(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ帯の信号光が入力され、少なくともコアにツリウムを３０００ｐｐｍｗｔ以上含有する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバに１３２０〜１５２０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させる励起光入力手段と
を有することを特徴とする光ファイバ増幅器。
【請求項２】
増幅帯域が１４８０〜１５２０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ増幅器。
【請求項３】
前記励起光入力手段は、増幅用光ファイバに１３２０〜１４８０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項４】
前記励起光入力手段は、増幅用光ファイバに１３７０〜１４６０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項５】
前記増幅用光ファイバに、６３０〜７２０ｎｍ、７４０〜８３０ｎｍ、１１００〜１３００ｎｍ、１５００〜２０００ｎｍの範囲のうちの少なくとも一つの範囲内の波長の少なくとも一つの補助励起光を入力させる補助励起光入力手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項６】
前記増幅用光ファイバ内で前記信号光を往復伝播させる信号光往復伝播手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項７】
前記信号光往復伝播手段は、前記増幅用光ファイバの一端に設けられた反射ミラーであることを特徴とする請求項６記載の光ファイバ増幅器。
【請求項８】
前記信号光往復伝播手段は、前記信号光のみ、または前記信号光と前記少なくとも一つの励起光のみを前記増幅用光ファイバ内で往復伝播させることを特徴とする請求項６記載の光ファイバ増幅器。
【請求項９】
前記信号光往復伝播手段は、増幅された自然放出光を透過させることを特徴とする請求項８記載の光ファイバ増幅器。
【請求項１０】
前記増幅用光ファイバに接続され、当該増幅用光ファイバ内で前記信号光を一方向のみに伝播させる光アイソレータまたは光サーキュレータをさらに有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項１１】
Ｓ帯の信号光が入力され、各々が少なくともコアにツリウムを３０００ｐｐｍｗｔ以上含有し、直列または並列に接続された複数の増幅用光ファイバと、
各々が前記増幅用光ファイバの該当するものに１３２０〜１５２０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させる複数の励起光入力手段と
を有することを特徴とする光ファイバ増幅器。
【請求項１２】
前記増幅用光ファイバに接続された少なくとも一つの利得等化器をさらに有することを特徴とする請求項１１記載の光ファイバ増幅器。
【請求項１３】
増幅帯域が１４８０〜１５２０ｎｍであることを特徴とする請求項１１又は１２記載の光ファイバ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの低損失領域である１４８０〜１５２０ｎｍに増幅帯域を有する光ファイバ増幅器およびそれを含む広帯域の光ファイバ増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等の普及に伴って、通信容量が急速に増大しているため、光通信システムの大容量化に対応できるように波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ：ＷＤＭ）方式による通信システムが適用され始めている。このＷＤＭシステムにおいては、中継器としてエルビウム添加光ファイバ増幅器（Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＥＤＦＡ）を用いることが必須であり、ＥＤＦＡが有する増幅帯域（１．５３〜１．６０μｍ）を使用するものが実用化されている。
【０００３】
しかしながら、通信設備のさらなる大容量化に対応するためには、光ファイバ増幅器の増幅帯域を拡大することが必要であり、石英ファイバの低損失領域（１．４５〜１．６５μｍ）をカバーできるような光ファイバ増幅器の開発が強く望まれている。
【０００４】
このため、現在、すでに実用化されているＣ帯（１５３０〜１５６０ｎｍ）と同等の石英ファイバの低損失性と低分散性を有するＳ帯（１４８０〜１５２０ｎｍ）に合わせた光ファイバ増幅器の開発が行われている。このＳ帯の光ファイバ増幅器は現在三種類ある。
【０００５】
一つ目は、石英ファイバに強い励起光を入力させた状態で当該石英ファイバに信号光を入力させたときに発生する誘導ラマン散乱を利用するラマン光ファイバ増幅器である（例えば、Ｊ．Ｋａｎｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．３４，  Ｎｏ．１８，
ｐｐ．１７４５−１７４７，  １９９８参照）。
【０００６】
二つ目は、Ｓ＋  帯（１４５０〜１４８０ｎｍ）に増幅帯域を有するアップコンバージョン型の１０００ｎｍ帯励起のツリウム（Ｔｍ）添加光ファイバ増幅器（Ｔｈｕｌｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ：ＴＤＦＡ）において、基底準位から増幅の終準位への励起効率の高い波長を増幅帯域に追加することにより、反転分布を低くして増幅帯域を長波長側へシフトさせた二波長励起ＴＤＦＡである（例えば、Ｔ．Ｋａｓａｍａｔｓｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ’９９，  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｖｏｌ．  ３０，  ｐｐ．４６−５０，  １９９９参照）。
【０００７】
図１（ａ）は、Ｔｍのエネルギ準位および二波長励起ＴＤＦＡの増幅状態を表している。Ｓ帯の増幅には、  ３Ｈ４  から  ３Ｆ４  への誘導放出を用いる。二波長励起の場合、１５６０ｎｍの励起光により基底準位  ３Ｈ６  から増幅の終準位  ３Ｆ４  へ励起し、その上で１０００ｎｍ帯の励起光により上記増幅の終準位  ３Ｆ４  から増幅の始準位  ３Ｆ２  へ励起する。二つの波長の励起光のパワーを制御することで各準位のＴｍイオン（Ｔｍ３＋）数を制御して、低い反転分布状態を形成し、Ｓ＋  帯のＴＤＦＡの増幅帯域をＳ帯へシフトさせる。
【０００８】
さらに、図１（ｂ）に示すように、増幅の終準位  ３Ｆ４  から始準位  ３Ｆ２  への励起波長を１０００ｎｍ帯から励起効率の高い１４００ｎｍ帯に変更することにより、高効率のＳ帯光ファイバ増幅器を実現することができる（例えば、Ｔ．Ｋａｓａｍａｔｓｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．３６，  Ｎｏ．１９，  ｐｐ．１６０７−１６０９，２０００参照）。
【０００９】
三つ目は、アップコンバージョン型の１０００ｎｍ帯励起のＴＤＦＡにおいて、添加イオンであるＴｍを増幅媒体である光ファイバのコアへ高濃度に添加して、励起状態時に発生するＴｍ３＋間のクロス緩和により低い反転分布を形成し、増幅帯域を長波長側のＳ帯へシフトさせた高濃度ＴＤＦＡである（例えば、Ｓ．Ａｏｚａｓａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．３６，  Ｎｏ．５，  ｐｐ．４１８−４１９，  ２０００参照）。
【００１０】
図２は、Ｔｍのエネルギ準位および高濃度ＴＤＦＡの増幅状態を表している。１０００ｎｍ帯の励起光により、基底準位  ３Ｈ６  から増幅の終準位  ３Ｆ４  へ一旦励起した後、さらに、同波長の励起光により、増幅の終準位  ３Ｆ４  から増幅の始準位  ３Ｆ２  へ励起する。
【００１１】
ところで、低濃度ＴＤＦＡは、増幅の終準位  ３Ｆ４  から増幅の始準位  ３Ｆ２  へ励起したときの励起光に対するＴｍ３＋の吸収が、基底準位  ３Ｈ６  から増幅の終準位  ３Ｆ４  へ励起したときの励起光に対するＴｍ３＋の吸収よりも大きいため、高い反転分布が形成される。
【００１２】
このような低濃度ＴＤＦＡは、高い反転分布状態を反映して、上述したようなＳ＋  帯に主な増幅帯域を有すると共に、Ｓ帯においても、利得スペクトルのピーク波長から外れているものの増幅動作を実現できる。この低濃度ＴＤＦＡによるＳ帯での増幅効率は、高濃度ＴＤＦＡに比べて同等以下となってしまう。
【００１３】
これに対し、高濃度ＴＤＦＡは、Ｔｍ３＋間で相互作用が発生するため、図２に示すように、増幅の始準位  ３Ｆ２  へ励起したＴｍ３＋が、基底準位  ３Ｈ６  にある近隣のＴｍ３＋へエネルギ移動を起こして増幅の終準位  ３Ｆ４  へ緩和する一方、エネルギを受容したＴｍ３＋が増幅の終準位  ３Ｆ４  へ励起する。これにより、増幅の終準位  ３Ｆ４  へ励起したＴｍ３＋数が増加し、低い反転分布が形成され、利得シフトが発生する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような高濃度ＴＤＦＡにおいては、励起光に使用する１０００ｎｍ波長帯を発光するレーザダイオード（ＬＤ）が開発されていないため、低コスト化および小型化することが難しいだけでなく、変換効率もあまりよくなく（５％程度）、実用化に難点があった。
【００１５】
また、低濃度ＴＤＦＡにおいても、励起光に使用する１０００ｎｍ波長帯を発光するレーザダイオード（ＬＤ）が開発されていないため、低コスト化および小型化することが難しいだけでなく、Ｓ帯での変換効率が高濃度ＴＤＦＡと比較して同等以下であるため、実用化に難点があった。
【００１６】
このようなことから、本発明は、ＬＤにより発光可能な波長帯の励起光を利用することができる変換効率の高い光ファイバ増幅器を提供することを目的とした。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、本発明は。信号光が入力され、少なくともコアにツリウムを含有する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバに１３２０〜１５２０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させる励起光入力手段とを有することを特徴とする光ファイバ増幅器を提供する。
【００１８】
また、本発明では、前記励起光入力手段は、増幅用光ファイバに１３２０〜１４８０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明では、前記励起光入力手段は、増幅用光ファイバに１３７０〜１４６０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明では、前記増幅用光ファイバが、少なくともコアにツリウムを２０００ｐｐｍｗｔ以上含有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明では、前記増幅用光ファイバが、少なくともコアにツリウムを３０００ｐｐｍｗｔ以上含有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明では、前記増幅用光ファイバに、６３０〜７２０ｎｍ、７４０〜８３０ｎｍ、１１００〜１３００ｎｍ、１５００〜２０００ｎｍの範囲のうちの少なくとも一つの範囲内の波長の少なくとも一つの補助励起光を入力させる補助励起光入力手段をさらに有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明では、前記増幅用光ファイバ内で前記信号光を往復伝播させる信号光往復伝播手段をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明では、前記信号光往復伝播手段は、前記増幅用光ファイバの一端に設けられた反射ミラーであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明では、前記信号光往復伝播手段は、前記信号光のみ、または前記信号光と前記少なくとも一つの励起光のみを前記増幅用光ファイバ内で往復伝播させることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明では、前記信号光往復伝播手段は、増幅された自然放出光を透過させることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明では、前記増幅用光ファイバに接続され、当該増幅用光ファイバ内で前記信号光を一方向のみに伝播させる光アイソレータまたは光サーキュレータをさらに有することを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明は、信号光が入力され、各々が少なくともコアにツリウムを含有し、直列または並列に接続された複数の増幅用光ファイバと、各々が前記増幅用光ファイバの該当するものに１３２０〜１５２０ｎｍの波長の少なくとも一つの励起光を入力させる複数の励起光入力手段とを有することを特徴とする光ファイバ増幅器を提供する。
【００２９】
また、本発明では、前記増幅用光ファイバに接続された少なくとも一つの利得等化器をさらに有することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明による光ファイバ増幅器の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
［第一番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第一番目の実施の形態を図３〜図５を用いて説明する。図３は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【００３２】
図３（ａ）は、信号光１の進行方向と同一方向に励起光２を入力する前方励起型の光ファイバ増幅器１１０の概略構成図である。図３（ａ）に示すように、光ファイバ増幅器１１０は、コアにツリウム（Ｔｍ）を含有する（好ましくは２０００ｐｐｍｗｔ以上、より好ましくは３０００ｐｐｍｗｔ以上）増幅用光ファイバ１１１の両端側に、光アイソレータ１１２をそれぞれ接続し、信号光１（１４８０〜１５２０ｎｍ）の入力側の光アイソレータ１１２と増幅用光ファイバ１１１との間に、信号光１と励起光２とを合波する波長分割多重型のカプラ１１３を接続し、当該カプラ１１３に、励起光２（１３２０〜１４８０ｎｍ）を発生する励起光源１１４を接続した構成となっている。
【００３３】
図３（ｂ）は、信号光１の進行方向と逆方向に励起光２を入力する後方励起型の光ファイバ増幅器１２０の概略構成図である。図３（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器１２０は、上記光ファイバ増幅器１１０の信号光１の入力側の光アイソレータ１１２と増幅用光ファイバ１１１との間に接続したカプラ１１３および励起光源１１４に代えて、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２と増幅用光ファイバ１１１との間に、カプラ１１３および励起光源１１４を接続した構造となっている。
【００３４】
図３（ｃ）は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器１３０の概略構成図である。図３（ｃ）に示すように、光ファイバ増幅器１３０は、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２および信号光１の出力側の光アイソレータ１１２と増幅用光ファイバ１１１との間に、カプラ１１３をそれぞれ接続し、これらカプラ１１３に、励起光源１１４をそれぞれ接続した構成となっている。
【００３５】
前記増幅用光ファイバ１１１においては、Ｔｍを添加するホストガラスとして、非輻射遷移の起こりにくいフッ化物系ガラス（例えば、ＺｒＦ４  やＢａＦ２  やＬａＦ３  等を主成分としたＺＢＬＡＮガラスや、ＩｎＦ２  やＢａＦ２  やＰｂＦ２  等を主成分としたＩｎ−Ｐｂガラス）や、ＴｅＯ２  等を主成分としたテルライトガラス等が適用可能である。
【００３６】
このような増幅用光ファイバ１１１においては、少なくともコアにＴｍを含有しているので、Ｔｍイオンの誘導放出による遷移を起こさせることができ、Ｓ帯での増幅を図ることができる。
【００３７】
ここで、増幅用光ファイバ１１１が少なくともコアにＴｍを２０００ｐｐｍｗｔ以上の濃度で含有していると、当該増幅用光ファイバ１１１の長さを抑制してコンパクト化を図ることができるので好ましい。特に、増幅用光ファイバ１１１が少なくともコアにＴｍを３０００ｐｐｍｗｔ以上の高濃度で含有していると、クロス緩和の影響が顕著に現れ、増幅始準位蛍光寿命を９０％以下に減少させることができるので非常に好ましい。なお、上記含有濃度は、現状のガラスやファイバの作製技術の観点から、１０ｗｔ％以下であると好ましい（より好ましくは６ｗｔ％以下）。
【００３８】
前記カプラ１１３としては、融着延伸型、誘電体多層膜型、ファイバグレーティングと組み合わせたサーキュレータ等が適用可能である。
【００３９】
前記励起光源１１４としては、ファイバラマンレーザや、レーザダイオード（ＬＤ）等が適用可能である。
【００４０】
このような本実施の形態においては、カプラ１１３、励起光源１１４などにより励起光入力手段を構成している。
【００４１】
このようにして構成される光ファイバ増幅器１１０，１２０，１３０において、ＺＢＬＡＮガラス（Ｚｒ系）、Ｉｎ−Ｐｂガラス、テルライトガラスの三種類を前記ホストガラスにそれぞれ用いると共に、Ｔｍを２０００ｐｐｍｗｔおよび３０００ｐｐｍｗｔの二種類の濃度で各々に添加した増幅用光ファイバ１１１（合計六種類）をそれぞれ使用して、信号光１（１４８０〜１５２０ｎｍ）を励起光２（１３２０〜１４８０ｎｍ）で励起させた場合の変換効率を求めた。その結果を図４に示す。なお、比較のため、従来の励起光（１０４７ｎｍ）を用いた場合も行った。
【００４２】
図４からわかるように、すべての種類の増幅用光ファイバ１１１の前記ホストガラスにおいて、変換効率を高めることができた。特に、Ｔｍ濃度が３０００ｐｐｍｗｔであると、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐｍｗｔの場合よりも変換効率をさらに高めることができる。
【００４３】
ここで、励起光２の波長と変換効率との関係を図５に示す。少なくともコアにＴｍを含有する増幅用光ファイバ１１１の変換効率は、励起光２の波長が１３２０ｎｍ以上となると増加し、１４００ｎｍ付近で最大となり、１５２０ｎｍを超えるとほとんどなくなってしまう。このため、励起光２の波長としては、１３２０〜１５２０ｎｍであると好ましいが、増幅帯域をＳ帯（１４８０−１５２０ｎｍ）とするには、１３２０〜１４８０ｎｍの範囲であると好ましく、さらに、１３７０〜１４６０ｎｍの範囲であると、変換効率を十分な大きさ（２０００ｐｐｍｗｔでは２０％以上、３０００ｐｐｍｗｔでは２５％以上）にすることができるので、より好ましい。
【００４４】
したがって、本実施の形態によれば、信号光１と同じ１４００ｎｍ帯の波長の励起光２を使用するので、信号光１の変換効率を高めることができる。
【００４５】
［第二番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第二番目の実施の形態を図６〜図８を用いて説明する。図６は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００４６】
図６（ａ）は、信号光１の進行方向と同一方向に励起光２および補助励起光３を入力する前方励起型の光ファイバ増幅器２１０の概略構成図である。図６（ａ）に示すように、光ファイバ増幅器２１０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１１０において、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２とカプラ１１３との間Ａ１に、補助カプラ２１３を接続し、この補助カプラ２１３に、６３０〜７２０ｎｍ，７４０〜８３０ｎｍ，１１００〜１３００ｎｍ、１５００〜２０００ｎｍの範囲のうちの少なくとも一つの範囲の波長の補助励起光３を発生する補助励起光源２１４を接続した構成となっている。ここで、６３０〜７２０ｎｍ，７４０〜８３０ｎｍ，１１００〜１３００ｎｍ、１５００〜２０００ｎｍの範囲は、図７に示すようにＴｍの高吸収範囲である。
【００４７】
なお、前方励起型の光ファイバ増幅器２１０においては、図６（ａ）に示したように、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２とカプラ１１３との間Ａ１に、補助カプラ２１３および補助励起光源２１４を設けて補助励起光３を信号光１の進行方向と同一方向に入力するようにしたが、これに限らず、カプラ１１３と増幅用光ファイバ１１１との間Ａ２に補助カプラ２１３および補助励起光源２１４を設けて補助励起光３を信号光１の進行方向と同一方向に入力したり、増幅用光ファイバ１１１と信号光１の出力側の光アイソレータ１１２との間Ｂに補助カプラ２１３および補助励起光源２１４を設けて補助励起光３を信号光１の進行方向と逆方向に入力したり、さらにはこれらを各種組み合わせて補助励起光３を入力することも可能である。
【００４８】
図６（ｂ）は、信号光１の進行方向と逆方向に励起光２および補助励起光３を入力する後方励起型の光ファイバ増幅器２２０の概略構成図である。図６（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器２２０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１２０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２とカプラ１１３との間Ｂ２に、補助カプラ２１３を接続し、このカプラ２１３に、補助励起光源２１４を接続した構成となっている。
【００４９】
なお、後方励起型の光ファイバ増幅器２２０においては、図６（ｂ）に示したように、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２とカプラ１１３との間Ｂ２に、補助カプラ２１３および補助励起光源２１４を設けて補助励起光３を信号光１の進行方向と逆方向に入力するようにしたが、これに限らず、増幅用光ファイバ１１１とカプラ１１３との間Ｂ１に補助カプラ２１３および補助励起光源２１４設けて補助励起光３を信号光１の進行方向と逆方向に入力したり、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２と増幅用光ファイバ１１１との間Ａに補助カプラ２１３および補助励起光源２１４設けて補助励起光３を信号光１の進行方向と同一方向に入力したり、さらにはこれらを各種組み合わせて補助励起光３を入力することも可能である。
【００５０】
図６（ｃ）は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２および補助励起光３を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器２３０の概略構成図である。図６（ｃ）に示すように、光ファイバ増幅器２３０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０において、増幅用光ファイバ１１１と信号光１の入力側の光アイソレータ１１２および信号光１の出力側の光アイソレータ１１２との間Ａ２，Ｂ１に、補助カプラ２１３をそれぞれ接続し、これら補助カプラ２１３に、補助励起光源２１４をそれぞれ接続した構成となっている。
【００５１】
なお、双方向励起型の光ファイバ増幅器２３０においては、図６（ｃ）に示したように、増幅用光ファイバ１１１と信号光１の入力側の光アイソレータ１１２および信号光１の出力側の光アイソレータ１１２との間Ａ２，Ｂ１に、補助カプラ２１３および補助励起光源２１４をそれぞれ設けて補助励起光３を信号光１の進行方向および逆方向の両方向から入力するようにしたが、これに限らず、前記間Ａ１，Ｂ２を含めて、上記間Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２のうちの少なくとも一つに補助カプラ２１３および補助励起光源２１４を設けて補助励起光３を入力すればよい。
【００５２】
このような本実施の形態では、補助カプラ２１３、補助励起光源２１４などにより補助励起光入力手段を構成している。
【００５３】
このようにして構成される光ファイバ増幅器２１０，２２０，２３０において、ＺＢＬＡＮガラス（Ｚｒ系）、Ｉｎ−Ｐｂガラス、テルライトガラスの三種類を前記ホストガラスにそれぞれ用いると共に、Ｔｍを２０００ｐｐｍｗｔおよび３０００ｐｐｍｗｔの二種類の濃度で各々に添加した増幅用光ファイバ１１１（合計六種類）をそれぞれ使用して、信号光１を励起光２および補助励起光３の二波長で励起させた場合の変換効率を求めた。その結果を図８に示す。ただし、励起光２の波長は１４１５ｎｍとし、補助励起光３の波長は６５０ｎｍ，８００ｎｍ，１２００ｎｍ，１５６０ｎｍの四種をそれぞれ用いた。なお、比較のため、前述した第一番目の実施の形態の場合（励起光２のみの一波長の場合）の結果も併記する。
【００５４】
図８からわかるように、すべての種類の増幅用光ファイバ１１１の前記ホストガラスにおいて、信号光１を励起光２のみの一波長で励起する場合よりも、補助励起光３を併用した二波長の場合の方がＳ帯での変換効率を高めることができた。特に、Ｔｍ濃度が３０００ｐｐｍｗｔであると、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐｍｗｔの場合よりもＳ帯での変換効率をさらに高めることができる。
【００５５】
したがって、本実施の形態によれば、１４００ｎｍ帯の励起光２に加えて、基底準位吸収の大きい波長の補助励起光３を入力するので、前述した第一番目の実施の形態の場合よりも信号光１の変換効率をさらに高めることができる。
【００５６】
［第三番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第三番目の実施の形態を図９〜図１３を用いて説明する。図９は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一，二番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一，二番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００５７】
図９（ａ）は、信号光１の進行方向と同一方向に励起光２を入力する前方励起型の光ファイバ増幅器３１０の概略構成図である。図９（ａ）に示すように、光ファイバ増幅器３１０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１１０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２に代えて、信号光１および励起光２のうちの少なくとも信号光１を反射する反射ミラー３１５を設けると共に、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２に代えて、入力された信号光１と出力される信号光１とを分波する光サーキュレータ３１６を設けた構成となっている。
【００５８】
図９（ｂ）は、信号光１の進行方向と逆方向に励起光２を入力する後方励起型の光ファイバ増幅器３２０の概略構成図である。図９（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器３２０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１２０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２に代えて、反射ミラー３１５を設けると共に、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２に代えて、光サーキュレータ３１６を設けた構成となっている。
【００５９】
図９（ｃ）は、信号光１の進行方向と同一方向および逆方向に励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器３３０の概略構成図である。図９（ｃ）に示すように、光ファイバ増幅器３３０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２に代えて、反射ミラー３１５を設けると共に、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２に代えて、光サーキュレータ３１６を設けた構成となっている。
【００６０】
このような本実施の形態では、反射ミラー３１５などにより信号光往復伝播手段を構成している。
【００６１】
このように構成される反射型のうちの光ファイバ増幅器３３０を用いて、信号光１を励起光２で励起させた場合の利得スペクトルを求めた。ここで、増幅用光ファイバ１１１の前記ホストガラスをＺＢＬＡＮガラス（Ｚｒ系）とし、Ｔｍの含有濃度を２０００ｐｐｍｗｔおよび６０００ｐｐｍｗｔの二種類とし、信号光１の入力パワーを−１３ｄＢｍ／ｃｈ（×４ｃｈ）とし、一方の励起光源１１４からの励起光２の波長を１４００ｎｍとし、他方の励起光源１１４からの励起光２の波長を１４１５ｎｍとし、励起光源１１４の合計出力パワーを５００ｍＷとし、増幅用光ファイバ１１１の長さをＳ帯で高利得が得られるように最適化した大きさとした。その結果を図１０（２０００ｐｐｍｗｔの場合）および図１１（６０００ｐｐｍｗｔの場合）に示す。なお、比較のため、前述した第一番目の実施の形態（単一透過型）の図３（ｃ）の場合（ただし、増幅用光ファイバ１１１の長さを１６ｍとした。）の結果も併記する。
【００６２】
図１０，１１に示すように、Ｓ帯（１４８０〜１５２０ｎｍ）において、本実施の形態（反射型）は、前述した第一番目の実施の形態（単一透過型）の場合よりも利得が向上した。特に、Ｔｍ濃度が３０００ｐｐｍｗｔ以上（本例では６０００ｐｐｍｗｔ）であると、Ｔｍ濃度が２０００ｐｐｍｗｔの場合よりもＳ帯での利得をさらに向上させることができると共に、利得の平坦性を向上させることができる。
【００６３】
また、前述した第一番目の実施の形態（単一透過型）の場合と本実施の形態（反射型）の場合との増幅用光ファイバ１１１（Ｔｍ濃度：６０００ｐｐｍｗｔ）の長さとＳ帯における変換効率との関係も求めた。その結果を図１２に示す。なお、信号光１の条件は同一である。
【００６４】
図１２に示したように、単一透過型は、１５．５〜１７ｍのファイバ長において、１４８０ｎｍと１５１０ｎｍとでゲインの略一致する特性を得ることができ、反射型は、６〜８ｍのファイバ長において、１４８０ｎｍと１５１０ｎｍとでゲインの略一致する特性を得ることができた。このゲインの略一致するファイバ長における変換効率は、単一通過型が約２４％であるのに対し、反射型が約３５％であった。
【００６５】
本実施の形態の図９（ａ）〜図９（ｃ）の構成において、反射ミラー３１５は図１３（ａ）〜図１３（ｆ）に示すように様々な形で設けることができる。より詳しくは、図１３（ａ）は垂直に切断した光ファイバの端面に金蒸着を施した反射ミラーを示す。図１３（ｂ）は垂直に切断した光ファイバの端面に誘電体多層膜を取り付けた反射ミラーを示す。図１３（ｃ）は光ファイバの端面より出射した光を反射してファイバ内に再入射する金属ミラーによる反射ミラーを示す。図１３（ｄ）は図１３（ｃ）の反射ミラーにおいて光ファイバの端面と金属ミラーの間にファラデーローテータを挿入した反射ミラーを示す。図１３（ｅ）は光ファイバの長手方向に周期的屈折率変化を持たせて入射した光をブラッグ反射により反射するファイバグレーティング型反射ミラーを示す。図１３（ｆ）は光をループ状の偏波保持光ファイバに伝播させ３ｄＢカプラで再合波するループミラー型反射ミラーを示す。
【００６６】
以上のことから、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合よりも信号光１の変換効率をさらに高めることができると言える。
【００６７】
［第四番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第四番目の実施の形態を図１４〜図１５を用いて説明する。図１４は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一〜三番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜三番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００６８】
図１４（ａ）は、信号光１の進行方向と同一方向に励起光２を入力する前方励起型の光ファイバ増幅器４１０の概略構成図である。図１４（ａ）に示すように、光ファイバ増幅器４１０は、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３１０において、前記反射ミラー３１５に代えて、増幅された自然放出光（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を透過させる反射ミラー４１５を設けた構成となっている。
【００６９】
図１４（ｂ）は、信号光１の進行方向と逆方向に励起光２を入力する後方励起型の光ファイバ増幅器４２０の概略構成図である。図１４（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器４２０は、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３２０において、前記反射ミラー３１５に代えて、増幅された自然放出光（ＡＳＥ）を透過させる反射ミラー４１５を設けた構成となっている。
【００７０】
図１４（ｃ）は、信号光１の進行方向と同一方向および逆方向に励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器４３０の概略構成図である。図１４（ｃ）に示すように、光ファイバ増幅器４３０は、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３３０において、前記反射ミラー３１５に代えて、増幅された自然放出光（ＡＳＥ）を透過させる反射ミラー４１５を設けた構成となっている。
【００７１】
前記反射ミラー４１５としては、石英ガラスに金属蒸着したタイプ、誘電体多層膜タイプ、ファイバーグレーティングタイプ等が適用可能である。
【００７２】
このような本実施の形態では、反射ミラー４１５などにより信号光往復伝播手段を構成している。
【００７３】
このようにして構成される光ファイバ増幅器４１０，４２０，４３０を用いて、信号光１を励起光２で励起させた場合の信号光１のスペクトルを図１５に示す。なお、比較のため、信号光１および励起光２のうちの少なくとも信号光１を反射する反射ミラー３１５を設けた第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３１０，３２０，３３０を用いた場合のスペクトルも併記する。
【００７４】
本実施の形態による光ファイバ増幅器４１０，４２０，４３０を用いると（図１５（ａ）参照）、第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３１０，３２０，３３を用いた場合（図１５（ｂ）参照）よりも、信号対雑音比が大きく、雑音特性に優れると共に、ＡＳＥによる励起光２の浪費が減少するため、信号光１の出力が増大する。
【００７５】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第三番目の実施の形態の場合よりも信号光１の変換効率をさらに高めることができる。
【００７６】
［第五番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第五番目の実施の形態を図１６を用いて説明する。図１６は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一〜四番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜四番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００７７】
図１６（ａ）は、信号光１の進行方向と同一方向に励起光２を入力する前方励起型の光ファイバ増幅器５１０の概略構成図である。図１６（ａ）に示すように、光ファイバ増幅器５１０は、前述した第二番目の実施の形態の光ファイバ増幅器２１０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２に代えて、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３１０で用いた反射ミラー３１５を設けると共に、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２に代えて、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３１０で用いた光サーキュレータ３１６を設けた構成となっている。
【００７８】
図１６（ｂ）は、信号光１の進行方向と逆方向に励起光２を入力する後方励起型の光ファイバ増幅器５２０の概略構成図である。図１６（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器５２０は、前述した第二番目の実施の形態の光ファイバ増幅器２２０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２に代えて前記反射ミラー３１５を設けると共に、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２に代えて前記光サーキュレータ３１６を設けた構成となっている。
【００７９】
図１６（ｃ）は、信号光１の進行方向と同一方向および逆方向に励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器５３０の概略構成図である。図１６（ｃ）に示すように、光ファイバ増幅器５３０は、前述した第二番目の実施の形態の光ファイバ増幅器２３０において、信号光１の出力側の光アイソレータ１１２に代えて前記反射ミラー３１５を設けると共に、信号光１の入力側の光アイソレータ１１２に代えて前記光サーキュレータ３１６を設けた構成となっている。
【００８０】
つまり、本実施の形態による光ファイバ増幅器５１０，５２０，５３０は、前述した第二番目の実施の形態による光ファイバ増幅器２１０，２２０，２３０の特徴と第三番目の実施の形態による光ファイバ増幅器３１０，３２０，３３０の特徴とを併せ持つ構成となっているのである。
【００８１】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第二番目の実施の形態で得られる効果と第三番目の実施の形態で得られる効果とを併せて得ることができるので、信号光１の変換効率をさらに高めることができる。
【００８２】
［第六番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第六番目の実施の形態を図１７を用いて説明する。図１７は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一〜五番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜五番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００８３】
図１７は、信号光１の進行方向と同一方向および逆方向に励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器６３０の概略構成図である。図１７に示すように、光ファイバ増幅器６３０は、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０を直列に二つ接続した二段構成、すなわち、増幅用光ファイバ１１１を直列に複数接続すると共に、これら増幅用光ファイバ１１１にカプラ１１３を介して励起光源１１４をそれぞれ接続した構成となっている。ただし、信号光１を入力される前段側の光ファイバ増幅器１３０の出力側の光アイソレータ１１２と、信号光１を出力する後段側の光ファイバ増幅器１３０の入力側の光アイソレータ１１２とは、単一の光アイソレータ１１２で兼用している。
【００８４】
このようにして構成された光ファイバ増幅器６３０においては、前段側の光ファイバ増幅器１３０で増幅された信号光１を後段側の光ファイバ増幅器１３０でさらに増幅して出力することができる。
【００８５】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合よりも、さらに高利得の信号光増幅と高出力化が可能となる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、二つの双方向励起型の光ファイバ増幅器１３０を直列に接続した構成としたが、前段側および後段側の少なくとも一方を前方励起型の光ファイバ増幅器１１０または後方励起型の光ファイバ増幅器１２０に代えることも可能である。
【００８７】
［第七番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第七番目の実施の形態を図１８を用いて説明する。図１８は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一〜六番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜六番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００８８】
図１８は、信号光１の進行方向と同一方向および逆方向に励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器７３０の概略構成図である。図１８に示すように、光ファイバ増幅器７３０は、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３３０を直列に二つ接続した二段構成、すなわち、増幅用光ファイバ１１１を直列に複数接続すると共に、これら増幅用光ファイバ１１１にカプラ１１３を介して励起光源１１４をそれぞれ接続した構成となっている。
【００８９】
このようにして構成された光ファイバ増幅器７３０においては、前段側の光ファイバ増幅器３３０で増幅された信号光１を後段側の光ファイバ増幅器３３０でさらに増幅して出力することができる。
【００９０】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第三番目の実施の形態の場合よりも、さらに高利得の信号光増幅と高出力化が可能となる。さらに、前段側の光ファイバ増幅器３３０から出力される信号光１を数ｄＢｍ以内に抑えることにより、後段側の光ファイバ増幅器３３０の増幅用ファイバ１１１の前端部分の反転分布状態を高くすることができるので、雑音指数の低下を抑えることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、二つの双方向励起型の光ファイバ増幅器３３０を直列に接続した構成としたが、前段側および後段側の少なくとも一方を前方励起型の光ファイバ増幅器３１０または後方励起型の光ファイバ増幅器３２０に代えることも可能である。
【００９２】
［第八番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第八番目の実施の形態を図１９を用いて説明する。図１９は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一〜七番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜七番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００９３】
図１９は、信号光１の進行方向と同一方向および逆方向に励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器８３０の概略構成図である。図１９に示すように、光ファイバ増幅器８３０は、前述した第七番目の実施の形態の光ファイバ増幅器７３０の前段側の光ファイバ増幅器３３０と後段側の光ファイバ増幅器３３０との間に、利得等化器８１７を接続した構成となっている。
【００９４】
このようにして構成された光ファイバ増幅器８３０においては、前段側の光ファイバ増幅器３３０で増幅された信号光１が利得等化器８１７により平坦な利得特性に等化された後に後段側の光ファイバ増幅器３３０でさらに増幅されて出力されるようになる。
【００９５】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第七番目の実施の形態の場合よりも、１４８０〜１５２０ｎｍの帯域で利得特性を等化して増幅した信号光１を出力することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態では、二つの双方向励起型の光ファイバ増幅器３３０を直列に接続した構成としたが、前段側および後段側の少なくとも一方を前方励起型の光ファイバ増幅器３１０または後方励起型の光ファイバ増幅器３２０に代えることも可能である。
【００９７】
また、本実施の形態では、利得等化器８１７を一つ用いたが、複数設けることも可能である。
【００９８】
［第九番目の実施の形態］
本発明による光ファイバ増幅器の第九番目の実施の形態を図２０〜図２７を用いて説明する。図２０〜図２７は、光ファイバ増幅器の概略構成図である。ただし、前述した第一〜八番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜八番目の実施の形態の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００９９】
前述した第六〜八番目の実施の形態では、増幅用光ファイバ１１１を直列に複数接続すると共に、これら増幅用光ファイバ１１１にカプラ１１３を介して励起光源１１４をそれぞれ接続した。これに対し、本実施の形態では、複数の増幅用光ファイバ１１１を光合分波器を介して並列に接続する。このようにしても、信号光の増幅および高出力化を図ることが可能である。
【０１００】
より詳しくは、図２０は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０を二つ並列に接続したものである。
【０１０１】
図２１は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０を二つ直列に接続したもの二組を並列に接続したものである。
【０１０２】
図２２は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０を二つ並列に接続し、二つの利得等化器８１７をこれら二つの光ファイバ増幅器１３０の出力側に各々設けたものである。
【０１０３】
図２３は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器１３０を二つ直列に接続したもの二組を並列に接続し、二つの利得等化器８１７をこれら二つの光ファイバ増幅器１３０二組の各々における前段側の光ファイバ増幅器と後段側の光ファイバ増幅器の間に各々設けたものである。
【０１０４】
図２４は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３３０を二つ並列に接続したものである。
【０１０５】
図２５は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３３０を二つ直列に接続したもの二組を並列に接続したものである。
【０１０６】
図２６は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器３３０を二つ並列に接続し、二つの利得等化器８１７をこれら二つの光ファイバ増幅器３３０の出力側に各々設けたものである。
【０１０７】
図２７は、信号光１の進行方向および逆方向の両方向から励起光２を入力する双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図であり、前述した第三の実施の形態の光ファイバ増幅器３３０を二つ直列に接続したもの二組を並列に接続し、二つの利得等化器８１７をこれら二つの光ファイバ増幅器３３０二組の各々における前段側の光ファイバ増幅器と後段側の光ファイバ増幅器の間に各々設けたものである。
【０１０８】
［他の実施の形態］
なお、前述した第一〜九番目の各実施の形態においては、信号光１と励起光２とを分波させるカプラを設けることも可能である。
【０１０９】
また、前述した第一〜九番目の各実施の形態では、コアにＴｍを含有する増幅用光ファイバ１１１を用いたが、これに代えて、コアおよびクラッドにＴｍを含有する増幅用光ファイバを用いることも可能であり、少なくともコアにＴｍを含有する増幅用光ファイバであれば、前述した第一〜九番目の各実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による光ファイバ増幅器は、ＬＤにより発光可能で信号光の波長帯と同じ１４００ｎｍ帯の波長の励起光を利用して信号光を励起するようにしたので、  ３Ｈ４  からのＥＳＡ（Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）の発生を抑制することができ、Ｓ帯における高効率化、小型化、低コスト化を図ることができる。また、反射型や二波長励起型とすることにより、さらなる高効率化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の二波長励起ＴＤＦＡの動作原理を説明するエネルギー準位図である。
【図２】従来の高濃度ＴＤＦＡの動作原理を説明するエネルギー準位図である。
【図３】本発明の第一番目の実施の形態による前方励起型、後方励起型、双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図４】第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器および従来の光ファイバ増幅器により求められた変換効率を示す表である。
【図５】第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器における励起光の波長と変換効率との関係を表すグラフである。
【図６】本発明の第二番目の実施の形態による前方励起型、後方励起型、双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図７】第二番目の実施の形態の光ファイバ増幅器で利用するツリウムの吸収スペクトルを表すグラフである。
【図８】第二番目の実施の形態の光ファイバ増幅器および第一番目の実施の形態の光ファイバ増幅器により求められた変換効率を示す表である。
【図９】本発明の第三番目の実施の形態による前方励起型、後方励起型、双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図１０】図３（ｃ）および図９（ｃ）の光ファイバ増幅器において、Ｔｍを２０００ｐｐｍｗｔ含有する増幅用光ファイバを用いた場合の利得スペクトルを表すグラフである。
【図１１】図３（ｃ）および図９（ｃ）の光ファイバ増幅器において、Ｔｍを６０００ｐｐｍｗｔ含有する増幅用光ファイバを用いた場合の利得スペクトルを表すグラフである。
【図１２】第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器における増幅用光ファイバの長さと変換効率との関係を表すグラフである。
【図１３】第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器において使用できる反射ミラーの形を示す図である。
【図１４】本発明の第四番目の実施の形態による前方励起型、後方励起型、双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図１５】第四番目の実施の形態の光ファイバ増幅器および第三番目の実施の形態の光ファイバ増幅器における信号光スペクトルを表すグラフである。
【図１６】本発明の第五番目の実施の形態による前方励起型、後方励起型、双方向励起型の光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図１７】本発明の第六番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図１８】本発明の第七番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図１９】本発明の第八番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の概略構成図である。
【図２０】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の一例の概略構成図である。
【図２１】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【図２２】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【図２３】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【図２４】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【図２５】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【図２６】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【図２７】本発明の第九番目の実施の形態による光ファイバ増幅器の他の例の概略構成図である。
【符号の説明】
１  信号光
２  励起光
３  補助励起光
１１０，１２０，１３０  光ファイバ増幅器
１１１  増幅用光ファイバ
１１２  光アイソレータ
１１３  カプラ
１１４  励起光源
２１０，２２０，２３０  光ファイバ増幅器
２１３  補助カプラ
２１４  補助励起光源
３１０，３２０，３３０  光ファイバ増幅器
３１５  反射ミラー
３１６  光サーキュレータ
４１０，４２０，４３０  光ファイバ増幅器
４１５  反射ミラー
５１０，５２０，５３０，６３０，７３０，８３０  光ファイバ増幅器
８１７  利得等化器
【図１】
0003635065.tif 000002
【図２】
0003635065.tif 000003
【図３】
0003635065.tif 000004
【図４】
0003635065.tif 000005
【図５】
0003635065.tif 000006
【図６】
0003635065.tif 000007
【図７】
0003635065.tif 000008
【図８】
0003635065.tif 000009
【図９】
0003635065.tif 000010
【図１０】
0003635065.tif 000011
【図１１】
0003635065.tif 000012
【図１２】
0003635065.tif 000013
【図１３】
0003635065.tif 000014
【図１４】
0003635065.tif 000015
【図１５】
0003635065.tif 000016
【図１６】
0003635065.tif 000017
【図１７】
0003635065.tif 000018
【図１８】
0003635065.tif 000019
【図１９】
0003635065.tif 000020
【図２０】
0003635065.tif 000021
【図２１】
0003635065.tif 000022
【図２２】
0003635065.tif 000023
【図２３】
0003635065.tif 000024
【図２４】
0003635065.tif 000025
【図２５】
0003635065.tif 000026
【図２６】
0003635065.tif 000027
【図２７】
0003635065.tif 000028