JP3295533B2 - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3523—Non-linear absorption changing by light, e.g. bleaching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/06—Gain non-linearity, distortion; Compensation thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信システムで用いら
れる光増幅器に関し、特にエルビウムなどの希土類イオ
ンをファイバにドープして励起状態とし、このファイバ
に導波した信号光を増幅する光増幅器に関する。
れる光増幅器に関し、特にエルビウムなどの希土類イオ
ンをファイバにドープして励起状態とし、このファイバ
に導波した信号光を増幅する光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類イオンとしてエルビウムがドープ
されたファイバ（エルビウム・ドープト・ファイバ：以
下、ＥＤＦともいう）を用いた光増幅器は、現在盛んに
研究されている。このＥＤＦの特性として、信号光入力
が無い場合、励起状態にエネルギーが蓄積されるという
性質がある。ここで信号光が無く、かつ励起光が入力さ
れている状態では光増幅器のゲインが極めて高くなり、
ここに突発的に信号光が入力されると、極めてピークレ
ベルの高いパルス状の光信号が発生することがある。こ
れを光サージパルスと呼ぶことがあるが、このような信
号が発生すると光増幅器の後に接続される光学システム
が破壊されるおそれがある。
されたファイバ（エルビウム・ドープト・ファイバ：以
下、ＥＤＦともいう）を用いた光増幅器は、現在盛んに
研究されている。このＥＤＦの特性として、信号光入力
が無い場合、励起状態にエネルギーが蓄積されるという
性質がある。ここで信号光が無く、かつ励起光が入力さ
れている状態では光増幅器のゲインが極めて高くなり、
ここに突発的に信号光が入力されると、極めてピークレ
ベルの高いパルス状の光信号が発生することがある。こ
れを光サージパルスと呼ぶことがあるが、このような信
号が発生すると光増幅器の後に接続される光学システム
が破壊されるおそれがある。
【０００３】従来、上記問題に対処するために、光サー
ジパルスを検出するモニタを光増幅器内に設け、光サー
ジパルスを検出した場合には光増幅器内に設けられたＥ
ＤＦを励起する光源をオフにすることが行われていた。
ジパルスを検出するモニタを光増幅器内に設け、光サー
ジパルスを検出した場合には光増幅器内に設けられたＥ
ＤＦを励起する光源をオフにすることが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＤＦ
の反転分布は光源により励起と直接に対応するものでは
ないので、モニタにより励起光強度で制御する方法で
は、時間応答等の点で限界があった。
の反転分布は光源により励起と直接に対応するものでは
ないので、モニタにより励起光強度で制御する方法で
は、時間応答等の点で限界があった。
【０００５】従って、本発明はこのような問題点を解決
し、光増幅作用を有する光ファイバのゲインを自動的に
調節して光サージ等の好ましくない現象に素早く自動的
に対処できる光増幅器を提供することを目的とする。
し、光増幅作用を有する光ファイバのゲインを自動的に
調節して光サージ等の好ましくない現象に素早く自動的
に対処できる光増幅器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の光増幅器
は、少なくとも希土類イオンをドープした光ファイバ
と、励起光を発生して前記光ファイバを励起する光源
と、前記励起光と光ファイバを通る信号光を合波する合
波器と、所定レベル異常の光が光ファイバを通るとき
に、所定の光成分を前記信号光とは逆方向に与えて光フ
ァイバのゲインを低下させる光学手段とを有し、前記光
学手段は光ファイバを通る光を所定の割合で分岐する第
１の分岐カプラと、該第１の分岐カプラに結合し 、 可飽
和吸収体を有する光路と、該光路から出力される前記所
定の光学成分が光ファイバを前記信号光とは逆方向に通
るように前記光路と光ファイバとを結合する第２の分岐
カプラとを有し、前記可飽和吸収体の飽和強度を前記信
号光の強度よりも高く設定したことを特徴とする。
は、少なくとも希土類イオンをドープした光ファイバ
と、励起光を発生して前記光ファイバを励起する光源
と、前記励起光と光ファイバを通る信号光を合波する合
波器と、所定レベル異常の光が光ファイバを通るとき
に、所定の光成分を前記信号光とは逆方向に与えて光フ
ァイバのゲインを低下させる光学手段とを有し、前記光
学手段は光ファイバを通る光を所定の割合で分岐する第
１の分岐カプラと、該第１の分岐カプラに結合し 、 可飽
和吸収体を有する光路と、該光路から出力される前記所
定の光学成分が光ファイバを前記信号光とは逆方向に通
るように前記光路と光ファイバとを結合する第２の分岐
カプラとを有し、前記可飽和吸収体の飽和強度を前記信
号光の強度よりも高く設定したことを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載の光増幅器では、前記光学
手段は、所定レベル以上の光が通った場合に、前記信号
光とは逆方向の誘導放出を前記光ファイバ内で起こさせ
るループ状の光路手段を有する。
手段は、所定レベル以上の光が通った場合に、前記信号
光とは逆方向の誘導放出を前記光ファイバ内で起こさせ
るループ状の光路手段を有する。
【０００８】
【０００９】請求項３に記載の光増幅器では、前記光路
は、第１の分岐カプラと前記希土類イオンをドープした
光ファイバ間の長さよりも短い。
は、第１の分岐カプラと前記希土類イオンをドープした
光ファイバ間の長さよりも短い。
【００１０】請求項５に記載の光増幅器は更に、前記光
路に光学的に結合し、前記所定の光成分を検出する検出
手段を有する。
路に光学的に結合し、前記所定の光成分を検出する検出
手段を有する。
【００１１】請求項６に記載の光増幅器では、前記光学
手段は更に、前記光路内に設けられた光アイソレータを
有することを特徴とする。
手段は更に、前記光路内に設けられた光アイソレータを
有することを特徴とする。
【００１２】請求項７に記載の光増幅器は前記第１の分
岐カプラと前記合波器との間に設けられた光アイソレー
タを有する。
岐カプラと前記合波器との間に設けられた光アイソレー
タを有する。
【００１３】請求項８に記載の前記光増幅器では、少な
くとも希土類イオンをドープした光ファイバと、励起光
を発生して前記光ファイバを励起する光源と、前記励起
光と光ファイバを通る信号光を合波する合波器と、光フ
ァイバを通る光を所定の割合で分岐する第１の分岐カプ
ラと、該第１の分岐カプラに結合した光路と、該光路を
前記希土類イオンをドープしたファイバに結合させる第
２の分岐カプラと、全光路中に設けられた光アイソレー
タとを有し、所定レベル以上の光が光ファイバを通る時
に、前記光ファイバと前記光路と前記第１の分岐カプラ
と前記第２の分岐カプラと前記アイソレータによる光学
系がループを構成し、前記ループ内にループ発振のゲイ
ンを調整するアッテネータを設けたことを特徴とするも
のである。
くとも希土類イオンをドープした光ファイバと、励起光
を発生して前記光ファイバを励起する光源と、前記励起
光と光ファイバを通る信号光を合波する合波器と、光フ
ァイバを通る光を所定の割合で分岐する第１の分岐カプ
ラと、該第１の分岐カプラに結合した光路と、該光路を
前記希土類イオンをドープしたファイバに結合させる第
２の分岐カプラと、全光路中に設けられた光アイソレー
タとを有し、所定レベル以上の光が光ファイバを通る時
に、前記光ファイバと前記光路と前記第１の分岐カプラ
と前記第２の分岐カプラと前記アイソレータによる光学
系がループを構成し、前記ループ内にループ発振のゲイ
ンを調整するアッテネータを設けたことを特徴とするも
のである。
【００１４】
【００１５】
【作用】請求項１に記載の光増幅器では、所定レベル以
上の光が光ファイバを通るときに、所定の光成分を前記
信号光とは逆方向に与えて光ファイバのゲインを低下さ
せる。また、第１の分岐カプラで光ファイバを通る光を
所定の割合で分岐し、この分岐光を可飽和吸収体を有す
る光路を通して、第２の分岐カプラで光路から出力され
る前記所定の光成分が光ファイバを前記信号光とは逆方
向に通ることでゲインを調節する。
上の光が光ファイバを通るときに、所定の光成分を前記
信号光とは逆方向に与えて光ファイバのゲインを低下さ
せる。また、第１の分岐カプラで光ファイバを通る光を
所定の割合で分岐し、この分岐光を可飽和吸収体を有す
る光路を通して、第２の分岐カプラで光路から出力され
る前記所定の光成分が光ファイバを前記信号光とは逆方
向に通ることでゲインを調節する。
【００１６】請求項２に記載の光増幅器では、前記光学
手段は、所定レベル以上の光が通った場合に、前記信号
光とは逆方向の誘導放出を前記光ファイバ内で起こさせ
るループ状の光路手段で光ファイバのゲインを低下させ
る。
手段は、所定レベル以上の光が通った場合に、前記信号
光とは逆方向の誘導放出を前記光ファイバ内で起こさせ
るループ状の光路手段で光ファイバのゲインを低下させ
る。
【００１７】
【００１８】請求項３に記載の光増幅器では、前記光路
は、光路からの光成分が第１の分岐カプラから光ファイ
バに到達するよりも早いタイミングで光ファイバに到達
するように作用する。
は、光路からの光成分が第１の分岐カプラから光ファイ
バに到達するよりも早いタイミングで光ファイバに到達
するように作用する。
【００１９】請求項５に記載の光増幅器が有する検出手
段で前記所定の光成分を検出することで、例えばアラー
ムを発生できる。
段で前記所定の光成分を検出することで、例えばアラー
ムを発生できる。
【００２０】請求項６に記載の光増幅器の光アイソレー
タは第２の分岐カプラから光路を通る光を遮断する作用
を有する。
タは第２の分岐カプラから光路を通る光を遮断する作用
を有する。
【００２１】請求項７に記載の前記光増幅器の光アイソ
レータは、光ファイバを逆方向に通る光を遮断する作用
を有する。
レータは、光ファイバを逆方向に通る光を遮断する作用
を有する。
【００２２】請求項８に記載の光増幅器では、所定レベ
ル以上のゲインが発生した時に、前記光ファイバと前記
光学手段とを含む光学系がループ発振することでゲイン
を調整する。
ル以上のゲインが発生した時に、前記光ファイバと前記
光学手段とを含む光学系がループ発振することでゲイン
を調整する。
【００２３】また、光増幅器のアッテネータは前記ルー
プ発振のゲインを調節する作用を有する。
プ発振のゲインを調節する作用を有する。
【００２４】
【実施例】まず、可飽和吸収体について説明する。可飽
和吸収体は光の強度によって吸収係数が異なる物質であ
る。強度が弱い光が入射すると可飽和吸収体はこれを吸
収するが、ある程度光強度が高くなると、吸収が急激に
弱くなり、光を透過させる。
和吸収体は光の強度によって吸収係数が異なる物質であ
る。強度が弱い光が入射すると可飽和吸収体はこれを吸
収するが、ある程度光強度が高くなると、吸収が急激に
弱くなり、光を透過させる。
【００２５】図２は、可飽和吸収体としてよく知られた
エルビウムの可飽和吸収特性を示す図である。１．５５
μｍの光を吸収したＥｒイオンはいったん励起状態とな
り、励起状態となったＥｒイオンは１．５５μｍの光を
吸収しない。この励起状態の寿命は約１０ｍｓである、
光サージパルスのように強力な光が入射した場合、この
時間だけ可飽和吸収体は透明化することにある。
エルビウムの可飽和吸収特性を示す図である。１．５５
μｍの光を吸収したＥｒイオンはいったん励起状態とな
り、励起状態となったＥｒイオンは１．５５μｍの光を
吸収しない。この励起状態の寿命は約１０ｍｓである、
光サージパルスのように強力な光が入射した場合、この
時間だけ可飽和吸収体は透明化することにある。
【００２６】可飽和吸収体としてＥｒイオンをガラスに
ドープして構成のＥＤＦの飽和強度は、その長さやＥｒ
イオンの濃度によって調整が可能である。また、ＥＤＦ
を使うことによって、通常の色素などを用いた可飽和吸
収体よりも寿命が長く、ファイバとの相性もよく、また
信号光に対して動作波長が一致している（１．５５μ
ｍ）という利点がある。
ドープして構成のＥＤＦの飽和強度は、その長さやＥｒ
イオンの濃度によって調整が可能である。また、ＥＤＦ
を使うことによって、通常の色素などを用いた可飽和吸
収体よりも寿命が長く、ファイバとの相性もよく、また
信号光に対して動作波長が一致している（１．５５μ
ｍ）という利点がある。
【００２７】図１は、上記ＥＤＦを用いた本発明の第１
の実施例による光増幅器を用いた光増幅システムの構成
を示すブロック図である。図示する光増幅システムは、
例えば光中継器内に設けられるもので、２つの光増幅器
ＡＭＰ１及びＡＭＰ２を縦続接続した２段構成である。
第１の光増幅器ＡＭＰ１は従来と同様の構成であるのに
対し、第２の光増幅器ＡＭＰ２は本発明の第１の実施例
による構成を有する。実際の光増幅システムでは、複数
の光増幅器を縦続接続した構成であり、このような構成
において光サージパルスが発生する場合、後段の光増幅
器が損傷する。例えば、第１の光増幅器のコネクタの着
脱の影響により光サージパルスが発生する可能性があ
り、第２の光増幅器は通常ならば損傷する。図１の構成
は、複数の光増幅器の１つに本発明の第１の実施例を適
用したものである。なお、一般には複数の光増幅器の縦
列接続であれば、本発明は適用でき、この例に限るもの
ではない。
の実施例による光増幅器を用いた光増幅システムの構成
を示すブロック図である。図示する光増幅システムは、
例えば光中継器内に設けられるもので、２つの光増幅器
ＡＭＰ１及びＡＭＰ２を縦続接続した２段構成である。
第１の光増幅器ＡＭＰ１は従来と同様の構成であるのに
対し、第２の光増幅器ＡＭＰ２は本発明の第１の実施例
による構成を有する。実際の光増幅システムでは、複数
の光増幅器を縦続接続した構成であり、このような構成
において光サージパルスが発生する場合、後段の光増幅
器が損傷する。例えば、第１の光増幅器のコネクタの着
脱の影響により光サージパルスが発生する可能性があ
り、第２の光増幅器は通常ならば損傷する。図１の構成
は、複数の光増幅器の１つに本発明の第１の実施例を適
用したものである。なお、一般には複数の光増幅器の縦
列接続であれば、本発明は適用でき、この例に限るもの
ではない。
【００２８】第１の光増幅器ＡＭＰ１は、第１のＥＤＦ
１０、レーザダイオード（ＬＤ）等で構成された第１の
励起光源１２、第１の合波器（ＷＤＭ：Ｗｅｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ
ｅｒ）１４、及び第１の光アイソレータ（ＩＳＯ１）１
６とを有する。なお、図１中、記号”×”はスプライス
接続を意味している。光入力は入力側の光ファイバの一
端に接続された光アイソレータＩＳＯを介して第１の光
増幅器ＡＭＰ１に入力する。第１のＥＤＦ１０は、エル
ビウムイオンをガラスにドープした構成の光ファイバで
ある。第１の励起光源１２は、第１の合波器１４を介し
て第１のＥＤＦ１０を励起する。また、第１のＥＤＦ１
０を通った信号光は、第１の光アイソレータ１６を介し
て第２の光増幅器ＡＭＰ２に入力する。
１０、レーザダイオード（ＬＤ）等で構成された第１の
励起光源１２、第１の合波器（ＷＤＭ：Ｗｅｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ
ｅｒ）１４、及び第１の光アイソレータ（ＩＳＯ１）１
６とを有する。なお、図１中、記号”×”はスプライス
接続を意味している。光入力は入力側の光ファイバの一
端に接続された光アイソレータＩＳＯを介して第１の光
増幅器ＡＭＰ１に入力する。第１のＥＤＦ１０は、エル
ビウムイオンをガラスにドープした構成の光ファイバで
ある。第１の励起光源１２は、第１の合波器１４を介し
て第１のＥＤＦ１０を励起する。また、第１のＥＤＦ１
０を通った信号光は、第１の光アイソレータ１６を介し
て第２の光増幅器ＡＭＰ２に入力する。
【００２９】第２の光増幅器ＡＭＰ２は、第２のＥＤＦ
１８、遅延用ファイバ２０、第２の励起光源（ＬＤ）２
２、第２の合波器（ＷＤＭ）２４、第２の光アイソレー
タ（ＩＳＯ２）２６、第３のＥＤＦ２８、アッテネータ
（ＡＴＴ）３０、第３の光アイソレータ（ＩＳＯ３）３
２、第１の分岐カプラ３４、第２の分岐カプラ３６、及
び光検出器（ＰＤ）３８とを有する。第１の分岐カプラ
３４は、第１の光アイソレータからの光を所定の割合で
２つに分岐する。例えば、１０対１の割合で弱い光が第
３のＥＤＦ２８を通るようにする。第１の分岐光は遅延
用ファイバ２０を通って第２のＥＤＦ１８に入る。第２
の分岐光はアッテネータ３０を介して第３のＥＤＦ２８
に入る。第２のＥＤＦ１８は分岐カプラ３６に接続され
ている。また、第３にＥＤＦ２８は第３の光アイソレー
タ３２を介して第２の分岐カプラ３６に接続されてい
る。第２の励起光源２２は第２の合波器２４を介して第
２のＥＤＦ１８を励起する。第２の合波器２４の出力光
は第２の光アイソレータ２６を介して出力側の光ファイ
バに出力される。
１８、遅延用ファイバ２０、第２の励起光源（ＬＤ）２
２、第２の合波器（ＷＤＭ）２４、第２の光アイソレー
タ（ＩＳＯ２）２６、第３のＥＤＦ２８、アッテネータ
（ＡＴＴ）３０、第３の光アイソレータ（ＩＳＯ３）３
２、第１の分岐カプラ３４、第２の分岐カプラ３６、及
び光検出器（ＰＤ）３８とを有する。第１の分岐カプラ
３４は、第１の光アイソレータからの光を所定の割合で
２つに分岐する。例えば、１０対１の割合で弱い光が第
３のＥＤＦ２８を通るようにする。第１の分岐光は遅延
用ファイバ２０を通って第２のＥＤＦ１８に入る。第２
の分岐光はアッテネータ３０を介して第３のＥＤＦ２８
に入る。第２のＥＤＦ１８は分岐カプラ３６に接続され
ている。また、第３にＥＤＦ２８は第３の光アイソレー
タ３２を介して第２の分岐カプラ３６に接続されてい
る。第２の励起光源２２は第２の合波器２４を介して第
２のＥＤＦ１８を励起する。第２の合波器２４の出力光
は第２の光アイソレータ２６を介して出力側の光ファイ
バに出力される。
【００３０】第３のＥＤＦ２８、アッテネータ３０及び
第３の光アイソレータ３２は所定の光強度以上の光、例
えば光サージパルスが第１の分岐カプラ３４に入力した
場合、第２の分岐カプラ３６を介して第２のＥＤＦ１８
を通る信号光とは逆方向の光を第２のＥＤＦ１８に与
え、第２のＥＤＦ１８のゲインを低下させるように機能
する光路を構成する。具体的には、信号光の通る方向と
は逆方向となる誘導放出を第２のＥＤＦ１８に起こさせ
る。この場合、遅延用ファイバ２０は光サージパルスが
遅延用ファイバ２０を通って第２のＥＤＦ１８に入力す
る時よりも前に、上記誘導放出が起きるように、第１の
分岐カプラ３４からの光を遅延させる。
第３の光アイソレータ３２は所定の光強度以上の光、例
えば光サージパルスが第１の分岐カプラ３４に入力した
場合、第２の分岐カプラ３６を介して第２のＥＤＦ１８
を通る信号光とは逆方向の光を第２のＥＤＦ１８に与
え、第２のＥＤＦ１８のゲインを低下させるように機能
する光路を構成する。具体的には、信号光の通る方向と
は逆方向となる誘導放出を第２のＥＤＦ１８に起こさせ
る。この場合、遅延用ファイバ２０は光サージパルスが
遅延用ファイバ２０を通って第２のＥＤＦ１８に入力す
る時よりも前に、上記誘導放出が起きるように、第１の
分岐カプラ３４からの光を遅延させる。
【００３１】次に、図１の構成の動作を説明する。
【００３２】まず、通常の動作について説明する。第１
に光増幅器ＡＭＰ１で増幅された信号光は第１の分岐カ
プラ３４によって２つに分岐される（分岐比は例えば１
０：１）。分岐された弱い光成分はアッテネータ３０を
通り、第３のＥＤＦ２８に入力する。この場合の光成分
は、第３のＥＤＦ２８の飽和強度に達していないため強
い吸収を受け、第３のＥＤＦ２８から光は出力されな
い。通常動作において、第３のＥＤＦ２８に入る光強度
は、第１の分岐カプラ３４の分岐比のほか、アッテネー
タ３０の損失をコントロールすることで調整できる。ま
た、第２の分岐カプラ３６から第３のＥＤＦ２８に向か
う光成分は、第３の光アイソレータ３２で阻止される。
に光増幅器ＡＭＰ１で増幅された信号光は第１の分岐カ
プラ３４によって２つに分岐される（分岐比は例えば１
０：１）。分岐された弱い光成分はアッテネータ３０を
通り、第３のＥＤＦ２８に入力する。この場合の光成分
は、第３のＥＤＦ２８の飽和強度に達していないため強
い吸収を受け、第３のＥＤＦ２８から光は出力されな
い。通常動作において、第３のＥＤＦ２８に入る光強度
は、第１の分岐カプラ３４の分岐比のほか、アッテネー
タ３０の損失をコントロールすることで調整できる。ま
た、第２の分岐カプラ３６から第３のＥＤＦ２８に向か
う光成分は、第３の光アイソレータ３２で阻止される。
【００３３】次に、信号光が第２の光増幅器ＡＭＰ２に
入らず、光サージパルスが入力した場合の動作について
説明する。
入らず、光サージパルスが入力した場合の動作について
説明する。
【００３４】ここで、光サージパルスの発生について説
明する。ここで、一例として、第１の増幅器ＡＭＰ１の
入力レベルが断となった場合を考える。通常、第１の増
幅器内のＥＤＦ１０は出力強度が一定となるように制御
するため、出力を増大させるため励起光強度ば増加す
る。この時、信号が断であれば、励起を下げなければな
らないが、光のエネルギーは励起状態としてＥＤＦ１０
内に蓄積されるという現象が生じる。
明する。ここで、一例として、第１の増幅器ＡＭＰ１の
入力レベルが断となった場合を考える。通常、第１の増
幅器内のＥＤＦ１０は出力強度が一定となるように制御
するため、出力を増大させるため励起光強度ば増加す
る。この時、信号が断であれば、励起を下げなければな
らないが、光のエネルギーは励起状態としてＥＤＦ１０
内に蓄積されるという現象が生じる。
【００３５】ここで、ＥＤＦ１０に励起状態が蓄積され
た状態は極めてゲインが高い状態である。信号光が無い
ため、増幅による減衰がなく、一方、信号断となっても
励起光源の制御系の応答がそれほど早くないため、励起
光は入力されるからである。この減衰無し、励起有りの
時間は制御系によって異なるが、例えばｍｓオーダであ
る。
た状態は極めてゲインが高い状態である。信号光が無い
ため、増幅による減衰がなく、一方、信号断となっても
励起光源の制御系の応答がそれほど早くないため、励起
光は入力されるからである。この減衰無し、励起有りの
時間は制御系によって異なるが、例えばｍｓオーダであ
る。
【００３６】極めてゲインの高い状態で光信号が入る
と、通常は数十倍の利得が、短時間だが数千倍にもな
り、ｎｓのオーダで極めて強力なパルスが発生すること
がある。これが光サージパルスとなる。
と、通常は数十倍の利得が、短時間だが数千倍にもな
り、ｎｓのオーダで極めて強力なパルスが発生すること
がある。これが光サージパルスとなる。
【００３７】光サージパルスは第１の分岐カプラ３４で
分岐されて、一方において遅延用ファイバ２０に入り、
他方においてアッテネータ３０を介して第３のＥＤＦ２
８に入る。第３のＥＤＦ２８に入る分岐された光サージ
パルスは第３のＥＤＦ２８に飽和強度を越えるためＥＤ
Ｆ２８を通過し、第３の光アイソレータ３２及び第２の
分岐カプラ３６を介して、第２のＥＤＦ１８に入力す
る。このとき、遅延用ファイバ２０に入力した分岐光サ
ージパルスはここを通過中であり、第２のＥＤＦ１８に
到達していない。
分岐されて、一方において遅延用ファイバ２０に入り、
他方においてアッテネータ３０を介して第３のＥＤＦ２
８に入る。第３のＥＤＦ２８に入る分岐された光サージ
パルスは第３のＥＤＦ２８に飽和強度を越えるためＥＤ
Ｆ２８を通過し、第３の光アイソレータ３２及び第２の
分岐カプラ３６を介して、第２のＥＤＦ１８に入力す
る。このとき、遅延用ファイバ２０に入力した分岐光サ
ージパルスはここを通過中であり、第２のＥＤＦ１８に
到達していない。
【００３８】第２の分岐カプラ３６を介して第２のＥＤ
Ｆ１８に入力した分岐光サージパルスはピークパワーが
高いため、第２のＥＤＦ１８中にあるＥｒイオンを効果
的に誘導放出させてしまう。これにより生成される光は
信号光とは逆方向に伝播し、かなり強力であるが、第１
の光アイソレータ１６によって遮断されるので、第１の
光増幅器ＡＭＰ１が悪影響を受けることはない。また、
上記分岐光サージパルスが第２のＥＤＦ１８を通過した
直後は、第２のＥＤＦ１８は励起状態ではなくなるた
め、増幅ではなく吸収特性を示すようになる。この状態
で、遅延用ファイバ２０を通ってきた分岐光サージパル
スが第２のＥＤＦ１８に入力することになる。上記の通
り、この時には既に第２のＥＤＦ１８は吸収特性を示す
ようになっているので、遅延用ファイバ２０からの分岐
光サージパルスは第２のＥＤＦ１８で吸収される。
Ｆ１８に入力した分岐光サージパルスはピークパワーが
高いため、第２のＥＤＦ１８中にあるＥｒイオンを効果
的に誘導放出させてしまう。これにより生成される光は
信号光とは逆方向に伝播し、かなり強力であるが、第１
の光アイソレータ１６によって遮断されるので、第１の
光増幅器ＡＭＰ１が悪影響を受けることはない。また、
上記分岐光サージパルスが第２のＥＤＦ１８を通過した
直後は、第２のＥＤＦ１８は励起状態ではなくなるた
め、増幅ではなく吸収特性を示すようになる。この状態
で、遅延用ファイバ２０を通ってきた分岐光サージパル
スが第２のＥＤＦ１８に入力することになる。上記の通
り、この時には既に第２のＥＤＦ１８は吸収特性を示す
ようになっているので、遅延用ファイバ２０からの分岐
光サージパルスは第２のＥＤＦ１８で吸収される。
【００３９】光サージパルスはたかだか数ｍｓしか持続
しない。数ｍｓ後は、第３のＥＤＦ２８は励起状態から
の放出により、吸収体に復帰する。また、第２のＥＤＦ
１８は信号光が入力すると励起状態になる。
しない。数ｍｓ後は、第３のＥＤＦ２８は励起状態から
の放出により、吸収体に復帰する。また、第２のＥＤＦ
１８は信号光が入力すると励起状態になる。
【００４０】上記の通り、本発明の第１の実施例によれ
ば、光増幅器内で確実に光サージパルスを吸収すること
ができ、後段への光サージパルスの伝達を防止できる。
また、本発明の第１の実施例によれば、光サージパルス
を吸収した後は、通常状態に自動的に復帰するので、先
の利点と合わせて考えると、実用性は極めて高い。な
お、前述の従来技術では、光サージパルスそのものを抑
止するのではなく、これを検出して励起光源を制御する
構成であったので、上記利点はない。
ば、光増幅器内で確実に光サージパルスを吸収すること
ができ、後段への光サージパルスの伝達を防止できる。
また、本発明の第１の実施例によれば、光サージパルス
を吸収した後は、通常状態に自動的に復帰するので、先
の利点と合わせて考えると、実用性は極めて高い。な
お、前述の従来技術では、光サージパルスそのものを抑
止するのではなく、これを検出して励起光源を制御する
構成であったので、上記利点はない。
【００４１】なお、原理的には、図１に示すアッテネー
タ３０及び第３のアイソレータ３２は省略することがで
きるが、実際の構成ではこれらを用いた方が好ましい。
タ３０及び第３のアイソレータ３２は省略することがで
きるが、実際の構成ではこれらを用いた方が好ましい。
【００４２】また、光検出器３８は、第３のＥＤＦ２８
から第３のアイソレータ３２及び第２の分岐カプラ３６
を介して光サージパルスを受光し、警報を発するために
設けられている。ただし、光検出器３８も省略可能であ
る。
から第３のアイソレータ３２及び第２の分岐カプラ３６
を介して光サージパルスを受光し、警報を発するために
設けられている。ただし、光検出器３８も省略可能であ
る。
【００４３】次に、図３を参照して、第１の実施例の利
点を前述の従来技術と対比させて説明する。図３は、図
１に示す構成において、信号光が無くなった後、第１の
光増幅器ＡＭＰ１から光サージパルスが第２の光増幅器
ＡＭＰ２に入力した場合及び従来構成（ＡＭＰ１相当）
の第２の光増幅器に入力した場合の動作を示す波形図で
ある。
点を前述の従来技術と対比させて説明する。図３は、図
１に示す構成において、信号光が無くなった後、第１の
光増幅器ＡＭＰ１から光サージパルスが第２の光増幅器
ＡＭＰ２に入力した場合及び従来構成（ＡＭＰ１相当）
の第２の光増幅器に入力した場合の動作を示す波形図で
ある。
【００４４】図３の（ａ）は、第２の光増幅器の入力を
示す。信号光が無くなった後、例えば第１のＥＤＦ１０
のコネクタが外れた等の理由又は前段の光中継器の障害
等により、光サージパルスが第２の光増幅器に入力して
いる。図３の（ｂ）は、第２の光増幅器が従来構成（第
１の光増幅器と同様の構成）の場合の第２の光増幅器の
出力を示す。第２の光増幅器内の遅延用ファイバ２０の
遅延時間だけ遅れて、信号光及び光サージパルスが第２
の光増幅器から出力されている。この時、第２のＥＤＦ
１８の状態は図３の（ｅ）に示すように、極めて高いゲ
インを持っている。
示す。信号光が無くなった後、例えば第１のＥＤＦ１０
のコネクタが外れた等の理由又は前段の光中継器の障害
等により、光サージパルスが第２の光増幅器に入力して
いる。図３の（ｂ）は、第２の光増幅器が従来構成（第
１の光増幅器と同様の構成）の場合の第２の光増幅器の
出力を示す。第２の光増幅器内の遅延用ファイバ２０の
遅延時間だけ遅れて、信号光及び光サージパルスが第２
の光増幅器から出力されている。この時、第２のＥＤＦ
１８の状態は図３の（ｅ）に示すように、極めて高いゲ
インを持っている。
【００４５】図３の（ｃ）は、第３のＥＤＦ２８の出力
を示す。第３のＥＤＦ２８は信号光の分岐光を吸収する
が、光サージパルスの分岐光は通過させる。図３の（ｄ
−1)は、遅延用ファイバ２０との接続端で観測した第２
のＥＤＦ１８の出力（逆方向出力）を示す。このとき、
図３の（ｆ）に示すように、第２のＥＤＦ１８は励起準
位に電子が次第に蓄積され、極めて高いゲインを持って
いる。この状態で、第２のＥＤＦ１８には逆方向の光サ
ージパルスが入るので、第２のＥＤＦ１８の励起順位に
ある電子のほとんどを基底準位まで落してしまう。そし
て、遅延用ファイバ２０から分岐光サージパルスが第２
のＥＤＦ１８に入るが、この時は既に第２のＥＤＦ１８
は吸収特性を示すようになっているので、図３の（ｄ−
２）に示すように、第２のＥＤＦ１８の順方向の出力は
光サージパルスが充分に減衰されている。よって、第２
の光増幅器ＡＭＰ２から後段（例えば、次の光中継器）
に光サージパルスが伝達することはない。
を示す。第３のＥＤＦ２８は信号光の分岐光を吸収する
が、光サージパルスの分岐光は通過させる。図３の（ｄ
−1)は、遅延用ファイバ２０との接続端で観測した第２
のＥＤＦ１８の出力（逆方向出力）を示す。このとき、
図３の（ｆ）に示すように、第２のＥＤＦ１８は励起準
位に電子が次第に蓄積され、極めて高いゲインを持って
いる。この状態で、第２のＥＤＦ１８には逆方向の光サ
ージパルスが入るので、第２のＥＤＦ１８の励起順位に
ある電子のほとんどを基底準位まで落してしまう。そし
て、遅延用ファイバ２０から分岐光サージパルスが第２
のＥＤＦ１８に入るが、この時は既に第２のＥＤＦ１８
は吸収特性を示すようになっているので、図３の（ｄ−
２）に示すように、第２のＥＤＦ１８の順方向の出力は
光サージパルスが充分に減衰されている。よって、第２
の光増幅器ＡＭＰ２から後段（例えば、次の光中継器）
に光サージパルスが伝達することはない。
【００４６】ここで、図１の構成の動作について、具体
的なパラメータ値を例にとり説明する。第１の分岐カプ
ラ３４は反射量が少なく、安定な融着型が望ましく、ま
た分岐比は一例として１０：１程度である。第１のＥＤ
Ｆ１０、第２のＥＤＦ１８及び第３のＥＤＦ２８はすべ
て同一素材でもよく、異なる素材でもよい。また、第３
のＥＤＦ２８は、Ｅｒイオンの濃度が低ければ長く、高
ければ短く設定すればよい。第２の分岐カプラ３６も同
様である。
的なパラメータ値を例にとり説明する。第１の分岐カプ
ラ３４は反射量が少なく、安定な融着型が望ましく、ま
た分岐比は一例として１０：１程度である。第１のＥＤ
Ｆ１０、第２のＥＤＦ１８及び第３のＥＤＦ２８はすべ
て同一素材でもよく、異なる素材でもよい。また、第３
のＥＤＦ２８は、Ｅｒイオンの濃度が低ければ長く、高
ければ短く設定すればよい。第２の分岐カプラ３６も同
様である。
【００４７】上記の条件で、分岐カプラ３４における入
力信号レベルは通常で−３ｄＢｍ、サージ時で１０ｄＢ
ｍである。ここで、第３のＥＤＦ２８は−７ｄＢｍレベ
ルの光は吸収し、０ｄＢｍの光で飽和領域にあるように
その長さを調整する。この場合、第１の分岐カプラ３４
を通して−１０ｄＢｍレベルの光は第３のＥＤＦ２８で
吸収されるが、光サージパルスは１０：１で分岐される
ものの第３のＥＤＦ２８を透過し、第２の分岐カプラ３
６で−１０〜２０ｄＢｍのレベルとなる。このように弱
い光でもサージ時には第２のＥＤＦ１８のゲインは高く
なっているため、その強度は急激に増幅され、第２のＥ
ＤＦ１８のゲインを落すには充分である。第２のＥＤＦ
１８のゲインが落ちた後、第２のＥＤＦ１８に遅延用フ
ァイバ２０からの光サージパルスが到達するように、遅
延用ファイバ２０の長さを調整する。なお、アッテネー
タ３０は、図１に示すように第３のＥＤＦ２８の入力側
に設けるのが好ましく、通常レベルの光を第３のＥＤＦ
２８が吸収しきれないときに、アッテネータ３０で調整
して、第３のＥＤＦ２８に入る光強度を調整する。
力信号レベルは通常で−３ｄＢｍ、サージ時で１０ｄＢ
ｍである。ここで、第３のＥＤＦ２８は−７ｄＢｍレベ
ルの光は吸収し、０ｄＢｍの光で飽和領域にあるように
その長さを調整する。この場合、第１の分岐カプラ３４
を通して−１０ｄＢｍレベルの光は第３のＥＤＦ２８で
吸収されるが、光サージパルスは１０：１で分岐される
ものの第３のＥＤＦ２８を透過し、第２の分岐カプラ３
６で−１０〜２０ｄＢｍのレベルとなる。このように弱
い光でもサージ時には第２のＥＤＦ１８のゲインは高く
なっているため、その強度は急激に増幅され、第２のＥ
ＤＦ１８のゲインを落すには充分である。第２のＥＤＦ
１８のゲインが落ちた後、第２のＥＤＦ１８に遅延用フ
ァイバ２０からの光サージパルスが到達するように、遅
延用ファイバ２０の長さを調整する。なお、アッテネー
タ３０は、図１に示すように第３のＥＤＦ２８の入力側
に設けるのが好ましく、通常レベルの光を第３のＥＤＦ
２８が吸収しきれないときに、アッテネータ３０で調整
して、第３のＥＤＦ２８に入る光強度を調整する。
【００４８】次に、図４を参照して本発明の第２の実施
例を説明する。図４中、図１に示す構成要素と同一のも
のには同一の参照番号を付してある。図４に示す光増幅
器は、ＥＤＦ１０、励起光源１２、合波器１４及び光ア
イソレータ１６を有する構成（それぞれ、”第１”なる
用語は省略する）に対し、第１の分岐カプラ４０、第２
の分岐カプラ４２及び、これらの間に接続された光アイ
ソレータ４４及びアッテネータ４６を有する光路を設け
た構成である。第１及び第２の分岐カプラ４０及び４２
を設けて、ＥＤＦ１０、光アイソレータ４４及びアッテ
ネータ４６を含むループが構成されている。光アイソレ
ータ４４は、信号光の伝播方向とは逆方向に光を通すこ
とができるように接続されている。このループはリング
レーザを構成する。
例を説明する。図４中、図１に示す構成要素と同一のも
のには同一の参照番号を付してある。図４に示す光増幅
器は、ＥＤＦ１０、励起光源１２、合波器１４及び光ア
イソレータ１６を有する構成（それぞれ、”第１”なる
用語は省略する）に対し、第１の分岐カプラ４０、第２
の分岐カプラ４２及び、これらの間に接続された光アイ
ソレータ４４及びアッテネータ４６を有する光路を設け
た構成である。第１及び第２の分岐カプラ４０及び４２
を設けて、ＥＤＦ１０、光アイソレータ４４及びアッテ
ネータ４６を含むループが構成されている。光アイソレ
ータ４４は、信号光の伝播方向とは逆方向に光を通すこ
とができるように接続されている。このループはリング
レーザを構成する。
【００４９】このリングレーザについて、以下に詳述す
る。ＥＤＦ１０は誘導放出を行う励起状態であり、共振
器によるフィードバックがあれば容易にレーザ発振す
る。光増幅においてはレーザ発振は信号光以外の光を発
生させ、信号光に対するゲインを下げるなど、通常は避
けるべきものである。ここで、通常の共振器は２枚の反
射鏡を組み合わせたファブリペロ型と呼ばれるものであ
るが、光路がループを形成していることによるリング型
と呼ばれる共振器がある。リング型では一周する光路で
右廻りと左廻りが存在するが、途中に光アイソレータを
挿入することによって、片方のモードのみで発振を起こ
させることができる。ここで、レーザの性質として共振
器損失によって定まるしきい値以上に利得が増大しなけ
れば、発振は起こらない。図４において、ＥＤＦ１０の
前後の分岐カプラ４０及び４２によって結合したループ
により、リングレーザが構成されるのであるが、この場
合光アイソレータ４６によって左廻りのループしか発振
しない。
る。ＥＤＦ１０は誘導放出を行う励起状態であり、共振
器によるフィードバックがあれば容易にレーザ発振す
る。光増幅においてはレーザ発振は信号光以外の光を発
生させ、信号光に対するゲインを下げるなど、通常は避
けるべきものである。ここで、通常の共振器は２枚の反
射鏡を組み合わせたファブリペロ型と呼ばれるものであ
るが、光路がループを形成していることによるリング型
と呼ばれる共振器がある。リング型では一周する光路で
右廻りと左廻りが存在するが、途中に光アイソレータを
挿入することによって、片方のモードのみで発振を起こ
させることができる。ここで、レーザの性質として共振
器損失によって定まるしきい値以上に利得が増大しなけ
れば、発振は起こらない。図４において、ＥＤＦ１０の
前後の分岐カプラ４０及び４２によって結合したループ
により、リングレーザが構成されるのであるが、この場
合光アイソレータ４６によって左廻りのループしか発振
しない。
【００５０】次に、図４に示す光増幅器の動作について
説明する。通常の動作時には、光アイソレータＩＳＯを
介して入力する信号光は第１の分岐カプラ４０、ＥＤＦ
１０、第２の分岐カプラ４２、合波器１４及び第２の分
岐カプラ１６を通って出力される。ＥＤＦ１０の励起状
態は信号光の増幅によって減衰するため、左廻りのルー
プのゲインは下がっており、発振しきい値以下になる。
この状態では、このループは無いものと考えてよい。
説明する。通常の動作時には、光アイソレータＩＳＯを
介して入力する信号光は第１の分岐カプラ４０、ＥＤＦ
１０、第２の分岐カプラ４２、合波器１４及び第２の分
岐カプラ１６を通って出力される。ＥＤＦ１０の励起状
態は信号光の増幅によって減衰するため、左廻りのルー
プのゲインは下がっており、発振しきい値以下になる。
この状態では、このループは無いものと考えてよい。
【００５１】ＥＤＦ１０のゲインが高くなると、ループ
は自発的に発振を開始してＥＤＦ１０のゲインを低下さ
せる。この応答は高速で行われるため、励起光源１２の
制御系の応答特性に依存しない。また、この発振による
光は逆方向のため、入力側の光アイソレータＩＳＯで遮
断され、光増幅器を有するシステムに悪影響を与えるこ
とはない。よって、光サージの発生を完全に防ぐことが
できる。また発振開始ゲインは、ループ内に設けられた
アッテネータ４６で調節できる。
は自発的に発振を開始してＥＤＦ１０のゲインを低下さ
せる。この応答は高速で行われるため、励起光源１２の
制御系の応答特性に依存しない。また、この発振による
光は逆方向のため、入力側の光アイソレータＩＳＯで遮
断され、光増幅器を有するシステムに悪影響を与えるこ
とはない。よって、光サージの発生を完全に防ぐことが
できる。また発振開始ゲインは、ループ内に設けられた
アッテネータ４６で調節できる。
【００５２】ここで、第２の実施例のパラメータ値の一
例を説明する。第１の分岐カプラ４０は例えば融着型カ
プラであって、その分岐比は例えば９：１である。光サ
ージパルスはＥＤＦ１０のゲインが高くなるため発生す
るので、ゲインが高くなったときに誘導放出を発生させ
ればよい。この誘導放出をＥＤＦ１０を含む上記リング
レーザで発生させる。このとき、左廻りループの損失Ｓ
は次の通りである。
例を説明する。第１の分岐カプラ４０は例えば融着型カ
プラであって、その分岐比は例えば９：１である。光サ
ージパルスはＥＤＦ１０のゲインが高くなるため発生す
るので、ゲインが高くなったときに誘導放出を発生させ
ればよい。この誘導放出をＥＤＦ１０を含む上記リング
レーザで発生させる。このとき、左廻りループの損失Ｓ
は次の通りである。
【００５３】Ｓ＝（カプラ４０の損失）＋（アイソレー
タ４４の損失）＋（アッテネータ４６の損失）＋（カプ
ラ４２の損失） ＝１０ｄＢ＋１ｄＢ＋（１〜５０）ｄＢ＋１０ｄＢ この損失ＳがＥＤＦ１０のゲインよりも低ければ、レー
ザ発振が生じる。そのため、１）ＥＤＦ１０の通常ゲイ
ンよりも損失Ｓが高く、２）光サージが生じるゲインよ
りも損失Ｓは低くなければならない。通常ＥＤＦ１０の
ゲインは２０ｄＢ〜３０ｄＢ程度であり、光サージは場
合によって異なるが、危険なレベルに達するのは４０ｄ
Ｂ程度に達した場合である。よって、ループの損失Ｓを
３０ｄＢ程度に設定する。勿論、システムの用途によっ
てこの値は最適化しなければならず、この３０ｄＢとは
大きく異なる場合もある。 以上の通り、本発明の第２
の実施例によれば、光増幅器内で発生する光サージパル
スの発生自体を抑制することができる。
タ４４の損失）＋（アッテネータ４６の損失）＋（カプ
ラ４２の損失） ＝１０ｄＢ＋１ｄＢ＋（１〜５０）ｄＢ＋１０ｄＢ この損失ＳがＥＤＦ１０のゲインよりも低ければ、レー
ザ発振が生じる。そのため、１）ＥＤＦ１０の通常ゲイ
ンよりも損失Ｓが高く、２）光サージが生じるゲインよ
りも損失Ｓは低くなければならない。通常ＥＤＦ１０の
ゲインは２０ｄＢ〜３０ｄＢ程度であり、光サージは場
合によって異なるが、危険なレベルに達するのは４０ｄ
Ｂ程度に達した場合である。よって、ループの損失Ｓを
３０ｄＢ程度に設定する。勿論、システムの用途によっ
てこの値は最適化しなければならず、この３０ｄＢとは
大きく異なる場合もある。 以上の通り、本発明の第２
の実施例によれば、光増幅器内で発生する光サージパル
スの発生自体を抑制することができる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果が得られる。
下の効果が得られる。
【００５５】請求項１に記載の光増幅器によれば、所定
レベル以上の光が光ファイバを通るときに、所定の光成
分を前記信号光とは逆方向に与えて光ファイバのゲイン
を低下させるので、信頼性かつ応答性よく光サージパル
スを自動的に抑圧でき、励起光源を制御する必要がなく
なる。また、入力した光サージパルスを後段に伝わるの
を防止できる。また、第１の分岐カプラで光ファイバを
通る光を所定の割合で分岐し、この分岐光を可飽和吸収
体を有する光路を通して、第２の分岐カプラで光路から
出力される前記所定の光成分が光ファイバを前記信号光
とは逆方向に通ることでゲインを調節するので、信頼性
かつ応答性よく光サージパルスを自動的に抑圧でき、励
起光源を制御する必要がなくなる。
レベル以上の光が光ファイバを通るときに、所定の光成
分を前記信号光とは逆方向に与えて光ファイバのゲイン
を低下させるので、信頼性かつ応答性よく光サージパル
スを自動的に抑圧でき、励起光源を制御する必要がなく
なる。また、入力した光サージパルスを後段に伝わるの
を防止できる。また、第１の分岐カプラで光ファイバを
通る光を所定の割合で分岐し、この分岐光を可飽和吸収
体を有する光路を通して、第２の分岐カプラで光路から
出力される前記所定の光成分が光ファイバを前記信号光
とは逆方向に通ることでゲインを調節するので、信頼性
かつ応答性よく光サージパルスを自動的に抑圧でき、励
起光源を制御する必要がなくなる。
【００５６】請求項２に記載の光増幅器によれば、前記
光学手段は、所定レベル以上の光が通った場合に、前記
信号光とは逆方向の誘導放出を前記光ファイバ内で起こ
させるループ状の光路手段で光ファイバのゲインを低下
させるので、信頼性かつ応答性よく光サージパルスを自
動的に抑圧でき、励起光源を制御する必要がなくなる。
光学手段は、所定レベル以上の光が通った場合に、前記
信号光とは逆方向の誘導放出を前記光ファイバ内で起こ
させるループ状の光路手段で光ファイバのゲインを低下
させるので、信頼性かつ応答性よく光サージパルスを自
動的に抑圧でき、励起光源を制御する必要がなくなる。
【００５７】
【００５８】請求項３に記載の光増幅器によれば、前記
光路は、希土類ドープファイバ間の長さを短くして、光
路からの光成分が第１の分岐カプラから光ファイバに到
達するよりも早いタイミングで光ファイバに到達するの
で、確実にかつ応答性よく光サージパルスを自動的に抑
圧でき、励起光源を制御する必要がなくなる。
光路は、希土類ドープファイバ間の長さを短くして、光
路からの光成分が第１の分岐カプラから光ファイバに到
達するよりも早いタイミングで光ファイバに到達するの
で、確実にかつ応答性よく光サージパルスを自動的に抑
圧でき、励起光源を制御する必要がなくなる。
【００５９】請求項５に記載の光増幅器によれば、前記
所定の光成分を検出することで、例えばアラームを発生
できる。
所定の光成分を検出することで、例えばアラームを発生
できる。
【００６０】請求項６に記載の光増幅器によれば、光ア
イソレータは第２の分岐カプラから光路を通る光を遮断
するので、信頼性かつ応答性よく光サージパルスを自動
的に抑圧できる。
イソレータは第２の分岐カプラから光路を通る光を遮断
するので、信頼性かつ応答性よく光サージパルスを自動
的に抑圧できる。
【００６１】請求項７に記載の前記光増幅器によれば、
光アイソレータは光ファイバを逆方向に通る光を遮断す
るので、他の光学系に悪影響を与えることを防止でき
る。
光アイソレータは光ファイバを逆方向に通る光を遮断す
るので、他の光学系に悪影響を与えることを防止でき
る。
【００６２】請求項８に記載の光増幅器によれば、所定
レベル以上のゲインが発生した時に、前記光ファイバと
前記光学手段とを含む光学系がループ発振することでゲ
インを調整するので、信頼性かつ応答性よく光サージパ
ルスの発生を自動的に抑圧できる。
レベル以上のゲインが発生した時に、前記光ファイバと
前記光学手段とを含む光学系がループ発振することでゲ
インを調整するので、信頼性かつ応答性よく光サージパ
ルスの発生を自動的に抑圧できる。
【００６３】また、アッテネータは前記ループ発振のゲ
インを調節するので、ループ発振の制御が容易になる。
インを調節するので、ループ発振の制御が容易になる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】エルビウムドープトファイバの可飽和吸収特性
を示す図である。
を示す図である。
【図３】第１の実施例の動作を示す波形図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。
１０ 第１のＥＤＦ １２ 第１の励起光源 １４ 第１の合波器 １６ 第１の光アイソレータ １８ 第２のＥＤＦ ２０ 遅延用ファイバ ２２ 第２の励起光源 ２４ 第２の合波器 ２６ 第２の光アイソレータ ２８ 第３のＥＤＦ ３０ アッテネータ ３２ 第３の光アイソレータ ３４ 第１の分岐カプラ ３６ 第２の分岐カプラ ３８ 光検出器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 G02F 1/35 H04B 10/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも希土類イオンをドープした光
ファイバと、 励起光を発生して前記光ファイバを励起する光源と、 前記励起光と光ファイバを通る信号光を合波する合波器
と、 所定レベル異常の光が光ファイバを通るときに、所定の
光成分を前記信号光とは逆方向に与えて光ファイバのゲ
インを低下させる光学手段とを有し、 前記光学手段は光ファイバを通る光を所定の割合で分岐
する第１の分岐カプラと、 該第１の分岐カプラに結合し 、 可飽和吸収体を有する光
路と、該光路から出力される前記所定の光学成分が光フ
ァイバを前記信号光とは逆方向に通るように前記光路と
光ファイバとを結合する第２の分岐カプラとを有し、 前記可飽和吸収体の飽和強度を前記信号光の強度よりも
高く設定したこと を特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 前記光学手段は、所定レベル以上の光が
通った場合に、前記信号光とは逆方向の誘導放出を前記
光ファイバ内で起こさせるループ状の光路手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項３】 前記光路は、第１の分岐カプラと前記希
土類イオンをドープした光ファイバ間の長さよりも短い
ことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項４】 前記光路は前記可飽和吸収体としてエル
ビウムがドープされたガラスファイバを有することを特
徴とする請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項５】 更に、前記光路に光学的に結合し、前記
所定の光成分を検出する検出手段を有することを特徴と
する請求項１記載の光増幅器。 - 【請求項６】 前記光学手段は更に、前記光路内に設け
られた光アイソレータを有することを特徴とする請求項
１記載の光増幅器。 - 【請求項７】 前記第１の分岐カプラと前記合波器との
間に光アイソレータを有することを特徴とする請求項１
記載の光増幅器。 - 【請求項８】 少なくとも希土類イオンをドープした光
ファイバと、 励起光を発生して前記光ファイバを励起する光源と、 前記励起光と光ファイバを通る信号光を合波する合波器
と、 光ファイバを通る光を所定の割合で分岐する第１の分岐
カプラと、 該第１の分岐カプラに結合した光路と、 該光路を前記希土類イオンをドープしたファイバに結合
させる第２の分岐カプラと、 全光路中に設けられた光アイソレータとを有し、 所定レベル以上の光が光ファイバを通る時に、前記光フ
ァイバと前記光路と前記第１の分岐カプラと前記第２の
分岐カプラと前記アイソレータによる光学系がループを
構成し、 前記ループ内にループ発振のゲインを調整するアッテネ
ータを設けたことを特徴とする 光増幅器。
Priority Applications (2)
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| JP15022794A JP3295533B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 光増幅器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15022794A JP3295533B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 光増幅器 |
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| JP15022794A Expired - Fee Related JP3295533B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 光増幅器 |
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-
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-
1995
- 1995-03-01 US US08/396,790 patent/US5537244A/en not_active Expired - Lifetime
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