特開 2024-97541 光増幅装置および光増幅方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097541

(43)【公開日】2024-07-19

(54)【発明の名称】光増幅装置および光増幅方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/10 20060101AFI20240711BHJP

   H01S 3/067 20060101ALI20240711BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

H01S3/10 D

H01S3/067

G02B6/02 461

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001061

(22)【出願日】2023-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 雄佑

【テーマコード（参考）】

2H250

5F172

【Ｆターム（参考）】

2H250AB18

2H250AC64

2H250AC67

2H250AH33

5F172AM01

5F172AM08

5F172BB02

5F172BB03

5F172BB29

5F172BB84

(57)【要約】

【課題】マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置は、信号光を効率よく増幅することが困難である。
【解決手段】本発明の光増幅装置は、複数の増幅コアを備えた光ファイバ増幅手段と、光ファイバ増幅手段の一端に接続された第１の接続手段と、光ファイバ増幅手段の他端に接続された第２の接続手段、とを有し、第１の接続手段は、複数の伝送コアを備えた伝送ファイバと光ファイバ増幅手段とを接続するように構成され、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の増幅コアを備えた光ファイバ増幅手段と、
前記光ファイバ増幅手段の一端に接続された第１の接続手段と、
前記光ファイバ増幅手段の他端に接続された第２の接続手段、とを有し、
前記第１の接続手段は、複数の伝送コアを備えた伝送ファイバと前記光ファイバ増幅手段とを接続するように構成され、
前記複数の増幅コアの個数は、前記複数の伝送コアの個数よりも多い
光増幅装置。

【請求項2】

前記複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含み、
前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記第１の接続手段が受け付けた複数の信号光が、前記第１の増幅コア群および前記第２の増幅コア群を伝搬するように構成されている
請求項１に記載した光増幅装置。

【請求項3】

前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を直列に伝搬するように構成されている
請求項２に記載した光増幅装置。

【請求項4】

前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において同方向に伝搬するように構成されている
請求項３に記載した光増幅装置。

【請求項5】

前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において逆方向に伝搬するように構成されている
請求項３に記載した光増幅装置。

【請求項6】

前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を並列に伝搬するように構成されている
請求項２に記載した光増幅装置。

【請求項7】

前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において同方向に伝搬するように構成されている
請求項６に記載した光増幅装置。

【請求項8】

前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において逆方向に伝搬するように構成されている
請求項６に記載した光増幅装置。

【請求項9】

前記光ファイバ増幅手段は、希土類イオンが添加された前記複数の増幅コアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバを備え、
前記第１の接続手段および前記第２の接続手段はそれぞれ、ファンインファンアウト接続手段を備える
請求項１から８のいずれか一項に記載した光増幅装置。

【請求項10】

複数の伝送コアを伝搬した複数の信号光を受け付け、
前記複数の信号光を、複数の増幅コアに導入し、
前記複数の増幅コアの個数は、前記複数の伝送コアの個数よりも多く、
前記複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含み、
前記複数の信号光に、前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させる
光増幅方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光増幅装置および光増幅方法に関し、特に、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置および光増幅方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モバイルトラフィックやビデオサービスの急速な拡大などにより、コアネットワークにおける通信容量の拡大が求められている。この容量拡大の要求は、今後も継続する傾向にある。通信容量の拡大はこれまで、時間多重技術や波長多重技術を用いることによって実現されてきた。この時間多重技術や波長多重技術は、シングルコア光ファイバによる光通信システムに適用されてきた。

【0003】

通信容量をさらに拡大するため、これまでの多重技術とは異なる次元の多重技術である空間多重技術が開発されている。空間多重技術には、光ファイバ１本あたりのコア数を増大させるマルチコア技術と、伝播モード数を増大させるマルチモード技術がある。現在の光ファイバ通信で用いられているコア数およびモード数は、いずれも一個である。そのため、コア数およびモード数を増大させることによって通信容量を飛躍的に拡大することが可能である。

【0004】

マルチコア技術を用いた光増幅方式としては、コア励起方式とクラッド励起方式の二方式がある。コア励起方式はコアごとに個別の光源が必要となるが、コアごとにゲインを調整することが可能である。クラッド励起方式は共通の励起光源を用いて一括して増幅するため、省スペース化を図ることが期待できる。

【0005】

このようなクラッド励起方式による光増幅器の一例が、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－１８３５６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載された光ファイバ増幅器のような、クラッド励起方式のマルチコア光ファイバ増幅器は、マルチコア光増幅ファイバのコア数が多いほど、コア当たりの励起光のパワー効率が向上する。これは、コア数を増加させた場合、コア数の比の方がクラッド外径の比よりも大きいためである。

【0008】

一方、伝送用のマルチコア光ファイバは、長距離伝送に用いられるためクロストークを抑制するためコア間距離を確保する必要があり、また、外径を汎用のシングルモード光ファイバと同じにすることがより望ましいとされる。そのため、伝送用のマルチコア光ファイバのコア数を増加させることには制限がある。

【0009】

ここで、マルチコア光増幅ファイバのコア数を、伝送用のマルチコア光ファイバのコア数に合わせて少なくすると、マルチコア光ファイバ増幅器における励起光のパワー利用効率が低減する。

【0010】

このように、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置は、信号光を効率よく増幅することが困難であるという問題があった。

【0011】

本発明の目的は、上述した課題である、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置は、信号光を効率よく増幅することが困難である、という課題を解決する光増幅装置および光増幅方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の光増幅装置は、複数の増幅コアを備えた光ファイバ増幅手段と、光ファイバ増幅手段の一端に接続された第１の接続手段と、光ファイバ増幅手段の他端に接続された第２の接続手段、とを有し、第１の接続手段は、複数の伝送コアを備えた伝送ファイバと光ファイバ増幅手段とを接続するように構成され、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。

【0013】

本発明の光増幅方法は、複数の伝送コアを伝搬した複数の信号光を受け付け、複数の信号光を、複数の増幅コアに導入し、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多く、複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含み、複数の信号光に、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を伝搬させる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の光増幅装置および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る光増幅装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る光増幅方法を説明するためのフローチャートである。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る光増幅装置の構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る光増幅装置の別の構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る光増幅方法を説明するためのフローチャートである。

【図6】本発明の第３の実施形態に係る光増幅装置の構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の第３の実施形態に係る光増幅方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

【0017】

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光増幅装置１００の構成を示すブロック図である。

【0018】

光増幅装置１００は、光ファイバ増幅部（光ファイバ増幅手段）１１０、第１の接続部（第１の接続手段）１２０、および第２の接続部（第２の接続手段）１３０を有する。

【0019】

光ファイバ増幅部１１０は、複数の増幅コアを備える。第１の接続部１２０は、光ファイバ増幅部１１０の一端に接続されている。そして、第２の接続部１３０は、光ファイバ増幅部１１０の他端に接続されている。また、第１の接続部１２０は、複数の伝送コアを備えた伝送ファイバ１０と光ファイバ増幅部１１０とを接続するように構成されている。ここで、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。

【0020】

このように、本実施形態による光増幅装置１００は、光ファイバ増幅部１１０が伝送コアの個数よりも多い個数の増幅コアを備えているので、コア当たりの励起光のパワー効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の光増幅装置１００によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【0021】

光ファイバ増幅部１１０は、希土類イオンが添加された複数の増幅コアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバを備えた構成とすることができる。光ファイバ増幅部１１０として、典型的には、希土類イオンとしてエルビウムイオンを添加したマルチコアエルビウム添加ファイバ（Ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ：ＭＣ－ＥＤＦ）を用いることができる。

【0022】

伝送ファイバ１０は、例えば４個の伝送コアを備えたマルチコア光ファイバである。この場合、光ファイバ増幅部１１０は、例えば８個の増幅コアを備えたマルチコアエルビウム添加ファイバを有する構成とすることができる。ただし、伝送コアおよび増幅コアの個数は、これらに限られない。

【0023】

第１の接続部１２０および第２の接続部１３０はそれぞれ、ファンインファンアウト接続手段を備えた構成とすることができる。ファンインファンアウト接続手段として、ファインバンドル型ファンインファンアウトまたは溶融延伸型ファンインファンアウトを用いることができる。また、空間光学型ファンインファンアウトまたは平面光導波路型ファンインファンアウトを用いることとしてもよい。

【0024】

複数の増幅コアは、第１の増幅コア群１１１と第２の増幅コア群１１２を含むものとすることができる。このとき、第１の接続部１２０および第２の接続部１３０は、第１の接続部１２０が受け付けた複数の信号光が、第１の増幅コア群１１１および第２の増幅コア群１１２を伝搬するように構成されている。このような構成とすることにより、複数の信号光は、第１の増幅コア群１１１だけではなく、第２の増幅コア群１１２も通って伝搬することができる。そのため、伝送コアの個数より多数の増幅コアを信号光の増幅に用いることができるので、信号光を効率よく増幅することができる。

【0025】

次に、本実施形態による光増幅方法について、図２に示したフローチャートを用いて説明する。

【0026】

本実施形態による光増幅方法においては、まず、複数の伝送コアを伝搬した複数の信号光を受け付ける（ステップＳ１１０）。続いて、複数の信号光を、複数の増幅コアに導入する（ステップＳ１２０）。ここで、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。また、複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含む。そして、複数の信号光に、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を伝搬させる（ステップＳ１３０）。

【0027】

なお、ステップＳ１１０については、例えば、第１の接続手段が動作主体となる。ステップＳ１２０については、例えば、第１の接続手段が動作主体となる。ステップＳ１３０については、例えば、第１の接続手段および第２の接続手段が動作主体となる。

【0028】

このように、本実施形態の光増幅方法においては、伝送コアの個数よりも多い個数の増幅コアに信号光を導入する構成としているので、コア当たりの励起光のパワー効率を向上させることができる。また、複数の信号光を、第１の増幅コア群だけではなく、第２の増幅コア群も通って伝搬させることとしている。そのため、伝送コアの個数より多数の増幅コアを信号光の増幅に用いることができるので、信号光を効率よく増幅することができる。

【0029】

以上説明したように、本実施形態による光増幅装置１００および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【0030】

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３に、本実施形態による光増幅装置２００の構成を示す。

【0031】

光増幅装置２００は、光ファイバ増幅部（光ファイバ増幅手段）２１０、第１の接続部（第１の接続手段）、および第２の接続部（第２の接続手段）を有する。ここで、第１の接続部は、第１のファンインファンアウト接続部（第１のファンインファンアウト接続手段）２２１と第２のファンインファンアウト接続部（第２のファンインファンアウト接続手段）２２２を有する。また、第２の接続部は、第３のファンインファンアウト接続部（第３のファンインファンアウト接続手段）２３１と第４のファンインファンアウト接続部（第４のファンインファンアウト接続手段）２３２を有する。

【0032】

光ファイバ増幅部２１０は、複数の増幅コアを備える。また、第１の接続部は、複数の伝送コアを備えた伝送ファイバ１０と光ファイバ増幅部２１０とを接続するように構成されている。ここで、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。光ファイバ増幅部２１０として、典型的には、マルチコアエルビウム添加ファイバ（ＭＣ－ＥＤＦ）を用いることができる。また、伝送ファイバ１０は、マルチコア光ファイバである。

【0033】

複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含む。そして、第１の接続部および第２の接続部は、第１の接続部が受け付けた複数の信号光が、第１の増幅コア群および第２の増幅コア群を伝搬するように構成されている。

【0034】

本実施形態の光増幅装置２００では、さらに、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を直列に伝搬するように構成されている。ここでは、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、光ファイバ増幅部２１０において同方向に伝搬する構成とした。

【0035】

すなわち、光増幅装置２００は、光ファイバ増幅部２１０の多数の増幅コアと伝送ファイバ１０の少数の伝送コアを、第１～第４のファンインファンアウト接続部２２１、２２２、２３１、２３２を介して接続する構成としている。そして、第３のファンインファンアウト接続部２３１から送出された増幅された信号光を入力側に戻し、第２のファンインファンアウト接続部２２２の伝送ファイバ１０が接続されていないポートに入力させる構成としている。

【0036】

次に、図３を参照しながら、光増幅装置２００の構成をさらに詳細に説明する。

【0037】

第１のファンインファンアウト接続部２２１は、伝送ファイバ１０の各伝送コアと第１のシングルコア光ファイバ２４１を接続する。第２のファンインファンアウト接続部２２２は、第１のシングルコア光ファイバ２４１と第１の増幅コア群を接続するとともに、第２の増幅コア群と第２のシングルコア光ファイバ２４２を接続する。

【0038】

第３のファンインファンアウト接続部２３１は、第１の増幅コア群と第２のシングルコア光ファイバ２４２を接続するとともに、第２の増幅コア群と第３のシングルコア光ファイバ２４３を接続する。そして、第４のファンインファンアウト接続部２３２は、第３のシングルコア光ファイバ２４３と第１の出力側伝送ファイバ２１の各コアを接続する。

【0039】

上述したように、本実施形態による光増幅装置２００は、光ファイバ増幅部２１０が伝送コアの個数よりも多い個数の増幅コアを備えている。そのため、伝送ファイバ１０のコア数が少ない場合であっても、光ファイバ増幅部２１０が備える多数の増幅コアによって信号光を増幅することが可能になるので、コア当たりの励起光のパワー効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の光増幅装置２００によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【0040】

また、光増幅装置２００によれば、複数の信号光は、第１の増幅コア群だけではなく、第２の増幅コア群も通って伝搬することができる。そのため、伝送コアの個数より多数の増幅コアを信号光の増幅に用いることができるので、信号光を効率よく増幅することができる。例えば、増幅コアのコア数が伝送コアのコア数の２倍以上である場合、増幅コアを一回だけ伝搬させるときには半分以下の個数の増幅コアしか増幅に寄与しない。しかし、本実施形態の光増幅装置２００によれば、増幅された信号光を、一回目の増幅に寄与しなかった残りの増幅コアに挿入することができるので、増幅コアを信号光の増幅に効率よく活用することができる。

【0041】

なお、図３では、伝送ファイバ１０が４個の伝送コアを備え、光ファイバ増幅部２１０が８個の増幅コアを備え場合を例と示したが、伝送コアおよび増幅コアの個数は、これらに限られない。また、上記の説明では、光ファイバ増幅部２１０が備える複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含むこととしたが、さらに第３の増幅コア群を含むこととしてもよい。

【0042】

図３には、光ファイバ増幅部２１０の励起光源５０を合わせて示した。図３では、励起光源５０が、第２のファンインファンアウト接続部２２２の側から励起光を光ファイバ増幅部２１０に導入する構成を示した。しかし、これに限らず、第３のファンインファンアウト接続部２３１の側から励起光を光ファイバ増幅部２１０に導入する構成としてもよい。すなわち、光増幅装置２００は、前方励起型の光増幅装置であっても、後方励起型の光増幅装置であってもよい。

【0043】

上記の説明では、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、光ファイバ増幅部２１０において同方向に伝搬するように構成されているものとした。しかし、これに限らず、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、光ファイバ増幅部２１０において逆方向に伝搬するように構成されているものとしてもよい。

【0044】

図４に、このような構成とした光増幅装置２０１のブロック図を示す。

【0045】

光増幅装置２０１が備える第１の接続部は、第５のファンインファンアウト接続部（第５のファンインファンアウト接続手段）２２３、第６のファンインファンアウト接続部（第６のファンインファンアウト接続手段）２２４、および第７のファンインファンアウト接続部（第７のファンインファンアウト接続手段）２２５を有する。また、光増幅装置２０１が備える第２の接続部は、第８のファンインファンアウト接続部（第８のファンインファンアウト接続手段）２３３を有する。

【0046】

ここで、光増幅装置２０１は、光ファイバ増幅部２１０の多数の増幅コアと伝送ファイバ１０の少数の伝送コアを、第５～第８のファンインファンアウト接続部２２３～２２５、２３３を介して接続する構成としている。具体的には、第８のファンインファンアウト接続部２３３から送出された増幅された信号光を、第８のファンインファンアウト接続部２３３の第１の増幅コア群に接続されていないポートに戻す構成としている。そして、光ファイバ増幅部２１０を逆方向に伝搬した信号光を、第６のファンインファンアウト接続部２２４の伝送ファイバ１０が接続されていないポートに入力させる構成としている。

【0047】

次に、図４を参照しながら、光増幅装置２０１の構成をさらに詳細に説明する。

【0048】

第５のファンインファンアウト接続部２２３は、伝送ファイバ１０の各伝送コアと第４のシングルコア光ファイバ２４４を接続する。第６のファンインファンアウト接続部２２４は、第４のシングルコア光ファイバ２４４と第１の増幅コア群を接続するとともに、第２の増幅コア群と第５のシングルコア光ファイバ２４５を接続する。そして、第７のファンインファンアウト接続部２２５は、第５のシングルコア光ファイバ２４５と第２の出力側伝送ファイバ２２の各コアを接続する。

【0049】

第８のファンインファンアウト接続部２３３は、第１の増幅コア群と第６のシングルコア光ファイバ２４６を接続するとともに、第６のシングルコア光ファイバ２４６と第２の増幅コア群を接続する。

【0050】

上述したように、光増幅装置２０１は、隣り合うコアを伝搬する信号光の伝搬方向が光ファイバ増幅部２１０内で逆方向になる構成とした。そのため、光ファイバ増幅部２１０における信号光のクロストークを低減することができる。

【0051】

次に、本実施形態による光増幅方法について、図５に示したフローチャートを用いて説明する。

【0052】

本実施形態による光増幅方法においては、まず、複数の伝送コアを伝搬した複数の信号光を受け付ける（ステップＳ２１０）。続いて、複数の信号光を、複数の増幅コアに導入する（ステップＳ２２０）。ここで、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。また、複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含む。そして、複数の信号光に、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を直列に伝搬させる（ステップＳ２３０）。

【0053】

なお、ステップＳ２１０については、例えば、第１の接続手段が動作主体となる。ステップＳ２２０については、例えば、第１の接続手段が動作主体となる。ステップＳ２３０については、例えば、第１の接続手段および第２の接続手段が動作主体となる。

【0054】

このように、本実施形態の光増幅方法においては、伝送コアの個数よりも多い個数の増幅コアに信号光を導入する構成としているので、コア当たりの励起光のパワー効率を向上させることができる。また、複数の信号光を、第１の増幅コア群だけではなく、第２の増幅コア群も通って伝搬させることとしている。そのため、伝送コアの個数より多数の増幅コアを信号光の増幅に用いることができるので、信号光を効率よく増幅することができる。

【0055】

ここで、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を直列に伝搬させることには、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、複数の増幅コアにおいて同方向に伝搬させることが含まれる。また、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を直列に伝搬させることには、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、複数の隣接する増幅コアにおいて逆方向に伝搬させることが含まれるものとしてもよい。

【0056】

以上説明したように、本実施形態による光増幅装置２００、２０１、および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【0057】

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６に、本実施形態による光増幅装置３００の構成を示す。

【0058】

光増幅装置３００は、光ファイバ増幅部（光ファイバ増幅手段）３１０、第１の接続部（第１の接続手段）、および第２の接続部（第２の接続手段）を有する。ここで、第１の接続部は、第９のファンインファンアウト接続部（第９のファンインファンアウト接続手段）３２１、第１０のファンインファンアウト接続部（第１０のファンインファンアウト接続手段）３２２、および第１１のファンインファンアウト接続部（第１１のファンインファンアウト接続手段）３２３を有する。また、第２の接続部は、第１２のファンインファンアウト接続部（第１２のファンインファンアウト接続手段）３３１、第１３のファンインファンアウト接続部（第１３のファンインファンアウト接続手段）３３２、および第１４のファンインファンアウト接続部（第１４のファンインファンアウト接続手段）３３３を有する。

【0059】

光ファイバ増幅部３１０は、複数の増幅コアを備える。そして、第１の接続部は、複数の伝送コアを備えた第１の伝送ファイバ１１および第２の伝送ファイバ１２と、光ファイバ増幅部３１０とを接続するように構成されている。ここで、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。光ファイバ増幅部３１０として、典型的には、マルチコアエルビウム添加ファイバ（ＭＣ－ＥＤＦ）を用いることができる。

【0060】

複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含む。そして、第１の接続部および第２の接続部は、第１の接続部が受け付けた複数の信号光が、第１の増幅コア群および第２の増幅コア群を伝搬するように構成されている。

【0061】

このように、本実施形態による光増幅装置３００は、光ファイバ増幅部３１０が伝送コアの個数よりも多い個数の増幅コアを備えている。そのため、第１の伝送ファイバ１１および第２の伝送ファイバ１２のそれぞれのコア数が少ない場合であっても、光ファイバ増幅部３１０が備える多数の増幅コアによって信号光を増幅することが可能になる。その結果、コア当たりの励起光のパワー効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の光増幅装置３００によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【0062】

本実施形態の光増幅装置３００では、さらに、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を並列に伝搬するように構成されている。

【0063】

次に、図６を参照しながら、光増幅装置３００の構成をさらに詳細に説明する。

【0064】

第９のファンインファンアウト接続部３２１は、伝送ファイバに含まれる第１の伝送ファイバ１１の各伝送コアと第７のシングルコア光ファイバ３４１を接続する。第１０のファンインファンアウト接続部３２２は、伝送ファイバに含まれる第２の伝送ファイバ１２の各伝送コアと第８のシングルコア光ファイバ３４２を接続する。ここで、第１の伝送ファイバ１１および第２の伝送ファイバ１２は、マルチコア光ファイバである。そして、第１１のファンインファンアウト接続部３２３は、第７のシングルコア光ファイバ３４１と第１の増幅コア群を接続するとともに、第８のシングルコア光ファイバ３４２と第２の増幅コア群を接続する。

【0065】

第１２のファンインファンアウト接続部３３１は、第１の増幅コア群と第９のシングルコア光ファイバ３４３を接続するとともに、第２の増幅コア群と第１０のシングルコア光ファイバ３４４を接続する。第１３のファンインファンアウト接続部３３２は、第９のシングルコア光ファイバ３４３と第３の伝送ファイバ３１の各コアを接続する。そして、第１４のファンインファンアウト接続部３３３は、第１０のシングルコア光ファイバ３４４と第４の伝送ファイバ３２の各コアを接続する。

【0066】

すなわち、光増幅装置３００は、光ファイバ増幅部３１０の多数の増幅コアと、第１の伝送ファイバ１１および第２の伝送ファイバ１２の少数の伝送コアとを、第９～第１４のファンインファンアウト接続部３２１～３２３、３３１～３３３を介して接続する構成としている。そして、第１の伝送ファイバ１１および第２の伝送ファイバ１２を伝搬した信号光を、一の光ファイバ増幅部３１０で増幅する構成としている。

【0067】

このように、光増幅装置３００によれば、複数の伝送ファイバを伝搬した信号光を、一の光ファイバ増幅部３１０により同時に増幅することができるので、光増幅システム全体の効率化および小型化、省スペース化を図ることができる。

【0068】

光増幅装置３００において、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、光ファイバ増幅部３１０において同方向に伝搬するように構成されているものとすることができる。すなわち、第９のファンインファンアウト接続部３２１および第１０のファンインファンアウト接続部３２２のいずれもが、信号光の入力側および出力側のいずれか一方と接続される。そして、第１３のファンインファンアウト接続部３３２および第１４のファンインファンアウト接続部３３３のいずれもが、信号光の入力側および出力側の他方と接続される構成とすることができる。

【0069】

これに限らず、光増幅装置３００において、第１の接続部および第２の接続部は、複数の信号光が第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、光ファイバ増幅部３１０において逆方向に伝搬するように構成されることとしてもよい。すなわち、例えば、第９のファンインファンアウト接続部３２１が信号光の入力側に接続され、第１３のファンインファンアウト接続部３３２が増幅された信号光の出力側に接続される。この場合、第１４のファンインファンアウト接続部３３３が信号光の入力側に接続され、第１０のファンインファンアウト接続部３２２が増幅された信号光の出力側に接続される構成とすることができる。

【0070】

このように、光増幅装置３００において、信号光が双方向に伝搬する構成とした場合、光ファイバ増幅部３１０内の各増幅コアのうち、隣り合う増幅コアでは信号光が異なる方向に伝搬するように、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を構成することができる。このような構成とすることにより、光増幅装置３００における信号光のクロストークを低減することができる。

【0071】

次に、本実施形態による光増幅方法について、図７に示したフローチャートを用いて説明する。

【0072】

本実施形態による光増幅方法においては、まず、複数の伝送コアを伝搬した複数の信号光を受け付ける（ステップＳ３１０）。続いて、複数の信号光を、複数の増幅コアに導入する（ステップＳ３２０）。ここで、複数の増幅コアの個数は、複数の伝送コアの個数よりも多い。また、複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含む。そして、複数の信号光に、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を並列に伝搬させる（ステップＳ３３０）。

【0073】

なお、ステップＳ３１０については、例えば、第１の接続手段が動作主体となる。ステップＳ３２０については、例えば、第１の接続手段が動作主体となる。ステップＳ３３０については、例えば、第１の接続手段および第２の接続手段が動作主体となる。

【0074】

このように、本実施形態の光増幅方法においては、伝送コアの個数よりも多い個数の増幅コアに信号光を導入する構成としているので、コア当たりの励起光のパワー効率を向上させることができる。さらに、複数の信号光を、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を並列に伝搬させることとしている。そのため、複数の伝送コアを伝搬した信号光を、複数の増幅コアにより同時に増幅することができるので、光増幅システム全体の効率化および小型化、省スペース化を図ることができる。

【0075】

ここで、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を並列に伝搬させることには、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、複数の増幅コアにおいて同方向に伝搬させることが含まれる。また、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を並列に伝搬させることには、複数の信号光に第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を、複数の増幅コアにおいて逆方向に伝搬させることが含まれるものとしてもよい。

【0076】

以上説明したように、本実施形態による光増幅装置３００および光増幅方法によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅装置において、信号光を効率よく増幅することができる。

【0077】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0078】

（付記１）複数の増幅コアを備えた光ファイバ増幅手段と、前記光ファイバ増幅手段の一端に接続された第１の接続手段と、前記光ファイバ増幅手段の他端に接続された第２の接続手段、とを有し、前記第１の接続手段は、複数の伝送コアを備えた伝送ファイバと前記光ファイバ増幅手段とを接続するように構成され、前記複数の増幅コアの個数は、前記複数の伝送コアの個数よりも多い光増幅装置。

【0079】

（付記２）前記複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含み、前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記第１の接続手段が受け付けた複数の信号光が、前記第１の増幅コア群および前記第２の増幅コア群を伝搬するように構成されている付記１に記載した光増幅装置。

【0080】

（付記３）前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を直列に伝搬するように構成されている付記２に記載した光増幅装置。

【0081】

（付記４）前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において同方向に伝搬するように構成されている付記３に記載した光増幅装置。

【0082】

（付記５）前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において逆方向に伝搬するように構成されている付記３に記載した光増幅装置。

【0083】

（付記６）前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を並列に伝搬するように構成されている付記２に記載した光増幅装置。

【0084】

（付記７）前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において同方向に伝搬するように構成されている付記６に記載した光増幅装置。

【0085】

（付記８）前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、前記複数の信号光が前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記光ファイバ増幅手段において逆方向に伝搬するように構成されている付記６に記載した光増幅装置。

【0086】

（付記９）前記光ファイバ増幅手段は、希土類イオンが添加された前記複数の増幅コアと、ダブルクラッド構造とを有するマルチコア光ファイバを備え、前記第１の接続手段および前記第２の接続手段はそれぞれ、ファンインファンアウト接続手段を備える付記１から８のいずれか一項に記載した光増幅装置。

【0087】

（付記１０）複数の伝送コアを伝搬した複数の信号光を受け付け、前記複数の信号光を、複数の増幅コアに導入し、前記複数の増幅コアの個数は、前記複数の伝送コアの個数よりも多く、前記複数の増幅コアは、第１の増幅コア群と第２の増幅コア群を含み、前記複数の信号光に、前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させる光増幅方法。

【0088】

（付記１１）前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させることは、前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を直列に伝搬させることを含む付記１０に記載した光増幅方法。

【0089】

（付記１２）前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させることは、前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記複数の増幅コアにおいて同方向に伝搬させることを含む付記１１に記載した光増幅方法。

【0090】

（付記１３）前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させることは、前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記複数の増幅コアにおいて逆方向に伝搬させることを含む付記１１に記載した光増幅方法。

【0091】

（付記１４）前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させることは、前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を並列に伝搬させることを含む付記１０に記載した光増幅方法。

【0092】

（付記１５）前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させることは、前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記複数の増幅コアにおいて同方向に伝搬させることを含む付記１４に記載した光増幅方法。

【0093】

（付記１６）前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を伝搬させることは、前記複数の信号光に前記第１の増幅コア群と前記第２の増幅コア群を、前記複数の増幅コアにおいて逆方向に伝搬させることを含む付記１４に記載した光増幅方法。

【0094】

（付記１７）前記第１の接続手段は、第１のファンインファンアウト接続手段と第２のファンインファンアウト接続手段を有し、前記第２の接続手段は、第３のファンインファンアウト接続手段と第４のファンインファンアウト接続手段を有し、前記第１のファンインファンアウト接続手段は、前記伝送ファイバの前記伝送コアと第１のシングルコア光ファイバを接続し、前記第２のファンインファンアウト接続手段は、前記第１のシングルコア光ファイバと前記第１の増幅コア群を接続するとともに、前記第２の増幅コア群と第２のシングルコア光ファイバを接続し、前記第３のファンインファンアウト接続手段は、前記第１の増幅コア群と前記第２のシングルコア光ファイバを接続するとともに、前記第２の増幅コア群と第３のシングルコア光ファイバを接続し、前記第４のファンインファンアウト接続手段は、前記第３のシングルコア光ファイバと第１の出力側伝送ファイバのコアを接続する付記４に記載した光増幅装置。

【0095】

（付記１８）前記第１の接続手段は、第５のファンインファンアウト接続手段と、第６のファンインファンアウト接続手段と、第７のファンインファンアウト接続手段、とを有し、前記第２の接続手段は、第８のファンインファンアウト接続手段を有し、前記第５のファンインファンアウト接続手段は、前記伝送ファイバの前記伝送コアと第４のシングルコア光ファイバを接続し、前記第６のファンインファンアウト接続手段は、前記第４のシングルコア光ファイバと前記第１の増幅コア群を接続するとともに、前記第２の増幅コア群と第５のシングルコア光ファイバを接続し、前記第７のファンインファンアウト接続手段は、前記第５のシングルコア光ファイバと第２の出力側伝送ファイバのコアを接続し、前記第８のファンインファンアウト接続手段は、前記第１の増幅コア群と第６のシングルコア光ファイバを接続するとともに、前記第６のシングルコア光ファイバと前記第２の増幅コア群を接続する付記５に記載した光増幅装置。

【0096】

（付記１９）前記第１の接続手段は、第９のファンインファンアウト接続手段と、第１０のファンインファンアウト接続手段と、第１１のファンインファンアウト接続手段、とを有し、前記第２の接続手段は、第１２のファンインファンアウト接続手段と、第１３のファンインファンアウト接続手段と、第１４のファンインファンアウト接続手段、とを有し、前記第９のファンインファンアウト接続手段は、前記伝送ファイバに含まれる第１の伝送ファイバの前記伝送コアと第７のシングルコア光ファイバを接続し、前記第１０のファンインファンアウト接続手段は、前記伝送ファイバに含まれる第２の伝送ファイバの前記伝送コアと第８のシングルコア光ファイバを接続し、前記第１１のファンインファンアウト接続手段は、前記第７のシングルコア光ファイバと前記第１の増幅コア群を接続するとともに、前記第８のシングルコア光ファイバと前記第２の増幅コア群を接続し、前記第１２のファンインファンアウト接続手段は、前記第１の増幅コア群と第９のシングルコア光ファイバを接続するとともに、前記第２の増幅コア群と第１０のシングルコア光ファイバを接続し、前記第１３のファンインファンアウト接続手段は、前記第９のシングルコア光ファイバと第３の伝送ファイバのコアを接続し、前記第１４のファンインファンアウト接続手段は、前記第１０のシングルコア光ファイバと第４の伝送ファイバのコアを接続する付記６から８のいずれか一項に記載した光増幅装置。

【0097】

（付記２０）前記ファンインファンアウト接続手段は、ファインバンドル型ファンインファンアウト、溶融延伸型ファンインファンアウト、空間光学型ファンインファンアウト、および平面光導波路型ファンインファンアウトのいずれかを備える付記９に記載した光増幅装置。

【0098】

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0099】

１００、２００、２０１、３００ 光増幅装置
１１０、２１０、３１０ 光ファイバ増幅部
１１１ 第１の増幅コア群
１１２ 第２の増幅コア群
１２０ 第１の接続部
１３０ 第２の接続部
２２１ 第１のファンインファンアウト接続部
２２２ 第２のファンインファンアウト接続部
２２３ 第５のファンインファンアウト接続部
２２４ 第６のファンインファンアウト接続部
２２５ 第７のファンインファンアウト接続部
２３１ 第３のファンインファンアウト接続部
２３２ 第４のファンインファンアウト接続部
２３３ 第８のファンインファンアウト接続部
２４１ 第１のシングルコア光ファイバ
２４２ 第２のシングルコア光ファイバ
２４３ 第３のシングルコア光ファイバ
２４４ 第４のシングルコア光ファイバ
２４５ 第５のシングルコア光ファイバ
２４６ 第６のシングルコア光ファイバ
３２１ 第９のファンインファンアウト接続部
３２２ 第１０のファンインファンアウト接続部
３２３ 第１１のファンインファンアウト接続部
３３１ 第１２のファンインファンアウト接続部
３３２ 第１３のファンインファンアウト接続部
３３３ 第１４のファンインファンアウト接続部
３４１ 第７のシングルコア光ファイバ
３４２ 第８のシングルコア光ファイバ
３４３ 第９のシングルコア光ファイバ
３４４ 第１０のシングルコア光ファイバ
１０ 伝送ファイバ
１１ 第１の伝送ファイバ
１２ 第２の伝送ファイバ
２１ 第１の出力側伝送ファイバ
２２ 第２の出力側伝送ファイバ
３１ 第３の伝送ファイバ
３２ 第４の伝送ファイバ
５０ 励起光源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】