｉｇｎａｌ１）。Ｃｏｒｅ  ２については、波長１５５１ｎｍ、強度−１５ｄＢｍとした（Ｓｉｇｎａｌ２）。励起光は、Ｃｏｒｅ  １については、波長９８０ｎｍ、強度は６６ｍＷとした。Ｃｏｒｅ  ２については、波長９８０ｎｍ、強度は０ｍＷ、１６ｍＷ、２４ｍＷ、３７ｍＷ、または６２ｍＷとした。また、光スペクトラムアナライザの分解能は０．１ｎｍとした。
【００８２】
図１３は、実験３の測定結果を示す図である。線Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１は、それぞれＣｏｒｅ  ２へ入力する励起光強度が０ｍＷ、１６ｍＷ、２４ｍＷ、３７ｍＷ、６２ｍＷの場合を示している。なお、縦軸は相対的なパワーを示している。
【００８３】
線Ｌ７〜Ｌ１１は、Ｃｏｒｅ  ２へ入力する励起の光強度を増加させるにつれて、波長１５５１ｎｍの信号光（Ｓｉｇｉｎａｌ２）の強度は増加していく。しかしながら、波長１５５０ｎｍに観測されていた、Ｃｏｒｅ  １からＣｏｒｅ  ２に移ってきた信号光成分（Ｓｉｇｉｎａｌ１）は、Ｃｏｒｅ  ２で発生したＡＳＥ光に埋もれて行き、励起光強度が３７ｍＷでは観測されなくなることを示している。ここで、観測されているＳｉｇｎａｌ１の相対強度は−６０ｄＢ程度であるが、これが埋もれる程度にＣｏｒｅ  ２で発生したＡＳＥ光の強度が増加したとき、Ｓｉｇｉｎａｌ２の相対強度は−２０ｄＢ程度以上である。したがって、Ｃｏｒｅ  １とＣｏｒｅ  ２との間のクロストークについては、−４０ｄＢよりも小さいと考えられる。
【００８４】
（クロストークの測定１）
つぎに、波長１５５０ｎｍの信号光を用いて、コア部間の光のクロストークを測定した。なお、図１２に示すように、ＡＳＥ光はクロストークの測定に影響を及ぼすため、光スペクトラムアナライザの分解能を０．０２ｎｍとしてＡＳＥ光の影響が少ない条件で測定を行った。なお、マルチコア増幅光ファイバは、曲げ直径７５ｍｍにて巻いた状態にして測定を行った。また、入力する信号光は、波長１５５０ｎｍ、強度０ｄＢｍとした。励起光は、マルチコア増幅光ファイバのグロス利得が４ｄＢとなるように励起光強度を調整した。また、クロストーク値としては、特定のコア部に入力した信号光の強度に対する、その特定のコア部以外のコア部から出力された信号光の比として定義した値を用いた。
【００８５】
図１４は、クロストークを示す図である。横軸はコアのペアを示している。たとえば、「１−ｘ」に対応する６点のデータは、それぞれ、Ｃｏｒｅ  １と、それに隣接するＣｏｒｅ  ２〜Ｃｏｒｅ  ７との間のクロストークの値である。また、「２−ｘ」に対応する３点のデータは、Ｃｏｒｅ  ２と、それに隣接するＣｏｒｅ  １、Ｃｏｒｅ  ３、およびＣｏｒｅ  ７との間のクロストークの値である。同様に、横軸の「３−ｘ」、・・・、「７−ｘ」のそれぞれに対応する３点のデータは、それぞれ、Ｃｏｒｅ  ３、・・・、Ｃｏｒｅ  ７と、隣接する３つのコア部との間のクロストークの値である。
【００８６】
図１４に示すように、いずれのコア部についても、−４０ｄＢ以下である−４８ｄＢ〜−５７ｄＢ程度の低いクロストーク値が得られることが確認された。
【００８７】
（クロストークの測定２）
つぎに、コア部に添加されたＥｒの光吸収の影響がほとんど無い（長さ１６ｍで１ｄＢの光損失）波長である波長１６４０ｎｍの信号光を用いて、コア部間の光のクロストークを測定した。
【００８８】
図１５は、クロストークの絶対値を示す図である。横軸はコア番号を示している。たとえばコア番号「１」はＣｏｒｅ  １を意味する。各コア番号のコア部について、他の６つのコア部に対するクロストークを６つのデータ点で示している。
【００８９】
図１５に示すように、いずれのコア部についても、クロストークの絶対値は４０ｄＢ以上、すなわちクロストークは−４０ｄＢ以下であった。
【００９０】
つぎに、マルチコア増幅光ファイバに入力される信号光の光強度を−１３ｄＢｍとして、波長を変えながら、利得およびＮＦ（Noise  Figure）の測定を行った。図１６は、利得（Ｇａｉｎ）、ＮＦの波長依存性を示す図である。なお、利得とＮＦはマルチコア増幅光ファイバに対するグロス値である。図１６に示すように、Ｃｏｒｅ  １からＣｏｒｅ  ７のいずれについても、波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの信号光に対して、１５ｄＢより高い利得と、７ｄＢ±０．３ｄＢ以内のＮＦとが得られた。また、波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの範囲の利得の波長依存性は１ｄＢ以内であった。
【００９１】
つぎに、マルチコア光ファイバ増幅器に対して、ビットエラーレートの測定を行った。図１７は、ビットエラーレートの測定系を示す図である。この測定系４０００では、ＰＲＢＳ長が２３１−１の１０Ｇｂｉｔ／ｓ  ＮＲＺ信号が重畳された波長１５５０ｎｍの信号光を出力できる信号光源２００１と、信号光源２００１から出力した信号光を８分岐する１×８スプリッタ４００２と、８分岐された８つの信号光から、互いに非相関の７つの信号光を生成するためのディレイライン付きの光ファイバ４００３と、測定対象である作製したマルチコア光ファイバ増幅器２００と、光選択スイッチ１００３と、波長１５５０ｎｍの信号光を透過するバンドパス光フィルタ２００５と、可変光減衰器２００６と、受光器２００７と、受光器２００７に接続された不図示のビットエラーレート測定器とで構成されている。なお、光ファイバ４００４は、１×８スプリッタ４００２により分岐された８つの信号光のうち、マルチコア光ファイバ増幅器２００に入力しない信号光を通過させるためのダミーの光ファイバである。
【００９２】
マルチコア光ファイバ増幅器は、マルチコア増幅光ファイバに入力される各信号光の光強度が−１５ｄＢｍ、マルチコア増幅光ファイバから出力される増幅された信号光の光強度が０ｄＢｍとなるような動作条件で動作させた。このとき、マルチコア増幅光ファイバに入力される各励起光の強度は約４０ｍＷであった。
【００９３】
図１８は、ビットエラーレート特性を示す図である。横軸は受光器における受光パワーを示している。図１８に示すように、Ｃｏｒｅ  １からＣｏｒｅ  ７のいずれに対しても、ＢＥＲが１０−９のときのＢａｃｋ  ｔｏ  ｂａｃｋに対するパワーペナルティーは０．５ｄＢよりも小さかった。また、ＢＥＲが１０−１１の場合はエラーフリーであった。これによって、作製したマルチコア光ファイバ増幅器が信号光の品質をほとんど低下させずに光増幅できることが確認された。
【００９４】
（実施の形態５）
図１９は、実施の形態５に係るマルチコア光ファイバ増幅器の模式的な構成図である。マルチコア光ファイバ増幅器３００は、実施の形態４に係るマルチコア光ファイバ増幅器２００の構成に加えて、さらに励起ＬＤ２０１と同様の特性の７つの励起ＬＤ２０７を備えている。７つの励起ＬＤ２０７はそれぞれ７つのＷＤＭカプラ２０５に接続されており、ＷＤＭカプラ２０５を介してマルチコア増幅光ファイバ２０を後方励起する励起光を出力する。なお、符号３０１はＷＤＭカプラ２０２の入力側光ファイバポートを示している。符号３０２は光アイソレータ２０６の出力側光ファイバポートを示している。
【００９５】
マルチコア光ファイバ増幅器３００では、前方励起方式と後方励起方式の両方を用いた双方向励起方式を採用しているため、低雑音かつ高出力・高利得特性が実現される。また、マルチコア光ファイバ増幅器３００でもコア励起方式を採用しているため、使用するマルチコア増幅光ファイバ２０の長さを短くできる。
【００９６】
つぎに、図１９と同様の構成のマルチコア光ファイバ増幅器を作製し、その光増幅特性の測定を行った。
【００９７】
図２０は、作製したマルチコア光ファイバ増幅器の利得（Ｇａｉｎ）、ＮＦの波長依存性を示す図である。なお、利得とＮＦはマルチコア増幅光ファイバに対するグロス値である。また、マルチコア光ファイバ増幅器は、マルチコア増幅光ファイバに入力される各信号光の光強度が０ｄＢｍ、マルチコア増幅光ファイバから出力される増幅された信号光の光強度が約１３ｄＢｍとなるような動作条件で動作させた。このとき、マルチコア増幅光ファイバに入力される各励起光の強度は、前方励起側の励起ＬＤで約２０ｍＷ、後方励起側の励起ＬＤで約１００ｍＷであった。図２０に示すように、Ｃｏｒｅ  １からＣｏｒｅ  ７のいずれについても、波長１５４５ｎｍ〜１５６０ｎｍの信号光に対して、６．５ｄＢ〜８．３ｄＢの良好なＮＦが得られた。また、波長１５４５ｎｍ〜１５６０ｎｍの範囲の利得の波長依存性は１ｄＢ以内であった。
【００９８】
ところで、上記実施の形態では、複数のコア部は希土類元素の添加濃度、比屈折率差Δ、コア径がいずれも等しいが、これらのパラメータをコア部毎に異なる値とすることで、コア間の光のクロストークをより一層低減することができる。
【００９９】
たとえば、Ｅｒの添加濃度については、コア部間で３００ｐｐｍ〜１７５０ｐｐｍの差をつけることができる。添加濃度の差については、クロストークの低減が発揮され、かつコア部間での利得偏差が大きくならない程度の範囲にすることが好ましい。
【０１００】
また、比屈折率差Δについては、コア部間で０．１％〜１．５％の差をつけることができる。比屈折率差Δの差については、クロストークの低減が発揮され、かつ励起光の波長においてコア部がシングルモード伝送特性を維持する程度の範囲にすることが好ましい。
【０１０１】
また、コア径については、コア部間で１μｍ〜４μｍの差をつけることができる。コア径については、クロストークの低減が発揮され、かつ励起光の波長においてコア部がシングルモード伝送特性を維持する程度の範囲にすることが好ましい。また、コア径を小さくすることでもクロストークを低減することができる。
【０１０２】
なお、上記実施の形態では、マルチコア増幅光ファイバにおけるコア部の数は３または７であるが、本発明は特にこれに限定されず、たとえば１９等の、２以上の整数の値でもよい。
【０１０３】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、２０  マルチコア増幅光ファイバ
１１、１２、１３、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７  コア部
１４、２８  クラッド部
１００、２００、３００  マルチコア光ファイバ増幅器
１０１、１０２  光アイソレータ
１０３、１０４、１０７、１０８、２０２、２０５  ＷＤＭカプラ
１０５、１０６、２０１、２０７  励起ＬＤ
１０９、１１０、２０６  光アイソレータ
１３０、１４０、２０３、２０４  光結合器
１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３  レンズ
３０１  入力側光ファイバポート
３０２  出力側光ファイバポート
１０００、２０００、３０００、４０００  測定系
１００１、１００２  波長可変光源
１００３  光選択スイッチ
１００４  光スペクトラムアナライザ
２００１  信号光源
２００２  ３ｄＢカプラ
２００３、２００４、４００３、４００４  光ファイバ
２００５  バンドパス光フィルタ
２００６  可変光減衰器
２００７  受光器
４００２  １×８スプリッタ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７  線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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