(57)【要約】【課題】光の分岐比を能動的な制御を用いずに可変できるようにする。【解決手段】ファラデー回転子１４１を通過した入力光を偏波ビームスプリッタ１４２によって偏波成分の別に分岐する。その際、温度に依存して変形する部材３０の変形に伴う力を利用してファラデー回転子１４１と磁石１４５，１４６との相対的な位置関係を制御する。【選択図】図８
2015200728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能なファラデー回転子と、
前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石と、
前記ファラデー回転子を通過した前記入力光を偏波成分の別に分岐する偏波ビームスプリッタと、
温度に依存して変形する部材と、
前記部材の変形に伴う力を利用して前記ファラデー回転子と前記磁石との相対的な位置関係を制御する機構と、
を備えた、光分岐器。
【請求項２】
第１の偏波ビームスプリッタである前記偏波ビームスプリッタとは別に、入力光を偏波成分の別に分岐する第２の偏波ビームスプリッタを備え、
前記第２の偏波ビームスプリッタで分岐された光のそれぞれについて、前記ファラデー回転子、前記第１の偏波ビームスプリッタ、前記磁石、前記部材及び前記機構が備えられ、かつ、
異なる前記第１の偏波ビームスプリッタで分岐された第１の偏波成分の光を合波する第１の合波器と、
異なる前記第１の偏波ビームスプリッタで分岐された第２の偏波成分の光を合波する第２の合波器と、を備えた、請求項１に記載の光分岐器。
【請求項３】
前記温度に依存して変形する部材が、熱膨張率の異なる金属を張り合わせたバイメタルである、請求項１又は２に記載の光分岐器。
【請求項４】
与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能なファラデー回転子と、
前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石と、
前記ファラデー回転子を通過した、前記入力光である励起光を偏波成分の別に分岐する偏波ビームスプリッタと、
前記偏波ビームスプリッタで分岐された第１の分岐励起光を用いて信号光を増幅する第１の増幅媒体と、
前記偏波ビームスプリッタで分岐された第２の分岐励起光を用いて前記信号光を増幅する第２の増幅媒体と、
温度に依存して変形する部材と、
前記部材の変形に伴う力を利用して前記ファラデー回転子と前記磁石との相対的な位置関係を制御する機構と、
を備えた、光増幅装置。
【請求項５】
前記温度に依存して変形する部材が、熱膨張率の異なる金属を張り合わせたバイメタルである、請求項４に記載の光増幅装置。
【請求項６】
前記励起光は、前記信号光と共に、あるいは、前記信号光とは個別に、遠隔から受信される遠隔励起光である、請求項４又は５に記載の光増幅装置。
【請求項７】
前記前記ファラデー回転子に前記励起光を導入する光経路に、入力光パワーに応じて透過率が変化する光リミッタが備えられた、請求項４〜６のいずれか１項に記載の光増幅装置。
【請求項８】
前記遠隔励起光を、前記ファラデー回転子に入力される励起光と、他の光増幅装置へ中継される励起光と、に分岐する光分岐器と、
前記他の光増幅装置へ中継される励起光の光経路に、入力光パワーに応じて透過率が変化する光リミッタが備えられた、請求項６に記載の光増幅装置。
【請求項９】
前記光増幅装置が、地中に埋設されている、請求項４〜８のいずれか１項に記載の光増幅装置。
【請求項１０】
前記ファラデー回転子に入力される励起光が、複数の光源から出力された複数の光を合波した光である、請求項４又は５に記載の光増幅装置。
【請求項１１】
与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能なファラデー回転子と、前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石と、の相対的な位置関係を、温度に依存して変形する部材の前記変形に伴う力を利用して制御し、
前記ファラデー回転子を通過した、前記入力光である励起光を偏波ビームスプリッタによって偏波成分の別に分岐し、
前記分岐された第１の分岐励起光を用いて信号光を第１の増幅媒体によって増幅し、
前記偏波ビームスプリッタで分岐された第２の分岐励起光を用いて前記信号光を第２の増幅媒体によって増幅する、光増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐器、光増幅装置及び光増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光増幅器に関する従来技術として例えば下記の特許文献１及び２に記載された技術が知られている。
【０００３】
従来技術では、１つの励起光源の出力光（励起光）を光分岐器によって分岐し、分岐励起光を２段構成のエルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）のそれぞれに入力する。
【０００４】
光分岐器による励起光の分岐比は、可変であってよく、例えば下記の特許文献３には、入力光の分岐比が可変の分岐切り替え型光スプリッタに関する記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８１４７３号公報
【特許文献２】特開平５−９０６７１号公報
【特許文献３】特開２００７−１２７９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、励起光の分岐比を能動的に制御（あるいは調整）することが検討されるに留まる。
【０００７】
１つの側面において、本発明の目的の１つは、光の分岐比を能動的な制御を用いずに可変できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの側面において、光分岐器は、与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能なファラデー回転子と、前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石と、前記ファラデー回転子を通過した前記入力光を偏波成分の別に分岐する偏波ビームスプリッタと、温度に依存して変形する部材と、前記部材の変形に伴う力を利用して前記ファラデー回転子と前記磁石との相対的な位置関係を制御する機構と、を備える。
【０００９】
また、１つの側面において、光増幅装置は、与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能なファラデー回転子と、前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石と、前記ファラデー回転子を通過した、前記入力光である励起光を偏波成分の別に分岐する偏波ビームスプリッタと、前記偏波ビームスプリッタで分岐された第１の分岐励起光を用いて信号光を増幅する第１の増幅媒体と、前記偏波ビームスプリッタで分岐された第２の分岐励起光を用いて前記信号光を増幅する第２の増幅媒体と、温度に依存して変形する部材と、前記部材の変形に伴う力を利用して前記ファラデー回転子と前記磁石との相対的な位置関係を制御する機構と、を備える。
【００１０】
更に、１つの側面において、光増幅方法は、与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能なファラデー回転子と、前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石と、の相対的な位置関係を、温度に依存して変形する部材の前記変形に伴う力を利用して制御し、前記ファラデー回転子を通過した、前記入力光である励起光を偏波ビームスプリッタによって偏波成分の別に分岐し、前記分岐された第１の分岐励起光を用いて信号光を第１の増幅媒体によって増幅し、前記偏波ビームスプリッタで分岐された第２の分岐励起光を用いて前記信号光を第２の増幅媒体によって増幅する。
【発明の効果】
【００１１】
１つの側面として、光の分岐比を能動的な制御を用いずに可変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る光増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に例示する光分岐器で分岐された励起光がマルチキャストされる光増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に例示する光分岐器で分岐された励起光がマルチキャストされる光増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】波長に対する励起光パワーの特性例を示す図である。
【図５】図１〜図３に例示する光分岐器の構成例を示すブロック図である。
【図６】図１〜図３に例示する光分岐器の他の構成例を示すブロック図である。
【図７】図５及び図６に例示する光分岐器に用いられるバイメタルの構成例を模式的に示す図である。
【図８】図５及び図６に例示する光分岐器の一例を成すファラデー回転子と永久磁石との配置（フォークト配置）例を示す図である。
【図９】図８に例示する永久磁石のファラデー回転子に対する位置を変化させることが可能な構造の一例を模式的に示す図である。
【図１０】図８に例示する永久磁石のファラデー回転子に対する位置を変化させることが可能な他の構造の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図５〜図１０に例示する光分岐器を用いた光増幅中継器の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に例示する光増幅中継器が地中に埋設された様子を模式的に示す図である。
【図１３】図１１に例示する光増幅中継器に適用可能な光リミッタの構成例を示す図である。
【図１４】図１３に例示する光リミッタの入力光パワー対透過率特性の一例を示す図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１３に例示する光リミッタの入力光パワーに対する出力光パワー及び挿入損失の特性例を示す図である。
【図１６】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１３に例示する光リミッタの入力光パワーに対する出力光パワー及び挿入損失の他の特性例を示す図である。
【図１７】図１１に例示する光増幅中継器に図１３に例示する光リミッタを適用した構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１７に例示する光増幅中継器の変形例を示すブロック図である。
【図１９】図１７に例示する光増幅中継器の変形例を示すブロック図である。
【図２０】図１７に例示する光増幅中継器の変形例を示すブロック図である。
【図２１】図１７に例示する光増幅中継器の変形例を示すブロック図である。
【図２２】図１７に例示する光増幅中継器の変形例を示すブロック図である。
【図２３】図５〜図１０に例示する光分岐器の他の適用例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る光増幅装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す光増幅装置１は、例示的に、第１の光増幅媒体１１と、第２の光増幅媒体１２と、励起光源１３と、光分岐器１４と、を備える。
【００１５】
入力側の光伝送路５Ａを通じて光増幅装置１に入力された信号光は、第１の光増幅媒体１１にて増幅された後、第２の光増幅媒体１２にて増幅されて、出力側の光伝送路５Ｂへ出力される。したがって、光増幅装置１は、光増幅中継器１と称してもよい。光増幅媒体１１及び１２には、希土類添加光ファイバを適用してよい。希土類添加光ファイバの非限定的な一例は、エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）である。
【００１６】
ＥＤＦ１１及び１２は、それぞれ、励起光源１３から出力された励起光を光分岐器１４にて分岐した分岐励起光が入力されることによって励起され、信号光を増幅する。信号光は、例示的に、複数波長の信号光が多重されたＷＤＭ光であってよい。励起光源１３には、半導体レーザダイオード（ＬＤ）を適用してよい。半導体ＬＤの非限定的な一例は、複数波長を含む光を発光するファブリペロー（ＦＰ）レーザである。ＦＰレーザは、単一波長を安定して発光可能なＤＦＢレーザよりも安価である。
【００１７】
光分岐器１４は、励起光源１３から入力される励起光を例えば２分岐して、分岐励起光の一方を、一方のＥＤＦ１１の前段に設けられた合波器１７を通じてＥＤＦ１１に入力する。また、光分岐器１４は、分岐励起光の他方を、他方のＥＤＦ１２の前段に設けられた合波器１８を通じてＥＤＦ１２に入力する。
【００１８】
別言すると、分岐励起光の一方は、合波器１７にてＥＤＦ１１に入力される信号光に合波されてＥＤＦ１１に信号光と共に入力される。また、分岐励起光の他方は、合波器１８にてＥＤＦ１２に入力される信号光に合波されてＥＤＦ１２に信号光と共に入力される。
【００１９】
したがって、ＥＤＦ１１及び１２は、それぞれ、増幅対象の入力信号光の伝送方向と同じ方向から励起光が入力される、いわゆる前方励起構成である。ただし、ＥＤＦ１１及び１２の一方又は双方は、後方励起構成であってもよいし双方向励起構成であってもよい。双方向励起構成の場合は、前方又は後方励起構成の場合よりも励起光の分岐数が増える。
【００２０】
また、図１に例示するように、ＥＤＦ１１とＥＤＦ１２との間には、利得等化器（ゲインイコライザ：ＧＥＱ）１５や、可変光減衰器（ＶＯＡ）１６が適宜に備えられてよい。ＥＤＦ１１及び１２は、利得偏差あるいは利得傾斜（ゲインチルト）と呼ばれる波長依存性の利得特性を有する。そのため、ＷＤＭ光をＥＤＦ１１及び１２によって増幅するにあたっては、ゲインチルトに起因する波長間パワー偏差を補償（「平坦化」と称してもよい。）するために、ＧＥＱ１５が光増幅装置１に備えられてよい。
【００２１】
例えば、ＧＥＱ１５は、前段のＥＤＦ１１から出力されるＷＤＭ光に対して、後段のＥＤＦ１２が有するゲインチルトに起因してＷＤＭ光に生じる波長間パワー差が相殺されるような出力パワー調整を行なう。ＧＥＱ１５には、誘電体多層膜フィルタやエタロンフィルタ等のフィルタを適用してよい。したがって、ＧＥＱ１５は、「利得等化フィルタ」と称されてもよい。なお、ＶＯＡ１６は、ＧＥＱ１５から出力されたＷＤＭ光のパワーを調整して、ＥＤＦ１２への入力光パワーを調整する。
【００２２】
ＧＥＱ１５の利得等化特性やＶＯＡ１６の減衰量（「ＶＯＡロス」と称してよい。）は、ＥＤＦ１１及び１２それぞれの入出力光パワーに基づいて動的に調整（制御）されてよい。そのため、光増幅装置１には、図１に例示するように、ＥＤＦ１１の入出力段やＥＤＦ１２の入出力段に、光分岐器１９及び受光素子２０がモニタ系の一例として備えられてよい。
【００２３】
光分岐器１９は、ＷＤＭ光を分岐した光をモニタ光として受光素子２０へ入力する。受光素子２０は、例示的に、フォトダイオード（あるいはフォトディテクタ）（ＰＤ）であり、モニタ光の受光パワーに応じた電気信号を出力する。当該電気信号に基づいて、ＧＥＱ１５の利得等化特性やＶＯＡ１６の減衰量を制御することが可能となる。なお、当該制御を行なう制御部は、図１において図示を省略している。
【００２４】
なお、光分岐器１４で分岐された分岐励起光のうち、ＥＤＦ１１に入力される分岐励起光ではない分岐励起光は、複数のＥＤＦ１２に入力（「マルチキャスト」と称してよい。）されてよい。その一例を図２及び図３に示す。図２及び図３には、分岐励起光が４つのＥＤＦ１２に導入される光増幅装置１の構成例を示している。なお、ＥＤＦ１２の数は、４つに限られず、２つ以上であってよい。
【００２５】
図２に例示する光増幅装置１は、合波器１８の後段に、合波器１８の出力光を各ＥＤＦ１２へ分岐する光分岐器２１を備える。したがって、光分岐器１４で分岐された分岐励起光のうち、ＥＤＦ１１に入力される分岐励起光ではない分岐励起光は、合波器１８を通じてＷＤＭ光と共に光分岐器２１に入力され、光分岐器２１にてＷＤＭ光と共に分岐されて各ＥＤＦ１２へ導入される。
【００２６】
光分岐器２１は、入力光であるＷＤＭ光及び分岐励起光を、等分岐して各ＥＤＦ１２に等分配してもよいし、異なる分岐比で不均一に各ＥＤＦ１２に分配してもよい。また、当該光分岐器２１での分岐比は、固定でもよいし可変でもよい。
【００２７】
一方、図３に例示する光増幅装置１は、光分岐器２１から各ＥＤＦ１２に至る光ルート（「分岐ルート」と称してもよい。）にそれぞれ合波器１８が備えられ、各合波器１８を通じて各ＥＤＦ１２に個別に分岐励起光が導入される構成を有する。この場合、光分岐器１４での励起光の分岐数は、マルチキャスト対象のＥＤＦ１２の数に応じて変更される。
【００２８】
なお、図２及び図３には、４つのＥＤＦ１２のうちの１つのＥＤＦ１２について、出力光モニタの一例を成す光分岐器１９及び受光素子２０が備えられているが、２以上のＥＤＦ１２のそれぞれについて、出力光モニタが備えられて構わない。
【００２９】
ところで、上述のように光分岐器１４にて励起光を分岐して各ＥＤＦ１１及び１２に供給する場合、ＥＤＦ１１及び１２への入力光パワーに応じてゲインを調整するためには、各ＥＤＦ１１及び１２に共通の励起光源１３の出力光パワーを調整することになる。
【００３０】
ここで、光分岐器１４の分岐比が固定であると、励起光源１３の出力光パワーを調整しても、分岐励起光のパワーは一様に変動するだけである。そのため、分岐励起光のパワーを個別に調整できず、ゲインチルトを補償することが難しくなる。
【００３１】
なお、ＥＤＦ１１及び１２が有するゲインチルトは、入力光パワーの変動に限らず、周囲温度に応じても変動し得る。別言すると、ＥＤＦ１１及び１２への入力光パワーが一定であっても、ＥＤＦ１１及び１２の周囲温度の変化に応じてゲインチルトが変動し得る。
【００３２】
温度依存性のゲインチルトの変動は、例えば、ヒータを用いてＥＤＦ１１及び１２の周囲温度を一定に制御することで、補償可能である。また、ＥＤＦ１１及び１２の周囲温度をセンシングする温度センサを設けて、センシングした温度に応じて励起光パワーを調整することによっても、温度依存性のゲインチルトの変動を補償可能である。
【００３３】
温度に応じて励起光パワーを調整するにしても、光分岐器１４の分岐比が固定であると、既述のようにゲインチルトを補償することが難しくなる。したがって、光分岐器１４での励起光の分岐比は、可変であるのが好ましい。
【００３４】
ただし、励起光源１３にＦＰレーザを用いると、図４に模式的に例示するように、励起光に複数の波長が含まれ、また、各波長のパワーや偏波状態（「偏波モード」と称してもよい。）も変動しやすい。
【００３５】
そのため、励起光源１３にＦＰレーザを用いる場合には、ＤＦＢレーザを用いる場合とは異なり、光分岐器１４において干渉法を利用して励起光の分岐比を可変にすることは難しい。
【００３６】
干渉法に代わって励起光の分岐比を可変にする手法の一例としては、偏波を利用する手法が考えられる。例えば、出力光に含まれる波長は変動しても偏波が一定（例示的に、直線偏波）で変動しないようなレーザを励起光源１３に適用することを想定する。
【００３７】
この場合、変動しない偏波面に対して４５度の方位角を有する偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を用いれば、励起光を１：１の分岐比で分岐することが可能である。別言すると、ＰＢＳの方位角に対する励起光の偏波面を相対的に変化させることで、励起光の分岐比を変化させることができる。
【００３８】
励起光の偏波面を変化させることが可能な光デバイスの非限定的な一例として、ファラデー回転子が挙げられる。図５に、ファラデー回転子を用いた光分岐器１４の構成例を示す。図５に示す光分岐器１４は、例示的に、ファラデー回転子１４１と、ＰＢＳ１４２と、を備える。
【００３９】
ファラデー回転子１４１は、ファラデー効果と呼ばれる、磁場に平行な直線偏波を物質に透過させたときに偏波面が回転する現象を利用して、入力光（ここでは例示的に、励起光）の偏波面を回転させる。例えば、ファラデー回転子１４１は、与えられる磁界の変化に応じて入力光の偏波を制御可能である。ファラデー回転子１４１には、非限定的な一例として、ガーネット単結晶膜を利用してよい。ファラデー回転子１４１の挿入損失は、例示的に、０．０２〜０．０５ｄＢ程度であり、スプライス１つ分程度に相当する。
【００４０】
ＰＢＳ１４２は、ファラデー回転子１４１を透過した光を偏波成分毎に分離して分岐励起光を出力する。ファラデー回転子１４１の磁場（別言すると、ファラデー回転子１４１に印加する磁束密度）を変化させることに応じて、入力光の一例である励起光の偏波面が回転する。したがって、ＰＢＳ１４２の方位角に対する励起光の偏波面が相対的に変化し、ＰＢＳ１４２での励起光の分岐比が変化する。
【００４１】
なお、図５に例示した光分岐器１４の構成は、励起光源１３の出力光である励起光の波長毎の偏波面が変動せず一定である場合に有用である。しかし、励起光の各波長の偏波面が時間的に変動する場合には、ブリュースター法則を利用した単純なＰＢＳ（「ブリュースタースプリッタ」と称してもよい。）では、偏波面の変動に応じて分岐比が変化してしまう。
【００４２】
そこで、偏波面が時間的に変動する励起光に対しては、図６に例示する構成を光分岐器１４に適用するとよい。図６に示す光分岐器１４は、例示的に、ＰＢＳ１４０と、２つのファラデー回転子１４１−１及び１４１−２と、２つのＰＢＳ１４２−１及び１４２−２と、２つの合波器１４３−１及び１４３−２と、を備える。
【００４３】
ＰＢＳ１４０は、励起光源１３の出力光である励起光を偏波成分毎に分離し、一方の偏波成分の光を一方のファラデー回転子１４１−１に入力し、他方の偏波成分の光を他方のファラデー回転子１４１−２に入力する。なお、ＰＢＳ１４０は、ＰＢＳ１４２−１及び１４２−２を複数の第１のＰＢＳと位置付けたときの、第２のＰＢＳに相当すると捉えてよい。
【００４４】
ファラデー回転子１４１−１及び１４１−２は、それぞれ、図５に例示したファラデー回転子１４１と同様に、ファラデー効果を利用して励起光の偏波面を回転させる。なお、図５に例示したファラデー回転子１４１と、図７に例示したファラデー回転子１４１−１及び１４１−２と、を区別しない場合には、単に「ファラデー回転子１４１」と表記する。
【００４５】
一方のファラデー回転子１４１−１を透過した光は、一方のＰＢＳ１４２−１に入射し、他方のファラデー回転子１４１−２を透過した光は、他方のＰＢＳ１４２−２に入射する。
【００４６】
一方のＰＢＳ１４１−１は、ファラデー回転子１４１−１から入射した光を偏波成分毎に分岐（「分離」と称してもよい。）する。分離された偏波成分のうちの一方（第１）の偏波成分は、一方（第１）の合波器１４３−１に入射し、他方（第２）の偏波成分は、他方（第２）の合波器１４３−２に入射する。
【００４７】
同様に、他方のＰＢＳ１４１−２は、ファラデー回転子１４１−２から入射した光を偏波成分毎に分離する。分離された偏波成分のうちの一方（第１）の偏波成分は、一方（第１）の合波器１４３−１に入射し、他方（第２）の偏波成分は、他方（第２）の合波器１４３−２に入射する。
【００４８】
第１の合波器１４３−１は、各ＰＢＳ１４２−１及び１４２−２のそれぞれから入射される一方の偏波成分の光を合波して出力する。
【００４９】
同様に、第２の合波器１４３−２は、各ＰＢＳ１４２−１及び１４２−２のそれぞれから入射される他方の偏波成分の光を合波して出力する。
【００５０】
このように、励起光を偏波成分毎に分離し、偏波成分毎に偏波面をファラデー回転させた後、更に、偏波成分毎の分離及び合波を行なうことで、励起光の偏波面やスペクトルが時間的に変動しても、当該変動を平均化して最小化することができる。したがって、光分岐器１４において安定した分岐比を実現可能である。
【００５１】
図５又は図６に例示した構成の光分岐器１４では、ファラデー回転子１４１に与えられる磁界（「磁場」と称してもよい。）を調整することで、分岐比を調整できる。ファラデー回転子１４１の磁場を温度に応じて受動的に変化させることができれば、光分岐器１４を能動的に制御しなくても、励起光の分岐比を変化させることができる。能動的な制御を不要にできれば、分岐比制御のための給電を不要にできる。
【００５２】
給電不要で温度に応じて励起光の分岐比が可変の光分岐器１４を、図１〜図３に例示したように光増幅中継器１に適用することで、ＥＤＦ１１及び１２のゲインチルトの温度依存性変化を自律的に補正（「補償」と称してもよい。）することが可能になる。
【００５３】
ここで、図１〜図３に例示した励起光源１３が、光増幅中継器１内ではなく、例えば端局に配置され、光増幅中継器１のＥＤＦ１１及び１２が遠隔（例えば、端局）から受信される励起光によって励起されることがある。このような励起は、「遠隔励起」と称してよく、遠隔励起に用いられる励起光は、「遠隔励起光」と称してよい。
【００５４】
遠隔励起によれば、光増幅中継器１において、励起光の分岐比制御のための給電に加えて、励起光源１３の給電をも不要にできる。したがって、光増幅中継器１のための給電設備や電力ケーブルの敷設等を不要にできる。
【００５５】
別言すると、光増幅中継器１に励起光源等のアクティブ部品を用いなくてよいので、光増幅中継器１をパッシブ部品で構成でき、給電設備を不要にできる。給電設備を不要にできるので、光増幅中継器１が設置される中継地点の省スペース化や保守作業の容易化、簡易化を図ることができる。
【００５６】
また、アクティブ部品を用いなくてよいので、光増幅中継器１の故障率、ひいては光増幅中継器１を用いた光伝送システムの故障率の増加を大幅に低減できる。別言すると、光増幅中継器１の安定動作（信頼性）、ひいては、光伝送システム１の安定動作（信頼性）の向上を図ることができる。
【００５７】
そのため、光増幅中継器１の設置場所に関する自由度が向上し、例えば、ビル内のように管理された環境ではなく、後述するように地中に光増幅中継器１を埋設することも許容される。
【００５８】
ところで、ファラデー回転子１４１に与える磁界を温度に応じて受動的に変化させることが可能な構造（あるいは機構）の一例としては、永久磁石と、温度に応じて形状が変化する部材と、を用いた構造が挙げられる。温度に応じて形状が変化する部材は、「温度依存性変形部材」と称してよい。
【００５９】
例えば、温度依存性変形部材の温度に応じた変形に伴う力を利用して、ファラデー回転子１４１と、ファラデー回転子１４１に磁界を与える磁石との相対的な位置関係を変化させる。これにより、ファラデー回転子１４１に与えられる磁界を温度に応じて受動的に変化させることが可能である。
【００６０】
温度依存性変形部材の非限定的な一例としては、バイメタルが挙げられる。バイメタルは、図７に模式的に例示するように、熱膨張係数の異なる金属板３１及び３２を張り合わせた部材である。温度が高くなるほど熱膨張率の大きな金属板３１又は３２の方が膨張するので、バイメタル３０に「曲がり」（あるいは「反り」）が生じる。このような温度変化に応じた変形に伴う力を、ファラデー回転子１４１と磁石との相対的な位置を変化させるのに利用できる。
【００６１】
磁石には、電磁石を用いると給電が必要になるので、外部から磁場や電流の供給を受けなくても磁石としての性質を長期にわたって保持し続けることが可能な「永久磁石」を用いるとよい。永久磁石の非限定的な一例としては、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジウム磁石等が挙げられる。
【００６２】
図８に、光分岐器１４に用いられる、ファラデー回転子１４１と永久磁石１４５及び１４６との配置例を示す。図８に例示する配置は、光の進行方向と磁束の方向とが直交するフォークト配置と呼ばれる配置であり、２つの永久磁石１４５及び１４６の間に、磁束と直交する方向に光を透過するファラデー回転子１４１が配置される。
【００６３】
そして、バイメタル３０の温度変化に応じた変形に伴う力を利用して、ファラデー回転子１４１に対する永久磁石１４５及び１４６の一方又は双方の位置を変化させることで、ファラデー回転子１４１の磁場を温度変化に応じて変化させることができる。したがって、給電不要で温度変化に応じて分岐比が可変の光分岐器１４を実現できる。
【００６４】
なお、ファラデー効果による旋光度αは、磁場の強さをＨ、偏光が通過する物質の長さをＬ、ヴェルデ定数をＶで表すと、以下の式（１）で求められる。
α＝ＶＨＬ  …（１）
なお、ヴェルデ定数Ｖは、偏光が通過する物質に固有の比例定数であり、物質の種類、偏光の波長、及び、温度に依存する。
【００６５】
ここで、ファラデー回転子１４１にテルビウムガリウムガーネットを用い、テルビウムガリウムガーネットのヴェルデ定数が０．１３ｍｉｎ／Ｏｅ／ｃｍであるとする。この場合、光が透過する方向の長さＬ＝２［ｃｍ］のファラデー回転子１４１のファラデー効果によって偏波面を４５度回転（α＝４５°）させるのに足りる磁場の強さＨは、Ｈ＝４５×６０／０．１３／２＝１０３８４Ｇ［ガウス］＝１．０３８４Ｔ［テスラ］となる。
【００６６】
ファラデー回転子１４１の長さＬを伸ばせば、同じ旋光度αを得るのに足りる磁場の強さは小さくなる。例えば、ファラデー回転子１４１の長さＬを２倍の４ｃｍにすれば、偏波面を４５度回転（α＝４５°）させるのに足りる磁場の強さＨは、上記の半分に抑えることができる。
【００６７】
（永久磁石の位置を変化させる第１の構造例）
次に、図９を参照して、バイメタル３０の温度変化に応じた変形に伴う力を利用して永久磁石１４５及び１４６の位置を変化させる構造（あるいは機構）の具体例を説明する。
【００６８】
図９に例示する構造は、永久磁石１４５及び１４６に固定された支持部材６１及び６２のそれぞれに、バイメタル３０を取り付けた構造である。
【００６９】
永久磁石１４５及び１４６は、それぞれ、ファラデー回転子１４１に対して一様に磁界が印加されるように対向して配置される。永久磁石１４５及び１４６は、当該対向配置を維持したままファラデー回転子１４１に対する位置（距離）が変化し得るように可動機構４０に設置されてよい。可動機構４０の一例は、ガイドレールである。
【００７０】
別言すると、永久磁石１４５及び１４６は、ファラデー回転子１４１に対して印加される磁界の一様性を維持したまま、ガイドレール４０に沿った方向にスライド可能に設置されてよい。ガイドレール４０には、磁界の攪乱をきたさない素材、例えば、空気の透磁率と同じ素材を用いてよい。
【００７１】
永久磁石１４５及び１４６のガイドレール４０に沿った方向のスライドは、支持部材６１及び６２に取り付けられたバイメタル３０の変形に応じた力が支持部材６１及び６２に伝達されることで生じる。そのため、バイメタル３０は、変形によって永久磁石１４５及び１４６をガイドレールに沿ってスライドさせるのに足りる力が生じるだけの厚みに設計されてよい。
【００７２】
各バイメタル３０の一端は、固定部材５０によって固定されており、各バイメタル３０の他端は、それぞれ、支持部材６１及び６２に設けられた可動リンク機構６１１及び６２１に接続される。固定部材５０は、例示的に、バイメタル３０、ガイドレール４０、支持部材６１及び６２、並びに、永久磁石１４５及び１４６を収容する筐体８０に固定されてよい。例えば図９に示すように、筐体８０の内部上面に固定部材５０が固定されてよい。筐体８０の内部底面には、ガイドレール４０が固定されてよい。
【００７３】
可動リンク機構６１１及び６２１は、それぞれ、バイメタル３０の変形に応じた力をガイドレール４０に沿った方向の力に変換可能なように、例えばバイメタル３０の取り付け位置を支点に角度が自由に回転可能な機構の一例である。
【００７４】
以上の構造により、図８に例示したように、バイメタルの温度変化に応じた変形に伴って生じる力を利用して、ファラデー回転子１４１に対する永久磁石１４５及び１４６の位置を変化させることができる。
【００７５】
（永久磁石の位置を変化させる第２の構造例）
なお、上述した例は、温度依存性変形部材としてバイメタル３０を利用した例であるが、温度依存変形部材は、単一の金属や合金であってもよい。ただし、単一の金属や合金では、温度変化による変形がバイメタル３０に比して小さいため、バイメタル３０よりも変形に応じて得られる変位量が小さい。
【００７６】
単一の金属や合金でも、バイメタル３０と同等の変形に応じた変位量を得るには、例えば図１０に模式的に示すように、単一の金属や合金の金属板７０を渦巻状に加工するとよい。渦巻状の金属板７０は、温度変化に応じて径方向に伸縮する。したがって、板状のままの金属板７０に比して、径方向に変位量を大きく確保することができる。
【００７７】
径方向の変位を例えばガイドレール４０に沿った方向の変位に変換すれば、図９に例示した構成と同様に、永久磁石１４５及び１４６をガイドレール４０に沿ってスライドさせることが可能になる。径方向の変位をガイドレール４０に沿った方向の変位に変換するには、図１０に例示するように、クランク部材６３及び６４を用いてよい。
【００７８】
クランク部材６３（６４）は、可動リンク機構６３１及び６３２（６４１及び６４２）を備えており、可動リンク機構６３１及び６３２（６４１及び６４２）を支点に回転可能である。一方の可動リンク機構６３１（６４１）には、一方の永久磁石１４５に固定された支持部材６１が取り付けられる。他方の可動リンク機構６３２（６４２）には、渦巻状の金属板７０の一端が取り付けられる。渦巻状の金属板７０の他端は、図示を省略した固定部材によって固定される。当該固定部材は、例示的に、筐体８０に固定されてよい。
【００７９】
以上の構造例では、渦巻状の金属板７０が温度変化に応じて径方向に伸縮すると、当該伸縮に応じてクランク部材６３（６４）の可動リンク機構６３２（６４２）を支点にクランク部材６３（６４）が回動する。当該回動に応じて支持部材６１（６２）にガイドレール４０に沿う方向の力が働き、永久磁石１４５（１４６）がガイドレール４０に沿ってスライドする。
【００８０】
このようにして、図９に例示した構造と同様に、金属板７０の温度変化に応じた変形に伴って生じる力を利用して、ファラデー回転子１４１に対する永久磁石１４５及び１４６の位置を変化させることができる。なお、図１０に例示した渦巻状の金属板７０は、バイメタル３０に代替してもよい。別言すると、図９に例示したバイメタル３０を渦巻状に加工して、図１０と同様の構造に適用してもよい。
【００８１】
（光分岐器１４のＶＯＡとしての利用）
なお、上述した温度依存性の分岐比可変の光分岐器１４は、温度変化に応じて損失量が変化する可変光減衰器（ＶＯＡ）として利用することもできる。例えば、図５又は図６に示した構成において得られる２つの分岐出力光の一方を使用し、他方は未使用とする。
【００８２】
未使用でない方の分岐出力光は、温度変化に応じて光分岐器１４での分岐比が変化するため損失量が変化する。したがって、光分岐器１４は、温度依存性のＶＯＡとして利用できる。なお、ＶＯＡとして利用する光分岐器１４を、以下において便宜的に「ＶＯＡ１４ａ」と表記することがある。
【００８３】
ＶＯＡ１４ａは、図１〜図３に例示したＶＯＡ１６の代替として用いてよい。ＶＯＡ１６の代替にＶＯＡ１４ａを用いれば、温度変化に応じて自律的にＥＤＦ１１及び１２のゲインを調整することが可能になる。
【００８４】
（光増幅中継器１への適用例）
図１１に、上述した光分岐器１４及びＶＯＡ１４ａを用いた光増幅中継器１の構成例を示す。図１１に示す光増幅中継器１は、例示的に、光伝送路５Ａを通じて信号光と共に励起光が受信され、当該励起光によってＥＤＦ１１及び１２が遠隔励起される構成を有する。なお、光伝送路５Ａは、例えば、光ファイバ伝送路である。
【００８５】
そのため、光増幅中継器１は、例えば図１１に示すように、図１〜図３に例示した励起光源１３を備えなくてよく、光フィルタ２５、光分岐器２６及び合波器２７を備える。また、光増幅中継器１は、既述のＥＤＦ１１及び１２、温度依存性の分岐比可変光分岐器１４、温度依存性の２つのＶＯＡ１４ａ、ＧＥＱ１５、並びに、合波器１７及び１８を備える。
【００８６】
光フィルタ２５は、光伝送路５Ａから受信される信号光と励起光とを分離し、信号光は合波器１７へ出力し、励起光は光分岐器２６へ出力する。
【００８７】
光分岐器２６は、光フィルタ２５から入力された励起光を分岐し、分岐励起光の一方を温度依存性の分岐比可変光分岐器１４へ出力し、分岐励起光の他方を合波器２７へ出力する。
【００８８】
温度依存性の分岐比可変光分岐器１４は、光分岐器２６から入力された励起光を温度に応じた分岐比で分岐し、分岐励起光の一方を合波器１７へ出力し、分岐励起光の他方を合波器１８へ出力する。
【００８９】
合波器１７は、光フィルタ２５から入力された信号光と、分岐比可変光分岐器１４から入力された励起光と、を合波してＥＤＦ１１に入力する。これにより、分岐比可変光分岐器１４で分岐された分岐励起光の一方によって信号光がＥＤＦ１１において増幅される。
【００９０】
ＥＤＦ１１にて増幅された信号光は、ＥＤＦ１１の後段に設けられたＧＥＱ１５及び第１のＶＯＡ１４ａによってゲイン及びパワー制御を受けた後、合波器１８に入力される。
【００９１】
合波器１８は、第１のＶＯＡ１４ａから入力された信号光と、分岐比可変光分岐器１４から入力された分岐励起光の他方と、を合波してＥＤＦ１２に入力する。これにより、分岐比可変光分岐器１４で分岐された分岐励起光の他方によって信号光がＥＤＦ１２において増幅される。
【００９２】
ＥＤＦ１２によって増幅された信号光は、ＥＤＦ１２の後段に設けられた第２のＶＯＡ１４ａによってパワー制御を受けた後、合波器２７に入力される。
【００９３】
合波器２７は、光分岐器２６から入力された励起光と、第２のＶＯＡ１４ａから入力された信号光と、を合波して光伝送路５Ｂへ出力する。別言すると、光増幅中継器１に信号光と共に入力された遠隔励起光は、ＥＤＦ１１及び１２による信号光の増幅に用いられた後、合波器２７を通じてダウンストリーム側へ増幅後の信号光と共に送信される。なお、光伝送路５Ｂは、例えば、光ファイバ伝送路である。
【００９４】
したがって、光伝送システムに複数の光増幅中継器１が多段に接続される場合に、遠隔励起光を各光増幅中継器１に共用にすることが可能である。なお、遠隔励起光をダウンストリーム側へ送信（「中継」と称してもよい。）しなくてよければ、光分岐器２６は不要にしてもよい。例えば、光フィルタ２５で分離された励起光を、光分岐器２６を介さずに分岐比可変光分岐器１４に入力してよい。
【００９５】
以上のようにして、光増幅中継器１は、信号光と共に受信される励起光を光分岐器２６及び１４で分岐して、分岐励起光をＥＤＦ１１及び１２に導入することで、信号光を遠隔励起光によって増幅することができる。
【００９６】
ここで、励起光は、温度依存性の分岐比可変光分岐器１４にて温度に応じた分岐比で分岐される。別言すると、励起光の分岐比が温度変化に追従して変化する。したがって、ＥＤＦ１１及び１２のゲインチルトが個別的に温度変化に追従して自律調整され、ゲインチルトの補償が可能になる。また、ＥＤＦ１１及び１２の出力光パワーも、温度依存性のＶＯＡ１４ａによって温度変化に追従して自律調整することができる。
【００９７】
更に、図１１に例示した光増幅中継器１において、ＥＤＦ１１及び１２、光フィルタ２５、光分岐器１４及び２６、合波器１７、１８及び２７、ＶＯＡ１４ａ、並びに、ＧＥＱの一例である利得等化フィルタ１５は、いずれもパッシブ部品である。したがって、既述のように給電設備は不要であり、給電設備無しでゲインチルトやＥＤＦ１１及び１２の出力光パワーの自律調整が可能になる。
【００９８】
ただし、光増幅中継器１に急激な温度変化が生じると、自律調整が追従できなくなるおそれがある。そこで、光増幅中継器１は、急激な温度変化が生じないよう、放熱器（ヒートシンク）２上に設置されてよい。
【００９９】
更には、外気からの熱を遮蔽するために、例えば図１２に模式的に示すように、光増幅中継器１を地中に埋設してもよい。埋設の深さは、地上との間で熱交換が実質的に行なわれず、年間を通して温度が一定であるか変動しても緩慢な変動を示す深さとしてよい。埋設深さの非限定的な一例は、１０ｍ以上である。場合によっては、図１２に例示するように、断熱材３を用いて更に熱遮蔽効果を高めてもよい。
【０１００】
以上のように、上述した光増幅中継器１では、給電設備を不要にできるため、光伝送区間の途中に給電設備を備える局舎を配置しなくてよい。したがって、光伝送距離が長い大陸等において、光増幅中継器１の設置数を削減することができ、極めて有用である。
【０１０１】
（変形例）
上述した光増幅中継器１では、ＥＤＦ１１及び１２の温度依存性の特性変化を補償できるが、伝送路ロスの変動に起因する、入出力レベルの変動を出来るだけ抑えられるようにすると、更に安定した光伝送が可能なシステムを実現できる。
【０１０２】
伝送路ロスの変動は、信号光と共に伝送される励起光のパワー変動につながる。例えば、伝送路ロスが小さくなると励起光パワーが強くなるので、信号光パワーと励起光パワーとが共に強くなる。そのため、遠隔励起光を用いない通常の光伝送システムに比して、光増幅中継器１の出力光パワーの変動が大きくなり易い。複数の光増幅中継１が多段に接続されるシステムにおいては、出力光パワーの変動が累積的に増加し易い。
【０１０３】
伝送路ロスの変動に起因する励起光パワーの変動を抑圧するには、例示的に、入力光パワーに依存して光の透過率（別言すると、光損失又は光反射率）が変動する光リミッタを用いることができる。図１３に、導波路媒質を用いた光リミッタの構成例を示す。図１３に示す光リミッタ２８は、例示的に、非線形媒質２８１と線形媒質２８２とを有する導波路媒質である。
【０１０４】
非線形媒質２８１は、入力光パワーに応じて屈折率（「非線形屈折率」と称してよい。）が変化し、当該屈折率に応じた透過率で入力光を透過させる媒質である。非線形媒質２８１は、線形媒質２８２よりも非線形効果が大きい（別言すると、非線形屈折率が大きい）媒質である。
【０１０５】
線形媒質２８２は、非線形媒質２８１よりも非線形屈折率が小さい媒質であり、光の入射面が、非線形媒質２８１を透過した光の出射面と平行となるように配置されている。非線形媒質２８１の出射面と線形媒質２８２の入射面とは、非線形媒質２８１と線形媒質２８２との境界面を成す。
【０１０６】
ここで、非線形媒質２８１の非線形屈折率ｎ１は、非線形媒質２８１の屈折率ｎと入力光パワーＰに応じた屈折率ｎの変動成分ｄｘＰとの和（ｎ１＝ｎ＋ｄｘＰ）で表すことができる。したがって、非線形媒質２８１の非線形屈折率ｎ１は、入力光パワーＰの増加に応じて増加する。
【０１０７】
線形媒質２８２の屈折率をｎ２、光リミッタ２８の反射率をＲ、光リミッタ２８の透過率をＴでそれぞれ表すとすると、光リミッタ２８の反射率Ｒは、以下の式（２）によって表すことができ、透過率Ｔは、Ｔ＝１−Ｒによって表すことができる。
Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２  …（２）
【０１０８】
したがって、光リミッタ２８の入力光パワーに対する透過率Ｔは、例えば図１４に示すように、入力光パワーＰの増加に応じて増加から減少に転じる極値（最大値）を有する特性として表すことができる。
【０１０９】
入力光パワーＰの増加に応じて透過率Ｔが減少する領域の特性をもつ光リミッタ２８は、出力光一定制御（ＡＬＣ：automatic level control）に用いることができる。別言すると、入力光パワーＰが増加すると、その増加を打ち消すように透過率Ｔが減少するように屈折率ｎ１及びｎ２を調整した光リミッタ２８は、励起光のＡＬＣに用いることができる。
【０１１０】
例えば図１５（Ｂ）に示すように、入力光パワーＰが１ｄＢ増加すると挿入損失が１ｄＢ増加する（傾きが＋１ｄＢ／１ｄＢ）の領域の特性をもつ光リミッタ２８であれば、入力光パワーＰが１ｄＢ増加すると透過率Ｔが１ｄＢ減少する。したがって、図１５（Ａ）に例示するように、入力光（例えば、励起光）パワーＰの増減によらず出力光を一定レベルに制御できる。
【０１１１】
一方、入力光パワーＰの減少に応じて透過率Ｔが増加する領域の特性をもつ光リミッタ２８は、励起光パワー一定制御（ＡＰＣ：automatic power control）に用いることができる。別言すると、入力光パワーが減少すると、その減少を補うように透過率Ｔが増加するように屈折率ｎ１及びｎ２を調整した光リミッタ２８は、励起光のＡＰＣに用いることができる。
【０１１２】
例えば図１６（Ｂ）に示すように、入力光パワーＰが１ｄＢ減少すると挿入損失が１ｄＢを超えて増加する（傾きが−１ｄＢ／ｄＢよりも急峻である）領域の特性をもつ光リミッタであれば、入力光パワーＰが１ｄＢ減少すると透過率Ｔが１ｄＢを超えて増加する。
【０１１３】
ここで、伝送路ロス（「スパンロス」と称してもよい。）がｘ（ｄＢ）増加した場合、ＥＤＦ１１及び１２の利得の励起光パワーに対する依存率を「ｋ」で表すと、利得は「ｋｘ」だけ減少し、入力信号光パワーも「ｘ」だけ減少する。したがって、光増幅中継器１の出力光パワーは、（ｋ＋１）ｘだけ減少する。この減少分を補償するには、例えば図１４において、傾きが−（ｋ＋１）ｘｄＢ／１ｄＢとなるように光リミッタ２８の特性を調整する。
【０１１４】
かかる特性を有する光リミッタ２８によれば、図１６（Ａ）に例示するように、スパンロスに伴う入力光（例えば、励起光）パワーの減少に応じて当該減少を補うように出力光パワーを増加できる。したがって、励起光パワーを一定に制御できる。
【０１１５】
以下、便宜的に、励起光のＡＬＣに利用可能な光リミッタ２８を「光リミッタ２８ＡＬＣ」と表記し、励起光のＡＰＣに利用可能な光リミッタ２８を「光リミッタ２８ＡＰＣ」と表記する。
【０１１６】
図１７に例示するように、図１１に例示した構成において、光リミッタ２８ＡＬＣを、光分岐器２６と合波器２７との間に設けることで、ダウンストリーム側へ中継される遠隔励起光のＡＬＣが可能となる。したがって、ダウンストリーム側へ中継される遠隔励起光のパワー変動が抑制される。
【０１１７】
また、図１７に例示するように、図１１に例示した構成において、光リミッタ２８ＡＰＣを、光分岐器２６と分岐比可変光分岐器１４との間に設けることで、分岐比可変光分岐器１４に入力される励起光パワーのＡＰＣが可能となる。したがって、分岐比可変光分岐器１４に入力される励起光パワーの変動が抑制される。
【０１１８】
その結果、分岐比可変光分岐器１４にて分岐されてＥＤＦ１１及び１２に供給される励起光パワーが安定し、ＥＤＦ１１及び１２による増幅動作も安定する。なお、励起光パワーは、ＷＤＭ信号光の各波長のパワーに比して、非線形効果を引き起こすだけ十分に強いパワーなので、上述のように非線形効果を利用することができる。光リミッタ２８内で光位相が変化しても、ＥＤＦ１１及び１２の励起には問題がない。
【０１１９】
図１７に例示した構成の光増幅中継器１によれば、当該光増幅中継器１がＷＤＭ光伝送システムにおいて多段に接続されたとしても、安定した無電源増幅中継が実現可能になる。
【０１２０】
以上のように、光増幅中継器１において、励起光は分岐されるだけなので低損失で無駄なく分岐され、しかも分岐比を温度変化に応じて可変にできるため、ゲインチルトの自律的な補償が実現できる。また、多段中継でも実用的に利用可能な、励起光の無電源増幅中継が可能になる。
【０１２１】
（信号光と励起光との個別受信構成）
図１７に例示した、光リミッタ２８を備えた光増幅中継器１は、光伝送路５Ａを通じて信号光と共に励起光が受信される構成であるが、図１８に例示するように、信号光と励起光とは、個別の光伝送路５Ａ１及び５Ａ２を通じて受信されてよい。また、光増幅中継器１（ＥＤＦ１１及び１２）で増幅された信号光と、ダウンストリーム側へ中継される励起光とは、個別の光伝送路５Ｂ１及び５Ｂ２を通じて送信されてよい。
【０１２２】
図１８の例では、励起光が光伝送路５Ａ１を通じて受信され、信号光が光伝送路５Ａ２を通じて受信される。また、ダウンストリーム側へ中継される励起光は、光伝送路５Ｂ１を通じて送信され、信号光は、光伝送路５Ｂ２を通じて送信される。
【０１２３】
光伝送路５Ａ１及び５Ａ２（５Ｂ１及び５Ｂ２）には、同じタイプの光ファイバ伝送路を適用してもよいし、異なるタイプの光ファイバ伝送路を適用してもよい。
【０１２４】
非限定的な一例として、励起光を伝送する光伝送路５Ａ１及び５Ｂ１には、マルチモード（「マルチコア」と称してもよい。）ファイバを適用してよく、信号光を伝送する光伝送路５Ａ２及び５Ｂ２には、シングルモードファイバを適用してよい。励起光を伝送する光伝送路５Ａ１及び５Ｂ１のコア断面積を大きくするほど伝送可能な励起光パワーを増加することができる。
【０１２５】
したがって、例えば、信号光の伝送距離や光増幅中継器１の段数（スパン数）等に応じて必要とされるパワーの励起光を光伝送路５Ａ１及び５Ｂ１によって伝送（中継）することが可能になる。別言すると、図１７の構成のように、同じ光伝送路５Ａ（５Ｂ）にて信号光と励起光とを伝送する場合に比して、励起光パワーの制約を緩和することができる。その結果、光伝送システムとしての自由度や伝送性能の向上を図ることができる。
【０１２６】
なお、図１７と図１８とを比較すれば分かるように、図１８に例示する光増幅中継器１では、信号光と励起光とを分離して合波する必要がないので、図１７に例示した光フィルタ２５及び合波器２７は不要である。
【０１２７】
そのため、図１８において、分岐比可変光分岐器１４にて分岐された励起光の一方は、合波器１７ａにて、光伝送路５Ａ２を通じて受信された信号光と合波されてＥＤＦ１１に入力される。また、分岐比可変光分岐器１４にて分岐された励起光の他方は、合波器１８ａにて、ＥＤＦ１１による増幅後の信号光と合波されてＥＤＦ１２に入力される。ＥＤＦ１２にて増幅された信号光は、ＶＯＡ１４ａを通じてダウンストリーム側の光伝送路５Ｂ２へ送信される。
【０１２８】
（後方励起構成）
図１１、図１７及び図１８に例示した光増幅中継器１の構成は、いわゆる「前方励起構成」に相当するが、図１９及び図２０に例示するように「後方励起構成」としてもよい。図１９に例示する構成は、図１７に例示した「前方励起構成」を「後方励起構成」に変更した構成に相当する。図２０に例示する構成は、図１８に例示した「前方励起構成」を「後方励起構成」に変更した構成に相当する。
【０１２９】
例えば図１９に示す光増幅中継器１では、ＥＤＦ１１及び１２のそれぞれ後段に設けられた合波器１７ｂ及び１８ｂを通じて励起光が、信号光の伝送方向とは逆方向にＥＤＦ１１及び１２に導入される。
【０１３０】
例えば、合波器１７ｂは、光フィルタであってよく、分岐比可変光分岐器１４にて分岐された励起光の一方をＥＤＦ１１へ出力し、ＥＤＦ１１の出力光を後段のＥＤＦ１２側（例えばＧＥＱ１５）へ出力する。
【０１３１】
合波器１８ｂも、光フィルタであってよく、分岐比可変光分岐器１４にて分岐された励起光の他方をＥＤＦ１２へ出力し、ＥＤＦ１２の出力光を、ＶＯＡ１４ａを通じて合波器２７へ出力する。
【０１３２】
なお、図１９に例示するように、光フィルタ２５とＥＤＦ１１との間には、ＥＤＦ１１を信号光の伝送方向とは逆方向に通過した励起光の伝搬を遮断する光アイソレータ（ＩＳＯ）２９が備えられてよい。光アイソレータ２９は、光フィルタ２５で分離された信号光を一方向（ＥＤＦ１１の入力）に通過させる。
【０１３３】
図２０に例示する光増幅中継器１は、図１９に例示した「後方励起構成」に、図１８に例示した構成と同様に、信号光と励起光とが個別の光伝送路５Ａ１及び５Ａ２（５Ｂ１及び５Ｂ２）を通じて伝送される態様を適用したものに相当する。
【０１３４】
そのため、図２０において、図１９に例示した光フィルタ２５及び合波器２７は不要である。分岐比可変光分岐器１４にて分岐された励起光が、合波器１７ｂ及び１８ｂを通じて信号光の伝送方向とは逆方向にＥＤＦ１１及び１２へ導入される点は、図１９の構成例と同様である。
【０１３５】
（逆方向励起構成）
図１１及び図１７〜図２０に例示した光増幅中継器１の構成は、いずれも遠隔励起光がアップストリーム側から受信される構成であるが、図２１及び図２２に例示するように、遠隔励起光が逆方向のダウンストリーム側から受信される構成であってもよい。
【０１３６】
図２１は、ダウンストリーム側（光伝送路５Ｂ）から受信される励起光を用いてＥＤＦ１１及び１２がそれぞれ「前方励起」される構成例を示す。図２２は、ダウンストリーム側（光伝送路５Ｂ）から受信される励起光を用いてＥＤＦ１１及び１２がそれぞれ「後方励起」される構成例を示す。
【０１３７】
図２１及び図２２に例示するいずれの構成でも、光伝送路５Ａ及び５Ｂにおいて、励起光が、信号光とは逆方向に伝送される。そのため、図１１、図１７及び図１９に例示した、光フィルタ２５、光分岐器２６及び合波器２７が、それぞれ、光フィルタ２５ａ、光分岐器２６ａ及び合波器２７ａに代替される。また、図２１及び図２２において、光リミッタ２８ＡＬＣは、励起光がアップストリーム側へ伝送（中継）されるため、光フィルタ２５ａと光分岐器２６との間に備えられる。光リミッタ２８ＡＬＣによって、アップストリーム側へ中継される励起光の、伝送路ロスに依存したパワー変動を、既述のように抑制できる。なお、光リミッタ２８ＡＰＣの配置位置については既述の構成例（図１７〜図２０参照）と変わりない。
【０１３８】
光フィルタ２５ａは、アップストリーム側の光伝送路５Ａから受信される信号光を合波器１７へ出力し、かつ、光リミッタ２８ＡＬＣから受信される励起光を光伝送路５Ａへ出力する。光フィルタ２５ａは、光サーキュレータを用いて実現されてよい。
【０１３９】
光フィルタ２７ａは、ＶＯＡ１４ａを通じてＥＤＦ１２から入力される信号光をダウンストリーム側の光伝送路５Ｂへ出力し、かつ、光伝送路５Ｂから受信される励起光を光分岐器２６ａへ出力する。
【０１４０】
光分岐器２６ａは、光フィルタ２７ａを通過した励起光を分岐して、分岐励起光の一方を分岐比可変光分岐器１４側（光リミッタ２８ＡＰＣ）へ出力し、かつ、分岐励起光の他方を光伝送路５Ａ側（光リミッタ２８ＡＬＣ）へ出力する。
【０１４１】
図２１において、分岐比可変光分岐器１４で分岐された励起光がそれぞれ合波器１７及び１８を通じて信号光の伝送方向と同じ方向にＥＤＦ１１及び１２に導入されて、ＥＤＦ１１及び１２がそれぞれ前方励起される点は、図１７の構成例と同様である。
【０１４２】
一方、図２２において、分岐比可変光分岐器１４で分岐された励起光がそれぞれ合波器１７ｂ及び１８ｂを通じて信号光の伝送方向とは逆方向にＥＤＦ１１及び１２に導入されて、ＥＤＦ１１及び１２がそれぞれ後方励起される点は、図１９の構成例と同様である。
【０１４３】
なお、図２１及び図２２に例示した光増幅中継器１の構成において、図１８及び図２０に例示したように、信号光と励起光とが個別の光伝送路５Ａ１及び５Ａ２（５Ｂ１及び５Ｂ２）にて伝送される態様を適用してもよい。また、光増幅中継器１において、遠隔励起光は、アップストリーム側及びダウンストリーム側の双方向から受信されてもよい。
【０１４４】
更に、光増幅中継器１のＥＤＦ１１及び１２は、分岐比可変光分岐器１４にて分岐された励起光によって、一方が「前方励起」され、他方が「後方励起」されてもよいし、双方向励起されてもよい。
【０１４５】
いずれの態様であっても、温度依存性の分岐比可変光分岐器１４によるＥＤＦ１１及び１２のゲインチルトの自律的な補償や、光リミッタ２８による励起光パワーの変動抑制を実現できる。
【０１４６】
（分岐比可変光分岐器１４の他の適用例）
上述した温度依存性の分岐比可変光分岐器１４は、例えば図２３に示すように、複数の光源（例えば、ＬＤ）１３−１〜１３−Ｎ（Ｎは２以上の整数）の出力光（レーザ光）を合波する合波器４１の後段に設けられてよい。この場合、分岐比可変光分岐器１４は、合波器４１で合波されたレーザ光を温度に応じた分岐比で分岐出力することが可能である。
【０１４７】
したがって、ＬＤ１３−ｉ（ｉ＝１〜Ｎのいずれか）１つあたりの出力光パワーを抑制して各ＬＤ１３−ｉの長寿命化を図りつつ、必要とされるパワーの励起光をマルチキャストすることが可能となる。
【０１４８】
なお、上述した実施形態では、温度に依存して分岐比を可変にする対象が励起光である例について説明したが、当該対象は励起光に限られない。信号光等の他の光が、温度依存性の分岐比可変対象であってもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１  光増幅装置（光増幅中継器）
２  放熱器（ヒートシンク）
３  断熱材
５Ａ，５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｂ１，５Ｂ２  光伝送路
１１，１２  光増幅媒体（ＥＤＦ）
１３，１３−１〜１３−Ｎ  光源（ＬＤ）
１４  光分岐器（分岐比可変光分岐器）
１４ａ  可変光減衰器（ＶＯＡ）
１５  利得等化器（ゲインイコライザ：ＧＥＱ）
１６  可変光減衰器（ＶＯＡ）
１７，１７ａ，１７ｂ，１８，１８ａ，１８ｂ，２６，２７，４１  合波器
１９，２１，２６，２６ａ  光分岐器
２０  受光素子（ＰＤ）
２５，２５ａ，２７ａ  光フィルタ
２８，２８ＡＬＣ，２８ＡＰＣ  光リミッタ
２９，２９ａ  光アイソレータ（ＩＳＯ）
３０  バイメタル
３１，３２，７０  金属板
４０  ガイドレール
５０  固定部材
６１，６２  支持部材
６３，６４  クランク部材
８０  筐体
１４１，１４１−１，１４１−２  ファラデー回転子
１４０，１４２，１４２−１，１４２−２  偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１４３−１，１４３−２  合波器
１４５，１４６  永久磁石
２８１  非線形媒質
２８２  線形媒質
６１１，６２１，６３１，６３２，６４１，６４２  可動リンク機構
【図１】
2015200728.tif 000003
【図２】
2015200728.tif 000004
【図３】
2015200728.tif 000005
【図４】
2015200728.tif 000006
【図５】
2015200728.tif 000007
【図６】
2015200728.tif 000008
【図７】
2015200728.tif 000009
【図８】
2015200728.tif 000010
【図９】
2015200728.tif 000011
【図１０】
2015200728.tif 000012
【図１１】
2015200728.tif 000013
【図１２】
2015200728.tif 000014
【図１３】
2015200728.tif 000015
【図１４】
2015200728.tif 000016
【図１５】
2015200728.tif 000017
【図１６】
2015200728.tif 000018
【図１７】
2015200728.tif 000019
【図１８】
2015200728.tif 000020
【図１９】
2015200728.tif 000021
【図２０】
2015200728.tif 000022
【図２１】
2015200728.tif 000023
【図２２】
2015200728.tif 000024
【図２３】
2015200728.tif 000025