JP2000106464A - 光直接増幅装置および方法 - Google Patents
光直接増幅装置および方法Info
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- JP2000106464A JP2000106464A JP10273924A JP27392498A JP2000106464A JP 2000106464 A JP2000106464 A JP 2000106464A JP 10273924 A JP10273924 A JP 10273924A JP 27392498 A JP27392498 A JP 27392498A JP 2000106464 A JP2000106464 A JP 2000106464A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャネル数が変化した場合にも、利得を一定
にする。 【解決手段】 光スプリッタ１は、入射光を分岐して第
１および第２の入射光とする。第１の入射光は光ファイ
バアンプ２と波長分割多重方式光カプラ３とを介して光
スプリッタ６に与えられる。光バンドパスフィルタ７
は、第２の入射光の波長と異なる通過波長帯域を有し第
２の入射光を受けて出力光をフォトダイオード８に与え
る。光バンドパスフィルタ１０は、光バンドパスフィル
タ７と同一の通過波長帯域を有し光スプリッタ６の出射
光を受けて出力光をフォトダイオード１１に与える。電
流電圧変換回路９、１２は、フォトダイオード８、１１
の電流を第１および第２の出力電圧にする。利得制御回
路１３は、第１および第２の出力電圧とに基づいて利得
と求めてこの利得が一定となるように励起光源４を駆動
する励起光源駆動回路５を制御する。
にする。 【解決手段】 光スプリッタ１は、入射光を分岐して第
１および第２の入射光とする。第１の入射光は光ファイ
バアンプ２と波長分割多重方式光カプラ３とを介して光
スプリッタ６に与えられる。光バンドパスフィルタ７
は、第２の入射光の波長と異なる通過波長帯域を有し第
２の入射光を受けて出力光をフォトダイオード８に与え
る。光バンドパスフィルタ１０は、光バンドパスフィル
タ７と同一の通過波長帯域を有し光スプリッタ６の出射
光を受けて出力光をフォトダイオード１１に与える。電
流電圧変換回路９、１２は、フォトダイオード８、１１
の電流を第１および第２の出力電圧にする。利得制御回
路１３は、第１および第２の出力電圧とに基づいて利得
と求めてこの利得が一定となるように励起光源４を駆動
する励起光源駆動回路５を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重方式
の光直接増幅装置および方法に関する。
の光直接増幅装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重方式の光中継伝送系におい
て光直接増幅装置を線形中継装置として用いた場合、入
出力間で各波長チャネルにわたって利得が均一になる利
得平坦性が要求される。光直接増幅装置の利得平坦性は
利得媒体となる希土類を添加された光ファイバ部の利得
に依存しているため、利得平坦性を確保するためには光
直接増幅装置の利得を一定に保つような利得一定制御方
式を行う必要がある。
て光直接増幅装置を線形中継装置として用いた場合、入
出力間で各波長チャネルにわたって利得が均一になる利
得平坦性が要求される。光直接増幅装置の利得平坦性は
利得媒体となる希土類を添加された光ファイバ部の利得
に依存しているため、利得平坦性を確保するためには光
直接増幅装置の利得を一定に保つような利得一定制御方
式を行う必要がある。
【０００３】図５に示すように、従来の光直接増幅装置
は、第１の光スプリッタ１０１と、光ファイバアンプ１
０２と、波長分割多重方式光カプラ１０３と、励起光源
１０４と、励起光源駆動回路１０５と、第２の光スプリ
ッタ１０６と、第１のフォトダイオード１０７と、第１
の電流電圧変換回路１０８と、第２のフォトダイオード
１０９と、第２の電流電圧変換回路１１０と、利得制御
回路１１１とを有している。
は、第１の光スプリッタ１０１と、光ファイバアンプ１
０２と、波長分割多重方式光カプラ１０３と、励起光源
１０４と、励起光源駆動回路１０５と、第２の光スプリ
ッタ１０６と、第１のフォトダイオード１０７と、第１
の電流電圧変換回路１０８と、第２のフォトダイオード
１０９と、第２の電流電圧変換回路１１０と、利得制御
回路１１１とを有している。
【０００４】第１の光スプリッタ１０１は、入射光を分
岐して第１の入射光と第２の入射光とする。光ファイバ
アンプ１０２は、第１の入射光を増幅して増幅された出
力光を発生する。波長分割多重方式光カプラ１０３は、
光ファイバアンプ１０２からの出力光を受ける。励起光
源１０４は、波長分割多重方式光カプラ１０３に励起光
を与える。励起光源駆動回路１０５は、励起光源１０４
を駆動する。第２の光スプリッタ１０６は、波長分割多
重方式光カプラ１０３からの出力光を分岐して第１の出
射光と第２の出射光とする。第１のフォトダイオード１
０７は、第１の光スプリッタ１０１からの第２の入射光
を第１の出力電流に変換する。第１の電流電圧変換回路
１０８は、第１のフォトダイオード１０７からの第１の
出力電流を第１の出力電圧に変換する。第２のフォトダ
イオード１０９は、第２の光スプリッタ１０６からの第
２の出射光を第２の出力電流に変換する。第２の電流電
圧変換回路１１０は、第２のフォトダイオード１０９か
らの第２の出力電流を第２の出力電圧に変換する。利得
制御回路１１１は、第１の電流電圧変換回路１０８から
の第１の出力電圧と第２の電流電圧変換回路１１０から
の第２の出力電圧とに基づいて利得と求めてこの利得が
一定となるように励起光源駆動回路１０５を制御する。
岐して第１の入射光と第２の入射光とする。光ファイバ
アンプ１０２は、第１の入射光を増幅して増幅された出
力光を発生する。波長分割多重方式光カプラ１０３は、
光ファイバアンプ１０２からの出力光を受ける。励起光
源１０４は、波長分割多重方式光カプラ１０３に励起光
を与える。励起光源駆動回路１０５は、励起光源１０４
を駆動する。第２の光スプリッタ１０６は、波長分割多
重方式光カプラ１０３からの出力光を分岐して第１の出
射光と第２の出射光とする。第１のフォトダイオード１
０７は、第１の光スプリッタ１０１からの第２の入射光
を第１の出力電流に変換する。第１の電流電圧変換回路
１０８は、第１のフォトダイオード１０７からの第１の
出力電流を第１の出力電圧に変換する。第２のフォトダ
イオード１０９は、第２の光スプリッタ１０６からの第
２の出射光を第２の出力電流に変換する。第２の電流電
圧変換回路１１０は、第２のフォトダイオード１０９か
らの第２の出力電流を第２の出力電圧に変換する。利得
制御回路１１１は、第１の電流電圧変換回路１０８から
の第１の出力電圧と第２の電流電圧変換回路１１０から
の第２の出力電圧とに基づいて利得と求めてこの利得が
一定となるように励起光源駆動回路１０５を制御する。
【０００５】従来の光直接増幅装置では、利得を測定す
る方法として入力部で全チャネルの波長帯域にわたるト
ータルパワーを測定し、また出力部でも同様に全チャネ
ルの波長帯域全体にわたるトータルパワーを測定して両
者の比を求める方式をとっている。この比を一定に保つ
ように励起光源を制御することで光直接増幅装置の利得
を一定に保つようにしている。
る方法として入力部で全チャネルの波長帯域にわたるト
ータルパワーを測定し、また出力部でも同様に全チャネ
ルの波長帯域全体にわたるトータルパワーを測定して両
者の比を求める方式をとっている。この比を一定に保つ
ように励起光源を制御することで光直接増幅装置の利得
を一定に保つようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光直接増幅装置においては、信号光のパワーの総和だけ
でなく光直接増幅装置で付加される雑音光（ＡＳＥ）を
含めたトータルパワーを測定することになるため、入力
するチャネル数が変化するような波長分割多重システム
においては波長数に対する雑音光の割合がそれぞれ異な
り、各入力チャネル数の場合に対して正確に利得を一定
とすることは不可能であるという問題がある。
光直接増幅装置においては、信号光のパワーの総和だけ
でなく光直接増幅装置で付加される雑音光（ＡＳＥ）を
含めたトータルパワーを測定することになるため、入力
するチャネル数が変化するような波長分割多重システム
においては波長数に対する雑音光の割合がそれぞれ異な
り、各入力チャネル数の場合に対して正確に利得を一定
とすることは不可能であるという問題がある。
【０００７】上記の問題の具体例を図５および図６に基
づいて説明する。図６は、一例として、入力チャネルが
複数のチャネルから１チャネルに減少した際のフォトダ
イオード１０７で受光する入力部の光スペクトラムと出
力部の光スペクトラムの関係を示す。入力チャネル数が
減少した場合に図６に示すように入力の信号光レベルお
よび雑音光レベルはほとんど変化せず、入力モニタ値
（フォトダイオード１０７での受光パワー）は信号光と
雑音光（ＡＳＥ）の総和の値となる。また、出力光は信
号光パワーが不変である場合には雑音光レベルはほとん
ど変化しないため、出力信号光パワーと出力雑音光パワ
ーの総和である出力モニタ値（フォトダイオード１０９
での受光パワー）と入力モニタ値との比をとった場合
に、チャネル数が少ない方が１チャネルあたりの雑音光
の影響が大きくなり利得が増大したと判断する。このた
め利得制御回路１１は、利得を下げるように励起光源駆
動回路１０５を制御する。この結果、チャネルあたりの
信号光利得は図６に示すように減少する結果となる。
づいて説明する。図６は、一例として、入力チャネルが
複数のチャネルから１チャネルに減少した際のフォトダ
イオード１０７で受光する入力部の光スペクトラムと出
力部の光スペクトラムの関係を示す。入力チャネル数が
減少した場合に図６に示すように入力の信号光レベルお
よび雑音光レベルはほとんど変化せず、入力モニタ値
（フォトダイオード１０７での受光パワー）は信号光と
雑音光（ＡＳＥ）の総和の値となる。また、出力光は信
号光パワーが不変である場合には雑音光レベルはほとん
ど変化しないため、出力信号光パワーと出力雑音光パワ
ーの総和である出力モニタ値（フォトダイオード１０９
での受光パワー）と入力モニタ値との比をとった場合
に、チャネル数が少ない方が１チャネルあたりの雑音光
の影響が大きくなり利得が増大したと判断する。このた
め利得制御回路１１は、利得を下げるように励起光源駆
動回路１０５を制御する。この結果、チャネルあたりの
信号光利得は図６に示すように減少する結果となる。
【０００８】本発明の目的は、チャネル数が変化した場
合にも、利得を一定にすることが可能となる光直接増幅
装置および方法を提供することにある。
合にも、利得を一定にすることが可能となる光直接増幅
装置および方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１のものは、入射光を分岐して第１の入
射光と第２の入射光とする入射光分岐手段と、第１の入
射光を増幅して増幅された出力光を発生する入射光増幅
手段と、入射光増幅手段からの出力光を受ける波長分割
多重方式光カプラと、波長分割多重方式光カプラに励起
光を与える励起光源と、励起光源を駆動する励起光源駆
動回路と、波長分割多重方式光カプラからの出力光を分
岐して第１の出射光と第２の出射光とする出射光分岐手
段と、入射光分岐手段からの第２の入射光の波長と異な
る通過波長帯域を有し第２の入射光を受ける第１の光バ
ンドパスフィルタと、第１の光バンドパスフィルタの第
１の出力光を第１の出力電流に変換する第１の光電変換
手段と、第１の光電変換手段からの第１の出力電流を第
１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換手段と、第
１の光バンドパスフィルタと同一の通過波長帯域を有し
第２の出射光を受ける第２の光バンドパスフィルタと、
第２の光バンドパスフィルタの第２の出力光を第２の出
力電流に変換する第２の光電変換手段と、第２の光電変
換手段からの第２の出力電流を第２の出力電圧に変換す
る第２の電流電圧変換手段と、第１の電流電圧変換手段
からの第１の出力電圧と第２の電流電圧変換手段からの
第２の出力電圧とに基づいて利得と求めてこの利得が一
定となるように励起光源駆動回路を制御する利得制御回
路とを有することを特徴とする。
に、本発明の第１のものは、入射光を分岐して第１の入
射光と第２の入射光とする入射光分岐手段と、第１の入
射光を増幅して増幅された出力光を発生する入射光増幅
手段と、入射光増幅手段からの出力光を受ける波長分割
多重方式光カプラと、波長分割多重方式光カプラに励起
光を与える励起光源と、励起光源を駆動する励起光源駆
動回路と、波長分割多重方式光カプラからの出力光を分
岐して第１の出射光と第２の出射光とする出射光分岐手
段と、入射光分岐手段からの第２の入射光の波長と異な
る通過波長帯域を有し第２の入射光を受ける第１の光バ
ンドパスフィルタと、第１の光バンドパスフィルタの第
１の出力光を第１の出力電流に変換する第１の光電変換
手段と、第１の光電変換手段からの第１の出力電流を第
１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換手段と、第
１の光バンドパスフィルタと同一の通過波長帯域を有し
第２の出射光を受ける第２の光バンドパスフィルタと、
第２の光バンドパスフィルタの第２の出力光を第２の出
力電流に変換する第２の光電変換手段と、第２の光電変
換手段からの第２の出力電流を第２の出力電圧に変換す
る第２の電流電圧変換手段と、第１の電流電圧変換手段
からの第１の出力電圧と第２の電流電圧変換手段からの
第２の出力電圧とに基づいて利得と求めてこの利得が一
定となるように励起光源駆動回路を制御する利得制御回
路とを有することを特徴とする。
【００１０】本発明の第２のものは、入射光を受ける入
射光カプラと、入射光カプラに入射光と波長が異なる参
照光を与える参照用光源と、入射光カプラからの光を分
岐して第１の入射光と第２の入射光とする入射光分岐手
段と、第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生
する入射光増幅手段と、入射光増幅手段からの出力光を
受ける波長分割多重方式光カプラと、波長分割多重方式
光カプラに励起光を与える励起光源と、励起光源を駆動
する励起光源駆動回路と、波長分割多重方式光カプラか
らの出力光を分岐して第１の出射光と第２の出射光とす
る出射光分岐手段と、参照光を通過させる通過波長帯域
を有し第２の入射光を受ける第１の光バンドパスフィル
タと、第１の光バンドパスフィルタの第１の出力光を第
１の出力電流に変換する第１の光電変換手段と、第１の
光電変換手段からの第１の出力電流を第１の出力電圧に
変換する第１の電流電圧変換手段と、第１の光バンドパ
スフィルタと同一の通過波長帯域を有し第２の出射光を
受ける第２の光バンドパスフィルタと、第２の光バンド
パスフィルタの第２の出力光を第２の出力電流に変換す
る第２の光電変換手段と、第２の光電変換手段からの第
２の出力電流を第２の出力電圧に変換する第２の電流電
圧変換手段と、第１の電流電圧変換手段からの第１の出
力電圧と第２の電流電圧変換手段からの第２の出力電圧
とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるように
励起光源駆動回路を制御する利得制御回路とを有するこ
とを特徴とする。
射光カプラと、入射光カプラに入射光と波長が異なる参
照光を与える参照用光源と、入射光カプラからの光を分
岐して第１の入射光と第２の入射光とする入射光分岐手
段と、第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生
する入射光増幅手段と、入射光増幅手段からの出力光を
受ける波長分割多重方式光カプラと、波長分割多重方式
光カプラに励起光を与える励起光源と、励起光源を駆動
する励起光源駆動回路と、波長分割多重方式光カプラか
らの出力光を分岐して第１の出射光と第２の出射光とす
る出射光分岐手段と、参照光を通過させる通過波長帯域
を有し第２の入射光を受ける第１の光バンドパスフィル
タと、第１の光バンドパスフィルタの第１の出力光を第
１の出力電流に変換する第１の光電変換手段と、第１の
光電変換手段からの第１の出力電流を第１の出力電圧に
変換する第１の電流電圧変換手段と、第１の光バンドパ
スフィルタと同一の通過波長帯域を有し第２の出射光を
受ける第２の光バンドパスフィルタと、第２の光バンド
パスフィルタの第２の出力光を第２の出力電流に変換す
る第２の光電変換手段と、第２の光電変換手段からの第
２の出力電流を第２の出力電圧に変換する第２の電流電
圧変換手段と、第１の電流電圧変換手段からの第１の出
力電圧と第２の電流電圧変換手段からの第２の出力電圧
とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるように
励起光源駆動回路を制御する利得制御回路とを有するこ
とを特徴とする。
【００１１】本発明の第３のものは、入射光を分岐して
第１の入射光と第２の入射光とする入射光分岐ステップ
と、第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生す
る入射光増幅ステップと、入射光増幅ステップからの出
力光を波長分割多重方式光カプラにより受けるステップ
と、波長分割多重方式光カプラに励起光源により励起光
を与える励起ステップと、励起光源を励起光源駆動回路
により駆動する励起光源駆動ステップと、波長分割多重
方式光カプラからの出力光を分岐して第１の出射光と第
２の出射光とする出射光分岐ステップと、入射光分岐ス
テップからの第２の入射光の波長と異なる通過波長帯域
を有する第１の光バンドパスフィルタにより第２の入射
光を受けるステップと、第１の光バンドパスフィルタの
第１の出力光を第１の出力電流に変換する第１の光電変
換ステップと、第１の光電変換ステップからの第１の出
力電流を第１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換
ステップと、第１の光バンドパスフィルタと同一の通過
波長帯域を有する第２の光バンドパスフィルタにより第
２の出射光を受けるステップと、第２の光バンドパスフ
ィルタの第２の出力光を第２の出力電流に変換する第２
の光電変換ステップと、第２の光電変換ステップからの
第２の出力電流を第２の出力電圧に変換する第２の電流
電圧変換ステップと、第１の出力電圧と第２の出力電圧
とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるように
励起光源駆動回路を制御する利得制御ステップとを有す
ることを特徴とする。
第１の入射光と第２の入射光とする入射光分岐ステップ
と、第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生す
る入射光増幅ステップと、入射光増幅ステップからの出
力光を波長分割多重方式光カプラにより受けるステップ
と、波長分割多重方式光カプラに励起光源により励起光
を与える励起ステップと、励起光源を励起光源駆動回路
により駆動する励起光源駆動ステップと、波長分割多重
方式光カプラからの出力光を分岐して第１の出射光と第
２の出射光とする出射光分岐ステップと、入射光分岐ス
テップからの第２の入射光の波長と異なる通過波長帯域
を有する第１の光バンドパスフィルタにより第２の入射
光を受けるステップと、第１の光バンドパスフィルタの
第１の出力光を第１の出力電流に変換する第１の光電変
換ステップと、第１の光電変換ステップからの第１の出
力電流を第１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換
ステップと、第１の光バンドパスフィルタと同一の通過
波長帯域を有する第２の光バンドパスフィルタにより第
２の出射光を受けるステップと、第２の光バンドパスフ
ィルタの第２の出力光を第２の出力電流に変換する第２
の光電変換ステップと、第２の光電変換ステップからの
第２の出力電流を第２の出力電圧に変換する第２の電流
電圧変換ステップと、第１の出力電圧と第２の出力電圧
とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるように
励起光源駆動回路を制御する利得制御ステップとを有す
ることを特徴とする。
【００１２】本発明の第４のものは、入射光を入射光カ
プラにより受けるステップと、入射光カプラに入射光と
波長が異なる参照光を参照用光源により与えるステップ
と、入射光カプラからの光を分岐して第１の入射光と第
２の入射光とする入射光分岐ステップと、第１の入射光
を増幅して増幅された出力光を発生する入射光増幅ステ
ップと、入射光増幅ステップからの出力光を波長分割多
重方式光カプラにより受けるステップと、波長分割多重
方式光カプラに励起光を励起光源により与える励起ステ
ップと、励起光源を励起光源駆動回路により駆動する励
起光源駆動ステップと、波長分割多重方式光カプラから
の出力光を分岐して第１の出射光と第２の出射光とする
出射光分岐ステップと、参照光を通過させる通過波長帯
域を有する第１の光バンドパスフィルタにより第２の入
射光を受けるステップと、第１の光バンドパスフィルタ
の第１の出力光を第１の出力電流に変換する第１の光電
変換ステップと、第１の光電変換ステップからの第１の
出力電流を第１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変
換ステップと、第１の光バンドパスフィルタと同一の通
過波長帯域を有する第２の光バンドパスフィルタにより
第２の出射光を受けるステップと、第２の光バンドパス
フィルタの第２の出力光を第２の出力電流に変換する第
２の光電変換ステップと、第２の光電変換ステップから
の第２の出力電流を第２の出力電圧に変換する第２の電
流電圧変換ステップと、第１の出力電圧と第２の出力電
圧とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるよう
に励起光源駆動回路を制御する利得制御ステップとを有
することを特徴とする。
プラにより受けるステップと、入射光カプラに入射光と
波長が異なる参照光を参照用光源により与えるステップ
と、入射光カプラからの光を分岐して第１の入射光と第
２の入射光とする入射光分岐ステップと、第１の入射光
を増幅して増幅された出力光を発生する入射光増幅ステ
ップと、入射光増幅ステップからの出力光を波長分割多
重方式光カプラにより受けるステップと、波長分割多重
方式光カプラに励起光を励起光源により与える励起ステ
ップと、励起光源を励起光源駆動回路により駆動する励
起光源駆動ステップと、波長分割多重方式光カプラから
の出力光を分岐して第１の出射光と第２の出射光とする
出射光分岐ステップと、参照光を通過させる通過波長帯
域を有する第１の光バンドパスフィルタにより第２の入
射光を受けるステップと、第１の光バンドパスフィルタ
の第１の出力光を第１の出力電流に変換する第１の光電
変換ステップと、第１の光電変換ステップからの第１の
出力電流を第１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変
換ステップと、第１の光バンドパスフィルタと同一の通
過波長帯域を有する第２の光バンドパスフィルタにより
第２の出射光を受けるステップと、第２の光バンドパス
フィルタの第２の出力光を第２の出力電流に変換する第
２の光電変換ステップと、第２の光電変換ステップから
の第２の出力電流を第２の出力電圧に変換する第２の電
流電圧変換ステップと、第１の出力電圧と第２の出力電
圧とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるよう
に励起光源駆動回路を制御する利得制御ステップとを有
することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、本発明
の第１の実施の形態としての光直接増幅装置は、第１の
光スプリッタ１と、光ファイバアンプ２と、波長分割多
重方式光カプラ３と、励起光源４と、励起光源駆動回路
５と、第２の光スプリッタ６と、第１の光バンドパスフ
ィルタ７と、第１のフォトダイオード８と、第１の電流
電圧変換回路９と、第２の光バンドパスフィルタ１０
と、第２のフォトダイオード１１と、第２の電流電圧変
換回路１２と、利得制御回路１３とを有している。
に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、本発明
の第１の実施の形態としての光直接増幅装置は、第１の
光スプリッタ１と、光ファイバアンプ２と、波長分割多
重方式光カプラ３と、励起光源４と、励起光源駆動回路
５と、第２の光スプリッタ６と、第１の光バンドパスフ
ィルタ７と、第１のフォトダイオード８と、第１の電流
電圧変換回路９と、第２の光バンドパスフィルタ１０
と、第２のフォトダイオード１１と、第２の電流電圧変
換回路１２と、利得制御回路１３とを有している。
【００１４】第１の光スプリッタ１は、入射光を分岐し
て第１の入射光と第２の入射光とする。光ファイバアン
プ２は、第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発
生する。光ファイバアンプ２は、例えばＥｒを添加され
た光ファイバアンプで構成されている。波長分割多重方
式光カプラ３は、光ファイバアンプ２からの出力光を受
ける。励起光源４は、波長分割多重方式光カプラ３に励
起光を与える。励起光源駆動回路５は、励起光源４を駆
動する。第２の光スプリッタ６は、波長分割多重方式光
カプラ３からの出力光を分岐して第１の出射光と第２の
出射光とする。
て第１の入射光と第２の入射光とする。光ファイバアン
プ２は、第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発
生する。光ファイバアンプ２は、例えばＥｒを添加され
た光ファイバアンプで構成されている。波長分割多重方
式光カプラ３は、光ファイバアンプ２からの出力光を受
ける。励起光源４は、波長分割多重方式光カプラ３に励
起光を与える。励起光源駆動回路５は、励起光源４を駆
動する。第２の光スプリッタ６は、波長分割多重方式光
カプラ３からの出力光を分岐して第１の出射光と第２の
出射光とする。
【００１５】第１の光バンドパスフィルタ７は、第１の
光スプリッタ１からの第２の入射光の波長と異なる通過
波長帯域を有し第２の入射光を受ける。第１のフォトダ
イオード８は、第１の光バンドパスフィルタ７の第１の
出力光を第１の出力電流に変換する。第１の電流電圧変
換回路９は、第１のフォトダイオード８からの第１の出
力電流を第１の出力電圧に変換する。第２の光バンドパ
スフィルタ１０は、第１の光バンドパスフィルタ７と同
一の通過波長帯域を有し第２の光スプリッタ６からの第
２の出射光を受ける。第２のフォトダイオード１１は、
第２の光バンドパスフィルタ１０の第２の出力光を第２
の出力電流に変換する。第２の電流電圧変換回路１２
は、第２のフォトダイオード１１からの第２の出力電流
を第２の出力電圧に変換する。利得制御回路１３は、第
１の電流電圧変換回路９からの第１の出力電圧と第２の
電流電圧変換回路１２からの第２の出力電圧とに基づい
て利得と求めてこの利得が一定となるように励起光源駆
動回路５を制御する。
光スプリッタ１からの第２の入射光の波長と異なる通過
波長帯域を有し第２の入射光を受ける。第１のフォトダ
イオード８は、第１の光バンドパスフィルタ７の第１の
出力光を第１の出力電流に変換する。第１の電流電圧変
換回路９は、第１のフォトダイオード８からの第１の出
力電流を第１の出力電圧に変換する。第２の光バンドパ
スフィルタ１０は、第１の光バンドパスフィルタ７と同
一の通過波長帯域を有し第２の光スプリッタ６からの第
２の出射光を受ける。第２のフォトダイオード１１は、
第２の光バンドパスフィルタ１０の第２の出力光を第２
の出力電流に変換する。第２の電流電圧変換回路１２
は、第２のフォトダイオード１１からの第２の出力電流
を第２の出力電圧に変換する。利得制御回路１３は、第
１の電流電圧変換回路９からの第１の出力電圧と第２の
電流電圧変換回路１２からの第２の出力電圧とに基づい
て利得と求めてこの利得が一定となるように励起光源駆
動回路５を制御する。
【００１６】次に、本発明の光直接増幅装置の動作を図
１および図２に基づいて説明する。本発明の光直接増幅
装置に入力する波長分割多重された入射光は第１の光ス
プリッタ１により分岐され第１の入射光と第２の入射光
とされる。図２（ａ）は、入力部で分岐された入射光の
光スペクトラムの一例として２チャネルの信号光が入力
している場合を模式的に示す。光ファイバアンプ２にお
いて、信号光成分のほかに前段の線形中継装置または光
送信器用光直接増幅装置で生じた雑音光（ＡＳＥ）成分
が存在する。このスペクトラム成分から第１の光バンド
パスフィルタ７により信号光の波長とは異なる波長の雑
音構成分のみを通過させてフォトダイオード８で受光す
る。この光パワー値をＰｎｉｎとする。この場合の信号
光波長と第１の光バンドパスフィルタ７の通過帯域（斜
線で示す部分）との関係は、たとえば図２（ａ）のよう
になる。
１および図２に基づいて説明する。本発明の光直接増幅
装置に入力する波長分割多重された入射光は第１の光ス
プリッタ１により分岐され第１の入射光と第２の入射光
とされる。図２（ａ）は、入力部で分岐された入射光の
光スペクトラムの一例として２チャネルの信号光が入力
している場合を模式的に示す。光ファイバアンプ２にお
いて、信号光成分のほかに前段の線形中継装置または光
送信器用光直接増幅装置で生じた雑音光（ＡＳＥ）成分
が存在する。このスペクトラム成分から第１の光バンド
パスフィルタ７により信号光の波長とは異なる波長の雑
音構成分のみを通過させてフォトダイオード８で受光す
る。この光パワー値をＰｎｉｎとする。この場合の信号
光波長と第１の光バンドパスフィルタ７の通過帯域（斜
線で示す部分）との関係は、たとえば図２（ａ）のよう
になる。
【００１７】また、波長分割多重方式光カプラ３からの
出力光は、第２の光スプリッタ６により分岐されて第１
の出射光と第２の出射光とされる。図２（ｂ）は、図２
（ａ）の入力があった場合の出力部で分岐された信号の
光スペクトラムを模式的に示す。入射光は、光ファイバ
アンプ２で増幅されて出力され、また雑音光も光ファイ
バアンプ２で増幅されて出力される。さらに、光ファイ
バアンプ２における雑音光がこれらに重畳されて出力さ
れる。このスペクトラム成分から第２の光バンドパスフ
ィルタ１０により光バンドパスフィルタ７の通過波長帯
域と同一の波長帯域のみを通過させてフォトダイオード
１１で受光する。この光パワー値をＰｎｏｕｔとする。
この場合の信号光波長と第２の光バンドパスフィルタ１
０の通過帯域（斜線で示す部分）との関係は、例えば図
２（ｂ）のようになる。
出力光は、第２の光スプリッタ６により分岐されて第１
の出射光と第２の出射光とされる。図２（ｂ）は、図２
（ａ）の入力があった場合の出力部で分岐された信号の
光スペクトラムを模式的に示す。入射光は、光ファイバ
アンプ２で増幅されて出力され、また雑音光も光ファイ
バアンプ２で増幅されて出力される。さらに、光ファイ
バアンプ２における雑音光がこれらに重畳されて出力さ
れる。このスペクトラム成分から第２の光バンドパスフ
ィルタ１０により光バンドパスフィルタ７の通過波長帯
域と同一の波長帯域のみを通過させてフォトダイオード
１１で受光する。この光パワー値をＰｎｏｕｔとする。
この場合の信号光波長と第２の光バンドパスフィルタ１
０の通過帯域（斜線で示す部分）との関係は、例えば図
２（ｂ）のようになる。
【００１８】上記のようにして求めたＰｎｉｎおよびＰ
ｎｏｕｔから利得制御回路１３において、Ｇ＝Ｐｎｏｕ
ｔ／（（ｈ・ν・Δ・ＮＦ）＋Ｐｎｉｎ）の演算を行う
ことによって利得Ｇを求めることができる。ただし、ｈ
はプランク定数であり、νは光の振動数であり、Δは光
バンドパスフィルタの帯域、ＮＦは雑音指数である。こ
こでは入力光パワーはＮＦの変化が無視できる程度の変
動範囲であると仮定する。ここで求めた利得Ｇが一定と
なるように励起光源駆動回路５を制御することによって
入力する波長チャネルが変化するような波長分割多重方
式においても光直接増幅装置の利得を一定にする制御が
可能となる。
ｎｏｕｔから利得制御回路１３において、Ｇ＝Ｐｎｏｕ
ｔ／（（ｈ・ν・Δ・ＮＦ）＋Ｐｎｉｎ）の演算を行う
ことによって利得Ｇを求めることができる。ただし、ｈ
はプランク定数であり、νは光の振動数であり、Δは光
バンドパスフィルタの帯域、ＮＦは雑音指数である。こ
こでは入力光パワーはＮＦの変化が無視できる程度の変
動範囲であると仮定する。ここで求めた利得Ｇが一定と
なるように励起光源駆動回路５を制御することによって
入力する波長チャネルが変化するような波長分割多重方
式においても光直接増幅装置の利得を一定にする制御が
可能となる。
【００１９】次に、本発明の第２の実施の形態を図３お
よび図４に基づいて説明する。本発明の第２の実施の形
態において、本発明の第１の実施の形態と同一の構成要
素には同一の符号が付されている。本発明の第２の実施
の形態としての光直接増幅装置は、図１の光直接増幅装
置に入射光カプラ１４と参照用光源１５とを追加してな
る。すなわち、本発明の第２の実施の形態としての光直
接増幅装置は、第１の光スプリッタ１と、光ファイバア
ンプ２と、波長分割多重方式光カプラ３と、励起光源４
と、励起光源駆動回路５と、第２の光スプリッタ６と、
第１の光バンドパスフィルタ７と、第１のフォトダイオ
ード８と、第１の電流電圧変換回路９と、第２の光バン
ドパスフィルタ１０と、第２のフォトダイオード１１
と、第２の電流電圧変換回路１２と、利得制御回路１３
と、入射光カプラ１４と、参照用光源１５とを有してい
る。
よび図４に基づいて説明する。本発明の第２の実施の形
態において、本発明の第１の実施の形態と同一の構成要
素には同一の符号が付されている。本発明の第２の実施
の形態としての光直接増幅装置は、図１の光直接増幅装
置に入射光カプラ１４と参照用光源１５とを追加してな
る。すなわち、本発明の第２の実施の形態としての光直
接増幅装置は、第１の光スプリッタ１と、光ファイバア
ンプ２と、波長分割多重方式光カプラ３と、励起光源４
と、励起光源駆動回路５と、第２の光スプリッタ６と、
第１の光バンドパスフィルタ７と、第１のフォトダイオ
ード８と、第１の電流電圧変換回路９と、第２の光バン
ドパスフィルタ１０と、第２のフォトダイオード１１
と、第２の電流電圧変換回路１２と、利得制御回路１３
と、入射光カプラ１４と、参照用光源１５とを有してい
る。
【００２０】入射光カプラ１４は、入射光を受ける。参
照用光源１５は、入射光カプラ１４に入射光と波長が異
なる参照光を与える。入射光カプラ１４は、入射光と参
照光とを結合して出力する。第１の光スプリッタ１は、
入射光カプラからの光を分岐して第１の入射光と第２の
入射光とする。第１の光バンドパスフィルタ７は、参照
光を通過させる通過波長帯域を有し第２の入射光を受け
る。第２の光バンドパスフィルタ１０は、第１の光バン
ドパスフィルタ７と同一の通過波長帯域を有し第２の出
射光を受ける。本発明の第２の実施の形態としての光直
接増幅装置の他の構成は、図１の光直接増幅装置と同一
である。
照用光源１５は、入射光カプラ１４に入射光と波長が異
なる参照光を与える。入射光カプラ１４は、入射光と参
照光とを結合して出力する。第１の光スプリッタ１は、
入射光カプラからの光を分岐して第１の入射光と第２の
入射光とする。第１の光バンドパスフィルタ７は、参照
光を通過させる通過波長帯域を有し第２の入射光を受け
る。第２の光バンドパスフィルタ１０は、第１の光バン
ドパスフィルタ７と同一の通過波長帯域を有し第２の出
射光を受ける。本発明の第２の実施の形態としての光直
接増幅装置の他の構成は、図１の光直接増幅装置と同一
である。
【００２１】図４（ａ）は、入力部で分岐された入射光
の光スペクトラムの一例として２チャネルの信号光およ
び参照光が入力している場合を模式的に示す。光ファイ
バアンプ２において、信号光成分のほかに前段の線形中
継装置または光送信器用光直接増幅装置で生じた雑音光
（ＡＳＥ）成分が存在する。このスペクトラム成分から
第１の光バンドパスフィルタ７により信号光の波長とは
異なる波長の参照光のみを通過させてフォトダイオード
８で受光する。この場合の信号光波長と第１の光バンド
パスフィルタ７の通過帯域（斜線で示す部分）との関係
は、たとえば図４（ａ）のようになる。
の光スペクトラムの一例として２チャネルの信号光およ
び参照光が入力している場合を模式的に示す。光ファイ
バアンプ２において、信号光成分のほかに前段の線形中
継装置または光送信器用光直接増幅装置で生じた雑音光
（ＡＳＥ）成分が存在する。このスペクトラム成分から
第１の光バンドパスフィルタ７により信号光の波長とは
異なる波長の参照光のみを通過させてフォトダイオード
８で受光する。この場合の信号光波長と第１の光バンド
パスフィルタ７の通過帯域（斜線で示す部分）との関係
は、たとえば図４（ａ）のようになる。
【００２２】また、波長分割多重方式光カプラ３からの
出力光は、第２の光スプリッタ６により分岐されて第１
の出射光と第２の出射光とされる。図４（ｂ）は、図２
（ａ）の入力があった場合の出力部で分岐された信号の
光スペクトラムを模式的に示す。入射光および参照光
は、光ファイバアンプ２で増幅されて出力され、また雑
音光も光ファイバアンプ２で増幅されて出力される。さ
らに、光ファイバアンプ２における雑音光がこれらに重
畳されて出力される。このスペクトラム成分から第２の
光バンドパスフィルタ１０により光バンドパスフィルタ
７の通過波長帯域と同一の波長帯域（参照光）のみを通
過させてフォトダイオード１１で受光する。この場合の
信号光波長と第２の光バンドパスフィルタ１０の通過帯
域（斜線で示す部分）との関係は、例えば図４（ｂ）の
ようになる。
出力光は、第２の光スプリッタ６により分岐されて第１
の出射光と第２の出射光とされる。図４（ｂ）は、図２
（ａ）の入力があった場合の出力部で分岐された信号の
光スペクトラムを模式的に示す。入射光および参照光
は、光ファイバアンプ２で増幅されて出力され、また雑
音光も光ファイバアンプ２で増幅されて出力される。さ
らに、光ファイバアンプ２における雑音光がこれらに重
畳されて出力される。このスペクトラム成分から第２の
光バンドパスフィルタ１０により光バンドパスフィルタ
７の通過波長帯域と同一の波長帯域（参照光）のみを通
過させてフォトダイオード１１で受光する。この場合の
信号光波長と第２の光バンドパスフィルタ１０の通過帯
域（斜線で示す部分）との関係は、例えば図４（ｂ）の
ようになる。
【００２３】本発明の第２の実施の形態においては、雑
音光成分の通過帯域が狭いことおよび参照用光源１５の
出力光パワーと雑音光パワーの比が大きいことから雑音
光の影響が無視できるためチャネル数変化に依存しない
利得を一定とする特性が得られる。
音光成分の通過帯域が狭いことおよび参照用光源１５の
出力光パワーと雑音光パワーの比が大きいことから雑音
光の影響が無視できるためチャネル数変化に依存しない
利得を一定とする特性が得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、重畳する雑音光の影響を非常
に少なくすることができるから、チャネル数が変化した
場合にも、利得を一定にすることが可能となる。
に少なくすることができるから、チャネル数が変化した
場合にも、利得を一定にすることが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態としての光直接増幅
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図２】図１の光直接増幅装置の動作を説明するための
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態としての光直接増幅
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図４】図３の光直接増幅装置の動作を説明するための
図である。
図である。
【図５】従来の光直接増幅装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】図５の従来の光直接増幅装置の動作を説明する
ための図である。
ための図である。
１ 第１の光スプリッタ ２ 光ファイバアンプ ３ 波長分割多重方式光カプラ ４ 励起光源 ５ 励起光源駆動回路 ６ 第２の光スプリッタ ７ 第１の光バンドパスフィルタ ８ 第１のフォトダイオード ９ 第１の電流電圧変換回路 １０ 第２の光バンドパスフィルタ １１ 第２のフォトダイオード １２ 第２の電流電圧変換回路 １３ 利得制御回路 １４ 入射光カプラ １５ 参照用光源
Claims (6)
- 【請求項１】 入射光を分岐して第１の入射光と第２の
入射光とする入射光分岐手段と、 前記第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生す
る入射光増幅手段と、 前記入射光増幅手段からの出力光を受ける波長分割多重
方式光カプラと、 前記波長分割多重方式光カプラに励起光を与える励起光
源と、 前記励起光源を駆動する励起光源駆動回路と、 前記波長分割多重方式光カプラからの出力光を分岐して
第１の出射光と第２の出射光とする出射光分岐手段と、 前記入射光分岐手段からの前記第２の入射光の波長と異
なる通過波長帯域を有し前記第２の入射光を受ける第１
の光バンドパスフィルタと、 前記第１の光バンドパスフィルタの第１の出力光を第１
の出力電流に変換する第１の光電変換手段と、 前記第１の光電変換手段からの前記第１の出力電流を第
１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換手段と、 前記第１の光バンドパスフィルタと同一の通過波長帯域
を有し前記第２の出射光を受ける第２の光バンドパスフ
ィルタと、 前記第２の光バンドパスフィルタの第２の出力光を第２
の出力電流に変換する第２の光電変換手段と、 前記第２の光電変換手段からの前記第２の出力電流を第
２の出力電圧に変換する第２の電流電圧変換手段と、 前記第１の電流電圧変換手段からの前記第１の出力電圧
と前記第２の電流電圧変換手段からの前記第２の出力電
圧とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるよう
に前記励起光源駆動回路を制御する利得制御回路とを有
することを特徴とする光直接増幅装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光直接増幅装置におい
て、前記入射光増幅手段は、Ｅｒを添加された光ファイ
バアンプで構成されていることを特徴とする光直接増幅
装置。 - 【請求項３】 入射光を受ける入射光カプラと、 前記入射光カプラに前記入射光と波長が異なる参照光を
与える参照用光源と、 前記入射光カプラからの光を分岐して第１の入射光と第
２の入射光とする入射光分岐手段と、 前記第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生す
る入射光増幅手段と、 前記入射光増幅手段からの出力光を受ける波長分割多重
方式光カプラと、 前記波長分割多重方式光カプラに励起光を与える励起光
源と、 前記励起光源を駆動する励起光源駆動回路と、 前記波長分割多重方式光カプラからの出力光を分岐して
第１の出射光と第２の出射光とする出射光分岐手段と、 前記参照光を通過させる通過波長帯域を有し前記第２の
入射光を受ける第１の光バンドパスフィルタと、 前記第１の光バンドパスフィルタの第１の出力光を第１
の出力電流に変換する第１の光電変換手段と、 前記第１の光電変換手段からの前記第１の出力電流を第
１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換手段と、 前記第１の光バンドパスフィルタと同一の通過波長帯域
を有し前記第２の出射光を受ける第２の光バンドパスフ
ィルタと、 前記第２の光バンドパスフィルタの第２の出力光を第２
の出力電流に変換する第２の光電変換手段と、 前記第２の光電変換手段からの前記第２の出力電流を第
２の出力電圧に変換する第２の電流電圧変換手段と、 前記第１の電流電圧変換手段からの前記第１の出力電圧
と前記第２の電流電圧変換手段からの前記第２の出力電
圧とに基づいて利得と求めてこの利得が一定となるよう
に前記励起光源駆動回路を制御する利得制御回路とを有
することを特徴とする光直接増幅装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の光直接増幅装置におい
て、前記入射光増幅手段は、Ｅｒを添加された光ファイ
バアンプで構成されていることを特徴とする光直接増幅
装置。 - 【請求項５】 入射光を分岐して第１の入射光と第２の
入射光とする入射光分岐ステップと、 前記第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生す
る入射光増幅ステップと、 前記入射光増幅ステップからの出力光を波長分割多重方
式光カプラにより受けるステップと、 前記波長分割多重方式光カプラに励起光源により励起光
を与える励起ステップと、 前記励起光源を励起光源駆動回路により駆動する励起光
源駆動ステップと、 前記波長分割多重方式光カプラからの出力光を分岐して
第１の出射光と第２の出射光とする出射光分岐ステップ
と、 前記入射光分岐ステップからの前記第２の入射光の波長
と異なる通過波長帯域を有する第１の光バンドパスフィ
ルタにより前記第２の入射光を受けるステップと、 前記第１の光バンドパスフィルタの第１の出力光を第１
の出力電流に変換する第１の光電変換ステップと、 前記第１の光電変換ステップからの前記第１の出力電流
を第１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換ステッ
プと、 前記第１の光バンドパスフィルタと同一の通過波長帯域
を有する第２の光バンドパスフィルタにより前記第２の
出射光を受けるステップと、 前記第２の光バンドパスフィルタの第２の出力光を第２
の出力電流に変換する第２の光電変換ステップと、 前記第２の光電変換ステップからの前記第２の出力電流
を第２の出力電圧に変換する第２の電流電圧変換ステッ
プと、 前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧とに基づいて
利得と求めてこの利得が一定となるように前記励起光源
駆動回路を制御する利得制御ステップとを有することを
特徴とする光直接増幅方法。 - 【請求項６】 入射光を入射光カプラにより受けるステ
ップと、 前記入射光カプラに前記入射光と波長が異なる参照光を
参照用光源により与えるステップと、 前記入射光カプラからの光を分岐して第１の入射光と第
２の入射光とする入射光分岐ステップと、 前記第１の入射光を増幅して増幅された出力光を発生す
る入射光増幅ステップと、 前記入射光増幅ステップからの出力光を波長分割多重方
式光カプラにより受けるステップと、 前記波長分割多重方式光カプラに励起光を励起光源によ
り与える励起ステップと、 前記励起光源を励起光源駆動回路により駆動する励起光
源駆動ステップと、 前記波長分割多重方式光カプラからの出力光を分岐して
第１の出射光と第２の出射光とする出射光分岐ステップ
と、 前記参照光を通過させる通過波長帯域を有する第１の光
バンドパスフィルタにより前記第２の入射光を受けるス
テップと、 前記第１の光バンドパスフィルタの第１の出力光を第１
の出力電流に変換する第１の光電変換ステップと、 前記第１の光電変換ステップからの第１の出力電流を第
１の出力電圧に変換する第１の電流電圧変換ステップ
と、 前記第１の光バンドパスフィルタと同一の通過波長帯域
を有する第２の光バンドパスフィルタにより前記第２の
出射光を受けるステップと、 前記第２の光バンドパスフィルタの第２の出力光を第２
の出力電流に変換する第２の光電変換ステップと、 前記第２の光電変換ステップからの前記第２の出力電流
を第２の出力電圧に変換する第２の電流電圧変換ステッ
プと、 前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧とに基づいて
利得と求めてこの利得が一定となるように前記励起光源
駆動回路を制御する利得制御ステップとを有することを
特徴とする光直接増幅方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273924A JP2000106464A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光直接増幅装置および方法 |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP (1) | JP2000106464A (ja) |
Cited By (4)
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