(57)【要約】【課題】小さな拡張単位で順次増幅帯域を柔軟に拡張できること。【解決手段】平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することが可能な増幅帯域拡張機能を有した励起用光源ユニット２において、現増幅帯域をカバーする励起光を出力する１以上のＬＤモジュールＬＤ１〜ＬＤ３，ＬＤ１１〜ＬＤ１３と、拡張される増幅帯域をカバーする励起光を出力する１以上のＬＤモジュールＬＤ１６，ＬＤ１７と、ＬＤモジュールＬＤ１〜ＬＤ３，ＬＤ１１〜ＬＤ１７の励起光出力の再設定を所定条件下で制御して全増幅帯域の平坦化を行う設定制御部とを備える。【選択図】　　　図２
2004104051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することが可能な増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置において、
前記現増幅帯域をカバーする励起光を出力する１以上の現励起光源と、
拡張される増幅帯域をカバーする励起光を出力する１以上の追加励起光源と、
前記１以上の現励起光源と前記１以上の追加励起光源とを含めた各励起光源の励起光出力の再設定を制御して全増幅帯域の平坦化を行う設定制御手段と、
を備えたことを特徴とする増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項２】
前記設定制御手段は、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように各励起光源の励起光出力を再設定することを特徴とする請求項１に記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項３】
前記設定制御手段は、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力Ｐ（ｍＷ）が
Ｐ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇ
を満足するように各励起光源の励起光出力を再設定することを特徴とする請求項１に記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
ただし、ｎは、励起波長数であり、Ｇは、ラマン利得（ｄＢ）であり、Ｃ１およびＣ２は、当該ラマン増幅励起用光源装置が適用される増幅器毎に設定される定数である。
【請求項４】
前記設定制御手段は、増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項５】
前記設定制御手段は、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項６】
前記設定制御手段は、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項７】
前記設定制御手段は、帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力または最も短い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項８】
前記設定制御手段は、帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項９】
各励起光源の最小励起光周波数間隔は、約１ＴＨｚであり、ラマン利得は、約１０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項１０】
各励起光源の最小励起光周波数間隔は、約２ＴＨｚであり、ラマン利得は、約５ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項１１】
各励起光源から出力された励起光を合波する合波器を備え、
前記合波器は、マッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項１２】
前記１以上の現励起光源が設けられ、入力された励起光を合波して出力する基本ユニットに、前記１以上の追加励起光源を有した追加ユニットをコネクタ接続によって増設することを特徴とする増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載した増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置を用いて入力された信号光をラマン増幅することを特徴とするラマン増幅器。
【請求項１４】
平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張する際に用いられる各励起光源の励起光出力を設定する増幅帯域拡張設定方法において、
現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、
増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように各励起光源の励起光出力を決定する決定ステップと、
前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定する再設定ステップと、
を含むことを特徴とする増幅帯域拡張設定方法。
【請求項１５】
平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張する際に用いられる各励起光源の励起光出力を設定する増幅帯域拡張設定方法において、
現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、
増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力Ｐ（ｍＷ）が
Ｐ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇ
を満足するように各励起光源の励起光出力を決定する決定ステップと、
前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定する再設定ステップと、
を含むことを特徴とする増幅帯域拡張設定方法。
ただし、ｎは、励起波長数であり、Ｇは、ラマン利得（ｄＢ）であり、Ｃ１およびＣ２は、当該ラマン増幅励起用光源装置が適用される増幅器毎に設定される定数である。
【請求項１６】
平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張する際に用いられる各励起光源の励起光出力を設定する増幅帯域拡張設定方法において、
現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、
増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする第１条件、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とし、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする第２条件、および帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力または最も短い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする第３条件の各条件を満足する各励起光波長毎の励起光出力を決定する決定ステップと、
前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定する再設定ステップと、
を含むことを特徴とする増幅帯域拡張設定方法。
【請求項１７】
前記決定ステップは、
増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする第１条件、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とし、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする第２条件、および帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする第４条件の各条件を満足する各励起光波長毎の励起光出力を決定することを特徴とする請求項１６に記載の増幅帯域拡張設定方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか一つに記載した増幅帯域拡張設定方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することが可能な増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置、これを用いたラマン増幅器、増幅帯域拡張設定方法およびそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年におけるインターネットの普及に伴って情報伝送量が急増し、これに対応する伝送システムの伝送容量の増大化、高密度化が望まれている。１つのＷＤＭシステムにおける伝送可能な容量を拡大する方法として、信号帯域を拡張する方法がある。ＷＤＭシステムに用いられるラマン増幅器の利得波長帯域を拡張する従来の技術としては、Ｃバンドと呼ばれる約１５３０ｎｍから１５６５ｎｍの波長帯から、Ｌバンドと呼ばれる約１５６５ｎｍから１６２５ｎｍの波長帯まで利得波長帯域を拡張する方法がある。すなわち、Ｃバンドから（Ｃ＋Ｌ）バンドに一度に利得波長帯域を拡張する方法である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７３８５２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５８４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、必要以上に大きな増幅帯域を拡張する必要がない場合には、余分な設備投資を行ってしまうという問題点があった。すなわち、初期投資を抑え、設備投資費を回収しながら少しずつ増幅帯域を拡張したい場合がある。つまり、市場的には、従来に比して、さらに小さい拡張単位で平坦な増幅帯域を拡張することができる柔軟なラマン増幅器の出現が要望されていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、小さな拡張単位で順次増幅帯域を柔軟に拡張することができる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置、これを用いたラマン増幅器、増幅帯域拡張設定方法およびそのプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することが可能な増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置において、前記現増幅帯域をカバーする励起光を出力する１以上の現励起光源と、拡張される増幅帯域をカバーする励起光を出力する１以上の追加励起光源と、前記１以上の現励起光源と前記１以上の追加励起光源とを含めた各励起光源の励起光出力の再設定を制御して全増幅帯域の平坦化を行う設定制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この請求項１の発明によれば、設計制御手段が、１以上の現励起光源と１以上の追加励起光源とを含めた各励起光源の励起光出力の再設定を所定条件下で制御して全増幅帯域の平坦化を行うようにしているので、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することができ、柔軟な増幅帯域の拡張を行うことができる。
【０００８】
また、請求項２にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように各励起光源の励起光出力を再設定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力Ｐ（ｍＷ）がＰ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇを満足するように各励起光源の励起光出力を再設定することを特徴とする。ただし、ｎは、励起波長数であり、Ｇは、ラマン利得（ｄＢ）であり、Ｃ１およびＣ２は、当該ラマン増幅励起用光源装置が適用される増幅器毎に設定される定数である。
【００１０】
また、請求項４にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力または最も短い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記設定制御手段は、帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする条件のもとに再設定を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、各励起光源の最小励起光周波数間隔は、約１ＴＨｚであり、ラマン利得は、約１０ｄＢ以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、各励起光源の最小励起光周波数間隔は、約２ＴＨｚであり、ラマン利得は、約５ｄＢ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、各励起光源から出力された励起光を合波する合波器を備え、前記合波器は、マッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２にかかる増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置は、上記の発明において、前記１以上の現励起光源が設けられ、入力された励起光を合波して出力する基本ユニットに、前記１以上の追加励起光源を有した追加ユニットをコネクタ接続によって増設することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１３にかかるラマン増幅器は、請求項１〜１２のいずれか一つに記載した増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置を用いて入力された信号光をラマン増幅することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１４にかかる増幅帯域拡張設定方法は、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張する際に用いられる各励起光源の励起光出力を設定する増幅帯域拡張設定方法において、現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように各励起光源の励起光出力を決定する決定ステップと、前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定する再設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
この請求項１４の発明によれば、取得ステップによって、現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得し、決定ステップによって、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように各励起光源の励起光出力を決定し、再設定ステップによって、前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定するようにし、幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することができ、柔軟な増幅帯域の拡張を行うことを実現している。
【００２２】
また、請求項１５にかかる増幅帯域拡張設定方法は、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張する際に用いられる各励起光源の励起光出力を設定する増幅帯域拡張設定方法において、現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力Ｐ（ｍＷ）がＰ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇを満足するように各励起光源の励起光出力を決定する決定ステップと、前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定する再設定ステップと、を含むことを特徴とする。ただし、ｎは、励起波長数であり、Ｇは、ラマン利得（ｄＢ）であり、Ｃ１およびＣ２は、当該ラマン増幅励起用光源装置が適用される増幅器毎に設定される定数である。
【００２３】
また、請求項１６にかかる増幅帯域拡張設定方法は、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張する際に用いられる各励起光源の励起光出力を設定する増幅帯域拡張設定方法において、現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする第１条件、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とし、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする第２条件、および帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力または最も短い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする第３条件の各条件を満足する各励起光波長毎の励起光出力を決定する決定ステップと、前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定する再設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１７にかかる増幅帯域拡張設定方法は、上記の発明において、前記決定ステップは、現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得する取得ステップと、増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする第１条件、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とし、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする第２条件、および帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする第４条件の各条件を満足する各励起光波長毎の励起光出力を決定することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１８にかかるプログラムは、請求項１４〜１７のいずれか一つに記載した増幅帯域拡張設定方法をコンピュータに実行させるようにしている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である増幅帯域拡張機能を有したラマン増幅励起用光源装置、これを用いたラマン増幅器、増幅帯域拡張設定方法およびそのプログラムについて説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるラマン増幅器の概要構成を示す図である。図１において、このラマン増幅器は、励起用光源装置１を有し、この励起用光源装置１が、複数の励起光波長を有した励起光Ｓ２を、ＷＤＭカプラ１４を介して増幅用ファイバ１３に出力する後方励起方式を採用している。ここで、アイソレータ１２を介して、増幅対象の信号光Ｓ１が増幅用ファイバ１３に入力されると、この信号光Ｓ１は増幅されてアイソレータ１５を介し、増幅信号光Ｓ３としてモニタ光分配用カプラ１６に入力される。モニタ光分配用カプラ１６は、増幅信号光Ｓ３の一部を励起用光源装置１に出力し、残りの増幅信号光Ｓ３は、増幅された信号光Ｓ４として出力ファイバ１７に出力される。なお、この実施の形態１では、後方励起方式を採用しているが、この実施の形態１および以下に述べる実施の形態では、この後方励起方式に限らず、前方励起方式あるいは前方励起と後方励起とを併用した双方向励起方式にも適用することができる。
【００２８】
励起用光源装置１は、励起用光源ユニット２、制御回路３および設定制御部４を有する。励起用光源ユニット２は、複数の励起用波長の励起光を合波し、励起光Ｓ２として出力する。制御回路３は、モニタ光分配用カプラ１６から入力された増幅信号光Ｓ３の一部の光をもとに、励起用光源ユニット２内の各半導体レーザのレーザ出力状態、たとえば光出力を制御し、ラマン増幅の利得帯域が平坦な特性となるようにフィードバック制御を行う。なお、設定制御部４は、励起用光源ユニット２に新たな励起光源が追加された場合に、この新たな励起光源を含めた全励起光源に対して、拡張された増幅帯域が平坦な特性となるように各励起光源に対する励起光出力の初期値を再設定する制御を制御回路３に指示する。
【００２９】
ここで、図２を参照して、励起用光源ユニット２の詳細構成について説明する。図２において、励起用光源ユニット２は、基本ユニット２１と追加ユニット２２ａ〜２２ｄとから構成され、光コネクタＣ１ａ〜Ｃ１ｄ，Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄによって接続される。基本ユニット２１は、拡張前の増幅帯域を形成する励起光源であるレーザダイオード（ＬＤ）モジュールＬＤ１〜ＬＤ３とマッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器２４とを有する。マッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器２４には、ＬＤモジュールＬＤ１〜ＬＤ３から出力された励起光がファイバを介して入力されるとともに、コネクタＣ１ａ〜Ｃ１ｄから光ファイバを介して励起光が入力される。マッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器２４は、入力された各波長の励起光を合波し、励起光Ｓ２として出力する。なお、ＬＤモジュールＬＤ２，ＬＤ３から出力された励起光は、偏波合成器２３によって偏波合成されてマッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器２４に出力される。偏波合成を行うのは、デポラライズによって偏波依存性がなくなり、ラマン増幅の安定化を図るためである。なお、ＬＤモジュールＬＤ１のように１つの波長の励起光を出力するＬＤモジュールの場合、ＬＤモジュールから出力されたレーザ光を非偏光化する手段を設けるようにしてもよい。
【００３０】
一方、追加ユニット２２ａ〜２２ｄは、１以上のＬＤモジュールを有する励起光源のユニットであり、光コネクタＣ１ａ〜Ｃ１ｄに接続可能なコネクタＣ２ａ〜Ｃ２ｄを有する。なお、追加ユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｄは、それぞれ２つのＬＤモジュールＬＤ１１，ＬＤ１２、ＬＤ１３，ＬＤ１４、ＬＤ１６，ＬＤ１７を有し、偏波合成器２３によって偏波合成して外部に励起光を出力する。一方、追加ユニット２２ｃは、一つの励起光のみを出力するＬＤモジュールＬＤ１５を有する。
【００３１】
ここで、追加ユニット２２ａ〜２２ｃは、増幅帯域の拡張のために、既に追加構成されたユニットであり、追加ユニット２２ｄは、ここからさらに増幅帯域を拡張するために追加構成するユニットを示している。このような追加ユニット２２ａ〜２２ｄの追加構成によって、小さな増幅帯域を段階的に拡張することができる。なお、上述した励起用光源ユニット２では、４つの追加ユニット２２ａ〜２２ｄについて示したが、さらに追加ユニットを追加できる構成としてもよい。この場合、さらに接続用の光コネクタを設けるようにすればよい。また、上述した基本ユニット２１は、マッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器２４を用いているが、このマッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器２４は、ファイバ型であってもよいし、ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ　Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）型であってもよい。また、高出力の励起光を出力するＬＤモジュールが存在する場合には、他のＬＤモジュールに対してマッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器によって合波し、その後ロスの少ないＷＤＭ波長合波器によって最終的に合波するようにしてもよい。
【００３２】
つぎに、図３を参照して、設定制御部４による増幅帯域拡張に伴う励起光出力制御処理手順について説明する。なお、ここでは、増幅帯域の拡張を、短波長方向に行う場合であり、各励起光周波数間隔が１ＴＨｚであり、ラマン利得が約１０ｄＢ以下である場合について説明する。図３において、まず設定制御部４は、追加ユニットの増設があったか否かを判断する（ステップＳ１０１）。この追加ユニットの増設があったか否かの判断は、たとえば基本ユニット２１の光コネクタＣ１ａ〜Ｃ１ｄに新たな追加ユニットが接続されたか否かによって判断することができる。あるいは、操作者が追加ユニットを追加構成する際に、追加ユニットの励起光波長を入力した段階で、追加ユニットの増設があったとして判断するようにしてもよい。追加ユニットの増設がない場合（ステップＳ１０１，ＮＯ）には、本処理を終了する。
【００３３】
一方、追加ユニットの増設があった場合（ステップＳ１０１，ＹＥＳ）には、さらに次のような処理を行う。すなわち、まず全励起波長の取得および追加ユニットの増設前各段階の励起光出力のデータの取得を行い（ステップＳ１０２）、既に設置されているＬＤモジュールと新たに追加するＬＤモジュールとが有する励起光源の全てについて、つぎの第１〜第３の条件を満足する励起光出力の組み合わせを決定する（ステップＳ１０３）。
【００３４】
ここで、第１の条件とは、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長に要求される励起光出力は、帯域幅が広がるにつれて小さくなることである。また、第２の条件とは、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることである。さらに、第３の条件とは、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力が、その段階における各励起光出力の最大となることである。
【００３５】
その後、決定した励起光出力を、各励起波長を出力する励起光源毎に再設定する指示を制御回路３に対して指示し（ステップＳ１０４）、設定制御処理を終了する。なお、設定制御部４による再設定は、増幅帯域の拡張時における初期設定であり、その後の各励起光源に対する微細な励起光出力制御などは、制御回路３によって行われる。
【００３６】
ここで、具体例を示して上述した設定制御部４の再設定について説明する。なお、ここで用いた増幅用ファイバ１３は、非ゼロ分散シフトファイバであるＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ（Ｒ）である。また、各ＬＤモジュールは、ＦＧＢ付き半導体レーザである。図４は、励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図５は、図４に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図６は、図４に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。なお、図６において、励起光源数内の各励起光源はそれぞれ波長順に並べている。
【００３７】
図４および図５に示すように、第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、これを満足している。
【００３８】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図５において、たとえば励起波長１４４４．８ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４４４．８ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が６個のときである。したがって、励起光源数６個で励起波長１４４４．８ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４４４．８ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００３９】
さらに、第３の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図６において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定される。
【００４０】
このような第１〜第３の条件を満足されることによって、短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図４に示すような平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００４１】
なお、上述した図４〜図６に示した結果はシミュレーション結果である。これに対し、図７および図８は、図４〜図６に示したシミュレーション結果に対応し、図１に示したラマン増幅器に適用した場合の実験結果である。図７は、図４に対応し、帯域拡張の各段階をパラメータとした、波長に対するラマン利得の関係を示す図である。また、図８は、帯域拡張の各段階をパラメータとした、各励起光源の励起波長に対する各励起光出力の関係を示す図であり、シミュレーション結果と実験結果とを比較した図である。なお、後述する実施の形態２〜５，７〜１２もシミュレーション結果が示されている。
【００４２】
この図７および図８に示した実験結果は、図４〜図６に示したシミュレーションによる各励起光出力を初期値に設定し、その後、ラマン利得がシミュレーション結果に一致するように微調整している。具体的に、ラマン利得が１０．２５ｄＢで上揃えになるように各励起光出力を微調整した。この結果が、図７に示した波長に対するラマン利得の関係であり、図８では実線で示した各励起波長に対する励起光出力の関係である。図８に示すように、各励起波長に対する励起光出力の実験結果は、上述した第１〜第３の条件を満足し、破線で示したシミュレーション結果に近似している。なお、この実験結果は、上述したシミュレーション結果に完全に一致はしていないが、上述した第１〜第３の条件を満足する実験結果であればよい。
【００４３】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、ラマン利得を約１０ｄＢ以下に設定していたが、この実施の形態２では、ラマン利得を約５ｄＢ以下に設定するようにしている。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００４４】
図９は、励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図１０は、図９に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図１１は、図９に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００４５】
図９および図１０に示すように、第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、これを満足している。
【００４６】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図１０において、たとえば励起波長１４４４．８ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４４４．８ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が６個のときである。したがって、励起光源数６個で励起波長１４４４．８ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４４４．８ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００４７】
さらに、第３の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図１１において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定される。
【００４８】
この実施の形態２では、実施の形態１と同様に、第１〜第３の条件を満足されることによって、短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図９に示すような平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００４９】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１ではラマン利得を約１０ｄＢ以下に設定し、また実施の形態２ではラマン利得を約５ｄＢ以下に設定するようにしていたが、この実施の形態３では、ラマン利得を約１５ｄＢ以下に設定するようにしている。その他の構成は実施の形態１，２と同じである。
【００５０】
ただし、設定制御部４は、図１２に示すフローチャートに従って設定制御処理を行う。ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０４は、図３に示したステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４と同じである。ステップＳ２０３は、ステップ１０３に対応し、各励起光源の励起光出力の組み合わせを決定するが、ステップＳ１０３の第３の条件に代えて次の第４の条件を用いて決定する。
【００５１】
すなわち、第３の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力が、その段階における各励起光出力の最大となることであったが、これに代えて、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力が、その段階における各励起光出力の最大となることを、第４の条件とし、第３の条件に比して緩やかな条件としている。
【００５２】
図１３は、励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図１４は、図１３に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図１５は、図１３に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００５３】
図１３および図１４に示すように、第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、これを満足している。
【００５４】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図１４において、たとえば励起波長１４４４．８ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４４４．８ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が６個のときである。したがって、励起光源数６個で励起波長１４４４．８ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４４４．８ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００５５】
さらに、第４の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図１５において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も波長が短い励起波長１４５１．８ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定され、図１３〜図１５では、最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。同様に、励起光源数９個の場合、９個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、９個の励起光の中で最大になるように設定され、図１３〜図１５では、最も短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。
【００５６】
この実施の形態３では、実施の形態１，２で示した第１〜第３の条件のうち、第３の条件を緩やかにした第４条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図１３に示すような平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００５７】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１では、増幅用ファイバとしてＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳを用いていたが、この実施の形態４では、ＳＭＦを用いている。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００５８】
図１６は、励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＳＭＦ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図１７は、図１６に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図１８は、図１６に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００５９】
図１６および図１７に示すように、第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、これを満足している。
【００６０】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図１７において、たとえば励起波長１４４４．８ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４４４．８ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が６個のときである。したがって、励起光源数６個で励起波長１４４４．８ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４４４．８ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００６１】
さらに、第３の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図１８において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定される。
【００６２】
この実施の形態４では、実施の形態１と同様に、第１〜第３の条件を満足されることによって、ＳＭＦであっても短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図１６に示すような平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００６３】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態１〜４ではいずれも増幅帯域の拡張方向が短波長方向であったが、この実施の形態５では、増幅帯域を長波長方向に段階的に拡張するものである。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００６４】
ただし、設定制御部４は、図１９に示すフローチャートに従って設定制御処理を行う。ステップＳ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０４は、図３に示したステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４と同じである。ステップＳ３０３は、ステップ１０３に対応し、各励起光源の励起光出力の組み合わせを決定するが、ステップＳ１０３の第２の条件に代えて次の第５の条件を用いて決定する。
【００６５】
すなわち、第５の条件は、ある波長に要求される励起光出力はその励起波長が最も長い波長のときに最大となるということである。これは、増幅帯域の拡張方向が長波長方向であることに対応させたものであるといえる。
【００６６】
図２０は、励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、長波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図２１は、図２０に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図２２は、図２０に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００６７】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長に要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図２１および図２２において、たとえば、励起光源数２個のときに用いられる励起光源のなかで最も長い励起波長１４４４．８ｎｍに要求される励起光出力に比して、帯域幅が広がり、励起光源数３個のときに用いられる励起光源のなかで最も長い励起波長１４５１．８ｎｍに要求される励起光出力を小さくし、図２１および図２２では、この条件を満足している。
【００６８】
また、第５の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も長い波長のときに最大となることであり、図２１において、たとえば励起波長１４５１．８ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４５１．８ｎｍが最も長い波長となるときは、励起光源数が３個のときである。したがって、励起光源数３個で励起波長１４５１．８ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４５１．８ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００６９】
さらに、第３の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図２２において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４６６．０ｎｍにおける励起光出力が、５個の励起光の中で最大になるように設定されている。
【００７０】
この実施の形態５では、実施の形態１で示した第１〜第３の条件のうち、第２の条件を第５条件に代え、これらの条件を満足させることによって、長波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図２０に示すような平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００７１】
（実施の形態６）
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。この実施の形態６では、上述した実施の形態１〜５に示した結果をまとめ、帯域拡張の各段階における励起波長数と全励起光出力との関係からさらに帯域拡張時における新たな条件をみいだしている。
【００７２】
図２３は、実施の形態１〜５毎に、帯域拡張の各段階における励起波長数に対する全励起光出力の関係を示している。図２３に示すように、各実施の形態１〜５に対する各段階の全励起光出力は、励起波長数の増大とともに直線的に増大し、比例した関係を有する。ここで、励起波長数は、増幅帯域に比例しているため、全励起光出力は、増幅帯域に比例している。この比例関係は、換言すれば、帯域拡張の各段階における全励起光出力は、励起波長数に比例しなければならないという制限を与える。
【００７３】
したがって、図２４に示すように、たとえば実施の形態１に対応した各励起波長毎の励起光出力を決定する処理を行う場合、ステップＳ１０３’に示すように、第１〜第３の条件に、帯域拡張の各段階における全励起光出力が励起波長数に比例すること、を新たな条件として加えて、各励起波長毎の励起光出力を決定することができる。この場合、新たな条件が加わったことによって、各励起波長毎の励起光出力の値を絞り込むことができ、迅速かつ的確な決定処理を行うことができる。なお、ステップＳ１０３’において、第１〜第３の条件を外し、この新たな条件のみによって各励起波長毎の励起光出力を決定することもできる。さらに、この新たな条件は、本発明以外の、この新たな条件自身と矛盾しない任意の全く異なった励起光出力を規定する条件と組み合わせてもよい。
【００７４】
さらに、この比例関係は、全励起光出力（ｍＷ）を「Ｐ」とし、励起波長数を「ｎ」とし、ラマン利得（ｄＢ）を「Ｇ」とし、図１に示したラマン増幅器毎に設定される定数を「Ｃ１」，「Ｃ２」とすると、全励起光出力Ｐは、次式（１）で表すことができる。
Ｐ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
【００７５】
ここで、図２５は、各実施の形態１〜５に対して上述した式（１）を表す場合の定数Ｃ１，Ｃ２の値を示している。図２５に示すように、実施の形態１〜３は、ほぼ同じ定数Ｃ１，Ｃ２の値を有し、共通の定数Ｃ１，Ｃ２として用いることができる。なお、実施の形態５の定数Ｃ１，Ｃ２も、実施の形態１〜３の定数Ｃ１，Ｃ２に近似した値を有している。なお、実施の形態４の定数Ｃ１，Ｃ２は、他の実施の形態１〜３，５の定数Ｃ１，Ｃ２に比してやや異なる値を有しているが、実施の形態４の場合には、実施の形態４の定数Ｃ１，Ｃ２を用いればよい。
【００７６】
また、図２５において、実施の形態１〜３，５のように、ファイバの種類が同じである場合、各実施の形態１〜３，５の定数Ｃ１，Ｃ２はほぼ同じ値を用いることができる。また、上述した式（１）は、帯域拡張の方向（長波長方向または短波長方向）には無関係に適用することができる。
【００７７】
したがって、図２６に示すように、たとえば実施の形態１に対応した各励起波長毎の励起光出力を決定する処理を行う場合、ステップＳ１０３”に示すように、第１〜第３の条件に、上述した式（１）の関係をもつこと、を新たな条件として加えて、各励起波長毎の励起光出力を決定することができる。この場合、新たな条件が加わったことによって、各励起波長毎の励起光出力の値を絞り込むことができ、迅速かつ的確な決定処理を行うことができる。なお、ステップＳ１０３”において、第１〜第３の条件を外し、この新たな条件のみによって各励起波長毎の励起光出力を決定することもできる。
【００７８】
なお、上述した式（１）の定数Ｃ１，Ｃ２が設定されると、ラマン利得Ｇが変化しても、容易に全励起光出力を予測することができる。
【００７９】
（実施の形態７）
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。上述した実施の形態１では励起光周波数間隔が１ＴＨｚであったが、この実施の形態７では励起光周波数間隔を２ＴＨｚにしている。その他の構成は実施の形態１と同じである。設定制御部４の設定制御は、実施の形態３と同じである。
【００８０】
図２７は、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図２８は、図２７に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図２９は、図２７に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００８１】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図２８に示すように、これを満足している。
【００８２】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図２８において、たとえば励起波長１４５１．８ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４５１．８ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が３個のときである。したがって、励起光源数３個で励起波長１４５１．８ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４５１．８ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００８３】
さらに、第４の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図２９において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定され、図２７〜図２９では、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。同様に、励起光源数４個の場合、４個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も短い励起波長１４３７．９ｎｍにおける励起光出力を、４個の励起光の中で最大になるように設定され、図２７〜図２９では、最も長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。
【００８４】
この実施の形態７では、実施の形態１で示した第１〜第３の条件のうち、第３の条件を緩やかにした第４条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、励起光周波数間隔が２ＴＨｚの場合であっても短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図２７に示すような平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００８５】
なお、上述した図２７〜図２９に示した結果はシミュレーション結果である。これに対し、図３０および図３１は、図２７〜図２９に示したシミュレーション結果に対応し、図１に示したラマン増幅器に適用した場合の実験結果である。図３０は、図２７に対応し、帯域拡張の各段階をパラメータとした、波長に対するラマン利得の関係を示す図である。また、図３１は、帯域拡張の各段階をパラメータとした、各励起光源の励起波長に対する各励起光出力の関係を示す図であり、シミュレーション結果と実験結果とを比較した図である。
【００８６】
この図３０および図３１に示した実験結果は、図２７〜図２９に示したシミュレーションによる各励起光出力を初期値に設定し、その後、ラマン利得がシミュレーション結果に一致するように微調整している。具体的に、ラマン利得が１０．３０ｄＢで上揃えになるように各励起光出力を微調整した。この結果が、図３０に示した波長に対するラマン利得の関係であり、図３１では実線で示した各励起波長に対する励起光出力の関係である。図３１に示すように、各励起波長に対する励起光出力の実験結果は、上述した第１，第２および第４の条件を満足し、破線で示したシミュレーション結果に近似している。なお、この実験結果は、上述したシミュレーション結果に完全には一致していないが、上述した第１，第２および第４の条件を満足する実験結果であればよい。
【００８７】
（実施の形態８）
つぎに、この発明の実施の形態８について説明する。上述した実施の形態２では励起光周波数間隔が１ＴＨｚであったが、この実施の形態８では励起光周波数間隔を２ＴＨｚにしている。その他の構成は実施の形態２と同じである。設定制御部４の設定制御は、実施の形態１と同じである。
【００８８】
図３２は、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図３３は、図３２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図３４は、図３２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００８９】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図３３に示すように、これを満足している。
【００９０】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図３３において、たとえば励起波長１４６６．０ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４６６．０ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が２個のときである。したがって、励起光源数２個で励起波長１４６６．０ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４６６．０ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００９１】
さらに、第３の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図３４において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定される。
【００９２】
この実施の形態８では、実施の形態２で示した第１〜第３の条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、励起光周波数間隔が２ＴＨｚの場合であっても、短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図３２に示すようなラマン利得が約５ｄＢ以下で、平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００９３】
（実施の形態９）
つぎに、この発明の実施の形態９について説明する。上述した実施の形態３では励起光周波数間隔が１ＴＨｚであったが、この実施の形態９では励起光周波数間隔を２ＴＨｚにしている。その他の構成は実施の形態３と同じである。
【００９４】
図３５は、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図３６は、図３５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図３７は、図３５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【００９５】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図３６に示すように、これを満足している。
【００９６】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図３６において、たとえば励起波長１４６６．０ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４６６．０ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が２個のときである。したがって、励起光源数２個で励起波長１４６６．０ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４６６．０ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【００９７】
さらに、第４の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図３７において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定され、図３５〜図３７では、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。同様に、励起光源数３個の場合、３個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も短い励起波長１４５１．８ｎｍにおける励起光出力を、３個の励起光の中で最大になるように設定され、図３５〜図３７では、最も長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。
【００９８】
この実施の形態９では、実施の形態３で示した第１，第２，第４の条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、励起光周波数間隔が２ＴＨｚの場合であっても短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図３５に示すような、ラマン利得が約１５ｄＢ以下の平坦な増幅帯域を維持することができる。
【００９９】
（実施の形態１０）
つぎに、この発明の実施の形態１０について説明する。上述した実施の形態４では励起光周波数間隔が１ＴＨｚであったが、この実施の形態１０では励起光周波数間隔を２ＴＨｚにしている。その他の構成は実施の形態４と同じである。また、設定制御部４の設定制御は実施の形態３と同じである。
【０１００】
図３８は、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＳＭＦ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図３９は、図３８に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図４０は、図３８に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【０１０１】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図３９に示すように、これを満足している。
【０１０２】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図３９において、たとえば励起波長１４６６．０ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４６６．０ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が２個のときである。したがって、励起光源数２個で励起波長１４６６．０ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４６６．０ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【０１０３】
さらに、第４の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図４０において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定され、図３８〜図４０では、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。同様に、励起光源数３個の場合、３個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も短い励起波長１４５１．８ｎｍにおける励起光出力を、３個の励起光の中で最大になるように設定され、図３８〜図４０では、最も長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。
【０１０４】
この実施の形態１０では、ＳＭＦであっても、実施の形態７と同じ結果が得られ、実施の形態４で示した第１〜第３の条件のうち、第３の条件を緩やかにした第４条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、励起光周波数間隔が２ＴＨｚの場合であっても短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図３８に示すような、ラマン利得が約１０ｄＢ以下の平坦な増幅帯域を維持することができる。
【０１０５】
（実施の形態１１）
つぎに、この発明の実施の形態１１について説明する。上述した実施の形態５では励起光周波数間隔が１ＴＨｚであったが、この実施の形態１１では励起光周波数間隔を２ＴＨｚにしている。その他の構成は実施の形態５と同じである。
【０１０６】
ただし、設定制御部４は、図４１に示すフローチャートに従って設定制御処理を行う。ステップＳ４０１，Ｓ４０２，Ｓ４０４は、図１２に示したステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０４と同じである。ステップＳ４０３は、ステップＳ２０３に対応し、各励起光源の励起光出力の組み合わせを決定するが、ステップＳ２０３の第２の条件に代えて次の第５の条件を用いて決定する。
【０１０７】
すなわち、第５の条件は、ある波長に要求される励起光出力はその励起波長が最も長い波長のときに最大となるということである。これは、増幅帯域の拡張方向が長波長方向であることに対応させたものであるといえる。
【０１０８】
図４２は、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、長波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。また、図４３は、図４２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図４４は、図４２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【０１０９】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長に要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図４３において、たとえば、励起光源数２個のときに用いられる励起光源のなかで最も長い励起波長１４５１．８ｎｍに要求される励起光出力に比して、帯域幅が広がり、励起光源数３個のときに用いられる励起光源のなかで最も長い励起波長１４６６．０ｎｍに要求される励起光出力を小さくし、図４３では、この条件を満足している。
【０１１０】
また、第５の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も長い波長のときに最大となることであり、図４３において、たとえば励起波長１４６６．０ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４６６．０ｎｍが最も長い波長となるときは、励起光源数が３個のときである。したがって、励起光源数３個で励起波長１４６６．０ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４６６．０ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【０１１１】
さらに、第４の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図４４において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定され、図４２〜図４４では、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。同様に、励起光源数４個の場合、４個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４８０．５ｎｍにおける励起光出力か、最も短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、４個の励起光の中で最大になるように設定され、図４２〜図４４では、最も長い励起波長１４８０．５ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。
【０１１２】
この実施の形態１１では、実施の形態５で示した第１〜第３の条件のうち、第３の条件を緩やかにした第４条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、励起光周波数間隔が２ＴＨｚの場合であっても長波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図４２に示すような、ラマン利得が約１０ｄＢ以下の平坦な増幅帯域を維持することができる。
【０１１３】
（実施の形態１２）
つぎに、この発明の実施の形態１２について説明する。この実施の形態１２では、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ネットゲインが約−７ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン増幅である。
【０１１４】
図４５は、励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ネットゲイン約−７ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるネットゲインの波長依存性を示す図である。また、図４６は、図４５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。さらに、図４７は、図４５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【０１１５】
第１の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長１４９５．２ｎｍに要求される励起光出力は帯域幅が広がるにつれて小さくなることであり、図４６に示すように、これを満足している。
【０１１６】
また、第２の条件は、ある励起波長に要求される励起光出力は、その励起波長が最も短い波長のときに最大となることであり、図４６において、たとえば励起波長１４６６．０ｎｍに注目すると、各励起光源数において励起波長１４６６．０ｎｍが最も短い波長となるときは、励起光源数が２個のときである。したがって、励起光源数２個で励起波長１４６６．０ｎｍのときに要求される励起光出力が、励起波長１４６６．０ｎｍにおいて最大となるように設定される。
【０１１７】
さらに、第４の条件は、帯域拡張の各段階における最も長い励起波長か、最も短い励起波長の励起光出力がその段階における各励起光出力の最大となることであり、図４７において、たとえば励起光源数５個の場合、５個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力を、５個の励起光の中で最大になるように設定され、図４５〜図４７では、最も波長が短い励起波長１４２４．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。同様に、励起光源数３個の場合、３個の励起光の中で最も波長が長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力か、最も短い励起波長１４５１．８ｎｍにおける励起光出力を、３個の励起光の中で最大になるように設定され、図４５〜図４７では、最も長い励起波長１４９５．２ｎｍにおける励起光出力が最大に設定されている。
【０１１８】
この実施の形態１２では、実施の形態７で示した第１，第２，第４の条件を決定条件とし、これらの条件を満足させることによって、短波長方向への増幅帯域の拡張の各段階において、図４５に示すような、ネットゲインが約−７ｄＢ以下の平坦な増幅帯域を維持することができる。
【０１１９】
（実施の形態１３）
つぎに、この発明の実施の形態１３について説明する。この実施の形態１３では、上述した実施の形態７〜１１に示した結果をまとめ、帯域拡張の各段階における励起波長数と全励起光出力との関係からさらに帯域拡張時における新たな条件をみいだしている。
【０１２０】
図４８は、実施の形態７〜１１毎に、帯域拡張の各段階における励起波長数に対する全励起光出力の関係を示している。図４８に示すように、各実施の形態７〜１１に対する各段階の全励起光出力は、励起波長数の増大とともに直線的に増大し、比例した関係を有する。ここで、励起波長数は、増幅帯域に比例しているため、全励起光出力は、増幅帯域に比例している。この比例関係は、換言すれば、帯域拡張の各段階における全励起光出力は、励起波長数に比例しなければならないという制限を与える。
【０１２１】
したがって、図４９に示すように、たとえば実施の形態７に対応した各励起波長毎の励起光出力を決定する処理を行う場合、ステップＳ２０３’に示すように、第１，第２および第４の条件に、帯域拡張の各段階における全励起光出力が励起波長数に比例すること、を新たな条件として加えて、各励起波長毎の励起光出力を決定することができる。この場合、新たな条件が加わったことによって、各励起波長毎の励起光出力の値を絞り込むことができ、迅速かつ的確な決定処理を行うことができる。なお、ステップＳ２０３’において、第１，第２および第４の条件を外し、この新たな条件のみによって各励起波長毎の励起光出力を決定することもできる。さらに、この新たな条件は、本発明以外の、この新たな条件自身と矛盾しない任意の全く異なった励起光出力を規定する条件と組み合わせてもよい。
【０１２２】
さらに、この比例関係は、上述した式（１）を用いて、全励起光出力を表すことができる。ここで、図５０は、各実施の形態７〜１１に対して上述した式（１）を表す場合の定数Ｃ１，Ｃ２の値を示している。図５０に示すように、実施の形態７〜９は、ほぼ同じ定数Ｃ１，Ｃ２の値を有し、共通の定数Ｃ１，Ｃ２として用いることができる。なお、実施の形態１１の定数Ｃ１，Ｃ２も、実施の形態７〜９の定数Ｃ１，Ｃ２に近似した値を有している。なお、実施の形態１０の定数Ｃ１，Ｃ２は、他の実施の形態７〜９，１１の定数Ｃ１，Ｃ２に比してやや異なる値を有しているが、実施の形態１０の場合には、実施の形態１０の定数Ｃ１，Ｃ２を用いればよい。
【０１２３】
また、図５０において、実施の形態７〜９，１１のように、ファイバの種類が同じである場合、各実施の形態７〜９，１１の定数Ｃ１，Ｃ２はほぼ同じ値を用いることができる。また、上述した式（１）は、帯域拡張の方向（長波長方向または短波長方向）には無関係に適用することができる。
【０１２４】
したがって、図５１に示すように、たとえば実施の形態７に対応した各励起波長毎の励起光出力を決定する処理を行う場合、ステップＳ２０３”に示すように、第１，第２および第４の条件に、上述した式（１）の関係をもつこと、を新たな条件として加えて、各励起波長毎の励起光出力を決定することができる。この場合、新たな条件が加わったことによって、各励起波長毎の励起光出力の値を絞り込むことができ、迅速かつ的確な決定処理を行うことができる。なお、ステップＳ２０３”において、第１，第２および第４の条件を外し、この新たな条件のみによって各励起波長毎の励起光出力を決定することもできる。
【０１２５】
なお、この実施の形態１３において、上述した式（１）の定数Ｃ１，Ｃ２が設定されると、ラマン利得Ｇが変化しても、容易に全励起光出力を予測することができる。
【０１２６】
ここで、帯域の拡張方向について考える。まず、実施の形態１と実施の形態５において各励起光に必要とされる励起光出力の比較を行う。実施の形態１と実施の形態５はいずれも励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ（Ｒ）、ラマン利得約１０ｄＢ以下である。ただし、実施の形態１は短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合であり、実施の形態５は長波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合である。
【０１２７】
図８は、上述したように、短波長方向に増幅帯域を拡張した実施の形態１における各励起光源の励起波長に対する励起光出力を折れ線グラフで示している。一方、図５２は、長波長方向に増幅帯域を拡張した実施の形態５における各励起光源の励起波長に対する励起光出力を折れ線グラフで示している。また、図５３は、実施の形態１，５の各励起波長に必要とされる励起光出力の比較データである。図８，図５２，図５３から、短波長に拡張する場合、最長波長である１４９５．２ｎｍ以外の励起波長に必要とされる励起光出力は、ファイバ入力で８０ｍＷ以下であり、長波長方向に拡張する場合と比べて非常に小さい出力であることがわかる。また、各励起波長に必要とされる励起光出力の合計を比較してみると、短波長方向に拡張した場合の合計が６６２．７ｍＷであるのに対して、長波長方向に拡張した場合は１２７７．２ｍＷである。さらに、長波長方向に拡張した場合は１４８０．５ｎｍと１４８７．８ｎｍの励起波長が余分に必要になる。この結果、短波長方向に増幅帯域を拡張した方が長波長方向に拡張するよりも効率的であり、経済的であるといえる。
【０１２８】
つぎに、実施の形態７と実施の形態１１において各励起光に必要とされる励起光出力の比較をする。実施の形態７と実施の形態１１はいずれも励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ（Ｒ）、ラマン利得約１０ｄＢ以下である。ただし、実施の形態７は短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合であり、実施の形態１１は長波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合である。
【０１２９】
図３１は、上述したように、短波長方向に増幅帯域を拡張した実施の形態７における各励起光源の励起波長に対する励起光出力を折れ線グラフで示している。一方、図５４は、長波長方向に増幅帯域を拡張した実施の形態１１における各励起光源の励起波長に対する励起光出力を折れ線グラフで示している。また、図５５は、実施の形態７，１１の各励起波長に必要とされる励起光出力の比較データである。図３１，図５４，図５５から、各励起波長に必要とされる励起光出力の合計を比較してみると、短波長方向に拡張した場合の合計が５７４．４ｍＷであるのに対して、長波長方向に拡張した場合は７２３．５ｍＷである。さらに、長波長方向に拡張した場合は１４８０．５ｎｍの励起波長が余分に必要になる。この結果、短波長方向に増幅帯域を拡張した方が長波長方向に拡張するよりも効率的であり、経済的であるといえる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、設計制御手段が、１以上の現励起光源と１以上の追加励起光源とを含めた各励起光源の励起光出力の再設定を所定条件下で制御して全増幅帯域の平坦化を行うようにしているので、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を、たとえば２０ｎｍから８０ｎｍまで２０ｎｍ以下の拡張単位で柔軟に増幅帯域の拡張を行うことができ、この結果初期投資を抑えることができるという効果を奏する。
【０１３１】
また、この発明によれば、前記設定制御手段が、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように、あるいは全励起光出力ＰがＰ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇを満足するように各励起光源の励起光出力を再設定しているので、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することができ、柔軟な増幅帯域の拡張を行うことができるという効果を奏する。
【０１３２】
なお、Ｐ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇなる式を用いる場合、定数Ｃ１，Ｃ２はファイバの種類が同じであればほぼ一定の値となり、ラマン利得Ｇが変化しても、容易に、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力Ｐを予測することができるという効果を奏する。
【０１３３】
また、この発明によれば、取得ステップによって、現増幅帯域をカバーする励起光源および追加する励起光源の励起光波長と現増幅帯域をカバーする励起光源の励起光出力の履歴とを取得し、決定ステップによって、増幅帯域を拡張する各段階において最も長い励起光波長の励起光出力を、各段階が進むに従って順次小さくする第１条件、増幅帯域を短波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も短い励起光波長となる励起光源のときに最大とし、増幅帯域を長波長側に拡張する場合、各励起光源の励起光出力は、各段階における各励起光源の組み合わせによって最も長い励起光波長となる励起光源のときに最大とする第２条件、および帯域拡張の各段階毎に、各段階における最も長い励起波長の励起光源の励起光出力または最も短い励起波長の励起光源の励起光出力を最大とする第３条件の各条件を満足する各励起光波長毎の励起光出力を決定するなどの決定処理を行い、再設定ステップによって、前記決定ステップによって決定された各励起光波長をもつ励起光源に対する励起光出力を再設定するようにし、平坦な増幅帯域を維持しつつ現増幅帯域を段階的に拡張することができ、柔軟な増幅帯域の拡張を行うことができるという効果を奏する。
【０１３４】
この際、決定ステップが、さらに、増幅帯域を拡張する各段階における全励起光出力が励起波長数に比例するように、あるいは全励起光出力ＰがＰ＝（Ｃ１・ｎ＋Ｃ２）Ｇを満足するように各励起光源の励起光出力を決定するようにすると、この決定処理を一層迅速かつ的確に行うことができるという効果を奏する。
【０１３５】
また、この発明によれば、１以上の現励起光源が設けられ、入力された励起光を合波して出力する基本ユニットに、１以上の追加励起光源を有した追加ユニットをコネクタ接続によって増設するようにしているので、簡易な構成によって、段階的な増幅帯域を拡張を容易に実現することできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるラマン増幅器の概要構成を示す図である。
【図２】図１に示した励起用光源装置の構成を示す図である。
【図３】図１に示した設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図４】励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図５】図４に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図６】図４に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図７】図１に示したラマン増幅器に実施の形態１を適用した場合における波長に対するラマン利得の関係の実験結果を示す図である。
【図８】図１に示したラマン増幅器に実施の形態１を適用した場合における励起波長に対する励起光出力の関係のシミュレーション結果と実験結果とを比較する図である。
【図９】励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図１０】図９に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図１１】図９に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図１２】この発明の実施の形態３である設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図１４】図１３に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図１５】図１３に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図１６】励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＳＭＦ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図１７】図１６に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図１８】図１６に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図１９】この発明の実施の形態５である設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】励起光周波数間隔が１ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、長波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図２１】図２０に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図２２】図２０に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図２３】実施の形態１〜５における励起波長数に対する全励起光出力の関係を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態６の設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態１〜５における励起波長数に対する全励起光出力の関係を数式で表した場合における定数Ｃ１，Ｃ２の値を示す図である。
【図２６】この発明の実施の形態６の変形例である設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図２８】図２７に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図２９】図２７に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図３０】図１に示したラマン増幅器に実施の形態７を適用した場合における波長に対するラマン利得の関係の実験結果を示す図である。
【図３１】図１に示したラマン増幅器に実施の形態７を適用した場合における励起波長に対する励起光出力の関係のシミュレーション結果と実験結果とを比較する図である。
【図３２】励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図３３】図３２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図３４】図３２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図３５】励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１５ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図３６】図３５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図３７】図３５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図３８】励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＳＭＦ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図３９】図３８に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図４０】図３８に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図４１】この発明の実施の形態１１である設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図４２】励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ラマン利得約１０ｄＢ以下であって、長波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるラマン利得の波長依存性を示す図である。
【図４３】図４２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図４４】図４２に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図４５】励起光周波数間隔が２ＴＨｚ、増幅用ファイバがＴｒｕｅＷａｖｅ−ＲＳ、ネットゲイン約−７ｄＢ以下であって、短波長方向に順次増幅帯域を拡張した場合におけるネットゲインの波長依存性を示す図である。
【図４６】図４５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を波長別に示した図である。
【図４７】図４５に示した増幅帯域の拡張に用いた各励起光源の励起光出力を励起光源数毎に示した図である。
【図４８】実施の形態７〜１１における励起波長数に対する全励起光出力の関係を示す図である。
【図４９】この発明の実施の形態１３の設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５０】実施の形態７〜１１における励起波長数に対する全励起光出力の関係を数式で表した場合における定数Ｃ１，Ｃ２の値を示す図である。
【図５１】この発明の実施の形態１３の変形例である設定制御部による設定制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５２】図１に示したラマン増幅器に実施の形態５を適用した場合における各励起光源の励起波長に対する励起光出力の関係を示す図である。
【図５３】実施の形態１，５の各励起波長に必要とされる励起光出力の比較データを示す図である。
【図５４】図１に示したラマン増幅器に実施の形態１１を適用した場合における各励起光源の励起波長に対する励起光出力の関係を示す図である。
【図５５】実施の形態７，１１の各励起波長に必要とされる励起光出力の比較データを示す図である。
【符号の説明】
１　　励起用光源装置
２　　励起用光源ユニット
３　　制御回路
４　　設定制御部
１１　　入力ファイバ
１２，１５　　アイソレータ
１３　　増幅用ファイバ
１４　　ＷＤＭカプラ
１６　　モニタ用分配用カプラ
１７　　出力ファイバ
２１　　基本ユニット
２２ａ〜２２ｄ　追加ユニット
２３　　偏波合成器
２４　　マッハ・ツェンダ干渉計型波長合波器
Ｓ１，Ｓ４　　信号光
Ｓ２　　励起光
Ｓ３　　増幅信号光
Ｓ５　　モニタ光
ＬＤ１〜ＬＤ３，ＬＤ１１〜ＬＤ１７　ＬＤモジュール
Ｃ１ａ，Ｃ２ａ　光コネクタ
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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