JP2010262988A

JP2010262988A - Optical amplification device and optical transmission system

Info

Publication number: JP2010262988A
Application number: JP2009110870A
Authority: JP
Inventors: Mikiya Suzuki; 幹哉鈴木
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical amplification device capable of amplifying wavelength division multiplexing optical signals in a collective manner. <P>SOLUTION: The optical amplification device includes: an input unit (an input port 11) for input of a wavelength division multiplexing optical signal; a laser beam source (a laser diode 20) generating a multimode laser beam; a double clad type optical fiber (an amplifying optical fiber 12) added with a rare earth element in a core and amplifying the wavelength division multiplexing optical signal by induced emission based on the multimode laser beam generated from the laser beam source to output the amplified signal; and an output unit (an output port 23) for output of the wavelength division multiplexing optical signal having been amplified by the double clad type optical fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信分野等に適用される光増幅装置および光伝送システムに関するものである。 The present invention relates to an optical amplifying apparatus and an optical transmission system that are applied to the field of optical communication and the like.

近年、ＦＴＴｘ（Fiber To The x）と呼ばれる、ユーザ宅向けの光ファイバ通信網が社会に浸透している。このような光ファイバ通信網では、伝送路の伝送損失を補償するとともに、複数の加入者に光信号を分配するための分配器における分配損失を補償する目的で、光増幅装置が使用される。 In recent years, an optical fiber communication network called FTTx (Fiber To The x) for a user's home has penetrated the society. In such an optical fiber communication network, an optical amplifying apparatus is used for the purpose of compensating for transmission loss of a transmission line and compensating for distribution loss in a distributor for distributing an optical signal to a plurality of subscribers.

このような光増幅装置としては、例えば、光増幅物質としてエルビウムがコア部に添加された光ファイバに、映像信号等の光信号を入力するとともに、励起光源からの励起光を入力することにより、光信号を増幅するファイバ型光増幅装置（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）が知られている。近年では、さらに、吸収帯域としてワット級出力の高出力レーザが励起光源として適用できるイッテルビウム（Ytterbium）をコア部に添加することが行われている。また、コア部において結合可能な励起光強度を高めるために、光信号をコア部内にシングルモード伝搬させ、出力の高いマルチモードレーザ光源からの励起光を、コア部を囲むクラッド部内にマルチモード伝搬させるダブルクラッド型の光ファイバを使用することも行われている（特許文献１参照）。 As such an optical amplifying device, for example, by inputting an optical signal such as a video signal into an optical fiber in which erbium is added to the core as an optical amplifying substance, and by inputting excitation light from an excitation light source, A fiber type optical amplifying device (EDFA: Erbium Doped Fiber Amplifier) that amplifies an optical signal is known. In recent years, ytterbium which can be applied as a pumping light source with a high-power laser having a watt-class output as an absorption band has been added to the core. In addition, in order to increase the intensity of pumping light that can be coupled in the core part, the optical signal is propagated in the single mode in the core part, and the pump light from the high-mode multimode laser light source is propagated in the multi-mode in the cladding part surrounding the core part. A double clad type optical fiber is also used (see Patent Document 1).

エルビウムおよびイッテルビウムを添加した光ファイバを用いた光増幅装置は、当該光ファイバにおける変換効率が高い１５５０〜１５６０ｎｍ帯域内の１波もしくは２波程度の光信号を増幅する目的で使用されることが多い。図７は、このような光増幅装置の出力を１６分岐した後の増幅特性を示す図である。この図の横軸は光信号の波長を示し、縦軸は光出力を示している。この例は、１５５０ｎｍの信号を増幅した光スペクトルである。 An optical amplifying device using an optical fiber doped with erbium and ytterbium is often used for the purpose of amplifying an optical signal of about 1 wave or 2 waves in a 1550 to 1560 nm band having high conversion efficiency in the optical fiber. . FIG. 7 is a diagram showing the amplification characteristics after dividing the output of such an optical amplifying device into 16 branches. In this figure, the horizontal axis indicates the wavelength of the optical signal, and the vertical axis indicates the optical output. This example is an optical spectrum obtained by amplifying a signal of 1550 nm.

特開２００８−５３２９４号JP 2008-53294 A

ところで、前述したエルビウムおよびイッテルビウムを添加した光ファイバを用いた光増幅装置は、一般的に１５５０〜１５６０ｎｍ帯の波長域の信号が広く使われているＦＦＴｘシステムに適用されてきたが、増幅帯域幅は広くても２５ｎｍ程度である。しかし、通信分野で使われる波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）したＣ−Ｂａｎｄ全域（１５３０〜１５６０ｎｍ）の光信号を一括して増幅するためには、帯域幅が狭いという問題点がある。 By the way, the above-described optical amplifying device using an optical fiber doped with erbium and ytterbium has been applied to an FFTx system in which signals in the wavelength range of 1550 to 1560 nm are widely used. Is about 25 nm at most. However, there is a problem that the bandwidth is narrow in order to collectively amplify optical signals in the entire C-Band (1530 to 1560 nm) subjected to wavelength division multiplexing (WDM) used in the communication field.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来より広帯域な波長分割多重光信号を一括して増幅可能な光増幅装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an optical amplifying apparatus capable of collectively amplifying wavelength division multiplexed optical signals having a wider bandwidth than that of the prior art.

上記課題を解決するため、本発明は、波長分割多重光信号を増幅する光増幅装置において、前記波長分割多重光信号を入力する入力部と、マルチモードレーザ光を発生するレーザ光源と、コア部に希土類元素が添加され、前記レーザ光源からの前記マルチモードレーザ光に基づく誘導放出によって前記波長分割多重光信号を増幅して出力するダブルクラッド型の光ファイバと、前記ダブルクラッド型の光ファイバによって増幅された前記波長分割多重光信号を出力する出力部と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、波長分割多重光信号を一括して増幅可能となる。 In order to solve the above problems, the present invention provides an optical amplifying apparatus for amplifying a wavelength division multiplexed optical signal, an input unit for inputting the wavelength division multiplexed optical signal, a laser light source for generating multimode laser light, and a core unit A double-clad optical fiber that amplifies and outputs the wavelength division multiplexed optical signal by stimulated emission based on the multimode laser light from the laser light source, and the double-clad optical fiber. And an output unit for outputting the amplified wavelength division multiplexed optical signal.
According to such a configuration, wavelength division multiplexed optical signals can be amplified together.

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記コア部には、前記希土類元素として、エルビウムとイッテルビウムが共添加されていることを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
このような構成によれば、ワット級出力の高出力レーザを励起光源として適用することが可能となる。 According to another aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned invention, erbium and ytterbium are co-doped as the rare earth element in the core portion.
According to such a configuration, it is possible to apply a high-power laser having a watt-class output as an excitation light source.

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ダブルクラッド型の光ファイバは、当該光ファイバの条長と吸収係数の所定波長帯におけるピーク値との積で表される吸収条長積が、前記波長分割多重光信号を構成する全ての波長に対して所定のゲインを有する吸収条長積に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、吸収条長積を適切に設定することにより、十分な吸収条長積を有する場合に最も変換効率が高い波長帯域を多少犠牲にすることにより、波長分割多重光信号を構成する全ての波長の光信号に対してゲインを有することができる。 According to another aspect of the invention, in addition to the above-mentioned invention, the double-clad optical fiber has an absorption length product represented by a product of the length of the optical fiber and a peak value of an absorption coefficient in a predetermined wavelength band. The absorption length product having a predetermined gain is set for all wavelengths constituting the wavelength division multiplexed optical signal.
According to this configuration, the wavelength division multiplexed optical signal can be configured by appropriately setting the absorption length product and sacrificing the wavelength band with the highest conversion efficiency when there is sufficient absorption length product. It is possible to have gain for optical signals of all wavelengths.

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ダブルクラッド型の光ファイバは、前記吸収条長積が略３００ｄＢ以下に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、全ての波長の光信号に対して所定のゲインを持たせることができる。 According to another aspect of the invention, in addition to the above-described invention, the double-clad type optical fiber is characterized in that the absorption length product is set to about 300 dB or less.
According to this configuration, a predetermined gain can be given to optical signals of all wavelengths.

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ダブルクラッド型の光ファイバは、前記吸収条長積が略３０ｄＢ〜１５０ｄＢの範囲に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、例えば、Ｃ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号を構成する全ての波長の光信号に対して所定のゲインを持たせるとともに、増幅効率を高めることができる。 According to another aspect of the invention, in addition to the above-described invention, the double-clad optical fiber is characterized in that the absorption length product is set in a range of about 30 dB to 150 dB.
According to this configuration, for example, it is possible to give a predetermined gain to the optical signals of all wavelengths constituting the C-Band wavelength division multiplexed optical signal and increase the amplification efficiency.

また、本発明の光伝送システムは、波長分割多重光信号を送信する光送信装置と、前記請求項１〜５のいずれか１項記載の光増幅装置と、前記光増幅装置によって増幅された前記波長分割多重光信号を受信する光受信装置と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、伝送システムの通信品質を高めるとともに、消費電力を削減して、システムの維持に必要な経費を節約することができる。 An optical transmission system according to the present invention includes an optical transmitter that transmits a wavelength division multiplexed optical signal, the optical amplifier according to any one of claims 1 to 5, and the optical amplifier that is amplified by the optical amplifier. And an optical receiver that receives the wavelength division multiplexed optical signal.
According to this configuration, it is possible to improve the communication quality of the transmission system, reduce power consumption, and save expenses necessary for maintaining the system.

本発明の光増幅装置および光伝送システムによれば、波長分割多重光信号を一括して増幅可能となる。 According to the optical amplifying apparatus and the optical transmission system of the present invention, it becomes possible to amplify wavelength division multiplexed optical signals all together.

本発明の光増幅装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the optical amplifier of this invention. 図１に示す増幅光ファイバの断面構造と各部位の屈折率を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the amplification optical fiber shown in FIG. 1, and the refractive index of each site | part. 増幅光ファイバの長さを変化させた場合の励起光の強度と変換効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of excitation light at the time of changing the length of an amplification optical fiber, and conversion efficiency. 増幅光ファイバの長さを１．８〜７．８ｍの間で変化させた場合の光信号の波長とゲインとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wavelength of an optical signal at the time of changing the length of an amplification optical fiber between 1.8-7.8m, and a gain. 利得等化器の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a gain equalizer. 本実施形態の光増幅装置を適用した光伝送システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical transmission system to which the optical amplifier of this embodiment is applied. 増幅光ファイバの長さが１２ｍである場合において、１６分岐後の光信号の波長とゲインとの関係を示す図である。When the length of an amplification optical fiber is 12 m, it is a figure which shows the relationship between the wavelength of the optical signal after 16 branches, and a gain.

次に、本発明の実施形態について説明する。
（Ａ）実施形態の構成
図１は本発明の実施形態の光増幅装置の構成例を示す図である。この図に示すように、光増幅装置１０は、入力ポート１１、増幅光ファイバ１２、光カプラ１３，１４、光アイソレータ１５，１６、励起光混合器１７、フォトダイオード１８，１９、レーザダイオード２０、制御回路２１、利得等化器２２、および、出力ポート２３を有している。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
(A) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical amplification device according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the optical amplifying device 10 includes an input port 11, an amplifying optical fiber 12, optical couplers 13 and 14, optical isolators 15 and 16, an excitation light mixer 17, photodiodes 18 and 19, a laser diode 20, A control circuit 21, a gain equalizer 22, and an output port 23 are included.

入力ポート１１は、例えば、光コネクタ等によって構成され、例えば、波長帯域が１５３０〜１５６０ｎｍであるＣ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号を入力する。増幅光ファイバ（ＥＹＤＦ：Erbium Ytterbium Doped Fiber）１２は、波長分割多重光信号を、レーザダイオード２０によって発生された励起光による誘導放出によって増幅する。 The input port 11 includes, for example, an optical connector, and inputs a C-Band wavelength division multiplexed optical signal having a wavelength band of 1530 to 1560 nm, for example. An amplification optical fiber (EYDF: Erbium Ytterbium Doped Fiber) 12 amplifies the wavelength division multiplexed optical signal by stimulated emission by the pumping light generated by the laser diode 20.

図２は、増幅光ファイバ１２の断面構造と、各部の屈折率を示す図である。図２に示すように、増幅光ファイバ１２は、コア部１２ａ、第１クラッド部１２ｂ、および、第２クラッド部１２ｃを有するダブルクラッド型の光ファイバである。また、図２の下に示すように、各部の屈折率の高さは、コア部１２ａ、第１クラッド部１２ｂ、および、第２クラッド部１２ｃの順になっており、光信号は、コア部１２ａをシングルモードで伝搬され、レーザダイオード２０からの励起光は、コア部１２ａと第１クラッド部１２ｂをマルチモードで伝搬される。コア部１２ａは、例えば、石英ガラスによって構成され、エルビウム（Ｅｒ）とイッテルビウム（Ｙｂ）とが共添加されている。第１クラッド部１２ｂは、例えば、石英ガラスによって構成されている。第２クラッド部１２ｃは、例えば、樹脂や石英ガラス等によって構成されている。増幅光ファイバ１２の条長と、吸収係数の所定波長のピーク値との積で表される吸収条長積は、後述する条件に基づいて設定されている。なお、図２は、第１クラッド部１２ｂが円形の断面形状を有する場合を例に挙げているが、円形に限らず、例えば、矩形、三角形、または、星形等の形状であってもよい。 FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the amplification optical fiber 12 and the refractive index of each part. As shown in FIG. 2, the amplification optical fiber 12 is a double-clad optical fiber having a core portion 12a, a first cladding portion 12b, and a second cladding portion 12c. As shown in the lower part of FIG. 2, the refractive index of each part is in the order of the core part 12a, the first cladding part 12b, and the second cladding part 12c, and the optical signal is transmitted from the core part 12a. In the single mode, and the excitation light from the laser diode 20 propagates in the multi-mode through the core portion 12a and the first cladding portion 12b. The core portion 12a is made of, for example, quartz glass, and erbium (Er) and ytterbium (Yb) are added together. The first cladding portion 12b is made of, for example, quartz glass. The second cladding part 12c is made of, for example, resin or quartz glass. The absorption length product represented by the product of the length of the amplification optical fiber 12 and the peak value of the predetermined wavelength of the absorption coefficient is set based on the conditions described later. Note that FIG. 2 shows an example in which the first cladding portion 12b has a circular cross-sectional shape, but the shape is not limited to a circle, and may be, for example, a rectangle, a triangle, or a star shape. .

光カプラ１３は、入力ポート１１から入力された光信号の一部を分岐してフォトダイオード１８に入力し、残りを光アイソレータ１５に入力する。フォトダイオード（ＰＤ）１８は、光カプラ１３によって分岐された光信号を対応する電気信号に変換し、制御回路２１に供給する。なお、制御回路２１では、フォトダイオード１８から供給された電気信号をアナログもしくは対応するデジタル信号に変換し、入力信号の光強度を検出する。 The optical coupler 13 branches a part of the optical signal input from the input port 11 and inputs it to the photodiode 18, and inputs the rest to the optical isolator 15. The photodiode (PD) 18 converts the optical signal branched by the optical coupler 13 into a corresponding electric signal, and supplies it to the control circuit 21. The control circuit 21 converts the electrical signal supplied from the photodiode 18 into an analog or corresponding digital signal and detects the light intensity of the input signal.

光アイソレータ１５は、光カプラ１３からの光を透過させ、増幅光ファイバ１２と励起光混合器１７から戻ってくる光を遮断する機能を有する。レーザダイオード（ＬＤ）２０は、例えば、波長が９００ｎｍ帯域の励起光としてのレーザ光を発生するマルチモード半導体レーザ素子によって構成される。なお、レーザダイオード２０は、冷却素子としてのペルチェ素子を有しないアンクールド（uncooled）型の半導体レーザ素子である。 The optical isolator 15 has a function of transmitting light from the optical coupler 13 and blocking light returning from the amplification optical fiber 12 and the pumping light mixer 17. The laser diode (LD) 20 is configured by, for example, a multimode semiconductor laser element that generates laser light as excitation light having a wavelength in the 900 nm band. The laser diode 20 is an uncooled semiconductor laser element that does not have a Peltier element as a cooling element.

励起光混合器１７は、レーザダイオード２０によって発生された励起光を、増幅光ファイバ１２に入力し、コア部１２ａ内と第１クラッド部１２ｂ内とをマルチモードで伝搬させる。また、励起光混合器１７は、光アイソレータ１５から出力された光信号を、増幅光ファイバ１２に入力し、コア部１２ａ内をシングルモードで伝搬させる。 The excitation light mixer 17 inputs the excitation light generated by the laser diode 20 to the amplification optical fiber 12 and propagates it in the core portion 12a and the first cladding portion 12b in multimode. In addition, the excitation light mixer 17 inputs the optical signal output from the optical isolator 15 to the amplification optical fiber 12 and propagates it in the core portion 12a in a single mode.

光アイソレータ１６は、増幅光ファイバ１２からの光を透過させ、光カプラ１４から戻ってくる光を遮断する機能を有する。光カプラ１４は、光アイソレータ１６から出力される光信号の一部を分岐してフォトダイオード１９に入力し、残りを利得等化器２２に導く。利得等化器（ＥＱ）２２は、増幅光ファイバ１２によって増幅された光信号の利得特性が平坦になるようにゲインの調整を行う。出力ポート２３は、例えば、光コネクタ等によって構成され、増幅された光信号を外部に対して出力する。 The optical isolator 16 has a function of transmitting light from the amplification optical fiber 12 and blocking light returning from the optical coupler 14. The optical coupler 14 branches a part of the optical signal output from the optical isolator 16 and inputs it to the photodiode 19, and guides the remainder to the gain equalizer 22. The gain equalizer (EQ) 22 adjusts the gain so that the gain characteristic of the optical signal amplified by the amplification optical fiber 12 becomes flat. The output port 23 is configured by, for example, an optical connector and outputs an amplified optical signal to the outside.

制御回路２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路、および、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換回路等によって構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納されているプログラムに応じて、ＲＡＭをワークエリアとして演算処理を実行し、フォトダイオード１８，１９から供給される信号に基づいて、レーザダイオード２０の駆動電流を制御することにより、光増幅装置１０から出力される光信号の強度が一定になるようにＡＬＣ（Automatic Output Power Level Control）、または、利得が一定となるようにＡＧＣ（Automatic Gain Control）を実行する。なお、制御回路２１は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等によって構成するようにしてもよい。 The control circuit 21 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an A / D (Analog to Digital) conversion circuit, and a D / A (Digital to Analog) conversion. In accordance with a program stored in the ROM, the CPU executes arithmetic processing using the RAM as a work area, and drives the laser diode 20 based on signals supplied from the photodiodes 18 and 19. By controlling ALC (Automatic Output Power Level Control) so that the intensity of the optical signal output from the optical amplifying apparatus 10 is constant, or AGC (Automatic Gain Control) is performed so that the gain is constant To do. The control circuit 21 may be configured by a DSP (Digital Signal Processor) or the like, for example.

（Ｂ）実施形態の動作
以下では、本実施形態の動作の概要を説明した後、詳細な動作を説明する。本実施形態では、エルビウムとイッテルビウムとが共添加されたダブルクラッド型の増幅光ファイバ１２を使用しているが、当該増幅光ファイバ１２は、一般的には、１５５０〜１５６０ｎｍ付近の１波または２波程度の光信号の増幅に使用される。また、変換効率を高めるために、増幅光ファイバ１２の長さ（条長）は、１０ｍ以上（吸収条長積にして４００ｄＢ以上）に設定されることが一般的である。図３は、増幅光ファイバ１２の長さを変化させた場合における、９１５ｎｍの励起光のパワーと、波長１５５０ｎｍの出力信号光パワーの変換効率（ＰＣＥ：Power Conversion Efficiency）との関係を示す図である。この図に示すように、増幅光ファイバ１２の長さが、１０ｍ以上である場合（１０ｍ，１２ｍ，１４ｍの場合）には、変換効率は略同じ特性を有しているが、８ｍの場合には１０ｍ以上の場合に比較すると変換効率が顕著に低くなっている。 (B) Operation of Embodiment In the following, after describing the outline of the operation of the present embodiment, the detailed operation will be described. In this embodiment, the double clad type amplification optical fiber 12 in which erbium and ytterbium are co-doped is used. Generally, the amplification optical fiber 12 is composed of one wave or two near 1550 to 1560 nm. Used to amplify optical signals of the order of waves. In order to increase the conversion efficiency, the length (strip length) of the amplification optical fiber 12 is generally set to 10 m or more (absorption strip length product of 400 dB or more). FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the power of 915 nm pumping light and the conversion efficiency (PCE: Power Conversion Efficiency) of output signal light power having a wavelength of 1550 nm when the length of the amplification optical fiber 12 is changed. is there. As shown in this figure, when the length of the amplification optical fiber 12 is 10 m or more (in the case of 10 m, 12 m, and 14 m), the conversion efficiency has substantially the same characteristics, but in the case of 8 m Compared with the case of 10 m or more, the conversion efficiency is remarkably lowered.

前述した図７は、増幅光ファイバ１２の長さが１２ｍである場合における１６分岐後の増幅特性である。このように、増幅光ファイバ１２の長さが１０ｍ以上である場合には、増幅特性は１５５０〜１５６０ｎｍ付近に２５ｎｍ程度の増幅帯域を有する（狭帯域）な特性となる。 FIG. 7 described above shows the amplification characteristics after 16 branches when the length of the amplification optical fiber 12 is 12 m. Thus, when the length of the amplification optical fiber 12 is 10 m or more, the amplification characteristic is a characteristic having an amplification band of about 25 nm (narrow band) in the vicinity of 1550 to 1560 nm.

図４は、増幅光ファイバ１２の長さを１．８〜７．８ｍの間で変化させた場合の波長とゲインの関係をプローブ法によって実測した結果を示す図である。プローブ法は、一般的に波長多重信号を入力した場合の増幅特性を少数の信号を用いて容易かつ正確に把握する手段である。この図に示すように、増幅光ファイバ１２の長さが長くなるにつれて、短波長側の増幅帯域が図の右側（長波長側）に移動し、特性が狭帯域化する。 FIG. 4 is a diagram showing the result of actual measurement by the probe method of the relationship between wavelength and gain when the length of the amplification optical fiber 12 is changed between 1.8 and 7.8 m. In general, the probe method is a means for easily and accurately grasping the amplification characteristic when a wavelength division multiplexed signal is input using a small number of signals. As shown in this figure, as the length of the amplification optical fiber 12 becomes longer, the amplification band on the short wavelength side moves to the right side (long wavelength side) in the figure, and the characteristics are narrowed.

そこで、本願では、エルビウムとイッテルビウムとが共添加されたダブルクラッド型の増幅光ファイバ１２を、１５５０ｎｍ帯の信号を増幅するために通常使用される長さ（１０ｍ以上）よりも短い長さに設定することにより、十分な長さ（例えば、１０ｍ以上）において最も変換効率が高い帯域である１５５０〜１５６０ｎｍ付近の特性は多少犠牲にする代わりに、増幅特性を広帯域化（例えば、３３ｎｍ程度に広帯域化）する。これにより、例えば、波長帯域が１５３０〜１５６０ｎｍであるＣ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号を一括増幅することが可能となる。その結果、本実施形態の光増幅装置１０を、ＷＤＭおよびＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）等の光増幅装置として、従来のＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）に代替して、通信分野に適用することが可能になる。また、レーザダイオード２０としてアンクールド型の高出力マルチモードレーザダイオードを使用することができることから、ペルチェ素子によって消費される電力（レーザダイオード２０を駆動するために必要な電力の約２倍の電力）が不要になり、光増幅装置１０の消費電力を１／３以下に減少させることができる。消費電力の一例として、１波のアンプの例を示す。ＥＤＦＡで冷却型シングルモードＬＤの４００ｍＷ級を３個使用して得られる出力は、約＋２８．５ｄＢｍで最大消費電流は１２．６Ａであるのに対し、ダブルクラッド型アンプ（クラッドポンプアンプ）で４Ｗ級の非冷却マルチモードＬＤ１個を使用して得られる出力は＋３０ｄＢｍで最大消費電流は４．２Ａである。また、ペルチェ素子の放熱器を省略することにより、装置全体のサイズを縮小することができる。さらに、エルビウムとイッテルビウムとが共添加されたダブルクラッド型の増幅光ファイバ１２は、高利得を簡単に得ることができることから、利得等化器２２によって利得の平坦化を行った場合であっても、従来のＥＤＦＡで波長多重信号を増幅した場合よりも広帯域かつ高利得の増幅を実現できる。 Therefore, in the present application, the double clad amplification optical fiber 12 in which erbium and ytterbium are co-doped is set to a length shorter than a length (10 m or more) normally used for amplifying a signal in the 1550 nm band. By doing so, instead of sacrificing the characteristics in the vicinity of 1550 to 1560 nm, which is the band with the highest conversion efficiency at a sufficient length (for example, 10 m or more), the amplification characteristics are widened (for example, widened to about 33 nm). ) Thereby, for example, it becomes possible to collectively amplify C-Band wavelength division multiplexed optical signals having a wavelength band of 1530 to 1560 nm. As a result, the optical amplifying apparatus 10 of the present embodiment can be applied to the communication field as an optical amplifying apparatus such as WDM and DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) instead of a conventional EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). It becomes possible. In addition, since an uncooled high-power multimode laser diode can be used as the laser diode 20, the power consumed by the Peltier element (power that is approximately twice the power required to drive the laser diode 20) is increased. The power consumption of the optical amplifying apparatus 10 can be reduced to 1/3 or less. As an example of power consumption, an example of a one-wave amplifier is shown. The output obtained by using three 400mW class of cooling type single mode LD with EDFA is about + 28.5dBm and the maximum current consumption is 12.6A, while 4W with double clad amplifier (clad pump amplifier). The output obtained by using one class non-cooled multimode LD is +30 dBm and the maximum current consumption is 4.2 A. Moreover, the size of the entire apparatus can be reduced by omitting the Peltier element radiator. Further, the double-clad amplification optical fiber 12 in which erbium and ytterbium are co-doped can easily obtain a high gain. Therefore, even when gain flattening is performed by the gain equalizer 22. Thus, it is possible to realize amplification with a wider band and higher gain than when a wavelength multiplexed signal is amplified with a conventional EDFA.

つぎに、本実施形態の詳細な動作について説明する。 Next, the detailed operation of the present embodiment will be described.

本実施形態では、一例として、波長帯域が１５３０〜１５６０ｎｍであるＣ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号を増幅する場合を例に挙げて説明する。波長分割多重光信号が入力ポート１１から入力されると、光カプラ１３は、その一部を分岐してフォトダイオード１８に入力する。具体的には、光カプラ１３が２０ｄＢカプラである場合（分岐比が１／１００である場合）には、光信号の１／１００がフォトダイオード１８に入力され、残りが光アイソレータ１５に入力される。 In the present embodiment, as an example, a case will be described in which a C-Band wavelength division multiplexed optical signal having a wavelength band of 1530 to 1560 nm is amplified. When the wavelength division multiplexed optical signal is input from the input port 11, the optical coupler 13 branches a part and inputs it to the photodiode 18. Specifically, when the optical coupler 13 is a 20 dB coupler (when the branching ratio is 1/100), 1/100 of the optical signal is input to the photodiode 18 and the rest is input to the optical isolator 15. The

フォトダイオード１８は、入力された光信号を電気信号に変換し、制御回路２１に供給する。制御回路２１は、入力された電気信号をアナログ信号または対応するデジタル信号に変換した後、得られたデータと、光カプラ１３の分岐比とに応じて入力ポート１１から入力された光信号の強度を算出する。 The photodiode 18 converts the input optical signal into an electric signal and supplies it to the control circuit 21. The control circuit 21 converts the input electric signal into an analog signal or a corresponding digital signal, and then the intensity of the optical signal input from the input port 11 according to the obtained data and the branching ratio of the optical coupler 13. Is calculated.

光アイソレータ１５を通過した光信号は、励起光混合器１７に導かれる。励起光混合器１７は、光アイソレータ１５を通過した光信号を増幅光ファイバ１２のコア部１２ａに入力し、コア部１２ａ内をシングルモードで伝搬させる。一方、レーザダイオード２０が発生した励起光は、励起光混合器１７により、増幅光ファイバ１２のコア部１２ａと第１クラッド部１２ｂに入力され、コア部１２ａと第１クラッド部１２ｂの内部をマルチモードで伝搬される。励起光は、増幅光ファイバ１２を伝搬しながら、コア部１２ａのイッテルビウムイオン（Ｙｂ^３＋）に吸収され、イッテルビウムイオンが間接的にエルビウムイオン（Ｅｒ^３＋）を励起する。コア部１２ａを伝搬される光信号は、励起されたエルビウムイオンからの誘導放出によって増幅される。 The optical signal that has passed through the optical isolator 15 is guided to the excitation light mixer 17. The excitation light mixer 17 inputs the optical signal that has passed through the optical isolator 15 to the core portion 12a of the amplification optical fiber 12, and propagates the inside of the core portion 12a in a single mode. On the other hand, the pumping light generated by the laser diode 20 is input by the pumping light mixer 17 to the core portion 12a and the first cladding portion 12b of the amplification optical fiber 12, and the inside of the core portion 12a and the first cladding portion 12b is multiplexed. Propagated in mode. The excitation light is absorbed by ytterbium ions (Yb ³⁺ ) in the core portion 12 a while propagating through the amplification optical fiber 12, and the ytterbium ions indirectly excite erbium ions (Er ³⁺ ). The optical signal propagated through the core portion 12a is amplified by stimulated emission from the excited erbium ions.

このとき、増幅光ファイバ１２の長さが１．８ｍに設定されている場合であって、光信号の強度が−３ｄＢｍであるときには、図４の実線で示すような増幅特性を有することから、波長帯域が１５３０〜１５６０ｎｍであるＣ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号は、図４に示すゲイン特性に基づいて増幅される。具体的には、１５３０ｎｍの波長に対しては約２７ｄＢのゲインで増幅され、１５６０ｎｍの波長に対しては約３４ｄＢのゲインで増幅される。 At this time, when the length of the amplification optical fiber 12 is set to 1.8 m and the intensity of the optical signal is −3 dBm, the amplification characteristic is as shown by the solid line in FIG. A C-Band wavelength division multiplexed optical signal having a wavelength band of 1530 to 1560 nm is amplified based on the gain characteristics shown in FIG. Specifically, it is amplified with a gain of about 27 dB for a wavelength of 1530 nm, and is amplified with a gain of about 34 dB for a wavelength of 1560 nm.

増幅光ファイバ１２によって増幅された光信号は、光アイソレータ１６を介して光カプラ１４に入力される。光カプラ１４は、入力された光信号の一部を分岐してフォトダイオード１９に入力する。具体的には、光カプラ１４が２０ｄＢカプラである場合（分岐比が１／１００である場合）には、光信号の１／１００がフォトダイオード１９に入力され、残りが利得等化器２２に導かれる。 The optical signal amplified by the amplification optical fiber 12 is input to the optical coupler 14 via the optical isolator 16. The optical coupler 14 branches a part of the input optical signal and inputs it to the photodiode 19. Specifically, when the optical coupler 14 is a 20 dB coupler (when the branching ratio is 1/100), 1/100 of the optical signal is input to the photodiode 19 and the remainder is input to the gain equalizer 22. Led.

フォトダイオード１９は、入力された光信号を電気信号に変換し、制御回路２１に供給する。制御回路２１は、入力された電気信号をアナログ信号または対応するデジタル信号に変換した後、得られたデータと、光カプラ１４の分岐比とに応じて、増幅後の光信号の強度を算出する。そして、制御回路２１は、前述した処理によって算出した入力光の強度と、出力光の強度に基づいて、増幅光ファイバ１２のゲインを求める。そして、出力光強度や求めたゲインに基づいて、出力または利得が一定になるようにする制御である出力一定制御（ＡＬＣ）や利得一定制御（ＡＧＣ）を実行する。なお、これ以外にも、励起電流一定制御（ＡＣＣ：Automatic Current Control）または励起パワー一定制御（ＡＰＣ：Automatic Pump Power Control）等に基づいて制御するようにしてもよい。 The photodiode 19 converts the input optical signal into an electric signal and supplies it to the control circuit 21. The control circuit 21 converts the input electrical signal into an analog signal or a corresponding digital signal, and then calculates the intensity of the amplified optical signal according to the obtained data and the branching ratio of the optical coupler 14. . Then, the control circuit 21 obtains the gain of the amplification optical fiber 12 based on the intensity of the input light calculated by the above-described processing and the intensity of the output light. Then, based on the output light intensity and the obtained gain, constant output control (ALC) or constant gain control (AGC), which is control for making the output or gain constant, is executed. In addition, control may be performed based on constant excitation current control (ACC: Automatic Current Control) or constant excitation power control (APC: Automatic Pump Power Control).

光カプラ１４から出力された増幅された光信号は、利得等化器２２に入力される。利得等化器２２では、対象となる帯域内における各波長の利得の平坦化が実行される。図５は、利得等化器２２の動作の概略を説明する図である。図５（Ａ）は、増幅光ファイバ１２の波長とゲインとの関係を示す図である。なお、この曲線は、図４の増幅光ファイバ１２の長さが１．８ｍの場合に対応している。図５（Ｂ）は、利得等化器２２の波長とゲインの関係を示す図である。この図に示すように、利得等化器２２の波長とゲインの関係を示す曲線は、図５（Ａ）に示す増幅光ファイバ１２の特性を示す曲線と逆のゲイン特性を有している。図５（Ｃ）は、増幅光ファイバ１２と利得等化器２２のトータルのゲインを示す図である。この図に示すように、増幅光ファイバ１２と利得等化器２２の双方を通過することにより、ゲインは波長によらず一定とされる。このように、利得等化器２２を用いることにより、波長分割多重光信号をその波長によらず一定のゲインで増幅することができる。なお、図４の例では、１５３０〜１５６０ｎｍの範囲では、１５３０ｎｍに対するゲインが約２７ｄＢで最も低いことから、利得等化器２２通過後の１５３０〜１５６０ｎｍの範囲のゲインは、当該２７ｄＢを基準として平坦化され、波長によらず約２７ｄＢ程度となる。 The amplified optical signal output from the optical coupler 14 is input to the gain equalizer 22. In the gain equalizer 22, the gain of each wavelength is flattened within the target band. FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the operation of the gain equalizer 22. FIG. 5A is a diagram illustrating the relationship between the wavelength and gain of the amplification optical fiber 12. This curve corresponds to the case where the length of the amplification optical fiber 12 in FIG. 4 is 1.8 m. FIG. 5B is a diagram showing the relationship between the wavelength and gain of the gain equalizer 22. As shown in this figure, the curve indicating the relationship between the wavelength and gain of the gain equalizer 22 has a gain characteristic opposite to the curve indicating the characteristic of the amplification optical fiber 12 shown in FIG. FIG. 5C is a diagram illustrating the total gain of the amplification optical fiber 12 and the gain equalizer 22. As shown in this figure, by passing through both the amplification optical fiber 12 and the gain equalizer 22, the gain is made constant regardless of the wavelength. Thus, by using the gain equalizer 22, the wavelength division multiplexed optical signal can be amplified with a constant gain regardless of the wavelength. In the example of FIG. 4, in the range of 1530 to 1560 nm, the gain with respect to 1530 nm is the lowest at about 27 dB. Therefore, the gain in the range of 1530 to 1560 nm after passing through the gain equalizer 22 is flat with reference to the 27 dB. And about 27 dB regardless of the wavelength.

以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、エルビウムとイッテルビウムとが共添加されたダブルクラッド型の増幅光ファイバ１２を、通常使用される長さである１０ｍよりも短い長さに設定し、最も変換効率が高い帯域である１５５０〜１５６０ｎｍ付近の特性を多少犠牲にする代わりに、増幅特性を広帯域化することにより、例えば、波長帯域が１５３０〜１５６０ｎｍであるＣ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号を一括増幅することが可能となる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the double-clad amplification optical fiber 12 in which erbium and ytterbium are co-doped is shortened to a length that is shorter than a commonly used length of 10 m. Instead of sacrificing the characteristics near 1550 to 1560 nm, which is the highest conversion efficiency band, by setting the amplification characteristics to a wider band, for example, wavelength division of C-Band having a wavelength band of 1530 to 1560 nm Multiplexed optical signals can be amplified in a batch.

また、本実施形態では、レーザダイオード２０としてアンクールド型を使用するため、ペルチェ素子によって消費される電力が不要になることから、光増幅装置１０の消費電力を１／３程度に減少させることができるとともに、ペルチェ素子の放熱器を省略することにより、装置全体のサイズを縮小することができる。 In this embodiment, since the uncooled type is used as the laser diode 20, the power consumed by the Peltier element is not required, so that the power consumption of the optical amplifying device 10 can be reduced to about 1/3. At the same time, the size of the entire apparatus can be reduced by omitting the radiator of the Peltier element.

また、本実施形態では、エルビウムとイッテルビウムとが共添加されたダブルクラッド型の増幅光ファイバ１２を使用しているが、当該増幅光ファイバ１２は、高利得を簡単に得ることができることから、利得等化器２２によって利得の平坦化を行った場合であっても、従来のＥＤＦＡで利得を得る場合よりも広帯域かつ高利得の増幅を実現できる。 In this embodiment, the double clad type amplification optical fiber 12 in which erbium and ytterbium are co-doped is used. However, since the amplification optical fiber 12 can easily obtain a high gain, Even when the gain is flattened by the equalizer 22, it is possible to realize amplification with a wider band and higher gain than when gain is obtained with a conventional EDFA.

図６は、本実施形態の光増幅装置を光伝送システム５０に適用した場合の一例を説明する概略構成図である。この図の例では、光伝送システム５０は、波長多重光送信装置６０、送信側光伝送路７０、本実施形態の光増幅装置１０、受信側光伝送路８０、および、波長多重光信号受信装置９０を有している。この例では、波長多重光送信装置６０から送信された波長多重光信号は、送信側光伝送路７０を伝搬されて光増幅装置１０に到達する。光増幅装置１０では、前述したように、波長多重光信号が一括増幅された後、受信側光伝送路８０を伝搬されて波長多重光信号受信装置９０に到達し、そこで多重化されている信号が分離され、それぞれの信号が復号される。本実施形態の光増幅装置１０は、高利得および低消費電力を実現することができることから、このような光増幅装置１０を用いた光伝送システム５０では、システム全体の通信品質を高めるとともに、消費電力を削減して、システムの維持に必要な経費を節約することができる。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining an example when the optical amplifying apparatus according to the present embodiment is applied to the optical transmission system 50. In the example of this figure, the optical transmission system 50 includes a wavelength division multiplexing optical transmitter 60, a transmission side optical transmission path 70, an optical amplification apparatus 10, a reception side optical transmission path 80, and a wavelength division multiplexing optical signal reception apparatus according to this embodiment. 90. In this example, the wavelength multiplexed optical signal transmitted from the wavelength multiplexed optical transmission device 60 is propagated through the transmission side optical transmission line 70 and reaches the optical amplification device 10. As described above, in the optical amplifying apparatus 10, after the wavelength multiplexed optical signals are collectively amplified, the optical signals are propagated through the reception side optical transmission path 80 and reach the wavelength multiplexed optical signal receiving apparatus 90, where the multiplexed signals are transmitted. Are separated and the respective signals are decoded. Since the optical amplifying apparatus 10 of the present embodiment can achieve high gain and low power consumption, the optical transmission system 50 using such an optical amplifying apparatus 10 improves the communication quality of the entire system and consumes power. Power can be reduced to save the costs required to maintain the system.

（Ｃ）変形実施形態 (C) Modified embodiment

なお、以上の実施形態では、波長帯域が１５３０〜１５６０ｎｍであるＣ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号に対しては、増幅光ファイバ１２の長さを略８ｍ以下、より望ましくは、略１．８〜３．８ｍの範囲に設定することにより、光信号を構成する各波長に対して所定のゲインを有することができる。この場合、吸収条長積は、主要なドーパントとしてのエルビウムについては、１５３５ｎｍ近傍の励起光に関して、条長が８ｍの場合が略３００ｄＢとなり、１．８〜３．８ｍの場合が略３０〜１５０ｄＢの範囲となる。なお、エルビウムに対してエネルギー伝達現象を利用してエルビウムの準位間で反転分布を形成させるために添加されるイッテルビウムについては、９１５ｎｍ近傍の励起光に関して、条長が８ｍにおけるイッテルビウムの吸収条長積は、略３１００ｄＢとなり、また、１．８〜３．８ｍにおける吸収条長積は略１８０〜１５００ｄＢの範囲となる。従って、ドーパントの濃度が異なる場合には、前述した吸収条長積となるように増幅光ファイバ１２の長さを設定することで、前述の場合と同様の増幅特性を得ることができる。なお、増幅光ファイバ１２の吸収条長積または長さを設定する際には、従来の構成で、最もゲインが低くなると想定される波長（例えば、Ｃ−Ｂａｎｄの場合では１５３０ｎｍ）において所望のゲイン（例えば、３０ｄＢ）が得られるように設定すればよい。従来の構成で、最もゲインが低い波長において、所望のゲインを確保できれば、利得等化器２２を通過後にも、他の波長に対しては所望のゲインを確保できるからである。あるいは、所望利得が得られる波長域が最も広くなるように短波長側の利得と長波長側の利得のバランスが取れる長さ（または吸収条長積）に設定してもよい。 In the above embodiment, the length of the amplification optical fiber 12 is about 8 m or less, more preferably about 1.8 for a C-Band wavelength division multiplexed optical signal having a wavelength band of 1530 to 1560 nm. By setting in the range of ˜3.8 m, a predetermined gain can be obtained for each wavelength constituting the optical signal. In this case, the absorption length product is about 300 dB when the length is 8 m and about 30 to 150 dB when the length is 1.8 to 3.8 m for erbium as the main dopant with respect to the excitation light near 1535 nm. It becomes the range. As for ytterbium added to form an inversion distribution between erbium levels by using an energy transfer phenomenon with respect to erbium, the absorption length of ytterbium at a length of 8 m with respect to the excitation light in the vicinity of 915 nm. The product is approximately 3100 dB, and the absorption length product at 1.8 to 3.8 m is in the range of approximately 180 to 1500 dB. Therefore, when the dopant concentrations are different, the amplification characteristics similar to those described above can be obtained by setting the length of the amplification optical fiber 12 so that the above-mentioned absorption length product is obtained. When setting the absorption length product or length of the amplification optical fiber 12, a desired gain is obtained at a wavelength (for example, 1530 nm in the case of C-Band) where the gain is assumed to be the lowest in the conventional configuration. What is necessary is just to set so that (for example, 30 dB) may be obtained. This is because, if the desired gain can be secured at the wavelength with the lowest gain in the conventional configuration, the desired gain can be secured for other wavelengths even after passing through the gain equalizer 22. Or you may set to the length (or absorption strip length product) which can balance the gain of a short wavelength side and the gain of a long wavelength side so that the wavelength range from which a desired gain is obtained may become the widest.

また、以上の実施形態では、コア部１２ａにエルビウムとイッテルビウムとが共添加されたダブルクラッド型の増幅光ファイバ１２を用いる場合を例に挙げて説明したが、ツリウム（Ｔｍ：Thulium）、ネオジム（Ｎｄ：Neodymium）、プラセオジウム（Ｐｒ：Praseodymium）等の希土類元素、あるいは、希土類元素と同様の増幅作用を有する他の物質を添加したりしてもよい。この場合、以上の実施形態とは、増幅帯域は異なるが、本発明と同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the case of using the double clad amplification optical fiber 12 in which erbium and ytterbium are co-added to the core portion 12a has been described as an example, but thulium (Tm), neodymium ( A rare earth element such as Nd: Neodymium) or praseodymium, or another substance having an amplification effect similar to that of the rare earth element may be added. In this case, although the amplification band is different from the above embodiment, the same effect as the present invention can be obtained.

また、以上の実施形態では、利得等化器２２を用いるようにしたが、増幅光ファイバ１２によるゲインが略平坦である場合には、利得等化器２２を省略する構成としてもよい。あるいは、利得等化器２２を光増幅装置１０には含まれない独立した構成としてもよい。また、以上の実施形態では、利得等化器２２を光カプラ１４の後段に設けるようにしたが、例えば、光アイソレータ１６と光カプラ１４の間に設けるようにしてもよい。そのような構成によれば、増幅しようとする帯域内の最終的なゲインを正確に制御することができる。また、ＥＹＤＦを中心としてＥＹＤＦより入力側に利得等化器２２を設置することや、ＥＹＤＦを２分してその中段に利得等化器２２を設置してさらなる高出力化を実現する構成も考えられる。 In the above embodiment, the gain equalizer 22 is used. However, when the gain by the amplification optical fiber 12 is substantially flat, the gain equalizer 22 may be omitted. Alternatively, the gain equalizer 22 may be an independent configuration that is not included in the optical amplification device 10. In the above embodiment, the gain equalizer 22 is provided after the optical coupler 14. However, for example, the gain equalizer 22 may be provided between the optical isolator 16 and the optical coupler 14. According to such a configuration, it is possible to accurately control the final gain in the band to be amplified. In addition, a configuration in which the gain equalizer 22 is installed on the input side of the EYDF with the EYDF as the center, or the gain equalizer 22 is installed in the middle of the EYDF and the output is further increased can be realized. It is done.

また、以上の実施形態では、励起方式として前方励起方式を採用したが、例えば、後方励起方式や双方向励起方式を採用するようにしてもよい。後方励起方式は、前方励起方式に比較するとノイズ特性は劣るものの、高出力化が可能となる。また、双方向励起方式は、前方励起方式と後方励起方式の双方の特徴を兼備する増幅が可能となる。 In the above embodiment, the forward excitation method is employed as the excitation method. However, for example, a backward excitation method or a bidirectional excitation method may be employed. Although the backward excitation method is inferior to the forward excitation method in noise characteristics, it can increase the output. In addition, the bidirectional excitation method enables amplification that combines the characteristics of both the forward excitation method and the backward excitation method.

また、以上の実施形態では、主に、Ｃ−Ｂａｎｄの波長分割多重光信号を増幅する場合を例に挙げて説明したが、吸収条長積を調整することにより、これ以外の波長分割多重光信号（例えば、Ｓ−Ｂａｎｄその他）にも対応可能であることはいうまでもない。 In the above embodiment, the case where the C-Band wavelength division multiplexed optical signal is mainly amplified has been described as an example. However, by adjusting the absorption length product, other wavelength division multiplexed light can be obtained. It goes without saying that signals (for example, S-Band, etc.) can also be handled.

また、以上の実施形態では、光増幅装置１０をブースタアンプのみの構成としたが、例えば、雑音指数としてのＮＦ（Noise Figure）を改善するために、例えば、ブースタアンプの前段に設けたプリアンプによって増幅した後に、ブースタアンプによってさらに増幅するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the optical amplifying apparatus 10 is configured only with the booster amplifier. For example, in order to improve NF (Noise Figure) as a noise figure, for example, by using a preamplifier provided in front of the booster amplifier. After amplification, it may be further amplified by a booster amplifier.

１０光増幅装置
１１入力ポート（入力部）
１２増幅光ファイバ（ダブルクラッド型の光ファイバ）
１２ａコア部
１２ｂ第１クラッド部
１２ｃ第２クラッド部
１３，１４カプラ
１５，１６光アイソレータ
１７励起光混合器
１８，１９フォトダイオード
２０レーザダイオード（レーザ光源）
２１制御回路
２２利得等化器
２３出力ポート（出力部）
５０光伝送システム
６０波長多重光信号送信装置（光送信装置）
７０送信側光伝送路
８０受信側光伝送路
９０波長多重光信号受信装置（光受信装置） 10 Optical amplifier 11 Input port (input unit)
12 Amplifying optical fiber (double clad optical fiber)
12a Core part 12b First clad part 12c Second clad part 13, 14 Coupler 15, 16 Optical isolator 17 Excitation light mixer 18, 19 Photodiode 20 Laser diode (laser light source)
21 Control Circuit 22 Gain Equalizer 23 Output Port (Output Unit)
50 Optical Transmission System 60 Wavelength Multiplexed Optical Signal Transmitter (Optical Transmitter)
70 Transmission Side Optical Transmission Line 80 Reception Side Optical Transmission Line 90 Wavelength Multiplexed Optical Signal Receiver

Claims

波長分割多重光信号を増幅する光増幅装置において、
前記波長分割多重光信号を入力する入力部と、
マルチモードレーザ光を発生するレーザ光源と、
コア部に希土類元素が添加され、前記レーザ光源からの前記マルチモードレーザ光に基づく誘導放出によって前記波長分割多重光信号を増幅して出力するダブルクラッド型の光ファイバと、
前記ダブルクラッド型の光ファイバによって増幅された前記波長分割多重光信号を出力する出力部と、
を有することを特徴とする光増幅装置。 In an optical amplifying apparatus for amplifying a wavelength division multiplexed optical signal,
An input unit for inputting the wavelength division multiplexed optical signal;
A laser light source for generating multimode laser light;
A rare-earth element is added to the core, and a double-clad optical fiber that amplifies and outputs the wavelength division multiplexed optical signal by stimulated emission based on the multimode laser light from the laser light source;
An output unit for outputting the wavelength division multiplexed optical signal amplified by the double clad optical fiber;
An optical amplifying device comprising:

前記コア部には、前記希土類元素として、エルビウムとイッテルビウムが共添加されていることを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。 2. The optical amplifying device according to claim 1, wherein erbium and ytterbium are co-doped as the rare earth element in the core portion.

前記ダブルクラッド型の光ファイバは、当該光ファイバの条長と吸収係数の所定波長帯におけるピーク値との積で表される吸収条長積が、前記波長分割多重光信号を構成する全ての波長に対して所定のゲインを有する吸収条長積に設定されていることを特徴とする請求項２記載の光増幅装置。 The double-clad type optical fiber has an absorption length product represented by a product of the length of the optical fiber and a peak value of an absorption coefficient in a predetermined wavelength band, and all wavelengths constituting the wavelength division multiplexed optical signal. 3. The optical amplifying apparatus according to claim 2, wherein the optical amplifying apparatus is set to an absorption length product having a predetermined gain.

前記ダブルクラッド型の光ファイバは、前記吸収条長積が略３００ｄＢ以下に設定されていることを特徴とする請求項３記載の光増幅装置。 4. The optical amplifying apparatus according to claim 3, wherein the double-clad optical fiber has the absorption length product set to about 300 dB or less.

前記ダブルクラッド型の光ファイバは、前記吸収条長積が略３０〜１５０ｄＢの範囲に設定されていることを特徴とする請求項４記載の光増幅装置。 5. The optical amplifying apparatus according to claim 4, wherein the double-clad optical fiber has an absorption length product set in a range of approximately 30 to 150 dB.

波長分割多重光信号を送信する光送信装置と、
前記請求項１〜５のいずれか１項記載の光増幅装置と、
前記光増幅装置によって増幅された前記波長分割多重光信号を受信する光受信装置と、
を有することを特徴とする光伝送システム。 An optical transmitter for transmitting wavelength division multiplexed optical signals;
The optical amplification device according to any one of claims 1 to 5,
An optical receiver for receiving the wavelength division multiplexed optical signal amplified by the optical amplifier;
An optical transmission system comprising: