JPH05206555A - Light amplifier - Google Patents
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- JPH05206555A JPH05206555A JP4012989A JP1298992A JPH05206555A JP H05206555 A JPH05206555 A JP H05206555A JP 4012989 A JP4012989 A JP 4012989A JP 1298992 A JP1298992 A JP 1298992A JP H05206555 A JPH05206555 A JP H05206555A
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- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送方式，光信号処
理等において必要とされる光増幅器に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier required in an optical transmission system, optical signal processing and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】入力光信号を光のまま増幅して、信号出
力の大きい光信号を得るために使われる光増幅器として
は、半導体レーザ増幅器，希土類添加光ファイバ増幅器
等がある。これらの光増幅器は、すべて入力される光信
号電力の増加に対して信号光利得が減少するので、動作
入力レベルを高くしようとすると、入出力の比例関係が
保たれない。このため、光増幅器への入力信号と出力信
号とを検出して、半導体レーザ増幅器では駆動電流に、
希土類添加光ファイバ増幅器では励起光源に帰還をかけ
て利得が一定になるような制御系が検討されていた。2. Description of the Related Art Optical amplifiers used for amplifying an input optical signal as it is to obtain an optical signal having a large signal output include a semiconductor laser amplifier and a rare earth-doped optical fiber amplifier. In all of these optical amplifiers, the signal light gain decreases with an increase in the input optical signal power, so if the operating input level is increased, the proportional relationship between the input and output cannot be maintained. Therefore, the input signal and the output signal to the optical amplifier are detected, and the semiconductor laser amplifier detects the drive current as
In rare-earth-doped optical fiber amplifiers, a control system has been studied in which the gain is constant by feeding back to the pumping light source.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の利
得制御回路では、入力信号と出力信号とを同時に検出
し、入力光と出力光との比較を行っているので、信号が
無いときは制御ができないという欠点があった。すなわ
ち、入力信号には情報が重畳されているので、強度変調
方式では信号が零となる時が必ずあり、制御系の時定数
は入力信号の統計的性質を考慮して慎重に設定する必要
があった。さらに、出力光信号には増幅された自然放出
光が含まれるので利得が大きい増幅器では制御誤差が増
加する等の欠点があった。As described above, in the conventional gain control circuit, the input signal and the output signal are detected at the same time, and the input light and the output light are compared. Therefore, when there is no signal, It had the drawback that it could not be controlled. That is, since information is superimposed on the input signal, there is always a case where the signal becomes zero in the intensity modulation method, and the time constant of the control system must be carefully set in consideration of the statistical properties of the input signal. there were. Further, since the output optical signal includes the amplified spontaneous emission light, there is a drawback that the control error increases in an amplifier having a large gain.
【０００４】さらに、光中継伝送方式に使われる光増幅
器においては、光ファイバ伝送路に損失変動（温度特
性，経年変化特性）があるため、中継器への入力信号電
力は変動する。光ファイバ損失が小さくなった場合には
中継器への入射電力が増加し、中継器の増幅器利得が一
定であると、増幅器出力は中継器の出力側（後段）の光
ファイバの入力限界（非線形効果等による）を越えてし
まう恐れがある。また、光ファイバ損失が大きくなった
場合には中継器への入射電力が低下し、中継器の増幅器
利得が一定であると、増幅器出力も減少するので伝送系
のＳ／Ｎが劣化する恐れがある。このため、増幅器の信
号出力を基準値に設定しておく必要がある。このため、
リミッタ増幅器の適用が考えられるが、入出力の線形性
が保たれなくなるので、光強度変調方式では、アナログ
伝送系では歪率の増加、ディジタル伝送系では誤り率の
劣化を招く。また、方式構成上、光増幅器出力には＋１
０ｄＢｍ程度の高出力が要求されているが、この値は光
増幅器の飽和領域に入っており利得一定制御を行わない
と伝送特性劣化を招く。すなわち、光中継伝送方式に使
われる光増幅器においては、この一見矛盾した２課題
（出力一定，利得一定）を同時に解決する必要がある。Further, in the optical amplifier used in the optical repeater transmission system, the input signal power to the repeater fluctuates due to loss variation (temperature characteristic, aging characteristic) in the optical fiber transmission line. When the optical fiber loss decreases, the incident power to the repeater increases, and if the amplifier gain of the repeater is constant, the amplifier output is the input limit (non-linearity) of the optical fiber on the output side (post-stage) of the repeater. (Depending on the effect). Further, when the optical fiber loss becomes large, the incident power to the repeater decreases, and if the amplifier gain of the repeater is constant, the amplifier output also decreases, so the S / N ratio of the transmission system may deteriorate. is there. Therefore, it is necessary to set the signal output of the amplifier to the reference value. For this reason,
A limiter amplifier may be applied, but since the input / output linearity is not maintained, the optical intensity modulation system causes an increase in distortion rate in an analog transmission system and a deterioration in error rate in a digital transmission system. Also, due to the system configuration, the output of the optical amplifier is +1.
A high output of about 0 dBm is required, but this value is in the saturation region of the optical amplifier, and if the constant gain control is not performed, the transmission characteristics deteriorate. That is, in the optical amplifier used in the optical repeater transmission system, it is necessary to simultaneously solve these two seemingly contradictory problems (constant output and constant gain).
【０００５】本発明はこれらの問題点を解決するため、
入出力光信号を検出することなく利得が一定に制御され
た光増幅器を提供することを第１の目的とする。The present invention solves these problems.
A first object of the present invention is to provide an optical amplifier whose gain is controlled to be constant without detecting input / output optical signals.
【０００６】さらに、本発明は出力と利得とが同時に一
定に制御された光増幅器を提供することを第２の目的と
する。A second object of the present invention is to provide an optical amplifier whose output and gain are controlled to be constant at the same time.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明による光増幅器は光励起によって信号光
を増幅するための希土類添加光ファイバと、それぞれ前
記希土類添加光ファイバに入射される励起光電力および
前記希土類添加光ファイバを通過した出力励起光電力を
検出する手段、および前記入射励起光電力と出力励起光
電力の比が一定値となるように前記励起光の光源を制御
する手段を具えたことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, an optical amplifier according to the present invention comprises a rare earth-doped optical fiber for amplifying signal light by optical pumping, and pumping incident on the rare earth-doped optical fiber. Means for detecting optical power and output pumping light power that has passed through the rare earth-doped optical fiber, and means for controlling the light source of the pumping light so that the ratio of the incident pumping light power and the output pumping light power becomes a constant value. It is characterized by having
【０００８】ここで、入射励起光電力の検出手段として
光励起用半導体レーザの背面光モニタを使用してもよ
い。入射励起光と出力励起光の比を取る手段としてログ
増幅器を適用してもよい。入力出力励起光電力の比、基
準値との比較ならびに励起光源への帰還量の算定をディ
ジタル処理により行い、励起光源を制御してもよく、Ｄ
／Ａ変換後の帰還量をパルス幅変調、あるいはパルス密
度変調（パルス数変調）されたパルス列として出力し、
本パルス列で励起光源を駆動してもよい。Here, a backside light monitor of a semiconductor laser for photoexcitation may be used as a means for detecting the incident excitation light power. A log amplifier may be applied as a means for obtaining the ratio of the incident pump light and the output pump light. The ratio of input output pumping light power, comparison with a reference value and calculation of the amount of feedback to the pumping light source may be performed by digital processing to control the pumping light source.
The feedback amount after A / A conversion is output as a pulse width modulated or pulse density modulated (pulse number modulated) pulse train,
The excitation light source may be driven by this pulse train.
【０００９】入出力励起光電力の比および入射励起光電
力から出力光信号電力を算定し、適当な時定数で積分し
た後この値が一定値となるように入出力励起光電力比の
基準値を変更する帰還系を有してもよく、または、出力
信号光をモニタし適当な時定数で積分した後、この値が
一定値となるように入出力励起光電力比の基準値を変更
する帰還系を有してもよい。The output optical signal power is calculated from the input / output pumping light power ratio and the incident pumping light power, and integrated with an appropriate time constant, and the reference value of the input / output pumping light power ratio is set so that this value becomes a constant value. It may have a feedback system to change, or, after the output signal light is monitored and integrated with an appropriate time constant, the reference value of the input / output pumping light power ratio is changed so that this value becomes a constant value. It may have a feedback system.
【００１０】[0010]
【作用】本発明の作用を以下に説明する。The operation of the present invention will be described below.
【００１１】希土類添加ファイバ増幅器の利得特性につ
いては、励起光電力，入力光信号電力等をパラメータと
する偏微分方程式（レート方程式）により記述されるこ
とが知られている。しかし、従来はレート方程式を数値
解析により解いており、これらのパラメータの間に下記
に示すように単純な関係があることは知られていなかっ
た。It is known that the gain characteristic of a rare earth-doped fiber amplifier is described by a partial differential equation (rate equation) with parameters such as pumping light power and input optical signal power. However, conventionally, the rate equation was solved by numerical analysis, and it was not known that there is a simple relationship between these parameters as shown below.
【００１２】希土類添加ファイバにおける励起光電力の
損失特性αをThe loss characteristic α of the pumping light power in the rare earth-doped fiber is
【００１３】[0013]
【数１】α＝（希土類添加ファイバからの励起光の出力
電力）／（励起光の入射電力）（１） で定義すると、希土類添加ファイバ増幅器の利得Ｇは、
レート方程式を解析的に解くことにより励起光電力損失
特性αと下式の関係にあることがわかる。[Expression 1] α = (output power of pumping light from rare-earth doped fiber) / (incident power of pumping light) (1) The gain G of the rare-earth doped fiber amplifier is defined as follows.
By analytically solving the rate equation, it can be seen that there is a relationship between the pumping light power loss characteristic α and the following equation.
【００１４】[0014]
【数２】 G ＝exp[(Logα＋ρηp σp aL)ηs(σs e＋σs a) /{ηp(σp e＋σp a)}−ρηs σs aL] （２） ρ ：エルビウム添加密度 σs a：信号波長における吸収断面積 σs e：信号波長における誘導放出断面積 σp a：励起波長における吸収断面積 σp e：励起波長における誘導放出断面積 ηs ：信号波長のオーバーラップファクタ ηp ：励起波長のオーバーラップファクタ で表わされる。すなわち、利得Ｇは式（１）で定義され
る希土類添加ファイバを通過する励起光の損失αで記述
される。式（２）を構成する他のパラメータは、励起光
強度，信号光強度に依存しない定数となっている。した
がって、αが一定となるように、励起光源の電力を制御
することにより、利得を一定に保つことができる。[Equation 2] G = exp [(Log α + ρ η p σ p a L) η s (σ s e + σ s a ) / {η p (σ p e + σ p a )} − ρ η s σ s a L] (2) ρ: Erbium-doped density σ s a : Absorption cross section at signal wavelength σ s e : Stimulated emission cross section at signal wavelength σ p a : Absorption cross section at excitation wavelength σ p e : Stimulated emission cross section at excitation wavelength η s : Signal wavelength overlap factor η p : Represented by the pump wavelength overlap factor. That is, the gain G is described by the loss α of the pumping light passing through the rare earth-doped fiber defined by the equation (1). The other parameters forming the equation (2) are constants that do not depend on the pump light intensity and the signal light intensity. Therefore, the gain can be kept constant by controlling the power of the pumping light source so that α becomes constant.
【００１５】[0015]
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１６】図１は本発明の基本構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention.
【００１７】入力信号光はアイソレータ１および波長多
重合波器２を経て、例えばエルビウムなど希土類元素が
添加された光ファイバ（ＥＤＦ）３に入射され、光励起
によって増幅され、合波器４およびアイソレータ５を経
て出力信号光として取出される。エルビウム添加光ファ
イバの励起のための励起光源６である半導体レーザは駆
動回路７によって駆動され、その出力光（励起光）は分
波器８および合波器４を通ってエルビウム添加光ファイ
バ３に入射される。入射励起光の一部は分波器８によっ
て分岐され、その光電力は励起光モニタ９によって検出
された後、増幅器（または減衰器）１０によって増幅
（または減衰）されて比較器１１に入力される。一方、
エルビウム添加光ファイバ３を通過した出力励起光は合
波器２を介して取出され、その光電力は励起光モニタ１
２によって検出された後、増幅器（または減衰器）１３
によって増幅（または減衰）されて比較器１１に入力さ
れる。この比較器１１の出力が駆動回路７に帰還される
が、その際、増幅器（または減衰器）１０および１３に
よって入射励起光と出力励起光の電力比が一定になるよ
うに保たれる。The input signal light is passed through an isolator 1 and a wavelength multiplex wave multiplexer 2 and is incident on an optical fiber (EDF) 3 doped with a rare earth element such as erbium, amplified by optical pumping, and combined with a multiplexer 4 and an isolator 5. Is output as an output signal light. A semiconductor laser, which is a pumping light source 6 for pumping the erbium-doped optical fiber, is driven by a driving circuit 7, and its output light (pumping light) passes through a demultiplexer 8 and a multiplexer 4 to the erbium-doped optical fiber 3. It is incident. A part of the incident excitation light is branched by the demultiplexer 8, and its optical power is detected by the excitation light monitor 9 and then amplified (or attenuated) by the amplifier (or attenuator) 10 and input to the comparator 11. It on the other hand,
The output pump light that has passed through the erbium-doped optical fiber 3 is taken out through the multiplexer 2, and its optical power is the pump light monitor 1.
Amplifier (or attenuator) 13 after being detected by 2
It is amplified (or attenuated) by and input to the comparator 11. The output of the comparator 11 is fed back to the drive circuit 7, and at that time, the power ratio between the incident pump light and the output pump light is kept constant by the amplifiers (or attenuators) 10 and 13.
【００１８】すなわち、本実施例においては、エルビウ
ム添加ファイバ等の希土類添加ファイバに入射される励
起光電力と、希土類添加ファイバを通過した励起光電力
とを検出し、両者の比（すなわち、励起光の損失α）を
算出し、この値が一定となるように励起光源を制御する
構成としているので、式（２）から明らかなように、利
得Ｇを一定値にすることができる。That is, in this embodiment, the pumping light power incident on the rare earth-doped fiber such as the erbium-doped fiber and the pumping light power passing through the rare-earth-doped fiber are detected, and the ratio of the two (that is, the pumping light) is detected. Since the loss α) is calculated and the pump light source is controlled so that this value becomes constant, the gain G can be set to a constant value, as is apparent from the equation (2).
【００１９】図２に本発明の他の実施例を示す。この例
では、入射励起光電力の検出手段である励起光モニタ９
として光励起用半導体レーザの背面光モニタを使用する
構成としている。このため、励起光の入射電力検出のた
めの光分岐を設ける必要がなく、装置構成が簡単になる
と共に、光分岐により励起光が損失を被ることもないな
ど、光増幅器の簡易化と高性能化に寄与する。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this example, an excitation light monitor 9 that is a means for detecting the incident excitation light power is used.
As a configuration, a back light monitor of a semiconductor laser for photoexcitation is used. Therefore, it is not necessary to provide an optical branch for detecting the incident power of the pumping light, the device configuration is simple, and the pumping light does not suffer a loss due to the optical branching. Contribute to
【００２０】図３に本発明の第３の実施例を示す。入射
励起光と出力励起光の比を取る手段としてログ増幅器１
４を用い、比較器１１において、その比の値と予め設定
された基準値とを比較する構成としているので、光増幅
器の簡易化に寄与する。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. A log amplifier 1 is used as a means for obtaining the ratio of the incident pump light and the output pump light.
4, the comparator 11 is configured to compare the ratio value with a preset reference value, which contributes to simplification of the optical amplifier.
【００２１】図４に本発明の第４の実施例を示す。励起
光モニタ９および１２によって検出された入力および出
力励起光の光電力をＡ／Ｄ変換器１６および１７によっ
てディジタル化し、入力出力励起光電力の比、基準値と
の比較ならびに励起光源への帰還量の算定を演算装置
（ＣＰＵ）１８によってディジタル処理により行い、さ
らに帰還量をＤ／Ａ変換器１９によってアナログ化して
励起光源を制御する構成としているので、高精度な利得
制御が可能である。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. The optical powers of the input and output pumping lights detected by the pumping light monitors 9 and 12 are digitized by the A / D converters 16 and 17, and the ratio of the input output pumping light power, comparison with a reference value, and feedback to the pumping light source. Since the calculation of the amount is digitally performed by the arithmetic unit (CPU) 18 and the feedback amount is analogized by the D / A converter 19 to control the pumping light source, highly accurate gain control is possible.
【００２２】次に、図５に本発明の第５の実施例を示
す。図４に示した構成において、帰還量をＤ／Ａ変換し
た後、パルス増幅器２０によってパルス幅変調、あるい
はパルス密度変調（パルス数変調）されたパルス列とし
て出力し、このパルス列で励起光源６を駆動している。
エルビウム添加光ファイバ光増幅器の利得はミリ秒のオ
ーダーの時定数を有しており、高速で変化するパルス列
励起光は時定数で積分されるのでＣＷ励起光と同等とな
る。このため、Ｄ／Ａ変換器１９から励起光源６の駆動
回路まで全てをパルス動作回路で構成でき、高精度なア
ナログ増幅器や低域通過フィルタを必要としない。従っ
て、アナログ回路では必須であった調整作業が簡略化さ
れるにもかかわらず、高精度な利得制御が可能である。
また、製造コストの低減も期待される。Next, FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. In the configuration shown in FIG. 4, after the feedback amount is D / A converted, it is output as a pulse train that is pulse width modulated or pulse density modulated (pulse number modulated) by the pulse amplifier 20, and the excitation light source 6 is driven by this pulse train. is doing.
The gain of the erbium-doped optical fiber optical amplifier has a time constant on the order of milliseconds, and the pulse train pumping light that changes at a high speed is integrated with the time constant, so that it is equivalent to the CW pumping light. Therefore, everything from the D / A converter 19 to the drive circuit of the pumping light source 6 can be configured by a pulse operation circuit, and a highly accurate analog amplifier and a low pass filter are not required. Therefore, although the adjustment work, which is essential in the analog circuit, is simplified, highly accurate gain control is possible.
In addition, reduction in manufacturing cost is also expected.
【００２３】次に第６の実施例によって利得と同時に出
力を一定化する方法について述べる。Next, a method of stabilizing the output simultaneously with the gain according to the sixth embodiment will be described.
【００２４】希土類添加光増幅器の出力光電力は、励起
光損失，利得および入射励起光電力と下式の関係にあ
る。The output light power of the rare earth-doped optical amplifier has the following relationship with the pumping light loss, the gain, and the incident pumping light power.
【００２５】[0025]
【数３】 [Equation 3]
【００２６】である。[0026]
【００２７】したがって、入出力励起光電力の比および
入射励起光電力から式（３）により出力光信号電力を算
定することができるので、出力光信号のモニタのために
出力を分岐することなく信号の出力電力を知ることがで
きる。Therefore, since the output optical signal power can be calculated from the ratio of the input / output pumping light power and the incident pumping light power by the formula (3), the signal is output without branching for monitoring the output optical signal. You can know the output power of.
【００２８】具体的には、図５に示したブロック図のＣ
ＰＵ１８に図６のフローチャートに従って、１．入射励
起光電力，出力励起光電力の入力とのその比の計算、
２．出力信号電力の計算、３．出力信号電力の平均値の
計算、４．基準出力信号電力との比較および５．基準励
起光損失の変更を実行させる。Specifically, C in the block diagram shown in FIG.
According to the flowchart of FIG. Calculation of the ratio of the incident pumping light power and the output pumping light power to the input,
2. 2. Calculation of output signal power 3. Calculation of average value of output signal power 4. Comparison with reference output signal power and 5. Change the reference excitation light loss.
【００２９】この際、特に、入出力励起光電力の比およ
び入射励起光電力から算定した出力光信号電力を信号の
統計的性質に基づく時定数τ（積分値の時間変動がなく
なる積分時間）よりも長い時間で積分し、この積分値と
信号出力の基準値とを比較して、光増幅器の入出力励起
光電力比の基準値を変更し、信号出力電力の積分値が一
定となるようにするとよい。さらに、光増幅器は入出力
励起光電力比が基準値と一致するよう励起光源を希土類
添加ファイバの自然放出時間τよりも十分短い時間で制
御しているので、増幅率は一定である。この結果、増幅
器の入出力の線形性が保たれるので、伝送特性の劣化を
招かない。次に、出力レベルも、一定（時定数τ以上の
平均）に保たれるので、ファイバの入力制限による特性
劣化やＳ／Ｎ劣化を避けることができる。At this time, in particular, the output optical signal power calculated from the ratio of the input / output pumping light power and the incident pumping light power is calculated from the time constant τ (integration time at which the integrated value does not fluctuate over time) based on the statistical properties of the signal. For a long time, compare the integrated value with the reference value of the signal output, and change the reference value of the input / output pumping light power ratio of the optical amplifier so that the integrated value of the signal output power becomes constant. Good to do. Further, since the optical amplifier controls the pumping light source in a time sufficiently shorter than the spontaneous emission time τ of the rare earth-doped fiber so that the input / output pumping light power ratio matches the reference value, the amplification factor is constant. As a result, the linearity of the input / output of the amplifier is maintained, so that the transmission characteristics are not deteriorated. Next, since the output level is also kept constant (average over the time constant τ), characteristic deterioration and S / N deterioration due to fiber input limitation can be avoided.
【００３０】次に、図７を用いて本発明の第７の実施例
を説明する。上記の第６の実施例の構成においては計算
により出力信号光を求めていたが、本実施例の構成にお
いては出力信号光を分波器２１によって分岐し、信号光
モニタ２２によってモニタし、さらに出力信号光電力を
Ａ／Ｄ変換器２３によってディジタル化してＣＰＵ１８
に入力している。この結果、制御系の信号処理系の構成
が簡単となるが、信号光を分岐するための光部品を光増
幅器の出力部に設ける必要がある。本実施例により達成
される効果は第６の実施例と同等であるので、回路の製
造性やコスト等を考慮して構成を選択すればよい。Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the configuration of the sixth embodiment described above, the output signal light is obtained by calculation, but in the configuration of the present embodiment, the output signal light is branched by the demultiplexer 21 and monitored by the signal light monitor 22. The output signal optical power is digitized by the A / D converter 23 and the CPU 18
Are typing in. As a result, the configuration of the signal processing system of the control system is simplified, but it is necessary to provide an optical component for branching the signal light at the output section of the optical amplifier. Since the effect achieved by this embodiment is the same as that of the sixth embodiment, the configuration may be selected in consideration of circuit manufacturability, cost, and the like.
【００３１】図８に本発明の第８の実施例を示す。本実
施例のブロック構成は図７の構成とほぼ同様であるが、
ＣＰＵ１８に図６に示したフローチャートに従った演算
を実行させる。さらに、基準損失αを保つことができな
い場合、ＣＰＵ１８が警報出力２４をモニタに出力す
る。すなわち、本実施例においては、希土類添加ファイ
バに入射する励起光電力と希土類添加ファイバを通過し
た励起光電力とを検出し、両者の比（すなわち、励起光
の損失α）を算出し、この値が一定となるように励起光
源を制御する構成とし、利得Ｇを一定値に制御するとと
もに、入射励起光電力から、出力光信号電力を算定する
演算回路を有し、さらに出力信号光を直接モニタして制
御系にフィードバックできる構成とし、動作状態を外部
に出力できるようにしている。FIG. 8 shows an eighth embodiment of the present invention. The block configuration of this embodiment is almost the same as the configuration of FIG.
The CPU 18 is caused to execute the calculation according to the flowchart shown in FIG. Further, when the reference loss α cannot be maintained, the CPU 18 outputs the alarm output 24 to the monitor. That is, in the present embodiment, the pumping light power incident on the rare earth-doped fiber and the pumping light power passing through the rare earth-doped fiber are detected, and the ratio between them (that is, the loss α of the pumping light) is calculated, and this value is calculated. The pump light source is controlled so as to be constant, the gain G is controlled to a constant value, and an arithmetic circuit for calculating the output optical signal power from the incident pumping light power is provided, and the output signal light is directly monitored. Then, the configuration is such that feedback can be made to the control system, and the operating state can be output to the outside.
【００３２】このような構成となっているので、必要に
応じて利得一定制御、あるいは出力一定制御の何れにも
対応できる。With such a configuration, it is possible to deal with either the constant gain control or the constant output control as required.
【００３３】利得一定制御においては、励起光源を制御
しても設定された基準損失αを保てない場合に警報をだ
すことができるので、光増幅器が正常に動作しているか
否かを把握することができる。また、計算により得られ
た信号出力値とモニタ値との比較を行うことができる。
初期値は一定しているので、両者に差が生じた場合は、
光増幅器の劣化（励起光波長の変化、内部損失の変化
等）によるものであり、光増幅器の経年変化を監視する
ことが可能となる。In the constant gain control, an alarm can be issued when the set reference loss α cannot be maintained even if the pumping light source is controlled, so it is possible to know whether the optical amplifier is operating normally. be able to. Further, it is possible to compare the signal output value obtained by the calculation and the monitor value.
The initial value is constant, so if there is a difference between the two,
This is due to deterioration of the optical amplifier (change of pumping light wavelength, change of internal loss, etc.), and it becomes possible to monitor secular change of the optical amplifier.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の光増幅器は信号光を検出するこ
となく増幅器の利得を一定に制御することができるの
で、信号のパターン効果等による利得変動を完全に抑制
することが可能である。また、増幅器の利得を一定に制
御しつつ、信号出力電力を一定にすることが可能であ
り、本増幅器により高安定な光中継伝送方式を構成でき
る。Since the optical amplifier of the present invention can control the gain of the amplifier to be constant without detecting the signal light, it is possible to completely suppress the gain fluctuation due to the signal pattern effect or the like. Further, it is possible to make the signal output power constant while controlling the gain of the amplifier to be constant, and the highly stable optical repeater transmission system can be configured by this amplifier.
【図１】本発明による光増幅器の基本構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an optical amplifier according to the present invention.
【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図６】出力信号を一定化するための演算の一例を示す
フローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of calculation for making the output signal constant.
【図７】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
１，５ アイソレータ ２，４ 波長多重合波器 ３ エルビウム添加ファイバ等の希土類添加ファイバ ６ 励起光源 ７ 駆動回路 ８ 分波器 ９，１２ 励起光モニタ １０，１３ 電気の増幅器あるいは減衰器 １１ 比較器 １４ ログアンプ １５ 設定基準値 １６，１７，２３ Ａ／Ｄ変換器 １８ 演算装置 １９ Ｄ／Ａ変換器 ２０ パルス増幅器 ２１ 分波器 ２２ 信号光モニタ ２４ 警報モニタ出力 1,5 Isolator 2,4 Wavelength Multiplexing Waver 3 Erbium Doped Fiber etc. Rare Earth Doped Fiber 6 Excitation Light Source 7 Driving Circuit 8 Demultiplexer 9,12 Excitation Light Monitor 10,13 Electric Amplifier or Attenuator 11 Comparator 14 Log amplifier 15 Setting reference value 16, 17, 23 A / D converter 18 Arithmetic device 19 D / A converter 20 Pulse amplifier 21 Demultiplexer 22 Signal light monitor 24 Alarm monitor output
Claims (7)
希土類添加光ファイバと、それぞれ前記希土類添加光フ
ァイバに入射される励起光電力および前記希土類添加光
ファイバを通過した出力励起光電力を検出する手段、お
よび前記入射励起光電力と出力励起光電力の比が一定値
となるように前記励起光の光源を制御する手段を具えた
ことを特徴とする光増幅器。1. A rare earth-doped optical fiber for amplifying signal light by optical pumping, and means for detecting pumping light power incident on the rare earth-doped optical fiber and output pumping light power passing through the rare earth-doped optical fiber, respectively. And an optical amplifier that controls the light source of the pumping light so that the ratio of the power of the incident pumping light to the power of the output pumping light becomes a constant value.
励起用半導体レーザの背面光モニタであることを特徴と
する請求項１に記載の光増幅器。2. The optical amplifier according to claim 1, wherein the means for detecting the incident pumping light power is a backside light monitor of a semiconductor laser for optical pumping.
入射励起光電力と出力励起光電力の比をとるためのログ
増幅器を含むことを特徴とする請求項１または２に記載
の光増幅器。3. The optical amplifier according to claim 1, wherein the means for controlling the light source of the pumping light includes a log amplifier for taking a ratio between the power of the incident pumping light and the power of the output pumping light. ..
入射励起光と出力励起光の検出値をＡ／Ｄ変換する手
段、入力および出力励起光電力の比の演算と得られた比
の値、基準値との比較ならびに前記励起光源への帰還量
の算定をディジタル処理する手段および前記帰還量をＤ
／Ａ変換する手段を含むことを特徴とする請求項１また
は２に記載の光増幅器。4. The means for controlling the light source of the pumping light, the means for A / D converting the detected values of the incident pumping light and the output pumping light, the calculation of the ratio of the input and output pumping light powers, and the calculation of the obtained ratio. Value, a reference value and a means for digitally processing the calculation of the amount of feedback to the excitation light source and the amount of feedback D
The optical amplifier according to claim 1 or 2, further comprising: means for performing A / A conversion.
変調、あるいはパルス密度変調（パルス数変調）された
パルス列として出力して励起光源を駆動する手段を有す
ることを特徴とする請求項４に記載の光増幅器。5. A means for driving the pumping light source by outputting the D / A converted feedback amount as a pulse train which is pulse width modulated or pulse density modulated (pulse number modulated). 4. The optical amplifier according to item 4.
よび前記入射励起光電力から出力光信号電力を算定し、
適当な時定数で積分した後この値が一定値となるように
入出力励起光電力比の基準値を変更する帰還系を有する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
光増幅器。6. The output optical signal power is calculated from the ratio of the input and output pumping light powers and the incident pumping light power,
6. The light according to claim 1, further comprising a feedback system for changing the reference value of the input / output pumping light power ratio so that this value becomes a constant value after integrating with an appropriate time constant. amplifier.
分した後、この値が一定値となるように入出力励起光電
力比の基準値を変更する帰還系を有することを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の光増幅器。7. A feedback system is provided, which monitors the output signal light, integrates it with an appropriate time constant, and then changes the reference value of the input / output pumping light power ratio so that this value becomes a constant value. The optical amplifier according to claim 1.
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ID=11820619
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