JPH1022555A

JPH1022555A - 光ファイバ増幅器

Info

Publication number: JPH1022555A
Application number: JP16982096A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】広い波長域にわたって利得の波長特性が平坦
な光ファイバ増幅器を提供する。【解決手段】希土類添加光ファイバ１０，１４を増幅
媒体とする複数の増幅手段の波長利得特性が波長の増加
と共に減衰し、損失媒体としての希土類添加光ファイバ
１７の波長利得特性が波長の増加とともに増加するの
で、各増幅手段の波長利得と損失媒体の波長利得とをカ
スケードに接続することにより、光ファイバ増幅器全体
の波長利得が平坦化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希土類添加光ファ
イバに、信号光を伝搬させると共に励起光源から励起光
を入力することにより信号光を増幅する広帯域な光ファ
イバ増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にＥｒ（エル
ビウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）等
の希土類元素を添加した光ファイバ増幅器が実用レベル
に達するようになってきた。特に、Ｅｒを添加した光フ
ァイバ増幅器は、１．５５μｍ帯において高利得、高飽
和出力を有することから種々のシステムへの適用が考え
られている。その中でも１．５３μｍから１．５６μｍ
の波長帯の信号光を数波以上用いた波長多重伝送による
高速、大容量、長距離伝送や光ＣＡＴＶシステムへの利
用が注目されている。この種のシステムへのＥｒ添加光
ファイバ増幅器への利用に対しては、光Ｓ／Ｎ特性やク
ロストーク特性の劣化を抑えるために、上記波長帯での
Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の利得特性が平坦であること
が重要である。

【０００３】このような高利得、平坦化（広帯域化）を
達成するために本発明者らはＥｒ添加マルチコアファイ
バ及びそれを用いた光増幅器を提案した。図７は本発明
者らが提案したＥｒ添加マルチコア光ファイバの断面図
である。

【０００４】同図に示すＥｒ添加マルチコア光ファイバ
１００は、プライマリークラッド１０１の中に希土類元
素、例えばＥｒとＡｌとを共添加したコア１０２を備え
たガラスロッドを複数本（図では７本であるが限定され
ない）集合させ、さらにこれらのガラスロッドの周囲を
クラッド１０３で覆った構造としたものであり、このよ
うな光ファイバを用いることにより、高利得、かつ利得
波長特性の平坦化を達成することができる。

【０００５】第１の理由としては、Ｅｒ添加マルチコア
光ファイバ１００はＡｌの添加濃度が従来のようなコア
が一つのＥｒ添加光ファイバに対し、充分多くすること
ができるためである。

【０００６】第２の理由としては、従来のものは、コア
内の励起光のパワーを低くしていくと、波長１．５３５
μｍ付近の利得のピークが減少し、徐々に平坦な利得−
波長特性となり、さらにパワーを低くするにしたがって
１．５３μｍ側の短波長域の利得が低下し、１．５６μ
ｍ側の長波長域の利得が増加する。短波長側から長波長
側に向けて右上がりの利得−波長特性になるため、励起
光を低くしていくと利得が非常に低くなり、光増幅器と
して使用できないことが分かっていたが、このＥｒ添加
マルチコア光ファイバ１００は逆にこの原理を積極的に
利用するようにしたものである。

【０００７】すなわち、図示するように、Ｅｒが添加さ
れた各々のコア１０２内に励起光と信号光とが略均等に
伝搬するように各々のコア径Ｄとコア間隔Ｓとを最適化
することにより、各々のコア１０２内を伝搬する信号光
の増幅利得が低くなるものの、その波長特性は略平坦と
なり、所望の長さを伝搬した後では各々のコア１０２内
で増幅された信号が重畳されることになり、かつ、その
利得の波長特性が略平坦となるからである。

【０００８】上述した原理を実証するために、図８に示
した光ファイバ増幅器を用いて利得の波長特性を評価し
た結果について示す。尚、図８は本発明の前提となった
光ファイバ増幅器のブロック図である。

【０００９】Ｅｒ添加マルチコア光ファイバ１００に
は、コア間隔Ｓが１．３μｍ、各々のコア径Ｄが約２μ
ｍ、クラッド径が１２５μｍ、コア１０２とプライマリ
ークラッド１０１との比屈折率差Δが１．４５％、モー
ドフィールド径が約８．８μｍ（波長１．５５μｍでの
値）、各々のコア１０２内のＥｒの添加量が４００ｐｐ
ｍ、Ａｌの添加量が８，５００ｐｐｍ、ファイバ長が約
４５ｍのものと、比屈折率差Δが２．１９％、モードフ
ィールド径が約５．２μｍ（波長１．５５μｍでの
値）、各々のコア１０２内のＥｒの添加量が４００ｐｐ
ｍ、Ａｌの添加量が１７，０００ｐｐｍ、ファイバ長が
約２０ｍのものの２種類のマルチコア光ファイバを用い
た。

【００１０】このようなＥｒ添加マルチコア光ファイバ
１００の両端にＷＤＭカプラ１０４，１０５を設け、励
起用の半導体レーザ１０６，１０７から出射した励起光
１０６−１，１０７−１がＷＤＭカプラ１０４，１０５
を通過した後の励起光１０６−２，１０７−２を、Ｅｒ
添加マルチコア光ファイバ１００内に結合させて伝搬さ
せるようになっている。

【００１１】尚、励起用の半導体レーザ１０６，１０７
から出射される励起光１０６−１，１０７−１の波長を
０．９８μｍとし、励起光１０６−１のパワーは半導体
レーザ１０６から７０ｍＷ、励起光１０７−１のパワー
は半導体レーザ１０７から８０ｍＷを励振させるのが利
得の波長特性をより平坦化させるのに適した値であった
ので、上述した値を採用した。光アイソレータ１０８，
１０９は、信号光１−１，１−２，１−３，１−４が逆
方向に伝搬するのを抑えるために挿入されている。

【００１２】以上のような構成で利得の波長特性を測定
した結果を図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す。前述した
２種類のマルチコア光ファイバの内、Ａｌの添加量を
８，５００ｐｐｍにした場合の測定結果が図９（ａ）で
あり、Ａｌの添加量を１７，０００ｐｐｍにした場合の
測定結果が図９（ｂ）である。図９（ａ）及び図９
（ｂ）は、信号光パワーＳｐをパラメータにとって利得
の波長特性を測定した結果を示す図であり、横軸が波
長、縦軸が利得を示している。

【００１３】図９（ａ）及び図９（ｂ）より波長１５４
０ｎｍから１５６０ｎｍまでの範囲でしか利得特性が平
坦にならない問題があることが分かった。

【００１４】この問題の一対策案として、特開平６−７
７５６１号公報に図１０に示す構成が開示されている。
尚、図１０は従来の光ファイバ増幅器のブロック図であ
る。

【００１５】同図に示す光増幅器は、希土類イオンドー
プ光ファイバ（Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバ）１１０
と、ＷＤＭカプラ１０４と、半導体レーザ１０６とから
なる光増幅手段と、Ｅｒ⁺³イオンドープ光ファイバ１１
１とを、光アイソレータ１０９及びバンドパスフィルタ
１１２を介して接続したものである。すなわち、Ｅｒ⁺³
イオンドープ光ファイバ１１０を用いた光増幅部出力端
に、非励起で同一の希土類イオンを含むＥｒ⁺³イオンド
ープ光ファイバ１１１からなる光回路を接続し、この光
回路の過飽和吸収特性を利用して光増幅部で生じた波形
歪を平坦化するようにしたものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
した光ファイバ増幅器では非励起のＥｒ⁺³イオンドープ
光ファイバ１１１を光増幅部の出力端に接続することに
よって光増幅部で生じた波形歪を平坦化するようにした
ものであるが、利得の波長特性を波長１５３０ｎｍから
１５６０ｎｍまでの範囲にわたって平坦化することは困
難である。

【００１７】なぜならば、所望の高利得（３５〜４０ｄ
Ｂ）の特性をもつＥｒ⁺³イオンドープ光ファイバを用い
た光ファイバ増幅器の利得の波長特性曲線と非励起のＥ
ｒ⁺³イオンドープ光ファイバの損失の特性曲線（例えば
図１１に示す特性曲線）をカスケードに接続して上述し
た波長範囲内で利得を平坦にすることは数学的に困難で
あり、これを実現させるためにはＥｒ添加ファイバ増幅
器の利得を大幅に犠牲にするか或いは非励起のＥｒ添加
ファイバに何らかの添加物を添加してその損失の波長特
性をＥｒ添加ファイバ増幅器の利得の波長特性が平坦に
なるように操作しなければならないが現状ではまだ困難
である。尚、図１１は、図７に示したＥｒ添加マルチコ
アファイバにおいて、非励起とした場合の損失波長特性
を示す図であり、横軸は波長を示し、縦軸は損失を示し
ている。同図より波長の増加と共に損失が減少するのが
分かる。

【００１８】いずれにしても波長特性曲線及び損失波長
特性の２つの特性曲線だけで平坦な利得特性曲線を実現
することは困難である。

【００１９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、広い波長域にわたって利得の波長特性が平坦な光フ
ァイバ増幅器を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、希土類添加光ファイバに、信号光を伝搬さ
せると共に励起光源から励起光を入力することにより上
記信号光を増幅する光ファイバ増幅器において、利得の
波長特性が異なり励起光源からの励起光が入力される希
土類添加光ファイバを増幅媒体とする複数の増幅手段
と、信号光のみ通過する非励起の希土類添加光ファイバ
を損失媒体とする損失手段とを有し、これら媒体をカス
ケード接続したものである。

【００２１】上記構成に加え本発明は、前段の増幅手段
が、第１の希土類添加光ファイバと、一方の入力端が第
１の光ファイバに接続された第１のＷＤＭカプラと、一
方の入力端が第１のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続
された第２のＷＤＭカプラと、第２のＷＤＭカプラの一
方の出力端に接続された第１の励起光源とを有し、後段
の増幅手段が、第２の希土類添加光ファイバと、一方の
出力端が第２の希土類添加光ファイバの入力端に接続さ
れた第３のＷＤＭカプラと、他方の出力端が第３のＷＤ
Ｍカプラの一方の入力端に接続された第２のＷＤＭカプ
ラと、第２のＷＤＭカプラの他方の入力端に接続された
第２の励起光源とを有し、損失媒体が、第１のＷＤＭカ
プラの他方の出力端と第３のＷＤＭカプラの他方の入力
端との間に接続された第３の希土類添加光ファイバを有
してもよい。

【００２２】上記構成に加え本発明は、前段の増幅手段
が、第１の希土類添加光ファイバと、一方の入力端が第
１の光ファイバの出力端に接続された第１のＷＤＭカプ
ラと、一方の入力端が第１のＷＤＭカプラの一方の出力
端に接続された第２のＷＤＭカプラと、第２のＷＤＭカ
プラの一方の出力端に接続された第１の励起光源とを有
し、後段の増幅手段が、第２の希土類添加光ファイバ
と、他方の出力端が第２の希土類添加光ファイバの入力
端に接続された第２のＷＤＭカプラと、一方の出力端が
第２のＷＤＭカプラの一方の入力端に接続された第１の
ＷＤＭカプラと、第１のＷＤＭカプラの他方の入力端に
接続された第２の励起光源とを有し、損失媒体が、第１
のＷＤＭカプラの他方の出力端と第２のＷＤＭカプラの
他方の入力端との間の接続された第３の希土類添加光フ
ァイバを有してもよい。

【００２３】上記構成に加え本発明は、前段の増幅手段
が、第１の励起光源と、一方の入力端が第１の励起光源
に接続された第１のＷＤＭカプラと、入力端が第１のＷ
ＤＭカプラの一方の出力端に接続された第１の希土類添
加光ファイバとを有し、後段の増幅手段が、第２の励起
光源と、一方の入力端が第２の励起光源に接続された第
２のＷＤＭカプラと、一方の入力端が第２のＷＤＭカプ
ラの一方の出力端に接続された第３のＷＤＭカプラと、
入力端が第３のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続され
た第２の希土類添加光ファイバとを有し、損失媒体が、
第２のＷＤＭカプラの他方の出力端と第３のＷＤＭカプ
ラの他方の入力端との間に接続された第３の希土類添加
光ファイバを有してもよい。

【００２４】上記構成に加え本発明は、前段の増幅媒体
が、第１の励起光源と、一方の入力端が第１の励起光源
に接続された第１のＷＤＭカプラと、入力端が第１のＷ
ＤＭカプラの一方の出力端に接続された第１の希土類添
加光ファイバと、一方の入力端が第１の希土類添加光フ
ァイバの出力端に接続された第２のＷＤＭカプラとを有
し、後段の増幅媒体が、第２の励起光源と、一方の出力
端が第２の励起光源に接続された第３のＷＤＭカプラ
と、出力端が第３のＷＤＭカプラの一方の入力端に接続
された第２の希土類添加光ファイバと、一方の出力端が
第２の希土類添加光ファイバの入力端に接続され一方の
入力端が第２のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続され
た第４のＷＤＭカプラとを有し、損失媒体が第２のＷＤ
Ｍカプラの他方の出力端と第４のＷＤＭカプラの他方の
入力端との間に接続された第３の希土類添加光ファイバ
を有してもよい。

【００２５】上記構成に加え本発明は、前段の増幅媒体
が、第１の励起光源と、一方の入力端が第１の励起光源
に接続された第１のＷＤＭカプラと、入力端が第１のＷ
ＤＭカプラの一方の出力端に接続された第１の希土類添
加光ファイバと、一方の入力端が第１の希土類添加光フ
ァイバの出力端に接続された第２のＷＤＭカプラと、一
方の入力端が第２のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続
された第３のＷＤＭカプラと、第３のＷＤＭカプラの一
方の出力端に接続された第２の励起光源とを有し、後段
の増幅媒体が、第３の励起光源と、他方の入力端が第３
の励起光源に接続された第２のＷＤＭカプラと、一方の
入力端が第２のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続され
た第３のＷＤＭカプラと、入力端が第３のＷＤＭカプラ
の他方の出力端に接続された第２の希土類添加光ファイ
バと、一方の入力端が第２の希土類添加光ファイバの出
力端に接続された第４のＷＤＭカプラと、第４のＷＤＭ
カプラの一方の出力端に接続された第４の励起光源とを
有し、損失媒体が第２のＷＤＭカプラの他方の出力端と
第３のＷＤＭカプラの他方の入力端との間に接続された
第３の希土類添加光ファイバを有してもよい。

【００２６】上記構成に加え本発明は、各ＷＤＭカプラ
で分波される光の波長λ_P1には９８０ｎｍ帯或いは１４
８０ｎｍ帯を用い、各ＷＤＭカプラを通過する光の波長
λ_P2には１４８０ｎｍ帯或いは９８０ｎｍ帯を用いても
よい。

【００２７】上記構成に加え本発明は、前段の増幅手段
の入力側及び後段の増幅手段の出力側にそれぞれ光アイ
ソレータを接続してもよい。

【００２８】利得の波長特性の異なる前後段２つの増幅
媒体と、１５３０ｎｍ付近に減衰ピークをもち、かつそ
の減衰の波長特性をもった１つの損失媒体がカスケード
接続されており、かつ各増幅媒体の利得の波長特性は希
土類添加ファイバの長さと励起光パワーとそのＥｒ添加
ファイバ内に添加されている添加材料（Ｅｒ、Ａｌ等）
によって制御できる。また１つの損失媒体もその希土類
添加ファイバの長さとそのファイバ内に添加されている
添加材料（Ｅｒ、Ａｌ等）によって制御できるので、従
来の希土類添加光ファイバを用いた光増幅器よりはその
波長特性をより多くのパラメータによって、より平坦に
する自由度が増え、結果的に広い波長帯域にわたって平
坦な利得の波長特性を実現することができる。

【００２９】すなわち本発明によれば、希土類添加光フ
ァイバを増幅媒体とする複数の増幅手段の波長利得特性
が波長の増加と共に減衰し、損失媒体としての希土類添
加光ファイバの波長利得特性が波長の増加とともに増加
するので、各増幅手段の波長利得と損失媒体の波長損失
とをカスケードに接続することにより、光ファイバ増幅
器全体の波長利得が平坦化する。

【００３０】また、３つの同一構造のＷＤＭカプラと、
２つの励起光源とを用いた簡単な構成で、２つの増幅媒
体としての希土類添加光ファイバに励起光を供給するこ
とができる。

【００３１】一方の増幅媒体を後方励起し、他方の増幅
媒体を前方励起する場合には３つのＷＤＭカプラと２つ
の励起光源とが一か所に集中するので、実装、保守及び
管理が容易となる。また共通の放熱板に２つの励起光源
を実装することにより低コスト、小型化することができ
る。

【００３２】２つのＷＤＭカプラと２つの励起光源とで
構成する場合には、低コスト、簡素化され、これらの光
部品を一か所に集中させることができる。前述と同様に
実装、保守及び管理が容易となる。

【００３３】２つの増幅媒体の励起光の波長が異なって
いるので、励起光源同志の干渉による励起光のパワーや
波長の変動、劣化の心配がない。

【００３４】２つの増幅媒体をそれぞれ前方励起によっ
て励起する場合には、低雑音指数特性を実現することが
できる。励起光の波長が異なっているので、励起光光源
同志の干渉による励起光のパワーや波長の変動、劣化の
心配がない。

【００３５】４つの同一構造のＷＤＭカプラと２つの同
一波長の励起光源とを用いることにより、励起光源のそ
れぞれのパワーを２つの増幅媒体にそれぞれ供給して有
効活用することができるので、高利得、広帯域特性を実
現することができる。

【００３６】４つの同一構造のＷＤＭカプラと４つの励
起光源とを用いることにより、より高利得で、より飽和
出力が高い広帯域な光ファイバ増幅器を実現することが
できる。また、励起光源の光パワーの大きいものを用い
ずに４つの励起光源の合計で大きな光パワーを得るよう
にしているので、低コストで安定した励起光源を用いる
ことができる。

【００３７】低雑音指数特性を得ることができる９８０
ｎｍ帯の波長の光と、光パワー及び波長の安定した１４
８０ｎｍ帯の波長の光とを併用することによって、より
高性能で信頼性の高い光増幅器を実現することができ
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。尚、従来例と同様の部材には
共通の符号を用いた。

【００３９】図１は本発明の光ファイバ増幅器の一実施
の形態を示すブロック図である。

【００４０】同図に示す光ファイバ増幅器は、増幅媒体
を有する前段の増幅手段と、損失媒体を有する損失手段
と、増幅媒体を有する後段の増幅手段とを有し、２つの
増幅媒体のそれぞれの利得の波長特性と損失媒体の損失
特性とを組み合わせて、より広い波長域にわたって利得
の波長特性を平坦化するように構成したものである。

【００４１】前段（図の左側）の増幅手段は、第１の希
土類添加光ファイバ（増幅媒体）としてのＥｒ添加光フ
ァイバ１０と、一方の入力端１１ａがＥｒ添加光ファイ
バ１０の出力端に接続された第１のＷＤＭカプラ１１
と、一方の入力端１２ａが第１のＷＤＭカプラ１１の一
方の出力端１１ｃに接続された第２のＷＤＭカプラ１２
と、第２のＷＤＭカプラ１２の一方の出力端１２ｄに接
続された第１の励起光源（半導体レーザ）１３とを有し
ており、半導体レーザ１３からの励起光１３−１，１３
−２，１３−３によってＥｒ添加光ファイバ１０を後方
励起するようになっている。

【００４２】後段の増幅手段は、第２の希土類添加光フ
ァイバ（増幅媒体）としてのＥｒ添加光ファイバ１４
と、一方の出力端１５ａがＥｒ添加光ファイバ１４の入
力端に接続された第３のＷＤＭカプラ１５と、他方の出
力端１２ｂが第３のＷＤＭカプラ１５の一方の入力端１
５ｃに接続された第２のＷＤＭカプラ１２と、第２のＷ
ＤＭカプラ１２の他方の入力端１２ｃに接続された第２
の励起光源としての半導体レーザ１６とを有しており、
半導体レーザ１６からの励起光１６−１，１６−２，１
６−３によってＥｒ添加光ファイバ１４を前方励起する
ようになっている。

【００４３】損失媒体は、第１のＷＤＭカプラ１１の他
方の出力端１１ｂと第３のＷＤＭカプラ１５の他方の入
力端１５ａとの間に接続された第３の希土類添加光ファ
イバとしてのＥｒ添加光ファイバ１７を有しており、信
号光１−２、１−３のみ通過し、励起光１３−３，１６
−３は通過しない非励起となっている。

【００４４】前段のＥｒ添加光ファイバ１０の入力端と
後段のＥｒ添加光ファイバ１４の出力端には、反射戻り
光防止のためそれぞれアイソレータ１０８，１０９が接
続されている。

【００４５】このような光ファイバ増幅器において、信
号光１−１は、通常波長多重された信号光であり、１５
３０ｎｍから１５６０ｎｍまでの波長帯で数波〜数十波
の波長の信号光が波長多重されている。信号光１−１は
光アイソレータ１０８を通ってＥｒ添加光ファイバ１０
に入力する。このＥｒ添加光ファイバ１０は、長さがＬ
₁であり、例えば図７に示したＥｒ添加マルチコアファ
イバを流用した場合には、その長さＬ₁が１０ｍ、Ｅｒ
添加量が４００ｐｐｍ、Ａｌ添加量が１７，０００ｐｐ
ｍ、各々のコア間隔が１．３μｍ、各々のコア径が１．
９μｍ、クラッド径が１２５μｍ、コアとクラッドとの
比屈折率差Δが約２．１％のものが用いられる。

【００４６】波長９８０ｎｍの半導体レーザ１３の出射
光（励起光）１３−１は、Ｅｒ添加光ファイバ１０の出
力端側からＷＤＭカプラ１２、ＷＤＭカプラ１１を介し
て矢印１３−２，１３−３のようにＥｒ添加光ファイバ
１０内に伝搬する（信号光１−１の伝搬方向とは逆方向
に伝搬する）。これにより信号光１−１は増幅され、矢
印１−２のように伝搬し、長さＬ₂のＥｒ添加光ファイ
バ１７内に入射する。

【００４７】ここで、励起光１３−３のパワーが１００
ｍＷの場合の矢印１−２のように増幅された信号光の利
得の波長特性は図２に示すような特性曲線Ｌａで示さ
れ、１５３０ｎｍ付近に利得のピークをもち、それより
長波長側に向けて右下がりに利得が低下する特性があ
る。尚、図２は図１に示した光ファイバ増幅器の波長利
得特性を示す図であり、横軸が波長を示し、縦軸が利得
或いは損失を示す。

【００４８】Ｅｒ添加光ファイバ１７には図１１に示す
ような特性を有するＥｒ添加マルチコアファイバを用
い、その長さＬ₂を２ｍとした。このＥｒ添加光ファイ
バ１７内には半導体レーザ１３，１６のいずれの励起光
１３−１，１６−１も伝搬しないので、このＥｒ添加光
ファイバ１７は損失媒体として機能し、図２の破線Ｌｂ
に示すような特性となる。

【００４９】従って、増幅された信号光１−２がこのＥ
ｒ添加光ファイバ１７内を伝搬し、矢印１−３のように
通過し終えた場合の特性は、図２に示すような実線Ｌｃ
で示されるような特性となった。すなわち、１５３０ｎ
ｍ側の短波長側の利得が低下する特性となった。この特
性も波長１５３０ｎｍから１５６０ｎｍにわたって平坦
な利得特性となっていない。増幅・減衰された信号光１
−３は矢印１−４のようにＷＤＭカプラ１５を通過して
長さＬ₃のＥｒ添加光ファイバ１４に入射する。また、
Ｅｒ添加光ファイバ１４には半導体レーザ１６からの励
起光１６−１がＷＤＭカプラ１２，１５を通して結合さ
れ、矢印１６−２，１６−３のように伝搬する。尚、Ｗ
ＤＭカプラ１１，１２，１５は、同一構造のものであ
り、波長９８０ｎｍ帯の励起光を分波し、波長１５３０
ｎｍ帯から１５６０ｎｍ帯の信号光をそのまま通過させ
る特性をもった光ファイバ構造の光分波回路である。Ｅ
ｒ添加光ファイバ１４内を信号光１−４と励起光１６−
３が伝搬することによって信号光１−４はさらに増幅さ
れ、光アイソレータ１０９を通って矢印１−５のように
取り出される。

【００５０】ここで、Ｅｒ添加光ファイバ１４の長さＬ
₃を８ｍとし、励起光１６−３の励起パワーを８０ｍＷ
とすることにより、後段の増幅手段自体の利得の波長特
性は図２の特性曲線Ｌｄで示される利得の波長特性とな
る。

【００５１】そして増幅された信号光１−５の利得の波
長特性は、図２の特性曲線Ｌｅで示されるような平坦な
特性を実現することができる。すなわち、１つの増幅媒
体と損失媒体とを組み合わせただけでは利得の波長特性
を平坦化できなかったが、複数の増幅媒体と損失媒体と
をカスケードに組合わせることによってそれぞれの３つ
の波長特性の組合わせで利得の波長特性を平坦化するこ
とができる。尚、図１において、光ファイバ長Ｌ₁，Ｌ
₃は、最大飽和出力特性が得られる長さ（約３０ｍ、Ｅ
ｒやＡｌの添加量、光ファイバ構造によって異なる）よ
りも短いのが好ましい。

【００５２】以上において、複数の増幅媒体の雑音指数
が小さく抑えられ広帯域な光ファイバ増幅器が実現され
る。ＷＤＭカプラ１１，１２，１５は、光ファイバ型以
外に、干渉膜フィルタとレンズと光ファイバとを用いた
個別部品型の光分波器を用いてもよい。

【００５３】図３は本発明の光ファイバ増幅器の他の実
施の形態を示すブロック図である。

【００５４】図１に示した実施の形態との相違点は、２
つのＷＤＭカプラを用いて前段の希土類添加光ファイバ
を後方励起し、後段の希土類添加光ファイバを前方励起
する点である。すなわち、図１の構成よりもＷＤＭカプ
ラが１個少ない構成である。

【００５５】前段の増幅手段は、Ｅｒ添加光ファイバ１
０と、一方の入力端２０ａがＥｒ添加光ファイバ１０の
出力端に接続された第１のＷＤＭカプラ２０と、一方の
入力端２１ｃが第１のＷＤＭカプラ２０の一方の出力端
２０ｄに光ファイバを介して接続された第２のＷＤＭカ
プラ２１と、第２のＷＤＭカプラ２１の一方の出力端２
１ｄに接続された第１の励起光源としての半導体レーザ
（波長９８０ｎｍ帯）１３とを有している。

【００５６】第１のＷＤＭカプラ２０には９８０ｎｍ帯
の励起光を分波し、１４８０ｎｍ帯の励起光と１５３０
ｎｍ〜１５６０ｎｍ帯の信号光を通過させる特性をもっ
た光分波器が用いられる。また第２のＷＤＭカプラ２１
には１４８０ｎｍ帯の励起光を分波し、９８０ｎｍ帯の
励起光と１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ帯の信号光を通過
させる特性をもった光分波器が用いられる。

【００５７】後段の増幅手段は、Ｅｒ添加光ファイバ１
４と、他方の出力端２１ｂがＥｒ添加光ファイバ１４の
入力端に接続された第２のＷＤＭカプラ２１と、一方の
出力端２０ｄが第２のＷＤＭカプラ２１の一方の入力端
２１ｃに光ファイバを介して接続された第１のＷＤＭカ
プラ２０と、第１のＷＤＭカプラ２０の他方の入力端２
０ｃに接続された第２の励起光源としての半導体レーザ
（波長１４８０ｎｍ帯）１６とを有している。

【００５８】損失媒体は、第１のＷＤＭカプラ２０の他
方の出力端２０ｂと第２のＷＤＭカプラ２１の他方の入
力端２１ａとの間の接続されたＥｒ添加光ファイバ１７
を有し、信号光１−２、１−３のみ通過し、励起光１３
−３，１６−３は通過しない非励起となっている。

【００５９】以上のような構成により、Ｅｒ添加光ファ
イバ１０内には半導体レーザ１３からの波長９８０ｎｍ
帯の励起光１３−１をＷＤＭカプラ２１を通して矢印１
３−２のように伝搬させ、ＷＤＭカプラ２０を通して励
起光を１３−３のようにＥｒ添加光ファイバ１０内に結
合させて伝搬させる。

【００６０】Ｅｒ添加光ファイバ１４内には、第２の励
起光源としての半導体レーザ１６からの波長１４８０ｎ
ｍ帯の励起光１６−１をＷＤＭカプラ２０を通して矢印
１６−２のように伝搬させ、ＷＤＭカプラ２１を通して
励起光１６−３のようにＥｒ添加光ファイバ１４内に結
合させて伝搬させる。

【００６１】尚、上述の構成とは逆の構成、すなわち、
半導体レーザ１６に９８０ｎｍ帯の半導体レーザを用
い、半導体レーザ１３に１４８０ｎｍ帯の半導体レーザ
を用い、ＷＤＭカプラ２０に１４８０ｎｍ帯の励起光を
分波する光分波器を用い、ＷＤＭカプラ２１に９８０ｎ
ｍ帯の励起光を分波する光分波器を用いた構成にしても
よい。

【００６２】図３に示した光ファイバ増幅器の特徴は、
図１に示した光ファイバ増幅器よりもＷＤＭカプラの数
が１台少ないため、構成が簡素化され低コスト、低損失
となり、より高利得、より低雑音指数を実現することが
できる。また、励起光源１６の波長と励起光源１３の波
長とが異なっているので、互いの干渉による発振波長及
び発振出力の変動が生じない。すなわち、安定な光増幅
器である。

【００６３】図４は本発明の光ファイバ増幅器の他の実
施の形態を示すブロック図である。

【００６４】図１に示す実施の形態との相違点は、前後
段の希土類添加光ファイバを共に前方励起する点であ
る。

【００６５】前段の増幅手段は、第１の励起光源として
の半導体レーザ１３と、一方の入力端３０ｃが半導体レ
ーザ１３に接続された第１のＷＤＭカプラ３０と、入力
端が第１のＷＤＭカプラ３０の一方の出力端３０ｂに接
続されたＥｒ添加光ファイバ１０とを有している。

【００６６】後段の増幅手段は、第２の励起光源として
の半導体レーザ１６と、一方の入力端３１ｃが半導体レ
ーザ１６に接続された第２のＷＤＭカプラ３１と、一方
の入力端３２ｃが第２のＷＤＭカプラ３１の一方の出力
端３１ｄに光ファイバを介して接続された第３のＷＤＭ
カプラ３２と、入力端が第３のＷＤＭカプラ３２の一方
の出力端３２ｂに接続されたＥｒ添加光ファイバ１４と
を有している。

【００６７】損失媒体は、第２のＷＤＭカプラ３１の他
方の出力端３１ｂと第３のＷＤＭカプラ３２の他方の入
力端３２ａとの間に接続されたＥｒ添加光ファイバ１７
を有しており、信号光１−３、１−４のみ通過し、励起
光１３−２，１６−３は通過しない非励起となってい
る。

【００６８】Ｅｒ添加光ファイバ１０は９８０ｎｍ帯
（或いは１４８０ｎｍ帯）の半導体レーザ１３からの励
起光１３−１で励起する。励起光１３−１は、９８０ｎ
ｍ帯（或いは１４８０ｎｍ帯）の励起光を分波するＷＤ
Ｍカプラ３０を矢印１３−２のように通過した後Ｅｒ添
加光ファイバ１０内で吸収される。もし、Ｅｒ添加光フ
ァイバ１０内で吸収しきれなかった場合、残った励起光
は、９８０ｎｍ帯（或いは１４８０ｎｍ帯）の励起光を
分波するＷＤＭカプラ３１で分波されて矢印１３−３の
ように伝搬するようになっている。

【００６９】他方、Ｅｒ添加光ファイバ１４は、１４８
０ｎｍ帯（或いは９８０ｎｍ帯）の半導体レーザ１６の
励起光によって励起される。励起光１６−１はＷＤＭカ
プラ３１を通過して矢印１６−２のように伝搬し、１４
８０ｎｍ帯（或いは９８０ｎｍ帯）の励起光を分波させ
るＷＤＭカプラ３２を通過した後Ｅｒ添加光ファイバ１
４内を矢印１６−３のように伝搬するようになってい
る。

【００７０】同図に示す光ファイバ増幅器は、Ｅｒ添加
光ファイバ１０，１４を共に前方励起で励起するため、
広帯域に増幅できるだけでなく低雑音指数特性を実現す
ることができる。

【００７１】図５は本発明の光ファイバ増幅器の他の実
施の形態を示すブロック図である。図１に示した実施の
形態との相違点は、前段の希土類添加光ファイバを前方
励起で励起し、後段の希土類添加光ファイバを後方励起
で励起すると共に、前方励起の際に残った場合の励起光
を後段の希土類添加光ファイバに伝搬させ、後方励起の
際に残った場合の励起光を前段の希土類添加光ファイバ
に伝搬させる点である。

【００７２】前段の増幅媒体は、半導体レーザ１３と、
一方の入力端４０ｃが半導体レーザ１３に接続された第
１のＷＤＭカプラ４０と、入力端が第１のＷＤＭカプラ
４０の一方の出力端４０ｂに接続されたＥｒ添加光ファ
イバ１０と、一方の入力端４１ａがＥｒ添加光ファイバ
１０の出力端に接続された第２のＷＤＭカプラ４１とを
有している。

【００７３】後段の増幅媒体は、半導体レーザ１６と、
一方の出力端４３ｃが半導体レーザ１６に接続された第
３のＷＤＭカプラ４３と、出力端が第３のＷＤＭカプラ
４３の一方の入力端４３ａに接続されたＥｒ添加光ファ
イバ１４と、一方の出力端４２ｂがＥｒ添加光ファイバ
１４の入力端に接続され一方の入力端４２ｃが第２のＷ
ＤＭカプラ４１の一方の出力端４１ｃに光ファイバを介
して接続された第４のＷＤＭカプラ４２とを有してい
る。

【００７４】損失媒体は、第２のＷＤＭカプラ４１の他
方の出力端４１ｂと第４のＷＤＭカプラ４２の他方の入
力端４２ａとの間に接続されたＥｒ添加光ファイバ１７
を有しており、信号光１−３，１−４のみ通過し、励起
光１３−３，１６−３は通過しない非励起となってい
る。

【００７５】半導体レーザ１３，１６に波長９８０ｎｍ
帯（或いは１４８０ｎｍ帯）の半導体レーザを用い、半
導体レーザ１３からの励起光１３−１は、ＷＤＭカプラ
４０によって分波された後Ｅｒ添加光ファイバ１０内を
矢印１３−２のように伝搬して吸収される。Ｅｒ添加光
ファイバ１０で吸収しきれずに励起光が残った場合、Ｗ
ＤＭカプラ４１によって矢印１３−３のように分波さ
れ、さらにＷＤＭカプラ４２によってＥｒ添加光ファイ
バ１４内を矢印１３−４のように伝搬する。

【００７６】半導体レーザ１６からの励起光１６−１は
ＷＤＭカプラ４３を介してＥｒ添加光ファイバ１４内を
矢印１６−２のように伝搬して吸収される。Ｅｒ添加光
ファイバ１４で吸収しきれずに励起光が残った場合、Ｗ
ＤＭカプラ４２によって分波されて矢印１６−３のよう
に伝搬し、さらにＷＤＭカプラ４１によって分波されて
矢印１６−４のように伝搬する。

【００７７】ここで、ＷＤＭカプラ４０，４１，４２，
４４は、波長９８０ｎｍ帯（或いは１４８０ｎｍ帯）の
励起光を分波し、波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ帯の
信号光を通過させる特性を有する光分波器である。Ｅｒ
添加光ファイバ１７内にはいずれの半導体レーザ１３，
１６からの励起光も伝搬しない構成になっている。

【００７８】図６は本発明の光ファイバ増幅器の他の実
施の形態を示すブロック図である。

【００７９】図１に示した実施の形態との相違点は、前
段の希土類添加光ファイバを双方向で励起すると共に、
後段の希土類添加光ファイバを双方向で励起する点であ
る。

【００８０】前段の増幅媒体は、第１の励起光源として
の半導体レーザ５０、一方の入力端５５ｃが半導体レー
ザ５０に接続された第１のＷＤＭカプラ５５と、入力端
が第１のＷＤＭカプラ５５の一方の出力端５５ｂに接続
されたＥｒ添加光ファイバ１０と、一方の入力端５６ａ
がＥｒ添加光ファイバ１０の出力端に接続された第２の
ＷＤＭカプラ５６と、一方の入力端５７ｃが第２のＷＤ
Ｍカプラ５６の一方の出力端５６ｄに光ファイバを介し
て接続された第３のＷＤＭカプラ５７と、第３のＷＤＭ
カプラ５７の一方の出力端５７ｄに接続された第２の励
起光源としての半導体レーザ５２とを有する。

【００８１】半導体レーザ５０，５２には波長９８０ｎ
ｍ帯（或いは１４８０ｎｍ帯）の半導体レーザが用いら
れている。

【００８２】後段の増幅媒体は、第３の励起光源として
の半導体レーザ５１と、他方の入力端５６ｃが半導体レ
ーザ５１に接続された第２のＷＤＭカプラ５６と、一方
の入力端５７ｃが第２のＷＤＭカプラ５６の一方の出力
端５６ｄに光ファイバを介して接続された第３のＷＤＭ
カプラ５７と、入力端が第３のＷＤＭカプラ５７の他方
の出力端５７ｂに接続されたＥｒ添加光ファイバ１４
と、一方の入力端がＥｒ添加光ファイバ１４の出力端に
接続された第４のＷＤＭカプラ５８と、第４のＷＤＭカ
プラ５８の一方の出力端５８ｃに接続された第４の励起
光源としての半導体レーザ５３とを有する。

【００８３】半導体レーザ５１，５３には波長１４８０
ｎｍ帯（或いは９８０ｎｍ帯）の半導体レーザが用いら
れている。

【００８４】ＷＤＭカプラ５５，５６には波長９８０ｎ
ｍ帯（或いは１４８０ｎｍ帯）の励起光を分波し、信号
光を通過させる光分波器が用いられ、ＷＤＭカプラ５
７，５８には波長１４８０ｎｍ帯（或いは９８０ｎｍ
帯）の励起光を分波し、信号光を通過させる光分波器が
用いられている。

【００８５】損失媒体は、第２のＷＤＭカプラ５６の他
方の出力端５６ｂと第３のＷＤＭカプラ５７の他方の入
力端５７ａとの間に接続されたＥｒ添加光ファイバ１７
を有ており、信号光１−３、１−４のみ通過し、励起光
５０−３，５１−２，５２−２，５３−３は通過しない
非励起となっている。

【００８６】Ｅｒ添加光ファイバ１０内を伝搬する励起
光は、半導体レーザ５０からの励起光５０−２と、半導
体レーザ５２からの励起光５２−３である。またＥｒ添
加光ファイバ１４内を伝搬する励起光は、半導体レーザ
５１からの励起光５１−３と、半導体レーザ５３からの
励起光５３−２である。

【００８７】各半導体レーザ５０〜５３からの励起光の
伝搬経路は以下のようになる。

【００８８】まず、半導体レーザ５０からの励起光５０
−１は、ＷＤＭカプラ５５によってＥｒ添加光ファイバ
１０内に結合されて、矢印５０−２のように伝搬し、Ｅ
ｒ添加光ファイバ１０内のＥｒイオンに吸収され、反転
分布状態を形成し、信号光１−１の増幅に寄与する。も
し、励起光５０−１のパワーが大きすぎた場合やＥｒ添
加光ファイバ１０のファイバ長Ｌ₁が短すぎた場合、さ
らにはＥｒ添加量が少なすぎた場合には、励起光５０−
２の一部はＥｒ添加光ファイバ１０を通過してＷＤＭカ
プラ５６によって分波されて矢印５０−３のように伝搬
する。

【００８９】半導体レーザ５２からの励起光５２−１
は、ＷＤＭカプラ５７を通過して矢印５２−２のように
伝搬した後ＷＤＭカプラ５６によって分波されてＥｒ添
加光ファイバ１０内に結合され、矢印５２−３のように
伝搬し、Ｅｒイオンに吸収され、反転分布状態を形成
し、信号光１−１の増幅に寄与する。

【００９０】半導体レーザ５１からの励起光５１−１
は、ＷＤＭカプラ５６を通過して矢印５１−２のように
伝搬後、ＷＤＭカプラ５７によって分波されてＥｒ添加
光ファイバ１４内に結合され、矢印５１−３のように伝
搬し、Ｅｒ添加光ファイバ１４内のＥｒイオンに吸収さ
れ、反転分布状態を形成し、信号光１−５の増幅に寄与
する。

【００９１】半導体レーザ５３からの励起光５３−１
は、ＷＤＭカプラ５８によってＥｒ添加光ファイバ１４
内に矢印５３−２のように伝搬した後、Ｅｒ添加光ファ
イバ１４内を矢印５３−２のように伝搬し、Ｅｒ添加光
ファイバ１４内のＥｒイオンに吸収され、反転分布状態
を形成し、信号光１−５の増幅に寄与する。もし励起光
５３−２がＥｒ添加光ファイバ１４内のＥｒイオンに完
全に吸収されずに残っていた場合には、その残存励起光
はＷＤＭカプラ５７によって分波されて矢印５３−３の
ように伝搬する。

【００９２】このように、それぞれのＥｒ添加光ファイ
バ１０，１４内には、それぞれ２組の半導体レーザ（５
０，５２と５１，５３）からの励起光が伝搬するように
構成されており、図１、図３、図４及び図５に示した光
ファイバ増幅器と比べて２倍の半導体レーザが設けられ
ることにより、高利得、高飽和出力特性をもたらす。

【００９３】広帯域化に対しては、高利得化に伴い、Ｅ
ｒ添加光ファイバ１７のファイバ長Ｌ₂を図１、図３、
図４及び図５に示した光ファイバ増幅器の場合と比べて
長くすることによって達成することができる。

【００９４】本発明は上記実施の形態に限定されない。
まずＥｒ添加光ファイバ１７の代わりに１５３０ｎｍ帯
の波長の信号光を強く減衰させる干渉膜フィルタを挿入
するか、或いは１５３０ｎｍ帯の波長の信号光を反射さ
せるグレーティングを挿入してもよい。また、光アイソ
レータ１０８，１０９を用いる代わりに光サーキュレー
タを用いてもよい。Ｅｒ添加光ファイバ１０，１４，１
７には、Ｅｒ添加マルチコアファイバ以外に通常のＥｒ
添加コアが１個からなるＥｒ添加ファイバを用いてもよ
い。さらにＥｒ添加光ファイバ１０，１４，１７はＥ
ｒ，Ａｌ以外にＹｂ（イッテルビウム）やＣｅ（セリウ
ム）等の希土類元素が少なくとももう１種類含まれてい
てもよく、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｐ（リン）、Ｆ（フ
ッ素）等の屈折率制御用添加物が含まれていてもよい。

【００９５】以上において本発明によれば、 (1) 利得及びその波長特性の異なる２つの増幅媒体と、
１５３０ｎｍ付近に減衰ピークをもち、かつその減衰の
波長特性をもった１つの損失媒体がカスケードに接続さ
れており、かつ、それぞれの増幅媒体の利得及び波長特
性はＥｒ添加光ファイバの長さと励起光パワーとそのＥ
ｒ添加光ファイバ内に添加されている添加材料（Ｅｒ，
Ａｌ等）の添加量によって制御することができ、損失媒
体もそのＥｒ添加光ファイバの長さとその光ファイバ内
に添加されている添加材料（Ｅｒ、Ａｌ等）によって制
御できるので、従来のＥｒ添加光ファイバ増幅器より利
得の波長特性を、多くのパラメータによって平坦にする
自由度が増え、結果的に広帯域にわたって平坦な利得の
波長特性を実現することができる。

【００９６】(2) ３つの同一構造のＷＤＭカプラと、２
つの励起光源とを用いた簡単な構成、かつ低コストで増
幅媒体に励起光を供給することができる。増幅媒体は後
方励起で、増幅媒体は前方励起で励起するする場合にお
いて、３つのＷＤＭカプラと、２つの励起光源とが一か
所に集中しているので、実装及び保守が容易である。

【００９７】(3) ２つのＷＤＭカプラと、２つの励起光
源とを用いた簡単な構成、かつ低コストな構成で、さら
にこれらの光部品を一か所に集中して配置できるので、
実装、保守及び操作が容易である。また増幅媒体の励起
光の波長が異なっているので、励起光源同志の干渉によ
る励起光のパワーや波長の変動や劣化が少ない。

【００９８】(4) 増幅媒体をそれぞれ前方励起によって
励起しているので、低雑音指数特性を実現することがで
きる。また、励起光の波長が異なっているので、励起光
源同志の干渉による励起光のパワーや波長の変動、劣化
の心配がない。

【００９９】(5) ４つの同一構造のＷＤＭカプラと２つ
の同一波長の励起光源を用いることにより、各励起光源
のパワーを増幅媒体にそれぞれ供給して有効活用できる
ので、高利得、広帯域特性をより効率的に実現すること
ができる。

【０１００】(6) ４つのＷＤＭカプラと４つの励起光源
とを用いることにより、高利得でより飽和出力が高く
て、広帯域な光ファイバ増幅器を実現することができ
る。

【０１０１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【０１０２】利得の波長特性が異なり励起光源からの励
起光が入力される希土類添加光ファイバを増幅媒体とす
る複数の増幅手段と、励起光源からの励起光がバイパス
されて入力されない希土類添加光ファイバを損失媒体と
を有し、これら媒体をカスケード接続したことにより、
広い波長域にわたって利得の波長特性の平坦な光ファイ
バ増幅器の提供を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ増幅器の一実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】図１に示した光ファイバ増幅器の波長利得特性
を示す図である。

【図３】本発明の光ファイバ増幅器の他の実施の形態を
示すブロック図である。

【図４】本発明の光ファイバ増幅器の他の実施の形態を
示すブロック図である。

【図５】本発明の光ファイバ増幅器の他の実施の形態を
示すブロック図である。

【図６】本発明の光ファイバ増幅器の他の実施の形態を
示すブロック図である。

【図７】本発明者らが提案したＥｒ添加マルチコア光フ
ァイバの断面図である。

【図８】本発明の前提となった光ファイバ増幅器のブロ
ック図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、信号光パワーＳｐをパラ
メータにとって利得の波長特性を測定した結果を示す図
である。

【図１０】従来の光ファイバ増幅器のブロック図であ
る。

【図１１】図７に示したＥｒ添加マルチコア光ファイバ
の損失波長特性を示す図である。

【符号の説明】

１０，１４，１７希土類添加光ファイバ（Ｅｒ添加光
ファイバ）１３，１６励起光源（半導体レーザ）１１，１２，１５ＷＤＭカプラ１０８，１０９光アイソレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類添加光ファイバに、信号光を伝搬
させると共に励起光源から励起光を入力することにより
上記信号光を増幅する光ファイバ増幅器において、利得
の波長特性が異なり励起光源からの励起光が入力される
希土類添加光ファイバを増幅媒体とする複数の増幅手段
と、信号光のみ通過する非励起の希土類添加光ファイバ
を損失媒体とする損失手段とを有し、これら媒体をカス
ケード接続したことを特徴とする光ファイバ増幅器。
【請求項２】前段の増幅手段が、第１の希土類添加光
ファイバと、一方の入力端が第１の光ファイバに接続さ
れた第１のＷＤＭカプラと、一方の入力端が第１のＷＤ
Ｍカプラの一方の出力端に接続された第２のＷＤＭカプ
ラと、第２のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続された
第１の励起光源とを有し、後段の増幅手段が、第２の希
土類添加光ファイバと、一方の出力端が第２の希土類添
加光ファイバの入力端に接続された第３のＷＤＭカプラ
と、他方の出力端が第３のＷＤＭカプラの一方の入力端
に接続された第２のＷＤＭカプラと、第２のＷＤＭカプ
ラの他方の入力端に接続された第２の励起光源とを有
し、損失媒体が、第１のＷＤＭカプラの他方の出力端と
第３のＷＤＭカプラの他方の入力端との間に接続された
第３の希土類添加光ファイバを有する請求項１記載の光
ファイバ増幅器。
【請求項３】前段の増幅手段が、第１の希土類添加光
ファイバと、一方の入力端が第１の光ファイバの出力端
に接続された第１のＷＤＭカプラと、一方の入力端が第
１のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続された第２のＷ
ＤＭカプラと、第２のＷＤＭカプラの一方の出力端に接
続された第１の励起光源とを有し、後段の増幅手段が、
第２の希土類添加光ファイバと、他方の出力端が第２の
希土類添加光ファイバの入力端に接続された第２のＷＤ
Ｍカプラと、一方の出力端が第２のＷＤＭカプラの一方
の入力端に接続された第１のＷＤＭカプラと、第１のＷ
ＤＭカプラの他方の入力端に接続された第２の励起光源
とを有し、損失媒体が、第１のＷＤＭカプラの他方の出
力端と第２のＷＤＭカプラの他方の入力端との間の接続
された第３の希土類添加光ファイバを有する請求項１記
載の光ファイバ増幅器。
【請求項４】前段の増幅手段が、第１の励起光源と、
一方の入力端が第１の励起光源に接続された第１のＷＤ
Ｍカプラと、入力端が第１のＷＤＭカプラの一方の出力
端に接続された第１の希土類添加光ファイバとを有し、
後段の増幅手段が、第２の励起光源と、一方の入力端が
第２の励起光源に接続された第２のＷＤＭカプラと、一
方の入力端が第２のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続
された第３のＷＤＭカプラと、入力端が第３のＷＤＭカ
プラの一方の出力端に接続された第２の希土類添加光フ
ァイバとを有し、損失媒体が、上記第２のＷＤＭカプラ
の他方の出力端と上記第３のＷＤＭカプラの他方の入力
端との間に接続された第３の希土類添加光ファイバを有
する請求項１記載の光ファイバ増幅器。
【請求項５】前段の増幅媒体が、第１の励起光源と、
一方の入力端が第１の励起光源に接続された第１のＷＤ
Ｍカプラと、入力端が第１のＷＤＭカプラの一方の出力
端に接続された第１の希土類添加光ファイバと、一方の
入力端が第１の希土類添加光ファイバの出力端に接続さ
れた第２のＷＤＭカプラとを有し、後段の増幅媒体が、
第２の励起光源と、一方の出力端が第２の励起光源に接
続された第３のＷＤＭカプラと、出力端が第３のＷＤＭ
カプラの一方の入力端に接続された第２の希土類添加光
ファイバと、一方の出力端が第２の希土類添加光ファイ
バの入力端に接続され一方の入力端が第２のＷＤＭカプ
ラの一方の出力端に接続された第４のＷＤＭカプラとを
有し、損失媒体が第２のＷＤＭカプラの他方の出力端と
第４のＷＤＭカプラの他方の入力端との間に接続された
第３の希土類添加光ファイバを有する請求項１記載の光
ファイバ増幅器。
【請求項６】前段の増幅媒体が、第１の励起光源と、
一方の入力端が第１の励起光源に接続された第１のＷＤ
Ｍカプラと、入力端が第１のＷＤＭカプラの一方の出力
端に接続された第１の希土類添加光ファイバと、一方の
入力端が第１の希土類添加光ファイバの出力端に接続さ
れた第２のＷＤＭカプラと、一方の入力端が第２のＷＤ
Ｍカプラの一方の出力端に接続された第３のＷＤＭカプ
ラと、第３のＷＤＭカプラの一方の出力端に接続された
第２の励起光源とを有し、後段の増幅媒体が、第３の励
起光源と、他方の入力端が第３の励起光源に接続された
第２のＷＤＭカプラと、一方の入力端が第２のＷＤＭカ
プラの一方の出力端に接続された第３のＷＤＭカプラ
と、入力端が第３のＷＤＭカプラの他方の出力端に接続
された第２の希土類添加光ファイバと、一方の入力端が
第２の希土類添加光ファイバの出力端に接続された第４
のＷＤＭカプラと、第４のＷＤＭカプラの一方の出力端
に接続された第４の励起光源とを有し、損失媒体が第２
のＷＤＭカプラの他方の出力端と第３のＷＤＭカプラの
他方の入力端との間に接続された第３の希土類添加光フ
ァイバを有する請求項１に記載の光ファイバ増幅器。
【請求項７】各ＷＤＭカプラで分波される光の波長λ
_P1には９８０ｎｍ帯或いは１４８０ｎｍ帯を用い、各Ｗ
ＤＭカプラを通過する光の波長λ_P2には１４８０ｎｍ帯
或いは９８０ｎｍ帯を用いる請求項２から６のいずれか
に記載の光ファイバ増幅器。
【請求項８】前段の増幅手段の入力側及び後段の増幅
手段の出力側にそれぞれ光アイソレータを接続した請求
項２から７のいずれかに記載の光ファイバ増幅器。