(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光入力ポート（１）に入力された信号光が光増幅ファイバ（２）に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ（２）中で光増幅されて信号光出力ポート（３）より出力されるようにした光増幅器において、前記光増幅ファイバ（２）の前段又は後段又は途中に少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ（４）を、第１ポート（５）に入力された光が第２ポート（６）から出力され、第２ポート（６）に入力された光が第３ポート（７）から出力される様に挿入し、同光サーキュレータ（４）の第２ポート（６）に、同ポート（６）より出射される光を反射して戻す反射手段（８）を接続し、同反射手段（８）は、信号光入力ポート（１）より入力される波長の異なる２以上の信号光の各光を選択的に反射して、信号光出力ポート（３）より出力させ、且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるように反射する反射特性を持つことを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
反射手段（８）が反射特性の異なる他の反射手段と着脱によって交換可能に、光サーキュレータ（４）と接続されたことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項３】
信号光入力ポート（１）に入力された信号光が光増幅ファイバ（２）に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ（２）中で光増幅されて信号光出力ポート（３）より出力されるようにした光増幅器において、前記信号光入力ポート（１）と信号光出力ポート（３）との間に、少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ（４）を、第１ポート（５）に入力された光が第２ポート（６）から出力され、第２ポート（６）に入力された光が第３ポート（７）から出力される様に挿入し、同光サーキュレータ（４）の第２ポート（６）に、同ポート（６）より出射される光を反射して戻す反射手段（８）を接続し、同反射手段（８）は、信号光入力ポート（１）より入力される波長の異なる２以上の信号光の各光を選択的に反射して、信号光出力ポート（３）より出力させ、且つ反射手段（８）は出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるように反射する反射特性を持つ他の反射手段と、着脱によって交換可能なように光サーキュレータ（４）と接続されたことを特徴とする光増幅器。
【請求項４】
反射手段（８）が光コネクタによって着脱交換可能に接続されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光増幅器。
【請求項５】
信号光入力ポート（１）に入力された信号光が光増幅ファイバ（２）に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ（２）中で光増幅されて信号光出力ポート（３）より出力されるようにした光増幅器において、前記信号光入力ポート（１）と信号光出力ポート（３）との間に、少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ（４）を、第１ポート（５）に入力された光が第２ポート（６）から出力され、第２ポート（６）に入力された光が第３ポート（７）から出力される様に挿入し、光サーキュレータ（４）の第２ポート（６）に、少なくとも１つの入力ポート（９）と、２以上の出力ポート（１０）を有し、入力ポート（９）に入射した光は２以上ある出力ポート（１０）の所望の１つに切り替えて出射可能なスイッチング手段（１１）を接続し、スイッチング手段（１１）の各出力ポート（１０）には、信号光入力ポート（１）に入力される信号光を反射する特性の異なる反射手段（８）が接続され、夫々の反射手段（８）は所定の信号光を反射して、信号光出力ポート（３）より出力させ且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるような反射特性を持つことを特徴とする光増幅器。
【請求項６】
光サーキュレータ（４）の第２ポート（６）に、少なくとも１つの入力ポート（９）と、２以上の出力ポート（１０）を有し、入力ポート（９）に入射した光は２以上ある出力ポート（１０）の所望の１つに切り替えて出射可能なスイッチング手段（１１）を接続し、スイッチング手段（１１）の各出力ポート（１０）には、信号光入力ポート（１）に入力される信号光を反射する特性の異なる反射手段（８）が接続され、夫々の反射手段（８）は所定の信号光を反射して、信号光出力ポート（３）より出力させ且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるような反射特性を持つことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項７】
信号光入力ポート（１）に入力される信号光、又は信号光入力ポート（１）と信号光出力ポート（３）間に伝搬される信号光から同信号光をモニタしてその波長配列、波長毎の光強度等を検出する信号光モニタ（１８）と、同信号光モニタ（１８）で検出された信号光の情報に基づいてスイッチング手段（１１）の出力ポート（１０）を切り替え制御する切替手段（１９）とを備えることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の光増幅器。
【請求項８】
光サーキュレータ（４）とスイッチング手段（１１）が光コネクタ（１２）で着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の光増幅器。
【請求項９】
スイッチング手段（１１）の各出力ポート（１０）に接続されている各反射手段（８）のうち少なくとも一つが、選択反射波長の組み合わせが他の反射手段の選択波長の組み合わせと異なることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の光増幅器。
【請求項１０】
反射手段（８）がファイバグレーティングを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光増幅器。
【請求項１１】
信号光入力ポート（１）に入力された信号光が光増幅ファイバ（２）に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ（２）中で光増幅されて信号光出力ポート（３）より出力されるようにした光増幅器において、前記信号光入力ポート（１）と信号光出力ポート（３）との間に少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ（４）を、第１ポート（５）に入力された光が第２ポート（６）から出力され、第２ポート（６）に入力された光が第３ポート（７）から出力される様に挿入し、同光サーキュレータ（４）の第２ポート（６）に、同ポート（６）より出射される光を反射して戻す反射手段（８）を接続し、同反射手段（８）はファイバグレーティングを含み、同反射手段（８）は、信号光入力ポート（１）より入力される波長の異なる２以上の信号光の各光を選択的に反射して信号光出力ポート（３）より出力させ、且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるように反射する反射特性を持つことを特徴とする光増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種光通信システムにおいて光信号の増幅を行う光増幅器に関するものであり、特に波長多重光通信での使用に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムにおいては、光信号を電気信号に変換して増幅した後、再び光信号として出力する再生中継器が使用されるが、近年、これに代わり、光信号を直接増幅する光ファイバ増幅器、特にエルビウム添加光ファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）と呼ばれるものが急速に実用化されている。このＥＤＦＡはその適用範囲が拡大されつつあり、これは大容量光通信として注目されている波長多重光通信（ＷＤＭ）にも及んでいる。波長多重光通信は、複数の異なる波長の信号光を用い、夫々の光に情報を載せ、これらを波長多重合分波器によって合波して波長多重信号光として光ファイバにより伝送するものであり、一つの光だけを用いるこれまでの光通信に比べてファイバ１本当たりの通信容量を非常に大きくすることができるものである。
【０００３】
前記ＥＤＦＡは、ＷＤＭの波長多重信号光を一括して増幅することが可能であり、ＷＤＭシステムにおいても従来の再生中継器に代わる簡易な線形中継器として期待が高まっているが、ＥＤＦＡをＷＤＭシステムで使用するためには解決すべき問題もある。ＥＤＦＡは、エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）に所定の波長の励起光を通してＥＤＦ中のエルビウムイオンを励起させ、ＥＤＦ中に電子の反転分布状態を作り出し、この反転分布状態のＥＤＦに信号光を通過させて、その信号光と同じ波長の光を誘導放出させることにより通過信号光の増幅を行うものである。その場合は、各波長（チャンネル）の利得特性はＥＤＦ吸収係数、誘導放出係数、反転分布状態等によりチャンネル間に利得の偏差が生じ、また入力信号光の強度変化による反転分布状態の変化によってもチャンネル間の利得偏差が生じるため、波長多重信号光をチャンネル間の平均強度を等価にしてＥＤＦＡに入力したとしても、ＥＤＦＡから出力される信号光は波長により強度差が生じてしまうことがある。即ち、ＥＤＦＡの利得に波長依存性がある。そのためＥＤＦＡを線形中継器として多段接続する場合、波長間の利得差が積算されて増大するため、より大きな問題となり、システムの伝送特性が制限されてしまうことになる。
【０００４】
このような問題を解決するための方法としてＥＤＦＡ内に利得スペクトルを平坦にするための補正フィルタを挿入する方法が提示されており、その代表的なものに米国特許５、２６０、８２３号（ＵＳ５、２６０、８２３）記載のものがある。この発明によれば、ＥＤＦＡ内に挿入したフィルタによりＥＤＦＡに特徴的な１５３０ｎｍ付近の利得ピークを減少させることにより、広い帯域で平坦な利得スペクトルが得られることが示されている。
【０００５】
一方、波長多重信号光の波長光間のレベルのばらつきを解消する目的で使用される補正フィルタとしては、特開平７−３３６３２７号に示されるようなファイバグレーティングと光サーキュレータを組み合わせた透過型フィルタがある。このフィルタは図８に示されるような３つのポートａ、ｂ、ｃを有する光サーキュレータＡの第２ポートｂに、複数のファイバグレーティングＢ１、Ｂ２、・・・Ｂｎを縦接続して、これら各ファイバグレーティングＢ１、Ｂ２，・・・Ｂｎで波長λ１、λ２・・・λｎを選択的に反射し、光サーキュレータＡの第１ポートａに入力されてファイバグレーティングＢ１、Ｂ２、・・・Ｂｎで反射された光を第３ポートｃから出射するようにしたものである。
【０００６】
また、特開平７−２２６５６０号には光サーキュレータと波長選択性反射手段を組み合わせた波長多重通信に適する光増幅器が示されている。この光増幅器は図９に示されるよな３つのポートａ、ｂ、ｃを有する光サーキュレータＡの第２ポートｂに図示されていない励起光源からの励起光で励起される光増幅ファイバＣを接続し、同ファイバＣの長手方向途中に信号光を反射する波長選択性反射手段Ｄを挿入し、信号光入力ポートＥから入力されて光増幅ファイバＣで増幅され、同ファイバＣ上の波長選択性反射手段で反射される信号光を信号光出力ポートＦから出力するようにしたものである。この場合、光増幅ファイバＣにより増幅される各信号光の利得にその波長に応じた偏差が生じるため、前記反射手段Ｄを信号光毎に独立して設け、これら反射手段Ｄを光増幅ファイバＣの長手方向に沿って分布的に設け、各信号光の増幅距離を前記利得の格差を解消できるように異ならせることにより、信号光出力ポートＦから出力される信号光の利得を一様に揃えることができるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光増幅器での波長多重信号光のレベル偏差を解消する技術として示されるもののうち、米国特許５、２６０、８２３号は、ＥＤＦＡに特徴的な１５３０ｎｍ付近の利得ピークを減少させるものであるため、個々の信号光にまで及んで正確なレベル調整を行うことは難しく、光増幅器を多段接続して長距離伝送するような波長多重システムでは最終的な出力にレベル偏差が生じる可能性がある。
【０００８】
また、図９の光増幅器は、光増幅ファイバＣ内に分布させる各ファイバグレーティングＢ１、Ｂ２、・・・Ｂｎの位置を変えることにより、各信号光の光増幅ファイバＣ中での伝播距離を変えて最終的な出力レベルを揃えることができるが、光増幅ファイバＣ中にファイバグレーティングＢ１、Ｂ２、・・・Ｂｎを設ける構成では、増幅ファイバ内に多数の反射点を有するため、信号光の多重反射等により、雑音特性の劣化を招く可能性がある。
【０００９】
この他、ＥＤＦＡ等の光ファイバ増幅器内に利得スペクトルを平坦にするための補正フィルタ（波長選択性フィルタ）を挿入して信号光間の強度偏差を無くすには、光増幅ファイバの利得特性に合わせて補正フィルタの特性（反射特性や透過特性）を適切に設定する必要があるが、この場合、光増幅ファイバの長さ調整や、光増幅ファイバ、ファイバグレーティング等の部品交換等が必要となり、光増幅器生産時の設定、製造後のメンテナンスや設定変更等で大きな手間を要することになる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ＥＤＦＡ等の光ファイバ増幅器の波長存在性を補正し、波長に依存する利得または出力光強度偏差を解消すること、ＥＤＦＡ等の光ファイバ増幅器の波長依存性を補正し、利得偏差のない出力を得る場合においてこの調整を容易に行うことができる光増幅器を提供することにある。
【００１１】
本発明のうち請求項１記載の光増幅器は、信号光入力ポート１に入力された信号光が光増幅ファイバ２に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ２中で光増幅されて信号光出力ポート３より出力されるようにした光増幅器において、前記光増幅ファイバ２の前段又は後段又は途中に少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ４を、第１ポート５に入力された光が第２ポート６から出力され、第２ポート６に入力された光が第３ポート７から出力される様に挿入し、同光サーキュレータ４の第２ポート６に、同ポート６より出射される光を反射して戻す反射手段８を接続し、同反射手段８は、信号光入力ポート１より入力される波長の異なる２以上の信号光の各光を選択的に反射して、信号光出力ポート３より出力させ、且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるように反射する反射特性を持つことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のうち請求項２記載の光増幅器は、請求項１記載の光増幅器において、反射手段８が反射特性の異なる他の反射手段と着脱によって交換可能に、光サーキュレータ４と接続されたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のうち請求項３記載の光増幅器は、信号光入力ポート１に入力された信号光が光増幅ファイバ２に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ２中で光増幅されて信号光出力ポート３より出力されるようにした光増幅器において、前記信号光入力ポート１と信号光出力ポート３との間に、少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ４を、第１ポート５に入力された光が第２ポート６から出力され、第２ポート６に入力された光が第３ポート７から出力される様に挿入し、同光サーキュレータ４の第２ポート６に、同ポート６より出射される光を反射して戻す反射手段８を接続し、同反射手段８は、信号光入力ポート１より入力される波長の異なる２以上の信号光の各光を選択的に反射して、信号光出力ポート３より出力させ、且つ反射手段８は出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるように反射する反射特性を持つ他の反射手段と、着脱によって交換可能なように光サーキュレータ４と接続されたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のうち請求項４記載の光増幅器は、請求項２又は請求項３に記載の光増幅器において、反射手段８が光コネクタによって着脱交換可能に接続されたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明のうち請求項５記載の光増幅器は、信号光入力ポート１に入力された信号光が光増幅ファイバ２に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ２中で光増幅されて信号光出力ポート３より出力されるようにした光増幅器において、前記信号光入力ポート１と信号光出力ポート３との間に、少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ４を、第１ポート５に入力された光が第２ポート６から出力され、第２ポート６に入力された光が第３ポート７から出力される様に挿入し、光サーキュレータ４の第２ポート６に、少なくとも１つの入力ポート９と、２以上の出力ポート１０を有し、入力ポート９に入射した光は２以上ある出力ポート１０の所望の１つに切り替えて出射可能なスイッチング手段１１を接続し、スイッチング手段１１の各出力ポート１０には、信号光入力ポート１に入力される信号光を反射する特性の異なる反射手段８が接続され、夫々の反射手段８は所定の信号光を反射して、信号光出力ポート３より出力させ且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるような反射特性を持つことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のうち請求項６記載の光増幅器は、請求項１記載の光増幅器において、光サーキュレータ４の第２ポート６に、少なくとも１つの入力ポート９と、２以上の出力ポート１０を有し、入力ポート９に入射した光は２以上ある出力ポート１０の所望の１つに切り替えて出射可能なスイッチング手段１１を接続し、スイッチング手段１１の各出力ポート１０には、信号光入力ポート１に入力される信号光を反射する特性の異なる反射手段８が接続され、夫々の反射手段８は所定の信号光を反射して、信号光出力ポート３より出力させ且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるような反射特性を持つことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明のうち請求項７記載の光増幅器は、請求項５又は請求項６記載の光増幅器において、信号光入力ポート１に入力される信号光、又は信号光入力ポート１と信号光出力ポート３間に伝搬される信号光から同信号光をモニタしてその波長配列、波長毎の光強度等を検出する信号光モニタ１８と、同信号光モニタ１８で検出された信号光の情報に基づいてスイッチング手段１１の出力ポート１０を切り替え制御する切替手段１９とを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のうち請求項８記載の光増幅器は、請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の光増幅器において、光サーキュレータ４とスイッチング手段１１が光コネクタ１２で着脱可能に接続されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のうち請求項９記載の光増幅器は、請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の光増幅器において、スイッチング手段１１の各出力ポート１０に接続されている各反射手段８のうち少なくとも一つが、選択反射波長の組み合わせが他の反射手段の選択波長の組み合わせと異なることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のうち請求項１０記載の光増幅器は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光増幅器において、反射手段８がファイバグレーティングを含むことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明のうち請求項１１記載の光増幅器は、信号光入力ポート１に入力された信号光が光増幅ファイバ２に入力され、励起光で励起されて誘導放出による光増幅作用を持つ前記光増幅ファイバ２中で光増幅されて信号光出力ポート３より出力されるようにした光増幅器において、前記信号光入力ポート１と信号光出力ポート３との間に少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ４を、第１ポート５に入力された光が第２ポート６から出力され、第２ポート６に入力された光が第３ポート７から出力される様に挿入し、同光サーキュレータ４の第２ポート６に、同ポート６より出射される光を反射して戻す反射手段８を接続し、同反射手段８はファイバグレーティングを含み、同反射手段８は、信号光入力ポート１より入力される波長の異なる２以上の信号光の各光を選択的に反射して信号光出力ポート３より出力させ、且つ出力される２以上の信号光間の光強度偏差が小さくなるように反射する反射特性を持つことを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態１】
図１は本発明の光増幅器の第１の実施形態を示したものである。
図１の光増幅器（ＥＤＦＡ）は、信号光入力ポート１、光アイソレータ１３ａ、１３ｂ、波長多重合波器１４ａ、１４ｂ、励起光源１５ａ、１５ｂ、エルビウム添加光ファイバ（光増幅ファイバ）２（２ａ、２ｂ）、３つのポート５、６、７を持つ光サーキュレータ４、ファイバグレーティング（反射手段）８、信号光出力ポート３の各部品で構成されており、励起光源１５ａ、１５ｂを駆動してその励起光をエルビウム添加光ファイバ２ａ、２ｂに注入すると、同ファイバ２ａ、２ｂが光増幅作用を持つようになり、信号光入力ポート１に入力されて信号光出力ポート３から出力される波長多重信号光を光増幅ファイバ２ａ、２ｂで光増幅できるようにしてある。前記信号光入力ポート１に入力される波長多重信号光は波長の異なる複数の信号光（各信号光の波長はλｎ（以下ｎはｎ＝１、２、・・・））が多重化されたものであり、信号光出力ポート３からは個々に光増幅された信号光が波長多重信号光として出力される。なお、波長多重信号光は、用いる光増幅ファイバがエルビウム添加ファイバであれば、その増幅帯域である１．５３〜１．６１μｍ帯域内のもので、例えば１．５４８５、１．５５０１、１．５５１７、１．５５３３μｍの各波長光を多重化したものである。前記励起光源１５ａ、１５ｂから出力される２つの励起光は０．９８μｍ帯や１．４８μｍ帯の波長光が一般に使用される。
【００２３】
前記エルビウム添加光ファイバ２ａ、２ｂ間に挿入されている光サーキュレータ４は、エルビウム添加光ファイバ２ａを伝播して第１ポート５に入力される光を第２ポート６から出力させ、同第２ポート６に入力される光を第３ポート７から出力させてエルビウム添加光ファイバ２ｂに伝播させることができるようにしてあり、さらに、第２ポート６から出力される光をファイバグレーティング８で反射させて第２ポート６に戻されるようにして、エルビウム添加光ファイバ２ａの伝播光をファイバグレーティング８で反射させてエルビウム添加光ファイバ２ｂに伝播させることができるようにしてある。
【００２４】
前記ファイバグレーティング８は所望とする波長光だけを２以上選択的に反射することができ、且つ波長光毎に所望の反射率Ｒnを設定することができるものであり、エルビウム添加光ファイバ２ａに伝播される光から所望の波長光だけを選択してエルビウム添加光ファイバ２ｂに伝播することができ、エルビウム添加光ファイバ２ｂに伝播する各波長光の光強度を個別に調整することができるようにしてある。なお、特定の波長光とは本光増幅器で中継する光信号を指し、所望の反射率Ｒn とは中継する信号光毎の反射率であり、本発明においては信号光出力ポート３における強度偏差を解消するように定められるものである。以下に反射率Ｒn の設定方法の一例を説明する。
【００２５】
前記信号光入力ポート１に入射される各チャンネル（波長λnの信号光）の光強度をＰｎ（ｄＢ）、２本のエルビウム添加光ファイバ２ａ、２ｂにより受ける利得をＧn（ｄＢ）、光ファイバ増幅器内の光損失をＩn（ｄＢ）、信号光出力ポート３より出射される強度をＰ′n（ｄＢｍ）としたとき、これらにＰ′n＝Ｐn ＋Ｇn＋Ｒn−Ｉnなる関係があることから、Ｒn＝−Ｐn−Ｇn＋Ｐ’ｍ＋Ｉn（ｍはあるチャンネル番号）となるようにＲｎを設定することにより、Ｐ′1＝Ｐ′2＝Ｐ′3＝・・・＝Ｐ′ｍとなり、信号光出力ポート３においてチャンネル間の出力強度偏差のない出力が得られる。ｍとしてはどのチャンネル番号でも良いが、強度偏差を解消する前の状態において、出力ポート３からの出力が最も小さい、つまりＰ′ｎ≧Ｐ′ｍ（ｎ＝１、２、・・・）であるｍを選択するのが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態２】
図２は本発明の光増幅器の第２の実施形態であり、図１に示した光増幅器の光サーキュレータ４の第２ポート６に、光スイッチング手段１１を介して異なる特性のファイバグレーティング８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を４つ接続するものであり、同光スイッチング手段１１で光サーキュレータ４の第２ポート６に接続するファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを簡単に切り替えできるようにしたものである。光スイッチング手段１１は、光サーキュレータ４の第２ポート６と接続される側に１つの入力ポ−ト（出力ポートでもある）９を備え、反対側に４つの出力ポート（入力ポートでもある）１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを備えており、図示されていない操作スイッチで入力ポ−ト９と、４つある出力ポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうちの所望の１つとを光学的に接続することができる。この光スイッチング手段１１では、光サーキュレータ４の第２ポート６より出力される信号光を入力して、ファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが接続された所望の１つのポート１０ａ〜１０ｄに出力させることができ、同ポート１０ａ〜１０ｄから出力されてファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄで反射されて入力される信号光を光サーキュレータ４の第２ポート６に入力させることができるようにしてある。
【００２７】
前記光スイッチング手段１１に接続される個々のファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは夫々が異なる反射特性を有するものであり、信号入力ポート１に入力された信号光がこれらファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの一つで反射されて信号出力ポート３から出力されるようにしてある。図７は前記ファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの反射特性の具体例を示したものであり、この場合、ファイバグレーティング８ａは短波長側で反射率が高く、長波長側で反射率が低い特性を持ち、ファイバグレーティング８ｄは短波長側で反射率が低く、長波長側で反射率が高い特性を持ち、ファイバグレーティング８ｂ、８ｃはそれらの中間の反射特性を持つようにしてある。これらファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄからの選択は入力される波長多重信号光の特性（入力信号チャンネル毎の強度や、それらを合計した強度、波長配列、チャンネル数等）によって決定され、例えば、入力波長多重信号光の各波長光の強度に応じ、所定の判断基準に基づいて選択されるようにしても良いし、波長多重信号光のチャンネル波長の組み合わせの変化に応じ、所定の判断基準に基づいて選択されるようにしても良い。前者の例では短波長側の波長光が高レベルで長波長側の波長光が低レベルのとき図７に示すファイバグレーティング８ｄを選択してレベルの偏差を低減することができる。前記光スイッチング手段１１においてファイバグレーティング８の数や出力ポート１０の数は本実施形態の例に限られず、本構成例によれば、予め複数のファイバグレーティング８が設けられていれば部品の交換なしで増幅器の特性を変更できる。
【００２８】
チャンネル波長の組み合わせや波長配列の変化に対する切り替えには、前記スイッチング手段１１の各出力ポート１０に、選択反射波長の組み合わせが異なるファイバグレーティング８を取り付ければ良く、例えば図７に示すファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに加えて８チャンネルの信号光に対応するファイバグレーティング８ｅを取り付ければ良い。この場合、チャンネル数を４から８に増やして伝送容量を拡大する際の対応が容易となる。この他、前記ファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが１．５４８５〜１．５５３５μｍまでの４チャンネルの信号光に対応するものであるとき、これらに加えて１．５５３３μｍ〜１．５５８２μｍまでの４チャンネルの信号光に対応した別のファイバグレーティング８を光スイッチング手段１１に接続しておけば、チャンネル波長の組み合わせの変化にも容易に対応できる。
【００２９】
【発明の実施の形態３】
図３は本発明による光増幅器の第３の実施形態であり、図１に示した光増幅器の光サーキュレータ４の第２ポート６に光コネクタ１２を介在させてファイバグレーティング８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を接続するようにしたものである。この例では第２ポート６に光コネクタ１２の一方（雄コネクタ或いは雌コネクタ）１２ｂを接続し、ファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに光コネクタ１２の他方（雌コネクタ或いは雄コネクタ）１２ａを接続することにより、光サーキュレータ４の第２ポート６に特性の異なる各種ファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを容易に着脱できるようにしてある。接続するファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの特性は例えば、入力信号特性によって決定される。例えば、入力信号の各チャンネルの強度に応じて選択されても良いし、波長多重信号のチャンネル波長の組み合わせの変化に応じて選択されても良い。本構成例によりファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの交換だけで簡単に増幅器の特性が変更できる。
【００３０】
【発明の実施の形態４】
図４は本発明による光増幅器の第４の実施形態であり、図２に示した光増幅器において、信号光入力ポート１の後段に信号光をモニタする信号光モニタ１８を挿入し、同信号光モニタ１８と光スイッチング手段１１との間に切替手段１９を設けてある。前記信号光モニタ１８は、信号光入力ポート１に入力される信号光の一部を分岐し、この分岐光を受光素子等でモニタし、波長多重されている信号光のチャンネル毎の強度や、それらを合計した強度、波長配列、チャンネル数等を検出し、この検出結果を情報信号として切替手段１９に出力するようにしてある。前記切替手段１９は、信号光モニタ１８より入力される情報信号の情報を、光スイッチング手段１１に取り付けられたファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの特性を書き示したデータベース等と比較することにより、前記４つのファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの中からそのときの入力信号光に適したファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを一つ特定し、この結果を元に光スイッチング手段１１を、適切なファイバグレーティング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが選択されるように、切り替え制御するようにしてある。なお、信号光モニタ１８は信号光入力ポート１と信号光出力ポート３の間のどの位置に設けても良い。
【００３１】
【発明の実施の形態５】
図５は本発明による光増幅器の第５の実施形態であり、エルビウム添加光ファイバ２ａ、２ｂ間に４ポートの光サーキュレータ４を挿入し、エルビウム添加光ファイバ２ａを伝播して第１ポート５に入力される光を第２ポート６から出力させ、同第２ポート６に入力される光を第３ポート７から出力させてエルビウム添加光ファイバ２ｂに伝播させ、さらにエルビウム添加光ファイバ２ｂを伝播して第３ポートに入力される光を第４ポート１６から出力させ、同第４ポート１６に入力される光を第１ポート５から出力させてエルビウム添加光ファイバ２ａに伝播させることができるようにしたものである。この場合、第２ポート６には他の実施形態と同じように波長多重信号光の各波長光を選択的に反射するファイバグレーティング８を接続するが、第４ポート１６にはエルビウム添加光ファイバ２ｂに伝播される励起光源１５ｂからの励起光を選択的に反射するためのファイバグレーティング１７を接続してある。この実施形態では励起光源１５ｂからの励起光が光サーキュレータ４に接続されたファイバグレーティング１７を介してエルビウム添加光ファイバ２ａにも伝播されて同ファイバ２ａを励起できる。
【００３２】
【発明の実施の形態６】
図６は本発明による光増幅器の第６の実施形態であり、エルビウム添加光ファイバ２の信号光入射端側から励起光源１５の励起光を入力して同光ファイバ２を励起する前方励起とし、光サーキュレータ４をエルビウム添加光ファイバ２の終端に設けたものの例である。即ち、エルビウム添加光ファイバ２の終端を光サーキュレータ４の第１ポート５と接続し、信号光出力ポート３を光サーキュレータ４の第３ポート７と接続して、第１ポート５に入射されて第２ポート６に出力される波長多重信号光を反射手段８により反射して戻し、第３ポート７から信号光出力ポート３に出力されるようにしたものである。
【００３３】
本発明の光増幅器では上記説明の他に以下のような構成にしても良い。
１．光スイッチング手段１１を用いる図２のものにおいて、光コネクタ１２を用い、光スイッチング手段１１を光サーキュレータ４の第２ポート６に着脱可能な構成にしても良い。この例では、光スイッチング手段１１ごとまとめてファイバグレーティング８を交換することができる。
２．光サーキュレータ４の第２ポート６に接続するファイバグレーティング８は各種所望の特性にすることができ、信号光の波長、多重する信号光の数、増幅器の特性等に応じて所望の反射波長、反射率を有するものを作成することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のうち請求項１記載の光増幅器によれば、波長依存性を補正し、利得又は出力光強度偏差のない波長多重信号の増幅が可能である。
【００３５】
本発明のうち請求項２〜４記載の光増幅器によれば、反射手段８の着脱が容易であるため、例えば、信号間の強度偏差に変動があるようなシステムでもその都度反射手段８を付け替えて、強度偏差のない安定した通信を行うことができる。
【００３６】
本発明のうち請求項５、６記載の光増幅器によれば、予め必要と思われる特性の反射手段８を複数取り付けておくことができ、その切替がスイッチング手段１１で自在となっているため、例えば、信号間の強度偏差に変動があるようなシステムでもその都度反射手段８を切り替えて、強度偏差のない安定した通信を行うことができる。
【００３７】
本発明のうち請求項７記載の光増幅器によれば、入力信号光の特性にあわせて自動的に適切な反射手段８が選択されるため、入力信号光の特性が変化するようなシステムでもシステムの自動運行が可能となる。
【００３８】
本発明のうち請求項８記載の光増幅器によれば、スイッチング手段１１の着脱が容易であり、例えば、信号間の強度偏差に変動があるようなシステムでもその都度反射手段８を切り替えたり、付け替えしたりして、強度偏差のない安定した通信を行うことができる。
【００３９】
本発明のうち請求項９記載の光増幅器によれば、スイッチング手段１１のポート１０に接続されている各反射手段８のうち少なくとも一つが、選択反射波長の組み合わせが他の反射手段の選択波長の組み合わせと異なるため、通信チャンネルの変更にも対応することができる。
【００４０】
本発明のうち請求項１０、１１記載の光増幅器によれば、反射手段８にファイバグレーティングを採用するため、同反射手段８の反射波長や反射率の設計の自由度が高く、各種システムに適したものを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅器の第１の実施形態を示す概略図。
【図２】本発明の光増幅器の第２の実施形態を示す概略図。
【図３】本発明の光増幅器の第３の実施形態を示す概略図。
【図４】本発明の光増幅器の第４の実施形態を示す概略図。
【図５】本発明の光増幅器の第５の実施形態を示す概略図。
【図６】本発明の光増幅器の第６の実施形態を示す概略図。
【図７】ファイバグレーティングの特性の一例を示した説明図。
【図８】従来からある光サーキュレータを用いた波長選択フィルタの概略図。
【図９】従来の波長多重通信に用いる光増幅器の概略図。
【符号の説明】
１  信号光入力ポート
２  光増幅ファイバ
３  信号光出力ポート
４  光サーキュレータ
５  第１ポート
６  第２ポート
７  第３ポート
８  反射手段
９  入力ポート
１０  出力ポート
１１  スイッチング手段
１２  光コネクタ
１８  信号光モニタ
１９  切替手段
【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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