(57)【要約】　　　（修正有）【課題】同調可能なマルチモード波長分割多重ラマンポンプ及び増幅装置、及び、同調可能なラマンポンプ及び増幅装置を制御するためのシステム、方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】外部のファイバ回折格子に歪を導入するか加熱することにより、ポンプ源の同調性を達成し、これにより、異なる波長の光がポンプ源により放出される。このシステムは、増幅性能をモニタし、そして、目標性能を達成するために増幅の同調可能なポンプの駆動電流及び／また波長を調節する、マイクロプロセッサをベースとする制御装置から構成される。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラマン増幅装置のための同調可能なマルチモードポンプ源であり：
多重縦モードを有する光を放射するレーザモジュールと；
レーザモジュールからの光を受け取るために整列された光ファイバと；
前記光ファイバに結合された同調可能なファイバ回折格子であって、所定の同調範囲で制御可能且つ同調可能である中心反射波長をもつ所定の反射帯域幅を有し、前記所定の反射帯域幅は光の中心光波長を安定化しそして所定の反射帯域幅に収まる多重縦モードに光の帯域幅を限定するために前記レーザモジュールに戻る前記光の少なくとも１部を反射する、同調可能なファイバ回折格子と；
から構成されることを特徴とする同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項２】
前記回折格子は前記光ファイバに形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項３】
前記回折格子はファイバブラッグ回折格子である、ことを特徴とする請求項２に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項４】
前記所定の反射帯域幅は前記レーザモジュールのレージング帯域幅より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項５】
前記所定の反射帯域幅は２ｎｍに等しいまたは未満である、ことを特徴とする請求項４に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項６】
前記所定の反射帯域幅は０．５〜１ｎｍの範囲を含む、ことを特徴とする請求項５に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項７】
前記同調可能な回折格子の中心反射帯域幅は前記所定の同調可能な範囲で制御可能且つ同調可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項８】
前記同調可能な範囲は少なくとも６０ｎｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項９】
前記同調可能な範囲は少なくとも４０ｎｍである、ことを特徴とする請求項８に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１０】
前記同調可能な範囲は少なくとも２０ｎｍである、ことを特徴とする請求項９に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１１】
前記同調可能な範囲は少なくとも１０ｎｍである、ことを特徴とする請求項１０に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１２】
前記同調可能な範囲は少なくとも２ｎｍである、ことを特徴とする請求項１１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１３】
前記中心反射波長を前記所定の同調範囲の第１波長から前記所定の同調範囲の第２波長に移す量を前記同調可能なファイバ回折格子の所定の機械的歪に与える同調機構から更に構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１４】
前記同調機構は、圧電要素と、圧電要素に機械的に結合されるレバーパッケージと、から構成され、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定電圧が前記圧電要素に印加されるときにレバーパッケージは同調可能なファイバ回折格子に引っ張り歪を与えるようにして、前記同調可能なファイバは前記レバーパッケージに機械的に結合される、ことを特徴とする請求項１３に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１５】
前記同調機構は、中心反射波長を前記第１波長から前記第２波長に移す前記所定電圧を生成するプロセッサをベースとする制御装置から構成される、ことを特徴とする請求項１４に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１６】
前記同調機構は、圧電要素と、圧電要素に機械的に結合されるレバーパッケージと、から構成され、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定電圧が前記圧電要素に印加されるときにレバーパッケージは同調可能なファイバ回折格子に圧縮歪を与えるようにして、前記同調可能なファイバは前記レバーパッケージに機械的に結合される、ことを特徴とする請求項１３に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１７】
前記同調機構は、中心反射波長を前記第１波長から前記第２波長に移す前記所定の電圧を生成するプロセッサをベースにしている制御装置から構成される、ことを特徴とする請求項１６に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１８】
前記同調機構は、前記同調可能なファイバ回折格子が一部で機械的に結合される可動式プラットフォームから構成され、前記可動式プラットフォームが前記他のプラットフォームから所定の距離だけ動かされるとき、所定の歪量が前記同調可能なファイバ回折格子に与えられるようにして、前記同調可能なファイバ回折格子の他の部分が他のプラットフォームに機械的に結合される、ことを特徴とする請求項１３に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項１９】
可動式プラットフォームが一方向に動かされるとき、所定の圧縮歪が前記同調可能なファイバ回折格子に導入され、そして、可動式プラットフォームの他方向に動かされるとき、所定の引っ張り歪が前記同調可能なファイバ回折格子に導入される、ことを特徴とする請求項１８に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項２０】
前記同調機構は、所定の距離だけ前記可動式プラットフォームを移動する機械的力に制御信号を変換する電気機械的装置から構成される、ことを特徴とする請求項１８に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項２１】
前記同調機構は、前記中心反射波長を前記第１波長から前記第２波長に移動するように、所定量だけ前記同調可能なファイバ回折格子の温度を変化させる加熱機構から構成される、ことを特徴とする請求項１３に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項２２】
同調可能なファイバ回折格子と他のファイバ回折格子との間に配置された半導体光増幅装置から更に構成され、同調可能なファイバ回折格子と他のファイバ回折格子はファイバ回折格子をサンプリングされる、ことを特徴とする請求項１に記載の同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項２３】
増幅メディアのＷＤＭ光信号を増幅するための同調可能なラマン増幅装置であって：
増幅可能なマルチモードポンプ源であって、多重縦モードをもつ光を放射するレーザモジュールと、レーザモジュールから光を受け取るために整列された光ファイバと、前記光ファイバに結合された同調可能なファイバ回折格子と、を含み、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定の同調範囲で制御可能且つ同調可能である中心反射波長をもつ所定の反射帯域幅を有し、前記所定の反射帯域幅は光の中心光波長を安定化しそして所定の反射帯域幅内に収まる多重縦モードに光の帯域幅を限定するために前記レーザモジュールに戻る前記光の少なくとも１部を反射する、増幅可能なマルチモードポンプ源と；
光カプラであって、所定の反射帯域幅内に収まる多重縦モードをもつ光を適用するために、同調可能なマルチモードポンプ源を増幅機構と光学的に相互結合させる、光カプラと；
同調機構であって、制御することにより前期同調可能なファイバ回折格子の反射特性を変え、そして所定の同調範囲内で前記中心反射波長を第１波長から第２波長に変化させる、同調機構と；
から構成される、ことを特徴とするラマン増幅装置。
【請求項２４】
制御装置は、コンピュータ可読指令を保持するメモリと、プロセッサと、から更に構成され、前期プロセッサは、所定の同調範囲内で前記中心反射波長を第１波長から第２波長に変化させるために、前記コンピュータ可読指令を実行し、前記同調機構への適用のために制御信号を発生させる、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項２５】
前記制御装置は、前記インタフェースは、ラマン増幅装置の増幅帯域幅を変化させるために外部装置から制御情報を受け取るインタフェースを有し、前記プロセッサは、外部装置からの制御指令に特定な帯域幅に対応する増幅帯域幅を変化させるために所定量だけ同調機構に中心反射波長を変化させるために前記制御指令に対応して制御信号を生成する、ことを特徴と請求項２４に記載のラマン増幅装置。
【請求項２６】
ラマン増幅装置からのサンプリングされたＷＤＭ出力信号をプロセッサに提供するタップカプラから更に構成され、プロセッサは、前記第１波長と前記第２波長のうち少なくとも１つの所定の許容範囲内に中心反射波長がなく、前記第１波長と前記第２波長のうち前記少なくとも１つに対して中心反射波長をリセットするために制御信号を生成する、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項２７】
ラマン増幅装置からのサンプリングされたＷＤＭ出力信号をプロセッサに提供するタップカプラから更に構成され、プロセッサは、４波混合形成がＷＤＭ出力信号の信号帯域幅に存在するときを前記サンプリングされたＷＤＭ出力信号から判断し、４波混合形成が存在するとき、ＷＤＭ光信号の信号帯域幅から４波混合形成を取り除くために中心反射波長を調節する制御信号を調整する、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項２８】
他のレーザモジュールは第２波長でマルチモードの光を放射し、前記プロセッサは、前記他のレーザモジュールが機能しなくなったことについての指示を受け取ると第２波長に中心反射波長を変える指示により前記制御信号を調整する、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項２９】
他の同調可能なマルチモードポンプ源から更に構成され、前記制御装置は、所定の増幅帯域幅で前記ラマン増幅の所定利得プロファイルを調節且つ制御するようにして前記同調可能なマルチモードポンプ源及び他の同調可能なマルチモードポンプ源のうち少なくとも１つの光出力パワーを制御するために第２制御信号を調整する、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項３０】
前記所定利得プロファイルは前記ＷＤＮ光信号の帯域幅全体に渡りリプルは１ｄＢより大きくない、ことを特徴と請求項２９に記載のラマン増幅装置。
【請求項３１】
前記プロセッサは、前記少なくとも１つのシミュレーション及び表検索手順により前記所定の利得プロファイルを生成するために前期第２波長及び前記光出力パワーレベルを確認する、ことを特徴と請求項２９に記載のラマン増幅装置。
【請求項３２】
前記インタフェースは、増幅メディアにより接続されるリモートコンピュータと前記ラマン増幅装置に接続される隣接するラマン増幅装置のうち少なくとも１つから情報を受け取るためにインターネットに接続される、ことを特徴と請求項２５に記載のラマン増幅装置。
【請求項３３】
前記コンピュータ可読指令は、インターネットにより受け取られるＪａｖａ（登録商標）とＡｃｔｉｖｅＸとの指令のうち少なくとも１つを含むこと、ことを特徴と請求項３２に記載のラマン増幅装置。
【請求項３４】
前記プロセッサは、前記隣接するラマン増幅装置の増幅性能における変化をオフセットするように同調可能なファイバ回折格子を同調するために前記プロセッサが他の波長を確認するように、隣接するラマン増幅装置の動作状況に関する動作条件を前記インタフェースにより受け取る、ことを特徴と請求項２５に記載のラマン増幅装置。
【請求項３５】
他のレーザモジュールは、前記同調可能なファイバ回折格子に光学的に結合され、前記レーザモジュールにより生成される波長帯域ではなく他の波長帯域に多重縦モード有する光を放射し、中心反射波長が前記レーザモジュールのレージング帯域幅の外側で同調されるとき、他のレーザモジュールからの光は前記同調可能なファイバ回折格子により反射される、ことを特徴と請求項３３に記載のラマン増幅装置。
【請求項３６】
前記プロセッサは、前記同調可能なファイバ回折格子に適用される前記レーザモジュールと前記他のレーザモジュールとのうち少なくとも１つから光を選択する、ことを特徴と請求項３５に記載のラマン増幅装置。
【請求項３７】
制御可能なスイッチは、前記同調可能なファイバ回折格子を適用される前記レーザモジュールと前記他のレーザモジュールとのうち少なくとも１つからの光を選択的に切り換える、ことを特徴と請求項３５に記載のラマン増幅装置。
【請求項３８】
前記回折格子は前記光ファイバに形成されたブラッグ回折格子である、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項３９】
同調機構は、前記所定の同調範囲において前記同調可能なファイバ回折格子の中心反射波長を連続的に同調する、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項４０】
前記所定の同調範囲は少なくとも６０ｎｍである、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項４１】
前記所定の同調範囲は少なくとも４０ｎｍである、ことを特徴と請求項４０に記載のラマン増幅装置。
【請求項４２】
前記所定の同調範囲は少なくとも２０ｎｍである、ことを特徴と請求項４１に記載のラマン増幅装置。
【請求項４３】
前記所定の同調範囲は少なくとも１０ｎｍである、ことを特徴と請求項４２に記載のラマン増幅装置。
【請求項４４】
前記所定の同調範囲は少なくとも２ｎｍである、ことを特徴と請求項４３に記載のラマン増幅装置。
【請求項４５】
前記同調機構は、前記中心反射波長が前記所定の同調範囲内の第１波長から前記所定の同調範囲内の第２波長に移動するように所定量だけ前記同調可能なファイバ回折格子に所定の機械的歪を与える、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項４６】
前記同調機構は、圧電要素と、圧電要素に機械的に結合するレバーパッケージと、から構成され、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定電圧が前記圧電要素に印加されるとき、レバーパッケージは同調可能なファイバ回折格子に引っ張り歪を与え、中心反射波長を第１波長から前記第２波長に中心反射波長に移動させる、ことを特徴と請求項４５に記載のラマン増幅装置。
【請求項４７】
前記同調機構は、圧電要素と、圧電要素に機械的に結合するレバーパッケージと、から構成され、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定電圧が前記圧電要素に印加されるときにレバーパッケージは同調可能なファイバ回折格子に圧縮歪を与えるようにして、前記同調可能なファイバは前記レバーパッケージに機械的に結合する、ことを特徴と請求項４５に記載のラマン増幅装置。
【請求項４８】
前記同調機構は、中心反射波長を前記第１波長から前記第２波長に移す前記所定の電圧を生成するプロセッサをベースにしている制御装置から構成される、ことを特徴と請求項４７に記載のラマン増幅装置。
【請求項４９】
前記同調機構は、前記同調可能なファイバ回折格子が一部で機械的に結合される可動式プラットフォームから構成され、前記可動式プラットフォームが前記他のプラットフォームから所定の距離だけ動かされるとき、所定の歪量が前記同調可能なファイバ回折格子に与えられるようにして、前記同調可能なファイバ回折格子の他の部分が他のプラットフォームに機械的に結合される、ことを特徴と請求項４５に記載のラマン増幅装置。
【請求項５０】
可動式プラットフォームが一方向に動かされるとき、所定の圧縮歪が前記同調可能なファイバ回折格子に導入され、そして、可動式プラットフォームの他方向に動かされるとき、所定の引っ張り歪が前記同調可能なファイバ回折格子に導入される、ことを特徴と請求項４９に記載のラマン増幅装置。
【請求項５１】
前記同調機構は、所定の距離だけ前記可動式プラットフォームを移動する機械的力に制御信号を変換する電気機械的装置から構成される、ことを特徴と請求項４９に記載のラマン増幅装置。
【請求項５２】
前記同調機構は、前記中心反射波長を前記第１波長から前記第２波長に移動するように、所定量だけ前記同調可能なファイバ回折格子の温度を変化させる加熱機構から構成される、ことを特徴と請求項４５に記載のラマン増幅装置。
【請求項５３】
同調可能なファイバ回折格子と他のファイバ回折格子との間に配置された半導体光増幅装置から更に構成され、同調可能なファイバ回折格子と他のファイバ回折格子はファイバ回折格子をサンプリングされる、ことを特徴と請求項２３に記載のラマン増幅装置。
【請求項５４】
増幅メディアのＷＤＭ光信号を増幅するための再構成可能なラマン増幅装置であり：
増幅可能なマルチモードポンプ源であって、多重縦モードをもつ光を放射するレーザモジュールと、レーザモジュールから光を受け取るために整列された光ファイバと、前期光ファイバに結合された同調可能なファイバ回折格子と、を含み、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定の同調範囲で制御可能且つ同調可能である中心反射波長をもつ所定の反射帯域幅を有し、前記所定の反射帯域幅は光の中心光波長を安定化しそして所定の反射帯域幅内に収まる多重縦モードに光の帯域幅を限定するために前記レーザモジュールに戻る前記光の少なくとも１部を反射する、増幅可能なマルチモードポンプ源と；
光カプラであって、所定の反射帯域幅内に収まる多重縦モードをもつ光を適用するために、同調可能なマルチモードポンプ源を増幅機構と光学的に相互結合させる、光カプラと；
同調機構であって、前記増幅メディアに前記所定の利得プロファイルを実行するために前記異なる中心販社波長に前記複数の同調可能なマルチモードポンプ源を同調する前記同調機構のために制御信号を受け取る、同調機構と；
から構成される、ことを特徴とする再構成可能なラマン増幅装置。
【請求項５５】
各々の前記複数の同調可能なマルチモードポンプ源は、前記異なる中心反射波長のうち任意の波長に同調することが可能である一般の同調可能なマルチモードポンプ源として構成される、ことを特徴とする請求項５４に記載の再構成可能なラマン増幅装置。
【請求項５６】
同調機構は、動作環境で用いるためにラマン増幅装置が設置されてすぐ、前記異なる中心反射波長に複数の同調可能なマルチノードポンプ源を初期的に同調する、ことを特徴とする請求項５５に記載の再構成可能なラマン増幅装置。
【請求項５７】
同調可能なファイバ回折格子に結合されるマルチモードポンプ源をもつラマン増幅装置の増幅プロファイルを調節するための方法であって：
増幅プロファイル要求を同調機構で受け取る段階と；
前記増幅プロファイル要求を得ることに対応する所定の中心反射波長に前記同調可能なファイバ回折格子を同調させることに関連するパラメータをメモリから受け取る段階と；
前記所定の中心反射波長に前記同調可能なファイバ回折格子の中心反射波長を変化させるために前記同調機構に同調信号を適用する段階と；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項５８】
前記増幅プロファイル要求を前記ラマン増幅装置により示される増幅プロファイルと比較する段階と、前記ラマン増幅装置により示される前記増幅プロファイルが前記増幅プロファイル要求の所定の許容範囲内にあることが前記比較において決定されるとき、前期同調機構に前記同調信号を適用する段階と、から構成される、ことを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記増幅離党プロファイル要求を達成するために前記マルチモードポンプ源の光出力パワーを調節する段階から構成される、ことを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
ラマン増幅装置のための同調可能なマルチモードポンプ源であって：
多重縦モードを有する光を放射するための手段と；
放射のための手段から光を受け取るために整列された光ファイバと；
前記光ファイバに結合され、中心反射波長をもつ所定の反射帯域幅を有する同調可能なファイバ回折格子と；
所定の同調範囲内に前記同調可能なファイバ回折格子の中心反射波長を制御且つ同調するための手段であって、前記所定の反射帯域幅は光の中心光波長を安定化しそして所定の反射帯域幅内に収まる多重縦モードに光の帯域幅を限定するために前記レーザモジュールに戻る前記光の少なくとも１部を反射する、手段と；
から構成されることを特徴とする同調可能なマルチモードポンプ源。
【請求項６１】
増幅メディアのＷＤＭ光信号を増幅するための同調可能なラマン増幅装置であって：
増幅可能なマルチモードポンプ源であって、多重縦モードをもつ光を放射する手段と、放射するための手段から光を受け取るために整列された光ファイバと、前記光ファイバに結合され、中心反射波長をもつ所定反射帯域幅を有する同調可能なファイバ回折格子と、を含む増幅可能なマルチモードポンプ源と；
増幅メディアに所定の反射帯域幅の中に収まる多重縦モードをもつ光を適用するために、同調可能なマルチモードポンプ源を増幅メディアを光学的に相互結合するための手段と；
前記同調可能なファイバ回折格子の反射特性を変化させ、書体の同調範囲内で第１波長から第２波長に前記中心反射波長を変化させるための手段と；
から構成されることを特徴とする同調可能なラマン増幅装置。
【請求項６２】
増幅メディアのＷＤＭ光信号を増幅するための再構成可能なラマン増幅装置であって：
複数の同調可能なマルチモードポンプ源であって、その各々が、多重縦モードをもつ光を放射する手段と、放射するための手段から光を受け取るために整列された光ファイバと、前記光ファイバに結合され、中心反射波長をもつ所定反射帯域幅を有する同調可能なファイバ回折格子と、を含む複数の同調可能なマルチモードポンプ源と；
増幅メディアに複数の同調可能なマルチモードポンプ源から光を適用するための手段と；
前記増幅メディアに所定の利得プロファイルを生成するために前記複数の同調可能なマルチモードポンプ源のために所定の中心波長値を示すデータを記憶するための手段と；
前記増幅メディアに前記所定の利得プロファイルを導入するために前記所定の中心反射波長に前記複数の同調可能なマルチモードポンプ源を同調させる手段と；
から構成されることを特徴とする再構成可能なラマン増幅装置。
【請求項６３】
同調可能なファイバ回折格子に光学的に結合されるマルチモードポンプ源を有するラマン増幅装置の増幅プロファイルを調節するための制御装置であって：
リモート源とメモリのうち少なくとも１つから増幅プロファイル要求を受け取る手段と；
前記増幅利得プロファイル要求を達成することに伴う所定の中心反射破調に同調可能なファイバ回折格子を同調することに関連するパラメータをメモリから検索するための手段と；
前記所定の中心反射破調に中心反射波長を変えるために同調機構と前記同調可能なファイバ回折格子とに同調信号を適用するための手段と；
から構成されることを特徴とする制御装置。
【請求項６４】
前記同調可能なラマン増幅装置により示される増幅プロファイルに前記僧服プロファイル要求を比較するための手段と、前記ラマン増幅により示される前記増幅プロファイルが前記増幅プロファイル要求の所定の許容範囲内にあることが比較するための前記手段により決定されるとき、前期同調機構に前記同調信号を適用するための手段と、から更に構成される、ことを特徴音する請求項６３に記載の制御装置。
【請求項６５】
前記増幅離党プロファイル要求を達成するために前記ポンプ源の光出力パワーを調節する手段から更に構成されること、ことを特徴音する請求項６３に記載の制御装置。
【請求項６６】
光通信システムであって：
第１ラマン増幅装置と；
第２ラマン増幅装置と；
前記第１ラマン増幅装置の前記増幅プロファイルについて検出された不完全性を補償するために調節可能な増幅プロファイルの形を変えるように前期第２ラマン増幅装置に指令を与えるために前記第１ラマン増幅装置の増幅プロファイルをモニタし、前記第２ラマン増幅装置に制御信号を送る、コントローラと；
ＷＤＭ光信号を運ぶ光ファイバであって、前記第１ラマン増幅装置は、第１の所定の増幅プロファイルをもつ前記ＷＤＭ光信号を光学的に増幅する、光ファイバと；
調節可能な増幅プロファイルをもつ前記ＷＤＮ光信号を光学的に増幅する第２のラマン増幅可能な装置であり、前記第２のラマン増幅可能な装置は増幅可能なマルチモードポンプ源であって、多重縦モードをもつ光を放射するレーザモジュールと、レーザモジュールから光を受け取るために整列された光ファイバと、前記光ファイバに結合された同調可能なファイバ回折格子と、を含み、前記同調可能なファイバ回折格子は、所定の同調範囲で制御可能且つ同調可能である中心反射波長をもつ所定の反射帯域幅を有し、前記所定の反射帯域幅は光の中心光波長を安定化しそして所定の反射帯域幅内に収まる多重縦モードに光の帯域幅を限定するために前記レーザモジュールに戻る前記光の少なくとも１部を反射する、第２のラマン増幅可能な装置と；
から構成される、ことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同調可能なマルチモード波長分割多重ラマンポンプ及び増幅器、及び同調可能なマルチモード波長分割多重ラマンポンプ及び増幅器を制御するためのシステム、方法及びコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
情報化時代の急展開により、光通信システムに対するデータ伝送の大容量化についての要求が益々大きくなってきている。従来、光通信システムは、単一波長の光（例えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍ）を用いて、単一光ファイバにおいてデータを伝送した。これらの波長は光ファイバの光吸収性を減少させるため、これらの波長における信号が好適である。しかしながら、これらの単一ファイバシステムのデータ伝送容量を増加させるためには、伝送ルートに敷設する光ファイバの数を増加させる必要があり、光ファイバネットワークのコストが著しく増大した。
【０００３】
この問題を緩和するために、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システム等の波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光通信システムに対する要求が高まっている。ＷＤＭシステムにおいては、各々が異なる波長をもつ複数の光信号を単一光ファイバを通じて同時に伝送することが可能である。
【０００４】
光ファイバ通信システムはかなり長い距離に渡って光信号を伝送する。しかしながら、光信号の信号強度は、吸収と散乱のために距離の増加と共に減衰する。信号強度を所定量だけバックグラウンドノイズより上に維持できない場合は、信号強度の減衰は、最終的に信号認識の劣化をもたらす。増幅装置を用いて、信号強度を所定量だけバックグラウンドノイズ（または他のノイズ源）より上に維持する。一般に、光信号を増幅する方法は２つある。第１の方法は電子リピータを用いる方法であり、この方法においては、光信号を電子信号に変換し、電子信号を増幅し、次いで光ファイバにより更に伝送するために増幅電子信号を光信号に再び変換するも。第２の方法においては、光信号自体を増幅する。第２の方法にしたがった、光信号を増幅するために用いられる２つのタイプの増幅装置は、エルビウムがドープされた光ファイバ増幅装置等の希土類元素がドープされたファイバ増幅装置及びラマン増幅装置である。
【０００５】
ＥＤＦＡは、現在、ＷＤＭシステムのために最も広く用いられている光増幅装置であり、ＷＤＭ信号を光学的に増幅することに対して効果的であり且つ信頼性が高い。しかしながら、ＥＤＦＡの増幅帯域幅は範囲が限定されており、ＥＤＦＡの利得プロファイルには波長依存性がある。これらの２つのＥＤＦＡの特性はＷＤＭ信号にとって好ましくなく、ＷＤＭ信号はスペクトル的に分散してしまう。これは、不均一な利得量が種々のＷＤＭチャンネルに適用され、チャンネルの波長に依存するためである。この影響をオフセットするために、利得平坦化フィルタを用いて、通信帯域全体に渡って一様且つ平坦な利得プロファイル（利得偏差は１ｄＢ未満である）を得ることができる。利得平坦化フィルタは、利得プロファイルの形状と逆の形状の損失プロファイルを有するように設計されている。しかしながら、利得平坦化フィルタは、特定の利得プロファイルに限定されており、ＥＤＦＡの利得の大きさの変化を補償して動的に調整可能にする訳ではない。したがって、ＥＤＦＡの利得が変化するとき、または、ＷＤＮ信号数の追加等により通信ネットワークの特性が変化する場合、平坦な利得プロファイルを維持することはできない。更に、利得平坦化フィルタは、光ファイバ内に発生するパワーの総量を減少させる。
【０００６】
ラマン増幅装置は、特定の波長帯域において利得を得るために、光ファイバ内に光の誘導ラマン効果（ＳＲＳ）として知られる現象を用いている。その非弾性散乱プロセスはフォノンと共伝播ストークス波を発生する、即ち、フォノン周波数に等しい大きさだけポンプ光から周波数がシフトダウンされた（即ち、総エネルギーは保存される）光を生成する。石英ファイバにおいて、ピークＳＲＳ利得はポンプ光の周波数より１３ＴＨｚだけ低い位置（または、逆に、光ファイバの中にポンピングされた光の波長より１００ｎｍ長い波長で）に生じる。ラマン増幅は散乱プロセスであり、如何なる特定物質の共鳴特性とも関連していないため、任意の波長においてポンプ光に対するラマン利得スペクトルを生成することが可能である。したがって、ポンプ光の波長変化は、ピーク利得をＷＤＭ信号に適用する波長を変化させ、これにより、一部のＷＤＭ信号を他の信号より増幅する。同じファイバ内に幾つかの異なるポンプ波長を多重化することにより、任意の帯域において妥当である平坦な利得スペクトルを生成することが可能である。ラマン増幅装置は、ＥＤＦＡとして同様の利得を得るために非常に大きいポンピングパワーを必要とするため、ラマン増幅装置はＥＤＦＡの増幅帯域外側の信号波長帯域で主に用いられている。
【０００７】
ラマン増幅装置は広い波長帯域幅に渡り信号を増幅するが、ラマン増幅装置の利得は比較的小さく、それ故、ポンピング源として高出力レーザ装置を用いることが好ましい。しかしながら、ある閾値以上に単一モード（または周波数）ポンピング源の出力パワーを増加させることは、好ましくない誘導ブリユアン（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ）散乱、及び高ピークパワー値でノイズの増加をもたらす。本発明者の認識によると、この問題を防止するために、ラマン増幅装置におけるポンピング源としてマルチモードレーザ装置を用いることが好ましい。マルチモードレーザは複数の振動縦モードを有し、それぞれのモードは、誘導ブリユアンを生じる閾値未満の出力パワーを与える。マルチモードレーザは十分な出力パワーを供給することが可能であり、単一波長でパワー全部を供給することとは対照的に、種々のモード（即ち、出力光の波長）に渡って分散するラマン増幅を達成する。
【０００８】
ポンピング源から放射される光の波長を制御し、それ故、どの信号波長が増幅されるかを決定するために、ファイバ回折格子を用いることは周知となっている。ファイバ回折格子は、特定波長のレーザビームの出力をもたらす特定な波長の光を選択的に反射する。ファイバ回折格子は光ファイバのコアに含まれ、レーザ装置からは分離されていることが知られている。
【０００９】
分光法は同調可能なファイバ回折格子を用いる１つの応用であり、米国特許第６，１８８，７０５号明細書（特許文献１）に記載されており、その全体の内容については以下で言及する。同調可能なファイバ回折格子は、光源から光出力の単一周波数を選択するために準単色光に結合されるとして、記述されている。光源は複数モードの光を生成することが可能であるが、同調可能なファイバ回折格子は、光源の単一周波数出力のみが結果的に得られるように構成されている。米国特許第６，１８８，７０５号明細書に説明されているように、狭い帯域の吸収線をもつ物質を検出するために、必要がないとしても、分光法の応用のために、単一周波数における動作は非常に好適である（米国特許第６，１８８，７０５号明細書、コラム１、第５４〜５７行）。波長同調手段は、温度変化、圧縮を与えることにより、または歪応力を適用することより、ファイバ回折格子を同調させることが可能である（米国特許第６，１８８，７０５号明細書、コラム６、第１４〜４２行）。
【００１０】
しかしながら、上記のように、マルチモードポンプ源は、ラマンの応用において用いられるときの単一周波数のポンプ源より優れているので、米国特許第６，１８８，７０５号明細書に記載されている同調可能なファイバ回折格子による単一周波数の特徴をラマン増幅装置のポンプ装置として用いることは適当ではない、と本発明者は認識した。
【００１１】
Ｂｒｕｃｅ　Ｅ．著“同調可能なレーザ（Ｔｕｎａｂｌｅ　Ｌａｓｅｒｓ）”　ＩＥＥＥ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、２００２年２月、３３〜３９ページ（非特許文献１）に記述されているように、ＷＤＭシステムで用いるために作製された種々の他のタイプの同調可能なレーザがあるが、それは主に特定周波数（または、波長）でＷＤＭ信号を生成することに応用されている。本発明者が認識するに、これら同調可能レーザは何れも、１つ以上の周波数で光を意図的に出力するラマンポンプ源として動作するために作製されていないために、これらの装置をマルチモードの応用にどのように適合させ、または適合させることができるかどうかも、この著書からは明確ではない。
【００１２】
米国特許第６，２９２，２８８号明細書（特許文献２）に記載されているように、広い波長範囲に渡って一様である利得プロファイルを達成するために、ラマン増幅装置は複数のポンプレーザから構成されることが可能であり、複数のポンプレーザそれぞれは、異なる中心波長を中心とする所定のスペクトル幅を有するマルチモード光を提供する。所定の光出力レベルをもつポンプレーザを波長により正確に間隔をあけることにより、広い波長範囲に渡って平坦である合成利得プロファイルを得ることが可能であり、それ故、広い波長範囲に渡ってラマン増幅を提供することが可能である。
【００１３】
米国特許出願公開第０９／７７５，６３２号明細書（特許文献３）はラマン増幅性能を制御することが可能であるシステムについて記述している。その明細書に記述されているように、特定のラマン増幅装置についての各レーザの出力パワーを制御することにより、所望の利得特性を維持することが可能である。更に、ネットワークの一部をモニタ且つ制御することにより、ネットワークの一部に影響を与える少なくとも１つのラマン増幅装置（または、特定のラマン増幅についての個々のポンプレーザ）を協調的に調節することにより、その一部のラマン増幅性能を制御することが可能である。
【００１４】
図１は、従来のラマン増幅装置１００のブロック図である。ラマン増幅装置１００は、増幅装置ファイバ（光ファイバ）１０３、ＷＤＭカプラ１０４、ポンピング装置１０７、制御装置１１９、及びオプションである偏光独立アイソレータ１０２，１０５から構成される。ラマン増幅装置１００は、入力ファイバ１０１及び出力ファイバ１０６に接続され（または、単に結合され）、それらファイバは、単一モードファイバ（ＳＭＦ：Ｓｉｎｇｌｅ　Ｍｏｄｅ　Ｆｉｂｅｒ）、分散補償型ファイバ（ＤＦＣ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｆｉｂｅｒ）、分散平坦化ファイバ等の光伝送ファイバとすることができる。
【００１５】
ラマン増幅装置１００は、通信リンク１２３を介してネットワーク１２２に接続される。ネットワーク１２２はまた、他の増幅装置１２４、１２５及び遠隔装置コントローラ１２１に接続される。遠隔装置コントローラ１２１はラマン増幅装置１００及び他の増幅装置１２４、１２５の動作状況をモニタする。ネットワーク１２２は、専用の無線または有線ネットワーク、または、インターネットまたは部分的に専用且つ部分的に一般からのアクセスが可能であるハイブリッドネットワーク、とすることが可能である。ラマン増幅装置１００は独立して動作することが可能である一方、条件の変化によって必要とされ、追加情報に記述することが可能なものとして、制御装置１１９は、システム性能への如何なる悪影響もオフセットする支援をするためにラマン増幅装置１００の増幅性能と適合することができるように、システム全体の性能に関する追加情報を受け取ることが可能である。例として、この追加情報は、異なる減衰特性を有する交換ファイバがＷＤＭシステムにおける２つのカスケード式ラマン増幅装置を相互接続するために用いられる、とすることができる。この場合、ラマン増幅装置１００は新しい“目標”増幅性能を設定することが可能であり、これにより、新しいファイバの一部のチャンネルが他のチャンネルより減衰したとしても、すべてのＷＤＭのチャンネルに対するチャンネル特性を正常化することが可能である。
【００１６】
ポンピング装置１０７は、ファブリペロー型半導体レーザ１０９、１１０、１１１、１１２、波長安定化ファイバ回折格子１１３、１１４、１１５、１１６、偏光カプラ１１７、１１８、及びＷＤＭカプラ１０８から構成される。半導体レーザ１０９、１１０の中心波長とファイバ回折格子１１３、１１４の波長は同じく波長λ１であり、半導体レーザ１１１及び１１２の中心波長、そしてファイバ回折格子１１５及び１１６の反射波長は同じく波長λ２である。半導体レーザ１０９、１１０、そして１１１、１１２の中心波長はそれぞれ、波長安定化ファイバ回折格子１１３、１１４、及び１１５、１１６を介して、λ１及びλ２に対して安定化される。
【００１７】
半導体レーザ１０９，１１０、及び１１１、１１２により生成されるマルチモードの光は、それぞれ各中心波長λ１及びλ２について偏向コンバイナ１１７、１１８により結合される。偏向コンバイナ１１７、１１８からの光出力をＷＤＭカプラ１０８により結合する。２つの異なる偏向板を維持するために、半導体レーザ１０９、１１０、１１１、１１２と変更コンバイナ１１７，１１８の間の接続において偏向維持ファイバ１２６を用いる。これは、単一ファイバ１０１または増幅ファイバ１０３におけるオリエンテーションに拘わりなく、ラマン増幅器１００への入力信号を適切に増幅することを確実にする。
【００１８】
この例におけるポンピング装置１０７は、増幅ファイバ１０３に対して２つの異なる波長λ１及びλ２をもつ光を供給する２つのポンプから構成される（即ち、第１ポンプは中心波長λ１をもつ光を供給し、第２ポンプは中心波長λ２をもつ光を供給する）。更に、米国特許第６，２９２，２８８号明細書（特許文献２）に述べられているように、波長λ１及びλ２間の波長間隔は、λ１及びλ２両者を含む範囲において平坦な利得プロファイルを与えるために、６〜３５ｎｍの範囲内で選択される。
【００１９】
ポンピング装置１０７からの光出力は、ＷＤＭカプラ１０４を介して増幅ファイバ１０３に結合される。光信号（例えば、ＷＤＭ信号）は、入力ファイバ１０１を経て増幅ファイバ１０３に入射する。次いで、利得媒体が増幅ファイバ１０３の中に誘導された光により励起され後、光信号は信号レベルを高められ、最終的に、光信号はラマン増幅される。更に、ラマン増幅された光信号はＷＤＭカプラ１０４を通過し、制御装置１１９に伝送される。ここで、増幅された光信号の一部は分岐してモニタ信号を形成し、一方、その信号の大部分は出力ファイバ１０６における出力となる。
【００２０】
制御装置１１９はラマン増幅装置の増幅性能を制御するプロセッサを含む。この制御は、モニタ信号か、例えば遠隔装置コントローラ１２１から受け取る制御信号等の外部源のどちらかに基づくことが可能である。動作電流の制御を可能にし、個々の半導体レーザ１０９、１１０、１１１、１１２が目標の利得プロファイル（例えば、平坦な増幅プロファイル）に比べて小さい利得偏差を達成することを可能にするために、制御装置１１９は、十分な数の制御ラインから構成されるバス１２０において制御信号を生成する。
【００２１】
ＥＤＦＡに比較して、例えば、ラマン増幅装置は、より多くのレーザダイオードモジュールを含み、システムパラメータにより決定される広い帯域で動作し、そしてネットワークに対する要求と一致する増幅帯域において所定の利得量を得ることが可能である制御装置を必要とするため、ラマン増幅装置はより複雑な装置となっている。本発明者による認識によると、その複雑さの一部は、環境またはネットワークに対する要求が変化しても、ポンプの出力レベルを調節することが可能である制御装置に維持されたままである。例えば、ポンプモジュールの中心波長は温度の関数として変化するであろう。この中心波長の変化は、結果的に、制御装置により検出され、補償されなければならない利得形状における変化をもたらす。しかしながら、ポンプのパワーレベルを変化させることによりラマン増幅装置の利得特性は影響を受け、それ故、最適な制御は、ポンプ光の波長シフトをもたらす温度により必ずしも可能ではない。
【００２２】
更に、システムに対する要求の変化は、増幅装置の増幅帯域幅を変えなければならない状況（即ち、拡大、または他の帯域へのシフト）を生み出すこととなる。帯域幅の変化に対応するために、一部の変更はポンプのオン／オフにより可能になるが、必要に応じて用いられるにも拘わらず、より多くの数のポンプが増幅装置において必要になるために、増幅装置はより高価になってしまう。更に、一部のポンプは時間の経過と共に劣化し、故障する。信頼性に関する心配を緩和するためにオンボードスペアを用いることが可能であるが、すべてのポンプがオンボードスペアを備える場合、この解決方法を実施することは高価なものとなる。
【００２３】
増幅帯域幅内にチャンネルを追加することはもう１つの解決方法である。そのような解決方法において、ポンプの消耗を防止するために増幅装置のパワーを増加させることが必要となる。ラマン散乱は非線形プロセスであるから、レーザポンプパワーを単に増加させても増幅装置の利得は増加するものではない。そして、そのようにすることにより、平坦でない利得スペクトルをもたらすような出力波長において、出力の分割に変化が生じるからである。更に、非線形利得特性は、信号対ノイズ（スプリアス（ｓｐｕｒｉｏｕｓ））比率に対する要求と矛盾する帯域内（単一帯域）ノイズスパー（ｎｏｉｓｅ　ｓｐｕｒ）をもたらし、好ましくない４波混合の形成を結果的に引き起こすこととなる。本発明者の認識によれば、４波混合の形成は、特定なポンプ中心波長で入力ポンプ光レベルが高すぎる状態で動作した結果である。この現象が起こるとき、その中心波長における利得媒体の増幅特性は実質的に非線形であり、好ましくないスプリアス応答が生じる。多数のポンプがラマン増幅装置において異なる波長で動作すると仮定すると、ポンプレベルを下げることにより検出及び制御がなされない場合、４波混合のリスクは扱いにくくなる。しかしながら、ポンプレベルを下げることにより結果的に不十分な増幅になる場合、十分な平坦性を有する十分大きな利得を与え、４波混合の結果が抑制されるか帯域を外れて存在するかどちらかの方式で、ポンプ波長を変更することによりこの問題を回避することが可能になる。
【特許文献１】
米国特許第６，１８８，７０５号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，２９２，２８８号明細書
【特許文献３】
米国特許出願公開第０９／７７５，６３２号明細書（特許文献３）
【非特許文献１】
Ｂｒｕｃｅ　Ｅ．著“同調可能なレーザ（Ｔｕｎａｂｌｅ　Ｌａｓｅｒｓ）”　ＩＥＥＥ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、従来の光通信システムは自由度と調節可能性に関して制限されたものとなっていると認識している。したがって、本発明の目的の１つは、従来のシステムについて上記で確認された内容及びその他の制約を解決するために取り組み、同調可能なマルチモード波長分割多重ラマンポンプ及び増幅装置、及びマルチモード波長分割多重ラマンポンプ及び増幅装置を制御するためのシステム、方法及びコンピュータプログラムプロダクトを提供することである。
【００２４】
上記のように、ラマン増幅について平坦な利得（または、平坦でないファイバ減衰特性を補償するため等の利得の任意形状）を達成するために、各マンポンプの波長及びパワーレベルを注意深く選択する。残念ながら、表現“平坦な利得”は、既存の通信システムの特定な特性に依存して、異なるものを意味することを本発明者は認識している。本発明者は、更に、特定のシステムに対する要求は時間の経過と共に変化し得ることを認識している。例えば、新しいチャンネルが異なる波長に追加されたり、削除されたり、ビットレートが増加されたり、または、容易に交換できない既存構成要素も故障すること等がある。ラマンポンピングに対するフリーサイズを達成する試みは存在しない。本発明の発明者は、中心波長を増徴すること及び各ラマンポンプの光出力を個別に設定することにより再構成することが可能であり、必要に応じて制御装置が利得プロファイルを変更することが可能であるラマンポンプを手に入れることは便利であることを認識している。したがって、本発明の他の目的は、反射帯域幅を移動させるために、同調可能なスタビライザファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いる、同調可能なマルチモードラマンポンプ及び同調可能なラマン増幅装置を提供することである。同調可能なマルチモードラマンポンプ及び同調可能なラマン増幅装置を提供することにより、より自由度の大きい光通信システムを構築することが可能となり、ネットワークについての要求における変更、或いは、種々の要因に起因する最適状態には及ばない性能に対応して調節するために制御することが可能となる。
【００２５】
これら及びその他の目的を達成するために、本発明は、制御装置により制御される光出力及び中心波長を有する複数のマルチモードポンプを用いる、同調可能なマルチモードＷＤＭラマンポンプ、増幅装置、制御システム、方法及びソフトウェアを提供する。所定のレベル及び／または波長に対してポンプの波長及び光出力を制御することは、ラマン利得メディアとして機能を果たす光ファイバを経由して伝わるＷＤＭ光信号をラマン増幅することに対して自由度の大きい問題解決策を提供することが可能にする。制御装置は、ラマン増幅プロファイル（例えば、増幅帯域幅及び／または増幅波長スパンに渡る所定の増幅利得プロファイル）をシステム要求に即して設定し、維持することを確実にする。
【００２６】
制御装置は増幅されたＷＤＭ信号をモニタし、次いで、目標増幅プロファイルの所定の閾値の範囲内にモニタされ且つ増幅されたＷＤＭ信号があるかどうかを決定する。ラマン増幅された信号が所定の閾値の範囲内にない場合、制御装置は、目標増幅プロファイルの所定の閾値の範囲内にモニタされ且つ増幅されたＷＤＭ信号を入れるために、精力的に制御する（光出力と中心波長のうち少なくとも１つを調節することによる）。個々のポンプの制御は、ポンプの出力パワー及び／またはポンプに供給されるポンピング光の出力信号にたいしてなされる調節を含むことが可能である。
【００２７】
制御装置はまた、新しい目標増幅プロファイルを生成するためにラマン増幅装置を導く外部源からの制御信号に応答する。この新しい目標増幅プロファイルは、例えば、システムの動作条件またはシステム要求の変化に基づくことが可能である。
【００２８】
制御装置はまた、バックグラウンドノイズより狭い帯域を生成する帯域内ノイズを観察することにより４波混合の存在をモニタする。４波混合が検出されたとき、制御装置は、信号帯域の外に狭帯域ノイズを“導く”ために寄与するポンプの中心波長を調節する。
【００２９】
本発明の１実施形態において、再構成可能なラマンポンプモジュールは波長同調可能なレーザダイオードの多重アレイから構成される。同調はポンプスタビライザＦＢＧの反射帯域幅を一様に移動することにより達成される。この試みは、多くの異なるシステムに適用可能である単一モジュールの設計を可能にし、これにより、特注の装置に関連する製造及び在庫の問題を低減される。それはまた、将来のシステムのアップグレードの際のコストも低減する。
【００３０】
際情勢されたラマンポンプの１実施形態は、導波路出力に光学的に結合された電子入力を伴う半導体レーザダイオードから構成される。回折格子の構造は、ダイオードへのわずかな量の帰還を提供する導波路出力に反映される。回折格子は、格子部分の格子間隔、導波路の有効係数、または両者を変化させる同調機構に結合される。回折格子からの反射帰還は、レーザダイオードのレージング（ｌａｓｉｎｇ）線幅（または、光出力の帯域幅）が回折格子の帯域幅に略一致するようにする。回折格子が同調されたとき、その反射帯域幅は一様に移動し、結果的にレーザダイオードのマルチモード出力における対応する一様な移動をもたらし、これにより、ラマンポンプの同調性が達成できる。
【００３１】
本発明のコンテクストにおける回折格子の同調は、例えば、熱効果または歪効果（圧縮または引っ張り）による。熱同調は、熱光学的効果として知られる、導波路の有効係数を変化させることにより、効果が現れる。導波路の熱的拡大／縮小による格子間隔の変化は、少なくとも石英ベースの材料に対しては二次的効果である。歪同調は、歪光学的効果による有効係数の変化及び格子に間隔のもたらされるわずかな変化の両方により、効果が現れる。
【００３２】
本発明の他の特長は、光通信システムにおける各ラマン増幅装置は単独で動作する必要がないが、そのシステムに他の増幅装置を用いたインターネットが機能する方式において動作することが可能である。ラマン増幅は分散増幅であるため本発明においては、構成要素の動作またはシステム要求における予期しない変化を補償するために、隣接するカスケード式のラマン増幅装置間の増幅負荷を移動させることにより、この分散効果を利用する。
【００３３】
上記の本発明の要約においては、本発明におけるすべての特長または実施形態について説明を加えることを意図していない。更に理解を深めるためには、以下に詳述する本発明の好適な実施形態の全体を参照されたい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照するに、図２は、本発明の１つの実施形態に従ったラマン増幅装置２００のブロック図である。ラマン増幅装置２００は、増幅ファイバ（光ファイバ）１０３、ＷＤＭカプラ１０４、ポンピング装置２０１、制御装置２０６、及びオプショナル偏光独立アイソレータ１０２、１０５から構成される。ラマン増幅装置２００は、単一モードファイバ、分散補償型ファイバ（ＤＣＦ）、分散平坦化ファイバ等の光透過ファイバとすることが可能であり、入力ファイバ１０１と出力ファイバ１０６に接続される。入力ファイバ１０１、増幅ファイバ１０３及び出力ファイバ１０６は同じファイバとすることが可能である。
【００３５】
通信リンク１２３を経由して、ラマン増幅装置２００をネットワーク１２２に接続する。ネットワーク１２２をまた、他の増幅装置２０７、２０８及び遠隔装置コントローラ１２１に接続される。遠隔装置コントローラ１２１は、ラマン増幅装置２００及び他の増幅装置２０７、２０８の動作状況をモニタする。ネットワーク１２２は、専用の無線または有線ネットワーク、或いは、部分的に専用且つ部分的に公共のアクセス可能であるインターネットまたはハイブリッドネットワークのような他のネットワークとすることが可能である。ラマン増幅装置２００は独立して動作することが可能であり、また、ラマン増幅装置２００にシステム全体の性能に関する追加情報を供給することも可能であり、これにより、条件の変化により示され、追加情報において反映されるようなあらゆるシステム性能への悪影響をオフセットする支援の役割を果たすため、制御装置２０６をラマン増幅装置の増幅性能に適合させることが可能である。例として、その追加情報は、異なる減衰特性をもつ交換ファイバをＷＤＭシステムにおける２つのカスケード式ラマン増幅装置を相互接続するために用いること、とすることができる。この場合、新しいファイバによる減衰が一部のチャンネルにおいて他のチャンネルよりわずかであることが現実であるとしても、ＷＤＭのチャンネルすべてのチャンネル特性を正常化するために、ラマン増幅装置２００は新しい“目標”増幅性能を採用することが可能である。
【００３６】
ポンピング装置２０１は、ファブリペロー型半導体レーザ２０２、２０３、２０４、２０５、チューナブル波長安定化ファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２、偏光カプラ１１７、１１８、及びＷＤＭカプラ１０８から構成される。同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０は同じ中心波長λ１に同調され、チューナブルファイバ回折格子２１１、２１２は同じ中心波長λ２に同調される。
【００３７】
偏光コンバイナ１１７、１１８からの光出力をＷＤＭカプラ１０８により結合する。偏光維持ファイバ１２６は、２つの異なる偏光板を維持するために、半導体レーザ装置２０２、２０３、２０４、２０５、チューナブルファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２、及び偏光コンバイナ１１７，１１８の間の接続において偏光維持ファイバ１２６を用い、したがって、単一ファイバ１０１または増幅ファイバ１０３におけるオリエンテーションに拘わりなく、ラマン増幅装置２００への入力信号を適切に増幅することを確実にする。
【００３８】
この例におけるポンピング装置２０１は、増幅ファイバ１０３への異なる２つの波長λ１及びλ２を有する光を供給する２つのポンプから構成される。しかしながら、ポンピング装置２０１は同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２から構成され、２つの波長λ１及びλ２は調節可能であり、異なる必要はない。更に、任意の特定波長の光を生成するために、半導体レーザを前もって構成する必要はない。本発明の１実施形態において、ポンピング装置２０１は、特定の応用のための顧客の中心波長及び光出力に設定される。“現場で構成可能な”ラマン増幅装置を提供することにより、顧客は、彼らのシステムの動作性能を調整するためにより多くの自由度をもつと、本発明者は認識している。更に、本発明の同調可能なラマンポンプ及び増幅装置は顧客により構成可能であるため、顧客のシステムに含まれる各構成要素のために、顧客はラマン増幅装置の在庫を保管する必要はない。したがって、チューナブルマルチモードラマンポンプを有する１つの“一般的な”ラマン増幅装置はシステムオペレータに備えられ、所定の利得形状及び増幅バンド幅で動作するために現場で（制御装置２０６の近く、または遠隔装置コントローラ１２１を介して遠隔操作によりプログラムされる。
【００３９】
ポンピング装置２０１からの光出力は、ＷＤＭカプラ１０４を介して増幅ファイバ１０３に結合される。光信号（例えば、ＷＤＭ信号）は、入力ファイバ１０１を経由して増幅ファイバ１０３に入射する。光信号は増幅ファイバ１０３の中に誘導される光と結合し、入射光信号はラマン増幅される。更に、ラマン増幅された光信号はＷＤＭカプラ１０４を通過し、制御装置２０６の方に送信される。ここで、増幅された光信号の一部はモニタ信号（またはサンプリングされた出力信号）を形成するために分岐され、一方、その信号の大部分は出力ファイバ１０６で出力となる。そうでない場合、増幅プロファイルに適合するように調整するために是正処置をとる。４波混合が問題であるかどうか評価するために、そしてそれが問題である場合に問題が導入されたポンプレーザを確認するために、制御装置は狭帯域ノイズ検出等の他の検出技術もまた含むことも可能である。
【００４０】
制御装置２０６は、出力制御をアサートするため、及び、同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２を制御することにより、したがって、ラマン増幅装置２００の増幅性能全体を制御することにより、各々の半導体レーザ２０２、２０３、２０４、２０５によって供給される光の中心波長を同調するため、にプロセッサを有する。この制御は、モニタ信号か、例えば遠隔装置コントローラ１２１から受け取る制御信号等の外部源のどちらかに基づくことが可能である。動作電流が目標の利得プロファイル（例えば、平坦な増幅プロファイル）に比べて小さい利得偏差を達成することができるように、及び／または、個々の半導体レーザ２０２、２０３、２０４、２０５の中心波長を調節するために個々の同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２を制御できるように、制御装置２０６は十分多くの制御ラインを含むバス１２０に制御信号を生成する。
【００４１】
制御装置２０６の多くの異なる実施形態がある一方、各々の実施形態に共通の特性は、ラマン増幅装置２００により提供される増幅性能及び／または光の中心波長に渡る制御をアサートするために用いられる。一部の実施形態は制御装置２０６の特性をモニタする信号を含み、制御装置２０６は外部の源からモニタされた外部信号または他の制御情報を受け取ることが可能である。例えば、図２に示すように、遠隔装置コントローラ１２１は、ネットワーク１２２を介して制御情報を提供することが可能である。更に、制御装置２０６は、レーザドライバ回路、または制御装置２０６に対して外側にあるドライバ回路のインタフェースを含む。しかしながら、各々の場合において、ラマン増幅装置２００の出力が目標の増幅性能及び／または光出力の中心波長における所定の許容誤差範囲内にあり、必要に応じて是正措置をとるかどうかを解釈するために、一連の指令（例えば、ＰＡＬまたはＡＳＩＣにより）を実行することが可能であるプロセッサを制御装置２０６に設置する。更に、制御装置２０６は、制御装置２０６に供給される制御情報に基づいて、ラマン増幅装置２００の動作特性に変化を導入することが可能である。
【００４２】
米国特許出願公開第０９／７７５，６３２号明細書（特許文献３）はラマン増幅装置２００の出力をどのように制御するかについて記述している。米国特許出願公開第０９／７７５，６３２号明細書で記述されているように、制御装置２０６はソフトウェア出力制御手段を備えることが可能である。しかしながら、ここでのその関連の残りの部分は、同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２の同調によりラマン増幅装置２００重点を置くことにする。
【００４３】
制御装置２０６は増幅後信号をモニタし、半導体レーザ装置２０２，２０３，２０４，２０５を制御するために十分多くの制御ライン（例えば、半導体レーザ装置２０２、２０３、２０４、２０５の動作電流を制御するための制御ライン、及びチューナブルファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２を制御するための制御ラインを含む）を含むバス１２０に制御信号を生成する。例えば、制御装置２０６が、４つの半導体レーザ装置２０２、２０３，２０４，２０５を含むラマン増幅装置２００における出力及び波長の両者を制御するとき、バス１２０は少なくとも８つの制御ラインから構成される（即ち、４つの半導体レーザ装置２０２、２０３、２０４、２０５各々についての１つの動作電流制御ラインと１つのファイバ回折格子同調制御ライン）。その上、ドライブ回路と回折格子の近くに配置される他のプロセッサにより解釈され、個別の制御信号に変換される、バスにおけるデジタル信号を制御装置２０６が出力する場合も、二者択一が可能である。
【００４４】
制御装置２０６は、マルチモードラマン増幅装置２００の利得プロファイルを制御し、次いで所定の目標利得プロファイルの許容範囲内で増幅装置が実際に動作していることを確実にするためにラマン増幅装置２００からの信号出力をモニタする、機能を実行する。制御装置２０６は、初めに、半導体レーザ装置２０２、２０３、２０４、２０５の目標中心波長を確認し設定するが、目標利得プロファイルを確立したとき、まだ考慮されていないシステムレベルの性能に関する追加情報を制御装置が受け取る場合、増幅装置２００の目標利得プロファイルに調整される。例えば、隣接する下流の増幅装置のポンプレーザ内の故障が制御装置２０６に報告された場合、制御装置２０６はこの故障の補正を実行することが可能であり、ラマン増幅装置２００における増幅帯域の一部の増幅プロファイルを増加させることにより、増幅部分において理想的な増幅より少ない状態にする。
【００４５】
制御装置２０６の第１機能は、目標とするラマン増幅性能を得て、次いで、モニタされる増幅性能が所定の目標性能の許容範囲内にあるかどうかを決定するために（ラマン増幅された）ＷＤＭ信号の実際の出力をモニタする。制御装置２０６は、実際の性能と目標とする性能との間の偏差を評価することにより、制御装置２０６はこのモニタ動作を実行する。増幅帯域全体に渡り目標増幅性能の許容範囲内にモニタされた増幅性能が入っていることを制御装置２０６が決定する場合、制御装置２０６はポンピング装置の条件を変更せずに、実際の増幅性能を継続的にモニタする。しかしながら、目標増幅性能の許容範囲内にモニタされた増幅性能が入っていないことを制御装置２０６が決定する場合、制御装置はポンピング能力を増加または減少させ、及び／または、目標増幅性能を維持するために少なくとも１つ以上のポンプの中心波長を同調することが可能である。
【００４６】
もう１つの制御装置２０６の特長は、ラマン増幅装置の新しい目標性能を設定するために、ポンピング装置の条件に加えて目標性能を変更することである。この機能は、ラマン増幅装置２００を設置したときの構成の機能として機能することが可能であり、または、システム要求の変更に即して機能することが可能である。例えば、ネットワークに追加チャンネルを適合させるために、特定の通信帯域を拡大する必要がある。システム要求におけるこの変化に適合させるために、通信帯域を増大することに対して異なる目標性能を達成できるように、ラマン増幅装置２００を構成する少なくとも１つ以上の半導体レーザ装置２０２、２０３、２０４、２０５の出力パワーまたは中心波長を調整するまたは調整を中止するまたは変更する等して、制御装置２０６は、ポンピング装置のための一連の他の条件を設定することが可能である。
【００４７】
本発明の第３の特長は、カスケード式配置に他の増幅装置（例えば、増幅装置２０７、２０８）と共に制御装置２０６をネットワーク化することであり、それ故、オリジナルのシステム設計から何らかの方法で通信条件が変化した事実がある場合であっても、カスケード式増幅装置間の増幅プロファイルを調和させることにより、システム全体の性能をＷＤＭ信号に対して最適に維持することが可能である。例えば、隣接する増幅装置の間の増幅プロファイルを調和させることにより、少なくとも１つ以上の隣接する増幅装置の増幅プロファイルを調整することにより、選択されたポンプの故障を補償することが可能である。例えば、制御装置２０６は、接続されるラマン増幅装置に生じる問題をオフセットするために、前段カスケード部分または後段カスケード部分のラマン増幅装置の増幅性能を調整する。オリジナルのファイバと異なる減衰特性、２つのラマン増幅装置間の他の構成要素（例えば、スイッチまたは増幅装置）の挿入、または温度変動によるラマン増幅装置の中心波長のドリフト、をもつ異なるファイバを使用すること等、他の条件もまた補償することが可能である。
【００４８】
図３は、本発明の１実施形態に従った同調可能なダイオード装置の模式図である。固体ダイオードレーザ装置１は、電気的にポンピングされ、レーザ装置１に供給される注入電流に依存して、帯域幅（例えば、５〜２０ｎｍ）に渡りレーザ光を発する。レーザ装置１により生成する光は、例えば、単一モードファイバのある長さの導波路内で光結合される。図２に示される同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２等の同調可能なブラッグ回折格子３は導波路２の中にあり、レーザ装置１に光帰還を与える。後に詳述される回折格子３は、レーザ装置１から十分遠くに設置され、それ故、回折格子３が与える帰還は、ダイオードレーザ装置１のキャビティ内の光の場とは位相がまったく異なっている。その帰還はレーザキャビティの場のコヒーレンスを破壊する。それにより、次には、帰還を最大にし、コヒーレンスを回復するために、レーザはその特定な性能を立て直す。そのようにすることにおいて、レーザ装置１の出力は、チューナブル回折格子３の帯域内、例えば０．５〜１ｍｍの範囲内に存在するように、スペクトル的に崩壊する。これは、レーザ装置１のバイアス電流に拘わらず、レーザ装置１の出力の中心波長を安定化し、すべての光出力は狭帯域に限定されているため、レーザ装置１のスロープ効率を増加させる役割を果たす。回折格子が同調されたとき、ダイオードレーザ装置１の出力の波長はシフトする。
【００４９】
図４及び５は、本発明の異なる実施形態に従った、同調可能なルファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２を同調するための２つの調節メカニズム、即ち熱同調と歪同調、を用いるパッケージの模式図を示している。図４に示す熱的調節を受けたパッケージは、薄い金属フィルムをコートされた石英よりなる微小キャピラリチューブ６から構成される。このキャピラリはより大きなガラスチューブ４の中に収容され、キャピラリ６と導線７を支持するために２つのフェルール５を両側に１つずつ備えている。薄い抵抗体フィルムに電圧を印加するとき、そのフィルムは熱を発生して電力を消費する。キャピラリチューブ６は十分小さいので、それが加熱されるとき、それは電力効率が高く、即座に加熱され、そして内部に放射状の熱勾配を有することはない。２〜３ｎｍの波長選択性をもつ石英の熱同調係数（ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｕｎｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）は、０．０１１ｎｍ／℃に過ぎない。高温化では、回折格子の性能は低下する。歪同調、そして特に圧縮歪同調は、実験室で２０回まで行うことができる。それでもなお、回折格子に外部からの機械的力を作用させる他の調節メカニズムに加えて、熱同調を実行することが可能である。
【００５０】
図５は、本発明の１実施形態に従った、ファイバブラッグ回折格子を歪同調するためのコンパクトで信頼性高い構成の例を示している。この実施形態においては、少なくとも１０〜１５ｎｍの同調可能範囲が達成可能である。図５に示すように、その装置は、パッケージに適切である大きさを有する圧電アクチュエータ１０を収容する、硬い材料よりなるレバーパッケージ９から構成される。回折格子を水平方向に拡大する圧電アクチュエータ１０における導線に電圧を印加する。この拡大により、レバーパッケージ９の２つのアームは外側に押される。ファイバブラッグ回折格子１３は２つのアームの間のレバーパッケージ９上に設置され、例えば正確なアライメントを確実にする２つのフェルールに両端を接続する。レバーパッケージ９の２つのアームの外側への動きがファイバブラッグ回折格子１３を引き伸ばすように、ファイバブラッグ回折格子１３を同調する。ファイバを引き伸ばすことは引っ張り歪を伴う同調に相当し、ファイバを機械的に弱くするため、圧縮歪を伴う同調より非常に狭い同調範囲となる。しかしながら、本発明のもう１つの実施形態において、レバーパッケージ９のアームが広げられるとき、図５に示すパッケージは、ファイバの接続により圧縮歪を伴う調節のために用いられる。圧電性が途中で切られる（即ち、導線から電圧印加が中断される）とき、圧縮歪が増加する。ダイオードの安定化のために用いられる回折格子は、好適には非常に短く（例えば、ミリメートル未満）、したがって、この種の同調によく適している。非常に短いファイバを圧縮することにより、ファイバのバックリングを最少に抑えることが可能である。
【００５１】
図６は、本発明の１実施形態の具体例を示している。図６に示すように、２つのプレート１３を２つの分離したステージ１４、１５上に取り付けている。右側のステージ１５は、３つのマイクロメータ１６の組み合わせにより、Ｘ、Ｙ及びＺ軸に沿って調節することが可能である。ステージ１４，１５は電気機械的に制御可能なステージとすることが可能であり、制御信号をＸ、Ｙ及びＺ軸における並進運動に変換するために用いる、例えば、ステッパモータ、ＭＥＭＳ、またはマイクロマシンにより制御される。１例の構成において、
各取り付けプレート１３には、その表面に沿って伸びる半径１８０μｍの半円形の溝が形成されている。例えば内径２５０μｍ且つ外径３６０μｍである石英キャピラリチュービング１７を、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂を用いて、各溝の中に接着する。右側ステージ１５上に取り付けられるキャピラリチューブは、顕微鏡を用いてＸ軸及びＺ軸に関して、左側ステージ１４上に取り付けられるチューブとアライメントされる。Ｙ軸のマイクロメータを調整して、２つのキャピラリチューブの間の隙間を１．２５ｍｍにする。１ｍｍのファイバブラッグ回折格子を備えるファイバ１８の全長は、チューブ１７の中を通って張られて調整されることにより、その回折格子は１．２５ｍｍの隙間の中に納められる。例えば熱硬化性のエポキシ樹脂を用いて各チューブに充填することにより、回折格子１９をキャピラリチューブ１７に接着する。プレート１３に接着される前に、キャピラリチューブ１７の両端部を割ることにより、ファイバ１８周囲のボンドラインはＹ軸において対称となる。エポキシ樹脂の硬化が終了したとき、Ｙ軸マイクロメータ１６を調整することにより回折格子１９のブラッグ波長を調節することが可能であり、調整される方向に依存して、その隙間における回折格子の領域に引っ張りまたは圧縮応力が導入される。
【００５２】
図７は、本発明の１実施形態に従った、熱同調安定化回折格子の送信データを示すグラフである。回折格子強度（４．４％）及びバンド幅（〜１．１ｎｍ）は既存の安定化回折格子に対して典型的でありが、応用によっては、わずかに強い、弱い、広いまたは狭い回折格子もまた用いることが可能である。図７は、２０℃（符号７０１）〜２３９℃（符号７０６）の範囲内の６つの異なる温度における送信データを示している。
【００５３】
図８は、本発明の１実施形態に従った、図７の６つの温度と同様の温度において、帰還を与える、図７のグラフを得るために用いた回折格子を備えるダイオードレーザの出力スペクトルを示すグラフである。
【００５４】
図９は、本発明の１実施形態に従った、歪同調安定化回折格子により得られた送信データを示すグラフである。この例における回折格子強度は３％、バンド幅は〜１．７ｎｍである。図９は、０．３４％の圧縮歪（符号９０１）〜０．６６％の引っ張り歪（符号９０６）の範囲内の６つの異なるポイントにおける送信データを示している。
【００５５】
図１０は、本発明の１実施形態に従った、帰還を与える、図９のグラフを得るために用いた回折格子を備えるダイオードレーザの出力スペクトルを示すグラフである。符号１００１で示される曲線は回折格子を用いないダイオードの出力であり、ピークパワーはほんの２３ｍＷであり、そしてかなり広がっている。しかしながら、回折格子を用いると、同じバイアス電流に対して、ピークパワーは９０ｍＷに増加する。その出力スペクトルはまた、回折格子を用いると、著しく狭くなり、ラマン増幅装置のポンプとしての使用を含む、多くの応用に対して好ましい。回折格子を歪同調するとき、レーザ光の中心ピークは、予測されるように、単に、全体的に一様にシフトする。符号１００２、１００３、１００４，１００５、１００６及び１００７により、種々の歪同調（圧縮と引っ張りの両方）についての曲線を示す。
【００５６】
図１１は、本発明の１実施形態に従った、単一送信ファイバに多重化された多重ラマンポンプの例を示す概略図である。この例においては、４つ一組の２Ｘ２マルチプレクサを用いている。
【００５７】
図１２は、本発明の１実施形態に従った、３つのダイオードよりなるポンプについての誘導された最適なラマン利得スペクトルを示している。図１２に示すように、１００ＧＨｚの間隔に４０チャンネルがあり、利得リップルがわずか１．１８ｄＢであるＴＲＵＥＷＡＶＥ−減少傾斜ファイバ（ｒｅｄｕｃｅｄ　ｓｌｏｐｅ　ｆｉｂｅｒ）が１００ｋｍの長さに渡り透明に増幅される。これらの結果をもたらしたこの例に用いられた波長及び出力パワーは、３３２．７ｍＷにおいて１４２５．９ｎｍ、３３５ｍＷにおいて１４５１ｎｍ、そして２５ｍＷにおいて１４７０ｎｍであった。
【００５８】
図１３は、より長波長において、更に４０個のチャンネルを図１２のコンテクストで述べたシステムに追加する場合、ポンプの構成はもはや適正ではない。これは符号１３０１で表される曲線で示され、長波長側では増幅されない。符号１３０３で表される曲線は、波長同調（例えば、ポンプ出力の調整による）しないようにポンプモジュールを再構成する試みを示している。長波長側を増幅するために、１４７０ｎｍにおけるポンプパワーは明らかに増加される必要がある。しかしながら、１４７０ｎｍラインが４００ｍＷまで増加したときでさえ、長波長側は透明になるまで尚も増幅されない。更に、利得リップルは略１５ｄＢとなり、１５７０ｎｍにおける単一チャンネルを増幅すると、自己位相変調等の非線形の問題は一層起こり易くなる。しかしながら、高い波長同調性を用いて、ポンプモジュールを再構成するとき、符号１３０２で表される曲線によって示されるように、２．９ｄＢという、より適切な利得リップルをもつ光透過性を達成できる。この例において、１４７０ｎｍではなく１４８０ｎｍにおいて長波長ポンプを同調することにより、好ましい結果が得られる。
【００５９】
図１４は、本発明の１実施形態に従った、ファイバ回折格子を同調するための他の熱同調方法を示している。異なるポンプ光源を用いるとき、熱同調は２〜３ｎｍより広い可変性を達成できる。ダイオードレーザではなく、図１４に示される例において用いられる光源は、利得媒体として機能を発揮する半導体光増幅装置（ＳＯＡ）２０である。半導体光増幅装置２０の両端に配置された２つのサンプル値ブラッグ回折格子（ＳＢＧ１　２１、ＳＢＧ２　２２）はレーザ共振器となっている。従来の回折格子ではなく、サンプル値ブラッグ回折格子は複数の反射ピークを有し、ピーク間の間隔はサンプリング周期によって決定される。サンプル値ブラッグ回折格子２１、２２についての代表的な反射スペクトルを図１５のグラフに示す。この装置におけるレージングは、２つの反射ピークが互いに調整されたときにのみ起こる。しかしながら、第２サンプル値ブラッグ回折格子２２に対してチューナブルサンプル値ブラッグ回折格子を用いることにより、ＳＢＧ２　２２の調節はレーザの出力波長において分離且つ急上昇したものとなる。例えば、第２サンプル値ブラッグ回折格子２２を０．２ｎｍだけ同調する場合、ピークのうちの１つが第１サンプル値ブラッグ回折格子と揃えられる波長は、オリジナルの波長から１ｎｍだけシフトする。したがって、この装置の同調効率は５倍になり、広い同調性を達成するために熱同調を可変のオプションにする。
【００６０】
本発明の一部の実施形態においては、ファイバ回折格子の同調範囲はレーザ装置により供給される光のバンド幅を超えるものとなっている。これらの実施形態のうち１つにおいて、供給される光の帯域を超えてファイバ回折格子を調節することが好ましいとき、そのレーザ装置は停止され、同調されたファイバ回折格子により反射される光を供給する他のレーザ装置に置き換えられ、これにより、用いられる同調可能なファイバ回折格子の全範囲に及ぶ同調が可能になる。他の実施形態においては、異なる同調範囲を有する複数のダイオード／回折格子の対を、より広い範囲の調節を達成するためにオン及びオフにする。この実施形態において、制御アルゴリズムは簡便化され、光パワーの浪費を避けられる。
【００６１】
図１６は、本発明の実施形態に従った、ラマン増幅装置のための制御装置２０６の詳細を示すブロック図である。図１６に示すように、制御装置２０６は、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びレーザ装置パワー制御装置５０３の両者にＷＤＭ光信号の一部を運ぶ光ファイバを介して、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びレーザ装置パワー制御装置５０３に接続されるタップカプラ５０４を含む。タップカプラ５０４は制御装置２０６内部に収容されるように示されているが、それはまた、制御装置２０６に接続される外部の構成要素とすることも可能である。更に、制御装置２０６の分離している構成要素（即ち、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２、レーザ装置パワー力制御装置５０３及び制御装置５０１）は、共通の制御装置の筺体内に収容しない分離した構成要素とすることも可能である。更に、図１６に示される種々の構成要素は分離した装置として設計することも、それらの任意の組み合わせよりなる一体化した装置として設計することも可能である。
【００６２】
ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びレーザ装置パワー制御装置５０３はＷＤＭモニタ信号（即ち、タップカプラ５０４により供給される増幅されたＷＤＭ信号の一部）をデマルチプレックスし、デマルチプレックスされた信号を電気的信号に変換する。増幅制御プロセスを実行するために（例えば、個々の半導体レーザ２０２、２０３、２０４、２０５の振幅及び／または波長を調整するために）、制御装置５０１に電気的信号のサンプルが供給される。制御装置２０６により実行される機能のうちの１つはラマン増幅装置２００の実際の増幅性能をモニタすることであるため、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びレーザ装置出力制御装置５０３は電気的信号をサンプリングし、この一連のサンプルを目標の増幅性能と比較する。ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２、レーザ装置パワー制御装置５０３及び制御装置５０１により実行されるサンプリングプロセスは、ＷＤＭチャンネル毎に必ずしも行う必要はない。それどころか、これらの装置は、ＷＤＭチャンネル毎の一連のサンプルに比べて高いまたは低いスペクトル分解能を用いて制御プロセスを実行することが可能である。ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びレーザ装置パワー制御装置５０３は、各ポンプレーザ２０２、２０３、２０４、２０５それぞれの波長及び光出力レベルを制御するために、出力制御ライン１２０を提供する。ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びレーザ装置パワー制御装置５０３はまた、サンプルのデータを交換し、制御装置５０１と共に情報を制御する。制御装置５０１は、例えば遠隔装置コントローラ１２１およびその他の増幅装置２０７、２０８とデータと制御情報を交換するためにインターネット等のデータ通信ネットワーク１２２と接続される。
【００６３】
図１７及び１８は、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２のサブコンポーネントをより詳細に示している。図１７において、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２は、波長デマルチプレックサ１８、光／電気変換手段１９（例えば、フォトダイオード）、及びファイバ回折格子波長同調制御回路２０より構成され、それらは直列に接続している。波長デマルチプレックサ１８は、モニタされたＷＤＭ光信号を複数の光サンプル信号に分離し、各々の光サンプリング信号は異なる中心波長を有している。デマルチプレックスされた光サンプルは、例えば、上記のように、ＷＤＭ信号のチャンネルに対応することが可能である。もう一度繰り返すが、デマルチプレックサ１８により実行される機能は、ラマン増幅装置２００により増幅されたＷＤＭ信号の分離したスペクトル成分を孤立化させることである。基本制御スキームのために、デマルチプレックサ１８は２つのサンプル信号を供給することのみが可能であり、おそらくそのうちの１つは増幅バンド内の短波長側にあり、もう１つは増幅バンド内の長波長側にある。しかしながら、サンプル信号が少な過ぎる制限のために、ラマン増幅装置の利得プロファイルが目標増幅性能の所定の許容範囲（例えば、１ｄＢ）内にないサブバンドを観察するには、サンプリングされた信号の分解能は十分ではない。他方、サンプル信号が多すぎると、制御装置２０６の処理のリソースに要するコストと複雑さが不必要に増大する。したがって、実際的なガイドラインとして、生成するサンプル信号の数は、ラマン増幅装置２００により処理されるＷＤＭチャンネルの数か、ラマン増幅装置２００に用いられるポンプレーザ２０２、２０３、２０４、２０５の数のどちらかに一致するように設定される。したがって、高密度のＥＤＭ信号に対するデマルチプレックサにより生成されるサンプル信号の典型的な数は、１０〜１００の範囲になるであろう。しかしながら、上記した２等の小さい数、または１０００以上の数も同様に採用することが可能である。
【００６４】
光／電気変換手段１９はデマルチプレックスされた光信号を電気的信号に変換する。変換手段１９により供給される出力電流は、デマルチプレックスされた光信号の各々の大きさに依存して変化する。制御装置５０１は、制御装置５０１がサンプル信号のデジタル変換を行うためにその各々の電流をサンプリングするバス５０５を介して、電流を受け取る。或いは、制御装置５０１は、サンプル信号をデジタル化するファイバ回折格子波長同調制御回路２０から、サンプル信号のデジタル変換を受け取る。同様に、変換手段１９はデジタル化された出力を提供する。
【００６５】
ファイバ回折格子波長同調制御回路２０は制御装置５０１からの分離した制御装置であるように示されているが、この両者は単一のプロセッサベースの制御装置に組み込むことも可能である。しかしながら、図１７に示すように、制御装置５０１はデジタル信号プロセッサベースの内蔵型制御装置であり、主なアナログ処理はファイバ回折格子波長同調制御回路２０の中で実行される。例えば、本発明の１実施形態において、制御装置５０１は、個々のポンプレーザ２０２、２０３、２０４、２０５、により提供される特定の目標中心波長を達成する個々の同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２についての所定の歪的及び／または熱的調節に相当する適切な同調値をメモリ中に維持する。一旦、同調値が確認されると、制御装置５０１はファイバ回折格子波長同調制御回路２０に情報伝達し（デジタル通信か分離したアナログ信号のどちらかにより）、ファイバ回折格子波長同調制御回路２０は、所望のポンプレーザ波長を生成するために、同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１，２１２を制御する。しかしながら、他の実施形態においては、ファイバ回折格子波長同調制御回路２０はデジタル的に動作することが可能であり、目標出力中心波長を達成することに関連する調節値をメモリ中に維持する。この場合、ファイバ回折格子波長同調制御回路２０はチューナブルファイバ回折格子２０９、２１０、２１１，２１２に制御信号を送り、それらは、制御信号に応答し、または分離波長調回路に相互接続する、それら自身の波長同調回路を備えている。
【００６６】
図１８は、制御装置２０６のもう１つの例示である実施形態を示している。図１７の実施形態とは異なり、図１８の実施形態はパワースプリッタ２１とバンドパスフィルタ２２を備えている。電力スプリッタは、タップカプラ５０４により複数のサンプル信号に分岐されたモニタ済みのＷＤＭ光信号を分割する。例えば、パワースプリッタ２１は、ＷＤＭ信号のチャンネル数に一致する数に分岐されたＷＤＭ信号を分割する。バンドパスフィルタ２２は、異なる中心波長と、特定通過域内に光エネルギーを有する各サンプル信号の一部のみの通過を可能にする固定幅通過域と、を備えている。光／電気変換器１９、制御装置５０１、及びファイバ回折格子波長同調制御回路２０は、図１７を参照して上記した内容と同様である。
【００６７】
議論の中心は、主に制御動作を実行するためにラマン増幅装置２００からの増幅出力をサンプリングすることであったが、制御装置２０６はまた、図１９に示すように、ラマン増幅装置２００への入力信号をサンプリングすることも可能である。入力光信号及び出力光信号を直接測定することにより、制御装置２０６は増幅装置の利得の直接測定及び増幅利得のプロファイルを確立することが可能である。増幅利得のプロファイルを測定する他の方法として、制御装置５０１は、ＷＤＭ信号の出力レベルを表すラマン増幅装置下流からのメッセージを、それがラマン増幅装置から出たときに、受け取ることが可能である。ファイバ損失特性は、２つの増幅装置を相互接続するファイバに対して一般に知られているので、増幅装置下流の制御装置５０１は、ラマン増幅装置下流への入力であるＷＤＭ信号の見かけ上のレベルを計算することが可能である。
【００６８】
図２０は、プロセッサを基本とする制御装置５０１の例を表す実施形態を示す。制御装置５０１は、バス９０２または情報を通信するための他の通信手段、及び情報を処理するためにバス９０２に連結されるプロセッサ９０３から構成される。制御装置５０１はまた、情報及びプロセッサ９０３により実行される命令を記憶するためにバス９０２に連結される、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶装置（例えば、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ及びシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））等のメインメモリ９０４から構成される。制御装置５０１は、更に、情報及びプロセッサ９０３により実行される命令を記憶するためにバス９０２に連結される、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）９０５、または他の静的記憶装置（例えば、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ），消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ），及び電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ））から構成される。
【００６９】
制御装置５０１はまた、磁気ハードディスク９０７及びリムーバブルメディア駆動装置９０８（例えば、フロッピディスク駆動装置、読み取り専用コンパクトディスク駆動装置、読み取り書き込みコンパクトディスク駆動装置、テープ駆動装置、及び取り外し可能な光磁気駆動装置）等の、情報及び命令を記憶するための少なくとも１つ以上の記憶装置を制御するために、バス９０２に連結されるディスク制御装置９０６から構成される。適切な装置インタフェース（例えば、小型コンピュータ用周辺機器インタフェース（ＳＣＳＩ）、ＩＤＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）、エンハンストＩＤＥ（Ｅ−ＩＤＥ）、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）、またはウルトラＤＭＡ（ｕｌｔｒａ−ＤＭＡ））を用いて、制御装置５０１に記憶装置を追加することが可能である。
制御装置５０１はまた、特殊目的の論理回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ））または構造化可能な論理回路（例えば、ＳＰＬＤｓ（Ｓｉｍｐｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ）、結合プログラム可能論理回路（ＣＰＬＤｓ）及びＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙｓ））から構成される。
０１２０　制御装置５０１はまた、コンピュータのユーザに対して情報を表示するために、ブラウン管（ＣＲＴ）等の表示装置９１０を制御するためにバス９０２に連結される表示装置制御装置９０９から構成される。コンピュータシステムは、コンピュータのユーザと対話し、プロセッサ９０３に情報を提供するために、キーボード９１１、ポインティング装置９１２等の入力装置を備える。ポインティング装置９１２は、プロセッサ９０３に方向の情報及び命令の選択を通信し、表示装置９１０上でカーソルの動きを制御するために、例えば、マウス、トラックボールまたはポインティングスティックとすることができる。更に、プリンタは、制御装置５０１により記憶され、及び／または、生成されたデータのリストを印刷して提供することができる。
【００７０】
制御装置５０１は、メインメモリ９０４等のメモリに含まれる少なくとも１つ以上の命令の少なくとも１つ以上のシーケンスを実行するプロセッサ９０３に対応して、本発明の処理段階の一部または全部を実行する。そのような命令は、ハードディスク９０７またはリムーバブルメディア駆動装置９０８等の他のコンピュータ可読メディアからメインメモリ９０４に読み込まれ、または、例えば遠隔装置コントローラ１２１等の他のプロセッサからダウンロードされることが可能である。多重処理配列における少なくとも１つ以上のプロセッサはまた、メインメモリ９０４に含まれる命令のシーケンスを実行するために用いられるもとが可能である。それに代わる実施形態において、ソフトウェアの命令に置き換えて、または組み合わせて、ハードワイヤード回路を用いることも可能である。したがって、実施形態は、如何なる特定のハードウェア回路とソフトウェアの組み合わせに限定されるものではない。
【００７１】
上記のように、制御装置５０１は、本発明の教示に従ってプログラムされた命令を維持するため、及び、データの構造、テーブル、レコード、またはこの中で述べられている他のデータを含むために、少なくとも１つのコンピュータ可読メディアまたはメモリから構成される。例えば、コンピュータ可読メディアには、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または他の磁気メディア、コンパクトディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、または他の光メディア、パンチカード、ペーパテープ、またはパターンや孔を有する他の物理メディア、搬送波（後述する）、またはコンピュータが読み込むことが可能な他のメディア等がある。
【００７２】
コンピュータ可読メディアの任意の１つまたは組み合わせに記憶させることにより、本発明は、制御装置５０１を制御するために、本発明を実行する装置を駆動するために、そして、制御装置５０１が人間であるユーザ（例えば、印刷物制作者）と対話できるようにするために、本発明はソフトウェアを含んでいる。そのようなソフトウェアは、装置ドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、及びアプリケーションソフトウェア等を含むことができるが、それらに限定されるものではない。更に、そのようなコンピュータ可読メディアは、本発明を実行する操作の一部（操作が分散している場合）または全部を行うために本発明のコンピュータプログラムプロダクトを含む。
【００７３】
本発明のコンピュータコード装置は、如何なる解釈可能な、または実行可能なコード手段であってもよく、解釈可能なプログラム、動的リンクライブラリ（ＤＬＬ：Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｌｉｎｋ　Ｌｉｂｒａｒｙ）、Ｊａｖａ（登録商標）、及び完成された実行可能なプログラムを含むが、それらに限定されるものではない。更に、本発明の操作の一部は、よりよい性能、信頼性、及び／またはコストのために拡販することが可能である。
【００７４】
本明細書の中で用いている用語“コンピュータ可読メディア”は、プロセッサ９０３への命令を提供することに関与している何らかのメディアを意味する。コンピュータ可読メディアは種々の形態をとることが可能であり、不揮発性メディア、揮発性メディア、及び伝送メディアを含むが、これらに限定されるものではない。不揮発性メディアは、例えば、ハードディスク９０７等の光ディスク、磁気ディスク及び光磁気ディスク、または取り外し可能なメディア駆動装置から構成される。揮発性メディアは、メインメモリ９０４等の動的メモリから構成される。伝送メディアは、同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバから構成され、バス９０２を構成するワイヤを含む。伝送メディアはまた、電波及び赤外線データ通信する際に生成されるような音波または光波の形態をとることが可能である。
【００７５】
コンピュータ可読メディアの種々の形態は、プロセッサ９０３への少なくとも１つ以上の命令の少なくとも１つ以上のシーケンスを実行することにおいて関与させることが可能である。例えば、命令は、初期的には、遠隔コンピュータの磁気ディスクにおいて実行することが可能である。遠隔コンピュータは、ダイナミックメモリの中で遠隔的に本発明の全部または一部を実行するために命令をロードし、モデムを用いて電話回線において命令を送ることが可能である。制御装置５０１に対して現地にあるモデムは、電話回線におけるデータを受け取り、赤外線信号にデータを変換するために赤外線トランスミッタを使用する。バス９０２に連結される赤外線ディテクタは、赤外線信号の状態で運ばれるデータを受け取り、バス９０２にそのデータを置くことができる。バス９０２はメインメモリ９０４にデータを運び、そこからプロセッサ９０３は命令を取り出して実行する。メインメモリ９０４により受け取られた命令は、プロセッサ９０３により実行される前または後のどちらかにおいて、記憶装置９０７または９０８に、任意に記憶させることが可能である。
【００７６】
制御装置５０１はまた、バス９０２に連結する通信インタフェース９１３を備える。通信インタフェース９１３は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９１５、またはインターネット等の他の通信ネットワーク１２２に接続されるネットワークリンク１２３に連結する２方向データ通信を提供する。通信インタフェース９１３はまた、ファイバ回折格子波長同調制御装置５０２及びバス５０５を介するレーザ装置パワー制御装置５０３への２方向連結を提供する。通信インタフェース９１３は、如何なるパケット交換ＬＡＮに対しても取り付けられるネットワークインターフェースカードとすることが可能である。他の例として、通信インタフェース９１３は、非同期デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）カード、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード、または対応するタイプの通信ラインにデータ通信接続を供給するモデムとすることが可能である。無線リンクもまた導入することが可能である。そのような如何なる導入においても、通信インタフェース９１３は、種々のタイプの情報を表すデジタルデータストリームを運ぶ、電気、電磁気または光信号を送り、及び受け取る。
【００７７】
ネットワークリンク１２３は、一般に、他のデータ装置に少なくとも１つ以上のネットワークを通じてデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１２３は、通信ネットワーク１２２により通信サービスを提供するローカルネットワーク９１５（例えば、ＬＡＮ）またはサービスプロバイダにより操作される装置を介する他のコンピュータへの接続を提供することが可能である。ローカルネットワーク１２３及び通信ネットワーク１２２は、例えば、デジタルデータストリームを運ぶ、電気、電磁気、または光信号を用いる。種々のネットワークの中を通る信号、ネットワークリンク１２３における信号、及び通信インタフェース９１３の中を通る信号は、制御装置５０１に及び制御装置５０１から運ばれ、情報を伝送する搬送波の典型的な形態である。制御装置５０１は、プログラムコードを含むデータを、ネットワーク９１５及び１２２、ネットワークリンク１２３、及び通信インタフェース９１３を経由して、伝送及び受信する。更に、ネットワークリンク１２３は、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）ラップトップコンピュータ、または携帯電話のようなモバイル機器９１７に、ＬＡＬを介して接続することが可能である。
【００７８】
図２１は、本発明の１実施形態に従った、制御装置２０６により実行されるきわめて高いレベルの制御プロセスを示している。図２１に示すように、このプロセスは、制御装置２０６により利得プロファイル要求を受け取る段階Ｓ２１０１から始まる。上記のように、利得プロファイルは制御装置２０６に局所的に記憶され、または、例えば、遠隔装置コントローラ１２１からネットワーク接続１２３を経由してネットワーク１２２に受け取られることが可能である。利得プロファイル要求は最初の利得プロファイル要求とすることが可能であり、また、現在の利得プロファイル要求における変化を反映させることも可能である。利得プロファイル要求は、制御装置２０６の制御の下に、少なくとも１つ以上のポンピング装置に対する目標性能に一致する。
【００７９】
一旦、利得プロファイル要求が受信されると、段階Ｓ２１０１において、現在の利得プロファイルが段階Ｓ２１０１において受信された利得プロファイルに適合するかどうかを決定する段階Ｓ２１０２にプロセスを進める。現在の利得プロファイルが受信された利得プロファイルに適合する（即ち、段階Ｓ２１０２において“はい”）場合は、このプロセスは終了する。他方、現在の利得プロファイルが受信された利得プロファイルに適合しない（即ち、段階Ｓ２１０２において“いいえ”）場合は、このプロセスは段階Ｓ２１０３に進められる。段階Ｓ２１０３において、制御装置２０６が制御信号を生成し、要求された利得プロファイルを達成するために少なくとも１つ以上のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の波長に調節する少なくとも１つ以上のポンピング装置２０１にバス１２０を介してその制御信号を送信する。ポンピング装置２０１が少なくとも１つ以上のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５を備えている場合、制御装置２０６により生成される制御信号は、個々のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の波長に調節するために、適切なポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５に導かれる。
【００８０】
本発明の１実施形態において、制御装置２０６により提供される個々のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の調節は継続的な調節機能である。所定の場合に実施される調節は“微調整”であり、ここで、例えば、特定のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５は中心波長からドリフトされ、適切な波長に補正される。その他の場合、制御装置２０６は、少なくとも１つ以上のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の中心波長において著しい変化を必要とするまったく新しい利得プロファイルを実行する。
【００８１】
一旦、波長が調節されると、そのプロセスはＳ２１０４に進められ、ここで、要求利得プロファイルに調節するために、少なくとも１つ以上のポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の出力パワーを同様に調整する。波長の調節と同様に、制御信号は、バス１２０を経由して適切なポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５に供給されるであろう。適切なポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の波長及び出力パワーが調整された後、そのプロセスは段階Ｓ２１０５に進められ、ここで、段階Ｓ２１０２ｔｏ同様に、現在の（即ち、調整済み）利得プロファイルは段階Ｓ２１０１で受信された要求利得プロファイルと比較される。現在の利得プロファイルが要求利得プロファイルに一致する（即ち、段階Ｓ２１０５で“はい”）場合、プロセスは終了する。他方、現在の利得プロファイルが要求利得プロファイルに一致しない（即ち、段階Ｓ２１０５で“いいえ”）場合、プロセスは段階Ｓ２１０３に戻り、ここで、適切なポンプ源２０２、２０３、２０４、２０５の波長及び出力パワーが更に同調され、調節される。
【００８２】
図２２は、制御装置２０６により実行される操作プロセスを示すフローチャートである。（１）所定の目標増幅性能（例えば、所定の増幅帯域に渡る増幅プロファイルまたは出力信号パワープロファイル）を確立し、（２）実際の増幅性能が目標増幅性能の所定許容誤差範囲内にあるかどうかをモニタし、そして、（３）実際の増幅性能が所定許容誤差範囲内に入らないとき、補正対策をとるために、この制御プロセスを実行する。特に、段階Ｓ２、Ｓ４及びＳ６それぞれは、目標増幅性能を確認し、目標出力増幅性能を達成するために用いられる増幅パレメータ（例えば、ポンプレーザ中心波長）を決定し、目標性能を達成するためのパラメータを適用する。段階Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２及びＳ１４は、実際の増幅性能が目標増幅プロファイルの所定許容誤差範囲内に維持され、及び／または受け入れられるプロファイル形状（平坦または傾斜したプロファイル形状）に少なくとも適合することを確実にするために実行される。
【００８３】
図２２に示すように、そのプロセスは段階Ｓ２から始まり、ここで、入力ＷＤＭ光信号特性（例えば、増幅帯域の準帯域において測定された平均光信号レベル）及び（初期の）目標増幅性能は、制御装置２０６に提供され、及び／または制御装置２０６により生成され、そして例えばメインメモリ９０４等のメモリに記憶される。目標増幅性能は、所望のシステム性能を達成するためにシステムオペレータにより設定される所定の利得プロファイルを表す一組の値により表すことが可能である。光通信技術分野において通常の技能を有する者であれば、利得プロファイルが波長と振幅両方の情報を含むことは理解されるであろう。利得は入力信号に比例する出力信号のレベルに関連するため、後述するように、入力信号レベルは、直接または間接的に確認される。更に、システムオペレータが所定の利得プロファイルによりラマン増幅操作を実行しようとする場合、入力ＷＤＭ光信号特性は、次に述べる幾つかの方法のうち１つにおいて先ず決定される。
【００８４】
ラマン増幅装置２００への入力において、ＷＤＭ信号レベルを直接測定することが可能である。この場合、制御装置は、ラマン増幅装置２００に適用される光信号のレベルに対するラマン増幅装置からの測定された出力信号の比に対して目標利得を比較することにより、目標利得が達成されたかどうかを決定することが可能である。入力信号レベルを直接測定する代わりとして、２つのラマン増幅装置の間のファイバ損失に起因する減衰量の見積もりまたは測定値より小さい、ラマン増幅装置２００にラマン増幅装置下流（他の増幅装置２０７、２０８）から送信された出力信号レベルから、入力信号レベルを得ることが可能である。更に、入力レベルは制御装置２０６に採用されるプロセルから推定することが可能であり、このとき、制御装置２０６において、既知のパワーの信号をラマン増幅装置２００に入力し、次いで、ラマン増幅装置の出力において測定される所定の出力レベルを生成するために関連するポンプレーザに適用される駆動電流量を確認し、メモリに記憶する。続いて、メモリの記憶された値に比例する駆動電流の変化から増幅量を推定することが可能である。組み込み試験手順または較正の間に、初期段階としてこの後者のプロセスを実施することが可能である。或いは、目標増幅特性の代わりに、目標出力ＷＤＭ光信号特性を外部源から提供し、メモリに記憶することが可能である。この場合、入力ＷＤＭ光信号特性と、制御装置５０１のメモリに記憶された特徴的な目標出力ＷＤＭ光信号と、から目標増幅性能を計算することが可能である。目標増幅性能及び入力ＷＤＭ光信号特性は、動作条件に制御装置２０６のメインメモリから提供され、メインメモリに記憶され、そして読み込まれる。
【００８５】
目標増幅性能は、関連するパラメータと同様に、段階Ｓ２において得られ、次いで、このプロセスは段階Ｓ４に進む。段階Ｓ４において、目標増幅性能を達成する増幅パラメータは、同時進行の演算／シミュレーションにより、または種々の条件に対して予め決定及び記憶されたパラメータを有するルックアップテーブルを参照することにより、決定されることが可能である。ここでの議論において、例えば、同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２を歪ませる、または加熱することにより、同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２を調節するために用いられる同調可能なファイバ回折格子制御値として、増幅パラメータは表されよう。
【００８６】
ここでの議論は、目標増幅性能に関連する同調可能はファイバ回折格子波長同調制御値を中心に扱っているが、光信号測定操作に固有の内部損失、ファイバ損失、ポンプ間相互作用、またはポンプレーザの経時変化等、制御装置２０６が考慮することが可能である付加的な操作条件がある。ファイバ損失（減衰）等これら付加的な条件を補償するために、同調可能なファイバ回折格子波長同調制御値のセットをプリセットし、メモリに記憶させる。同調可能なファイバ回折格子波長同調制御値のセットは、ファイバ損失等を補償するために選択可能な種々の利得プロファイルと対応する。
【００８７】
２０００年１１月２８日に出版された“Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ”（ＣＩＢＣ　Ｗｏｒｌｄ　Ｍａｒｋｅｔ）に例として示されているものと同様に、図２３は、光ファイバの減衰量は１４００ｎｍに比べて１５００ｎｍにおいてより大きいことを示している。この減衰の差に対処する従来のアプローチは、単にスペクトルの最小減衰部分を用いることである。本発明者は、伝送帯域の不均一な減衰特性を補償する増幅プロファイルを用いるという異なるアプローチをとっている。図２４に示すように、メインメモリ９０４は、ファイバ損失がより小さい１５００ｎｍにラマン利得の最大値をもつポンプのための駆動電流（１００ｍＡ）より大きい、１４００ｎｍにラマン利得の最大値をもつポンプレーザのための駆動電流（５６０ｍＡ）を支持する。したがって、図２４に示すようなテーブルを用いることにより、目標増幅性能を達成するためにドライビング電流を決定することが可能である。例えば、同調可能なファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２に適用される歪または熱の量に対応する同調可能なファイバ回折格子波長同調制御値等の、目標プロファイルに影響を与える他のパラメータを、制御装置５０１のメモリのデータテーブルに記憶させることも可能である。
【００８８】
所望の出力プロファイルを得るために必要とするチューナブルファイバ回折格子波長調節制御値を初期的に演算することが可能な、市販のシミュレーションプログラム（例えば、ＡＲＴＩＳ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ社製のＯｐｔＳｉｍ）がある。例えば、ＷＤＭにおける特定な周波数の周りの光パワーを数１により表すことができる。
【００８９】
【数１】
2004006710.tif 000003
ここで、添え字μ及びｖは光周波数を表し、添え字“＋”及び“−”はそれぞれ前方伝播波及び後方伝播波を表し、Ｐはｖの周りの光パワーであって、ｖにおけるパワースペクトル密度と微小帯域幅ｄｖの積である。ａｖは減衰係数、εｖはレーリー後方散乱係数、Ａｖは周波数ｖにおける光ファイバの有効面積、ｇμｖは周波数μのポンプによる周波数ｖのラマン利得パラメータ、ｈはプランク定数、ｋはボルツマン定数、そしてＴは温度である。この式は、ポンプ間及び信号間のラマン相互作用、ラマンエネルギー転移によるポンプ消耗、レーリー後方散乱、ファイバ損失、自然放出ノイズ及び黒体放射ノイズ等の、実際のシステムで観察可能な殆どすべての想定される効果を含むと考えられる。本発明の１実施形態において、制御装置５０１のメインメモリ９０４は、エンコード化された式（１）を有するコンピュータ可読命令を保持する。これらの命令は、異なるポンプレーザ２０２、２０３、２０４、２０５により与えられる総合的な増幅効果に基づいて目標増幅性能をシミュレーションするために、プロセッサ９０３により実行される。
【００９０】
図２５、２６Ａ、２６Ｂ及び２７は、図２２の段階Ｓ４の振幅と波長の両者を含む目標増幅性能を如何に設定するかについて説明する例示プロセスを参照する。図２５、２６Ａ、２６Ｂ及び２７は、平坦な（または任意形状）ラマン増幅性能を得るのに必要とする適切な条件（例えば、ポンプの中心波長、ポンプの出力パワー）を決定するために、本発明の１実施形態において用いる重ね合わせの原理について示している。
図２５は、１４２４．２ｎｍと１４５１．８ｎｍで動作する２つのポンプレーザについての、個別の及び複合させたラマン利得プロファイル対波長を示している。ポンプレーザをＹＹＸＸレーザ（ＹＹは１３から１５までの範囲内、ＸＸは００から９９までの範囲内）と表すことが可能である。例として、Ｓ帯域からＬ帯域におけるラマン利得を生成するために、ＹＹＸＸレーザは１４ＸＸポンプレーザ（例えば、１４００〜１４９９ｎｍ）と表すことが可能である。中心波長１４２４．２ｎｍにおいて動作する単一ポンプレーザラマンによる増幅利得プロファイルは図２５におけるプロファイル“ａ”で示される。同様に、中心波長１４５１．８ｎｍにおいて動作する単一ポンプレーザラマンによる増幅利得プロファイルは図２５におけるプロファイル“ｂ”で示される。両方のポンプの同時動作による総ラマン増幅プロファイルは“ｃ”で示され、重ね合わせ原理により決定される（即ち、プロファイルは加算的である）。即ち、重ねあわせ原理に従って、各々のポンプによる増幅プロファイルは、２つの個別のプロファイルの加算に相当する総増幅プロファイルを得るために、加えられることが可能である。
【００９１】
図２６Ａ及び２６Ｂは、目標増幅性能を設定することに関して本発明に適用される重ね合わせ原理の他の例を示している。図２６Ａに示すように、４つのポンプレーザが低波長に調節され（即ち、第１グループ）、第１の所定利得レベル（または、光出力レベル）に設定され、第５ポンプレーザ（即ち、この例において、１つのポンプレーザのみを有する第２グループは更に多くのポンプレーザを含むことができる）はより高い利得レベルに設定される。第５ポンプレーザは、第１グループにおいて隣接するポンプレーザより大きい波長間隔だけ、第１グループのポンプレーザのうち最も近いものから波長を分離するために調節される。更に、第１グループのポンプレーザは略等しい利得レベルに設定され、互いに２０ｎｍの間隔を置くように調節される（利得プロファイルにおける認識される変曲点を最小にするために適当な分離範囲は６〜３５ｎｍの範囲内である）この例において、第５レーザポンプは、１４９５．２ｎｍを中心波長として動作するように調節され、第１グループの各々のポンプの利得に比べて略３倍である有効利得を与えるように設定される。
【００９２】
図２６Ｂは図２６Ａに対応し、重ねあわせ原理が、第１グループ及び第２グループにおけるポンプレーザが生成する増幅プロファイルにどのように適用されるかについて示している。増幅プロファイル“ａ”、“ｂ”、“ｃ”、及び“ｄ”は第１グループのポンプレーザに対応しており、１４２４．２ｎｍ、１４３７．９ｎｍ、１４５１．８ｎｍ及び１４６６．０ｎｍにおける動作にそれぞれがなるように調節された。プロファイル“ｇ”は第１グループの合成プロファイルであり、プロファイル“ｅ”は第２グループのポンプレーザにより与えられるプロファイルであり、即ち１５００ｎｍにおいて動作する（例えば２つまたは３つのポンプにより第２グループを構成し、調節することも可能である）。それぞれの増幅の最大値は、源ポンプの動作より約１００ｎｍ長い波長にあることを特記しておく。
【００９３】
目標増幅利得プロファイル“ｃ”（図２５）及び“ｆ”（図２６Ｂ）は、重ねあわせ原理を適用することにより得られる。予測される増幅利得プロファイルの結果として得られる形状は、示すように、略平坦になっているが、ポンプレーザの出力を調整し、ポンプレーザが動作する中心波長において特定間隔をもつようにそれらを調節することにより、如何なる任意形状に設定することも可能である。例えば、第２グループの利得を減少させることにより、増幅帯域全体に渡ってマイナス勾配になるように、即ち、ポンプを調節して１５００ｎｍを中心波長として動作するように、図２６Ｂにおいて示された増幅プロファイル“ｆ”を傾斜させることも可能である。同様に、そのプロファイルは、第１グループからの出力を増加させることによりマイナス勾配になるように傾けることも可能である（即ち、利得プロファイル“ｇ”）。それとは対照的に、目標増幅プロファイル“ｃ”（図２５）及び“ｆ”（図２６Ｂ）は、第１グループからの出力を減少させること、及び／または、第２グループからの出力を増加させることにより、プラス勾配になるようにすることも可能である。短い波長で動作するそれらグループにけるポンプレーザの数は一般に非常に多いので、長波長より短波長についての要素利得プロファイルにおいて非常に多くの高次利得形状特性を与える可能性がある。
【００９４】
段階Ｓ４が終了した後、プロセスは段階Ｓ６に進められ、ここで、制御装置２０６は、予め決定された増幅パラメータ（例えば、振幅、波長）をポンプレーザに適用することにより、ポンプレーザの光出力の制御を有効にすることが可能である。例として、所定の許容誤差範囲内で、シミュレーションされた増幅性能が目標増幅性能と適合するとき、各ポンプレーザについての制御値を調節する駆動電流及び同調可能なファイバ回折格子波長のそれぞれは、シミュレーションで決定される各々のポンプレーザからの増幅出力レベルのピークに基づくルックアップテーブルで確認される。それの代わりとして、或いはそれの相補的なものとして、制御装置２０６は、プログラム可能な減衰により表される減衰量を調整するためにプログラムされ、目標増幅性能を得ることに合致して、ポンプレーザの各光出力を制御するために、各々のポンプレーザに光結合される。したがって、増幅装置のパラメータは、適用される光エネルギーの波長ばかりでなく、光ファイバに適用される光エネルギー量に関連するものであり、ポンプレーザに適用される駆動電流のみとする必要はない。
【００９５】
図２２の制御プロセスにおいて段階Ｓ６から段階Ｓ８への移行は、目標増幅性能に恐らく合理的に近づくことができる増幅動作を開始することから、実際の増幅性能をモニタして、目標増幅性能の所定の許容範囲内に実際の増幅性能を調整することまで、の移行である。制御プロセスにおけるこのモニタ及び調整の部分は段階Ｓ８において開始し、ここで、制御装置２０６は出力ＷＤＭ信号をモニタし、図１９に関して上記したように、恐らく実際の入力ＷＤＭ信号もまたモニタする。
【００９６】
段階Ｓ８は種々の方法を達成することが可能である。１つの方法は、ポンプレーザ毎の１つの平均パワーの測定のような、幅帯域について数種類の測定を行うことである。このシナリオにおいて、増幅サブ帯域と各々のポンプレーザとは一対一対応関係にある。しかしながら、モニタの段階を実行する際には寸分の制限もない。分解能（即ち、単位周波数当たりのサンプリングポイントの数）が大きくなればなる程、実際の増幅性能が目標増幅性能に適合する程度を決定する能力が向上する。しかしながら、分解能が、最も近いポンプレーザ間隔（例えば、分離ポンプ源に対して６ｎｍ以内に近づかない）に一致するレベルに近づいた後、光出力パワーを増加するために複数のレーザ出力が結合されない場合、更に優位性を得ることは殆どない。したがって、一般に、ポンプ間隔と同程度の分解能を得ることは、増幅帯域全体に渡る目標増幅性能との信頼性高い適合性を確実にする助けとなる。サンプルポイントを得た後、制御装置２０６は、例えば、次の操作のために、メインメモリ９０４に、出力ＷＤＭ信号のサンプルポイントを記憶する。
【００９７】
段階Ｓ８の終了後、段階Ｓ１０に進み、ここで、実際の（モニタされた）増幅性能が、増幅帯域全体に渡って目標増幅性能の所定の許容範囲内（γ、例えば、厳密な一致に対しては５ｄＢ、厳密でない一致に対しては１ｄＢ）であるかどうかを決定するために質問がなされる。１つの実施形態において、この決定は、次の式に従って、サンプル毎を基本として、なされる。
【００９８】
ＡＢＳ［ｔａｒｇｅｔ−　ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ］≦γ（ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）
それに代わって、モニタされたサンプルの平均を、所定のサブ帯域に渡った平均増幅性能に高めるために、結合することが可能である。この場合、必要とする演算の数を減らすことが可能であり、また、制御装置２０６は、目標増幅性能に関する“形状”の複雑さを測定することも可能である。例えば、下記のように、制御装置２０６は好ましい増幅性能に影響するポンプレーザンのグループを制御することが可能である。ポンプレーザの制御が２つのグループとしてのポンプレーザを制御することにより行われるとしよう。制御装置２０６はそのとき、短い波長（第１グループ）に対して平均出力レベルを、長い波長（第２グループ）に対して平均出力レベルを演算する。これにより、制御装置２０６は（１）増幅帯域に渡って平均増幅性能がγの範囲内にあるかどうかを決定し、（２）総増幅性能の傾斜（即ち、傾き）を所定量だけ形成する必要があるかどうかを決定することが可能になる。
【００９９】
ここで、図２２のフローチャートを参照するに、すべてのサンプルポイントについて段階Ｓ１０における質問に対する答えが肯定的（はい）である場合は、そのプロセスは段階Ｓ８に戻る。しかし、段階Ｓ１０における質問に対する答えが否定的（いいえ）である場合は、プロセスはＳ１２に進む。
【０１００】
段階Ｓ１２において、制御装置２０６は各々のサンプルポイントで観察される偏差量を比較する。偏差に連続的な傾向がない（例えば、隣接するサンプルが共に所定の許容範囲外にある）場合は、制御装置２０６は、ポンプレーザからの光出力と、及び／または、偏差が生じている部分と増幅プロファイルのピークが最もよく整列しているポンプレーザの中心波長と、を調整する（上にまたは下に）調整プロセスを実行する。更に、偏差が増幅帯域の小さい部分で孤立していることを制御装置が認識した場合、制御装置２０６は、光出力と、及び／または、増幅帯域の一部に最も著しく影響を及ぼす出力のピークをもつポンプレーザの中心波長と、を調整する。
【０１０１】
しかしながら、制御装置２０６が、モニタされた増幅プロファイルにおける一連の隣接サンプルが所定の許容範囲を超えて目標増幅性能から偏差している場合、制御装置２０６は異なるプロセスを実行する。この後者の状況下では、制御装置２０６は“二次目標増幅プロファイル”を設定する。この二次目標増幅プロファイルの形状は、目標増幅性能とモニタされた増幅プロファイルとの間の差から形成される。段階Ｓ４と同様に、制御装置２０６は、次いで、目標増幅プロファイルに更によく一致するモニタ増幅プロファイルを得るために、ポンプレーザ２０２、２０３、２０４、２０５、及び／または、チューナブルファイバ回折格子２０９、２１０、２１１、２１２に適用される、一組の増幅パラメータ（例えば、ポンプレーザ駆動電流、及び／または、同調可能なファイバ回折格子波長同調制御値）を決定する。したがって、制御装置２０６は、モニタ増幅プロファイルを追加するとき、増幅帯域に渡り目標増幅プロファイルにおいて所定の許容範囲内に非常に信頼性高く収まる新しい増幅プロファイルを結果的に得るための、二次目標増幅プロファイルを設定する。
【０１０２】
一旦、段階Ｓ１２が終了すると、プロセルはＳ１４に進み、ここで、制御装置２０６は、二次目標増幅プロファイルの実行に必要な量だけ調整するために、影響を受けたポンプレーザについて、光出力、及び／または、チューナブルファイバ回折格子波長同調制御値を与える。次いで、このプロセスは、動作のモニタ及び調整を継続するために段階Ｓ８に戻る。
【０１０３】
個々のポンプレーザ出力及び／または個々のポンプレーザが動作する中心波長を調整することにより、制御装置２０６は増幅プロファイルを設定し、維持することを完了することが可能である。しかし、ポンプレーザのそれぞれのグループの要素プロファイルを調整することにより、制御を完了させることも可能である。上記のように、そのグループのポンプレーザの各利得プロファイルを比較することにより、各々の要素プロファイルを認識する。次いで、総増幅性能に変化をもたらすとき、制御プロセスにおける自由度を減らすようにして、要素利得自身を調整することが可能である。例えば、総増幅性能に傾きの変化を導入するために、２つの要素プロファイルのレベルを即座に調整することが可能である。上記のように、第２要素の利得を増加させ、及び／または、第１要素についての要素プロファイルの利得を減少させることにより、正の傾斜を生成することが可能である。それとは対照的に、第１要素のプロファイルを増加させ、及び／または、第２要素のプロファイルを減少させる場合は、負の傾斜を導入することが可能である。
【０１０４】
上記のように、好適な効果を認識するために、各々の要素プロファイルを調整する程度を効率的に決定するために、コンピュータに基づくシミュレーションプロセスを用いることが可能である。例えば、２段階のシミュレーションプロセスを採用し、ここで、要素プロファイルを要素分析により確認する（即ち、公的な要素プロファイルを得るために、各々のポンプレーザに基づく各利得レベルを決定するためにシミュレーションを実行する）。次いで、その第２段階を実行し、ここで、所定形状の好適な総増幅プロファイルを提供するために要素プロファイルのレベルを調整する。１つの例として、要素プロファイルは動作の初期設定モードの間に発展され（例えば、図２２における段階Ｓ４）、第２のシミュレーション段階は、所定の許容範囲内に留める総増幅性能を維持するために各要素プロファイルを調整する程度を確認する段階Ｓ１２において実行される。
【０１０５】
初期的に要素プロファイルを確立することに関して、高い有効利得はより低いパワーを用いて得られるため、長波長帯域（第２要素プロファイル）についての要素利得プロファイルは、好適な目標増幅利得プロファイルに基づいて、一時的に設定されることを本発明者は観察した。更に、第２要素プロファイルは、第２要素プロファイルが増幅帯域の長波長部分で必要とされる利得を実質的に占めるように十分大きい利得を設定する。このようにして設定がなされるとき、負荷は制御装置２０６に移行し、目標増幅プロファイルと第２要素利得プロファイルとの差に適合するように、第１要素利得プロファイルを設定する。短波長グループ（即ち、第１グループ）には多くのポンプレーザがあるため、より複雑な形状の第１要素プロファイルを生成するために利用可能な多くのポンプレーザがある。
【０１０６】
更に、本発明のポンプレーザは同調可能であるため、ここのポンプレーザの波長は、シミュレーションにより決定され、また制御装置２０６により同調されることが可能である。チューナブルラマン増幅装置を備えることにより、一般的な増幅装置を設置し、好適な増幅プロファイルを実行するために設置した後に同調することが可能である、ことを本発明者は認識した。上記のように、この分野の同調性により、単一モジュールデザインを様々なシステムで用いることが可能となり、特注の装置に伴う、製造、在庫及びコストに関する問題を著しく低減することが可能となる。
【０１０７】
第１要素プロファイルのために形状を設定するとき、制御装置２０６は追加条件を考慮する事が可能である。例えば、追加条件のうち１つが光ファイバにおけるファイバ損失量をもたらす可能性がある。このファイバ損失はラマン増幅装置を設置するときに決定することが可能であり、したがって、そのラマン増幅装置のために動作設定に依存して変化する。恐らく、システムオペレータが当該ラマン増幅装置近傍に他の増幅装置を追加することに基づいて、ファイバ損失は時間の経過と共に変化し、したがって、再び増幅される前に出力光信号が移動する距離を短くする。更なる“追加条件”の例として、第１要素プロファイルは、経験することが可能なポンプ間相互作用を補償するように変化する。図２８は、ポンプ間相互作用が、如何にして長波長で総増幅性能を高める傾向をもつかを示している（プロファイル“ｆ”）。これらの追加条件のための制御装置２０６による評価があることにより、制御装置２０６は各要素プロファイルの形状を変化させることが可能となり、追加条件の存在下でラマン増幅装置が動作するにも拘わらず、総増幅性能を最適化する。
どのようにして制御装置２０６が単純化した制御手段として要素プロファイルを調節するかを示す他の例として、例えば、平坦利得が達成されたときに傾斜利得が観察される。この場合、制御装置２０６は、第１グループのポンプ及び／または第２グループのポンプの光出力を調節することにより、傾斜制御装置２０６は傾斜利得を補正することが可能である。１つの調節プロセスは図２６Ｂの比較的平坦な総利得プロファイル“ｆ”に対して総利得プロファイルの再調節がなされるまで、各ポンプの駆動電流に増加による変化をもたらす。このとき、この駆動電圧の増加は、例えば、将来の状況において総増幅プロファイルに調節がなされるときに即座の検索のために、メインメモリ等のメモリに記憶される。或いは、ラマン増幅装置は、特定の波長で傾斜を取り除くために増幅するように、始動させ、同調を行うことが可能である幾つかの“ホットスペア（ｈｏｔ　ｓｐａｒｅ）”ポンプを備えている。
【０１０８】
制御装置２０６は、要素プロファイルのレベルを調節することにより、傾斜利得を意図的に伝達することが可能である。例えば、光通信リンクにおける通信パラメータがスペクトル帯域全体に一様である場合、増幅帯域全体に平坦な利得が得られる。しかしながら、光ファイバの損失は波長に依存するので、カスケード式の増幅装置間で遷移があるとき、ＷＤＭ信号の一部のチャンネルは他のチャンネルより減衰が大きくなり得る。この場合、制御装置２０６は、全体の傾斜を生成するために要素プロファイルを調節することというより、減衰される傾向にある光信号を“プリエンファシス（ｐｒｅ−ｅｍｐｈａｓｉｚｉｎｇ）”することにより、この動作条件をオフセットすることが可能である。
【０１０９】
目定増幅性能についての所定の許容範囲内に増幅利得性能を設定し、維持するために、制御装置２０６で実行する単純化した制御プロセスが如何にレーザのグループを用いることができるかについて、更に説明するために、ここで数値の例を提供する。例えば、チャンネル１〜１０の各ＷＤＭ光信号のパワーレベルが−２０ｄＢで一様であると仮定する。また、タップカプラ及びＷＤＭカプラに起因する内部損失を考慮し、ラマン増幅装置により得られる有効目的利得が約１０ｄＢであると仮定する。したがって、ラマン増幅装置からの実際のチャンネル毎の出力パワーレベルは一様とし、その値を約−１０ｄＢｍ（即ち、−２０ｄＢｍ＋１０ｄＢ）するべきである。制御装置２０６は、記憶値として、チャンネル当たりの出力信号レベルを−１０ｄＢｍとする表示を保つことが可能である。したがって、チャンネル毎の出力信号が−１０ｄＢｍの信号レベルより所定量以上大きいか小さいことを、動作をモニタする間に、制御装置２０６が決定する場合、予測される出力レベルからの偏差の影響を弱めるために適切な量だけ、制御装置２０６は要素プロファイルを増加または減少させることが可能である。例えば、制御装置２０６は、表１のように、実際の出力パワーレベル及び対応する目標値−１０ｄＢからの偏差を決定することが可能である。
【０１１０】
【表１】
2004006710.tif 000004
次いで、制御装置２０６は、１組の偏差（即ち、１つ以上）がサンプルポイント間に存在することを決定し、それ故、要素プロファイルを利得レベルにおいて上方または下方に調節する。その１組の偏差を観察することにより、制御装置２０６は、実質的に“二次目標増幅プロファイル”を決定する。したがって、制御装置は、目標増幅プロファイルによりよく適合する、より傾斜した総増幅プロファイルを生成するために、第１グループの要素利得を増加させることにより、この偏差を補償する。更に、必要に応じて、第１グループの中のポンプレーザの光出力を調節することにより、第１要素プロファイルを調節することが可能である。
【０１１１】
或いは、制御装置２０６は、現在観察される第２目標増幅プロファイルと予め調節された駆動電圧とを関係つけて確認するためにメモリを参照することが可能である。更に、メモリは、特定の第２目標増幅プロファイルを設定するために前もって決定された第１及び第２グループの各ポンプについての組を構成する駆動電流調節値を保持する。限定された数であって、予め記憶された二次目標増幅プロファイルのみをメモリに保持することが可能であるため、“最も近い”予め記憶された第２目標増幅プロファイルを選択するために観察される第２目標増幅プロファイルに基づいて、制御装置２０６は最小二乗分析を実行する。駆動電流設定を検索する目的で、適切な予備記憶第２目標増幅プロファイルを選択することと同様に、他のパターン認識プロセスを用いることが可能であり、或いは、予備記憶第２目標増幅プロファイルと結びつけて、チューナブルファイバ回折格子波長同調制御値設定を用いることが可能である。
【０１１２】
或いは、制御装置２０６は、偏差の平均値を決定し、この平均値が許容範囲内にあるかどうかを確認することが可能である。例えば、制御装置２０６は、平均偏差値が０であることを決定し、ある場合には、増幅性能が満足できるとすることが可能である。しかしながら、許容範囲内にない場合は、制御装置２０６は、実際に出力レベルプロファイルと目標レベルプロファイルとの間の差をより近くに近づけて適切になるように要素利得を増加／減少させる（即ち、本例においては−１０ｄＢ）。
【０１１３】
更に、上記偏差は、実際の出力パワーレベルと目標出力レベルとの間の差に一致する。しかしながら、制御装置２９６は、上記のように、重ね合わせ原理から駆動電流を決定することが可能である。
【０１１４】
ラマン増幅は、最適な目標利得プロファイルをどのようにしてその動作環境に対して確認するか、に影響する種々の異なる動作条件を使用することが可能である。動作条件（図２７にプロファイル“ｆ”及び“ｇ”の差として示したポンプ間相互作用のような）に関する情報は、最適目標プロファイルを選択するために段階Ｓ２で制御装置２０６に提供される（図２２）。この情報源は装置設置または定期的較正の間に得ることが可能である。目標利得プロファイルが初期的に段階Ｓ２に与えられるが、実際の利得プロファイルは“ｆ”のように観察されるとき、予測性能と現実とにおけるこの差は段階Ｓ８及びＳ１０において発見される。制御装置２０６は、目標増幅性能を確立するときに段階Ｓ２及びＳ４では元々観察されなかった、この偏差をポンプ間相互作用の存在に起因するとして観察することが可能である。一旦この観察がなされると、図２２のプロセスは、単位単純な重ね合わせ原理という訳ではなく、ポンプ間相互作用の存在を考慮する、段階Ｓ２及びＳ４の新しい目標プロファイルを再確立することが可能である。この場合、目標増幅性能を発展させるための改良プロセスを用いて、目標増幅性能から改良増幅性能への観察される変化は狭くするべきであり、それ故、予備決定利得プロファイルを維持するための調節は殆どする必要がない。
【０１１５】
この追加条件の情報（この場合、ポンプ間相互作用があるとの認識である）はまた、プロセスの段階のモニタ及び分析を実行するとき、段階１０及びＳ１２（図２２）において考慮される。追加条件は、目標増幅プロファイル、または目標増幅プロファイルから観察される一貫性のある偏差に反映されるため、その情報は有用である。各グループの出力レベルまたは中心波長を、目標増幅性能を維持するために、必要に応じて変化することが可能である（段階Ｓ１４）。
【０１１６】
例えば、制御装置２０６は、第１グループの要素増幅プロファイルに影響を及ぼすために、第１グループの各ポンプの出力パワーを追加的に増加または減少し、中心波長を同調することが可能である。この追加的増加または減少の後に、観察される総利得プロファイルが未だに目標利得プロファイルの許容範囲内にない場合、制御装置２０６は、再び出力パワーを増加または減少、または、各グループのポンプの中心波長を同調することが可能である。
【０１１７】
表２に示すようなルックアップテーブルを、この増分アプローチを実行するために用いることが可能である。即ち、制御装置２０６は、第１グループの４つ１組のポンプについての第１プロファイル＃１を選択し、各ポンプについてのテーブルから駆動電流（即ち、各ポンプについて５００ｍＡの駆動電流）を読み込むことが可能である。実際の増幅プロファイルが目標増幅プロファイルに等しくない場合は、制御装置は第１グループの４つのポンプについてプロファイル＃２を選択することが可能である。この増分アプローチは、実際の増幅プロファイルが目標増幅プロファイルの許容範囲内に入るまで、継続することが可能である。
【０１１８】
【表２】
2004006710.tif 000005
更に、異なる駆動電流、及び／または異なるタイプの増幅プロファイルに対応する異なる同調可能なファイバ回折格子波長同調制御値を記憶するために、ルックアップテーブル１を修正することも可能である。
【０１１９】
例えば、ポンプの特定のグループに対する種々の要素利得プロファイルを提供するために、制御装置２０６は次に示すルックアップテーブル２を用いる。選択することが可能である異なる値のセットを示すための例として、表３の値を選択する。
【０１２０】
【表３】
2004006710.tif 000006
この例において、制御装置２０６は、利得プロファイル＃２がファイバ損失特性（即ち、他の“追加”条件）　をオフセットするために適切であることを決定することが可能である。制御装置２０６は、種々の要素に基づいて、そのテーブルから最適なプロファイル（即ち、実際の出力信号レベルと目標出力新語王レベルとの間の差を最小にし、ファイバ損失等の何らかの追加条件の影響を考慮するプロファイル）を選択することが可能である。例えば、制御装置２０６は、目標利得プロファイルより５ｄＢ低いプロファイルからなる第１及び第２グループの両方により、実際の増幅性能を提供するプロファイル＃３を選択することが可能である。制御装置２０６はまた、第１グループのポンプに対応する波長において生じるこの利得の低下を決定することが可能である。次いで、制御装置２０６は、テーブル２（例えば、５ｄＢ以下の損失をオフセットするための最適はプロファイルとして予め決定される）からプロファイル＃１を決定することが可能である。一旦＃１が選択されれば、プロファイル＃１に関連する駆動電流は、メモリから検索され、各ポンプレーザに適用される。
【０１２１】
制御装置２０６及びポンピング装置の特別な配置を用いて、目標増幅性能を変化させることが可能である。下記の例において、たとえシステムパラメータが変化しても、入力ＷＤＭ信号に同じシステムレベルの性能を提供することとの関連で目標増幅性能の変化は説明される。図２６〜４６は、たとえ通信条件が変化しても、入力ＷＤＭ信号に同じ全体的なシステム性能をもたらす目標増幅利得プロファイルを生成するために、実施される制御装置２０６の異なる例はポンプレーザ全体に渡って制御することを示している。
【０１２２】
図２８は本発明に従った、他のポンピング装置７１の模式図であり、マッハツェンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計を結合した８つのポンプレーザ８１〜８８のための“スロット”を含んでいる。各々のポンプ８１〜８８は、制御装置２０６によりそれらの中心波長と駆動電流が設定される。これに代えて、制御装置２０６は、少なくとも１つのポンプ８１〜８８に駆動電流を単に適用するのではない。この代わりである実施形態は“一般のポンピング装置”を製造することができ、それが特定の状況下に置かれた後、それをまったく構成／再構成することが可能である。この方法において、各々の増幅装置は通信ネットワークの特定の場所に特別に適合させる必要はないが、むしろ、その一般的な増幅装置は、例えば、ラマン増幅装置に動作パラメータをダウンロードする遠隔装置コントローラ１２１により遠隔的に構成することが可能である。この場合、目的増幅性能を設定するために、制御装置２０６により少なくとも一部のポンプレーザを用いるであろう。図２８には示さないが、制御装置２０６は、ポンプレーザ８１〜８８の中心波長を同調し、駆動電流を設定するために、バス１２０経由でポンプレーザ８１〜８８の全部の制御をアサートする。
【０１２３】
この例において、ポンプ８５〜８７は同調を切られ、第１グループに含まれ、最短波長側（即ち、ポンプ８１、８２、８３及び８４による総パワー）で動作する制御装置２０６により同調されるポンプの総パワーは、長波長側（即ち、ポンプ８６と８８による総パワー）で動作する制御装置２０６により同調される第２グループ内のポンプにより、総パワーより大きくなる。制御装置２０６は、組み合わせたときに平坦なプロファイルを結果として得る要素プロファイルを形成するために、第１グループ及び第２グループにおけるポンプレーザのレベルを調節する。図２８において、各々のグループのポンプは同じ出力パワーを生成するが、たとえポンプのサブセットのみを用いるとしても、平坦利得プロファイルを維持するために、長波長側で動作する制御装置２０６により同調されるポンプにより、総出力パワーは十分大きくなるように設定される。
【０１２４】
要素プロファイルを確立した後、目標増幅利得プロファイルを持続するために中心波長を同調し、駆動電流を設定することにより、制御装置２０６は実際のＷＤＭ信号をモニタし、各々の動作ポンプを制御する。それに代えて、制御装置２０６は、２つのグループに関して、実際の増幅プロファイルをモニタし、制御する。
【０１２５】
中心波長を同調すること、及び／または、ポンプレーザのグループにおいて最短及び最長波長で動作するために同調されるポンプレーザからの寄与の変化させることにより、増幅帯域を拡大または縮小することが可能である。図２９は、これを達成させる他の例を示している。図２９において中心波長ではなく、レーザポンプの中心周波数を示していることは、注目すべきである。図２９に示すように、第１ポンプ９１の中心周波数は２１１ＴＨｚ（波長１４２０．８ｎｍ）で動作するように同調され、第５ポンプ９５の中心周波数は２０７ＴＨｚ（波長１４４８．３ｎｍ）で動作するように同調される。ポンプ９１〜９５は、互いに１ＴＨｚの間隔を置くようにして制御装置２０６により同調され、ポンプ９１〜９５からの光出力は、短波長グループを形成するためにＷＤＭコンバイナ８２により結合される。次いで、この結合された光は、周波数２０５ＴＨｚ（波長１４６２．４ＴＨｚ）で動作するポンプ９６であって、第５ポンプから２ＴＨｚだけ間隔をおいたポンプ９６を含む長波長ポンプからの光出力を有するカプラ９９により結合される。
【０１２６】
図３０は、図２９に示したポンプ９１〜９６についてのラマン増幅プロファイルを示している。曲線“Ａ”はポンプ９１〜９６すべてによる総増幅プロファイルを示し、曲線“Ｂ”ははじめの５つのポンプ９１〜９５の短波長グループによる増幅プロファイルの合計を示し、そして、曲線“Ｃ”は６番目のポンプ９６による増幅プロファイルを示している。図３１における細い線は、はじめの５つの各ポンプ９１〜９５についての増幅プロファイルに対応する。１ＴＨｚの間隔を置くポンプ９１〜９５からの光出力を多重化することにより、右側且つ下方側に拡大したスムーズな曲線が形成される（即ち、曲線“Ｂ”）。更に、６番目のポンプ９６からの光出力による右方向且つ上方向に拡大する増幅プロファイルに曲線“Ｂ”を加えることにより、総ラマン増幅プロファイルは、曲線“Ａ”に示すように略平坦になる。更に、図３０の細い線で示すように、第１増幅曲線の凸状部分及び他の増幅曲線の凹状部分は、その間隔が１ＴＨｚのときに互いに相殺し合う。
【０１２７】
図３１は、図３０に示す総増幅曲線“Ａ”を拡大した様子を示すグラフである。この図に示すように、１０ｄＢにおける増幅帯域は約１９６ＴＨｚ（波長１５２６．６ｎｍ）から約１９３ＴＨｚ（波長１５５３．３ｎｍ）まで拡大し、約０．１ｄＢの利得偏差が達成される。
【０１２８】
図３２は、図２９におけるポンプ９６の中心波長が、第５ポンプ９５から２．５ＴＨｚだけ間隔を置くようにして（図２９に示すように、２．０ＴＨｚだけ第５ポンプから間隔を置くのではなく）制御装置２０６により同調されるときの増幅プロファイルを示す。図３０と同様に、曲線“Ａ”は総増幅プロファイルを示し、曲線“Ｂ”は始めの５つのポンプ９１〜９５による増幅プロファイルの合計を示し、曲線“Ｃ”は６番目のポンプ９６の増幅プロファイルを示す。更に、細い線は始めのポンプ９１〜９５の個々の増幅プロファイルを示す。
【０１２９】
図３３は、図３２に示した総増幅曲線“Ａ”を拡大した様子を示す。この図に示すように、ピーク増幅は１０ｄＢの位置にあり、増幅帯域は約１９６ＴＨｚ（波長１５２９．６ｎｍ）から約１９２ＴＨｚ（波長１５６１．４ｎｍ）まで拡大し、約０．１ｄＢの増幅偏差が達成される。更に、増幅帯域は図３１におけるそれより広いが、より大きいリップルが帯域の中央部分に発生する。このリップルは、５番目のポンプ９５と６番目のポンプ９６の間の間隔がより大きい（即ち、２．０ＴＨｚではなく２，５ＴＨｚである）ことに起因している。したがって、図３３において、より大きい増幅帯域が達成されるが、帯域の中央で大きいリップルが現れる。帯域の拡大は、プロファイル“Ｂ”を発展させるために用いられる最短波長を生成するポンプレーザの中心波長より小さく、図３０のプロファイル“Ｃ”を発展させるために用いられる最長波長の中心周波数より大きい間隔に予備ポンプレーザを同調させることにより制御されることが可能である。利用可能な予備ポンプを用いることは予備ポンプを含まない場合に比べてコストが掛かる一方、例えば、増幅帯域を調整するために遠隔装置コントローラ１２１からラマン増幅装置を即座に且つ簡便に構成することが可能である。
【０１３０】
図３４は、本発明の実施形態に従った他のラマン増幅装置の模式図である。この例において、第１ポンプの周波数は、制御装置２０６により２１１ＴＨｚ（波長１４２０．８ｎｍ）に同調され、第２〜第８のポンプの周波数は、制御装置２０６により２１０ＴＨｚ（波長１４２７．６ＴＨｚ）〜２０４ＴＨｚ（波長１４６９．６ｎｍ）に同調される。各々のポンプ１０１〜１０８は制御装置２０６により同調され、１ＴＨｚの間隔だけ互いに離れている。しかしながら、ポンプの少なくとも１つ以上（例えば、ポンプ１０６、１０７）は使用しないでよいこと再び注目する必要がある（上記のように、それらはラマン増幅装置内にそのままの状態であり、増幅帯域の動的再構成を可能にするとはいえ）。それに加えて、隣り合う動作ポンプ間の波長間隔は制御装置２０６により６〜３５ｎｍの包含的範囲内にあるように同調される。更に、短波長側で動作するように同調されるポンプ数は、長波長側で動作するように同調されるポンプ数より多い。即ち、そのポンプは、第１ポンプ１０１と第８ポンプ１０８の間の中心波長が約２０７．５ＴＨｚになるように、同調される。それ故、ポンプ１０１〜１０４（即ち、４つのポンプ）はたん波長側で動作するように同調され、ポンプ１０５及び１０８（即ち、２つのポンプ）は長波長側で動作するように同調される。
【０１３１】
図３５は、図３４に示されるポンプ１０２〜１０５及び１０８が用いられるときに形成されるラマン増幅プロファイルを示している。曲線“Ａ”はそう増幅プロファイルを示し、曲線“Ｂ”ははじめの５つのポンプ１０１〜１０５による増幅プロファイルの合計を示し、曲線“Ｃ”は８番目のポンプ１０８の増幅プロファイルを示す。更に、細い線ははじめのポンプ１０１〜１０５の個々の増幅プロファイルを示す。
【０１３２】
図３６は、図３５に示す総増幅曲線“Ａ”を拡大した様子を示している。この図に示すように、ピーク増幅は１０ｄＢであり、増幅帯域は約１９６ＴＨｚ（波長１５２６．６ｎｍ）から約１９１ＴＨｚ（波長１５６９．６ｎｍ）まで拡大し、約０．１ｄＢの利得偏差が達成される。増幅帯域はず３１及び３３に示す増幅帯域より広いことは注目に値する。この理由は、第８ポンプが、隣り合う動作ポンプから大きい間隔（即ち、３ＴＨｚ）を置いて同調されたことにある。
【０１３３】
図３７は、本発明の実施形態に従った更に他のラマン増幅を示す模式図である。第１ポンプ１１１の周波数は制御装置２０６により２１１ＴＨｚに同調され、第２〜第８ポンプ１１２〜１１８は制御装置２０６により２１０ＴＨｚ（波長１４２７．６ｎｍ）〜２０４ＴＨｚ（波長１４６９．６ＴＨｚ）に同調される。それに加えて、各々のポンプ１０１〜１０８は、１ＴＨｚの間隔だけ互いに離れるように、制御装置２０６により同調される。この例においては、第５及び第６ポンプ１１５、１１６は用いられない。更に、隣り合うポンプ間の間隔は６〜３５ｎｍの包含的範囲内にあるように同調され、短波長側で動作するように同調されるポンプ数は、長波長側で動作するように同調されるポンプ数より多い。
【０１３４】
図３８は、図３７に示すポンプ１１１〜１１４及び１１７〜１１８についてのラマン増幅プロファイルを示している。曲線“Ａ”はポンプ９１〜９６すべてによる総増幅プロファイルを示し、曲線“Ｂ”ははじめの４つのポンプ１１１〜１１４の短波長グループによる増幅プロファイルの合計を示し、そして、曲線“Ｃ”は第７及び第８ポンプ１１７、１１８による増幅プロファイルを示している。細い線は、動作各ポンプ１１１〜１１４及び１１７〜１１８各々による増幅プロファイルを示している。１ＴＨｚの間隔を置くポンプ９１〜９５からの光出力を多重化することにより、
図３９は、図３８に示す総増幅曲線“Ａ”を拡大した様子を示している。この図に示すように、ピーク増幅は１０ｄＢであり、増幅帯域は約１９６ＴＨｚ（波長１５２６．６ｎｍ）から約１９１ＴＨｚ（波長１５６９．６ｎｍ）まで拡大し、約０．１ｄＢの利得偏差が達成される。更に、この例において、図３８の増幅曲線“Ｃ”ポンプ１１７及び１１８の個々の増幅プロファイルから得られ、ここで、図３５の増幅曲線“Ｃ”は１つのポンプ１０８から得られる。更に、ポンプ１１７及び１１８により生成される最大利得は約５ｄＢ（図３７参照）であり、ここで、１つのポンプ１１８により生成される最大利得は約８ｄＢである。したがって、図３８においては、２つのポンプ１１７、１１８は、１つのポンプを駆動することに比較して小さい出力パワーで駆動されることが可能である。
図４０は、本発明の実施形態に従った更に他のラマン増幅を示す模式図である。この例において、ポンピング装置は１３個のポンプ１２１〜１３３を含む。各々のポンプは制御装置２０６により１ＴＨｚの間隔を置くように同調され、第１ポンプ１２１は２１１ＴＨｚ（波長１４２０．８ｎｍ）に中心周波数をもつように同調され、そして第１３ポンプ１３３は１９９ＴＨｚ（波長１５０６．５ｎｍ）に中心周波数をもつように同調されている。第１１及び１２ポンプ１３１、１３２を用いられていない（例えば、制御装置２０６はポンプ１３１及び１３２に動作電流を流していない）。更に、隣り合う動作ポンプ間の間隔は６〜３５ｎｍの範囲内になるように同調され、短波長側で動作するように同調されるポンプ数は長波長側で動作するように同調されるポンプ数より多い。
【０１３５】
図４１において、曲線“Ａ”はポンプ９１〜９６すべてによる総増幅プロファイルを示し、曲線“Ｂ”は第１〜第１０ポンプによる増幅プロファイルの合計を示し、そして、曲線“Ｃ”は第１３ポンプによる増幅プロファイルを示している。更に、細い線は、第１〜第１０ポンプの増幅プロファイルを示している。図４２は、図４１に示す総増幅曲線“Ａ”を拡大した様子を示している。この図に示すように、ピーク増幅は１０ｄＢであり、増幅帯域は約１９６ＴＨｚ（波長１５２６．６ｎｍ）から約１８６ＴＨｚ（波長１６１１．８ｎｍ）まで拡大し、約０．１ｄＢの利得偏差が達成される。したがって、動作する追加ポンプを長波長側に向かって同調することにより、利得プロファイルを拡大することが可能である。目的性能を図３５から図３８における性能に変更されるとき、ポンプ構成は図３４から図３７における構成に変更される。図２８、２９、３４、３７及び４０の実施形態に関して説明したように、帯域の変更は、制御装置２０６がポンピング回路の中に／外に追加ポンプを切り替えること、及びそれ故中心波長を同調することにより達成されることが可能である。制御装置２０６は、ネットワーク１２２により、例えば遠隔装置コントローラ１２１から送られるコマンドメッセージに応じて、帯域の変更を実行することが可能である。
【０１３６】
図４３は、制御装置２０６により決定された、ポンプ１３０及び１３１を用いない（ポンプ１３１及び１３２ではなく）例についての増幅プロファイルを示している。更に、隣り合う動作ポンプ間の間隔は６〜３５ｎｍの範囲内になるように同調され、短波長側で動作するように同調されるポンプ数は長波長側で動作するように同調されるポンプ数より多い。図４３において、曲線“Ａ”はポンプ９１〜９６すべてによる総増幅プロファイルを示し、曲線“Ｂ”は第１〜第９ポンプによる増幅プロファイルの合計を示し、そして、曲線“Ｃ”は第１２及び１３ポンプによる増幅プロファイルを示している。更に、細い線は、動作ポンプポンプの個々の増幅プロファイルを示している。
０１９２　図４４は、図４３に示す総増幅曲線“Ａ”を拡大した様子を示している。この図に示すように、ピーク増幅は１０ｄＢであり、増幅帯域は約１９６ＴＨｚ（波長１５２６．６ｎｍ）から約１８６ＴＨｚ（波長１６１１．８ｎｍ）まで拡大し、約０．１ｄＢの利得偏差が達成される。更に、図４１及び４３における曲線“Ｃ”の比較から明らかなように、高出力パワーで１つのポンプを駆動することによる（図４１のように）のではなく、２つのポンプが低出力値を駆動されるのである（図４３のように）。
【０１３７】
図４５は、本発明の第２の特徴に従った、制御装置２０６の動作手順を示すフローチャートである。段階Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２及びＳ１４はず２２において述べたものと同様であり、それ故、これらの詳細説明はここでは省くことにする。図４５及び図２２に示す動作手順の違いは、異なる増幅帯域を用いて、新しい目標増幅性能に現在の増幅プロファイル（Ｓ３０）を変更することである。例えば、追加チャンネルを適合させるために、増幅帯域を増加させる必要がある（例えば、ネットワークが容量を増加するに連れて）。この例において、ネットワークエンジニアは、増幅帯域を増加する（または減少する）ために、制御装置２０６に（キーボード、マウスにより、または遠隔的に遠隔装置コントローラにより）指令することが可能である。
【０１３８】
次いで、制御装置２０６は、新しい目標プロファイルを生成するためにパラメータを決定する（Ｓ３２）。例えば、図３１、３３、３６、３９、４２及び４４に示した総増幅プロファイルに関連して上記したように、増幅帯域は、２番目に大きい中心波長を有するポンプからの最も大きい中心波長をもつポンプの波長分離を増大させるために、ポンプの同調により増幅帯域を増加することが可能である。即ち、図３１における増幅帯域が図２９に示す配置（ポンプ９６はポンプ９５から２ＴＨｚだけ分離されるように同調される）により生成され、図３２における増幅帯域は、ポンプ９５をポンプ９５から２．５ＴＨｚだけ分離するようにポンプ９６及び９５を同調することにより生成され、そして図３６における増幅帯域はポンプ１０８（図３５参照）をポンプ１０５から３ＴＨｚだけ分離するようにポンプ１０８及び１０５を同調することにより生成する。それ故、制御装置２０６は、現在の増幅プロファイルを変更するためにポンプの中心波長を同調することにより、ポンプ間の波長間隔を劇的に変化させることが可能である。例えば、ポンピング装置は、１ＴＨｚの波長間隔に分離するように各々同調された７つのポンプを含むと仮定する。このとき、本発明の第２の特徴に従って、制御装置２０６は、第５ポンプ及び第７ポンプを通り第１ポンプに駆動電流を適用することのみを行うことが可能である。これは図２９に示す配置素同様の配置となる。
【０１３９】
他の実施形態において、制御装置２０６は、所定のポンプは必要とする出力パワーで動作せず、したがって、故障したポンプをオフセットするために所定のポンプをオンまたはオフすることを、決定することが可能である。例えば、図３４を参照するに、第８ポンプ１０８が性格に８ｄＢの利得を生成せず、むしろ５ｄＢの利得を生成すると仮定する。この例において、制御装置２０６は駆動電流を第７ポンプ１０７に適用し、ポンプ１０７（予めオフにされた）は５ｄＢの利得を生成することが可能である。この例は図３７に示した例と同様であり、１つのポンプが８ｄＢの利得で動作するというより、むしろ５ｄＢの利得を生成するために２つの隣り合うポンプを動作することが可能である。即ち、第５ポンプは、図３７に示すポンピング装置のように動作するように、オフにすることが可能である。
【０１４０】
したがって、制御装置２０６は、現在のラマン増幅プロファイルが異なる増幅帯域をもつように変更することが可能である。これは、ネットワークエンジニアからの外部指令により開始され、または、制御装置２０６自身により要求されることが可能である。即ち、上記のように、所定のポンプは必要とされる利得を生成せず（即ち、制御装置２０６の能力をモニタすることにより）、このとき現在の増幅プロファイルを変化させることを、制御装置２０６は決定することが可能である。
【０１４１】
ここで、図４６を参照するに、本発明の他の特徴にしたがった、動作手順を示す模式図である。更に詳細には、図４６は３つのカスケード式のラマン増幅装置３０、３２及び３４を示し、それらは、遠隔装置コントローラ１２１により遠隔的に制御される。この例において、遠隔装置コントローラ１２１は、第１ラマン増幅装置の総増幅プロファイルを変化させることが可能であり、次のラマン増幅装置における変化に影響を与える。例えば、遠隔装置コントローラ１２１は、ラマン増幅装置３２のポンプは動作しないと決定することが可能である。次いで、遠隔装置コントローラ１２１は、ラマン増幅装置３２において動作しないポンプに起因する影響をオフセットするためにラマン増幅装置３０において動作する、対応するポンプ出力パワーを増加する（または、中心周波数を同調する）こと（または中心周波数を同調すること）が可能である。遠隔装置コントローラ１２１はまた、ラマン増幅装置３２において動作しないポンプに起因する影響をオフセットするために、ラマン増幅装置３４における対応するポンプ出力パワーを増加する（または、中心周波数を同調する）ことも可能であることは、注目に値する。即ち、遠隔装置コントローラ１２１は、ネットワーク全体の動作が向上するように、複数のカスケード式ラマン増幅装置の全体的動作を制御することを可能にする。
【０１４２】
更に、インターネット接続により、各々のラマン増幅装置に遠隔装置コントローラ１２１を接続することが可能である（上記のように）。したがって、ネットワーク技術者は、遠隔装置コントローラ１２１によりネットワークを効果的にモニタすることが可能である。遠隔装置コントローラ１２１は、他の場所からと同様に、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｅｘｐｌｏｒｅ（商標登録）等のインターネットブラウザ経由で、受け入れられるウェブサイトを含むことが可能である。この場合、各ラマン増幅装置３０、３２及び３４は、遠隔装置コントローラ１２１に定期的なステータスメッセージを提供する、内蔵された報告手段を含むことが可能である。或いは、遠隔装置コントローラは、遠隔装置コントローラ１２１への自動的報告返還のためのステータスデータを収集するために動作することが可能である、各ラマン増幅装置３０、３２及び３４に対して、Ｊａｖａ（登録商標）、ＡｃｔｉｖｅＸまたは他の実行可能なファイルをダウンロードすることが可能である。このようにして、ネットワークオペレータは、各ラマン増幅装置に用いられることなる目標増幅プロファイルを観察し、システムレベルで性能を最適化するためにシステムレベルでバランス動作を支援する是正処置をとることが可能である。
【０１４３】
遠隔装置コントローラ１２１及び各ラマン増幅装置の各々は、通信インタフェース、及び、何れかの増幅装置またはコントローラ１２１、及びワールドワイドウェブ経由の遠隔地において、ネットワークオペレータ及び技術者による検査のためのアクティブコンテンツをアップロードまたはダウンロードすることが可能である、通信インタフェース及びプロセッシングソフトウェアを使用する。どのようにワールドワイドウェブが動作し、そしてウェブブラウザ及びウェブページ等の通信ツールを含むかについては、Ｐ．　Ｇｒａｌｌａ著、「Ｈｏｗ　Ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｗｏｒｋｓ」、米国、ケベック州、１９９９年、ｐ．１２２−１６６に記述されている。同時に、ネットワーク資源間のアクティブコンテンツの転送については、同著ｐ．１７０−２１０に記述されている。
【０１４４】
コンピュータ技術に熟達した者には明らかに理解できるであろうように、本発明の明細書の教示に従って、従来の多目的デジタルコンピュータまたはプログラム式マイクロプロセッサを用いて、本発明を好都合にして実行することが可能である。コンピュータ技術に熟達した者には明らかに理解できるであろうように、本発明の開示内容に基づいて、熟達したプログラマにより、適切なソフトウェアコーディングを即座に準備することが可能である。コンピュータ技術に熟達した者には明らかに理解できるであろうように、特殊な集積回路の準備、または従来の部品化された回路の適切なネットワークを相互接続することにより、本発明を実行することが可能である。
【０１４５】
本発明は、本発明のプロセスを実行するコンピュータをプログラムするために用いることが可能である指令を収めた記憶媒体とするコンピュータプログラムプロダクトを含む。記憶媒体は、電子指令を記憶するために適切な、フロッピディスク（商標登録）等のディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光カード、または他のタイプのソフトウェア発明品（例えば、ワードプロセッシング、アカウンティング、インターネット関連等）媒体から構成されるが、これらに限定されるものではない。
【０１４６】
上記した本発明の教示に照らして、明らかに、本発明についての追加可能な数多くの修正及び改良が可能である。したがって、以上で具体的に詳述した本発明の内容は、本発明の請求項の範囲に限定して実施可能であると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のラマン増幅装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の１実施形態に従った増幅装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の１実施形態に従った同調可能なレーザダイオードの高レベルの模式図である。
【図４】本発明の１実施形態に従った熱同調された回折格子パッケージの模式図である。
【図５】本発明の１実施形態に従った歪同調された回折格子パッケージの模式図である。
【図６】本発明の１実施形態に従った歪同調された回折格子パッケージの具体例を示す図である。
【図７】本発明の１実施形態に従った種々の同調状態における熱同調されたスタビライザ回折格子の伝送スペクトル示すグラフである。
【図８】本発明の１実施形態に従った種々の波長に熱同調されたスタビライザ回折格子を有するレーザダイオードの出力パワーを示すグラフである。
【図９】本発明の１実施形態に従った種々の同調状態における歪同調されたスタビライザ回折格子の伝送スペクトル示すグラフである。
【図１０】本発明の１実施形態に従った種々の波長に歪同調されたスタビライザ回折格子を有する及び有しないレーザダイオードの出力パワーを示すグラフである。
【図１１】本発明の１実施形態に従った複数の多重同調可能レーザダイオードを含む増幅モジュールの模式図である。
【図１２】本発明の１実施形態に従った４０チャンネルを増幅する３つのダイオードポンプモジュールのシミュレーションされたラマン利得を示すグラフである。
【図１３】本発明の１実施形態に従った、波長同調性の特長をもつ及びもたない８０チャンネルを増幅する３つのダイオードポンプモジュールのシミュレーションされたラマン利得を示すグラフである。
【図１４】本発明の１実施形態に従った、サンプリングされた回折格子のうち１つが同調可能である場合の半導体光増幅（ＳＯＡ）利得メディアと２つのオフセットサンプリング回折格子を含むベルニェ（Ｖｅｒｎｉｅｒ）効果分散帰還型レーザ（ＤＦＢ）の模式図である。
【図１５】本発明の１実施形態に従った、２つのオフセットサンプリング回折格子の反射スペクトルを示すグラフである。
【図１６】本発明の１実施形態に従った、ラマン増幅装置のための制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図１７】本発明に従った、制御装置に含まれる構成要素を示す模式図ある。
【図１８】本発明に従った、制御装置に含まれる他の構成要素を示す模式図ある。
【図１９】ラマン増幅装置からの光信号入力及び出力をモニタすることによりラマン増幅装置からの出力パワーを制御することを示す模式図である。
【図２０】本発明に従った、制御装置に含まれるコンピュータシステムを示す模式図ある。
【図２１】本発明の１実施形態に従った、制御装置により実行される模範的高レベルの制御プロセスを示すフローチャートである。
【図２２】本発明に従った、ラマン増幅装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図２３】光ファイバのファイバ損失の波長依存特性を示すグラフである。
【図２４】本発明に従った、制御動作により用いられるファイバ損失データテーブルを示す。
【図２５】本発明に従った、ラマン増幅プロファイルを予測するための重ね合わせ原理を示すグラフである。
【図２６】Ａ及びＢは、本発明に従った、重ね合わせ原理に基づいたポンピング装置の設計を示すグラフである。
【図２７】重ね合わせ原理に基づいて予測されたラマン増幅プロファイルと実際のラマン増幅プロファイルとを示すグラフである。
【図２８】本発明に従った、他のポンピング装置を示す模式図である。
【図２９】本発明に従った、他のラマン増幅の例を説明するための模式図である。
【図３０】図２９のポンピング装置の増幅プロファイルを示すグラフである。
【図３１】図２９のポンピング装置の全増幅プロファイルを拡大して示すグラフである。
【図３２】図２９のポンピング装置の変化のための増幅プロファイルを示すグラフである。
【図３３】図２９に示すポンピング装置の全増幅プロファイルを拡大して示すグラフである。
【図３４】本発明に従った、他のラマン増幅の例を説明するための模式図である。
【図３５】図３４のポンピング装置の増幅プロファイルを示すグラフである。
【図３６】図３４のポンピング装置の全増幅プロファイルを拡大して示すグラフである。
【図３７】本発明に従った、更に他のラマン増幅の例を説明するための模式図である。
【図３８】図２８のポンピング装置の増幅プロファイルを示すグラフである。
【図３９】図２８のポンピング装置の全増幅プロファイルを拡大して示すグラフである。
【図４０】本発明に従った、他のラマン増幅の例を説明するための模式図である。
【図４１】１３個のポンプのバンクを含むポンピング装置の増幅プロファイルを示すグラフである。
【図４２】図４１に示す全増幅プロファイルを拡大して示すグラフである。
【図４３】図４１のポンピン儀装置の変化のための増幅プロファイルを示すグラフである。
【図４４】図４３に示す全増幅プロファイルを拡大して示すグラフである。
【図４５】本発明に従った、更に他の制御動作を示すフローチャートである。
【図４６】
本発明に従った、カスケード式ラマン増幅装置と関連する制御装置の示す模式図である。
【符号の説明】
１　　　　レーザ装置
３　　　　チューナブル回折格子
４　　　　ガラスチューブ
５　　　　フェルール
６　　　　キャピラリ
７　　　　導線
９　　　　レバーパッケージ
１０　　　圧電アクチュエータ
１３　　　ファイバブラッグ回折格子
１４　　　ステージ
１５　　　ステージ
１６　　　マイクロメータ
１７　　　チューブ
１８　　　ファイバ
１９　　　回折格子
２０　　　半導体光増幅装置／ファイバ回折格子波長同調回路
２１　　　サンプル値ブラッグ回折格子／パワースプリッタ
２２　　　サンプル値ブラッグ回折格子／バンドパスフィルタ
７１　　　ポンピング装置
８１〜８８　　　　ポンプ
９１〜９６　　　　ポンプ
１０１〜１０８　　ポンプ
１１１〜１１８　　ポンプ
１２１〜１３３　　ポンプ
１０１　　入力ファイバ
１０２　　偏光独立アイソレータ
１０３　　光ファイバ
１０４　　ＷＤＭカプラ
１０５　　偏光独立アイソレータ
１０６　　出力ファイバ
１１７、１１８　　偏光カプラ
１２０　　出力制御ライン
１２１　　遠隔装置コントローラ
１２２　　ネットワーク
１２３　　通信リンク
１２６　　偏光維持ファイバ
２００　　ラマン増幅装置
２０１　　ポンピング装置
２０２〜２０５　　半導体レーザ
２０７　　増幅装置
２０６　　制御装置
２０８　　増幅装置
２０９〜２１２　　ファイバ回折格子
５０１　　制御装置
５０２　　ファイバ回折格子波長同調制御装置
５０３　　レーザ装置出力制御装置
５０４　　タップカプラ
５０５　　バス
９０２　　バス
９０３　　プロセッサ
９０４　　メインメモリ
９０６　　ディスク制御装置
９０５　　ＲＯＭ
９０７　　磁気ハードディスク
９０８　　リムーバブルメディア駆動装置
９０９　　表示装置制御装置
９１０　　表示装置
９１１　　キーボード
９１２　　ポインティング装置
９１３　　通信インタフェース
９１５　　ＬＡＮ
９１７　　モバイル機器
【図１】
2004006710.tif 000007
【図２】
2004006710.tif 000008
【図３】
2004006710.tif 000009
【図４】
2004006710.tif 000010
【図５】
2004006710.tif 000011
【図６】
2004006710.tif 000012
【図７】
2004006710.tif 000013
【図８】
2004006710.tif 000014
【図９】
2004006710.tif 000015
【図１０】
2004006710.tif 000016
【図１１】
2004006710.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
2004006710.tif 000019
【図１４】
2004006710.tif 000020
【図１５】
2004006710.tif 000021
【図１６】
2004006710.tif 000022
【図１７】
2004006710.tif 000023
【図１８】
2004006710.tif 000024
【図１９】
2004006710.tif 000025
【図２０】
2004006710.tif 000026
【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】
2004006710.tif 000032
【図２７】
2004006710.tif 000033
【図２８】
2004006710.tif 000034
【図２９】
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【図３０】
2004006710.tif 000036
【図３１】
2004006710.tif 000037
【図３２】
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【図３３】
2004006710.tif 000039
【図３４】
2004006710.tif 000040
【図３５】
2004006710.tif 000041
【図３６】
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【図３７】
2004006710.tif 000043
【図３８】
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【図３９】
2004006710.tif 000045
【図４０】
2004006710.tif 000046
【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】
2004006710.tif 000051
【図４６】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月13日(2003.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
2004006710.tif 000069
【図１８】
2004006710.tif 000070
【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】
2004006710.tif 000078
【図２７】
2004006710.tif 000079
【図２８】
2004006710.tif 000080
【図２９】
2004006710.tif 000081
【図３０】
2004006710.tif 000082
【図３１】
2004006710.tif 000083
【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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