(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥｒとＡｌとを含む第１のシリカ系増幅器ファイバ（６３）からなる１つの入力段と、
Ｅｒを含む第２のシリカ系増幅器ファイバ（６７）からなる１つの出力段と、
ポンプ放射を該第１のシリカ系増幅器ファイバに与える第１のポンプ手段（６９１）と、
ポンプ放射を該第２のシリカ系増幅器ファイバに与える第２のポンプ手段（６９２）と、
を有する多段ファイバ増幅器（６０）を有するシステム（１１０）であって、
ａ）該第２のシリカ系増幅器ファイバは、Ｙｂを含み、Ｙｂ：Ｅｒの比が５：１よりも大きくなるように選択されたＹｂ濃度を有するようにＹｂをドープされ、ＡｌとＰの一方又は双方をさらに含み、
ｂ）該第２のポンプ手段（６９２）は、９００−１１００ｎｍの範囲あるいは１４５０−１５００ｎｍの範囲のポンプ放射を与えると共に、該第２のシリカ系増幅器ファイバ内でＥｒ−イオンの２５から７５％の間の反転を与えるように選択され、
ｃ）該第１のポンプ手段（６９１）は、９５０−１０００ｎｍの範囲あるいは１４５０−１５００ｎｍの範囲内のポンプ放射を与えると共に、該第１のシリカ系増幅器ファイバ内でＥｒ−イオンの５０％以上の反転を与えるように選択され、
ｄ）多段ファイバ増幅器のゲインスペクトラムが、少なくとも１５ｎｍのスペクトル領域に亘って概ね平坦な部分を有し、且つ、該概ね平坦な部分が、１５６０ｎｍを超える概ね平坦な部分を含むように、該第１のシリカ系増幅器ファイバと該第２のシリカ系増幅器ファイバが選択される
ことを特徴とする該多段ファイバ増幅器を有するシステム。
【請求項２】
該システムは、光送信器と、光受信器と、該光送信器と該光受信器とを接続する光ファイバ伝送パスとからなる光ファイバ通信システムであり、該光ファイバ伝送パスは、該多段増幅器を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｅｒドープの光ファイバ増幅器に関し、このような光ファイバ増幅器を有する光ファイバ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｅｒドープファイバ増幅器（Er-doped fiber amplifiers（ＥＤＦＡ））は、公知であり、このようなＥＤＦＡを含む光ファイバ通信システムも公知である。本発明はこのような光ファイバ増幅器を含む製品をシステムと称する。
【０００３】
光ファイバ通信システムは、波長分割多重化（wavelength division multiplexed（ＷＤＭ）） システムとアナログＣＡＴＶシステムのような要求の厳しい新たなアプリケーションとして考えられるにつれて、単一段のＥＤＦＡでは、必要な性能特性を満足することができないことが明らかになった。例えば、単一段のＥＤＦＡは、必要な高出力パワーとスペクトルゲインの平坦さを付与することができない。ここで「単一段」のＥＤＦＡとは、軸方向にほぼ一定の組成のある長さの１本のＥｒドープファイバ（ＥＤＦ）を含むＥＤＦＡを意味し、一方「多段」のＥＤＦＡとは、複数本の直列に接続された同一でないＥＤＦを含むＥＤＦＡを意味する。後者は、「ハイブリッド」多段ＥＤＦＡとも称する。
【０００４】
近年ハイブリッドファイバ増幅器が紹介されている。その例として、ヨーロッパ特許出願０６５４８７２Ａ（日本特許出願ＪＰ９３−２９３４４０号）が挙げられる。また、T. Kashiwada et al. 著の「Proceedings of OFC 1995, paper Tu P1, pp. 77-78」と、K. Nakazato et al.著の「Proceedings of ECOC 1995, paper Th. L. 1.4, pp. 925-928」を参照のこと。
【０００５】
前掲のヨーロッパ特許出願は、少なくとも２種類の直列接続された稀土類ドープの光ファイバを含むファイバ増幅器を開示している。２種類の光ファイバ内の稀土類はＥｒであり、直列接続された複数本の光ファイバは、Ａｌ2Ｏ3濃度，Ｐ2Ｏ5濃度，Ｅｒドーピング濃度，あるいはこれらの組み合わせが異なっている。従来のハイブリッドＥＤＦＡの第１（入力）段は、ＡｌをドープしたＥＤＦであり、第２（出力）段は、ＰとＡｌをドープしたＥＤＦである。
【０００６】
この両方の段は、通常同一波長の放射でポンピングされる。例えば、前掲のＥＣＯＣ '９５の論文は、４本のチャネル（１５４８，１５５２，１５５５，１５５８ｎｍ）のＷＤＭの実験結果を開示している。従来の２段ＥＤＦＡの平均ゲインは、２６ｄＢで、４個のチャネルの間の最大ゲイン差は、０．３ｄＢであったと報告されている。１０ｄＢｍの全出力パワーとノイズ係数（ＮＦ）≦６．８ｄＢが報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光通信システムにおけるＥＤＦＡの重要性に鑑みて、高出力パワーとスペクトルゲインの平坦さ、およびローノイズを提供できる多段ＥＤＦＡを得ることが望ましい。したがって、本発明の目的は、このようなＥＤＦＡを提供することである。
【０００８】
ＰとＹｂを共通ドープしたＥＤＦの増幅器は公知である。例えば、J. Townsend et al.著の「Electronics Letters, Vol. 27, p, 1958 (1991)」と、S.Grubb et al.著の「Proceedings of OFC '96, paper TuG4, p. 30. An Er- and Yb-doped optical amplifier fiber is frequently referred to as an "EYDFA"」を参照のこと。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特許請求の範囲に記載された通りである。本発明は広い概念においては、新規な多段ＥＤＦＡの形態で実現され、あるいはこのようなＥＤＦＡを含む光ファイバ通信システムで実現される。
【００１０】
具体的に述べると本発明のＥＤＦＡは、入力段とこの入力段に直列に接続される出力段とを有する。入力段は、Ａｌでドープした第１のシリカ系（５０原子％以上のＳｉＯ2） のＥＤＦＡを含み、出力段は、第２のシリカ系ＥＤＦを含む。さらにまたこのＥＤＦＡは、ポンプ放射を第１と第２のＥＤＦに与える手段を有する。
【００１１】
本発明の特徴点として重要な点は、第２のＥＤＦは、さらにＥｒ以外の少なくとも１つの稀土類元素（原子番号５７−７１）を含み、この稀土類原子は、好ましくはＬｕ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｅｕ，Ｙｂからなるグループから選択され、最も好ましい例としてはＹｂである。この稀土類元素の濃度は、第２のＥＤＦ内のＥｒ濃度よりも大きい（通常少なくとも５倍以上）。この第２のＥＤＦは、Ａｌおよび／またはＰを含有する。
【００１２】
第２のＥＤＦが、Ｙｂを含有する場合には、ポンプ放射を第２のＥＤＦに与える手段（第２ポンプ手段６９２）は、波長範囲９００−１１００ｎｍ（例、１０６４ｎｍ）の放射を与えるのが好ましい。一方、第２のＥＤＦが、Ｙｂ以外の稀土類元素（例、Ｌｕ）を含む場合には、ポンプ放射を第２のＥＤＦに与える手段（第２ポンプ手段６９２）は、波長範囲９５０−１０００ｎｍ、あるいは１４５０−１５００ｎｍの放射を与えるのが好ましい。この両方の場合において、ポンプ放射を第１のＥＤＦに与える手段（第１ポンプ手段６９１）は、波長範囲９５０−１０００ｎｍ（例、９８０ｎｍ）のポンプ放射を与えるか、あるいは波長範囲１４５０−１５００ｎｍ（例、１４８０ｎｍ）の放射を与えるものである。
【００１３】
この第１と第２のＥＤＦと、ポンプ放射は、通常多段のＥＤＦＡが、少なくとも１５ｎｍに亘るスペクトル領域において、ほぼ平坦なゲイン（例、ゲインの変動がせいぜい１ｄＢ）を有するよう選択される。またある実施例においては、スペクトル領域は、１５６０ｎｍ以上の波長にまで延び、これにより少なくともＷＤＭシステムにおける電流要件を満足することができる。
【００１４】
本発明による多段のＥＤＦＡは、従来技術に係る多段のＥＤＦＡよりも、より幅の広い平坦なゲイン領域（例、１５４４から１５６２ｎｍ）を有するよう設計できる。さらに本発明のＥＤＦＡは、従来技術に係る多段のＥＤＦＡよりもノイズ係数が大幅に悪化することなく、より高い出力パワーを提供できる。本発明による多段のＥＤＦＡは、出力段にＹｂ（とパワー変換を強化するためにはＰも）をドープしたＥＤＦＡを有し、対応するＹｂをドープしないＥＤＦＡ（通常、最大３００ｍＷの出力パワーを有する）よりもはるかに高い出力パワー（例、４Ｗ以上）を有することができる。
【００１５】
さらにまた本発明によれば、Ｐをドープした出力段を有する２段ＥＤＦＡの平坦なゲイン領域は、それに対応するＰをドープしないＥＤＦＡの平坦なゲイン領域よりもそれほど広いものではない。そして両方の場合とも、１５６０ｎｍを超えることはないが、Ｙｂをドープした第２のＥＤＦを有する本発明の２段ＥＤＦＡは、従来技術に係るＰをドープした出力段を有するＥＤＦＡよりも広い平坦なゲイン領域を有することができる。そしてこの広い平坦なゲイン領域は、１５６０ｎｍを超えるものである。本発明のＹｂをドープした多段ＥＤＦＡの平坦なゲイン領域は、所望の波長領域に亘ってはＥｒとＹｂをドープした光ファイバのゲインが平坦ではないという事実にもかかわらず得られるものである。
【００１６】
本発明の多段のＥＤＦＡにより得られるこのような優れた特徴は、第２のＥＤＦ内にＥｒでない稀土類元素（例、Ｙｂ）を比較的高濃度に含有する結果であると思われる。Ｙｂの代わりに別の非Ｅｒ稀土類元素（例、Ｌｕ）で置換することにより、やはり同様な優れた特徴点が得られる。
【００１７】
本発明による多段ＥＤＦＡにより得られるさらに別の利点は、１５４０ｎｍ以下の波長に対し、増幅器ゲインを抑制できることである。このことはこの波長範囲内におけるゲインは、増幅自然放射（amplified spontaneous emission（ＡＳＥ））を増加させ、その結果増幅器のノイズ係数（ＮＦ）を増加させ、および／またはパワー出力が減少することになるために好ましい。ＥＤＦＡを有する従来の通信システムにおいては、λが１５４０ｎｍ以下のＡＳＥは、適切なフィルタを用いて抑制する必要がある。
【００１８】
さらにまた本発明による、Ｙｂをドープした多段ＥＤＦＡは、ＥｒとＹｂをドープした光ファイバのノイズ係数ＮＦが特に低くはないにもかかわらず、そのＮＦは低くなる。このような利点は、多段増幅器のＮＦは、入力段のＮＦによりほぼ決定されるという事実の帰結である。
【００１９】
以上まとめて説明すると、本発明の多段ＥＤＦＡは、比較的低いＮＦと１５６０ｎｍ以上にも亘る比較的平坦なゲインスペクトラムと、比較的高い出力パワー（少なくともある実施例、例えばＹｂをドープした第２の光ファイバを１０６４ｎｍでポンプ増幅した場合）を有することができる。他の実施例、例えば、Ｌｕをドープした第２の光ファイバを有する実施例においては、同様に低いＮＦと平坦なゲインスペクトラムを有するが、しかし関連波長範囲（例、９５０−１０１０ｎｍ）において、非常に高いパワーのポンプ放射ソースが得られないことにより出力パワーは低下してしまう。しかし、後者の実施例は、公知の半導体レーザダイオードを両方の段においてポンプソースにおいて用いることができ、このことは少なくともある種の応用例においては相当の利点があると考えられる。
【００２０】
本発明による多段のＥＤＦＡを光ファイバ通信システム（例、ＷＤＭあるいはアナログＣＡＴＶ）で用いることもできる。一方本発明の多段のＥＤＦＡは、ポンプ放射ソースの有無にかかわらず、および例えばフィルタ、アイソレータ等の従来素子の有無にかかわらず、商業的利用が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する際に用いられる光ファイバは、ＧｅとＥｒドープしたコアとそれを包囲する純粋シリカ製あるいはＦドープのシリカ製クラッドを有するシリカ系光ファイバである。このコアは通常Ａｌを含有し、そして第２の増幅器ファイバにおいては、Ｙｂあるいは他の稀土類元素を含有しそして選択的事項としてＰを含有する。このような光ファイバ製造方法は、公知であり、ここではその説明を繰り返さない。
【００２２】
代表的には、約１５０モルｐｐｍのＥｒイオン／Ｓｉイオン，６．４モル％Ａｌを含有する入力段（第１の）ファイバは、コアのＧｅドーピングにより０．３のＮ．Ａ．（開口数）と約８３０ｎｍのカットオフ波長とを有し、出力段（第２の）ファイバは、約１４００モルｐｐｍＥｒイオン／Ｓｉイオンと８モル％のＰと、２モル％のＡｌと、２モル％のＧｅと、Ｅｒの１４倍のＹｂとを有する、そしてこれらの濃度は全てファイバのコアに関連するものである。
【００２３】
図１，２は、それぞれ第１と第２の光ファイバの測定されたゲイン（全てのＥｒイオンが反転した場合）（１０，２０）と、損失（全てのＥｒイオンが反転していない）（１１，２１）を示す。
【００２４】
図３，４は、前記のそれぞれ第１と第２の光ファイバの単位長さ当たりの計算ゲインと波長との関係を表したものである。図３において、数字３０−３９，３９１は、それぞれ１００，９５，９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０，５５，５０％の反転に対するゲインスペクトラムを示す。図４において、数字４０−４９，４９１−４９３は、それぞれ１００，９５，９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０，５５，５０，４５，４０％の反転に対するゲインスペクトラムを表す。ここで容易に理解できるように第１の光ファイバは、第２のものよりも幾分平坦なゲインスペクトラムを有しているが、どちらのスペクトラムも、例えばアナログＣＡＴＶのようなある種の使用の厳しいアプリケーションに対しては充分ではない。
【００２５】
図５は、６ｍの第２のファイバ（４７％反転）に直列に接続した１５ｍの第１のファイバ（１００％反転）の計算上のゲインスペクトラムを表す。この組み合わせた光ファイバのゲインスペクトラムは、約１７ｎｍの波長範囲に亘ってほぼ平坦（±０．５ｄＢ）で、そのゲインは約３２ｄＢである。異なるゲインでもって同一の平坦なゲインスペクトラムを達成するためには、２本の光ファイバは、同一の割合で短くしたりあるいは長くしたりする。例えば、それぞれのファイバ（同一反転）の１０ｍと４ｍでは、２２ｄＢのゲインを生成し、１７ｎｍの波長範囲に亘ってほぼ平坦となる。
【００２６】
図７は、計算上の代表的ゲインスペクトラムを示す。数字７２は、１５ｍの第１のファイバ（９８％反転）のスペクトラムを表し、数字７１は、９ｍの第２のファイバ（４８％反転）のスペクトラムを表し、数字７０は、２本のファイバを組み合わせたスペクトラムを表し、数字７３は、第２のファイバ（１８．６ｍ，５１％反転）だけでの最適のスペクトラムを表す。
【００２７】
上記の例で示したように、本発明による多段増幅器の入力段を高度にポンピングして、そしてほぼ完全な反転を達成することが望ましい。高い反転時においては、入力段は、４ｄＢ以下の低いＮＦを達成できる（例えば、アイソレータ，ＷＤＭ，ポンプ反射機，スプライス等の素子に起因する損失を除く）。
【００２８】
多段ＥＤＦＡにおいては、出力段への入力パワーは、充分に高く出力段のゲインを飽和させ、かつ出力段の反転を約５０％まで低減できることが上記の計算結果から示されている。このため上記の第１と第２のファイバは、本発明の最適な多段ＥＤＦＡに使用できる。このような構成は、低いＮＦと高い出力パワーが得られ、特に出力段が約１０６４ｎｍの波長の高強度の放射でもってポンプされる場合に得られるものである。
【００２９】
図９は、異なる２段の３０ｄＢのＥＤＦＡで得られる最も平坦なゲインスペクトラムを表す図である。カーブ９０は、両方の段に同一のＡｌドープのＥＤＦ（６．４％Ａｌ）を有する増幅器に関する。カーブ９１は、入力段にＡｌドープのＥＤＦを有する増幅器と、出力段にＰドープのＥＤＦを有する増幅器に関連し、そしてカーブ９２は、入力段にＡｌドープのＥＤＦと、出力段にＹｂとＰをドープしたＥＤＦを有する本発明の増幅器に関する。
【００３０】
ここで理解されるように、本発明のＥＤＦＡの平坦なスペクトル領域は、従来のＥＤＦＡ（９１）に比較すると、波長では上の方向にシフトしている。この好ましい特徴により、短波長よりもＮＦが低い長波長でのチャネルの置換が可能となる。さらに本発明のＥＤＦＡは、従来のＥＤＦＡ（９１）よりも、より広いスペクトル領域において、より平坦なゲインを有する。
【００３１】
図６は、本発明の２段のＥＤＦＡ（６０）を表す図である。入力放射（例、約１５５０ｎｍ放射）が、光学アイソレータ６１に入力され波長依存性カプラ（ＷＤＭ）６２を介して第１ＥＤＦ６３に伝播する。ポンプ放射（例、公知のポンプレーザ６９１からの９８０ｎｍ放射）がＷＤＭ６２に入力され、第１ＥＤＦ６３まで伝播する。この信号放射は、第１ＥＤＦ６３内で増幅され、（オプションとしての）ポンプ放射リフレクタ６４と（オプションとしての）光学アイソレータ６５を介してＷＤＭ６６と第２ＥＤＦ６７に伝播する。
【００３２】
ポンプレーザ６９２からの放射（例、Ｎｄドープのファイバレーザからの１０６４ｎｍの放射）が第２のＥＤＦにＷＤＭ６６により結合される。増幅された信号放射は、（オプションとしての）ＷＤＭ６８と、（オプションとしての）光学アイソレータ６９を介して伝播して、従来の光ファイバに結合され、さらに従来の利用手段（例えばマルチチャネルスプリッタ）に与えられる。オプションとしてのＷＤＭ６８は、信号パスからの残留ポンプパワーを除去する。記号「Ｘ」（例、６９３）は、従来の光ファイバの接続、例えば溶融ファイバスプライスを表す。
【００３３】
本発明は様々な構成を有する増幅器として実現できる。例えば、様々なポンピング装置を用いて、双方向伝播（同一方向伝播と反対方向伝播の両方）のポンプ放射を一方の段あるいは両方の段に組み込むこともできる。さらにまた第１のＥＤＦＡに有効な全てのポンプ波長（例、９５０−１０００ｎｍ、通常約９８０ｎｍと１４５０−１５００ｎｍ、通常約１４８０ｎｍ）と、第２のＥＤＦＡに有効な全てのポンプ放射の波長（例、９００−１１００ｎｍ、代表的には、約９８０ｎｍあるいは１０６４ｎｍと１４５０−１５００ｎｍ）も利用できる。
【００３４】
さらにまた上記のアプローチは、３段以上の多段増幅器にまで容易に拡張できる。例えば、２個の第１ファイバ段と１個の第２ファイバ段を有する多段増幅器、あるいは１個の第１ファイバ段と２個の第２ファイバ段を有する多段増幅器、あるいは２個の第１ファイバ段と２個の第２ファイバ段を有する多段増幅器に拡張できる。
【００３５】
フィルタ，アイソレータ，ＷＤＭのような受動型素子も所望の方法により、および特定の性能要求に基づいて本発明の多段増幅器に組み込むことができる。例えば、第１ファイバと第２ファイバとの間には受動型素子のニーズはないが、２本の異なるファイバを直接結合することができる。
【００３６】
さらにまた本発明の増幅器は、上記に議論した反転レベル以外の反転レベルでも動作可能であり、また全ての所望の入力パワーレベルおよび出力パワーレベルでも動作可能である。しかし、ある実施例においては、第１のファイバは、反転レベルが５０％以上になるようにポンピングされ、そして第２のファイバは、反転レベルが２５−７５％の間になるようにポンピングしても良い。
【００３７】
図１１は、本発明の光ファイバ通信システム１１０、例えばアナログＣＡＴＶシステムを表す。図１１において、光ファイバ通信システム１１０は、送信器１１１からの光学出力１１２が従来の光ファイバ１１３を介して伝播され、従来の光ファイバジョイント１１４で従来の光ファイバ１１３は多段増幅器１１５に接続され、さらに多段増幅器１１５は従来の光ファイバジョイント１１４で１×Ｎスプリッタ１１６に接続される。この１×Ｎスプリッタ１１６は、それぞれ複数の受信機１１７１，１１７２，１１７３，…１１７Ｎに出力を分配する。この多段増幅器１１５は、図６に示すような２段増幅器である。この１×Ｎスプリッタ１１６は、Ｎ個の受信機１１７１−１１７Ｎに分配するＮ個の信号に増幅信号を分割する。
【００３８】
実施例１
図６に示すような２段の光ファイバ増幅器が組み立てられた。第１段は１５ｍの上記の第１ファイバを有し、出力段は、９ｍの上記の第２ファイバを有する。第１ファイバは、従来のシングルストライプレーザダイオードから１００ｍＷのパワーで９８０ｎｍの波長放射でもってポンピングされる。公知のポンプリフレクタが具備され、第１ファイバ内のＥｒイオンの反転を強化する。
【００３９】
従来の光学アイソレータが、２つの段の間に配置され、後方に伝播する増幅自然放射ＡＳＰを抑制する。この素子の全損失は６ｄＢで、その勾配は約０．０５ｄＢ／ｎｍであった。全素子の損失が、波長に依存するために第２ファイバ内の反転は幾分減少し、その結果出力パワーが減少した。
【００４０】
２段の増幅器の性能をテストするために、飽和トーンが１５４８ｎｍで加えられ、そのパワーは様々なレベルに調整された。小プローブ信号が付加され、ゲインを測定するためにスペクトル全体にスイープされた。各飽和トーンレベルに対し、出力段のポンプパワーは、最も平坦なスペクトラムが得られるまで調整された。その結果を図８に示す。
【００４１】
図８の４個の全てのスペクトラムは、１７ｎｍ以上のバンド幅を達成し、ある場合ではその変動は０．４ｄＢであった。これらの場合に対する１０６４ｎｍの出力段のポンプパワーレベルは、それぞれ−１５，−１１，−７，−３ｄＢｍの信号レベルに対し、３０７，４２５，６４５，１０２４ｍＷであった、これらはそれぞれカーブ８０−８３に対応する。１５４８ｎｍで測定された出力パワーは、それぞれ−１５，−１１，−７，−３ｄＢｍ信号に対して、１４．５３，１８．０１，２１．０６，２３．６１ｄＢｍであった。
【００４２】
上記の４個の信号パワーを基にする２個の信号レベルに対して、１５４８ｎｍの出力パワー対出力段ポンプパワーとの関係を測定した。これを図１０に示す。カーブ１００と１０１は、それぞれ−１７と−１ｄＢｍに対応する。同図から分かるように、出力パワーはわずかにしか変化せず、このことは極めて高い飽和増幅器を意味する。
【００４３】
実施例２
上記の２段増幅器において、第２のファイバを１２ｍに延ばし、そして平坦さに対し最適化した。最適化された場合には、出力パワーは−１５，−１１，−７ｄＢｍ信号に対し、全ての信号レベルが１９．９３，２３．４１，２６．４６ｄＢｍまで５．４ｄＢで増加した。全ての場合において、平坦さは図７に示したよりも若干悪くなっている、その変動は１７ｎｍスペクトル範囲に亘って約０．３ｄＢだけ変動が増加している。
【００４４】
本発明の多段増幅器のＮＦは、入力段のＮＦによりほぼ決定される。プリアンプの損失を含めても実施例１の２段増幅器の１５４８ｎｍでのＮＦは、全ての場合に亘って５ｄＢ以下であり、最小の信号の場合には、最低値が４．２ｄＢであった。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、高出力パワーとスペクトルゲインの平坦さ、およびローノイズを提供できる多段ＥＤＦＡを提供するものである。本発明の多段ＥＤＦＡは、比較的低いＮＦと１５６０ｎｍ以上にも亘る比較的平坦なゲインスペクトラムと、比較的高い出力パワーを有することができる。Ｌｕをドープした第２の光ファイバを有する実施例においては、同様に低いＮＦと平坦なゲインスペクトラムを有するが、しかし関連波長範囲において、非常に高いパワーのポンプ放射ソースが得られないことにより出力パワーは低下してしまう。一方本発明の多段のＥＤＦＡは、ポンプ放射ソースの有無にかかわらず、例えばフィルタ、アイソレータ等の従来素子の有無にかかわらず、商業的利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的なＥＤＦのポンプされない状態の損失と完全に反転したゲインのスペクトルを表す図
【図２】代表的なＥＤＦのポンプされない状態の損失と完全に反転したゲインのスペクトルを表す図
【図３】ゲインスペクトルを反転レベルの関数として計算したグラフ
【図４】ゲインスペクトルを反転レベルの関数として計算したグラフ
【図５】本発明による２段ＥＤＦＡのゲインスペクトルを表す図
【図６】本発明の２段ＥＤＦＡを表す図
【図７】ゲインスペクトルを表す図
【図８】ゲインスペクトルを表す図
【図９】ゲインスペクトルを表す図
【図１０】出力パワー対１０６４ｎｍポンプパワーとの関係を表すグラフ
【図１１】本発明による光ファイバ通信システムを表す図
【符号の説明】
６０  ２段ＥＤＦＡ
６１，６５，６９  光学アイソレータ
６２，６６，６８  波長依存性カプラ（ＷＤＭ）
６３  第１ＥＤＦ
６４  ポンプ放射リフレクタ
６７  第２ＥＤＦ
６９１，６９２  ポンプレーザ
６９３  光ファイバ接続部
１１０  光ファイバ通信システム
１１１  送信器
１１２  光学出力
１１３  従来の光ファイバ
１１４  従来の光ファイバジョイント
１１５  多段増幅器
１１６  １×Ｎスプリッタ
１１７  受信機
【図１】
0003670434.tif 000002
【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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