(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エルビウムがドープされ第１端及び第２端を有するドープファイバと、
該ドープファイバが信号光の波長を含む利得帯域を有するように決定されるポンプ帯域の１帯域に含まれる第１の波長を有する第１のポンプ光の出力にレーザダイオードを用いる第１のポンプ光源と、
上記ポンプ帯域の上記第１の波長と同じ１帯域に含まれ上記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２のポンプ光の出力にレーザダイオードを用いる第２のポンプ光源と、
上記ドープファイバの第１端及び上記第１のポンプ光源に動作的に接続され上記信号光及び上記第１のポンプ光を受け該信号光及び該第１のポンプ光を上記第１端から上記ドープファイバに供給する第１の光カプラと、
上記ドープファイバの第２端及び上記第２のポンプ光源に動作的に接続され上記第２のポンプ光を受け該第２のポンプ光を上記第２端から上記ドープファイバに供給する第２の光カプラとを備え、
前記第１端側のポンプ光源と同じ波長のポンプ光源は前記第２端側にはなく、更に、上記第１の波長と上記第２の波長の差は５ｎｍに等しいかそれよりも大きい光ファイバ増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードは、上記第１の波長を含む第１の発振帯域でレーザ発振し、上記第１のポンプ光源は該レーザダイオードに動作的に接続され上記第１の波長を中心波長とする狭帯域な波長選択性を有する第１の反射型光デバイスを含み、
上記第２のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードは、上記第２の波長を含む第２の発振帯域でレーザ発振し、上記第２のポンプ光源は該レーザダイオードに動作的に接続され上記第２の波長を中心波長とする狭帯域な波長選択性を有する第２の反射型光デバイスを含む光ファイバ増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１の反射型光デバイスは上記第１のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードと上記第１の光カプラの間に設けられる第１のグレーティングファイバからなり、
上記第２の反射型光デバイスは上記第２のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードと上記第２の光カプラの間に設けられる第２のグレーティングファイバからなる光ファイバ増幅器。
【請求項４】
請求項１に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードは、上記第１の波長を中心波長として単一モードでレーザ発振し、
上記第２のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードは、上記第２の波長を中心波長として単一モードでレーザ発振する光ファイバ増幅器。
【請求項５】
請求項１に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記信号光の波長は１．５５μｍ帯にあり、
上記ポンプ帯域は０．９８μｍ帯である光ファイバ増幅器。
【請求項６】
請求項５に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１の波長は上記ポンプ帯域において最低雑音指数を与える波長にほぼ等しい光ファイバ増幅器。
【請求項７】
請求項６に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１の波長は９８０ｎｍにほぼ等しく、
上記第２の波長は実質的に９６５乃至９９５ｎｍの範囲にある光ファイバ増幅器。
【請求項８】
請求項６に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第２の波長は上記ポンプ帯域において最大利得を与える波長にほぼ等しい光ファイバ増幅器。
【請求項９】
請求項８に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記最大利得を与える波長は９７５ｎｍ及び９８５ｎｍのいずれかにほぼ等しい光ファイバ増幅器。
【請求項１０】
請求項５に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１の波長が与える雑音指数及び利得は、それぞれ上記第２の波長が与える雑音指数及び利得にほぼ等しい光ファイバ増幅器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記ポンプ帯域において最低雑音指数を与える波長は、上記第１及び第２の波長の和の１／２にほぼ等しい光ファイバ増幅器。
【請求項１２】
請求項１０に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記第１及び第２の波長はそれぞれ９７５ｎｍ及び９８５ｎｍの一方及び他方にほぼ等しい光ファイバ増幅器。
【請求項１３】
請求項１に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記ドープファイバの第１端に動作的に接続され上記第１端から出力される自然放出光を取り出す第３の光カプラと、
上記自然放出光を受け上記ドープファイバにおける利得の波長特性であるところのゲインチルトを検出するモニタリング手段と、
該検出されたゲインチルトが平坦又は一定になるように上記第１及び第２のポンプ光のパワーの少なくともいずれか一方を制御する手段とを更に備えた光ファイバ増幅器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光ファイバ増幅器であって、
上記モニタリング手段は、
上記第３の光カプラからの上記自然放出光を受けこれを第１及び第２の分岐光に分岐して出力する第４の光カプラと、
上記第１の分岐光を供給され上記利得帯域に含まれる第１の通過帯域を有する第１の光帯域通過フィルタと、
上記第２の分岐光を供給され上記利得帯域に含まれるが上記第１の通過帯域とは異なる第２の通過帯域を有する第２の光帯域通過フィルタと、
上記第１及び第２の光帯域通過フィルタから出力した光をそれぞれ光／電気変換する第１及び第２のフォトディテクタとを含み、
上記第１及び第２のポンプ光源に使用する上記レーザダイオードにはそれぞれ第１及び第２のバイアス電流が供給され、
上記制御する手段は上記第１及び第２のフォトディテクタの出力信号の比が一定になるように上記第１及び第２のバイアス電流の少なくともいずれか一方を制御する光ファイバ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に希土類元素がドープされたドープファイバを有する光ファイバ増幅器に関し、更に詳しくはドープファイバの第１端及び第２端からそれぞれポンプ光が供給される双方向ポンピング型の光ファイバ増幅器に関する。
【０００２】
マルチメディアネットワークの進展に伴い情報需要は飛躍的に増大し、伝送システムにおいてはさらなる大容量化及び柔軟なネットワーク形成が求められている。波長分割多重（ＷＤＭ）はこのようなシステム需要に対応するためのものとして有望であり、ＷＤＭに適した高性能な光ファイバ増幅器が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】
エルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素がドープされたドープファイバを有する光ポンピング型の光増幅器が知られている。あらかじめ定められた波長のポンプ光がドープファイバにその第１端及び第２端の少なくともいずれか一方から供給され、このようにして光ポンピングされているドープファイバの第１端に信号光が供給されると、増幅された信号光がドープファイバの第２端から出力される。
【０００４】
フォワードポンピングでは、ポンプ光は信号光と同じ向きに第１端からドープファイバに供給される。バックワードポンピングでは、ポンプ光は信号光とは逆に第２端からドープファイバに供給される。双方向ポンピングでは、ポンプ光は第１端及び第２端の双方からドープファイバに供給される。
【０００５】
波長が１．５５μｍ帯の信号光に対しては、ドープファイバのドーパントとしてエルビウムが有望である。この場合、０．９８μｍ帯のポンプ光による双方向ポンピングにより、低雑音指数で且つ高い励起率（反転分布率）の特性が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように双方向ポンピングは高品質な光ファイバ増幅器を提供するための有用な技術の１つであるが、双方向ポンピングを行う場合、一方のポンプ光源が他方のポンプ光源からのポンプ光の影響を受け、光ファイバ増幅器の利得が不安定になることがあるという問題がある。
【０００７】
よって、本発明の目的は、双方向ポンピングにより利得が不安定になることがない光ファイバ増幅器を提供することにある。
本発明の他の目的は、以下の説明から明らかになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、エルビウムがドープされ第１端及び第２端を有するドープファイバと、該ドープファイバが信号光の波長を含む利得帯域を有するように決定されるポンプ帯域の１帯域に含まれる第１の波長を有する第１のポンプ光の出力にレーザダイオードを用いる第１のポンプ光源と、上記ポンプ帯域の上記第１の波長と同じ１帯域に含まれ上記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２のポンプ光の出力にレーザダイオードを用いる第２のポンプ光源と、上記ドープファイバの第１端及び上記第１のポンプ光源に動作的に接続され上記信号光及び上記第１のポンプ光を受け該信号光及び該第１のポンプ光を上記第１端から上記ドープファイバに供給する第１の光カプラと、上記ドープファイバの第２端及び上記第２のポンプ光源に動作的に接続され上記第２のポンプ光を受け該第２のポンプ光を上記第２端から上記ドープファイバに供給する第２の光カプラとを備え、前記第１端側のポンプ光源と同じ波長のポンプ光源は前記第２端側にはなく、更に、上記第１の波長と上記第２の波長の差は５ｎｍに等しいかそれよりも大きい光ファイバ増幅器が提供される。
【０００９】
第１及び第２の波長は互いに異なるが同じポンプ帯域に含まれる。ポンプ帯域は、ドープファイバが信号光の波長を含む利得帯域を有するように決定される。信号光の波長が１．５５μｍ帯にある場合、ドープファイバのドーパントとしてはエルビウムが適しており、この場合、低雑音指数及び高ポンピング効率を得るために、ポンプ帯域は望ましくは０．９８μｍ帯である。高出力パワーの光ファイバ増幅器を得るために、ポンプ帯域を１．４８μｍ帯にしてもよい。
【００１０】
第１の光カプラはドープファイバの第１端及び第１のポンプ光源に動作的に接続される。第１の光カプラは、信号光及び第１のポンプ光を受けこれらを第１端からドープファイバに供給する。
【００１１】
第２の光カプラはドープファイバの第２端及び第２のポンプ光源に動作的に接続される。第２の光カプラは、第２のポンプ光を受けこれを第２端からドープファイバに供給する。
【００１２】
本発明の光ファイバ増幅器では、第１のポンプ光の第１の波長と第２のポンプ光の第２の波長とを異ならせているので、第１及び第２の波長が同じポンプ帯域に含まれているにもかかわらず、第１のポンプ光源は第２のポンプ光の影響を受けることがなくまた第２のポンプ光源は第１のポンプ光の影響を受けることがなく、利得が安定化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施の形態を添付図面に沿って詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示す光ファイバ増幅器のブロック図である。この光ファイバ増幅器は、信号光伝搬方向の上流側及び下流側にそれぞれ対応する第１端２Ａ及び第２端２Ｂを有するドープファイバ２と、ドープファイバの第１端２Ａ及び第２端２Ｂにそれぞれ接続されるＷＤＭ型の光カプラ４及び６と、光カプラ４及び６にそれぞれ接続されるポンプ光源８及び１０とを備えている。
【００１４】
以下の説明では、ドープファイバ２のドーパントはエルビウムであるとし、信号光の波長は１．５５μｍ帯にあるものとする。
光カプラ４は４つのポート４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄを有しており、これらのうちポート４Ｄは無反射終端されている。光カプラ４は、ポート４Ａに供給された波長１．５５μｍ帯の光をポート４Ｃから出力し、ポート４Ｂに供給された波長０．９８μｍ帯の光をポート４Ｃから出力するように機能する。ポート４Ｃはドープファイバ２の第１端２Ａに接続される。
【００１５】
光カプラ６は４つのポート６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び６Ｄを有しており、これらのうちポート６Ｂは無反射終端されている。光カプラ６は、ポート６Ａに供給された波長１．５５μｍ帯の光をポート６Ｃから出力し、ポート６Ｄに供給された波長０．９８μｍ帯の光をポート６Ａから出力するように機能する。
【００１６】
光カプラ６のポート６Ａはドープファイバ２の第２端２Ｂに接続される。
ポンプ光源８は、波長０．９８μｍ帯でレーザ発振するレーザダイオード１２と、レーザダイオード１２及び光カプラ４のポート４Ｂ間に設けられる反射型光デバイス１４とからなる。レーザダイオード１２には駆動回路１６から直流の或いは制御された駆動電流（バイアス電流）が与えられている。
【００１７】
ポンプ光源１０は、波長０．９８μｍ帯でレーザ発振するレーザダイオード１８と、レーザダイオード１８及び光カプラ６のポート６Ｄ間に設けられる反射型光デバイス２０とからなる。レーザダイオード１８には駆動回路２２から直流の或いは制御された駆動電流が与えられている。
【００１８】
増幅すべき信号光は光アイソレータ２４を介して光カプラ４のポート４Ａに供給される。ドープファイバ２内で増幅された信号光は、光カプラ６のポート６Ｃから光アイソレータを通って出力される。
【００１９】
図２を参照すると、反射型光デバイス１４及び２０の特性が示されている。縦軸は反射率（％）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。
反射型光デバイス１４は、符号２８で示されるように、波長λ1 を中心波長とする狭帯域な波長選択性を有している。反射型光デバイス２０は、符号３０で示されるように、波長λ2 （λ1 ≠λ2 ）を中心波長とする狭帯域な波長選択性を有している。
【００２０】
波長λ1 及びλ2 は、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）に対していくつか与えられるポンプ帯域の１つであるところの０．９８μｍ帯内にあり、デチューニング量（｜λ1 −λ2 ｜）は望ましくは５ｎｍ以上に設定される。
【００２１】
図２では波長λ2 が長波長側に図示されているが、波長λ1 及びλ2 の大小関係は任意である。
図３の（Ａ）及び（Ｂ）はポンプ光源のスペクトルを示す図である。例えばポンプ光源８において、レーザダイオード１２の出力光は、図３の（Ａ）に示されるように比較的広いスペクトルを有している。これに対して、反射型光デバイス１４からドープファイバ２へ供給されるポンプ光は、図３の（Ｂ）に示されるように比較的狭いスペクトルを有している。
【００２２】
このような波長の固定、即ちスペクトルの狭窄化を行うための反射型光デバイスとしては、例えばブラッグ反射グレーティングファイバを用いることができる。誘電体多層膜等の干渉用の光学膜を用いて反射型光デバイスを構成することもできる。
【００２３】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、光ファイバ増幅器の利得の不安定さが示されている。両図において、実線は光ファイバ増幅器の総出力パワー（ｄＢｍ）とレーザダイオードの駆動電流（ｍＡ）との関係を表しており、破線はスペクトルのピーク波長（ｎｍ）と駆動電流（ｍＡ）との関係を表している。
【００２４】
図４の（Ａ）は図１の光ファイバ増幅器から反射型光デバイス１４及び２０を取り外したときの特性を示している。フォワードポンピング用のレーザダイオード１２には一定の駆動電流を与えておき（フルポンピング）、バックワードポンピング用のレーザダイオード１８に与える駆動電流を変化させたときの総出力パワー及びピーク波長の変化の測定結果が示されている。総出力パワー及びピーク波長共に駆動電流が増大するに従って不連続に変化していることがわかる。
【００２５】
このような利得の不安定さが生じるのは、レーザダイオード１２及び１８の出力光のスペクトルが図３の（Ａ）に示されるように広く、互いに影響を与えているためと考えられる。即ち、レーザダイオード１２からドープファイバ２に供給されて光増幅に寄与した後に残ったフォワードポンプ光が光カプラ６を介してポンプ光源１０に供給されその影響でレーザダイオード１８の発振が不安定になり、また、レーザダイオード１８からドープファイバ２に供給され光増幅に寄与した後に残ったバックワードポンプ光が光カプラ４を介してポンプ光源８に供給され、その影響でレーザダイオード１２の発振が不安定になっているのである。
【００２６】
図４の（Ｂ）を参照すると、反射型光デバイス１４の中心波長と反射型光デバイス２０の中心波長とを一致させたときの特性が示されている。具体的には、フォワードポンプ光の波長とバックワードポンプ光の波長は共に９７５．０ｎｍに設定された。
【００２７】
レーザダイオード１２によりフルポンピングを行っておき、レーザダイオード１８に供給する駆動電流を変化させたときの総出力パワー及びピーク波長の変化が示されている。
【００２８】
駆動電流が５０ｍＡを超えると相互作用により１０２０ｎｍの発振が成長し、ポンピング効率が低下していることがわかる。
このように、フォワードポンプ光とバックワードポンプ光のスペクトルを狭窄化し且つ波長を一致させた場合、利得の不安定さは顕著となる。
【００２９】
図５を参照すると、本発明による利得の安定さが示されている。測定データの見方は図４の（Ａ）及び（Ｂ）と同じである。フォワードポンプ光の波長は９８０．０ｎｍに設定され、バックワードポンプ光の波長は９７５．０ｎｍに設定された。
【００３０】
レーザダイオード１２についてフルポンピングを行っておき、レーザダイオード１８へ供給する駆動電流を変化させたときの総出力パワー及びピーク波長の変化が示されている。駆動電流が増大するに従って総出力パワーが連続的に増大しており、安定な利得が得られていることがわかる。
【００３１】
このようにフォワードポンプ光の波長とバックワードポンプ光の波長を異ならせておくことによって、ポンプ光源同士の相互作用が抑えられ、光ファイバ増幅器の利得が安定化される。
【００３２】
図６は本発明の第２実施形態を示す光ファイバ増幅器のブロック図である。フォワードポンピング用のポンプ光源８′として、波長λ1 を中心波長として単一モードでレーザ発振するＤＦＢ（分布帰還）型のレーザダイオードが用いられ、バックワードポンピング用のポンプ光源１０′として、波長λ2 を中心波長として単一モードでレーザ発振するＤＦＢ型のレーザダイオードが用いられている。
【００３３】
波長λ1 及びλ2 は第１実施形態におけるのと同じように０．９８μｍ帯のポンプ帯域にあり、これらは互いに異なる波長である。
本実施形態では、それぞれ単一モード発振する２つのレーザダイオードにより双方向ポンピングを行っているので、反射型光デバイスを用いることなしに利得を安定にすることができる。
【００３４】
図７を参照すると、光ファイバ増幅器の利得及び雑音指数の波長特性（ポンプ光波長依存性）が示されている。縦軸は利得（ｄＢ）及び雑音指数（ｄＢ）であり、横軸はフォワードポンピング又はバックワードポンピングにおけるポンプ光の波長（ｎｍ）である。
【００３５】
実施形態で用いられているＥＤＦ（エルビウムドープファイバ）においては、最低雑音指数を与える波長λminNF は９８０ｎｍであり、最大利得を与える波長λmaxGは９７５ｎｍ及び９８５ｎｍである。また、実用上十分な利得を得ることができる０．９８μｍ帯のポンプ帯域は、９６５ｎｍ乃至９９５ｎｍにある。
【００３６】
望ましくは、フォワードポンプ光の波長λ1 はλminNF に等しく設定される。その理由は、信号光の増幅がまだあまりなされていないドープファイバ２の上流側部分について、低い雑音指数を与える波長のフォワードポンプ光を作用させることによって、低雑音の光ファイバ増幅器の提供が可能になるからである。
【００３７】
即ち、フォワードポンプ光の波長λ1 を９８０ｎｍに実質的に一致するようにし、バックワードポンプ光の波長λ2 が実質的に９６５ｎｍ乃至９９５ｎｍの範囲にあるようにしておくことによって、利得が不安定になることがなく且つ低雑音な光ファイバ増幅器の提供が可能になる。
【００３８】
フォワードポンプ光の波長λ1 をλminNF に等しく設定した場合において、バックワードポンプ光の波長λ2 をλmaxGに等しくしておくことによって、利得が不安定になることがなく、低雑音で且つ高出力な光ファイバ増幅器の提供が可能になる。具体的にはバックワードポンプ光の波長λ2 は９７５ｎｍ又は９８５ｎｍに設定される。
【００３９】
本発明は、フォワードポンプ光の波長λ1 及びバックワードポンプ光の波長λ2 が同じポンプ帯域（例えば０．９８μｍ帯；９６５ｎｍ−９９５ｎｍ）にあることと、λ1 ≠λ2 であることとだけによって限定される。
【００４０】
ところで、光ファイバ増幅器を中継器に適用する場合、中継器が海底等に敷設されることから、メンテナンスが困難であり、高信頼性が要求される。
双方向ポンピングが適用される光ファイバ増幅器においては、一方のポンプ光源が故障した場合に他方の光源だけを動作させることによって、光ファイバ増幅器に冗長性（redundancy）を持たせることができる。この場合、フォワードポンプ光の波長λ1 が与える雑音指数及び利得がそれぞれバックワードポンプ光の波長λ2 が与える雑音指数及び利得に実質的に等しくなるようにしておくことによって、一方のポンプ光がパワーダウンしてパワーバランスが変化したとしても、一定の雑音指数或いはゲインチルトを維持することができる。
【００４１】
例えば図７に示される特性では、利得カーブ及び雑音指数カーブはλminNF を中心に対称な形状を有しているので、λminNF は（λ1 ＋λ2 ）／２に実質的に等しい。具体的には、λ1 及びλ2 はそれぞれ９７５ｎｍ及び９８５ｎｍの一方及び他方である。
【００４２】
図８を参照して光ファイバ増幅器のゲインチルトを説明する。波長１５４８，１５５１，１５５４及び１５５７ｎｍの４チャネルのＷＤＭ信号光を同じ入力パワー（−３５ｄＢｍ／ｃｈ）で、ポンピングされているエルビウムドープファイバに入力したときの出力光のスペクトルが示されている。
【００４３】
縦軸は出力パワー（ｄＢｍ）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。
Ａで示されるスペクトルはポンプ光のパワーが比較的大きいときに対応しており、負のゲインチルトが生じている。即ち、ゲインの波長微分は負である（ｄＧ／ｄλ＜０）。
【００４４】
Ｃで示されるスペクトルはポンプ光のパワーが比較的小さいときに対応しており、正のゲインチルトが得られている（ｄＧ／ｄλ＞０）。
Ｂで示されるスペクトルは、ゲインチルトを生じさせないための最適なポンプ光パワーに対応しており、ゲインの波長微分は０である（ｄＧ／ｄλ＝０）。
【００４５】
いずれのスペクトルも、ＡＳＥ光（増幅された自然放出光）のなだらかなスペクトルに各チャネルの信号光に対応する４つの鋭いスペクトルが重畳された形状を有している。
【００４６】
尚、本願明細書においては、このような利得が生じるようにＡＳＥ光が発生する波長の範囲を利得帯域と称している。
光ファイバ増幅器においては、ＡＳＥ光のスペクトルには小信号に対する利得特性が反映される。従って、ある光ファイバ増幅器が与えられたときに、ＡＳＥ光をモニタリングすることによってゲインチルトを検出することができる。このモニタリングに基づいて、ゲインチルトが平坦又は一定になるようにフィードバック制御を行うことができる。具体的には次の通りである。
【００４７】
図９は本発明の第３実施形態を示す光ファイバ増幅器のブロック図である。この光ファイバ増幅器は、図１の第１実施形態と対比して、ドープファイバ２の第１端２Ａに動作的に接続され第１端２Ａから出力されるＡＳＥ光を取り出すための光カプラ３２と、ＡＳＥ光を受けドープファイバ２における利得の波長特性であるところのゲインチルトを検出するモニタ３４と、検出されたゲインチルトが平坦又は一定になるようにレーザダイオード１２及び１８の駆動電流の少なくともいずれか一方を制御する制御回路３６とを付加的に有している点で特徴付けられる。
【００４８】
ここで、光学部品同士が動作的に接続されるというのは、ファイバ接続或いはコリメートビームを用いた空間接続により直接接続される場合を含み、更に光フィルタ等の他の光学部品を介して接続される場合を含む。
【００４９】
光カプラ３２は４つのポート３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ及び３２Ｄを有しており、これらのうちポート３２Ｄは無反射終端されている。光カプラ３２は、ポート３２Ａに供給された光のほとんど全部をポート３２Ｃから出力し、ポート３２Ｃに供給された光の一部をポート３２Ｂから出力するように機能する。
【００５０】
ポート３２Ａは光アイソレータ２４の出力ポートに接続され、ポート３２Ｃは光カプラ４のポート４Ａに接続される。
ゲインチルトモニタ３４は、光カプラ３２のポート３２Ｂから出力されたＡＳＥ光を受けこれを第１及び第２の分岐光に分岐して出力する光カプラ（例えば３ｄＢカプラ）３８と、第１の分岐光を供給されドープファイバ２の利得帯域に含まれる第１の通過帯域を有する光帯域通過フィルタ４０と、第２の分岐光を供給され利得帯域に含まれるが第１の通過帯域とは異なる第２の通過帯域を有する光帯域通過フィルタ４２と、フィルタ４０及び４２から出力した光をそれぞれ光／電気変換するフォトディテクタ４４及び４６とを含む。
【００５１】
制御回路３６は、フォトディテクタ４４及び４６の出力信号の比が一定（例えば１：１）になるようにレーザダイオード１２及び／又は１８の駆動電流を制御する。尚、図１の駆動回路１６及び２２は制御回路３６に含まれている。
【００５２】
図８の利得帯域を例にとると、フィルタ４０の第１の通過帯域の中心波長は例えば１５４０ｎｍに設定され、フィルタ４２の第２の通過帯域の中心波長は例えば１５６０ｎｍに設定される。このように２つの通過帯域により制限されたＡＳＥ光のパワーの比を検出することによって、ゲインチルトをモニタすることができる。
【００５３】
フォトディテクタ４４及び４６の出力電気信号レベルが一定になるようなフィードバック制御を行うことによって、例えば平坦なゲインチルトを得ることができる。
【００５４】
図１０を参照すると、図９の制御回路３６の具体例が示されている。フォトディテクタ４４及び４６がフォトダイオードからなる場合、各フォトダイオードに流れる光電流はそれぞれ電圧信号に変換されて除算器４８の２つの入力ポートに供給される。
【００５５】
入力電圧信号の比に対応する除算器４８の出力レベルは、演算増幅器５０において参照電圧ＶREF と比較され、その差分によってレーザダイオード１２（１８）が駆動される。符号５２は駆動電流を発生するためのパワートランジスタを示している。
【００５６】
この実施形態によると、利得が安定で且つゲインチルトが一定な光ファイバ増幅器の提供が可能になる。
このようなゲインチルトを一定にするためのフィードバック制御は、前述した原理から明らかなように、特に、フォワードポンプ光の波長が与える雑音指数及び利得がそれぞれバックワードポンプ光の波長が与える雑音指数及び利得に実質的に等しい場合に有効である。
【００５７】
即ち、一方のポンプ光源が劣化した場合に、上述の波長設定及びフィードバック制御によりゲインチルトが変化することが防止される。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、双方向ポンピングにより利得が不安定になることがない光ファイバ増幅器の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す光ファイバ増幅器のブロック図である。
【図２】反射型光デバイスの特性を示す図である。
【図３】ポンプ光源のスペクトルを示す図である。
【図４】利得の不安定さを示す図である。
【図５】本発明による利得の安定さを示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す光ファイバ増幅器のブロック図である。
【図７】利得及び雑音指数の波長特性を示す図である。
【図８】ゲインチルトの説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示す光ファイバ増幅器のブロック図である。
【図１０】図９の制御回路の回路図である。
【符号の説明】
２  ドープファイバ
４，６，３２，３８  光カプラ
８，８′，１０，１０′  ポンプ光源
１４，２０  反射型光デバイス
【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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