(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアと、
前記複数のコアのそれぞれを覆う第１のクラッドと、
複数の前記第１のクラッドを覆う第２のクラッドと、
前記第２のクラッドを覆う、マルチモード光の波長帯域に対して反射特性を有し、ニッケルと鉄との合金であるインバー合金またはニッケルと鉄とコバルトとの合金であるコバール合金の金属膜である反射層と、を備えた光伝送媒体。
【請求項２】
前記コアに、信号光が導入され、
前記光伝送媒体の前記反射層よりも内側の領域に、前記マルチモード光であるマルチモード励起光が導入される、請求項１に記載の光伝送媒体。
【請求項３】
前記マルチモード励起光は、分布ラマン増幅用の励起光であり、
前記反射層は、前記信号光が伝播する方向に沿う方向に、少なくとも前記分布ラマン増幅の実効長に相当する長さに亘って形成されている、請求項２に記載の光伝送媒体。
【請求項４】
前記インバー合金の金属膜は、無電解メッキを用いて形成された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光伝送媒体。
【請求項５】
請求項１に記載の光伝送媒体と、
前記マルチモード光であるマルチモード励起光を出力するマルチモード励起光源と、
前記光伝送媒体の前記反射層よりも内側の領域に、前記マルチモード励起光源から出力されたマルチモード励起光を導入する励起光導入構造と、
を備えた、光増幅器。
【請求項６】
前記励起光導入構造は、
前記光伝送媒体の前記反射層よりも内側の領域に前記マルチモード励起光を導入する複数の励起光導入部を備え、
前記複数の励起光導入部の一部又は全部に、前記マルチモード励起光源が接続される、請求項５に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記マルチモード励起光は、分布ラマン増幅用の励起光であり、
前記反射層は、前記コアに導入される信号光が伝播する方向に沿う方向に、少なくとも前記分布ラマン増幅の実効長に相当する長さに亘って形成されている、請求項５又は６に記載の光増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送媒体及び光増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムでは、波長多重（ＷＤＭ）技術及び光増幅中継技術を利用することで、光通信の伝送容量及び伝送距離の拡大化が図られている。また、伝送容量の更なる拡大化を図るために、１本の光ファイバに複数のコアを形成したマルチコア光ファイバを光伝送路に用いた光通信システムの研究及び開発も行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５１３７６号公報
【特許文献２】特開２００２−３３８３０８号公報
【特許文献３】特開２０１３−２３５１３９号公報
【特許文献４】国際公開第２０１１／１１６０７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光伝送媒体や光増幅媒体として用いられる光ファイバは、伝送あるいは増幅する光の閉じ込め効果を向上するために、例えばコア−クラッド間の屈折率（「屈折率プロファイル」と称してもよい。）が制御されることがある。
【０００５】
ただし、屈折率制御では、得られる光閉じ込め効果に限界がある。そのため、光ファイバを伝播する光にロスが生じ得る。また、マルチコア光ファイバにおいて屈折率制御を行なおうとすると、光ファイバ構造そのものが複雑化したり、光ファイバ径を増大せざるを得なくなったりすることがある。
【０００６】
１つの側面では、本発明の目的の１つは、屈折率制御によらずに、光伝送媒体を伝播するマルチモード光の光伝送媒体内への閉じ込め効果を向上して、光伝送媒体を用いた光伝送や光増幅の性能向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの側面において、光伝送媒体は、複数のコアと、前記複数のコアのそれぞれを覆う第１のクラッドと、複数の前記第１のクラッドを覆う第２のクラッドと、前記第２のクラッドの外周を覆う、マルチモード光の波長帯域に対して反射特性を有し、ニッケルと鉄との合金であるインバー合金またはニッケルと鉄とコバルトとの合金であるコバール合金の金属膜である反射層と、を備える。
【０００８】
また、１つの側面において、光増幅器は、前記光伝送媒体と、前記マルチモード光であるマルチモード励起光を出力するマルチモード励起光源と、前記光伝送媒体の前記反射層よりも内側の領域に、前記マルチモード励起光源から出力されたマルチモード励起光を導入する励起光導入構造と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
１つの側面として、屈折率制御によらずに、光伝送媒体において伝播する光の閉じ込め効果を向上して、光伝送媒体を用いた光伝送や光増幅の性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る光伝送媒体の一例としてのマルチコア光ファイバの端面（あるいは軸方向に直交する断面）を模式的に示す図である。
【図２】図１に例示したマルチコア光ファイバを分布ラマン増幅に用いる態様を説明する模式図である。
【図３】図１に例示したマルチコア光ファイバの反射層よりも内側の領域全体にマルチモード励起光が伝播する様子を模式的に示す断面図である。
【図４】図１に例示したマルチコア光ファイバの反射層よりも内側の領域全体にマルチモード励起光が伝播する様子を模式的に示す断面図である。
【図５】反射層を有さないマルチコア光ファイバを伝播するマルチモード励起光のパワー分布に偏りが生じることを模式的に示す断面図である。
【図６】図１に例示したマルチコア光ファイバの反射層が分布ラマン増幅の実効長に相当する長さに亘って形成された様子を模式的に示す図である。
【図７】図１に例示したマルチコア光ファイバの反射層が光伝送区間の一部又は全部に亘って形成された様子を模式的に示す図である。
【図８】図１に例示したマルチコア光ファイバの製造方法の一例を説明する図である。
【図９】図１に例示したマルチコア光ファイバの反射層を形成する方法の一例を説明する模式図である。
【図１０】図１に例示したマルチコア光ファイバを光伝送媒体兼光増幅媒体に用いた分布ラマン増幅器の構成例を示す模式図である。
【図１１】マルチコア光ファイバのコアに個別的にシングルモードの励起光を導入する構造の一例を示す模式図である。
【図１２】マルチコア光ファイバのコアに個別的にシングルモードの励起光を導入する構造の一例を示す模式図である。
【図１３】図１に例示したマルチコア光ファイバにマルチモード励起光を導入する構造の一例としてのエンドポンピング構造を示す模式図である。
【図１４】図１に例示したマルチコア光ファイバにマルチモード励起光を導入する構造の一例としてのサイドポンピング構造を示す模式図である。
【図１５】図１４に例示したサイドポンピング構造を実現可能なマルチコア光ファイバの構造例を示す模式図である。
【図１６】図１に例示したマルチコア光ファイバに複数波長のマルチモード励起光を導入することにより得られるラマン利得の一例を示す図である。
【図１７】図１５に例示したマルチコア光ファイバに、初期導入例として、３波長のマルチモード励起光を導入する態様を説明する図である。
【図１８】図１７に例示した初期導入例に対してアップグレードにより２波長のマルチモード励起光を追加導入する態様を説明する図である。
【図１９】図１４に例示したサイドポンピング構造の変形例を示す模式図である。
【図２０】図１に例示したマルチコア光ファイバに導入するマルチモード励起光を生成するマルチモード励起光源（マルチストライプ励起光源）の構成例を示す模式図である。
【図２１】図２０に例示したマルチストライプ励起光源を用いて、図１に例示するマルチコア光ファイバにマルチモード励起光を導入する構造の一例を示す模式図である。
【図２２】図１に例示した反射層が形成された希土類添加光ファイバの模式的側断面図である。
【図２３】図２２に例示した希土類添加光ファイバの反射層よりも内側の領域全体にマルチモード光が伝播する様子を示す模式的断面図である。
【図２４】図２２に例示した、反射層を有する希土類添加光ファイバを光増幅媒体に用いた光増幅器の構成例を示すブロック図である。
【図２５】一実施形態に係る反射層を有する光ファイバの適用範囲及び適用効果の一例を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各種の例示的態様は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る光伝送媒体の一例としてのマルチコア光ファイバの端面（あるいは軸方向に直交する断面）を模式的に示す図である。
【００１３】
図１に示すマルチコア光ファイバ１は、例示的に、複数（図１では７個）のコア１１と、個々のコア１１の外周をそれぞれ被覆する第１のクラッド１２と、を備える。なお、コア１１の数（「マルチコア数」と称してよい。）は、図１の７個に限定されず、２個以上であればよい。
【００１４】
コア１１は、それぞれ、例示的に、クラッド１２の屈折率よりも高い屈折率を有する。したがって、コア１１に臨界角以下の入射角度で入射された光は、コア１１とクラッド１２との境界面において全反射しながら、コア１１の軸に沿う方向に伝播する。
【００１５】
よって、クラッド１２は、入射光をコア１１内に実質的に閉じ込めるように作用する。コア１１を伝播（「導波」と称してもよい。）する光は、シングルモード光であってもよいしマルチモード光であってもよい。
【００１６】
なお、コア１１の軸に沿う方向は、マルチコア光ファイバ１の「長手方向」と称してもよい。「長手方向」は、別言すると、マルチコア光ファイバ１を伝播する光の伝播方向に沿う方向である。
【００１７】
コア１１及びクラッド１２の組は、「光ファイバ」あるいは「光導波路」と称してよく、便宜的に、「光導波路１１−１２」と表記することがある。コア１１は、信号光の一例としてマルチモード光が入射されて、当該マルチモード光を伝播してよい。なお、コア１１に臨界角よりも大きい入射角度で入射された光は、放射モード光となってコア１１内に閉じ込められずにクラッド１２へ伝播する（「漏れ出す」と称してもよい）。
【００１８】
各クラッド１２の外周には、例示的に、各クラッド１２間の隙間を埋めるように第２のクラッド１３が形成されている。別言すると、第２のクラッド１３内に複数（例示的に７個）の光導波路１１−１２が形成されている。第２のクラッド１３は、例示的に、コア１１の屈折率よりも低い屈折率を有し、第１のクラッド１２の屈折率よりも低い屈折率を有していてよい。
【００１９】
ただし、図１に示すマルチコア光ファイバ１の構造は、あくまでも例示であり、マルチコア光ファイバ１に採用されるクラッド構造によってはクラッド１２及び１３間の屈折率の大小関係が逆転することがあってよい。
【００２０】
例えば、マルチコア光ファイバ１では、複数のコア１１を伝播する光同士が干渉しないように、コア１１を覆うクラッド構造の屈折率制御がなされていればよい。したがって、クラッド構造に含まれる複数のクラッドの屈折率は、コア１１間の光干渉を最小化できる値に適切に設定されていればよい。
【００２１】
コア１１から第１のクラッド１２へ漏れ出した放射モード光は、第２のクラッド１３との境界面において第１のクラッド１２側へ反射される。よって、第２のクラッド１３は、第１のクラッド１２へ漏れ出した放射モード光を当該クラッド１２内に実質的に閉じ込めるように作用する。
【００２２】
第２のクラッド１３の外周には、例示的に、反射層１４が形成されている。反射層１４は、例示的に、マルチモード光の波長帯域において当該マルチモード光をクラッド１３側へ反射する特性を有する。したがって、放射モードとなったマルチモード光は、反射層１４にて反射されてクラッド１３内に戻される。
【００２３】
別言すると、反射層１４は、マルチモード光を反射層１４よりも内側に実質的に閉じ込めるように作用する。なお、反射層１４の反射特性は、例示的に、後述する樹脂層１５がマルチモード光に対して示す反射特性よりも高い反射率でマルチモード光を反射する特性であってよい。
【００２４】
マルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側の領域には、コア１１を伝播する光とは別に、マルチモード光が各コア１１並びにクラッド１２及び１３の別を問わずに一括して入射（「結合」あるいは「導入」と称してもよい。）されてよい。
【００２５】
そのため、マルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側の領域、別言すると、各コア１１並びにクラッド１２及び１３を含む領域は、以下において便宜的に、「マルチモード光導入領域」と称することがある。
【００２６】
「マルチモード光導入領域」に導入されるマルチモード光は、例示的に、分布ラマン増幅に用いられる励起光（以下「マルチモード励起光」と称することがある。）を含んでよい。したがって、「マルチモード光導入領域」は、「励起光導入領域」と称してもよい。
【００２７】
反射層１４は、例示的に、金属材料を用いた反射媒体層であってよく、例えば、合金の金属膜であってよい。合金には、コア１１やクラッド１２及び１３の材料に用いられる石英（「シリカ（ＳｉＯ２）素材」と称してもよい。）の熱膨張率との差分ができるだけ小さな熱膨張率を有する材料を用いるのが好ましい。熱膨張率の差分が大きいと、外部環境の温度変化に応じてマルチコア光ファイバ１に物理的な応力ひずみが生じて、反射層１４の剥離、分離が懸念されるからである。
【００２８】
例えば、石英の線膨張係数は、０．４〜０．５５×１０−６／Ｋ（ケルビン）程度であるのに対し、鉄や銅、ステンレス鋼等の通常の金属の線膨張係数は、０．１〜０．３×１０−４／Ｋ程度のオーダであり、石英との差分が２桁もある。このため、通常の金属材料で石英に金属膜１４を形成（被覆）すると、外部環境の温度変化により金属膜１４の剥離、分離が懸念される。
【００２９】
線膨張係数が通常の金属よりも低い金属材料の一例としては、鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との合金であるインバー合金が挙げられる。インバー合金は、磁気歪みによる体積変化と格子振動による熱膨張とが相殺しあう性質を利用して線膨張係数が通常の金属よりも小さく抑えられた金属の一例である。
【００３０】
ＦｅとＮｉとの組成比を調整することで、インバー合金の線膨張係数は、０．１〜３．０×１０−６／Ｋ程度の範囲で制御することができる。したがって、金属膜１４の線膨張係数を石英の線膨張係数に可能な限り近づける（理想的には、一致させる）ことができる。
【００３１】
よって、金属膜１４にインバー合金を用いれば、温度変化に伴う応力ひずみの発生を抑止あるいは低減して、金属膜１４の剥離や分離を防止することができる。別言すると、金属膜１４とシリカ素材であるクラッド１３との強固な接着性と、マルチコア光ファイバ１の寸法安定性とを実現できる。
【００３２】
したがって、温度変化等の環境条件の変化に対して信頼性を向上させたマルチコア光ファイバ１を提供できる。また、インバー合金の金属膜１４の厚みを調整することで、マルチコア光ファイバ１の機械的強度を向上することもできる。
【００３３】
金属膜１４に用いるインバー合金の組成の非限定的な一例を示すと、Ｆｅ及びＮｉの合金全体に対する含有率が５０％以上であり、Ｎｉの含有率が３６〜４２％程度である。例えば、インバー合金は、Ｎｉの含有率が３６％であり、Ｆｅの含有率が６４％であってよい。当該組成のインバー合金であれば、線膨張係数が０．１３〜１．０×１０−６／Ｋ程度の金属膜１４を形成可能である。
【００３４】
なお、Ｆｅ及びＮｉに加えてコバルト（Ｃｏ）を組成に含むコバール合金を、金属膜１４に適用してもよい。コバール合金も、インバー合金と同様、通常の金属よりも線膨張係数が小さく、組成比を制御することで石英の線膨張係数に近づけることが可能な金属の一例である。
【００３５】
金属膜１４の膜厚（ｔ）は、薄すぎるとマルチモード光に対して適切な反射特性を維持できないおそれがあり、厚すぎるとマルチコア光ファイバ１として取り扱いにくくなったり配線しにくくなったりするおそれがあるため、適度な膜厚に設定するとよい。
【００３６】
例えば、膜厚ｔは、温度変化に伴う応力ひずみを低減しつつマルチモード光に対する反射特性を維持可能な範囲の値であってよく、非限定的な一例を示すと、１．０μｍ＜ｔ＜１００μｍを満たす値であってよい。より好ましくは、１０μｍ＜ｔ＜数１０μｍ程度を満たす値であってよい。
【００３７】
なお、ｔ＝０．１μｍ程度以下であると、膜厚が薄すぎて光が金属膜１４を透過してしまい、期待する反射特性が得られないおそれがある。また、ｔ＝１００μｍ程度以上であると、膜厚が厚すぎて金属膜１４の形成（例えば後述する、加熱時間を含む化学メッキ工程に要する時間）が長期化するおそれがある。ただし、マルチコア光ファイバ１の機械的強度を向上することを目的とするなら、膜厚ｔは１００μｍ以上に設定しても構わない。なお、金属膜１４の形成方法の具体例については後述する。
【００３８】
金属膜１４の外周には、図１に例示するように、樹脂層１５が形成されてよい。樹脂層１５は、金属膜１４の外周に、通常の光ファイバの製造工程で用いられる樹脂材料のコーティング（「樹脂加工」と称してもよい。）を施すことによって形成されてよい。樹脂材料には、例示的に、シリコン樹脂が用いられてよい。樹脂層１５は、マルチコア光ファイバ１の保護層として機能すると捉えて構わない。
【００３９】
上述した構造を有するマルチコア光ファイバ１のマルチモード光導入領域に、マルチモード光が入射すると、放射モードとなった一部のマルチモード光が、反射層１４で反射を繰り返して径方向に縦断しながらマルチコア光ファイバ１の長手方向に導波される。
【００４０】
したがって、マルチモード光のマルチコア光ファイバ１内への閉じ込め効果が向上し、マルチモード光の伝播ロスを抑えることができる。当該マルチモード光に励起光（例えば、分布ラマン増幅用のマルチモード励起光）が含まれれば、励起光の伝播ロスを低減して、励起効率を向上できる。
【００４１】
また、個々のコア１１を伝播する光を、マルチモード励起光によって一括増幅できる。個々のコア１１を個別の励起対象にしなくてよいので、マルチコア光ファイバ１の構造を複雑化しなくて済む。また、マルチコア光ファイバ１に対して複雑な屈折率制御や径拡大を施さなくてよい。
【００４２】
例えば、個々のコア１１の伝播光を個別的に励起するために、コア１１毎に励起光を閉じ込めるマルチクラッド構造を導入することが考えられるが、光ファイバ構造そのものが複雑化し、屈折率制御も難しくなる。
【００４３】
マルチコア光ファイバ１は、コア１１間の信号光クロストークを抑圧するために、個々のコア１１と周囲の材料や構造との間の屈折率制御が施される場合がある。そこに更に個々のコア１１に対してマルチクラッド構造を導入すると、屈折率制御が更に困難になる。
【００４４】
屈折率制御は、例示的に、コアやクラッドとなる石英材料にゲルマニウム（Ｇｅ）やフッ素（Ｆ）を添加することで行なわれるが、現状においてもＧｅやＦの添加による屈折率制御は難しいものであり、十分な光閉じ込め効果を得ることが難しい。
【００４５】
そのため、コア１１毎にマルチクラッド構造を導入することは、光ファイバ構造を複雑化して製造歩留まりが劣化するおそれがある。また、適切な屈折率制御を実現するために、光ファイバ径を増加せざるを得なくなるおそれもある。
【００４６】
結果として、「既存のシングルコアファイバの断面積と略同じ断面積でありながら、マルチコア数に応じた倍率の光伝送容量を得ることができる」というマルチコア光ファイバ１のメリットが損なわれかねない。
【００４７】
これに対し、図１に例示した反射層１４を有するマルチコア光ファイバ１であれば、光ファイバ構造を複雑化しなくて済み、また、複雑な屈折率制御や光ファイバ径の拡大も不要にできる。
【００４８】
次に、図２を参照して、図１に例示した構造を有するマルチコア光ファイバ１を光伝送路兼光増幅媒体に用いて信号光を分布ラマン増幅する例について説明する。
【００４９】
図２には、マルチコア光ファイバ１の４つのコア１１（＃１〜＃４）にそれぞれ信号光＃１〜＃４が入射される様子を例示している。また、図２には、信号光＃１〜＃４の入射面とは反対側のファイバ断面の、反射層１４よりも内側の領域に、マルチモード励起光が入射される様子を例示している。
【００５０】
別言すると、信号光＃１〜＃４は、それぞれ、マルチコア光ファイバ１のコア１１に個別に入射されるのに対し、マルチモード励起光は、信号光＃１〜＃４の入射方向とは逆方向からマルチモード光導入領域に一括入射される。
【００５１】
信号光＃１〜＃４は、マルチコア光ファイバ１において、それぞれ、信号光＃１〜＃４の伝播方向とは逆方向に伝播するマルチモード励起光によって後方励起される。後方励起は、信号光パワーが高い状態で励起が行なわれる前方励起に比べて、非線形効果に起因する伝送特性の劣化を抑制できる。
【００５２】
例えば、マルチコア光ファイバ１の励起光導入領域にマルチモード励起光が一括入射されると、その一部が放射モード光となって、第２のクラッド１３の外径部分に形成された反射層１４で反射を繰り返しながらマルチコア光ファイバ１の軸方向に伝播する。
【００５３】
放射モード光が、反射層１４での反射を繰り返すことで、図３及び図４の模式的断面図に例示するように、マルチモード励起光のモード変換が促進されてモードが多様化される。別言すると、マルチモード励起光は、マルチコア光ファイバ１において、反射層１４の内側全領域をあらゆる方向に縦断しながら導波するため、当該領域全体にわたって励起光パワーが均一に分布し易くなる。
【００５４】
ここで、コア１１を伝播する信号光の励起効率は、マルチコア光ファイバ１において信号光と励起光とがオーバラップする領域が大きいほど向上する。そのため、図３及び図４に例示したように、励起光パワーの分布をマルチコア光ファイバ１の径方向に均一化できることで、オーバラップ領域の拡大化を図って信号光の励起効率を向上することが可能になる。
【００５５】
これに対し、図５の模式的断面図に例示するような、反射層１４を有さないダブルクラッド構造の光ファイバ１００では、クラッド１０１−１０２間の屈折率制御によって光閉じ込め効果が調整されることがあるが、励起光モード数に制限が生じ易い。そのため、マルチモード励起光のパワー分布に偏りが生じ易く、信号光と励起光とのオーバラップが十分であるとはいえない。
【００５６】
なお、図１にて説明した反射層１４は、マルチコア光ファイバ１の端面を除いた長手方向の少なくとも分布ラマン増幅の実効長に相当する長さに亘って形成されてよい。分布ラマン増幅は、光増幅の一例である。光増幅の他の例としては、集中ラマン増幅や、希土類添加光ファイバを光増幅媒体に用いた集中増幅等が挙げられる。
【００５７】
光増幅の「実効長」とは、例示的に、励起光が導入されることにより光増幅媒体が十分な増幅利得を得るのに足りる長さに相当する、と捉えてよい。分布ラマン増幅であれば、「実効長」は、非限定的な一例として、２０ｋｍ〜２５ｋｍ程度であってよい。図２には、非限定的な一例として、実効長２０ｋｍに相当する長さのマルチコア光ファイバ１の軸方向全長に亘って反射層１４がクラッド１３の外周に形成されている様子を例示している。
【００５８】
ただし、少なくとも「実効長」に亘って反射層１４が形成されていれば、既述のように信号光と励起光とのオーバラップ性を向上して励起効率を向上できるので、反射層１４は、マルチコア光ファイバ１の長手方向に部分的に形成されていてもよい。
【００５９】
例えば図６に模式的に例示するように、１本あたり２０ｋｍ〜２５ｋｍの長さのマルチモードコアファイバ１を４本直列に融着接続して８０〜１００ｋｍの伝送距離を実現する場合を想定する。この場合、反射層１４は、マルチモード励起光が入射される初段のマルチコア光ファイバ１（２０〜２５ｋｍ）に限って形成されてよい。反射層１４を伝送距離の全長に亘って形成しなくてよいので、反射層１４の形成に伴うコストの低減を図ることができる。
【００６０】
また、図７の（１）に模式的に例示するように、反射層１４は、或る光伝送区間の両端に相当する初段及び最終段のマルチコア光ファイバ１に限って形成されてもよい。初段に加えて最終段においても信号光と励起光とのオーバラップ性を向上できるので、長距離伝送によって励起光パワーが低下しやすい区間（「スパン」と称してもよい。）における励起効率の向上を図ることができる。
【００６１】
ただし、コストが許せば、あるいは、光伝送区間の機械的強度を確保するために、図７の（２）に模式的に例示するように、反射層１４は、光伝送区間の全部にわたって形成されても構わない。
【００６２】
（マルチコア光ファイバ１の製造方法の一例）
次に、上述した反射層１４を有するマルチコア光ファイバ１の製造方法の一例について説明する。
【００６３】
マルチコア光ファイバ１を成す第２のクラッド１３の表面に、反射層１４として機能する金属膜（例えば、インバー合金膜）を形成する方法の一例としては、メッキや蒸着等を用いた方法（表面処理）が挙げられる。経済性等を考慮すると、メッキを用いた方法が好ましいといえる。
【００６４】
メッキの一例としては、電気メッキ、蒸着メッキ、溶融メッキ、化学メッキ等が挙げられる。ただし、電気メッキは、表面処理の対象であるクラッド１３が非導電性であるため、適用候補から除外してよい。
【００６５】
蒸着メッキでは、石英材料であるクラッド１３に金属膜１４をマルチコア光ファイバ１の長手方向に均一な厚みで付着させることが難しい。また、真空蒸着を用いる場合には、真空装置等が必要になり、製造装置が大型化しコスト面で好ましいとは云い難い。
【００６６】
溶融メッキでは、アルミニウムや亜鉛等の低融点の金属材料が用いることができるが、既述のとおり、これらの通常の金属材料は、石英との線膨張率の差分が大きいため、金属膜１４の剥離が生じ易い。
【００６７】
したがって、石英材料であるクラッド１３に、反射層１４として機能するインバー合金膜１４を形成するには、化学メッキ（「無電界メッキ」と称してもよい。）が有用と考えられる。化学メッキによれば、マルチコア光ファイバ１の長手方向に均一な厚みでインバー合金膜１４をクラッド１３に析出させることが可能である。
【００６８】
化学メッキ工程は、既存の光ファイバ製造工程に容易に組み入れることが可能である。光ファイバは、例えば図８に示すように、母材（「プリフォーム」と称されてもよい。）である、外径が数ｍｍ〜数１０ｍｍ程度で長さが３０〜１００ｃｍ程度の石英ガラス棒を「線引き」することで製造される。
【００６９】
「線引き」工程では、例示的に、母材を電気炉に入れて加熱（例えば、約２０００℃）し、加熱により溶融して落下あるいは延伸する母材を光ファイバとしての所定の直径（例えば、１２５μｍ）になるように巻取ボビン等で巻き取る。
【００７０】
電気炉から溶融して延伸する母材の外径を、線径測定器で測定してよい。線径測定器の測定結果に基づいて、線径制御器が電気炉の温度や巻取ボビンの巻取り速度を制御してよい。これにより、光ファイバ径を目標値に制御することが可能である。
【００７１】
「線引き」工程には、被覆器による被覆処理が含まれてよい。例示的に、被覆器は、溶融した母材が巻取ボビンによって巻き取られる過程において、光ファイバとしての強度劣化を抑制するために、巻取り途中の母材をシリコン樹脂等で被覆（「樹脂加工」と称してもよい。）する。被覆後の光ファイバ径は、特に限定されないが、例示的に、２５０μｍ程度であってよい。なお、被覆後の光ファイバは、「光ファイバ素線」と称されてもよい。
【００７２】
既述の化学メッキ工程は、例示的に、上述した線径測定器と被覆器との間に導入されてよい。化学メッキ工程では、例えば図９に模式的に示すように、「線引き」されて巻取ボビンに巻き取られる光ファイバを、被覆処理の前に、インバー合金のメッキ液が充填されているメッキ液槽３１に適切な時間だけ浸す。なお、メッキ液は、かくはん機３４によって適宜に「かくはん」されてよい。
【００７３】
光ファイバは、ガイドローラー等のガイド３３に沿ってメッキ液槽３１を通過した後、ヒータ部３２を通過する。ヒータ部３２は、例えば４００〜８００℃程度の温度でメッキ液が付着した母材を加熱する。これにより、インバー合金のメッキ層組成の均一化を図ると共に、Ｈ２基の除去を行なうことができる。
【００７４】
なお、「加熱」の時間は、加熱温度や光ファイバに付着するメッキの量等に依存して決定されてよい。また、光ファイバに対する「加熱」は、上記のように巻取りボビンに巻き取られる前に行なってもよいし、代替的あるいは追加的に、巻取りボビンに巻き取られた状態で実施されてもよい。
【００７５】
例えば、加熱温度に十分耐えられる耐熱性の高い巻取りボビンによって、メッキ液の付着した光ファイバを巻取り、巻取りボビンごと加熱するようにしてもよい。巻取りボビンを単位に光ファイバが商品化され流通する場合、巻取りボビンを単位に加熱を行なえることは便利である。
【００７６】
ヒータ部３２を通過した光ファイバは、図８に例示したように、被覆器によって樹脂加工等が必要に応じて施された後、巻取ボビン等に巻き取られる。このように、「線引き」工程に、インバー合金の化学メッキ工程を導入することは比較的容易である。
【００７７】
「線引き」工程において、光ファイバを移動させながら、インバー合金膜１４を光ファイバにメッキ（コーティング）できるので、インバー合金膜１４を有するマルチコア光ファイバ１を、そのファイバ長が光伝送路のように長尺であっても、容易に製造できる。
【００７８】
（マルチコア光ファイバ１を用いた分布ラマン光増幅器の一例）
図１０に、上述したマルチコア光ファイバ１を光伝送媒体兼光増幅媒体に用いた分布ラマン光増幅器の構成例を示す。
【００７９】
図１０に示す分布ラマン光増幅器１０は、例示的に、既述のインバー合金膜１４を反射層に有するマルチコア光ファイバ１と、マルチコア光ファイバ１に導入されるマルチモード励起光を生成するマルチモード励起光源２と、を備える。
【００８０】
マルチコア光ファイバ１のインバー合金膜１４は、既述のように分布ラマン増幅の実効長に相当する長さ（例示的に、２０ｋｍ〜２５ｋｍ程度）に亘って形成されていればよく、その他の部分には形成されていなくても構わない。
【００８１】
マルチコア光ファイバ１の一端には、例示的に、コア結合器３が設けられてよい。コア結合器３は、マルチコア光ファイバの各コア１１（図１参照）と、各コア１１に対応した複数の光送信器４−１〜４−Ｎ（Ｎは２以上の整数であり、マルチコア数を表す。）の出力と、をそれぞれ光学的に結合（「接続」と称してもよい。）する。
【００８２】
図１０の例では、マルチコア数Ｎ＝５であり、５つの光送信器４−１〜４−５から出力される送信光が、それぞれ、コア結合器３によって、対応するコア１１に個別的に結合、導入される。送信光は、シングルモードの信号光でもよいし、マルチモードの信号光でもよい。コア１１に結合、導入された送信光は、マルチコア光ファイバ１の他端に向けて（図１０の紙面右方向に）伝播する。
【００８３】
マルチモード励起光源２は、例示的に、励起光導入構造２１によりマルチコア光ファイバ１に光学的に接続されてよい。励起光導入構造２１は、マルチモード励起光源２から出力されたマルチモード励起光を、マルチコア光ファイバ１のインバー合金膜１４内側領域（励起光導入領域）に結合、導入する。
【００８４】
別言すると、マルチモード励起光は、信号光が伝播するコア１１に対して個別的に導入されなくてよく、インバー合金膜１４内側領域に一括導入されればよい。これにより、各コア１１を伝播する信号光をマルチモード励起光によって一括増幅することができる。
【００８５】
したがって、マルチコアを伝播するシングルモードの信号光を、それぞれ、個別的にシングルモードの励起光で励起する構造に比べて、励起光導入構造２１を簡素化できる。比較例として、図１１に、マルチコアを伝播するシングルモードの信号光を、それぞれ、個別的にシングルモードの励起光で励起する構造の一例を示す。
【００８６】
図１１には、例示的に、マルチコア数Ｎ＝５であり、図１０のコア結合器３と同様の２つのコア結合器３−１及び３−２を用いて、マルチコア光ファイバの５つのコアに個別にシングルモードの励起光を導入する構造の一例を示している。
【００８７】
すなわち、一方のマルチコア光ファイバの各コアが一方のコア結合器３−１により個別の光ファイバ３０１の一端に光学的に結合され、各光ファイバ３０１の他端が他方のコア結合器３−２により他方のマルチコア光ファイバの各コアに光学的に結合される。これにより、マルチコア光ファイバのコアが個々に光ファイバ３０１によって分離されてマルチコア光ファイバ外に引き出される。
【００８８】
そして、コア結合器３−１及び３−２間の光ファイバ（以下「コア結合ファイバ」と称することがある。）３０１のそれぞれに、合波カプラ（ＣＰＬ）３０２等を用いて、シングルモードの励起光を出力する励起光源（例えば、ＬＤ）３０３を結合する。
【００８９】
コア結合器３−１及び３−２間の１本あたりのコア結合ファイバ３０１に導入する励起光の波長数が増加すれば、図１２に例示するように、当該波長数に応じた数の励起光源３０３がコア結合ファイバ３０１に光学的に結合される。
【００９０】
例えば複数波長の励起光は、合波カプラ３０２等で合波されてコア結合ファイバ３０１に結合される。なお、図１２には、マルチコア数Ｎ＝３であり、１本あたりのコア結合ファイバ３０１に導入される励起光の波長数がλ１〜λ４の４波長である例を示している。
【００９１】
このようにして、コア結合器３−１、３−２及びコア結合ファイバ３０１を用いて、シングルモードの励起光をマルチコア光ファイバの各コアに対して個別に導入することが可能であるが、励起光導入構造が複雑化する。マルチコア数Ｎや励起光波長数が増加すればするほど、励起光導入構造は更に複雑化する。そのため、分布ラマン増幅器が大型化し消費電力も増大する懸念がある。
【００９２】
これに対し、本実施形態の励起光導入構造２１は、マルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側領域にマルチモード励起光を導入できればよいので、コア結合器３−１及び３−２を用いて各コア１１を個別のコア結合ファイバ３０１によって分離しなくてよい。
【００９３】
そのため、励起光導入構造２１には、例示的に、図１３に例示するような「エンドポンピング」構造や、図１４に例示するような「サイドポンピング」構造等、簡易な構造を適用できる。
【００９４】
エンドポンピング構造では、マルチコア光ファイバ１の端面の反射層１４よりも内側領域に、マルチモード励起光がマルチコア光ファイバ１の軸方向に沿う方向から結合、導入される。
【００９５】
例えば図１３の構造では、マルチモード励起光が、ミラー４０１にてマルチコア光ファイバ１の軸方向に反射され、集光レンズ４０２にて集光されてマルチコア光ファイバ１の端面に入射される。
【００９６】
なお、マルチモード励起光は、１波長のマルチモード励起光源からの出力光であってもよいし、複数の波長のそれぞれに対応したマルチモード励起光源の出力が合波カプラ等で波長多重された波長多重マルチモード励起光であってもよい。
【００９７】
一方、サイドポンピング構造では、既述のミラーや集光レンズを用いなくてよく、例えば、マルチコア光ファイバ１の側面からマルチモード励起光を、マルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側領域に結合、導入する。
【００９８】
例えば図１４及び図１５に模式的に示すように、マルチコア光ファイバ１には、反射層１４の内側領域にマルチモード励起光を導入するためのマルチモード励起光導波部（単に「導波部」と略称することもある。）１３１−１〜１３１−Ｍが備えられてよい。
【００９９】
Ｍは、自然数であって、例示的に、マルチコア光ファイバ１に導入するマルチモード励起光の波長数に相当する。導波部１３１−１〜１３１−Ｍを区別しなくてよい場合は「導波部１３１」と表記することがある。導波部１３１は、「導入ファイバ１３１」と称してもよい。
【０１００】
図１５には、Ｍ＝６の場合を例示しており、６つの導波部１３１−１〜１３１−６のうち４つの導波部１３１−１〜１３１−４によって、４波長（λ１〜λ４）のマルチモード励起光をマルチコア光ファイバ１に導入可能である態様を例示している。
【０１０１】
図１４と図１５との関係に着目すれば、図１４に例示する４波長λ１〜λ４のマルチモード励起光源２−１〜２−４が、それぞれ、４つの導波部１３１−１〜１３１−４に光学的に結合される、と捉えてよい。
【０１０２】
なお、図１６に、４波長のマルチモード励起光λ１〜λ４の光パワーと、当該マルチモード励起光によって信号光帯域で得られるラマン利得Ｇλ１〜Ｇλ４と、の関係の一例を模式的に示す。
【０１０３】
図１４及び図１５に例示したように、サイドポンピング構造によれば、マルチモード励起光導波部１３１の数を変更することで、マルチモード励起光の波長数の変更に容易に対応できる。
【０１０４】
したがって、ラマン増幅帯域の拡大やラマン利得の増加等のシステムアップグレードに対しても、柔軟に、また、容易に対応することができる。
【０１０５】
例えば図１７に模式的に示すように、想定される最大励起波長数（仮に、５波長）に対応した導波部１３１−１〜１３１−５を予めマルチコア光ファイバ１に形成しておく。そして、光伝送システムの初期導入時には、その一部（例えば、３波長分）の導波部１３１−１〜１３１−３にマルチモード励起光源２−１〜２−３を接続する。
【０１０６】
その後、システムアップグレードに伴って、例えば図１８に模式的に示すように、２波長（λ４及びλ５）分の追加のマルチモード励起光源２−４及び２−５が必要になれば、空きの導波部１３１−４及び１３１−５に励起光源２−４及び２−５を接続すればよい。
【０１０７】
このように、マルチコア光ファイバ１に導入するマルチモード励起光波長数の変更や拡張にも柔軟、容易に対応できるから、柔軟性、拡張性の高い光伝送システムを実現、提供できる。また、必要な数の励起光源２を導波部１３１に適宜に接続すればよいため、光伝送システムの運用中であってもシームレスな変更や拡張が可能である。
【０１０８】
なお、サイドポンピング構造の変形例として、例えば図１９に示すような構造を励起光導入構造２１に適用してもよい。図１９に示す励起光導入構造２１は、例示的に、マルチモード励起光を集光する集光レンズ２２を備える。
【０１０９】
集光レンズ２２は、例示的に、マルチモード励起光が、マルチコア光ファイバ１の第２のクラッド１３に形成されたＶ字状の溝（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅ）１３２の一方の傾斜面に集光するように配置される。したがって、当該傾斜面で反射したマルチモード励起光は、マルチコア光ファイバ１の長手方向に導入されて伝播する。
【０１１０】
その際、既述のように、放射モードとなったマルチモード励起光は、反射層１４で反射を繰り返してマルチコア光ファイバ１の長手方向に伝播するため、マルチモード励起光のパワー分布が均一化され、信号光とのオーバラップ性が向上する。
【０１１１】
以上のように、マルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側の領域にマルチモード励起光を一括して導入可能なことから、簡易な構造の励起光導入構造２１を適用できる。したがって、光伝送容量の拡大化を図ることのできるマルチコア伝送に対して分布ラマン増幅技術を容易に適用することができる。また、マルチコア伝送に適用する分布ラマン増幅器１０の規模やコスト、消費電力等の低減を図ることもできる。
【０１１２】
なお、上述した例では、分布ラマン増幅器１０に、反射層１４が形成されたマルチコア光ファイバ１を適用した例について説明したが、当該マルチコア光ファイバ１は、集中ラマン増幅器の光増幅媒体に適用してもよい。
【０１１３】
集中ラマン増幅器の光増幅媒体に用いるマルチコア光ファイバ１は、マルチコアの高非線形光ファイバであってよい。集中ラマン増幅器の光増幅媒体にマルチコア光ファイバ１を用いても、分布ラマン増幅器１０と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１４】
（マルチモード励起光源の構造例）
次に、図２０及び図２１を参照して、マルチモード励起光源２の構造例について説明する。図２０に例示するように、マルチモード励起光源２は、例示的に、複数の活性層からそれぞれ光を発光可能な半導体レーザダイオード（ＬＤ）チップとして構成されてよい。
【０１１５】
当該半導体ＬＤチップ２は、例示的に、複数（図２０の例では、３つ）のストライプ形状の活性層（以下「ストライプ活性層」と称することがある。）２１１と、各ストライプ活性層２１１に対してダブルヘテロ接合を成すクラッド層２１２と、を備える。
【０１１６】
各ストライプ活性層２１１を挟み込んでいるクラッド層２１２の一方の面には、例示的に、ストライプ活性層２１１の長手方向に沿ってストライプ電極（アノード又はカソード）２１３が各ストライプ活性層２１１に対応して設けられる。ストライプ電極２１３が設けられた面とは反対側に位置する、クラッド層２１２の他方の面には、例示的に、グランド（ＧＮＤ）電極２１４が設けられる。
【０１１７】
ストライプ電極２１３に、電源２１５及びドライバ回路２１６によって電圧を印加して所定値以上の電流を流すと、対応するストライプ活性層２１１において電子と正孔とが結合して誘導放出が生じて発光する。
【０１１８】
ストライプ活性層２１１が露出している端面は、劈開面と称され、対向する劈開面がファブリペロー光共振器の反射鏡として機能する。したがって、ストライプ活性層２１１にて発光した光は、劈開面間を反射によって往復することで増幅されて放出される。
【０１１９】
ストライプ電極２１３のそれぞれに電圧を印加すれば、ストライプ活性層２１１のそれぞれから光が放出される。このような構造を有する半導体ＬＤチップ２を「マルチストライプ励起光源２」と称してもよい。
【０１２０】
マルチストライプ励起光源２の各ストライプ活性層２１１から一方の劈開面を通じて放出される光（便宜的に「ＬＤフロント光」と称する。）を、例えば図２１に模式的に示すように、マイクロレンズアレイ２１７及び集光レンズ２１８を用いて集光する。これにより、ストライプ活性層２１１の数に応じた高出力パワーのマルチモード光が１つの半導体ＬＤチップ２によって得られる。
【０１２１】
当該マルチモード光を分布ラマン増幅用の励起光として、既述のようにマルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側の領域に結合させることで、高出力パワーのマルチモード励起光をマルチコア光ファイバ１に導入できる。
【０１２２】
マルチコア光ファイバ１の反射層１４よりも内側の領域は、個々のコア１１のコア径よりも大口径である。そのため、個々のコア１１にシングルモードの励起光を結合させることに比べれば、遥かに効率良くマルチモード励起光を結合させ易いといえる。
【０１２３】
また、個別の半導体ＬＤを複数使用して励起光パワーを高出力化する場合に比して、集光構造を簡易化でき、したがって、個々の半導体ＬＤの精密なアライメント作業等を不要にすることができる。
【０１２４】
なお、図２１に模式的に例示するように、半導体ＬＤチップ２の、ＬＤフロント光が放出される劈開面とは反対側の他方の劈開面からも、ストライプ活性層２１１で発光した光が放出されてよい。当該光は、既述の「ＬＤフロント光」に対して「ＬＤバック光」と称してよい。
【０１２５】
ＬＤバック光は、ＬＤフロント光と同等の出力光パワーを有すると扱ってよい。したがって、例えば、ＬＤバック光のパワーをモニタし、そのモニタパワーに基づいてドライバ回路をフィードバック制御することで、ＬＤフロント光のパワーを制御してもよい。
【０１２６】
当該モニタは、図２１に示すように、例示的に、受光器２１９と、フィードバック制御用の電気回路２２０と、を用いて実現してよい。受光器２１９は、例示的に、ＬＤバック光を受光し、その受光パワーに応じた電気信号（例えば、電流）を出力するＰＤ（フォトディテクタあるいはフォトダイオード）であってよい。
【０１２７】
電気回路２２０は、ＰＤ２１９の出力電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を含んでよい。ＴＩＡの出力電圧に応じて、図２０に例示したドライバ回路２１６からストライプ電極２１３に印加する電圧を制御することで、マルチストライプ励起光源２の出力光パワーを制御することが可能になる。
【０１２８】
（反射層１４の希土類添加光ファイバへの適用）
なお、上述したマルチコア光ファイバ１に適用した反射層１４は、コアに希土類（例えば、エルビウム）が添加された希土類添加光ファイバ１ａに適用してもよい。図２２に、その一例を示す。図２２は、希土類添加光ファイバ１ａの模式的側断面図である。
【０１２９】
図２２に例示するように、希土類添加光ファイバ１ａは、エルビウム等の希土類が添加されたコア１１ａと、当該コア１１ａの外周を被覆するクラッド１２ａと、を備える。クラッド１２ａの外周に、既述の反射層１４を形成してよい。なお、図２２に例示する希土類添加光ファイバ１ａは、シングルコアファイバであるが、複数のコア１１ａを有するマルチコア光ファイバであってもよい。
【０１３０】
コア１１ａを伝播する信号光は、マルチモード光であってもよいし（図２２参照）、シングルモード光であってもよい。希土類添加光ファイバ１ａにマルチモード光の励起光を導入すると、コア１１ａを伝播する信号光を、マルチモード励起光によって増幅できる。
【０１３１】
なお、マルチモード励起光の伝播方向は、信号光の伝播方向と同じ方向でも逆方向でもよい。伝播方向が同じ場合が「前方励起」に相当し、伝播方向が逆方向の場合が「後方励起」に相当する。
【０１３２】
マルチモード励起光は、既述のマルチコア光ファイバ１と同様に、放射モードとなった一部の光が、反射層１４で反射を繰り返して径方向に縦断しながら希土類添加光ファイバ１ａの軸方向に導波される。
【０１３３】
したがって、既述のマルチコア光ファイバ１の場合と同様に、マルチモード励起光は、希土類添加光ファイバ１ａにおいて、反射層１４の内側全領域を縦断しながら導波するため、当該領域全体にわたって励起光パワーが均一に分布し易くなる（図２３参照）。
【０１３４】
コアを伝播する信号光の励起効率は、希土類添加光ファイバ１ａにおいて信号光と励起光とがオーバラップする領域が大きいほど向上する。したがって、励起光パワーの分布を希土類添加光ファイバ１ａの径方向に均一化できることで、オーバラップ領域の拡大化を図って信号光の励起効率を向上することが可能になる。励起効率が向上することで、光増幅効率も向上する。
【０１３５】
図２４に、上述した希土類添加光ファイバ１ａを増幅媒体に用いた希土類添加光ファイバ増幅器１０ａの構成例を示す。図２４に示す希土類添加光ファイバ増幅器１０ａは、例示的に、上述した反射層１４が形成された希土類添加光ファイバ１ａと、マルチモード励起光源２と、を備える。
【０１３６】
希土類添加光ファイバ増幅器１０ａに適用するマルチモード励起光源２は、特に限定されないが、例示的に、図２０及び図２１に示したようなマルチストライプ励起光源２を適用してよい。
【０１３７】
マルチモード励起光源２は、例示的に、希土類添加光ファイバ１ａを伝播する信号光の伝播方向（図２４の例では、右方向）と同じ方向にマルチモード励起光を希土類添加光ファイバ１ａに導入してよい。したがって、図２４の例では、信号光はマルチモード励起光によって前方励起される。
【０１３８】
希土類添加光ファイバ１ａの信号光の入出力側には、それぞれ、信号光が逆方向に戻ることを防止するアイソレータ３１１及び３１２が備えられてよい。アイソレータ３１１及び３１２によって希土類添加光ファイバ１ａにおいて発振現象が生じることを抑止することが可能である。
【０１３９】
マルチモード励起光源の出力光パワー（「マルチモード励起光パワー」と称してよい。）を制御することで、希土類添加光ファイバ１ａによる増幅利得を制御できる。増幅利得の制御は、例示的に、希土類添加光ファイバ１ａの入出力光パワーのモニタ結果に基づいて実施されてよい。
【０１４０】
図２４の例では、希土類添加光ファイバ１ａへの入力信号光パワーのモニタポイントが一方のアイソレータ３１１の入力側に設定され、希土類添加光ファイバ１ａの出力信号光パワーのモニタポイントが他方のアイソレータ３１２の出力側に設定されている。
【０１４１】
すなわち、一方のアイソレータ３１１の入力側光伝送路に設けられた分岐カプラ３１３にて入力信号光が分岐され、分岐光が受光器３１４にて受光される。また、他方のアイソレータ３１２の出力側光伝送路に設けられた分岐カプラ３１５にて出力信号光が分岐され、分岐光が受光器３１６にて受光される。
【０１４２】
ただし、入力モニタポイントに対応する分岐カプラ３１３と、一方のアイソレータ３１１と、の配置関係は、互いに入れ替えても構わない。また、他方のアイソレータ３１２と、出力モニタポイントに対応する分岐カプラ３１５と、の配置関係も、互いに入れ替えて構わない。
【０１４３】
受光器３１４及び３１６は、それぞれ、ＰＤであってよく、受光パワーに応じた電気信号（例えば、電流）を制御回路３１７に出力する。なお、希土類添加光ファイバ１ａの出力側（例えば、アイソレータ３１２の前段）には、自然放出光等の雑音光成分をカットする光フィルタ３１８が設けられてよい。
【０１４４】
制御回路３１７は、各受光器３１４及び３１５からの入力電気信号によって示される、希土類添加光ファイバ１ａの入出力光パワー情報を基に、マルチモード励起光源２の出力光パワーレベルを制御できる。これにより、希土類添加光ファイバ１ａによる信号光の増幅利得を制御できる。
【０１４５】
以上のように、反射層１４が形成された希土類添加光ファイバ１ａを増幅媒体に用い、マルチコア励起光を当該光ファイバ１ａに導入することで、希土類添加光ファイバ１ａでの信号光の励起効率を向上でき、ひいては増幅効率を向上することができる。
【０１４６】
（まとめ）
以上説明したように、上述した実施形態によれば、以下に例示するいずれかの作用効果を奏することができる。
【０１４７】
・光増幅媒体の一例である光ファイバに、光増幅の実効長以上の長さで長手方向にマルチモード光を反射する反射層１４を形成することで、反射層１４よりも内側の領域を伝播するマルチモード光の伝播ロスを低減することができる。
【０１４８】
・反射層１４よりも内側の領域にマルチモード励起光を導入することで、マルチモード励起光の伝播ロスを低減し、また、マルチモード励起光のパワー分布を光ファイバの径方向に均一化できる。したがって、信号光の励起効率を向上することができる。よって、例えばマルチコアであっても、シングルコア相当の良好な光増幅特性を実現することができる。例えば、増幅利得の向上やノイズファクタ（ＮＦ）の低減を図ることができ、ひいては、光信号雑音比（ＯＳＮＲ）等の向上を図ることができる。
【０１４９】
・コアに対して個別的に励起光を導入しなくとも、個々のコアよりも大口径である、反射層１４の内側領域に、励起光を一括導入すればよいため、励起光学系の構造やアライメントを簡素化することができる。したがって、光増幅器の低コスト化、小型化、低消費電力化等を図ることができる。
【０１５０】
・反射層１４の内側領域に励起光を一括導入できればよいので、マルチモード励起光の導入構造は、マルチコア数に依存しない。したがって、マルチコア光ファイバ１本あたりのマルチコア数が増加するほど、光増幅器の低コスト化、小型化、低消費電力化等の効果が大きくなる。
【０１５１】
・反射層１４が形成された光ファイバであっても、光伝送路としての機能に影響は無い（阻害されない）ため、例えば光伝送システムの初期導入時において分布ラマン増幅が不要な光伝送区間に、反射層１４が形成された光ファイバを適用してもよい。その後に当該光伝送区間に分布ラマン増幅を適用することになれば、敷設した反射層１４付き光ファイバをそのまま用いて、励起効率の良好な分布ラマン増幅を実現できる。したがって、システムコストの低減を図ることができる。
【０１５２】
・光ファイバの材料である石英材料の線膨張係数に一致する（あるいは近い）線膨張係数を有するインバー合金の金属膜を、反射層１４の一例として光ファイバに形成することで、反射層の剥離や分離を抑制し、また、光ファイバの機械的強度を向上できる。したがって、応力やストレスによる光ファイバの劣化を回避あるいは抑制することができる。
【０１５３】
・マルチコアのそれぞれにシングルモード信号光を導波させる光伝送方式に限らず、マルチコアにマルチモード信号光を導波させて光伝送容量の更なる拡大化を図る光伝送方式に対しても、反射層１４を形成したマルチコア光ファイバ１は適用可能であり有用である。マルチコアにマルチモード信号光を伝送する方式において、励起光のモード変換を促進して信号光と励起光とのオーバラップ性の均一化が図れることで、励起効率を飛躍的に向上できる。したがって、ＯＳＮＲの向上や光増幅器の小型化を図ることができる。
【０１５４】
なお、図２５に、既述の反射層１４を形成した光ファイバの適用範囲及び適用効果についての一覧テーブルの例を示す。図２５に例示するように、反射層１４は、分布ラマン増幅器、希土類添加光ファイバ増幅器、及び、集中ラマン増幅器のいずれの増幅媒体としての光ファイバに適用してもよい。
【０１５５】
増幅媒体がシングルコア及びマルチコアのいずれの光ファイバであっても、マルチモード励起光を導入すれば、コアにシングルモード及びマルチモードのいずれの信号光が伝播するにしても、反射層１４によって信号光の励起効率を向上することができる。
【符号の説明】
【０１５６】
１  マルチコア光ファイバ
１ａ  希土類添加光ファイバ
２，２−１〜２−５  マルチモード励起光源
３，３−１，３−２  コア結合器
４−１〜４−Ｎ  光送信器
１０  分布ラマン増幅器
１１，１１ａ  コア
１２，１２ａ，１３  クラッド
１４  反射層
１５  樹脂層
２１  励起光導入構造
２２  集光レンズ
３１  メッキ液槽
３２  ヒータ部
３３  ガイド
３４  かくはん機
１３１−１〜１３１−Ｍ  マルチモード励起光導波部
１３２  Ｖ字状の溝（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅ）
２１１  活性層（ストライプ活性層）
２１２  クラッド
２１３  ストライプ電極
２１４  グランド（ＧＮＤ）電極
２１５  電源
２１６  ドライバ回路
２１７  マイクロレンズアレイ
２１８  集光レンズ
２１９  受光器
２２０  電気回路
３０１  光ファイバ（コア結合ファイバ）
３０２  合波カプラ（ＣＰＬ）
３０３  シングルモード励起光源
３１１，３１２  アイソレータ
３１３，３１５  分岐カプラ
３１４，３１６  受光器
３１７  制御回路
３１８  光フィルタ
４０１  ミラー
４０２  集光レンズ
【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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