JP3180746B2 - Optical amplifier and optical amplifier gain control method and device - Google Patents
Optical amplifier and optical amplifier gain control method and deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理に用いられる光増幅器に関し、特に増幅された信号光
のレベルを高精度に一定に保つことのできる光増幅器に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier used for optical communication and optical information processing, and more particularly, to an optical amplifier capable of maintaining a level of an amplified signal light with high accuracy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、光信号を直接増幅する光増幅装置
として、コア内部に希土類元素をドープした光ファイバ
を増幅媒体として使用する光ファイバ増幅器や半導体内
部での誘導放出現象を利用した半導体増幅器が知られて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical amplifier for directly amplifying an optical signal, an optical fiber amplifier using an optical fiber doped with a rare earth element in a core as an amplification medium or a semiconductor amplifier utilizing a stimulated emission phenomenon in a semiconductor. It has been known.
【０００３】これらの光増幅装置を光伝送の装置などに
使用する場合、システムの伝送レベルを一定に維持し伝
送特性を安定化させる為には、光増幅装置の信号光出力
を一定に維持する必要がある。この為、現在一般に使用
されている光ファイバ増幅器では、図６に示すように、
光増幅部１０の出力部に光分岐器２０を挿入し、光出力
の一部を分岐して受光器５０で受光し、受光器５０の受
光レベルが一定となるように励起光源１３の励起光出力
を制御して、光増幅部１０の光出力が一定となるように
している。When these optical amplifying devices are used for optical transmission devices, the signal light output of the optical amplifying device is kept constant in order to maintain the transmission level of the system constant and stabilize the transmission characteristics. There is a need. Therefore, in an optical fiber amplifier generally used at present, as shown in FIG.
An optical splitter 20 is inserted into the output section of the optical amplifier 10, a part of the optical output is split and received by the light receiver 50, and the excitation light of the excitation light source 13 is set so that the light reception level of the light receiver 50 is constant. The output is controlled so that the optical output of the optical amplifier 10 is constant.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般に、光増幅装置で
は、増幅された信号光を出力すると共に、光増幅媒体内
で発生する自然放出光も出力する。この自然放出光が出
力光全体に占める割合は入力光レベルによって変化す
る。In general, an optical amplifying device outputs amplified signal light and also outputs spontaneous emission light generated in an optical amplifying medium. The ratio of the spontaneous emission light to the entire output light changes depending on the input light level.
【０００５】このため、従来の光ファイバ増幅器のよう
に、単に増幅された出力光をそのまま受光器により受光
して制御するという方法では、自然放出光の影響によ
り、出力信号光のレベルを高精度に測定することができ
ない。したがって、受光器の受光レベルが一定となるよ
うに光増幅部を正確に帰還制御したとしても、信号光出
力レベルを一定に維持することは困難である。この自然
放出光の影響を回避する手段として、光分岐器と受光器
との間に光フィルタを挿入する手段が考えられるが、信
号光と同一波長の自然放出光成分を除去できない為、光
フィルタを用いたとしても自然放出光を完全に除去する
ことはできない。[0005] For this reason, in a method in which the amplified output light is simply received by the photodetector as it is and controlled as in a conventional optical fiber amplifier, the level of the output signal light is controlled with high precision due to the influence of spontaneous emission light. Can not be measured. Therefore, it is difficult to keep the signal light output level constant even if the optical amplifier is accurately feedback controlled so that the light receiving level of the light receiver becomes constant. As a means for avoiding the effect of the spontaneous emission light, a means for inserting an optical filter between the optical splitter and the light receiver can be considered. However, since the spontaneous emission light component having the same wavelength as the signal light cannot be removed, the optical filter is not used. However, spontaneous emission cannot be completely removed even if is used.
【０００６】また、光増幅部に入力される信号光が存在
しない場合でも、光増幅部から自然放出光が出力される
ため、受光器の受光レベルから信号光の存在有無を検出
することができない。このため、光増幅部の入力部に更
に光分岐器を挿入し、信号光入力状態を監視する必要が
あり、光増幅装置を構成する光部品の点数が多くなると
いう問題点も有している。In addition, even if there is no signal light input to the optical amplifier, since the spontaneous emission light is output from the optical amplifier, the presence or absence of the signal light cannot be detected from the light receiving level of the light receiver. . For this reason, it is necessary to further insert an optical splitter into the input section of the optical amplification section and monitor the signal light input state, and there is also a problem that the number of optical components constituting the optical amplification apparatus increases. .
【０００７】本発明の光増幅装置の目的は、自然放出光
に依らず信号光の出力一定制御を精度良く行えるように
することにある。また、信号光と自然放出光を精度よく
測定することにより雑音指数を正確に算出することがで
きる光増幅装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide an optical amplifying apparatus capable of accurately controlling the output of signal light without depending on spontaneous emission light. Another object of the present invention is to provide an optical amplifying device that can accurately calculate a noise figure by accurately measuring signal light and spontaneous emission light.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の光増幅装置は、
上記課題を解決するために、信号光を増幅して増幅光信
号を出力する光増幅器において、増幅信号光の一部を分
岐して分岐増幅光信号を出力する光分岐器と、光分岐器
によって分岐された光の特定波長の成分を透過する波長
可変フィルタと、波長可変フィルタの透過中心波長を掃
引して透過光を出力する掃引器と、透過光を受光して電
気信号に変換する受光器とを備えている。ここで、上記
掃引器は、特定波長範囲内で透過光を掃引して受光器に
より当該範囲内でその出力レベルを検出して光増幅器の
利得を制御する。さらに、電気信号を微分して微分信号
を出力する微分処理部と、電気信号のピークレベルを検
出するピーク検出手段と、その電気信号から増幅光信号
の背景光のレベルを検出して自然放出光レベルを出力す
る第１の背景光検出器とをそれぞれ備えている。そし
て、第１の演算処理部において、第１のピークレベルと
第１の自然放出光レベルのレベル差により信号光レベル
を検出し、第１の制御回路が第１の微分信号と第１のレ
ベル差に基づいて上記光増幅器を制御することを特徴と
する。An optical amplifying apparatus according to the present invention comprises:
In order to solve the above problem, in an optical amplifier that amplifies signal light and outputs an amplified optical signal, an optical splitter that branches a part of the amplified signal light and outputs a branched amplified optical signal, and an optical splitter A wavelength tunable filter that transmits a specific wavelength component of the branched light, and a transmission center wavelength of the wavelength tunable filter.
A sweeper that outputs the transmitted light by pulling the light; and a light receiver that receives the transmitted light and converts the light into an electric signal. Where
The sweeper sweeps the transmitted light within a specific wavelength range and sends it to the receiver.
The output level is detected within the range and the
Control the gain. Further, a differential processing section for differentiating the electric signal to output a differential signal, peak detecting means for detecting a peak level of the electric signal, and detecting a level of background light of the amplified optical signal from the electric signal to generate spontaneous emission light A first background light detector for outputting a level. Then, the first arithmetic processing unit detects the signal light level based on the level difference between the first peak level and the first spontaneous emission light level, and the first control circuit causes the first differential signal and the first level to be detected. The optical amplifier is controlled based on the difference.
【０００９】また、本発明の光増幅装置は、さらに微分
処理部によって出力される微分信号の時間微分最大値か
ら信号光の存在の有無を判定する信号光判定部と、レベ
ル差により前記増幅光信号のレベルを監視する監視部を
備えている。Further, the optical amplifying device of the present invention further comprises a signal light judging section for judging the presence or absence of the signal light from the time derivative maximum value of the differential signal outputted by the differentiation processing section, and the amplified light by a level difference. A monitoring unit for monitoring the signal level is provided.
【００１０】さらに、本発明の光増幅装置は、信号光判
定部による信号光有無の判定結果に基づいて、信号光が
ない場合には、上記光増幅器の動作を停止させる機能を
備えていることを特徴とする。また、本発明の光増幅装
置は上記特徴に加え、さらに、信号光レベルが一定とな
るように、光増幅器の出力を制御する光増幅制御機能を
備えている。Further, the optical amplifying device of the present invention has a function of stopping the operation of the optical amplifier when there is no signal light based on the result of the signal light determination by the signal light determination unit. It is characterized by. Further, in addition to the above features, the optical amplifying device of the present invention further has an optical amplification control function for controlling the output of the optical amplifier so that the signal light level becomes constant.
【００１１】また、本発明の光増幅装置は、光増幅器の
入力側にも電気信号を微分して微分信号を出力する微分
処理部と、この電気信号の第２のピークレベルを検出す
るピーク検出器と、電気信号から信号光の背景光レベル
を検出して第２の自然放出光レベルを検出する背景光検
出部とを備え、第２のピークレベルと第２の自然放出光
レベルのレベル差を出力する第２の演算処理部を備えて
いる。そして、制御回路は、光増幅器へ入力される信号
光の信号光レベルと増幅信号光のレベルとの比から光増
幅器の利得を算出し、この利得が一定となるように光増
幅器を制御することを特徴とする。さらに、本発明の光
増幅装置は、上記利得と、第１の自然放出光レベルから
雑音指数を算出する雑音指数算出手段を備えている。The optical amplifying apparatus according to the present invention also includes a differential processing section for differentiating the electric signal on the input side of the optical amplifier and outputting a differential signal, and a peak detecting section for detecting a second peak level of the electric signal. And a background light detection unit for detecting a background light level of the signal light from the electric signal to detect a second spontaneous emission light level, wherein a level difference between the second peak level and the second spontaneous emission light level is provided. Is provided. The control circuit calculates the gain of the optical amplifier from the ratio of the signal light level of the signal light input to the optical amplifier to the level of the amplified signal light, and controls the optical amplifier so that the gain is constant. It is characterized by. Further, the optical amplifying device of the present invention includes a noise figure calculating means for calculating a noise figure from the gain and the first spontaneous emission light level.
【００１２】また、微分処理部における入力信号光の有
無の判定結果に基づいて、入力信号光がない場合には光
増幅器を停止させる光増幅停止機能、あるいは、入力信
号光または増幅信号光がない場合に光増幅器を停止させ
る光増幅停止機能、さらには入力信号光があって増幅信
号光がない場合に光増幅器を停止させる光増幅停止機能
を備えていることを特徴とする。Also, based on the determination result of the presence or absence of the input signal light in the differential processing section, an optical amplification stop function for stopping the optical amplifier when there is no input signal light, or there is no input signal light or amplified signal light. In this case, an optical amplification stop function for stopping the optical amplifier in the case, and an optical amplification stop function for stopping the optical amplifier when there is an input signal light and no amplified signal light are provided.
【００１３】また、上記波長可変フィルタは、誘電体多
層膜を用いた干渉膜フィルタ又は、ファブリペロー干渉
計を用いた光フィルタ又は導波路又はファイバグレーテ
ィングで構成されていることを特徴とする。Further, the wavelength tunable filter is characterized by comprising an interference film filter using a dielectric multilayer film, an optical filter using a Fabry-Perot interferometer, a waveguide or a fiber grating.
【００１４】ここで、光増幅装置の光増幅器が、希土類
元素を添加した光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ
増幅器、又は半導体の誘導放出現象を利用する半導体光
増幅器であることを特徴とする。Here, the optical amplifier of the optical amplifying device is characterized in that it is an optical fiber amplifier using an optical fiber doped with a rare earth element as an amplification medium or a semiconductor optical amplifier utilizing a stimulated emission phenomenon of a semiconductor.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の光増幅装置の基本構成に
ついて、図１を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic configuration of an optical amplifier according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００１６】光増幅部１０で増幅された出力信号光は、
光分岐器２０を介して光伝送路に出力される。光分岐器
２０で分岐された出力信号光は波長可変フィルタ３０を
介して受光器５０へ導かれ、受光器５０の出力は並列に
接続されたピーク検出部６０、背景光検出部７０、微分
処理部８０に入力される。演算処理部９０はピーク処理
部６０出力と背景光検出部７０出力との差から出力信号
光レベルを算出し、微分処理部８０は受光器５０出力の
時間微分の最大値から信号光有無を判定する。制御回路
１００は、演算処理部９０出力に基づいて、光増幅部１
０の出力信号光が一定となるように励起光源１３の出力
を制御する。また、制御回路１００は、信号光の有無を
反映した微分処理部８０の出力に基づいて、励起光源１
３の出力を停止して光増幅部１０の動作を停止する。The output signal light amplified by the optical amplifier 10 is
The light is output to the optical transmission line via the optical splitter 20. The output signal light split by the optical splitter 20 is guided to the light receiver 50 via the wavelength tunable filter 30, and the output of the light receiver 50 is connected to the peak detection unit 60, the background light detection unit 70, and the differential processing connected in parallel. The data is input to the unit 80. The arithmetic processing unit 90 calculates the output signal light level from the difference between the output of the peak processing unit 60 and the output of the background light detection unit 70, and the differentiation processing unit 80 determines the presence or absence of the signal light from the maximum value of the time derivative of the output of the light receiver 50. I do. The control circuit 100 controls the optical amplifying unit 1 based on the output of the arithmetic processing unit 90.
The output of the excitation light source 13 is controlled so that the output signal light of 0 becomes constant. The control circuit 100 also controls the pump light source 1 based on the output of the differential processing unit 80 reflecting the presence or absence of the signal light.
Then, the operation of the optical amplifier 10 is stopped by stopping the output of No. 3.
【００１７】本発明の光増幅装置の動作を図２を参照し
て、詳細に説明する。The operation of the optical amplifier according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
【００１８】図２（ａ）は、本発明の光増幅装置の光増
幅部１０に入力される信号光のスペクトラムである。こ
のとき、光増幅部１０からは、増幅された信号光Ｐｓと
光増幅部内で発生する自然放出光Ｐａｓｅとが加算され
た、信号光パワーＰｔ（＝Ｐｓ＋Ｐａｓｅ）が出力され
る（図２（ｂ））。FIG. 2A shows the spectrum of the signal light input to the optical amplifier 10 of the optical amplifier according to the present invention. At this time, the signal light power Pt (= Ps + Pase) obtained by adding the amplified signal light Ps and the spontaneous emission light Pase generated in the light amplifier is output from the light amplifying unit 10 (FIG. 2B). )).
【００１９】光増幅部１０の出力光を光分岐器２０で分
岐して波長可変フィルタ３０に導き、掃引器４０により
波長可変フィルタ３０の透過中心波長を掃引すると、受
光器５０からは、図２（ｂ）のような波長に対する光パ
ワーの変化が、図２（ｃ）に示されるような出力電流の
時間変化となって現れる。When the output light of the optical amplifier 10 is branched by the optical splitter 20 and guided to the tunable filter 30 and the transmission center wavelength of the tunable filter 30 is swept by the sweeper 40, the light receiver 50 outputs the signal shown in FIG. The change of the optical power with respect to the wavelength as shown in FIG. 2B appears as a time change of the output current as shown in FIG.
【００２０】つまり、波長可変フィルタ３０の透過中心
波長が信号光波長と一致した時には、急峻なピークが現
れる。また、波長可変フィルタ３０の透過中心波長が信
号光波長と一致しない時には、自然放出光のみが受光器
５０に入射され受光器５０出力波形の背景レベルとなっ
て現れる。That is, when the transmission center wavelength of the tunable filter 30 matches the signal light wavelength, a steep peak appears. When the transmission center wavelength of the tunable filter 30 does not coincide with the signal light wavelength, only the spontaneous emission light enters the light receiver 50 and appears as a background level of the output waveform of the light receiver 50.
【００２１】微分処理部８０は受光器５０出力波形を微
分する。受光器５０出力の微分波形出力は、図２（ｄ）
に示されるように、信号光ピーク付近で極大値となる。
したがって、微分波形が特定値を越えたかどうかを判定
することにより、信号光の有無を判定することができ
る。判定結果は、微分処理部８０から制御回路１００に
送出される。The differentiation processing section 80 differentiates the output waveform of the light receiver 50. The differential waveform output of the light receiver 50 is shown in FIG.
As shown in (2), the maximum value is obtained near the signal light peak.
Therefore, the presence or absence of the signal light can be determined by determining whether the differential waveform has exceeded the specific value. The determination result is sent from the differential processing unit 80 to the control circuit 100.
【００２２】ピーク検出部６０では、受光器５０出力パ
ワーのピークレベルＰｔが測定される（図２（ｅ））。The peak detector 60 measures the peak level Pt of the output power of the light receiver 50 (FIG. 2E).
【００２３】背景光処理部７０では、図２（ｅ）に示さ
れるように、微分処理部８０での極大値検出から特定時
間経過後の受光器５０出力レベルを測定する。このレベ
ルは、信号光を含まない、信号光波長近傍の背景光すな
わち自然放出光のレベルＰａｓｅに相当する。このピー
クレベルと背景光レベルが演算処理部９０に導かれ、Ｐ
ｔとＰａｓｅから信号光Ｐｓが算出され制御回路１００
に入力される。As shown in FIG. 2E, the background light processing section 70 measures the output level of the photodetector 50 after a lapse of a specific time from the detection of the maximum value in the differentiation processing section 80. This level corresponds to the level Pase of the background light near the signal light wavelength, ie, the spontaneous emission light, which does not include the signal light. The peak level and the background light level are guided to the arithmetic processing unit 90, and P
The signal light Ps is calculated from t and Pase, and the control circuit 100
Is input to
【００２４】次に、本発明の光増幅装置の信号光モニタ
部分の構成についてさらに詳細に説明する。図３は、本
発明の第１の実施例の構成を示す図である。Next, the configuration of the signal light monitor portion of the optical amplifier of the present invention will be described in more detail. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention.
【００２５】光増幅部１０からの信号光が光分岐器２０
で分岐され波長可変フィルタに導かれる。波長可変フィ
ルタ３０の透過波長は、掃引器４０により、一定速度Ｖ
（ｎｍ／ｓ）で特定波長範囲内を掃引される。波長可変
フィルタ３０を透過した光は受光器５０で検出され、受
光器５０の出力に接続された微分回路１３０に入力され
る。微分回路１３０は、受光器５０の出力を時間微分す
る。微分回路１３０出力は、ピーク検出回路１３１によ
ってそのピーク値が保持され、コンパレータ１３２に入
力される。The signal light from the optical amplifying unit 10 is
And guided to the wavelength tunable filter. The transmission wavelength of the wavelength tunable filter 30 is controlled by a sweeper 40 at a constant speed V
(Nm / s) is swept within a specific wavelength range. The light transmitted through the wavelength tunable filter 30 is detected by the light receiver 50 and input to the differentiating circuit 130 connected to the output of the light receiver 50. The differentiating circuit 130 differentiates the output of the light receiver 50 over time. The peak value of the output of the differentiating circuit 130 is held by a peak detecting circuit 131 and is input to a comparator 132.
【００２６】コンパレータ１３２は、基準値Ｖｒｅｆと
ピーク検出回路１３１の出力Ｖｐｅａｋとを比較し、Ｖ
ｒｅｆ≦Ｖｐｅａｋとなった場合に論理値１に相当する
任意の電圧Ｖｏを出力し、それ以外の時は０に相当する
電圧を出力する。これにより、信号光の有無が判定され
る。サンプル・ホールド回路１３３は、掃引器４０から
の掃引終了信号をサンプル信号として、コンパレータ１
３２の出力を保持する。The comparator 132 compares the reference value Vref with the output Vpeak of the peak detection circuit 131,
When ref ≦ Vpeak, an arbitrary voltage Vo corresponding to a logical value of 1 is output, and otherwise, a voltage corresponding to 0 is output. Thereby, the presence or absence of the signal light is determined. The sample and hold circuit 133 uses the sweep end signal from the sweeper 40 as a sample signal and
32 outputs are retained.
【００２７】ピーク検出回路１３１は、掃引器４０から
の掃引終了信号によりリセットされる。また、サンプル
・ホールド回路１３３への掃引終了信号の入力後に、ピ
ーク検出回路１３１への掃引終了信号が入力されるよう
に、掃引器４０とピーク検出回路１３１の間には、遅延
回路１３４を挿入している。これにより、信号光の有無
の判定結果は、次の掃引期間終了までサンプル・ホール
ド回路１３３から出力され、つぎの掃引期間終了時点で
更新されることになる。The peak detection circuit 131 is reset by a sweep end signal from the sweeper 40. Further, a delay circuit 134 is inserted between the sweeper 40 and the peak detection circuit 131 so that a sweep end signal is input to the peak detection circuit 131 after the sweep end signal is input to the sample and hold circuit 133. are doing. As a result, the determination result of the presence / absence of the signal light is output from the sample / hold circuit 133 until the end of the next sweep period, and is updated at the end of the next sweep period.
【００２８】背景光検出部７０では、コンパレータ１３
２出力をサンプル信号として、サンプル・ホールド回路
１２１により受光器５０からの出力を保持する。このと
き、コンパレータ１３２とサンプル・ホールド回路１２
１との間に挿入された遅延回路１２０での遅延時間を、
波長可変フィルタの透過中心波長が信号光波長を通過す
る時間ｔに設定することにより、受光器５０出力の背景
光レベルをサンプル・ホールド回路１２１で保持するこ
とができる。In the background light detector 70, the comparator 13
The output from the light receiver 50 is held by the sample and hold circuit 121 using the two outputs as sample signals. At this time, the comparator 132 and the sample and hold circuit 12
The delay time in the delay circuit 120 inserted between 1 and
By setting the transmission center wavelength of the wavelength tunable filter to the time t during which the signal light wavelength passes, the background light level of the output of the light receiver 50 can be held by the sample and hold circuit 121.
【００２９】ピーク検出回路１１０は、受光器５０出力
のピーク値を検出して保持する。またピーク検出回路１
１０は、掃引器４０から掃引終了信号が出力された後、
遅延回路１１１の設定時間だけ遅れてリセットされる。The peak detection circuit 110 detects and holds the peak value of the output of the light receiver 50. Peak detection circuit 1
10, after the sweep end signal is output from the sweeper 40,
It is reset with a delay of the set time of the delay circuit 111.
【００３０】差動増幅器１４０は、ピーク検出回路１１
０の出力Ｐｔからサンプル・ホールド回路１２１出力Ｐ
ａｓｅとを減算し、光分岐器２０を通過する純粋な信号
光Ｐｓに対応するレベルを出力する。サンプル・ホール
ド回路１４１は掃引器４０からの掃引終了信号をサンプ
ル信号として差動増幅器１４０の出力を保持する。この
出力が制御回路１００に入力され、そのレベルが一定と
なるように制御回路１００が増幅部１０の出力レベルを
制御する。The differential amplifier 140 is connected to the peak detection circuit 11
0 output Pt to sample-and-hold circuit 121 output P
ase is subtracted, and a level corresponding to the pure signal light Ps passing through the optical splitter 20 is output. The sample and hold circuit 141 holds the output of the differential amplifier 140 using the sweep end signal from the sweeper 40 as a sample signal. This output is input to the control circuit 100, and the control circuit 100 controls the output level of the amplifier 10 so that the level becomes constant.
【００３１】制御回路１００では、差動増幅器１４２
が、サンプル・ホールド回路１４１の出力を基準電圧
（＋Ｖ）と比較する。差動増幅器１４２では、基準電圧
との誤差を励起光源１３に印加する注入電流に変換して
出力する。差動増幅器１４２の出力は、ゲート回路１５
０に入力される。ゲート回路１５０は、サンプル・ホー
ルド回路１３３の出力がその制御入力に印加されてい
る。制御入力が論理レベル“１”であれば、ゲート回路
１５０への入力をそのまま出力する。一方、制御入力が
論理レベル“０”であれば、電流出力を０とする。In the control circuit 100, the differential amplifier 142
Compares the output of the sample and hold circuit 141 with a reference voltage (+ V). The differential amplifier 142 converts an error between the reference voltage and the reference voltage into an injection current applied to the pump light source 13 and outputs the injection current. The output of the differential amplifier 142 is
Input to 0. The gate circuit 150 has the output of the sample and hold circuit 133 applied to its control input. If the control input is a logic level “1”, the input to the gate circuit 150 is output as it is. On the other hand, if the control input is a logical level “0”, the current output is set to 0.
【００３２】尚、電源電圧の変動等により、サンプル・
ホールド回路１２１の出力が掃引期間内で変動した場合
に制御回路１００による光増幅部１０の制御動作が異常
となることを防ぐためには、制御回路１００の制御の時
定数を掃引期間よりも充分長く設定する必要がある。そ
の場合は、本実施例では比例制御のみで構成している制
御回路１００に積分制御を実現する回路を導入すればよ
い。It is to be noted that, due to fluctuations in the power supply voltage, etc.,
In order to prevent the control circuit 100 from abnormally controlling the optical amplifier 10 when the output of the hold circuit 121 fluctuates within the sweep period, the time constant of the control of the control circuit 100 is set to be sufficiently longer than the sweep period. Must be set. In this case, a circuit for implementing the integral control may be introduced into the control circuit 100 configured with only the proportional control in the present embodiment.
【００３３】光増幅部１０は、増幅媒体であるＥｒ添加
光ファイバ１１、ＷＤＭカプラ１２、および励起光源１
３とを含んで構成されている。光分岐器２０は光ファイ
バ融着型分岐、波長可変フィルタ３０は誘電体フィルタ
をパルスステッピングモータで回転させるもの、掃引器
４０はステッピングモータを一定速度で回転させるモー
タ駆動回路、受光器５０は３元ＰＩＮホトダイオードを
使用している。The optical amplifying section 10 includes an Er-doped optical fiber 11 serving as an amplifying medium, a WDM coupler 12, and an excitation light source 1.
3 is included. The optical splitter 20 is an optical fiber fusion type branch, the wavelength tunable filter 30 rotates a dielectric filter by a pulse stepping motor, the sweeper 40 is a motor drive circuit for rotating the stepping motor at a constant speed, and the light receiver 50 is 3 Original PIN photodiode is used.
【００３４】光増幅部１０には中心波長１５５０ｎｍ、
２０ｄＢ抑圧幅が１ｎｍの信号光が入力されている。波
長可変フィルタ６の透過中心波長の掃引範囲は１５５０
ｎｍを中心に±５ｎｍの範囲、透過中心波長に対する２
０ｄＢ抑圧帯域幅は１ｎｍである。掃引器４０による波
長可変フィルタ３０の透過中心波長の掃引速度は１０ｎ
ｍ／ｓである。The optical amplifier 10 has a center wavelength of 1550 nm,
A signal light having a 20 dB suppression width of 1 nm is input. The sweep range of the transmission center wavelength of the wavelength tunable filter 6 is 1550.
± 5 nm range around nm, 2 for transmission center wavelength
The 0 dB suppression bandwidth is 1 nm. The sweep speed of the transmission center wavelength of the tunable filter 30 by the sweeper 40 is 10n.
m / s.
【００３５】したがって、この場合の１回の掃引に要す
る時間Ｔは、 Ｔ＝（掃引幅１０ｎｍ）÷（掃引速度１０ｎｍ／ｓ）＝
１ｓ である。また、波長可変フィルタ３０の透過中心波長が
信号光波長を通過する時間ΔＴは、 ΔＴ＝｛（信号光の２０ｄＢ抑圧幅１ｎｍ）＋（波長可
変フィルタの２０ｄＢ抑圧帯域幅１ｎｍ）｝÷（掃引速
度１０ｎｍ／ｓ）＝０．２ｓ である。上記の値から、制御回路１００の時定数を２
ｓ、遅延回路１３１の遅延時間を０．３ｓとする。Therefore, the time T required for one sweep in this case is: T = (sweep width 10 nm) ÷ (sweep speed 10 nm / s) =
1s. The time ΔT during which the transmission center wavelength of the wavelength tunable filter 30 passes through the signal light wavelength is ΔT = {(20 dB suppression width of signal light 1 nm) + (20 dB suppression bandwidth 1 nm of wavelength tunable filter)} (sweep speed 10 nm / s) = 0.2 s. From the above values, the time constant of the control circuit 100 is set to 2
s, and the delay time of the delay circuit 131 is 0.3 s.
【００３６】本実施例では、光増幅部として光ファイバ
増幅器を例に説明したが、光半導体増幅器を光増幅部と
して使用することもできる。In this embodiment, an optical fiber amplifier has been described as an example of an optical amplifier. However, an optical semiconductor amplifier can be used as an optical amplifier.
【００３７】上述の波長可変フィルタ３０としては、誘
電体多層膜による干渉膜フィルタを利用したもの以外
に、ファブリペロー干渉計を用いた光フィルタを利用し
たもの、導波路を利用したもの、ファイバグレーティン
グを利用したもの等を用いることができる。The tunable filter 30 includes an optical filter using a Fabry-Perot interferometer, an optical filter using a waveguide, and a fiber grating, in addition to an optical filter using an interference filter made of a dielectric multilayer film. Can be used.
【００３８】掃引器４０は、波長可変フィルタ３０の透
過中心波長を掃引する機能を有するものであり、使用す
る波長可変フィルタの駆動機構に応じて種々の形態を採
り得ることは言うまでもない。例えば、空隙をキャビテ
ィとするファブリペローエタロンの空隙長さを圧電素子
で変化させるものにあっては印加電圧調整装置、導波路
やファイバグレーティングの温度を電子冷却器により変
化させて為る波長可変フィルタでは電子冷却器への通電
電流調整装置の形態を採り得る。The sweeper 40 has a function of sweeping the transmission center wavelength of the wavelength tunable filter 30, and it is needless to say that various forms can be adopted according to the driving mechanism of the wavelength tunable filter to be used. For example, in the case of a Fabry-Perot etalon having a cavity as a cavity, in which the length of the cavity is changed by a piezoelectric element, an applied voltage regulator, a wavelength tunable filter formed by changing the temperature of a waveguide or a fiber grating by an electronic cooler. Then, a form of a current supply adjusting device for the electronic cooler may be employed.
【００３９】次に、本発明の光増幅装置の第２の実施例
を図４を参照して説明する。Next, a second embodiment of the optical amplifier of the present invention will be described with reference to FIG.
【００４０】本実施例は、図３に示した光増幅装置に、
さらに、光増幅部１０の入力部に挿入された光分岐器２
１と、光分岐器２１で分岐された光に含まれる特定波長
成分を透過する波長可変フィルタ３１と、波長可変フィ
ルタ３１の透過波長を特定波長領域で掃引する掃引器４
１と、波長可変フィルタ３１の透過光を受光する受光器
５１と、受光器５１の出力を受けるピーク検出部６１、
背景光検出部７１、微分処理部８１と、ピーク検出部６
１で測定されたピーク光と、背景光検出部７１で測定さ
れた自然放出光とから入力信号光を算出する演算処理部
９１とが付加されている。In this embodiment, the optical amplifier shown in FIG.
Further, the optical splitter 2 inserted in the input section of the optical amplification section 10
1, a wavelength tunable filter 31 that transmits a specific wavelength component included in the light split by the optical splitter 21, and a sweeper 4 that sweeps the transmission wavelength of the wavelength tunable filter 31 in a specific wavelength region.
1, a light receiver 51 for receiving light transmitted through the wavelength tunable filter 31, a peak detector 61 for receiving the output of the light receiver 51,
Background light detecting section 71, differential processing section 81, and peak detecting section 6
An arithmetic processing unit 91 for calculating an input signal light from the peak light measured at 1 and the spontaneous emission light measured at the background light detection unit 71 is added.
【００４１】光分岐器２１は、光増幅部１０の入力部に
挿入され、光増幅器への入力光を２分岐する。波長可変
フィルタ３１は、光分岐器２１で分岐された光に含まれ
る特定波長成分を透過する。掃引器４１は、波長可変フ
ィルタ３１の透過波長を特定波長領域で掃引する。受光
器５１は、波長可変フィルタ３１の透過光を受光し、電
気信号に変換する。ピーク検出部６１は、受光器５１の
出力を受け、受光器５１への光入力のピークレベルを測
定する。背景光検出部７１は光増幅器への光入力に含ま
れる自然放出光レベルを測定する。微分処理部８１は、
入力光に信号光が含まれているか否かを判別する。演算
処理部９１は、ピーク検出部６１で測定されたピーク光
レベルと、背景光検出部７１で測定された自然放出光レ
ベルとから入力信号光レベルＰｉｎを算出する。The optical splitter 21 is inserted into the input section of the optical amplifier 10 and splits the input light to the optical amplifier into two. The wavelength tunable filter 31 transmits a specific wavelength component included in the light split by the optical splitter 21. The sweeper 41 sweeps the transmission wavelength of the variable wavelength filter 31 in a specific wavelength region. The light receiver 51 receives the light transmitted through the variable wavelength filter 31 and converts the light into an electric signal. The peak detector 61 receives the output of the light receiver 51 and measures the peak level of the light input to the light receiver 51. The background light detector 71 measures the level of spontaneous emission light included in the light input to the optical amplifier. The differential processing unit 81
It is determined whether signal light is included in the input light. The arithmetic processing unit 91 outputs the peak light measured by the peak detection unit 61.
And level, the spontaneous emission light LES measured by the background light detection unit 71
The input signal light level Pin is calculated from the bell .
【００４２】制御回路１０１では、演算処理部９０およ
び９１からそれぞれ出力される出力信号光レベルＰｏｕ
ｔおよび入力信号光レベルＰｉｎに対応した電気信号か
ら光増幅部１０の利得Ｇを算出する。制御回路１０１
は、利得Ｇを予め定められた一定値とするような励起光
源の注入電流を出力する。制御回路１０１は、微分処理
部８０，８１の出力から、入力光と出力光の両方につい
て、それぞれ信号光が含まれているか否かを検出する。
入力光に信号光が含まれ、出力光に信号光が含まれてい
ない場合には、光増幅部１０の動作が異常であると判断
し、注入電流の出力を遮断する。さらに、制御回路１０
１は、背景光検出部７０の出力Ｐａｓｅと利得Ｇから雑
音指数を算出して出力する。制御回路１０１の構成を図
５に示す。入力端子９８，９４からそれぞれ入力される
Ｐｉｎ、Ｐｏｕｔは、割算器１０２に入力される。割算
器１０２はＧ＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎを計算して出力する。
割算器１０２の出力は、差動増幅器１４２に入力され
る。差動増幅器１４２では、基準電圧＋Ｖと入力電圧と
の誤差を、励起光源１３に印加する注入電流に変換して
出力する。差動増幅器１４２の出力はゲート回路１５０
に入力される。ゲート回路１５０は、ＡＮＤ回路１０４
の出力がその制御入力に印加されている。制御入力が論
理レベル“１”であれば、ゲート回路１５０への入力を
そのまま出力する。一方、制御入力が論理レベル“０”
であれば、電流出力を０とする。ＡＮＤ回路１０４に
は、入力端子９３に印加される信号の反転と、入力端子
９２に印加される信号が入力されている。In the control circuit 101, the output signal light level Pou output from the arithmetic processing units 90 and 91, respectively.
The gain G of the optical amplifier 10 is calculated from the electric signal corresponding to t and the input signal light level Pin. Control circuit 101
Outputs an injection current of the pump light source such that the gain G is set to a predetermined constant value. The control circuit 101 detects whether signal light is included in both the input light and the output light from the outputs of the differential processing units 80 and 81.
When the input light includes the signal light and the output light does not include the signal light, the operation of the optical amplifier 10 is determined to be abnormal, and the output of the injection current is cut off. Further, the control circuit 10
1 calculates and outputs a noise figure from the output Pase of the background light detection unit 70 and the gain G. FIG. 5 shows the configuration of the control circuit 101. Pin and Pout input from the input terminals 98 and 94 are input to the divider 102. The divider 102 calculates and outputs G = Pout / Pin.
The output of the divider 102 is input to the differential amplifier 142. The differential amplifier 142 converts an error between the reference voltage + V and the input voltage into an injection current applied to the pump light source 13 and outputs the same. The output of the differential amplifier 142 is
Is input to The gate circuit 150 includes the AND circuit 104
Is applied to its control input. If the control input is a logic level “1”, the input to the gate circuit 150 is output as it is. On the other hand, the control input is at logic level "0".
Then, the current output is set to 0. The AND circuit 104 receives the inverted signal applied to the input terminal 93 and the signal applied to the input terminal 92.
【００４３】制御回路１０１の入力端子９５から入力さ
れる信号（Ｐａｓｅ）は、割算器１０２の出力（Ｇ）と
共に割算器１０３に入力される。割算器１０３では、Ｐ
ａｓｅ／Ｇを計算して出力する。光増幅器の雑音指数
（ＮＦ）は次の式で表されるため、割算器１０３の出力
を、利得１／（ｈ・ν・Δｆ）の増幅器１０５に入力す
ることで、ＮＦの値が得られる。ＮＦの値は、出力端子
９７から出力される。The signal (Pase) input from the input terminal 95 of the control circuit 101 is input to the divider 103 together with the output (G) of the divider 102. In the divider 103, P
ase / G is calculated and output. Since the noise figure (NF) of the optical amplifier is expressed by the following equation, the value of NF is obtained by inputting the output of the divider 103 to the amplifier 105 having a gain of 1 / (h · ν · Δf). Can be The value of NF is output from the output terminal 97.
【００４４】ＮＦ＝Ｐａｓｅ／（ｈ・ν・Δｆ・Ｇ） ここで、ｈはプランク定数、ν（＝ｃ／λ、ｃは光速）
は信号光周波数、Δｆ（＝ｃ・Δλ／λ2 、Δλは波長
可変フィルタ３０の半値幅）は波長可変フィルタ３０の
透過帯域幅の周波数換算値、Ｇ（＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）
は光増幅部１０の利得である。NF = Pase / (h · ν · Δf · G) where h is Planck's constant, ν (= c / λ, c is the speed of light)
Is the signal light frequency, Δf (= c · Δλ / λ 2 , Δλ is the half value width of the wavelength tunable filter 30) is the frequency conversion value of the transmission bandwidth of the wavelength tunable filter 30, and G (= Pout / Pin)
Is the gain of the optical amplifier 10.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明の光増幅装置によれば以下の効果
を得ることができる。すなわち、信号光波長における光
増幅部出力レベル、および信号光波長近傍の自然放出光
レベルを測定できるため、これら両者の差分をとって信
号光成分のみを検出することができる。これを元に光増
幅部の出力を制御することにより、高精度の出力一定制
御を行うことができる。According to the optical amplifying device of the present invention, the following effects can be obtained. That is, since the output level of the optical amplifier at the signal light wavelength and the spontaneous emission light level near the signal light wavelength can be measured, only the signal light component can be detected by taking the difference between the two. By controlling the output of the optical amplifying unit based on this, high-precision constant output control can be performed.
【００４６】また、波長可変フィルタを通過して受光器
に入力された光の一部を微分処理することで微分出力の
大きさから、信号光断検出ができる。さらに、光ファイ
バ伝送路に挿入されるのは光分岐器のみであるため、光
ファイバ伝送路内を伝搬する伝送信号光に対する損失が
少ない。光増幅部の出力光をモニタすることで、出力信
号光が存在しないときに、光増幅部動作を停止する機能
を有する光増幅装置を容易に実現することもできる。Further, signal light interruption can be detected from the magnitude of the differential output by differentiating a part of the light that has passed through the wavelength tunable filter and input to the optical receiver. Furthermore, since only the optical branching device is inserted into the optical fiber transmission line, the loss to the transmission signal light propagating in the optical fiber transmission line is small. By monitoring the output light of the optical amplifier, an optical amplifier having a function of stopping the operation of the optical amplifier when there is no output signal light can be easily realized.
【００４７】また、光増幅部の入力側および出力側にそ
れぞれ光分岐器を挿入して、それぞれの入力光および出
力光をモニタすることにより、次の機能を有する光増幅
装置を簡易に実現できる。すなわち、入力信号光が存在
しない場合に光増幅部動作を停止する機能、入力光に信
号光が含まれ、出力信号に信号光が含まれないことか
ら、光増幅部の動作異常を判定する機能、入力信号光と
出力信号光からの利得と信号光近傍の自然放出光レベル
から雑音指数を算出する機能を備えることも可能であ
る。Further, by inserting optical splitters on the input side and output side of the optical amplifying unit and monitoring the input light and output light, an optical amplifying device having the following functions can be easily realized. . That is, the function of stopping the operation of the optical amplifier when there is no input signal light, and the function of determining the operation abnormality of the optical amplifier because the input light contains the signal light and the output signal does not contain the signal light. It is also possible to provide a function of calculating a noise figure from the gain from the input signal light and the output signal light and the spontaneous emission light level near the signal light.
【図１】本発明の光増幅装置の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the optical amplifying device of the present invention.
【図２】本発明の光増幅装置の動作を表す動作説明図で
あり、（ａ）は本発明の光増幅装置に入力される信号光
のスペクトラムの一例、（ｂ）は本発明の光増幅装置か
らの出力光スペクトラムの一例、（ｃ）は本発明の光増
幅装置を構成するピーク検出部での出力波形の一例、
（ｄ）は本発明の光増幅装置を構成する微分処理部での
動作の一例、（ｅ）は本発明の光増幅装置を構成する背
景光検出処理部での出力波形の一例をそれぞれ示してい
る。FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams illustrating the operation of the optical amplifying device of the present invention. FIG. 2A is an example of a spectrum of signal light input to the optical amplifying device of the present invention, and FIG. An example of an output light spectrum from the device, (c) is an example of an output waveform in a peak detection unit included in the optical amplifying device of the present invention,
(D) shows an example of the operation of the differential processing unit constituting the optical amplifying device of the present invention, and (e) shows an example of the output waveform of the background light detection processing unit constituting the optical amplifying device of the present invention. I have.
【図３】本発明の光増幅装置の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the optical amplifying device of the present invention.
【図４】本発明の光増幅装置の第２の実施例の構成を示
すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the optical amplifying device of the present invention.
【図５】本発明の光増幅装置の第２の実施例で用いる制
御回路１０１の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control circuit 101 used in a second embodiment of the optical amplifying device of the present invention.
【図６】従来の光増幅装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional optical amplifier.
１０ 光増幅部 １１ Ｅｒ添加ファイバ １２ ＷＤＭカプラ １３ 励起光源 ２０，２１ 光分岐器 ３０，３１ 波長可変フィルタ ４０，４１ 掃引器 ５０，５１ 光受光器 ６０，６１ ピーク検出部 ７０，７１ 背景光検出部 ８０，８１ 微分処理部 ９０，９１ 演算処理部 ９２，９３，９４，９５，９８ 入力端子 ９６，９７ 出力端子 １００ 制御回路 １０２，１０３ 割算器 １０４ ＡＮＤ回路 １０５ 増幅器 １３０ 微分回路 １１０，１３１ ピーク検出回路 １１１，１２０，１３４ 遅延回路 １３２ コンパレータ １４０ 差動増幅器 １２１，１３３，１４１ サンプル・ホールド回路 １４２ 差動増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical amplification part 11 Er-doped fiber 12 WDM coupler 13 Excitation light source 20, 21 Optical splitter 30, 31 Wavelength tunable filter 40, 41 Sweeper 50, 51 Optical receiver 60, 61 Peak detector 70, 71 Background light detector 80, 81 Differential processing section 90, 91 Arithmetic processing section 92, 93, 94, 95, 98 Input terminal 96, 97 Output terminal 100 Control circuit 102, 103 Divider 104 AND circuit 105 Amplifier 130 Differentiating circuit 110, 131 Peak detection Circuits 111, 120, 134 Delay circuit 132 Comparator 140 Differential amplifier 121, 133, 141 Sample and hold circuit 142 Differential amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−248457（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−75198（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−25822（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−30178（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202811（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−142596（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136972（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120322（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/06,3/10 H04B 9/00 G01J 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-248457 (JP, A) JP-A-5-75198 (JP, A) JP-A-4-25822 (JP, A) JP-A-7-248 30178 (JP, A) JP-A-7-202811 (JP, A) JP-A-5-142596 (JP, A) JP-A 8-136972 (JP, A) JP-A-7-120322 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/06, 3/10 H04B 9/00 G01J 3/28
Claims (38)
らなる増幅光信号を出力する光増幅回路と、 前記増幅光信号から分岐された分岐増幅信号光に対して
透過中心光波長を特定波長範囲内で掃引して第１のフィ
ルタ出力信号を出力する第１の波長可変フィルタと、 前記第１のフィルタ出力信号の時間変化から前記増幅信
号光のピーク波長を特定して前記増幅光信号のうち前記
入力光信号に対する増幅出力成分である前記信号光レベ
ルを検出する第１の信号光検出回路と、 前記信号光レベルに基づいて前記光増幅回路の利得を制
御する第１の制御回路とを備えていることを特徴とする
光増幅装置。An optical amplifier circuit for amplifying an input optical signal and outputting an amplified optical signal composed of a signal light and a background light; and a transmission center optical wavelength for a branched amplified signal light branched from the amplified optical signal. A first wavelength tunable filter that sweeps within a specific wavelength range and outputs a first filter output signal; and specifies the peak wavelength of the amplified signal light based on a time change of the first filter output signal, and specifies the amplified light. A first signal light detection circuit for detecting the signal light level which is an amplified output component of the signal with respect to the input optical signal; and a first control circuit for controlling a gain of the light amplification circuit based on the signal light level. An optical amplifying device comprising:
のフィルタ出力信号の第１のピーク光レベルを検出する
第１のピーク検出回路と、 前記第１のフィルタ出力信号の第１の背景光レベルを検
出する第１の背景光検出回路とを備えていることを特徴
とする請求項１記載の光増幅装置。2. The first signal light detection circuit according to claim 1, wherein
A first peak detection circuit for detecting a first peak light level of the filter output signal of the above, and a first background light detection circuit for detecting a first background light level of the first filter output signal. The optical amplifying device according to claim 1, wherein:
らなる増幅光信号を出力する光増幅回路と、 前記増幅光信号から分岐された分岐増幅信号光に対して
透過中心光波長を掃引して第１のフィルタ出力信号を出
力する第１の波長可変フィルタと、 前記第１のフィルタ出力信号を用いて、前記増幅光信号
のうち前記入力光信号に対する増幅出力成分である前記
信号光レベルを検出する第１の信号光検出回路と、 前記信号光レベルに基づいて前記光増幅回路の利得を制
御する第１の制御回路とを備え、 前記第１の信号光検出回路は、 前記第１のフィルタ出力信号の第１のピーク光レベルを
検出する第１のピーク検出回路と、 前記第１のフィルタ出力信号の第１の背景光レベルを検
出する第１の背景光検出回路とを備えていることを特徴
とする光増幅装置。3. An optical amplifier circuit for amplifying an input optical signal and outputting an amplified optical signal composed of a signal light and a background light, and a transmission center optical wavelength for a branched amplified signal light branched from the amplified optical signal. A first wavelength tunable filter that sweeps and outputs a first filter output signal; and the signal light that is an amplified output component of the amplified optical signal with respect to the input optical signal using the first filter output signal. A first signal light detection circuit for detecting a level, and a first control circuit for controlling a gain of the optical amplification circuit based on the signal light level, wherein the first signal light detection circuit comprises: A first peak detection circuit for detecting a first peak light level of the first filter output signal; and a first background light detection circuit for detecting a first background light level of the first filter output signal. Characterized by Optical amplifier.
であって、前記光増幅装置は、さらに、 前記第１のフィルタ出力信号を微分して第１の微分信号
を出力する第１の微分処理回路と、 前記第１の微分信号から前記入力光信号に対する増幅出
力成分の有無を判定する信号光判定回路と、 前記第１のピーク光レベルと第１の背景光レベルの差に
より前記信号光レベルを検出する第１の演算処理回路と
を備えていることを特徴とする光増幅装置。4. The optical amplifying device according to claim 2, wherein said optical amplifying device further differentiates said first filter output signal to output a first differentiated signal. A signal light determination circuit that determines the presence or absence of an amplified output component with respect to the input optical signal from the first differential signal; and a difference between the first peak light level and the first background light level. An optical amplification device comprising: a first arithmetic processing circuit for detecting a signal light level.
記光増幅装置は、さらに、 前記信号光判定回路による信号光有無の判定結果に基づ
いて、前記入力光信号に対する増幅出力成分がない場合
には、光増幅回路の動作を停止させる光増幅停止回路を
備えていることを特徴とする光増幅装置。5. The optical amplifying device according to claim 4, wherein the optical amplifying device further comprises: an amplified output component for the input optical signal, based on a determination result of the presence or absence of the signal light by the signal light determination circuit. An optical amplification device comprising: an optical amplification stop circuit for stopping the operation of the optical amplification circuit when there is no optical amplification circuit.
項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装置
は、さらに、 前記入力光信号に対する増幅出力成分のレベルが一定と
なるように、光増幅回路の出力を制御する光増幅制御回
路を備えていることを特徴とする光増幅装置。6. The optical amplifying device according to claim 1, wherein said optical amplifying device further comprises a constant level of an amplified output component with respect to said input optical signal. An optical amplification device comprising an optical amplification control circuit for controlling an output of the optical amplification circuit.
項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装置
は、さらに、 前記入力光信号から分岐された分岐入力信号光に対して
透過中心光波長を掃引して第２のフィルタ出力信号を出
力する第２の波長可変フィルタと、 該第２のフィルタ出力信号を用いて、前記入力光信号レ
ベルを検出する第２の信号光検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号を微分して第２の微分信号
を出力する第２の微分処理回路と、 前記第２の微分信号から前記入力信号光の有無を判定す
る入力信号光判定回路とを備えていることを特徴とする
光増幅装置。7. The optical amplifying device according to claim 2, wherein the optical amplifying device further includes a branch input signal light branched from the input optical signal. A second wavelength tunable filter that sweeps the transmission center light wavelength and outputs a second filter output signal, and a second signal that detects the input optical signal level using the second filter output signal. A light detection circuit, a second differentiation processing circuit that differentiates the second filter output signal to output a second differentiation signal, and an input signal that determines the presence or absence of the input signal light from the second differentiation signal An optical amplifying device comprising: an optical determination circuit.
る第２のピーク検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号から第２の背景光レベルを
検出する第２の背景光検出回路とを備えていることを特
徴とする光増幅装置。8. The optical amplifying device according to claim 7, wherein the second signal light detection circuit detects a peak light level of the second filter output signal; A second background light detection circuit for detecting a second background light level from the second filter output signal.
記光増幅装置は、さらに、 前記入力光信号レベルと前記第２の背景光レベルの差を
出力する第２の演算処理回路とを備えていることを特徴
とする光増幅装置。9. The optical amplifying device according to claim 8, wherein said optical amplifying device further comprises a second arithmetic processing circuit for outputting a difference between said input optical signal level and said second background light level. An optical amplifying device comprising:
信号光検出回路の出力が入力され、前記光増幅回路へ入
力される信号光の信号光レベルと前記増幅信号光の信号
光レベルとの比から前記光増幅回路の利得を算出し、該
利得が一定となるように前記光増幅回路を制御する光増
幅制御回路を含んでいる請求項７乃至請求項９いずれか
の請求項に記載された光増幅装置。10. The control circuit further receives an output of the second signal light detection circuit, and outputs a signal light level of a signal light input to the optical amplification circuit and a signal of the amplified signal light.
10. An optical amplification control circuit for calculating a gain of the optical amplification circuit from a ratio with an optical level and controlling the optical amplification circuit so that the gain is constant. The optical amplifying device described in the paragraph.
あって、前記光増幅装置は、さらに、 前記利得と、前記第１の背景光レベルから雑音指数を算
出する雑音指数算出回路を備えていることを特徴とする
光増幅装置。11. The optical amplifying device according to claim 10, wherein said optical amplifying device further comprises a noise figure calculating circuit for calculating a noise figure from said gain and said first background light level. An optical amplifying device, comprising:
請求項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装
置は、さらに、 第２の微分処理回路における入力信号光の有無の判定結
果に基づいて、入力信号光がない場合には、前記光増幅
回路を停止させる光増幅停止回路を備えていることを特
徴とする光増幅装置。12. The optical amplifying device according to claim 7, wherein said optical amplifying device further comprises a second differential processing circuit for determining whether or not there is an input signal light. An optical amplification device comprising: an optical amplification stop circuit that stops the optical amplification circuit when there is no input signal light based on the determination result.
請求項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装
置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
れぞれの判定結果に基づき、入力信号光または増幅信号
光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増幅
停止回路を備えていることを特徴とする光増幅装置。13. The optical amplifying device according to claim 7, wherein said optical amplifying device further comprises: said first differential processing circuit and said second differential processing circuit. An optical amplification stop circuit that stops the optical amplifier circuit when there is no input signal light or amplified signal light based on the determination result of the presence or absence of the input signal light and the presence or absence of the amplified signal light in the processing circuit. An optical amplifying device characterized by the above-mentioned.
請求項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装
置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
れぞれの判定結果に基づき、入力信号光があって増幅信
号光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増
幅停止回路を備えていることを特徴とする光増幅装置。14. The optical amplifying device according to claim 7, wherein said optical amplifying device further comprises: said first differential processing circuit and said second differential processing circuit. An optical amplification stop circuit that stops the optical amplifier circuit when there is an input signal light and there is no amplified signal light based on the determination results of the presence or absence of the input signal light and the presence or absence of the amplified signal light in the processing circuit. An optical amplifying device, comprising:
体多層膜を用いた干渉膜フィルタを含んでいることを特
徴とする請求項２乃至請求項１４のいずれかの請求項に
記載された光増幅装置。15. The apparatus according to claim 2, wherein the first wavelength tunable filter includes an interference film filter using a dielectric multilayer film. Optical amplifier.
ブリペロー干渉計を含んでいることを特徴とする請求項
２乃至請求項１４のいずれかの請求項に記載された光増
幅装置。16. The optical amplifier according to claim 2, wherein the first tunable filter includes a Fabry-Perot interferometer.
路を含んでいることを特徴とする請求項２乃至請求項１
４のいずれかの請求項に記載された光増幅装置。17. The device according to claim 2, wherein the first tunable filter includes a waveguide.
The optical amplifying device according to claim 4.
イバグレーティングを含んでいることを特徴とする請求
項２乃至請求項１４のいずれかの請求項に記載された光
増幅装置。18. The optical amplifying device according to claim 2, wherein the first tunable filter includes a fiber grating.
した光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ増幅器を含
んでいることを特徴とする請求項２乃至請求項１８のい
ずれかの請求項に記載された光増幅装置。19. The optical amplifier according to claim 2, wherein said optical amplifier circuit includes an optical fiber amplifier using an optical fiber doped with a rare earth element as an amplification medium. Optical amplifier.
現象を利用する半導体光増幅器を含んでいることを特徴
とする請求項２乃至請求項１８のいずれかの請求項に記
載された光増幅装置。20. The optical amplifier according to claim 2, wherein the optical amplifier circuit includes a semiconductor optical amplifier utilizing a stimulated emission phenomenon of a semiconductor. apparatus.
て増幅光信号を出力する、光増幅工程と、 前記増幅光信号から分岐された分岐増幅信号光に対して
特定波長範囲内で透過光波長を掃引してフィルタ出力信
号を出力する波長挿引工程と、 前記第１のフィルタ出力信号の時間変化から前記増幅信
号光のピーク波長を特定して前記増幅光信号のうち前記
入力光信号に対する増幅出力成分である前記信号光レベ
ルを検出する信号光検出工程と、 前記信号光レベルに基づいて前記光増幅回路の利得を制
御する制御工程とを備えていることを特徴とする光増幅
器利得制御方法。21. An optical amplification step of amplifying an input optical signal by an optical amplifier and outputting an amplified optical signal, and transmitting light within a specific wavelength range with respect to a branched amplified signal light branched from the amplified optical signal. A wavelength sweeping step of sweeping a wavelength to output a filter output signal, and specifying a peak wavelength of the amplified signal light from a time change of the first filter output signal, for the input optical signal of the amplified optical signal. An optical amplifier gain control, comprising: a signal light detecting step of detecting the signal light level as an amplified output component; and a control step of controlling a gain of the optical amplifier circuit based on the signal light level. Method.
て増幅光信号を出力する光増幅工程と、 前記増幅光信号から分岐された分岐増幅信号光に対して
透過光波長を掃引してフィルタ出力信号を出力する波長
挿引工程と、 前記フィルタ出力信号を用いて、前記特定波長範囲内で
前記増幅光信号のうち前記入力光信号に対する増幅出力
成分である前記信号光レベルを検出する信号光検出工程
と、 前記信号光レベルに基づいて前記光増幅回路の利得を制
御する制御工程とを備えた光増幅器利得制御方法であっ
て、 前記信号光レベル検出工程は、 前記フィルタ出力信号のピーク光レベルをするピーク光
レベル検出工程と、 前記フィルタ出力信号の背景光レベルを検出する背景光
レベル検出工程とを含んでいることを特徴とする光増幅
器利得制御方法。22. An optical amplifying step of amplifying an input optical signal by an optical amplifying means and outputting an amplified optical signal, and a filter for sweeping a transmitted light wavelength with respect to a branched amplified signal light branched from the amplified optical signal. A wavelength shifting step of outputting an output signal; and a signal light for detecting the signal light level which is an amplified output component of the amplified optical signal with respect to the input optical signal within the specific wavelength range using the filter output signal. An optical amplifier gain control method comprising: a detecting step; and a control step of controlling a gain of the optical amplifier circuit based on the signal light level, wherein the signal light level detecting step comprises: An optical amplifier gain control method, comprising: a peak light level detecting step of detecting a level of the light; and a background light level detecting step of detecting a background light level of the filter output signal. Law.
法であって、前記光増幅器利得制御方法は、さらに、 前記信号光レベルから前記増幅出力成分の有無を判定
し、前記増幅出力成分が無い場合は前記光増幅器をシャ
ットダウンする工程を備えていることを特徴とする光増
幅器利得制御方法。23. The optical amplifier gain control method according to claim 22, wherein the optical amplifier gain control method further determines the presence or absence of the amplified output component from the signal light level, and the absence of the amplified output component. And a step of shutting down the optical amplifier in the case.
法であって、前記光増幅器利得制御方法は、さらに、 前記入力光信号の信号光レベルを検出し、前記増幅出力
成分の信号光レベルを用いて前記光増幅器の利得を算出
し、該利得が予め定められた一定値となるよう前記光増
幅手段の利得を制御する工程を備えていることを特徴と
する請求項２３記載の光増幅器利得制御方法。24. An optical amplifier gain control method of claim 23, wherein said optical amplifier gain control method further detects the signal light level of the input optical signal, the optical signal level of the amplified output component 24. The optical amplifier gain according to claim 23, further comprising a step of calculating the gain of the optical amplifier by using the optical amplifier, and controlling the gain of the optical amplifier so that the gain becomes a predetermined constant value. Control method.
法であって、前記光増幅器利得制御方法は、さらに、 前記入力光信号の有無を検出し、前記入力光信号が有
り、前記増幅出力成分が無い場合には前記光増幅器をシ
ャットダウンする工程を備えていることを特徴とする請
求項２４記載の光増幅器利得制御方法。25. The optical amplifier gain control method according to claim 24, wherein the optical amplifier gain control method further detects the presence or absence of the input optical signal, the input optical signal is present, and the amplified output component. 25. The optical amplifier gain control method according to claim 24, further comprising a step of shutting down the optical amplifier when there is no signal.
る増幅光信号から分岐された分岐増幅信号光に対して透
過中心光波長を特定波長範囲内で掃引して第１のフィル
タ出力信号を出力する第１の波長可変フィルタと、 前記第１のフィルタ出力信号の時間変化から前記増幅信
号光のピーク波長を特定して前記増幅光信号のうち前記
入力光信号に対する増幅出力成分である前記信号光レベ
ルを検出する第１の信号光検出回路と、 該信号光レベルに基づいて前記光増幅手段の利得を制御
する第１の制御回路とを備えていることを特徴とする光
増幅器利得制御装置。26. A first filter output signal is output by sweeping a transmission center optical wavelength within a specific wavelength range for a branched amplified signal light branched from an amplified optical signal output from an optical amplifier to be controlled. A first wavelength tunable filter, and a peak wavelength of the amplified signal light from a time change of the first filter output signal, and the signal light being an amplified output component of the amplified optical signal with respect to the input optical signal. An optical amplifier gain control device, comprising: a first signal light detection circuit for detecting a level; and a first control circuit for controlling a gain of the optical amplification means based on the signal light level.
検出する第１のピーク検出回路と、 前記第１のフィルタ出力信号の第１の背景光レベルを検
出する第１の背景光検出回路とを備えていることを特徴
とする請求項２６記載の光増幅器利得制御装置。27. The first signal light detection circuit, comprising: a first peak detection circuit for detecting a first peak light level of the first filter output signal; and a first peak detection circuit for detecting the first filter output signal. 27. The optical amplifier gain control device according to claim 26, further comprising: a first background light detection circuit for detecting the background light level of the above.
る増幅光信号が入力され、前記増幅光信号のうち前記入
力光信号に対する増幅出力成分である信号光レベルを検
出する光フィルタと、 該信号光レベルに基づいて前記光増幅手段の利得を制御
する第１の制御回路とを備えた光増幅器利得制御装置で
あって、 前記光フィルタは、 前記増幅光信号から分岐された分岐増幅信号光に対して
透過中心光波長を掃引して第１のフィルタ出力信号を出
力する第１の波長可変フィルタと、 該第１のフィルタ出力信号を用いて、前記増幅光信号の
うち前記入力光信号に対する増幅出力成分である前記信
号光レベルを検出する第１の信号光検出回路とを備えて
おり、 前記第１の信号光検出回路は、 前記第１のフィルタ出力信号の第１のピーク光レベルを
検出する第１のピーク検出回路と、 前記第１のフィルタ出力信号の第１の背景光レベルを検
出する第１の背景光検出回路とを備えていることを特徴
とする光増幅器利得制御装置。28. An optical filter to which an amplified optical signal output from an optical amplifier to be controlled is input, and which detects a signal light level which is an amplified output component of the amplified optical signal with respect to the input optical signal; An optical amplifier gain control device comprising: a first control circuit that controls a gain of the optical amplifying means based on an optical level, wherein the optical filter is configured to transmit a branched amplified signal light branched from the amplified optical signal. A first wavelength tunable filter that sweeps a transmission center light wavelength to output a first filter output signal, and amplifies the input optical signal of the amplified optical signal using the first filter output signal. A first signal light detection circuit for detecting the signal light level as an output component, wherein the first signal light detection circuit detects a first peak light level of the first filter output signal. An optical amplifier gain control device, comprising: a first peak detection circuit that outputs a signal; and a first background light detection circuit that detects a first background light level of the first filter output signal.
幅器利得制御装置であって、前記光増幅器利得制御装置
は、さらに、 前記第１のフィルタ出力信号を微分して第１の微分信号
を出力する第１の微分処理回路と、 前記第１の微分信号から前記入力光信号に対する増幅出
力成分の有無を判定する信号光判定回路と、 前記第１のピーク光レベルと第１の背景光レベルの差に
より前記信号光レベルを検出する第１の演算処理回路と
を備えていることを特徴とする光増幅器利得制御装置。29. The optical amplifier gain control device according to claim 27, wherein the optical amplifier gain control device further differentiates the first filter output signal to generate a first differential signal. A first differential processing circuit for outputting; a signal light determining circuit for determining the presence or absence of an amplified output component with respect to the input optical signal from the first differential signal; a first peak light level and a first background light level And a first arithmetic processing circuit for detecting the signal light level based on the difference between the two.
置であって、前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記信号光判定回路による信号光有無の判定結果に基づ
いて、前記入力光信号に対する増幅出力成分がない場合
には、光増幅回路の動作を停止させる光増幅停止回路を
備えていることを特徴とする光増幅器利得制御装置。30. The optical amplifier gain control device according to claim 29, wherein the optical amplifier gain control device further controls the input optical signal based on a determination result of the presence or absence of the signal light by the signal light determination circuit. An optical amplifier gain control device comprising: an optical amplification stop circuit for stopping the operation of the optical amplifier circuit when there is no amplified output component.
の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、
前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記入力光信号に対する増幅出力成分のレベルが一定と
なるように、光増幅回路の出力を制御する光増幅制御回
路を備えていることを特徴とする光増幅器利得制御装
置。31. The optical amplifier gain control device according to claim 27, wherein:
The optical amplifier gain control device further includes an optical amplification control circuit that controls an output of the optical amplification circuit so that a level of an amplification output component with respect to the input optical signal is constant. Gain control device.
項に記載された光増幅器利得制御装置であって、前記光
増幅器利得制御装置は、さらに、 前記入力光信号から分岐された分岐入力信号光に対して
透過中心光波長を掃引して第２のフィルタ出力信号を出
力する第２の波長可変フィルタと、 該第２のフィルタ出力信号を用いて、前記入力光信号レ
ベルを検出する第２の信号光検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号を微分して第２の微分信号
を出力する第２の微分処理回路と、 前記第２の微分信号から前記入力信号光の有無を判定す
る入力信号光判定回路とを備えていることを特徴とする
光増幅器利得制御装置。32. The optical amplifier gain control device according to claim 28, wherein the optical amplifier gain control device further comprises: a branch input signal branched from the input optical signal. A second wavelength tunable filter that sweeps a transmission center light wavelength with respect to light and outputs a second filter output signal; and a second that detects the input optical signal level using the second filter output signal. A signal light detection circuit, a second differentiation processing circuit that differentiates the second filter output signal to output a second differentiation signal, and determines the presence or absence of the input signal light from the second differentiation signal. An optical amplifier gain control device, comprising: an input signal light determination circuit.
置であって、 前記第２の信号光検出回路は、 前記第２のフィルタ出力信号のピーク光レベルを検出す
る第２のピーク検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号から第２の背景光レベルを
検出する第２の背景光検出回路とを備えていることを特
徴とする光増幅器利得制御装置。33. The optical amplifier gain control device according to claim 32, wherein the second signal light detection circuit comprises: a second peak detection circuit for detecting a peak light level of the second filter output signal; An optical amplifier gain control device, comprising: a second background light detection circuit for detecting a second background light level from the second filter output signal.
置であって、前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記入力光信号レベルと前記第２の背景光レベルの差を
出力する第２の演算処理回路とを備えていることを特徴
とする光増幅器利得制御装置。34. The optical amplifier gain control device according to claim 33, wherein the optical amplifier gain control device further outputs a difference between the input optical signal level and the second background light level. An optical amplifier gain control device comprising an arithmetic processing circuit.
へ入力される信号光の信号光レベルと前記増幅信号光の
信号光レベルとの比から前記光増幅回路の利得を算出
し、該利得が一定となるように前記光増幅回路を制御す
る光増幅制御回路を含んでいることを特徴とする請求項
３２乃至請求項３４のいずれかに記載された光増幅器利
得制御装置。35. The control circuit, further comprising: an output of the signal light detection circuit, and a signal light level of a signal light input to the optical amplification circuit and a signal light level of the amplified signal light.
33. An optical amplification control circuit that calculates a gain of the optical amplification circuit from a ratio with a signal light level and controls the optical amplification circuit so that the gain is constant. Item 34. The optical amplifier gain control device according to any one of Items 34 to 34.
の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、 前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 第２の微分処理回路における入力信号光の有無の判定結
果に基づいて、入力信号光がない場合には、前記光増幅
回路を停止させる光増幅停止回路を備えていることを特
徴とする光増幅器利得制御装置。36. The optical amplifier gain control device according to claim 32, wherein the optical amplifier gain control device further comprises an input signal in a second differential processing circuit. An optical amplifier gain control device, comprising: an optical amplification stop circuit that stops the optical amplifier circuit when there is no input signal light based on the determination result of the presence or absence of light.
の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、 前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
れぞれの判定結果に基づき、入力信号光または増幅信号
光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増幅
停止回路を備えていることを特徴とする光増幅器利得制
御装置。37. The optical amplifier gain control device according to claim 32, wherein said optical amplifier gain control device further comprises: said first differential processing circuit and said first differential processing circuit. An optical amplification stop circuit that stops the optical amplifier circuit when there is no input signal light or amplified signal light based on the determination result of the presence or absence of the input signal light and the presence or absence of the amplified signal light in the second differential processing circuit An optical amplifier gain control device comprising:
の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、 前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
れぞれの判定結果に基づき、入力信号光があって増幅信
号光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増
幅停止回路を備えていることを特徴とする光増幅器利得
制御装置。38. The optical amplifier gain control device according to claim 32, wherein said optical amplifier gain control device further comprises: said first differential processing circuit and said first differential processing circuit. An optical amplifier for stopping the optical amplifying circuit when the input signal light is present and the amplified signal light is absent based on the determination results of the presence or absence of the input signal light and the presence or absence of the amplified signal light in the second differential processing circuit; An optical amplifier gain control device comprising a stop circuit.
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