(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転分布が７０％となるように設定され、光増幅波長帯域のうち互いに重なることがない第１および第２の透過波長帯域それぞれに含まれ、増幅器の利得ピークと一致する波長を有する光を光増幅する複数の光導波路と、
前記複数の光導波路の間に設けられて互いに縦続接続され、光導波路に形成されたチャープトグレーティングからなり、前記利得ピークを有する光を透過させ、前記第１および前記第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光を除去する光ノッチフィルタと、
前記複数の光導波路からの出力光を分岐する分岐カプラとを備え、
前記分岐カプラの第１の分岐路に前記第１の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透過する第１のバンドパスフィルタと、
前記分岐カプラの第２の分岐路に前記第２の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透過する第２のバンドパスフィルタと
を備えることを特徴とする衛星間通信用光増幅器。
【請求項２】
前記光導波路はＥｒ元素およびＡｌ元素が添加された石英系のものであることを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項３】
前記光ノッチフィルタの遮断波長帯域は波長帯域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍを含むことを特徴とする請求項２記載の光増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムにおいて用いられる光増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光増幅器は、Ｅｒ（エルビウム）元素等の希土類元素が添加された石英系の光導波路に所定波長の励起光を供給し、この光導波路に入力した信号光を光増幅して、その光増幅された信号光を出力するものであり、光伝送システムにおける重要な光部品の１つである。光増幅器は、信号光に対する光増幅利得が大きいことが要求され、また、ノイズとなる自然放出光の出力レベルが小さいことが要求される。特に、入力する信号光が微弱である場合には、上記の２つの要求は特に大きい。
【０００３】
例えば、入力する信号光が極めて微弱である場合、４５ｄＢもの信号光増幅利得が必要となることがある。このような高い信号光増幅利得は、１個の光増幅性の光導波路で得ることが困難であるので、通常は、複数の光増幅性の光導波路を縦続接続することで得られる。自然放出光を除去する光フィルタをも用いれば、その光フィルタと２個の光増幅性の光導波路とを縦続接続することで、４５ｄＢの信号光増幅利得を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
信号光が１波長のみであれば、その１波長の信号光のみを低損失で透過させ、他の波長の光（自然放出光）を遮断するバンドパスフィルタの実現は容易であり、上記のような光増幅器の構成は比較的容易である。一方、信号光が多波長である場合には、多波長信号光それぞれを低損失で透過させ、多波長信号光それぞれの波長以外の波長の光（自然放出光）を遮断する光フィルタを用いる必要がある。このような透過特性を有する光フィルタとしては、多層膜フィルタ、カプラとグレーティングとを組み合わせたもの、光サーキュレータを利用したものが考えられる。
【０００５】
しかし、多層膜フィルタにより上記透過特性を有するよう構成される光フィルタは、透過波長帯域における光の透過率が平坦であるものを製造することが困難である。カプラとグレーティングとを組み合わせたものは部品点数が多い。また、これらは挿入損失が有ることから微弱光を光増幅する場合には適切ではない。光サーキュレータを利用したものは、一般に高価格であり、また、部品点数が多い。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、構成が容易であり、入力する多波長信号光が微弱であっても信号光増幅利得が大きく自然放出光の出力レベルが小さい光増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る衛星間通信用の光増幅器は、(1) 反転分布が７０％となるように設定され、光増幅波長帯域のうち互いに重なることがない第１および第２の透過波長帯域それぞれに含まれ、増幅器の利得ピークと一致する波長を有する光を光増幅する複数の光導波路と、(2) 複数の光導波路の間に設けられて互いに縦続接続され、光導波路に形成されたチャープトグレーティングからなり、利得ピークを有する光を透過させ、第１および第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光を除去する光ノッチフィルタと、(3) 複数の光導波路からの出力光を分岐する分岐カプラとを備え、(4) 分岐カプラの第１の分岐路に第１の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透過する第１のバンドパスフィルタと、(5) 分岐カプラの第２の分岐路に第２の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透過する第２のバンドパスフィルタとを備えることを特徴とする。
【０００８】
この光増幅器によれば、光ノッチフィルタの前段に設けられた光導波路により、光増幅波長帯域に含まれる光が光増幅され、その光増幅された光およびこの光導波路で発生した自然放出光が出力される。この前段の光導波路から出力された光のうち、第１または第２の透過波長帯域に含まれる光は、光導波路に形成されたチャープトグレーティングからなる光ノッチフィルタを低損失（無損失を含む）で通過し、第１および第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光は光ノッチフィルタにより除去される。そして、光ノッチフィルタを通過した光は、光ノッチフィルタの後段に設けられた光導波路により光増幅され出力される。すなわち、第１および第２の透過波長帯域それぞれに含まれる信号光は高い光増幅利得で光増幅されて出力され、遮断波長帯域に含まれる光の出力強度は極めて微弱である。複数の光導波路からの出力光は分岐カプラにより分岐される。そして、第１の透過波長帯域に含まれる信号光は、分岐カプラの第１の分岐路に設けられた第１のバンドパスフィルタを選択的に透過する。また、第２の透過波長帯域に含まれる信号光は、分岐カプラの第２の分岐路に設けられた第２のバンドパスフィルタを選択的に透過する。
【０００９】
また、発明に係る光増幅器では、光導波路はＥｒ元素およびＡｌ元素が添加された石英系のものであることを特徴とする。この場合には、光増幅波長帯域の幅が広く、第１および第２の透過波長帯域の間隔が広くでき、信号光分離の点で好適である。
【００１０】
また、発明に係る光増幅器では、光ノッチフィルタの遮断波長帯域は波長帯域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍを含むことを特徴とする。この場合には、光導波路の利得ピーク波長付近の信号光は、高い光増幅利得で光増幅される。このとき、信号光出力強度および雑音指数の劣化を招くこと無く、また、後段の光導波路に供給される励起光の強度を大幅に低減することができるので好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、以下では、光増幅波長帯域に含まれる光を光増幅する光導波路として、希土類元素であるＥｒ（エルビウム）元素が添加された石英系の光ファイバ（ＥＤＦ: Erbium-Doped Fiber）について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る光増幅器の構成図である。この光増幅器は、信号光の入力側から順に、光コネクタ１１、光アイソレータ２１、ＥＤＦ３１、ＷＤＭカプラ４１、光アイソレータ２２、光ノッチフィルタ５１、光アイソレータ２３、ＷＤＭカプラ４２、ＥＤＦ３２、光アイソレータ２４および分岐カプラ７１が縦続接続されている。また、この光増幅器は、分岐カプラ７１の２つの出力端のうち一方の出力端から順にバンドパスフィルタ８２、分岐カプラ７２および光コネクタ１２が縦続接続され、他方の出力端から順にバンドパスフィルタ８３、分岐カプラ７３および光コネクタ１３が縦続接続されている。さらに、ＷＤＭカプラ４１には励起光源６１が接続され、ＷＤＭカプラ４２には励起光源６２が接続されている。分岐カプラ７２には受光素子９２が接続され、分岐カプラ７３には受光素子９３が接続されている。
【００１３】
光アイソレータ２１、ＥＤＦ３１、ＷＤＭカプラ４１、光アイソレータ２２および励起光源６１は、前段の光増幅部を構成している。光アイソレータ２３、ＷＤＭカプラ４２、ＥＤＦ３２、光アイソレータ２４および励起光源６２は、後段の光増幅部を構成している。光ノッチフィルタ５１は、前段の光増幅部と後段の光増幅部との間にある。
【００１４】
光アイソレータ２１〜２４それぞれは、光を順方向へ通過させるが、逆方向へは通過させない。すなわち、光アイソレータ２１は、光コネクタ１１から到達した光をＥＤＦ３１へ通過させるが、逆方向へは光を通過させない。光アイソレータ２２は、ＷＤＭカプラ４１から到達した光を光ノッチフィルタ５１へ通過させるが、逆方向へは光を通過させない。光アイソレータ２３は、光ノッチフィルタ５１から到達した光をＷＤＭカプラ４２へ通過させるが、逆方向へは光を通過させない。また、光アイソレータ２４は、ＥＤＦ３２から到達した光を分岐カプラ７１へ通過させるが、逆方向へは光を通過させない。
【００１５】
ＥＤＦ３１および３２それぞれは、Ｅｒ元素が添加された石英系の光ファイバであり、所定波長の励起光が供給されているときに、入力した光増幅波長帯域に含まれる光を光増幅して出力する。ＥＤＦ３１および３２それぞれは、波長に依存した信号光増幅利得特性を有し、所定の光増幅波長帯域に含まれる光については高い利得で光増幅するが、他の光については利得が低いか或いは光増幅しない。ＥＤＦ３１および３２それぞれの信号光増幅利得特性は、組成や長さに依存するが、Ａｌ（アルミニウム）元素が共添加されることにより光増幅波長帯域の幅が広がる。
【００１６】
ＷＤＭカプラ４１は、励起光源６１から出力されて到達した励起光をＥＤＦ３１へ向けて通過させるとともに、ＥＤＦ３１から出力されて到達した信号光を光アイソレータ２２へ向けて通過させる。すなわち、前段の光増幅部は逆方向励起の構成となっている。ＷＤＭカプラ４２は、励起光源６２から出力されて到達した励起光をＥＤＦ３２へ向けて通過させるとともに、光アイソレータ２３から到達した信号光をＥＤＦ３２へ向けて通過させる。すなわち、後段の光増幅部は順方向励起の構成となっている。
【００１７】
光ノッチフィルタ５１は、ＥＤＦ３１および３２それぞれの光増幅波長帯域のうち互いに重なることがない第１および第２の透過波長帯域の何れかに含まれる光を低損失（無損失を含む）で透過させ、第１および第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光を除去するものである。このような光ノッチフィルタ５１は、光ファイバ等の光導波路に形成されたチャープトグレーティングにより容易に実現できる。チャープトグレーティングは、グレーティング周期が一定ではなく、遮断波長帯域に含まれる光をブラッグ反射するようグレーティング周期が或る範囲に亘って変化するものである。
【００１８】
分岐カプラ７１は、光アイソレータ２４から到達した光を２分岐し、２分岐した一方をバンドパスフィルタ８２へ向けて出力し、他方をバンドパスフィルタ８３へ向けて出力する。バンドパスフィルタ８２は、分岐カプラ７１から到達した光のうち第１の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透過させる。分岐カプラ７２は、バンドパスフィルタ８２から出力された信号光のうち大部分を光コネクタ１２へ通過させ、一部を受光素子９２へ向けて出力する。受光素子９２は、分岐カプラ７２から到達した光の強度を検出する。一方、バンドパスフィルタ８３は、分岐カプラ７１から到達した光のうち第２の透過波長帯域に含まれる信号光を選択的に透過させる。分岐カプラ７３は、バンドパスフィルタ８３から出力された信号光のうち大部分を光コネクタ１３へ通過させ、一部を受光素子９３へ向けて出力する。受光素子９３は、分岐カプラ７３から到達した光の強度を検出する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る光増幅器の各要素の特性の説明図である。図２（ａ）は、ＥＤＦ３１およびＥＤＦ３２の信号光増幅利得特性を示し、図２（ｂ）は、光ノッチフィルタ５１の透過特性を示している。また、図２（ｃ）は、バンドパスフィルタ８２の透過特性を示し、図２（ｄ）は、バンドパスフィルタ８３の透過特性を示している。
【００２０】
ＥＤＦ３１およびＥＤＦ３２は、図２（ａ）に示すように、光増幅波長帯域（λ1 〜λ4 ）内で或る一定値以上の信号光増幅利得を有し、この光増幅波長帯域に含まれる光を光増幅する。光ノッチフィルタ５１は、図２（ｂ）に示すように、光増幅波長帯域のうち互いに重なることがない第１の透過波長帯域（λ1 〜λ2 ）および第２の透過波長帯域（λ3 〜λ4 ）それぞれで透過率が高く、第１および第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域（λ2 〜λ3 ）で透過率が低い。なお、光ノッチフィルタ５１がチャープトグレーティングからなるものである場合には、挿入損失を０ｄＢとすることができるので、第１および第２の透過波長帯域における透過損失を略０ｄＢにすることができる。また、遮断波長帯域における透過損失を１５ｄＢ程度にすることができる。なお、ブラッグ波長より短波長側においてコアモード光とクラッドモード光との結合に因る損失が生じることがあり、そのときには、短波長側の第１の透過波長帯域の方が長波長側の第２の透過波長帯域より透過損失が３ｄＢ程度大きくなる。
【００２１】
バンドパスフィルタ８２は、図２（ｃ）に示すように、第１の透過波長帯域（λ1 〜λ2 ）に含まれる信号光の波長λa の極近傍でのみ透過率が高い。また、バンドパスフィルタ８３は、図２（ｄ）に示すように、第２の透過波長帯域（λ3 〜λ4 ）に含まれる信号光の波長λb の極近傍でのみ透過率が高い。バンドパスフィルタ８２，８３それぞれの透過特性の半値全幅は例えば０．２ｎｍである。
【００２２】
次に、本実施形態に係る光増幅器の作用について説明する。励起光源６１から出力された励起光がＷＤＭカプラ４１を介してＥＤＦ３１に供給されることにより、ＥＤＦ３１は光増幅作用を奏し、励起光源６２から出力された励起光がＷＤＭカプラ４２を介してＥＤＦ３２に供給されることにより、ＥＤＦ３２は光増幅作用を奏する。
【００２３】
光コネクタ１１に入力した信号光は、光アイソレータ２１を経てＥＤＦ３１に入力し、ＥＤＦ３１により光増幅される。ＥＤＦ３１から出力された光は、ＷＤＭカプラ４１および光アイソレータ２２を経て光ノッチフィルタ５１に入力する。光ノッチフィルタ５１に入力した光のうち、第１および第２の透過波長帯域の何れかに含まれる光は光ノッチフィルタ５１を低損失で透過し、遮断波長帯域に含まれる光は光ノッチフィルタ５１により除去される。光ノッチフィルタ５１を透過した光は、光アイソレータ２３およびＷＤＭカプラ４２を経てＥＤＦ３２に入力し、ＥＤＦ３２により光増幅される。ＥＤＦ３２から出力された光は、光アイソレータ２４を経て分岐カプラ７１に入力し、分岐カプラ７１により２分岐される。
【００２４】
分岐カプラ７１からバンドパスフィルタ８２へ到達した光のうち、第１の透過波長帯域に含まれる信号光は、バンドパスフィルタ８２を透過し、大部分が分岐カプラ７２を通過して、光コネクタ１２から出力される。一方、分岐カプラ７１からバンドパスフィルタ８３へ到達した光のうち、第２の透過波長帯域に含まれる信号光は、バンドパスフィルタ８３を透過し、大部分が分岐カプラ７３を通過して、光コネクタ１３から出力される。光コネクタ１２，１３それぞれから出力される光の強度は受光素子９２，９２によりモニタされる。このモニタ結果に基づいて、光コネクタ１２，１３それぞれから出力される光の強度が一定値になるよう、励起光源６２の励起光出力強度が制御される。
【００２５】
以上のように、光コネクタ１１に入力した光のうち光コネクタ１２から出力される光の波長依存性は、ＥＤＦ３１および３２における信号光増幅利得特性、光ノッチフィルタ５１における透過特性ならびにバンドパスフィルタ８２における透過特性に応じたものである。したがって、第１の透過波長帯域に含まれる信号光は、ＥＤＦ３１および３２により光増幅されて高い出力レベルで光コネクタ１２から出力される。
【００２６】
同様に、光コネクタ１１に入力した光のうち光コネクタ１３から出力される光の波長依存性は、ＥＤＦ３１および３２における信号光増幅利得特性、光ノッチフィルタ５１における透過特性ならびにバンドパスフィルタ８３における透過特性に応じたものである。したがって、第２の透過波長帯域に含まれる信号光は、ＥＤＦ３１および３２により光増幅されて高い出力レベルで光コネクタ１３から出力される。
【００２７】
一方、前段の光増幅部において発生した自然放出光は、そのうちの遮断波長帯域のものが光ノッチフィルタ５１により除去される。また、信号光の波長以外の波長のものがバンドパスフィルタ８２および８３それぞれにより除去される。したがって、信号光の波長以外の波長の光は、極めて低い出力レベルで光コネクタ１２および１３それぞれから出力される。
【００２８】
次に、本実施形態に係る光増幅器の具体例について説明する。ここでは、光コネクタ１１に入力する信号光の強度は−４５ｄＢｍとし、波長１５３０ｎｍ付近および波長１５６０ｎｍ付近それぞれの信号光を光増幅するものとする。
【００２９】
励起光源６１は、ＥＤＦ３１に供給すべき励起光として波長０．９８μｍのレーザ光を出力する半導体レーザ光源とし、その出力強度を５０ｍＷで一定とする。励起光源６２は、ＥＤＦ３２に供給すべき励起光として波長１．４８μｍのレーザ光を出力する半導体レーザ光源とし、受光素子９２および９３それぞれによりモニタされる光強度が一定値になるよう励起光出力強度を制御するものとする。ＥＤＦ３１および３２それぞれはＡｌ添加のものとし、ＥＤＦ３１の波長１．５３μ帯吸収条長積は４０ｄＢとし、ＥＤＦ３２の波長１．５３μ帯吸収条長積は１００ｄＢとする。ＥＤＦ３１および３２それぞれは、光増幅波長帯域１５２０ｎｍ〜１５７０ｎｍにおいて信号光を光増幅する。
【００３０】
光ノッチフィルタ５１は、光ファイバに形成されたチャープトグレーティングからなるものとする。図３に光ノッチフィルタ５１の透過特性図を示すように、光ノッチフィルタ５１は、急峻な透過特性を有し、遮断波長帯域１５３８ｎｍ〜１５５７ｎｍにおける透過損失が１５ｄＢであり、第１の透過波長帯域１５２０ｎｍ〜１５３８ｎｍおよびこれより短波長側における透過損失が３ｄＢであり、第２の透過波長帯域１５５７ｎｍ〜１５７０ｎｍおよびこれより長波長側における透過損失が０ｄＢである。
【００３１】
また、図４にバンドパスフィルタ８２の透過特性図を示すように、バンドパスフィルタ８２の中心波長を１５３５ｎｍとし、バンドパスフィルタ８３の中心波長を１５６０ｎｍとする。バンドパスフィルタ８２および８３それぞれは、半値全幅を０．２ｎｍとし、中心波長における透過損失を０ｄＢとし、中心波長近傍以外の波長における透過損失を２５ｄＢとする。
【００３２】
このような具体的構成の光増幅器として、波長１５３５ｎｍおよび１５６０ｎｍそれぞれの信号光を光コネクタ１１に入力させる。また、光コネクタ１２および１３それぞれから出力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値になるよう励起光源６２の励起光出力強度を制御する。図５は、信号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度をまとめた図表である。
【００３３】
光コネクタ１２および１３それぞれから出力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値になるよう制御されてはいるが、この光は信号光と自然放出光とからなるので、波長１５３５ｎｍの信号光の出力強度は−１．７６ｄＢｍであり、波長１５６０ｎｍの信号光の出力強度は−１．８１ｄＢｍであり、共に０ｄＢｍ未満となっている。これは、バンドパスフィルタ８２および８３それぞれの透過特性に依存するものであり、光ノッチフィルタ５１の透過特性には依存しない。
【００３４】
波長１５３５ｎｍでの雑音指数は４．４０ｄＢであり、波長１５６０ｎｍでの雑音指数は４．２４ｄＢである。しかし、光コネクタ１１における挿入損１ｄＢを考慮すれば、雑音指数は量子限界の３ｄＢ近くにまで低減されている。
【００３５】
後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度は、波長１５３５ｎｍの信号光の場合には４７．０ｍＷであり、波長１５６０ｎｍの信号光の場合には７９．７ｍＷである。一般に、波長１．４８μｍ帯レーザ光源の最大出力強度は１００ｍＷ程度であるから、これを励起光源６２として用いれば、後段のＥＤＦ３２に供給すべき励起光の強度が得られる。
【００３６】
以上のように、本実施形態に係る光増幅器は、図３に示す透過特性図を有する光ノッチフィルタ５１を用いることにより、充分に良好な特性を有することができる。
【００３７】
なお、ＥＤＦ３１および３２それぞれはＡｌ添加ＥＤＦであり、この場合、図６に利得スペクトルを示すように、実使用時において或る程度飽和した状態では、波長１５３１ｎｍおよび１５５８ｎｍそれぞれの付近に利得ピークが生じる。これに対して、Ａｌ無添加ＥＤＦの場合、図７に利得スペクトルを示すように、波長１５３５ｎｍおよび１５５０ｎｍそれぞれの付近に利得ピークが生じる。図６および図７から判るように、Ａｌ無添加ＥＤＦの場合には利得ピーク波長の間隔は１５ｎｍ程度であるのに対して、Ａｌ添加ＥＤＦの場合には利得ピーク波長の間隔は２７ｎｍ程度である。したがって、ＥＤＦ３１および３２それぞれとしてＡｌ添加ＥＤＦを用いるのが信号光分離の点で好適である。
【００３８】
次に、Ａｌ添加ＥＤＦの利得ピーク波長である波長１５３１ｎｍおよび１５５８ｎｍそれぞれの信号光を光増幅する場合の光増幅器の具体例について説明する。この場合、光ノッチフィルタ５１は、図８に透過特性を示すように、急峻な透過特性を有し、遮断波長帯域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍにおける透過損失が１５ｄＢであり、第１の透過波長帯域１５２０ｎｍ〜１５３５ｎｍおよびこれより短波長側における透過損失が３ｄＢであり、第２の透過波長帯域１５５４ｎｍ〜１５７０ｎｍおよびこれより長波長側における透過損失が０ｄＢである。そして、光コネクタ１２および１３それぞれから出力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値になるよう励起光源６２の励起光出力強度を制御する。図９は、信号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度をまとめた図表である。
【００３９】
この場合も光コネクタ１２および１３それぞれから出力される光の強度が＋１ｄＢｍの一定値になるよう制御されてはいるが、この光は信号光と自然放出光とからなるので、波長１５３１ｎｍの信号光の出力強度は−１．６２ｄＢｍであり、波長１５５８ｎｍの信号光の出力強度は−１．６８ｄＢｍであり、共に０ｄＢｍ未満となっている。波長１５３１ｎｍでの雑音指数は４．４５ｄＢであり、波長１５５８ｎｍでの雑音指数は４．２４ｄＢである。後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度は、波長１５３１ｎｍの信号光の場合には２４．２ｍＷであり、波長１５５８ｎｍの信号光の場合には５７．５ｍＷである。これを図５と比較すると、信号光出力強度は０．１ｄＢ以上改善され、雑音指数は測定誤差範囲内である０．１ｄＢ以下の増加にとどまり、後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度は大幅に低減されている。
【００４０】
以上のように、Ａｌ添加ＥＤＦの利得ピーク波長である波長１５３１ｎｍおよび１５５８ｎｍそれぞれの信号光を光増幅する場合には、図８に示す透過特性図を有する光ノッチフィルタ５１を用いることにより、信号光出力強度および雑音指数の劣化を招くこと無く、後段のＥＤＦ３２に供給される励起光の強度を大幅に低減することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、光ノッチフィルタの前段に設けられた光導波路により、光増幅波長帯域に含まれる光が光増幅され、その光増幅された光およびこの光導波路で発生した自然放出光が出力される。この前段の光導波路から出力された光のうち、第１または第２の透過波長帯域に含まれる光は光ノッチフィルタを低損失で通過し、第１および第２の透過波長帯域の間の遮断波長帯域に含まれる光は光ノッチフィルタにより除去される。そして、光ノッチフィルタを通過した光は、光ノッチフィルタの後段に設けられた光導波路により光増幅され出力される。すなわち、第１および第２の透過波長帯域それぞれに含まれる信号光は高い光増幅利得で光増幅されて出力され、遮断波長帯域に含まれる光の出力強度は極めて微弱である。
【００４２】
このように、光ノッチフィルタを用いることにより、構成は容易であり、入力する多波長信号光が微弱であっても信号光増幅利得は大きく自然放出光の出力レベルは小さい。したがって、例えば衛星間光通信における光増幅器として好適に用いられ得る。
【００４３】
また、光導波路がＥｒ元素およびＡｌ元素が添加された石英系のものである場合には、光増幅波長帯域の幅が広く、第１および第２の透過波長帯域の間隔が広くでき、信号光分離の点で好適である。
【００４４】
また、光ノッチフィルタの遮断波長帯域が波長帯域１５３５ｎｍ〜１５５４ｎｍを含む場合には、光導波路の利得ピーク波長付近の信号光は、高い光増幅利得で光増幅される。このとき、信号光出力強度および雑音指数の劣化を招くこと無く、また、後段の光導波路に供給される励起光の強度を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光増幅器の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光増幅器の各要素の特性の説明図である。
【図３】光ノッチフィルタの透過特性図である。
【図４】バンドパスフィルタの透過特性図である。
【図５】信号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥＤＦに供給される励起光の強度をまとめた図表である。
【図６】Ａｌ添加ＥＤＦの利得スペクトル図である。
【図７】Ａｌ無添加ＥＤＦの利得スペクトル図である。
【図８】光ノッチフィルタの透過特性図である。
【図９】信号光出力強度、雑音指数、および、後段のＥＤＦに供給される励起光の強度をまとめた図表である。
【符号の説明】
１１〜１３…光コネクタ、２１〜２４…光アイソレータ、３１，３２…ＥＤＦ、４１，４２…ＷＤＭカプラ、５１…光ノッチフィルタ、６１，６２…励起光源、７１〜７３…分岐カプラ、８２，８３…バンドパスフィルタ、９２，９３…受光素子。
【図１】
0004071869.tif 000002
【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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