CN103946744A - 光放大器以及光放大器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具备：激发光源，其向作为放大媒介物的光纤供应激发光；ASE光功率检测部，其在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和控制部，其利用由所述ASE光功率检测部检测出的所述放大信号波段外的ASE光功率来设定放大信号波段内的增益，所述控制部补偿所述外部ASE光功率的影响，控制所述激发光源，进行所述放大信号波段内的增益的初始设定。由此，能够利用ASE光功率的简易的监视检测系统来进行精度高的增益的初始设定。

Description

光放大器以及光放大器的控制方法
技术领域
本发明涉及基于ASE(自发辐射)光功率来对当前的放大信号波段内的增益进行初始设定的光放大器以及光放大器的控制方法。
背景技术
以往，在将光纤作为媒介物来放大光信号的光放大器中，在增益与ASE光之间存在某种相关关系。即，ASE光功率Pase相对于增益G而具有Pase＝K×G的关系。在此，K为ASE光功率与增益的比例常数。为此，存在对ASE光功率进行监视来计算增益，并控制激发光功率、ASE光功率以使得成为所设定的增益的方法(参照专利文献1)。
例如，在拉曼放大器的情况下，拉曼增益利用激发光开启时的信号光功率相对于激发光关闭时的信号光功率的比值来表示。但是，由于在放大动作中无法关闭激发光，因此无法监视拉曼增益。因此，利用上述的比例关系来监视ASE光，从而间接地求出拉曼增益，按拉曼增益成为设定值地控制激发光功率，因而能够进行拉曼放大器的增益控制。
另外，在拉曼放大器中，当向光纤输入激发光时，在自激发光移动到约100nm长波长侧的位置处可获得增益。此外，通过控制激发光功率来控制拉曼增益、拉曼增益的波长依赖性即倾斜度(参照专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6－21582号公报
专利文献2：美国公开专利20110141552号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在利用ASE光来进行增益控制的情况下，需要高精度地监视ASE光功率。可是，在光纤通信的传输路径上，于上游侧存在EDFA、拉曼放大器等的其他的光放大器。在此，在监视自放大器的ASE光功率的情况下，是在来自上游侧的外部的光放大器的ASE光和自放大器的ASE光混在一起的状态下被检测的。此外，仅用于监视ASE光功率的波长被设定在放大信号波段外。
而且，在想要仅分离自光放大器的ASE光来进行监视的情况下，需要设置用于将上游侧的外部的光放大器的放大信号波段以外的波段遮断的滤光器，以使在自光放大器的ASE光波段中不混有外部的光放大器的ASE光。
此外，在想要仅分离出自光放大器的ASE光来进行监视的情况下，虽然考虑在上游侧的外部的光放大器的ASE光波段、和自光放大器的ASE光波段中选择不同的波长波段，利用滤光器仅监视自光放大器的ASE光功率、或者仅监视上游侧的外部的光放大器的ASE光功率，但是监视光学系统却变得复杂。
另一方面，由于根据增益而产生的ASE光功率较之于信号光功率而言小，因此只是对仅有自光放大器的ASE光功率进行监视，便会使得误差变大。例如，虽然在光功率监视中利用到PD，但是由于在PD中存在背景噪声，因此当要监视的光功率小时会被该背景噪声埋没，有时无法监视精度高的ASE光功率。即，在监视仅有自光放大器的ASE光功率的情况下，有时增益控制的精度会变差。
此外，在专利文献2中记载了如下内容，即：利用ASE光功率与激发光功率之间的关系来进行拉曼放大器的增益的自动控制，但是例如当来自上游侧的其他的光放大器的ASE光功率(外部ASE光功率)因某些因素而发生变动时，在该影响下增益会发生变化，出现产生噪声特性、倾斜度变动等这一问题。此外，由于外部ASE光功率因系统的不同而不同，因此存在当仅利用ASE光功率与激发光功率之间的关系来进行光放大器的增益控制时，外部ASE光功率的实际的值与设计值不同等情况的、系统特性与设计值不一致这样的问题。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够利用ASE光功率的简易的监视检测系统来进行精度高的增益的初始设定的光放大器以及光放大器的控制方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题并达成目的，本发明所涉及的光放大器，其特征在于，具备：激发光源，其向作为放大媒介物的光纤供应激发光；ASE光功率检测部，其在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和控制部，其利用由所述ASE光功率检测部检测出的所述放大信号波段外的ASE光功率来设定放大信号波段内的增益，所述控制部补偿所述外部ASE光功率的影响，控制所述激发光源，进行所述放大信号波段内的增益的初始设定。
本发明所涉及的光放大器的特征在于，所述控制部在补偿所述外部ASE光功率的影响之际，利用在所述放大信号波段外的外部ASE功率与所述放大信号波段内的外部ASE功率之间成立的规定的比例关系、以及在激发光供应时的所述放大信号波段外的ASE功率与所述放大信号波段内的ASE功率之间成立的规定的比例关系。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，所述控制部利用所述规定的比例关系来估计所述放大信号波段内的增益，并按该估计出的增益成为目标增益地控制激发光输出。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，所述控制部利用所述规定的比例关系来估计与目标增益对应的ASE光功率，并按所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率成为该估计出的ASE光功率地控制激发光输出。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，所述控制部具有对所述规定的比例关系进行校准的功能。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，具备：多个激发光源，该多个激发光源输出不同波长的多个激发光，所述ASE光功率检测部对应于所述多个激发光而设置多个，各ASE光功率检测部在放大信号波段外分别检测对应于多个激发光而相互不重叠的ASE光，所述控制部利用各ASE光功率检测部检测出的各ASE光功率与放大信号波段内的增益之间的多个规定的比例关系，基于由各ASE光功率检测部检测出的各ASE光功率，对当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，所述控制部将增益倾斜度与所述放大信号波段内的增益一起进行初始设定。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，具备：多个激发光源，该多个激发光源输出不同波长的多个激发光，所述ASE光功率检测部检测相对于所述多个激发光之中的一个激发光的ASE光功率，所述规定的比例关系是所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率与放大信号波段内的增益之间的关系，所述控制部利用所述规定的比例关系，基于相对于所述一个激发光的ASE光功率，对于与该一个激发光对应的当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定，并且关于与其他的激发光对应的当前的所述放大波段信号内的增益，按照附属于所述一个激发光功率的规定的激发光功率关系，对所述其他的激发光功率进行初始设定。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的特征在于，所述控制部在使所述规定的激发光功率关系具有增益倾斜度的状态下，对所述放大信号波段内的增益以及增益倾斜度进行初始设定。
此外，本发明所涉及的光放大器的控制方法的特征在于，包括：ASE光功率检测步骤，在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和控制步骤，补偿由所述ASE光功率检测步骤检测出的外部ASE功率的影响，来进行基于ASE光功率的所述放大信号波段内的增益的初始设定。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的控制方法的特征在于，在所述控制步骤中，利用所述规定的比例关系来估计所述放大信号波段内的增益，并按该估计出的增益成为目标增益地控制激发光输出。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的控制方法的特征在于，在所述控制步骤中，利用所述规定的比例关系来估计与目标增益对应的ASE光功率，并按所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率成为该估计出的ASE光功率地控制激发光输出。
此外，在上述的发明中，本发明所涉及的光放大器的控制方法的特征在于，在所述控制步骤中包括对所述规定的比例关系进行校准的校准步骤。
发明效果
根据本发明，在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率，利用在该检测出的ASE光功率与放大信号波段内的增益之间成立的规定的比例关系，基于该检测出的ASE光功率来补偿外部ASE光功率的影响，对当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定，因此能够利用简易的监视检测系统来进行精度高的增益的初始设定。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光放大器的构成的框图。
图2是表示具有放大信号光的信号波段与信号波段外的ASE光波段之间的关系的图。
图3是表示激发光关闭时的功率谱的图。
图4是表示激发光开启时的功率谱的图。
图5是表示拉曼放大器中的增益与ASE光功率之间的关系的图。
图6是表示规定的比例关系的校准处理过程的流程图。
图7是用于说明在作为校准结果而保持有X的情况下根据ASE光功率监视值来估计增益，并使所估计的增益接近目标增益地对增益进行初始设定的控制的说明图。
图8是用于说明在作为校准结果而保持有GAIN_0以及ASE_0的情况下根据ASE光功率监视值来估计增益，并使所估计的增益接近目标增益地对增益进行初始设定的控制的说明图。
图9是用于说明在作为校准结果而保持有X的情况下根据所设定的目标增益来估计ASE光功率监视值，并使实际ASE光功率监视值接近该估计出的ASE光功率监视值由此对增益进行初始设定的控制的说明图。
图10是用于说明在作为校准结果而保持有GAIN_0以及ASE_0的情况下根据所设定的目标增益来估计ASE光功率监视值，并使实际ASE光功率监视值接近该估计出的ASE光功率监视值由此对增益进行初始设定的控制的说明图。
图11是表示本发明的实施方式2所涉及的光放大器内的光放大控制部的构成的框图。
图12是表示具有放大信号光的信号波段与信号波段外的两个ASE光波段之间的关系的图。
图13是表示本发明的实施方式2的控制部所执行的校准时的激发光关闭时的功率谱的图。
图14是表示本发明的实施方式2的控制部所执行的校准时的激发光开启时的功率谱以及对增益进行初始设定的控制的图。
图15是说明本发明的实施方式3的对增益以及倾斜度进行初始设定的控制的功率谱图。
图16是说明本发明的实施方式4的对增益以及倾斜度进行初始设定的控制的功率谱图。
图17是表示本发明的实施方式4的对增益进行初始设定的控制中的一个激发光功率与其他的激发光功率之间的关系的一例的图。
图18是表示本发明的实施方式4的对倾斜度进行初始设定的控制中的一个激发光功率与其他的激发光功率之间的关系的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的形态进行说明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光放大器1的构成的框图。该光放大器1为拉曼放大器。光放大器1具有：作为放大媒介物的光传输纤维2；和光放大控制部3，其连接在光传输纤维2的后级，与输入端子T1连接，且从输出端子T2输出放大光。光放大控制部3自光传输纤维2侧起依次连接着光合波器11、光分支器12、光分波器13，且光分波器13与输出端子T2连接。
在光合波器11经由分支器22连接着激发LD21，当从激发LD21向光合波器11输入激发光时，光合波器11仅将激发光波段的光输出至光传输纤维2侧进行反向激发。光传输纤维2在被输入激发光时将放大光输出至光合波器11侧，光合波器11将放大光波段的光向输出端子T2侧输出。由光分支器22分支了一部分的激发光，通过激发光功率监视PD23来监视。
光分支器12分支放大光的一部分，被分支后的放大光通过信号光功率监视PD31来监视放大波段的整体的光功率。光分波器13将包含信号波长波段在内的范围的放大光向输出端子T2侧输出，并且仅对ASE光进行分波，被分波后的ASE光通过ASE光功率监视PD41进行监视。另外，光分波器13在ASE光功率监视PD41侧，如图2所示那样对具有放大光的信号波长波段Δλ以外的ASE光波长λase进行分波。在由图2的梯形所示的ASE光中，也包含从上游侧流入的外部ASE光(例如，上游侧的EDFA所输出的ASE光等)，ASE光功率监视PD41对包含从上游侧流入的外部ASE光和自光放大器1所生成的ASE光在内的ASE光波长λase处的ASE光进行监视。
控制部C基于激发光功率监视PD23、信号光功率监视PD31、ASE光功率监视PD41分别检测出的监视结果来控制激发LD21的激发光功率，进行放大信号波段的增益设定。尤其是，利用由ASE光功率监视PD41检测出的ASE光功率相对于放大信号波段内的增益而具有的规定的比例关系，并基于由ASE光功率监视PD41检测出的ASE光功率来补偿外部ASE功率的影响，对当前的放大信号波段内的增益进行初始设定。更详细而言，利用在所述放大信号波段外的外部ASE功率与所述放大信号波段内的外部ASE功率之间成立的规定的比例关系、以及在激发光供应时的所述放大信号波段外的ASE功率与所述放大信号波段内的ASE功率之间成立的规定的比例关系，来补偿外部ASE功率的影响。
另外，关于增益的初始设定后的控制部所执行的光放大器1稳定时的控制，能够利用使激发LD21的激发光功率变得恒定的控制、光放大器1的输出成为恒定的控制、光放大器1的增益成为恒定的控制等、各式各样的控制方法。即，根据本实施方式，能够提高光放大器的增益控制的精度。
＜规定的比例关系的校准处理1＞
控制部C仅利用由一个ASE光功率监视PD41对包含从上游侧流入的外部ASE光功率和自光放大器1所生成的ASE光功率所监视的ASE光功率来执行增益的初始设定，但是由于上述的规定的比例关系是光放大器1所固有的比例关系，因此要预先进行校准处理而求出。另外，在光放大器1初次被设置的情况下(初始设定的情况下)，也进行校准处理。
首先，在从外部向光放大器1输入了信号光的状态下，使来自激发LD21的激发光的输出变为关闭。在激发光的输出为关闭的情况下，在光放大器1中输入了来自上游的信号光以及来自上游侧的光放大器的ASE光(外部ASE光)。在该激发光关闭时，如图3所示那样，在将对全波段的光功率进行监视的信号光功率监视PD31所监视到的值设为PD_off[mW]、将对信号波段外的波长λase的ASE光功率进行监视的ASE光功率监视PD41所监视到的值设为ASE_off[mW]时，全波段的ASE光功率TOTAL_ASE_off[mW]被求出为下式。
TOTAL_ASE_off＝f_off(ASE_off)
在此，f_off是在激发光关闭时，将ASE光功率监视PD41所监视到的信号波段外ASE光功率监视值换算成全波段ASE光功率的已知函数。该函数例如可以由本实施方式的光放大器1根据在连接有成为基准的EDFA和光传输纤维的系统中分别利用光谱分析仪等的测量器来测量激发光关闭时的信号波段外的波长λase的ASE光功率、和全波段ASE光功率而得到的结果来求出。当然，也可以利用其他方法求出，这是不言而喻的。
另一方面，信号光功率SIG_off[mW]是通过从全波段光功率监视PD_off之中减去全波段ASE光功率TOTAL_ASE_off而得到的。即为下式。
SIG_off＝(PD_off)－(TOTAL_ASE_off)
接下来，使激发光的输出变为开启。在该激发光的输出为开启的情况下，如图4所示那样，在光放大器1中输入了被放大后的信号光、被放大后的来自上游的光放大器的ASE光、以及自光放大器1的ASE光。在该激发光开启时，如图4所示那样，在将信号光功率监视PD31所监视到的值设为PD_on[mW]、将ASE光功率监视PD41所监视到的值设为ASE_on[mW]时，全波段的ASE光功率TOTAL_ASE_on[mW]被求出为下式。
TOTAL_ASE_on＝f_on(ASE_on)
在此，f_on是在激发光开启时，将ASE光功率监视PD41所监视到的信号波段外ASE光功率监视值换算成全波段ASE光功率的已知函数。该函数例如可以由本实施方式的光放大器1根据在连接有成为基准的EDFA和光传输纤维的系统中分别用光谱分析仪等的测量器测量因激发光开启而成为规定输出时的信号波段外的波长λase的ASE光功率、和全波段ASE光功率所得到的结果来求出。在变为激发光开启时的输出也可以适当变化并求出多种关系，从而设为与激发光功率相应的函数。当然，也可以利用其他方法求出，这是不言而喻的。
另一方面，信号光功率SIG_on[mW]是通过从全波段光功率监视PD_on之中减去全波段ASE光功率TOTAL_ASE_on而得到的。即为下式。
SIG_on＝(PD_on)－(TOTAL_ASE_on)
其结果，监视增益GAIN_0[dB]利用对数变换后的激发光开启时的信号光功率相对于激发光关闭时的信号光功率的比值，如下那样表示。
GAIN_0＝10(log(SIG_on)－log(SIG_off))
另外，基于激发光开启时的信号波段外ASE光功率ASE_on的对数变换的dB显示出的值ASE_0如下所示。
ASE_0＝10log(ASE_on)
在此，拉曼放大器中的增益与ASE光功率之间的关系，存在如图5所示那样的比例关系。在将基于自拉曼放大器的ASE光功率设为Pase_raman[mW]、将信号波段外ASE光功率的监视波长设为λase[nm]、将波长λase处的拉曼增益设为G(λase)[mW/mW]时，则成为下式。
Pase_raman＝K×G(λase)
在此，K是基于拉曼放大器的信号波段外ASE光功率与增益之间的比例常数。另一方面，在将基于上游侧光放大器的ASE光功率设为Pase_edfa[mW]时，上游侧光放大器的ASE光功率在波长λase处以拉曼增益G(λase)被放大。因此，由拉曼放大器监视的、在信号波段外的波长处的ASE光功率Pase[mW]成为下式。
Pase＝Pase_edfa×G(λase)+K×G(λase)
若将该式子进行变形，则成为下式，
Pase＝(Pase_edfa+K)×G(λase)
若进一步进行对数变换，则成为下式。
log(Pase)＝log((Pase_edfa+K))+log(G(λase))[dBm]…(1)
另一方面，在信号光波长λ0处的增益G(λ0)[mW/mW]、与ASE光功率的监视波长λase处的增益G(λase)[mW/mW]之间，具有如下那样的关系。
log(G(λase))＝log(G(λ0))×CONV[dB]   …(2)
在此，若将式(2)代入到式(1)中，则成为下式。
log(Pase)＝log(P_edfa+K)+log(G(λ0))×CONV[dBm]
在此，若置换成：
log(Pase)＝ASE_0[dBm]
log(P_edfa+K)＝X[dBm]
log(G(λ0))＝GAIN_0[dB]，
则可获得下式。
ASE_0＝GAIN_0×CONV+X   …(3)
即，可获得式(3)所示的规定的比例关系。该式(3)中的X是表示外部ASE光的影响的值，若简单地用ASE_0与GAIN_0之间的关系来控制增益，则意味着因外部ASE光的影响而实际的增益会偏离目标值。由此，通过利用该式(3)的关系来进行增益的初始设定，从而可以实现以往无法实现的高精度的增益设定。
预先补偿该式(3)的关系的校准处理是基于上述的概念而通过图6示出的流程图所示的过程来进行的。即，首先，控制部C在从上游侧的放大器输入了信号光的状态下使来自激发LD21的激发光的输出变为关闭(步骤S101)。然后，获取信号光功率监视PD31所监视到的PD_off以及ASE光功率监视PD41所监视到的ASE_off(步骤S102)。之后，根据TOTAL_ASE_off＝f_off(ASE_off)求出TOTAL_ASE_off，根据PD_off相对于该TOTAL_ASE_off的比值来计算激发光关闭时的增益SIG_off(步骤S103)。
然后，使激发光变为开启(步骤S104)，获取信号光功率监视PD31所监视到的PD_on以及ASE光功率监视PD41所监视到的ASE_on(步骤S105)。之后，根据TOTAL_ASE_on＝f_on(ASE_on)求出TOTAL_ASE_on，根据PD_on相对于该TOTAL_ASE_on的比值来计算激发光开启时的增益SIG_on(步骤S106)。
然后，根据GAIN_0＝10(log(SIG_on)－log(SIG_off))以及ASE_0＝10log(ASE_on)来计算GAIN_0以及ASE_0(步骤S107)。
然后，求出GAIN_0以及ASE_0，由于式(3)的CONV是已知的值，因此决定出式(3)的X，最终决定出式(3)即、ASE_0＝GAIN_0×CONV+X的关系(步骤S108)。另外，由于常数CONV是已知的值，因此既可以将GAIN_0以及ASE_0作为变量来求出式(3)的X，并将该X作为校准结果来保持，也可以不求出式(3)的X，而将GAIN_0以及ASE_0双方的值(一对值)作为校准结果来保持。总而言之，只要确定出比例系数CONV为已知的式(2)所定义的、式(3)的关系即可，能够使用该式(3)的关系而高精度地对增益进行初始设定。
另外，关于增益的初始设定后的控制部所执行的光放大器稳定时的控制，如前所述，能够利用使激发LD的激发光功率变为恒定的控制、光放大器的输出成为恒定的控制、光放大器的增益成为恒定的控制等、各式各样的控制方法。
＜增益的初始设定1＞
控制部C利用所确定的式(3)来进行增益的初始设定。如图7所示，在作为校准结果而保持有X的情况下，GAIN_0以及ASE_0成为变量，在该X为X1的情况下确定出直线L1，在该X为X2的情况下确定出直线L2。在此，考虑确定出直线L2、且所设定的目标增益为GAIN_SET的情况。而且，在以某增益进行控制时的、ASE光功率监视PD41的监视值为ASE_MON的情况下，利用直线L2，在变量ASE_0中代入ASE_MON，估计增益GAIN_MON，按该估计增益GAIN_MON接近所设定的目标增益GAIN_SET地对激发光的输出进行控制，来对增益进行初始设定。
＜增益的初始设定2＞
在作为校准结果而保持有GAIN_0以及ASE_0的情况下，控制部C按如下方式进行控制。即，上述的式(3)为下式。
ASE_0＝GAIN_0×CONV+X
而且，以某增益进行控制时的所监视的增益GAIN_MON、与此时的ASE光功率监视PD41的监视值ASE_MON之间的关系成为下式。
ASE_MON＝GAIN_MON×CONV+X   …(4)
根据这两个式(3)、(4)，所监视的增益GAIN_MON能够表现为下式。
GAIN_MON＝GAIN_0+(ASE_MON－ASE_0)/CONV在该式子中，GAIN_0、ASE_0、CONV为已知的值，ASE_MON为ASE光功率监视PD41的监视值。因此，在所设定的目标增益为GAIN_SET时，如图8所示那样按增益GAIN_MON接近目标增益GAIN_SET地对激发光的输出进行反馈控制，由此使监视值ASE_MON发生变化，从而能够将增益初始设定成所设定的目标增益GAIN_SET。
＜增益的初始设定3＞
在上述的增益的初始设定1、2中，虽然是使GAIN_MON接近GAIN_SET的增益控制，但是如图9所示那样在设定了目标增益GAIN_SET的情况下，根据式(4)来估计ASE_SET。之后，使得ASE光功率监视PD41的监视值即ASE_MON接近该估计增益ASE_SET，从而能够对增益进行初始设定。在图9中，示出作为校准结果而保持有X＝X2、且确定直线L2的情况。
＜增益的初始设定4＞
此外，如图10所示，与上述的增益的初始设定2同样地，即便在作为校准结果而保持有GAIN_0以及ASE_0的情况下，也能够对增益进行初始设定。即，在所设定的目标增益为GAIN_SET的情况下，此时的估计监视值ASE_SET能够用式(5)来表示。
ASE_SET＝GAIN_SET×CONV+X   …(5)
因此，根据式(3)、(5)，估计监视值ASE_SET能够表现为下式。
ASE_SET＝ASE_0+(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV在该式子中，由于GAIN_0、ASE_0、CONV为已知的值，且设定了GAIN_SET，因此能估计出此时的ASE光功率监视PD41的估计监视值为ASE_SET。因此，在所设定的目标增益为GAIN_SET时，如图10所示那样，按实际监视值ASE_MON接近估计监视值ASE_SET地对激发光进行反馈控制，从而能够对增益进行初始设定。
在该实施方式1中，能够通过校准来确定由式(3)所示的、比例系数相同的规定的比例关系，基于该校准结果，只是对包含来自上游侧的其他的ASE光在内的ASE光的功率进行监视，根据该监视值来估计增益，按该估计增益成为目标增益地控制激发光，从而能够进行增益的初始设定。此外，基于校准结果，对于与目标增益对应的ASE光功率的监视值进行估计，按实际监视值成为该估计监视值地控制激发光，从而能够进行增益的初始设定。如此一来，外部ASE功率的影响被补偿，能够进行精度高的增益的初始设定。
尤其是，在本实施方式1中，不用从来自上游侧的其他的ASE光功率中分离出自ASE光功率，在自ASE光功率和其他的ASE光功率混在一起的状态下，仅用一个ASE光功率监视PD41进行检测，因此能够以简易的监视检测系统来进行增益的初始设定，并且能够检测出自ASE光功率和其他的ASE光功率混在一起的大的光功率，因此较之于仅检测小的自ASE光功率的情况，能够避免所检测的ASE光功率被ASE光功率监视PD41的背景噪声埋没的状态，所以能够进行精度高的增益的初始设定。
(实施方式2)
在上述的实施方式1中，说明了利用一个激发光的情况，但是在该实施方式2中，说明为了实现增益平坦性的提高等而利用多个激发光来对增益进行初始设定的情况。另外，关于增益的初始设定后的控制部所执行的光放大器稳定时的控制，如前所述，能够利用使激发LD的激发光功率变为恒定的控制、光放大器的输出成为恒定的控制、光放大器的增益成为恒定的控制等、各式各样的控制方法。
图11是表示本发明的实施方式2所涉及的光放大控制部的构成的框图。如图11所示，该光放大控制部103在实施方式1的构成上追加配置与光合波器11、光分波器13分别对应的光合波器111、光分波器113。而且，追加配置了与连接于光合波器11的光分支器22、激发LD21、激发功率监视PD23分别对应的光分支器122、激发LD121、激发功率监视PD123，且与光合波器111连接。进而，追加配置了与连接于光分波器13的ASE光功率监视PD41对应的ASE光功率监视PD141，且与光分波器113连接。此外，与控制部C对应的控制部C100基于ASE光功率监视PD41、141所检测出的ASE光功率，对激发LD21、121的激发光功率进行控制，由此来进行增益的初始设定。另外，激发LD21和激发LD121发出的激发光的波长不同。因而，光合波器11、111所分波的波长也不同。进而，ASE光功率监视PD41和ASE光功率监视PD141所检测的ASE光的波长不同。因而，光分波器13、113所分波的波长也不同。此外，ASE光功率监视PD41和ASE光功率监视PD141所检测的ASE光，在实质上不重叠的波长域被检测。
＜规定的比例关系的校准处理2＞
即便在该实施方式2中也生成与式(3)对应的校准数据。首先，在从外部向光放大器1输入信号光的状态下，使来自激发LD21、121的激发光的输出全部变为关闭。在该激发光关闭时，如图12所示那样在将对全波段的光功率进行监视的信号光功率监视PD31所监视到的值设为PD_off[mW]、将对信号波段外的波长λase1的ASE光功率进行监视的ASE光功率监视PD41所监视到的值设为ASE1_off[mW]、将对信号波段外的波长λase2的ASE光功率进行监视的ASE光功率监视PD141所监视到的值设为ASE2_off[mW]时，全波段的ASE光功率TOTAL_ASE_off[mW]被求出为下式。
TOTAL_ASE_off＝f1_off(ASE1_off)+f2_off(ASE2_off)在此，f1_off以及f2_off是在激发光关闭时将ASE光功率监视PD141所监视到的信号波段外ASE光功率监视值换算成全波段ASE光功率的已知函数。该函数例如能够与实施方式1的f_off同样地求出。
另一方面，与实施方式1同样地，信号光功率SIG_off[mW]是通过从全波段光功率监视PD_off之中减去全波段ASE光功率TOTAL_ASE_off而得到的。即为下式。
SIG_off＝(PD_off)－(TOTAL_ASE_off)
接下来，使激发光的输出全部变为开启。在该激发光的输出为开启的情况下，如图13所示那样在光放大器1中输入了被放大后的信号光、被放大后的来自上游的光放大器的ASE光、以及自光放大器1的ASE光。在该激发光开启时，如图13所示那样，在将信号光功率监视PD31所监视到的值设为PD_on[mW]、将ASE光功率监视PD41所监视到的值设为ASE1_on[mW]、将ASE光功率监视PD141所监视到的值设为ASE2_on[mW]时，全波段的ASE光功率TOTAL_ASE_on[mW]被求出为下式。
TOTAL_ASE_on＝f1_on(ASE1_on)+f2_on(ASE2_on)
在此，f1_on以及f2_on是在激发光开启时将ASE光功率监视PD141所监视到的信号波段外ASE光功率监视值换算成全波段ASE光功率的已知函数。该函数能够与实施方式1的f_on同样地求出。
另一方面，信号光功率SIG_on[mW]是通过从全波段光功率监视PD_on之中减去全波段ASE光功率TOTAL_ASE_on而得到的。即为下式。
SIG_on＝(PD_on)－(TOTAL_ASE_on)
其结果，与实施方式1同样地，监视增益GAIN_0[dB]利用对数变换后的激发光开启时的信号光功率相对于激发光关闭时的信号光功率的比值，如下那样表示。
GAIN_0＝10(log(SIG_on)－log(SIG_off))
另外，基于激发光开启时的信号波段外ASE光功率ASE1_on以及ASE2_on的对数变换的dB显示出的值ASE1_0以及ASE2_0如下所示。
ASE1_0＝10log(ASE1_on)
ASE2_0＝10log(ASE2_on)
其结果，能够获得下述两个比例关系。
ASE1_0＝GAIN_0×CONV1+X
ASE2_0＝GAIN_0×CONV2+X
此外，在激发光为3个以上的n个的情况下，能获得n个比例关系，若一般化，则能够获得如下的式子。
ASEn_0＝GAIN_0×CONVn+X
另外，CONVn是通过与上述式(2)同样的关系式而获得的已知的数值，是表示各ASE光功率监视波长波段中的增益与信号波段增益值之比的数值。
＜增益的初始设定5＞
在此，即便在输出多个激发光的情况下，也如图14所示那样能够基于校准结果来进行增益的初始设定。在此，虽然对于与增益的初始设定4同样的增益的初始设定进行说明，但是其他的增益的初始设定也能同样地进行。
另外，在图14中，示出了输出两个激发光的情况，但是在此说明输出多个(n个)激发光的情况。首先，校准数据如上所述，各ASE光功率与基于多个激发光的增益之间的比例关系为下式。
ASEn_0＝GAIN_0×CONVn+X
在此，在目标增益为GAIN_SET的情况下，基于多个激发光的增益与各ASE光功率之间的关系利用该式，能够将某ASE光功率的监视值ASEn_SET表现为下式。
ASEn_SET＝GAIN_SET×CONVn+X
因此，估计监视值ASEn_SET能够表现为下式。
ASEn_SET＝ASEn_0+(GAIN_SET－GAIN_0)×CONVn在该式中，由于GAIN_0、ASEn_0、CONVn为已知的值，且设定了GAINn_SET，因此能够估计出此时的某ASE光功率的估计监视值为ASEn_SET。因此，在所设定的目标增益为GAIN_SET时，按实际监视值ASEn_MON接近估计监视值ASEn_SET地对激发光进行反馈控制，从而能够进行增益的初始设定。例如，如图14所示，在为两个激发光的情况下，按各实际监视值ASE1_MON、ASE2_MON接近各估计监视值ASE1_SET、ASE2_SET地对各激发光进行反馈控制，从而能够进行增益的初始设定。
在该实施方式2中，即便是由多个激发光进行放大的情况下，也能与实施方式1同样地获取校准数据，并基于该校准数据来对增益进行初始设定。此外，不用从来自上游侧的其他的ASE光功率中分离出自ASE光功率，在自ASE光功率和其他的ASE光功率混在一起的状态下，分别设置与各激发光对应的ASE光功率监视PD来检测各ASE光功率，因此能够以简易的监视检测系统来进行增益的初始设定，并且能够检测出自ASE光功率和其他的ASE光功率混在一起的大的光功率，因此较之于仅检测小的自ASE光功率的情况，能够避免所检测的ASE光功率被ASE光功率监视PD41的背景噪声埋没的状态，所以能够进行精度高的增益的初始设定。
(实施方式3)
在该实施方式3中，虽然与上述的实施方式1、2同样地进行增益的初始设定，但是进而也能控制短波长侧与长波长侧之间的增益差即倾斜度。在该情况下，以多个激发光来进行增益的初始设定，与实施方式2同样地进行利用了多个激发光的校准。在此情况下，作为激发光开启时的激发光输出功率，按倾斜度成为0[dB]地设定激发光功率。而且，求出增益与各ASE光功率之间的比例关系。其结果，例如在激发光为两个的情况下，与实施方式2同样地可求出下式。
ASE1_0＝GAIN_0×CONV1+X
ASE2_0＝GAIN_0×CONV2+X
在此情况下，设定有目标增益GAIN_SET的情况下的各ASE功率的变化量成为下式。
(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV1
(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV2
此外，目标倾斜度以TILT_SET来设定的情况下的各ASE功率的变化量成为下式。
F1(GAIN_SET)×TILT_SET
F2(GAIN_SET)×TILT_SET
在此，F1(GAIN_SET)、F2(GAIN_SET)是对各ASE监视波长波段中的倾斜度变化量和ASE功率变化量进行变换的、依赖于增益的已知函数。该函数能够与实施方式1的f_off、f_on同样地通过测量等方式求出。
因此，如图15所示，通过将各ASE光功率分别控制为下式所示的ASE1_SET、ASE2_SET的值，从而能够初始设定成目标倾斜度以及目标增益。
ASE1_SET＝ASE_0+(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV1
+F1(GAIN_SET)×TILT_SET
ASE2_SET＝ASE_0+(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV2
+F2(GAIN_SET)×TILT_SET
而且，使ASE的实际监视值ASE1_MON、ASE2_MON分别接近估计ASE值ASE1_SET、ASE2_SET地对各激发光进行反馈控制，从而能够进行增益以及倾斜度的初始设定。
另外，在激发光为n个以上的情况下，通过各ASE光的波长的间隔比，改变各ASE光功率的比来进行控制，从而能够进行精度更良好的倾斜度的初始设定。
(实施方式4)
在上述的实施方式3中，虽然独立地控制各激发光来进行增益以及倾斜度的初始设定，但是在该实施方式4中，利用一个校准数据来控制其余的激发光。
首先，与实施方式3同样地，进行利用了多个激发光的校准。此时，作为激发光开启时的激发光输出功率，按倾斜度成为0[dB]地设定激发光功率。然后，求出一个激发光的增益与ASE光功率之间的比例关系。
ASE1_0＝GAIN_0×CONV1+X
在相对于该一个激发光的目标增益以GAIN_SET来设定的情况下的ASE功率的变化量为下式。
(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV1
此外，目标倾斜度以TILT_SET来设定的情况下的各ASE功率的变化量成为下式。
F1(GAIN_SET)×TILT_SET
在此，F1(GAIN_SET)是对一个ASE监视波长波段中的倾斜度变化量和ASE功率变化量进行变换的、依赖于增益的已知函数。该函数能够与实施方式1的f_off、f_on同样地通过测量等方式求出。
因此，如图16所示那样，通过将一个ASE光功率控制为下式所示的ASE1_SET的值，从而能够初始设定为目标倾斜度以及目标增益。
ASE1_SET＝ASE_0+(GAIN_SET－GAIN_0)×CONV1
+F1(GAIN_SET)×TILT_SET
另一方面，使其余的激发光追随一个激发光的功率，由此来进行增益以及倾斜度的初始设定。若以两个激发光为例，则在将基于一个激发光的激发光功率设为p1、将基于其他的激发光的激发光功率设为p2时，通过模拟或实验使与所设定的目标增益GAIN_SET相应的p1与p2之间的关系、即
p2＝f_gain(GAIN_SET，p1)
进行表格化或数学式化，来预先求出。基于该式的p1与p2之间的关系例如成为图17所示那样的关系。若用数学式来表示该图17的关系，则用成为p2＝－0.0016×p1＾2+－1.286×p1+30.907的2次式来表示。
同样地，使与所设定的目标倾斜度TILT_SET相应的p1与p2之间的关系、即
p2＝f_tilt(TILT_SET，p1)
进行表格化或数学式化，来预先求出。基于该式的p1与p2之间的关系例如成为图18所示那样的关系。在图18中，p1与p2之间的关系能够用p2－p1＝a×TILT_SET+b来表示，在数学式中p2＝a×TILT_SET+b+p1。另外，a＝－49.398、b＝－50.807。
在此，在以所设定的目标增益GAIN_SET、所设定的目标倾斜度TILT_SET来控制ASE光功率时的基于一个激发光的激发光功率监视值为p1[mW]之际，其他的激发光的功率目标值p2[mW]能够通过下式求出。
p2＝f_gain(GAIN_SET，p1)+f_tilt(TILT_SET，p1)
即，按成为上述的p1、p2地对各激发光功率进行反馈控制，从而能够进行增益以及倾斜度的初始设定。
另外，在激发光为n个以上的情况下，通过各ASE光的波长的间隔比，改变各ASE光功率的比来进行控制，从而能够进行精度更良好的倾斜度的初始设定。
此外，在实施方式1中，并不限于拉曼放大器，也能应用于EDFA。另外，即便在该情况下，关于增益的初始设定后的控制部所执行的光放大器稳定时的控制，如上所述，也能利用使激发LD的激发光功率变为恒定的控制、光放大器的输出成为恒定的控制、光放大器的增益成为恒定的控制等、各式各样的控制方法。
此外，并非由上述实施方式来限定本发明。使上述各实施方式的各构成要素适当组合而构成的方式也包含在本发明中。此外，由本领域技术人员能够容易导出更进一步的效果、变形例。由此，本发明的更宽泛的形态并非限定于上述的实施方式，而可以进行各式各样的变更。
产业上的可利用性
如以上，本发明所涉及的光放大器以及光放大器的控制方法主要优选适用于光通信的用途。
符号说明
1  光放大器
2  光传输纤维
3、103  光放大控制部
11、111  光合波器
13、113  光分波器
12、22、122  光分支器
21、121  激发LD
23、123  激发功率监视PD
31  信号光功率监视PD
41、141  ASE光功率监视PD
C、C100  控制部
T1  输入端子
T2  输出端子
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种光放大器，其特征在于，具备：
激发光源，其向作为放大媒介物的光纤供应激发光；
ASE光功率检测部，其在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和
控制部，其利用由所述ASE光功率检测部检测出的所述放大信号波段外的ASE光功率来设定放大信号波段内的增益，
所述控制部对通过所述放大信号波段内的增益与所述放大信号波段外的ASE光功率之间的关系的测量结果而求出的所述外部ASE光功率的影响进行补偿，控制所述激发光源，进行所述放大信号波段内的增益的初始设定。
2.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部在补偿所述外部ASE光功率的影响之际，利用在所述放大信号波段外的外部ASE功率与所述放大信号波段内的外部ASE功率之间成立的规定的比例关系、以及在激发光供应时的所述放大信号波段外的ASE功率与所述放大信号波段内的ASE功率之间成立的规定的比例关系。
3.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部利用所述规定的比例关系来估计所述放大信号波段内的增益，并按该估计出的增益成为目标增益地控制激发光输出。
4.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部利用所述规定的比例关系来估计与目标增益对应的ASE光功率，并按所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率成为该估计出的ASE光功率地控制激发光输出。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部具有对所述规定的比例关系进行校准的功能。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光放大器，其特征在于，
所述光放大器具备输出不同波长的多个激发光的多个激发光源，
所述ASE光功率检测部与所述多个激发光对应地设置多个，各ASE光功率检测部在放大信号波段外分别检测对应于多个激发光而相互不重叠的ASE光，
所述控制部利用各ASE光功率检测部检测出的各ASE光功率与放大信号波段内的增益之间的多个规定的比例关系，基于由各ASE光功率检测部检测出的各ASE光功率，对当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定。
7.根据权利要求6所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部将增益倾斜度与所述放大信号波段内的增益一起进行初始设定。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的光放大器，其特征在于，
所述光放大器具备输出不同波长的多个激发光的多个激发光源，
所述ASE光功率检测部检测相对于所述多个激发光之中的一个激发光的ASE光功率，
所述规定的比例关系是所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率与放大信号波段内的增益之间的关系，
所述控制部利用所述规定的比例关系，基于相对于所述一个激发光的ASE光功率，对于与该一个激发光对应的当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定，并且关于与其他的激发光对应的当前的所述放大波段信号内的增益，按照附属于所述一个激发光功率的规定的激发光功率关系，对所述其他的激发光功率进行初始设定。
9.根据权利要求8所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部在使所述规定的激发光功率关系具有增益倾斜度的状态下，对所述放大信号波段内的增益以及增益倾斜度进行初始设定。
10.一种光放大器的控制方法，其特征在于，包括：
ASE光功率检测步骤，在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和
控制步骤，考虑由所述ASE光功率检测步骤检测出的放大信号波段外的外部ASE功率的影响，来进行基于ASE光功率的所述放大信号波段内的增益的初始设定。
11.根据权利要求10所述的光放大器的控制方法，其特征在于，
在所述控制步骤中，利用所述规定的比例关系来估计所述放大信号波段内的增益，并按该估计出的增益成为目标增益地控制激发光输出。
12.根据权利要求10所述的光放大器的控制方法，其特征在于，
在所述控制步骤中，利用所述规定的比例关系来估计与目标增益对应的ASE光功率，并按所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率成为该估计出的ASE光功率地控制激发光输出。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的光放大器的控制方法，其特征在于，
在所述控制步骤中，包括对所述规定的比例关系进行校准的校准步骤。

Claims (13)

1.一种光放大器，其特征在于，具备：
激发光源，其向作为放大媒介物的光纤供应激发光；
ASE光功率检测部，其在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和
控制部，其利用由所述ASE光功率检测部检测出的所述放大信号波段外的ASE光功率来设定放大信号波段内的增益，
所述控制部补偿所述外部ASE光功率的影响，控制所述激发光源，进行所述放大信号波段内的增益的初始设定。
2.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部在补偿所述外部ASE光功率的影响之际，利用在所述放大信号波段外的外部ASE功率与所述放大信号波段内的外部ASE功率之间成立的规定的比例关系、以及在激发光供应时的所述放大信号波段外的ASE功率与所述放大信号波段内的ASE功率之间成立的规定的比例关系。
3.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部利用所述规定的比例关系来估计所述放大信号波段内的增益，并按该估计出的增益成为目标增益地控制激发光输出。
4.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部利用所述规定的比例关系来估计与目标增益对应的ASE光功率，并按所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率成为该估计出的ASE光功率地控制激发光输出。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部具有对所述规定的比例关系进行校准的功能。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光放大器，其特征在于，
所述光放大器具备输出不同波长的多个激发光的多个激发光源，
所述ASE光功率检测部与所述多个激发光对应地设置多个，各ASE光功率检测部在放大信号波段外分别检测对应于多个激发光而相互不重叠的ASE光，
所述控制部利用各ASE光功率检测部检测出的各ASE光功率与放大信号波段内的增益之间的多个规定的比例关系，基于由各ASE光功率检测部检测出的各ASE光功率，对当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定。
7.根据权利要求6所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部将增益倾斜度与所述放大信号波段内的增益一起进行初始设定。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的光放大器，其特征在于，
所述光放大器具备输出不同波长的多个激发光的多个激发光源，
所述ASE光功率检测部检测相对于所述多个激发光之中的一个激发光的ASE光功率，
所述规定的比例关系是所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率与放大信号波段内的增益之间的关系，
所述控制部利用所述规定的比例关系，基于相对于所述一个激发光的ASE光功率，对于与该一个激发光对应的当前的所述放大信号波段内的增益进行初始设定，并且关于与其他的激发光对应的当前的所述放大波段信号内的增益，按照附属于所述一个激发光功率的规定的激发光功率关系，对所述其他的激发光功率进行初始设定。
9.根据权利要求8所述的光放大器，其特征在于，
所述控制部在使所述规定的激发光功率关系具有增益倾斜度的状态下，对所述放大信号波段内的增益以及增益倾斜度进行初始设定。
10.一种光放大器的控制方法，其特征在于，包括：
ASE光功率检测步骤，在放大信号波段外检测包含从上游侧流入的外部ASE光功率在内的ASE光功率；和
控制步骤，考虑由所述ASE光功率检测步骤检测出的放大信号波段外的外部ASE功率的影响，来进行基于ASE光功率的所述放大信号波段内的增益的初始设定。
11.根据权利要求10所述的光放大器的控制方法，其特征在于，
在所述控制步骤中，利用所述规定的比例关系来估计所述放大信号波段内的增益，并按该估计出的增益成为目标增益地控制激发光输出。
12.根据权利要求10所述的光放大器的控制方法，其特征在于，
在所述控制步骤中，利用所述规定的比例关系来估计与目标增益对应的ASE光功率，并按所述ASE光功率检测部检测出的ASE光功率成为该估计出的ASE光功率地控制激发光输出。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的光放大器的控制方法，其特征在于，
在所述控制步骤中，包括对所述规定的比例关系进行校准的校准步骤。
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