(57)【要約】異なる波長帯域に対応でき、いずれの波長帯域においてもノイズを低減した増幅光を出力できる光増幅装置を提供する。Ｃバンドの光を増幅する場合、光スイッチ５０の端子５１と端子５２とを接続する。第一前置光ファイバ増幅器１２、第一後置光ファイバ増幅器１８が入射光を増幅する。増幅された光は、端子５１と端子５２とを経由して、後置ＷＤＭカプラ３６を通過して、光増幅装置１から出射される。Ｌバンドの光を増幅する場合、光スイッチ５０の端子５１と端子５４とを接続し、端子５２と端子５３とを接続する。第一前置光ファイバ増幅器１２、第一後置光ファイバ増幅器１８、（端子５１と端子５４とを経由）第二前置光ファイバ増幅器２２、第二後置光ファイバ増幅器２８が入射光を増幅する。増幅された光は、端子５３と端子５２とを経由して、後置ＷＤＭカプラ３６を通過して、光増幅装置１から出射される。
2005018065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を増幅する第一前置光ファイバ増幅器と、
前記第一前置光ファイバ増幅器に与える第一励起光を生成する第一前置励起光源と、
前記第一励起光を前記第一前置光ファイバ増幅器に導入する第一前置励起光導入手段と、
前記第一前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅する第一後置光ファイバ増幅器と、
第二前置光ファイバ増幅器と、
前記第二前置光ファイバ増幅器に与える第二励起光を生成する第二前置励起光源と、
前記第二励起光を、前記第二前置光ファイバ増幅器に、入射側とは反対側である出射側から導入する第二前置励起光導入手段と、
前記第二前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅する第二後置光ファイバ増幅器と、
前記第一後置光ファイバ増幅器に与える第三励起光を生成する後置励起光源と、
前記第三励起光を前記第一後置光ファイバ増幅器に導入する後置励起光導入手段と、
（１）前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記後置励起光導入手段とを接続する、あるいは（２）前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続して、前記第一後置光ファイバ増幅器の出射光を前記第二前置光ファイバ増幅器によって増幅させる、光接続手段と、
を備えた光増幅装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記第一後置光ファイバ増幅器から前記第一前置光ファイバ増幅器への光を遮断する光遮断手段、
を備えた光増幅装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記光接続手段は、前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続すると共に、前記第二後置光ファイバ増幅器の出射側と前記後置励起光導入手段とを接続する、
光増幅装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記光接続手段が前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記後置励起光導入手段とを接続する場合に、前記第一前置光ファイバ増幅器のゲインが、前記第一後置光ファイバ増幅器におけるノイズを無視できる程度に大きい、
光増幅装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光増幅装置であって、
前記光接続手段が前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続する場合に、前記第一前置光ファイバ増幅器のゲイン、前記第一後置光ファイバ増幅器のゲインおよび前記第二前置光ファイバ増幅器のゲインを合成した合成ゲインは、前記第二後置光ファイバ増幅器の出射光のノイズをほぼ保つことができる程度のものである、
光増幅装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記光接続手段が前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記後置励起光導入手段とを接続する場合に、前記第一後置光ファイバ増幅器の出射光の波長帯域がＣバンドである、
光増幅装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記光接続手段が前記第一後置光ファイバ増幅器の出射側と前記第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続する場合に、前記第二後置光ファイバ増幅器の出射光の波長帯域がＬバンドである、
光増幅装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記第一前置光ファイバ増幅器、前記第一後置光ファイバ増幅器、前記第二前置光ファイバ増幅器および前記第二後置光ファイバ増幅器のいずれか一つ以上が、エルビウム添加光ファイバである、
光増幅装置。
【請求項９】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記第一前置励起光源、前記第二前置励起光源および前記後置励起光源の生成する光の波長が９８０ｎｍである、
光増幅装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記第二前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅して前記第二後置光ファイバ増幅器に出射する第三前置光ファイバ増幅器と、
前記第三前置光ファイバ増幅器に与える第四励起光を生成する第三前置励起光源と、
前記第四励起光を、前記第三前置光ファイバ増幅器に、入射側とは反対側である出射側から導入する第三前置励起光導入手段と、
を備えた光増幅装置。
【請求項１１】
入射光を増幅する第一光ファイバ増幅器と、
第二光ファイバ増幅器と、
前記第一光ファイバ増幅器に与える励起光を生成する後置励起光源と、
前記励起光を前記第一光ファイバ増幅器に導入する後置励起光導入手段と、
（１）前記第一光ファイバ増幅器の出射側と前記後置励起光導入手段とを接続する、あるいは（２）前記第一光ファイバ増幅器の出射側と前記第二光ファイバ増幅器の入射側とを接続して、前記第一光ファイバ増幅器の出射光を前記第二光ファイバ増幅器によって増幅させる、光接続手段と、
を備えた光増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光の増幅に関する。
【背景技術】  従来より、入射光の波長帯域が、１．５５μｍ帯（１．５３μｍ〜１．５６μｍ：Ｃバンド）および１．５８μｍ帯（１．５７μｍ〜１．６１μｍ：Ｌバンド）のいずれであっても、入射光を増幅できる広帯域光増幅器が知られている（例えば、特許文献１（特開２００１−３５８３８９号公報（要約））を参照）。
このような広帯域光増幅器は、入射光の波長帯域がＣバンドの場合は、入射光を第一Ｅｒ（Ｅｒｂｉｕｍ：エルビウム）添加光ファイバに通して増幅させる。入射光の波長帯域がＬバンドの場合は、入射光を第一Ｅｒ添加光ファイバに通し、さらに第二Ｅｒ添加光ファイバに通して増幅させる。増幅された光は、増幅光として、広帯域光増幅器から出力される。
ここで、増幅光のノイズを低減するために、第一Ｅｒ添加光ファイバの前段に、さらに低ノイズ増幅用Ｅｒ添加光ファイバを設けることが考えられる。低ノイズ増幅用Ｅｒ添加光ファイバのゲインを大きくすると、第一Ｅｒ添加光ファイバによるノイズの影響を減らすことができる。
しかしながら、第一Ｅｒ添加光ファイバの出力するＣバンドの増幅光のノイズを減らすように、第一Ｅｒ添加光ファイバおよび低ノイズ増幅用Ｅｒ添加光ファイバの長さを決定すると、第一Ｅｒ添加光ファイバの出力のゲインが小さくなる。よって、第二Ｅｒ添加光ファイバによるノイズの影響が大きくなるため、Ｌバンドの増幅光のノイズを減らすことができない。
一方、Ｌバンドの増幅光のノイズを減らすために、第一Ｅｒ添加光ファイバおよび低ノイズ増幅用Ｅｒ添加光ファイバの長さを長くすれば、Ｃバンドの増幅光のノイズを減らすことができない。
このように、Ｃバンドの増幅光およびＬバンドの増幅光の双方のノイズを低減化することは困難である。
そこで、本発明は、異なる波長帯域に対応できる光増幅器であって、いずれの波長帯域においてもノイズを低減した増幅光を出力できる光増幅器を提供することを課題とする。
【発明の開示】
本発明による光増幅装置の一態様によれば、入射光を増幅する第一前置光ファイバ増幅器と、第一前置光ファイバ増幅器に与える第一励起光を生成する第一前置励起光源と、第一励起光を第一前置光ファイバ増幅器に導入する第一前置励起光導入手段と、第一前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅する第一後置光ファイバ増幅器と、第二前置光ファイバ増幅器と、第二前置光ファイバ増幅器に与える第二励起光を生成する第二前置励起光源と、第二励起光を、第二前置光ファイバ増幅器に、入射側とは反対側である出射側から導入する第二前置励起光導入手段と、第二前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅する第二後置光ファイバ増幅器と、第一後置光ファイバ増幅器に与える第三励起光を生成する後置励起光源と、第三励起光を第一後置光ファイバ増幅器に導入する後置励起光導入手段と、（１）第一後置光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続する、あるいは（２）第一後置光ファイバ増幅器の出射側と第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続して、第一後置光ファイバ増幅器の出射光を第二前置光ファイバ増幅器によって増幅させる、光接続手段とを備えるように構成される。
上記のように構成された発明によれば、第一前置光ファイバ増幅器は、入射光を増幅する。第一前置励起光源は、第一前置光ファイバ増幅器に与える第一励起光を生成する。第一前置励起光導入手段は、第一励起光を第一前置光ファイバ増幅器に導入する。第一後置光ファイバ増幅器は、第一前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅する。第二前置励起光源は、第二前置光ファイバ増幅器に与える第二励起光を生成する。第二前置励起光導入手段は、第二励起光を、第二前置光ファイバ増幅器に、入射側とは反対側である出射側から導入する。第二後置光ファイバ増幅器は、第二前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅する。後置励起光源は、第一後置光ファイバ増幅器に与える第三励起光を生成する。後置励起光導入手段は、第三励起光を第一後置光ファイバ増幅器に導入する。光接続手段は、（１）第一後置光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続する、あるいは（２）第一後置光ファイバ増幅器の出射側と第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続して、第一後置光ファイバ増幅器の出射光を第二前置光ファイバ増幅器によって増幅させる。
上記本発明による光増幅装置によれば、第一後置光ファイバ増幅器から第一前置光ファイバ増幅器への光を遮断する光遮断手段を備えることが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、光接続手段は、第一後置光ファイバ増幅器の出射側と第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続すると共に、第二後置光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続するように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、光接続手段が第一後置光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続する場合に、第一前置光ファイバ増幅器のゲインが、第一後置光ファイバ増幅器におけるノイズを無視できる程度に大きいように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、光接続手段が第一後置光ファイバ増幅器の出射側と第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続する場合に、第一前置光ファイバ増幅器のゲイン、第一後置光ファイバ増幅器のゲインおよび第二前置光ファイバ増幅器のゲインを合成した合成ゲインは、第二後置光ファイバ増幅器の出射光のノイズをほぼ保つことができる程度のものであるように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、光接続手段が第一後置光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続する場合に、第一後置光ファイバ増幅器の出射光の波長帯域がＣバンドであるように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、光接続手段が第一後置光ファイバ増幅器の出射側と第二前置光ファイバ増幅器の入射側とを接続する場合に、第二後置光ファイバ増幅器の出射光の波長帯域がＬバンドであるように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、第一前置光ファイバ増幅器、第一後置光ファイバ増幅器、第二前置光ファイバ増幅器および第二後置光ファイバ増幅器のいずれか一つ以上が、エルビウム添加光ファイバであるように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、第一前置励起光源、第二前置励起光源および後置励起光源の生成する光の波長が９８０ｎｍであるように構成することが好ましい。
上記本発明による光増幅装置によれば、第二前置光ファイバ増幅器の出射光を増幅して第二後置光ファイバ増幅器に出射する第三前置光ファイバ増幅器と、第三前置光ファイバ増幅器に与える第四励起光を生成する第三前置励起光源と、第四励起光を、第三前置光ファイバ増幅器に、入射側とは反対側である出射側から導入する第三前置励起光導入手段とを備えるように構成することが好ましい。
本発明による光増幅装置の他の態様によれば、入射光を増幅する第一光ファイバ増幅器と、第二光ファイバ増幅器と、第一光ファイバ増幅器に与える励起光を生成する後置励起光源と、励起光を第一光ファイバ増幅器に導入する後置励起光導入手段と、（１）第一光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続する、あるいは（２）第一光ファイバ増幅器の出射側と第二光ファイバ増幅器の入射側とを接続して、第一光ファイバ増幅器の出射光を第二光ファイバ増幅器によって増幅させる、光接続手段とを備えるように構成される。
上記のように構成された発明によれば、第一光ファイバ増幅器は、入射光を増幅する。後置励起光源は、第一光ファイバ増幅器に与える励起光を生成する。後置励起光導入手段は、励起光を第一光ファイバ増幅器に導入する。光接続手段は、（１）第一光ファイバ増幅器の出射側と後置励起光導入手段とを接続する、あるいは（２）第一光ファイバ増幅器の出射側と第二光ファイバ増幅器の入射側とを接続して、第一光ファイバ増幅器の出射光を第二光ファイバ増幅器によって増幅させる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施形態にかかる光増幅装置１の構成を示す図である。
図２は、本発明の実施形態にかかる光増幅装置１の変形例の構成を示す図である。
図３は、実施例および比較例における波長とゲインとの関係、および波長とノイズ指数との関係を示す図である。
図４は、比較例（第二前置光ファイバ増幅器２２が無いもの）の構成を示す図である。
図５は、図１に示す光増幅装置１の構成要素を一部省略した例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる光増幅装置１の構成を示す図である。光増幅装置１は、入射した光を増幅して出射する。
光増幅装置１は、第一前置光ファイバ増幅器１２、第一前置励起光源１４、第一ＷＤＭカプラ（第一前置励起光導入手段）１６、第一後置光ファイバ増幅器１８、第二前置光ファイバ増幅器２２、第二前置励起光源２４、第二ＷＤＭカプラ（第二前置励起光導入手段）２６、第二後置光ファイバ増幅器２８、後置励起光源３４、後置ＷＤＭカプラ（後置励起光導入手段）３６、光アイソレータ４２、４４、４６、光スイッチ（光接続手段）５０を備える。
光増幅装置１に入射する入射光は、光アイソレータ４２を通過して、第一前置光ファイバ増幅器１２に入射する。光アイソレータ４２は、第一前置光ファイバ増幅器１２の前段に置かれ、第一前置光ファイバ増幅器１２に入射する方向に光を通すが、第一前置光ファイバ増幅器１２から出射する方向には光を通さない。
第一前置光ファイバ増幅器１２は、光アイソレータ４２を通過した入射光を増幅して出射する。第一前置光ファイバ増幅器１２は、例えば、Ｅｒ（Ｅｒｂｉｕｍ：エルビウム）添加光ファイバである。
第一前置励起光源１４は、第一前置光ファイバ増幅器１２に与える第一励起光を生成する。
第一ＷＤＭカプラ（第一前置励起光導入手段）１６は、第一前置励起光源１４から第一励起光を受けて、第一前置光ファイバ増幅器１２に与える。第一ＷＤＭカプラ１６は、第一前置光ファイバ増幅器１２の出射側（入射光を受ける側とは反対側）に接続されている。なお、第一前置光ファイバ増幅器１２の出射光は、第一ＷＤＭカプラ１６を通過する。
第一前置光ファイバ増幅器１２の出射光は、光アイソレータ（光遮断手段）４４を通過して、第一後置光ファイバ増幅器１８に入射する。光アイソレータ（光遮断手段）４４は、第一後置光ファイバ増幅器１８の前段に置かれ、第一前置光ファイバ増幅器１２から第一後置光ファイバ増幅器１８に向けては光を通すが、第一後置光ファイバ増幅器１８から第一前置光ファイバ増幅器１２に向けては光を通さない。光アイソレータ（光遮断手段）４４により、第一後置光ファイバ増幅器１８から第一前置光ファイバ増幅器１２に向けて入射する自然放出光が遮断され、第一前置光ファイバ増幅器１２における不必要な信号−ＡＳＥビートノイズおよびＡＳＥ−ＡＳＥ間ビートノイズを低減し、効率的で低ノイズな信号増幅を実現できる。なお、信号とは光増幅装置１に入射する入射光のことをいう。
第一後置光ファイバ増幅器１８は、光アイソレータ４４を通過した光を増幅して出射する。第一後置光ファイバ増幅器１８は、例えば、Ｅｒ（Ｅｒｂｉｕｍ：エルビウム）添加光ファイバである。ただし、第一後置光ファイバ増幅器１８の励起光は、後置励起光源３４（端子５１と端子５２とが接続されている場合）あるいは第二前置励起光源２４（端子５１と端子５４とが接続されている場合）からもたらされる。
第二前置光ファイバ増幅器２２は、端子５１と端子５４とが接続されている場合に、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光を増幅して出射する。第二前置光ファイバ増幅器２２は、例えば、Ｅｒ（Ｅｒｂｉｕｍ：エルビウム）添加光ファイバである。
第二前置励起光源２４は、第二前置光ファイバ増幅器２２に与える第二励起光を生成する。
第二ＷＤＭカプラ（第二前置励起光導入手段）２６は、第二前置励起光源２４から第二励起光を受けて、第二前置光ファイバ増幅器２２に与える。第二ＷＤＭカプラ２６は、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射側（端子５４に接続されている入射側とは反対側）に接続されている。なお、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射光は、第二ＷＤＭカプラ２６を通過する。
第二後置光ファイバ増幅器２８は、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射光を増幅して出射する。第二後置光ファイバ増幅器２８は、例えば、Ｅｒ（Ｅｒｂｉｕｍ：エルビウム）添加光ファイバである。ただし、第二後置光ファイバ増幅器２８の励起光は、後置励起光源３４（端子５２と端子５３とが接続されている場合）からもたらされる。
後置励起光源３４は、第一後置光ファイバ増幅器１８に与える第三励起光（端子５１と端子５２とが接続されている場合）あるいは第二後置光ファイバ増幅器２８に与える励起光（端子５２と端子５３とが接続されている場合）を生成する。
後置ＷＤＭカプラ（後置励起光導入手段）３６は、後置励起光源３４から第三励起光を受けて、第一後置光ファイバ増幅器１８に与える（端子５１と端子５２とが接続されている場合）。あるいは、後置励起光源３４から励起光を受けて、第二後置光ファイバ増幅器２８に与える（端子５２と端子５３とが接続されている場合）。なお、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光および第二後置光ファイバ増幅器２８の出射光は、後置ＷＤＭカプラ３６を通過する。
後置ＷＤＭカプラ３６を通過した光は、光アイソレータ４６を通過する。この光が、光増幅装置１の出射光である。光アイソレータ４６は、後置ＷＤＭカプラ３６の後段に置かれ、後置ＷＤＭカプラ３６から出射する方向に光を通すが、後置ＷＤＭカプラ３６に入射する方向には光を通さない。
光スイッチ（光接続手段）５０は、端子５１、５２、５３、５４を有する。端子５１は、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射側に接続されている。端子５２は、後置ＷＤＭカプラ３６に接続されている。端子５３は、第二後置光ファイバ増幅器２８の出射側に接続されている。端子５４は、第二前置光ファイバ増幅器２２の入射側に接続されている。
光スイッチ５０は、（１）端子５１と端子５２とを接続する、あるいは（２）端子５１と端子５４とを接続すると共に、端子５２と端子５３とを接続する。
（１）端子５１と端子５２とを接続する場合、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射側と、後置ＷＤＭカプラ３６とが接続される。
（２）端子５１と端子５４とを接続すると共に、端子５２と端子５３とを接続する場合、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射側と、第二前置光ファイバ増幅器２２の入射側とが接続されると共に、後置ＷＤＭカプラ３６と第二後置光ファイバ増幅器２８の出射側とが接続される。
次に、本発明の動作を説明する。
光増幅装置１は、１．５５μｍ帯（１．５３μｍ〜１．５６μｍ：Ｃバンド）の入射光を受けた場合は、端子５１と端子５２とを接続して、Ｃバンドの出射光を出射する。１．５８μｍ帯（１．５７μｍ〜１．６１μｍ：Ｌバンド）の入射光を受けた場合は、端子５１と端子５４とを接続すると共に、端子５２と端子５３とを接続して、Ｌバンドの出射光を出射する。
（１）端子５１と端子５２とを接続する場合（Ｃバンドの入射光を増幅する）
Ｃバンドの入射光が光増幅装置１に入射される。入射光は、光アイソレータ４２を通過して、第一前置光ファイバ増幅器１２に入射される。
第一前置励起光源１４は、第一励起光を生成し、第一励起光は第一ＷＤＭカプラ１６により第一前置光ファイバ増幅器１２に導入される。これにより、第一前置光ファイバ増幅器１２は励起され、入射光を増幅できる。
第一前置光ファイバ増幅器１２は、入射光を増幅して出射する。出射光は、第一ＷＤＭカプラ１６を通過し、光アイソレータ（光遮断手段）４４を通過する。この光は、第一後置光ファイバ増幅器１８に入射される。
後置励起光源３４は、第三励起光を生成し、第三励起光は後置ＷＤＭカプラ３６により、端子５２と端子５１とを介して、第一後置光ファイバ増幅器１８に導入される。これにより、第一後置光ファイバ増幅器１８は励起され、第一前置光ファイバ増幅器１２の出射光を増幅できる。
なお、第一前置光ファイバ増幅器１２および第一後置光ファイバ増幅器１８は、Ｃバンドの入射光を低ノイズ増幅するために最適化されたファイバ長を有している。さらに、第一前置光ファイバ増幅器１２のゲイン（Ｃバンドの入射光を増幅している場合）は、第一後置光ファイバ増幅器１８におけるノイズを無視できる程度に大きい。
第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光は、端子５１と端子５２とを経由して、後置ＷＤＭカプラ３６を通過し、さらに光アイソレータ４６を通過する。この光が、光増幅装置１の出射光である。
Ｃバンドの入射光を増幅する場合、第一前置光ファイバ増幅器１２および第一後置光ファイバ増幅器１８のファイバ長などを適宜決定することにより、ノイズを低減できる。
（２）端子５１と端子５４とを接続すると共に、端子５２と端子５３とを接続する場合（Ｌバンドの入射光を増幅する）
Ｌバンドの入射光が光増幅装置１に入射される。入射光は、光アイソレータ４２を通過して、第一前置光ファイバ増幅器１２に入射される。
第一前置励起光源１４は、第一励起光を生成し、第一励起光は第一ＷＤＭカプラ１６により第一前置光ファイバ増幅器１２に導入される。これにより、第一前置光ファイバ増幅器１２は励起され、入射光を増幅できる。
第一前置光ファイバ増幅器１２は、入射光を増幅して出射する。出射光は、第一ＷＤＭカプラ１６を通過し、光アイソレータ（光遮断手段）４４を通過する。この光は、第一後置光ファイバ増幅器１８に入射される。
第二前置励起光源２４は、第二前置光ファイバ増幅器２２に与える第二励起光を生成する。第二励起光は、第二ＷＤＭカプラ２６により、第二前置光ファイバ増幅器２２に導入される。第二励起光は、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射側から入射側へと透過していき、さらに端子５４と端子５１とを介して（この際、光スイッチ５０の挿入損失を受ける）、第一後置光ファイバ増幅器１８に導入される。これにより、第一後置光ファイバ増幅器１８は励起され、第一前置光ファイバ増幅器１２の出射光を増幅できる。さらに、第二前置光ファイバ増幅器２２は励起され、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光を増幅できる。第一後置光ファイバ増幅器１８および第二前置光ファイバ増幅器２２は、単一の光源（第二前置励起光源２４）により制御できる。なお、第一前置光ファイバ増幅器１２は、光アイソレータ４４よりも前にあるので、第二前置励起光源２４による影響を受けない。
第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光は、端子５１と端子５４とを経由して、第二前置光ファイバ増幅器２２に入射する。第二前置光ファイバ増幅器２２は、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光を増幅する。第二前置光ファイバ増幅器２２の出射光は、第二ＷＤＭカプラ２６を通過し、第二後置光ファイバ増幅器２８に入射する。
後置励起光源３４は、第二後置光ファイバ増幅器２８に与える励起光を生成する。励起光は、後置ＷＤＭカプラ３６により、第二後置光ファイバ増幅器２８に導入される。これにより、第二後置光ファイバ増幅器２８は励起され、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射光を増幅できる。
第二後置光ファイバ増幅器２８は、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射光を増幅する。第二後置光ファイバ増幅器２８の出射光は、端子５３と端子５２とを経由して、後置ＷＤＭカプラ３６を通過し、さらに光アイソレータ４６を通過する。この光が、光増幅装置１の出射光である。
なお、第一前置光ファイバ増幅器１２、第一後置光ファイバ増幅器１８、第二前置光ファイバ増幅器２２および第二後置光ファイバ増幅器２８のファイバ長の合計は、Ｌバンドの光を増幅するために最適な長さである。しかも、第一前置光ファイバ増幅器１２、第一後置光ファイバ増幅器１８および第二前置光ファイバ増幅器２２のファイバ長の合計は、第一前置光ファイバ増幅器１２のゲイン、第一後置光ファイバ増幅器１８のゲインおよび第二前置光ファイバ増幅器２２のゲインを合成した合成ゲインが、第二後置光ファイバ増幅器２８の出射光のノイズをあまり増大させずに、ほぼ一定に保つことができるようにされている。
Ｃバンドの入射光を増幅する場合、第一前置光ファイバ増幅器１２および第一後置光ファイバ増幅器１８のファイバ長などを適宜決定することにより、Ｃバンドの光におけるノイズを低減できる。しかし、この場合、第一前置光ファイバ増幅器１２および第一後置光ファイバ増幅器１８によるゲインはわずか数ｄＢ程度である。よって、第一後置光ファイバ増幅器１８の出射光をそのまま第二後置光ファイバ増幅器２８に与えれば、第二後置光ファイバ増幅器２８によるノイズが大きく影響し、Ｌバンドの増幅光のノイズは大きくなる。そこで、第二前置光ファイバ増幅器２２を設けることにより、第二後置光ファイバ増幅器２８の前段におけるゲインを大きくする。これにより、第二後置光ファイバ増幅器２８によるノイズの影響を減少させ、Ｌバンドの増幅光のノイズを小さくできる。
本発明の実施形態によれば、第一前置光ファイバ増幅器１２および第一後置光ファイバ増幅器１８のファイバ長などを適宜決定することにより、Ｃバンドの入射光を増幅した光におけるノイズを低くすることができる。しかも、第二前置光ファイバ増幅器２２を設けることにより、第二後置光ファイバ増幅器２８の前段におけるゲインを大きくしたため、Ｌバンドの入射光を増幅した光におけるノイズをも低くすることができる。
また、図５に、図１に示す光増幅装置１の構成要素を一部省略した例を示す。図５に示すように、第一前置光ファイバ増幅器１２、第一前置励起光源１４、第一ＷＤＭカプラ（第一前置励起光導入手段）１６、第二前置光ファイバ増幅器２２、第二前置励起光源２４、第二ＷＤＭカプラ（第二前置励起光導入手段）２６および光アイソレータ４２は省略可能である。第一後置光ファイバ増幅器１８が第一光ファイバ増幅器に、第二後置光ファイバ増幅器２８が第二光ファイバ増幅器に相当する。図５に示すような構成によれば、第一後置光ファイバ増幅器１８および第二後置光ファイバ増幅器２８は、後置励起光源３４により後方励起される（出射側から励起光を受ける）ため、第一ＷＤＭカプラ１６を省略した分、ノイズを低減できる。
なお、変形例として、第二後置光ファイバ増幅器２８および第二前置光ファイバ増幅器２２の間に、第三前置光ファイバ増幅器６２、第三前置励起光源６４および第三ＷＤＭカプラ（第三前置励起光導入手段）６６を設けてもよい。
図２は、本発明の実施形態にかかる光増幅装置１の変形例の構成を示す図である。第三前置光ファイバ増幅器６２、第三前置励起光源６４および第三ＷＤＭカプラ（第三前置励起光導入手段）６６以外は図１を参照して説明したとおりであり説明を省略する。
第三前置光ファイバ増幅器６２は、第二前置光ファイバ増幅器２２の出射光を増幅して第二後置光ファイバ増幅器２８に出射する。
第三前置励起光源６４は、第三前置光ファイバ増幅器６２に与える第四励起光を生成する。
第三ＷＤＭカプラ（第三前置励起光導入手段）６６は、第三前置励起光源６４から第四励起光を受けて、第三前置光ファイバ増幅器６２に与える。第三ＷＤＭカプラ６６は、第三前置光ファイバ増幅器６２の出射側（入射光を受ける側とは反対側）に接続されている。なお、第三前置光ファイバ増幅器６２の出射光は、第三ＷＤＭカプラ６６を通過する。
【実施例１】  図１を参照して説明した光増幅装置１において、第一前置励起光源１４、第二前置励起光源２４および後置励起光源３４の生成する光の波長が９８０ｎｍであり、第一前置励起光源１４の励起強度が７０ｍＷ、第二前置励起光源２４の励起強度が１００ｍＷ、後置励起光源３４の励起強度が１００ｍＷであり、光増幅装置１に入射する入射光（信号光）の波長が１６１０ｎｍであり、入射光（信号光）の強度が−３５ｄＢｍであるとする。そのときの、波長とゲインとの関係、および波長とノイズ指数との関係を図３に示す（実施例）。
なお、比較例として、第二前置光ファイバ増幅器２２が無いものの例を図４に示す。図４に示す比較例は、図１を参照して説明した光増幅装置１から、第二前置光ファイバ増幅器２２、第二前置励起光源２４および第二ＷＤＭカプラ２６を取り除いたものである。ただし、後置励起光源３４、後置ＷＤＭカプラ３６および光アイソレータ４６は、第一後置光ファイバ増幅器１８と端子５１との間に移動させている。また、後置励起光源３４、後置ＷＤＭカプラ３６および光アイソレータ４６と同じものである後置励起光源３４’、後置ＷＤＭカプラ３６’および光アイソレータ４６’を、第二後置光ファイバ増幅器２８と端子５３との間に設ける。第一前置励起光源１４、第二前置励起光源２４および後置励起光源３４の生成する光の波長、励起強度、光増幅装置１に入射する入射光（信号光）の波長、強度は上記の実施例の数値と同じである。比較例の、波長とゲインとの関係、および波長とノイズ指数との関係も図３に示す（比較例）。
図３から、実施例の方が、比較例よりも、ゲインおよびノイズ指数が小さいことがわかる。よって、実施例の方が、比較例よりも、良い特性を示すことがわかる。
【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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【国際調査報告】
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