JP2000111966A - Optical amplifier circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光リミッティング
機能および光クリッピング機能を有する光増幅回路に関
する。The present invention relates to an optical amplifier circuit having an optical limiting function and an optical clipping function.
【0002】[0002]
【従来の技術】光伝送システムでは、伝送媒体である光
ファイバのもつ波長分散や、伝送路中に設置される光増
幅器から発生する自然放出光(ASE)による干渉雑音
等により、光信号の波形および信号対雑音比が劣化し、
最大伝送距離や伝送容量を制限する要因になっている。
そのため、長距離伝送や大容量伝送を行う場合には、所
定の区間ごとに劣化した光信号波形をもとの光信号波形
に戻す再生処理が必要になる。その一例として、光信号
処理により波形再生を行う光リミッティング機能を有す
る光増幅回路が提案されている。2. Description of the Related Art In an optical transmission system, the waveform of an optical signal is affected by chromatic dispersion of an optical fiber as a transmission medium and interference noise due to spontaneous emission (ASE) generated from an optical amplifier installed in a transmission line. And the signal-to-noise ratio deteriorates,
This is a factor that limits the maximum transmission distance and transmission capacity.
Therefore, when performing long-distance transmission or large-capacity transmission, it is necessary to perform a reproduction process of returning the deteriorated optical signal waveform to the original optical signal waveform for each predetermined section. As one example, an optical amplifier circuit having an optical limiting function of reproducing a waveform by optical signal processing has been proposed.
【0003】図11は、光リミッティング機能を有する
従来の光増幅回路の一構成例を示す。図において、本構
成はサニャック干渉計1と波長フィルタ2を接続したも
のである。サニャック干渉計1は、2×2の入出力ポー
トを有する分岐比50:50の光結合器3と、2つの出力ポ
ートP3 ,P4 をループ状に結合する3次の光非線形媒
質4および双方向光増幅器5により構成される。FIG. 11 shows a configuration example of a conventional optical amplifier circuit having an optical limiting function. In the figure, this configuration is such that a Sagnac interferometer 1 and a wavelength filter 2 are connected. The Sagnac interferometer 1 includes a 50:50 optical coupler 3 having 2 × 2 input / output ports, a third-order optical nonlinear medium 4 for coupling two output ports P 3 and P 4 in a loop, and It is constituted by a bidirectional optical amplifier 5.
【0004】入力光信号(Pin)は、光結合器3の一方
の入力ポートP1 に入力され、2つの出力ポートP3 ,
P4 から出力される。この光信号はループを逆方向に伝
搬し、3次の光非線形媒質4と双方向光増幅器5を通過
して再度光結合器3の出力ポートP3 ,P4 に入力され
る。ここで、双方向光増幅器5がなければ、光非線形媒
質4内を逆方向に伝搬する2つの光信号は同一の位相変
化を受け、光結合器3の入力ポートP1 から出力され
る。すなわち、サニャック干渉計1は反射器(ループミ
ラー)として機能する。[0004] An input optical signal (Pin) is input to one input port P 1 of the optical coupler 3, and two output ports P 3 ,
Is output from the P 4. This optical signal propagates in the loop in the reverse direction, passes through the third-order optical nonlinear medium 4 and the bidirectional optical amplifier 5, and is again input to the output ports P 3 and P 4 of the optical coupler 3. Here, if the bidirectional optical amplifier 5 is not provided, two optical signals propagating in the optical nonlinear medium 4 in opposite directions receive the same phase change and are output from the input port P 1 of the optical coupler 3. That is, the Sagnac interferometer 1 functions as a reflector (loop mirror).
【0005】しかし、双方向光増幅器5により光非線形
媒質4に入力される逆方向の光信号に強度差が生じ、光
非線形媒質4で位相差が発生する。これにより、入力光
信号はサニャック干渉計1で反射せずに通過し、光結合
器3の入力ポートP2 から出力される。このとき、双方
向光増幅器5の利得を適宜設定することにより、本構成
は光増幅器として機能する。出力光信号(Pout)は、双
方向光増幅器5で発生した自然放出光を抑圧する波長フ
ィルタ2を介して出力される。[0005] However, the bidirectional optical amplifier 5 causes a difference in intensity in the optical signal in the opposite direction input to the optical nonlinear medium 4, and a phase difference occurs in the optical nonlinear medium 4. As a result, the input optical signal passes through the Sagnac interferometer 1 without being reflected, and is output from the input port P 2 of the optical coupler 3. At this time, the configuration functions as an optical amplifier by appropriately setting the gain of the bidirectional optical amplifier 5. The output optical signal (Pout) is output via the wavelength filter 2 that suppresses spontaneous emission light generated by the bidirectional optical amplifier 5.
【0006】本構成における入出力光強度の関係は、光
結合器3の分岐比をr:1−r、双方向光増幅器5の利
得をG、光非線形媒質4の非線形定数をγ、長さをLと
すると、 Pout(t)=DPin(t)[E−cos(FPin(t))] …(1) D=2Gr(1−r) E=(r2+(1−r)2) /(2r(1−r)) F=γL(r−G(1−r)) と表される。ここで、光結合器3の分岐比が50:50(r
=1/2 )であるので、E=1となる。The relationship between the input and output light intensities in this configuration is as follows: the branching ratio of the optical coupler 3 is r: 1−r, the gain of the bidirectional optical amplifier 5 is G, the nonlinear constant of the optical nonlinear medium 4 is γ, and the length is When the the L, Pout (t) = DPin (t) [E-cos (FPin (t))] ... (1) D = 2Gr (1-r) E = (r 2 + (1-r) 2) / (2r (1-r)) F = γL (r−G (1-r)) Here, the branching ratio of the optical coupler 3 is 50:50 (r
= 1/2), so that E = 1.
【0007】式(1) より、透過率Tが 100%となる入力
光信号強度P0 は、 P0=2π/(γ(G−1)L) …(2) となる。入力光信号強度Pin(t) が零付近およびP0 付
近では、透過率がほとんど変化しない。本光増幅回路
は、それを利用して入力光信号に対する光リミッティン
グ機能および光クリッピング機能を実現している。From the equation (1), the input optical signal intensity P 0 at which the transmittance T becomes 100% is as follows: P 0 = 2π / (γ (G−1) L) (2) When the input optical signal intensity Pin (t) is near zero or near P 0 , the transmittance hardly changes. The present optical amplifier circuit realizes an optical limiting function and an optical clipping function for an input optical signal using the optical amplifier circuit.
【0008】一方、サニャック干渉計の入力光信号強度
に対する出力光信号強度の関係がシグモイド関数を近似
するように設計し、光信号ノイズを除去する「光デジタ
ルノイズ減衰器」が提案されている(特開平7−303
082号公報)。その基本構成は、図12に示すよう
に、2×2の入出力ポートを有する光結合器3と、2つ
の出力ポートP3 ,P4 をループ状に結合する3次の光
非線形媒質4により構成されるサニャック干渉計であ
る。On the other hand, an "optical digital noise attenuator" has been proposed in which the relationship between the input optical signal intensity and the output optical signal intensity of the Sagnac interferometer is designed so as to approximate a sigmoid function, and the optical signal noise is eliminated ( JP-A-7-303
082). As shown in FIG. 12, the basic configuration of the optical coupler 3 includes an optical coupler 3 having 2 × 2 input / output ports and a third-order optical nonlinear medium 4 coupling two output ports P 3 and P 4 in a loop. It is a Sagnac interferometer composed.
【0009】シグモイド関数は、 f(x)=1/(1+exp(−a(x−x0))) …(3) で定義され、図13に示すようにx<x0 で低レベル
(0)、x>x0 で高レベル(1)をとり、a→∞の極
限でステップ関数となる。[0009] sigmoid function, f is defined by (x) = 1 / (1 + exp (-a (x-x 0))) ... (3), x <x 0 at a low level (0 as shown in FIG. 13 ), High level (1) when x> x 0 , and becomes a step function in the limit of a → ∞.
【0010】本構成における入出力光強度の関係を図1
4に示す。第1の低レベル領域と第1の高レベル領域に
合わせて、各入力光信号のスペースとマークの光強度が
設定される。シグモイド関数を近似するためには、図1
4における第2の低レベル領域の谷はできるだけ浅いこ
とが望まれる。サニャック干渉計を構成する光結合器3
の分岐比が50:50の場合には、この谷は最も深く、曲線
はグラフの横軸に接する。このため、上記公報には、光
結合器の分岐比を50:50から離れるように設定するとあ
る。図14は、分岐比が20:80の場合である。FIG. 1 shows the relationship between the input and output light intensities in this configuration.
It is shown in FIG. The light intensity of the space and mark of each input optical signal is set in accordance with the first low-level area and the first high-level area. In order to approximate the sigmoid function, FIG.
It is desired that the valley of the second low level region in 4 is as shallow as possible. Optical coupler 3 constituting Sagnac interferometer
Is 50:50, this trough is deepest and the curve touches the horizontal axis of the graph. For this reason, the above-mentioned publication states that the branching ratio of the optical coupler is set to be apart from 50:50. FIG. 14 shows a case where the branching ratio is 20:80.
【0011】さらに、上記公報には、図15に示すよう
にサニャック干渉計のループ内に、光非線形媒質4と直
列に光減衰器6を挿入する構成も示されている。この光
減衰器6は、図11に示す双方向光増幅器5と同様に、
サニャック干渉計の光非線形媒質4を逆方向に通過する
光信号に強度差を与え、入力光信号がサニャック干渉計
を通過するための手段として用いられている。この構成
の場合でも、光結合器3の分岐比が50:50に近づくほど
第2の低レベル領域の谷が深くなるので、分岐比を50:
50から離れるように設定することが望ましいとされてい
る。Further, the above publication also discloses a configuration in which an optical attenuator 6 is inserted in series with an optical nonlinear medium 4 in a loop of a Sagnac interferometer as shown in FIG. This optical attenuator 6 is similar to the bidirectional optical amplifier 5 shown in FIG.
An optical signal passing through the optical nonlinear medium 4 of the Sagnac interferometer in the reverse direction is given a difference in intensity, and is used as a means for allowing the input optical signal to pass through the Sagnac interferometer. Even in the case of this configuration, the valley of the second low level region becomes deeper as the branching ratio of the optical coupler 3 approaches 50:50.
It is considered desirable to set it away from 50.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
す従来の光増幅回路は、サニャック干渉計のループ内に
ある光増幅器で自然放出光が不可避的に発生する。この
自然放出光は、右回りと左回りで可干渉性が悪いので、
信号光とともにサニャック干渉計から出力され、信号光
に対する雑音光となる。このため、図11に示すよう
に、自然放出光を抑圧するための波長フィルタ2が不可
欠であった。しかし、信号光の帯域内の自然放出光は原
理的に除去することができなかった。In the conventional optical amplifier circuit shown in FIG. 11, spontaneous emission light is inevitably generated by an optical amplifier in a loop of a Sagnac interferometer. Since this spontaneous emission light has poor coherence between clockwise and counterclockwise,
The light is output from the Sagnac interferometer together with the signal light, and becomes noise light for the signal light. For this reason, as shown in FIG. 11, the wavelength filter 2 for suppressing the spontaneous emission light is indispensable. However, spontaneous emission light within the band of signal light could not be removed in principle.
【0013】また、上記公報に記載の構成は、図12,
図15における光結合器3の分岐比を厳密に規定せず、
図14に示す第2の低レベル領域の谷をできるだけ浅く
するために、むしろ50:50でない方がよいとされてい
た。しかし、光結合器3の分岐比が50:50から大きくず
れると、第1の低レベル領域で抑圧可能な最小雑音光強
度が制限されることになる。これを図16を用いて説明
する。The configuration described in the above publication is similar to the configuration shown in FIG.
Without strictly defining the branching ratio of the optical coupler 3 in FIG.
In order to make the valley of the second low-level region shown in FIG. 14 as shallow as possible, it is rather preferable that the ratio is not 50:50. However, if the branching ratio of the optical coupler 3 deviates significantly from 50:50, the minimum noise light intensity that can be suppressed in the first low-level region is limited. This will be described with reference to FIG.
【0014】図16において、横軸は入力光信号強度、
縦軸は入力光信号の透過率を対数表示で示す。光結合器
の分岐比が50:50の場合には、入力光信号強度の減少に
対して透過率は減少し続ける。一方、分岐比が50:50か
ら外れると、入力光信号強度がある値以下では透過率が
ほぼ一定となり減少しない。また、分岐比が50:50から
大きくずれるほど、透過特性は急激に劣化する。したが
って、前段の光増幅器で発生した自然放出光による入力
光信号の雑音成分の抑圧は困難になる。これは、図15
に示すようにサニャック干渉計のループ内に光減衰器6
を挿入した場合でも同様である。In FIG. 16, the horizontal axis represents the input optical signal intensity,
The vertical axis shows the transmittance of the input optical signal in logarithmic representation. When the branching ratio of the optical coupler is 50:50, the transmittance continues to decrease as the input optical signal intensity decreases. On the other hand, if the branching ratio deviates from 50:50, the transmittance becomes substantially constant and does not decrease when the input optical signal intensity is below a certain value. Further, as the branching ratio deviates greatly from 50:50, the transmission characteristics rapidly deteriorate. Therefore, it becomes difficult to suppress the noise component of the input optical signal by the spontaneous emission light generated in the optical amplifier at the preceding stage. This is shown in FIG.
The optical attenuator 6 is installed in the loop of the Sagnac interferometer as shown in FIG.
The same applies to the case where a is inserted.
【0015】本発明は、光増幅器で発生する自然放出光
等の雑音光を波長フィルタを用いずに抑圧することがで
きる低雑音な光増幅回路を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a low-noise optical amplifier circuit capable of suppressing noise light such as spontaneous emission light generated in an optical amplifier without using a wavelength filter.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の光増幅回路は、
光増幅器の後段に、2×2の光結合器の出力ポート間に
3次の光非線形媒質と光減衰器を直列に接続したサニャ
ック干渉計を備え、光増幅器の出力光信号をサニャック
干渉計の光結合器の一方の入力ポートに接続し、他方の
入力ポートから出力光信号を取り出す構成である。An optical amplifier circuit according to the present invention comprises:
A Sagnac interferometer in which a third-order optical nonlinear medium and an optical attenuator are connected in series between output ports of a 2 × 2 optical coupler is provided downstream of the optical amplifier, and an output optical signal of the optical amplifier is connected to the Sagnac interferometer. The optical coupler is connected to one input port and an output optical signal is extracted from the other input port.
【0017】ここで、光結合器の分岐比をr:1−r、
光減衰器の挿入損失をα、光非線形媒質の非線形定数を
γ、長さをLとし、 A=2αr(1−r) B=(r2+(1−r)2) /(2r(1−r)) C=γL(r−α(1−r)) としたときに、サニャック干渉計への入力光信号強度P
in(t) に対する出力光信号強度Pout(t)が Pout(t)=APin(t)[B−cos(CPin(t))] と表され、Bの値が1であることを特徴とする。このと
きの入出力光強度の関係は、Pin(t) →0の極限におい
て透過率は0となる。Here, the branching ratio of the optical coupler is r: 1−r,
When the insertion loss of the optical attenuator is α, the nonlinear constant of the optical nonlinear medium is γ, and the length is L, A = 2αr (1-r) B = (r 2 + (1-r) 2 ) / (2r (1 −r)) When C = γL (r−α (1-r)), the input optical signal intensity P to the Sagnac interferometer is
The output optical signal strength Pout (t) with respect to in (t) is expressed as Pout (t) = APin (t) [B−cos (CPin (t))], and the value of B is 1 . At this time, the relationship between the input and output light intensities is such that the transmittance becomes 0 in the limit of Pin (t) → 0.
【0018】なお、サニャック干渉計の2×2の光結合
器の分岐比を50:50(r=1/2 )とすると、B=1とな
る。If the branching ratio of the 2.times.2 optical coupler of the Sagnac interferometer is 50:50 (r = 1/2), B = 1.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】(第1の実施形態:請求項1,
2)図1は、本発明の光増幅回路の第1の実施形態を示
す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment: Claim 1,
2) FIG. 1 shows a first embodiment of the optical amplifier circuit of the present invention.
【0020】図において、入力光信号は、光増幅器11
で増幅されてサニャック干渉計12に入力される。サニ
ャック干渉計12は、2×2の入出力ポートを有する分
岐比50:50の光結合器13と、2つの出力ポートP3 ,
P4 をループ状に結合する3次の光非線形媒質14およ
び光減衰器15により構成される。In the figure, an input optical signal is transmitted to an optical amplifier 11.
And is input to the Sagnac interferometer 12. The Sagnac interferometer 12 has a 50:50 splitting ratio optical coupler 13 having 2 × 2 input / output ports, and two output ports P 3 ,
It is composed of a third-order optical nonlinear medium 14 and an optical attenuator 15 that couple P 4 in a loop.
【0021】光増幅器11で増幅された入力光信号(P
in)は、光結合器13の一方の入力ポートP1 に入力さ
れ、2つの出力ポートP3 ,P4 から出力される。この
光信号はループを逆方向に伝搬し、3次の光非線形媒質
14と光減衰器15を通過して再度光結合器13の出力
ポートP3 ,P4 に入力され、さらに入力ポートP2か
ら出力される。The input optical signal (P
in) is inputted to one input port P 1 of the optical coupler 13 and output from the two output ports P 3, P 4. This optical signal propagates through the loop in the reverse direction, passes through the third-order optical nonlinear medium 14 and the optical attenuator 15, and is again input to the output ports P 3 and P 4 of the optical coupler 13 and further to the input port P 2 Output from
【0022】本実施形態における入出力光強度特性を図
2に示す。光結合器13の分岐比を50:50に設定するこ
とにより、第1の低レベル領域および第2の低レベル領
域はともに零となる。第1の低レベル領域と第1の高レ
ベル領域に合わせて、各入力光信号のスペースとマーク
の光強度を設定することにより、入力光信号のスペース
時に含まれる背景雑音はクリップされ、マーク時に含ま
れる雑音光はリミットされる。FIG. 2 shows input / output light intensity characteristics in this embodiment. By setting the branching ratio of the optical coupler 13 to 50:50, both the first low-level region and the second low-level region become zero. By setting the space of each input optical signal and the light intensity of the mark in accordance with the first low-level area and the first high-level area, background noise included in the space of the input optical signal is clipped, and The noise light included is limited.
【0023】(第2の実施形態:請求項1,2,3,
4)図3は、本発明の光増幅回路の第2の実施形態を示
す。本実施形態の特徴は、第1の実施形態における光増
幅器11の出力光信号強度を制御し、サニャック干渉計
12の入力光信号のピーク強度を一定に制御するところ
にある。すなわち、光増幅器11の出力光信号の一部を
光カプラ21で分岐して制御手段22に入力し、光増幅
器11の出力光信号のピーク強度(サニャック干渉計1
2の入力光信号のピーク強度)が一定になるように制御
する。その他の構成は第1の実施形態と同様である。こ
れにより、サニャック干渉計12の出力光信号強度を安
定化できるとともに、少なくとも入力光信号のスペース
時に含まれる背景雑音をクリップすることができる。(Second Embodiment: Claims 1, 2, 3,
4) FIG. 3 shows a second embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention. The feature of this embodiment lies in that the output optical signal intensity of the optical amplifier 11 in the first embodiment is controlled and the peak intensity of the input optical signal of the Sagnac interferometer 12 is controlled to be constant. That is, a part of the output optical signal of the optical amplifier 11 is branched by the optical coupler 21 and input to the control unit 22, and the peak intensity of the output optical signal of the optical amplifier 11 (Sagnac interferometer 1
2 (the peak intensity of the input optical signal). Other configurations are the same as those of the first embodiment. As a result, the output optical signal intensity of the Sagnac interferometer 12 can be stabilized, and at least background noise included when the input optical signal is in a space can be clipped.
【0024】さらに、サニャック干渉計12の出力光信
号のピーク強度がその入出力光強度特性の最初の極大値
(第1の高レベル領域)に対応するように、入力光信号
のピーク強度(マークの光強度)を一定に制御すること
により、光リミッティング性能を高めることができる。Further, the peak intensity (mark) of the input optical signal is set so that the peak intensity of the output optical signal of the Sagnac interferometer 12 corresponds to the first maximum value (first high level region) of the input / output optical intensity characteristic. By controlling the light intensity at a constant value, the light limiting performance can be improved.
【0025】(第3の実施形態:請求項1,2,5)図
4は、本発明の光増幅回路の第3の実施形態を示す。本
実施形態の特徴は、第1の実施形態における光増幅器1
1の出力光信号強度(サニャック干渉計12の入力光信
号強度)に応じて、サニャック干渉計12の光減衰器の
挿入損失を制御するところにある。すなわち、光増幅器
11の出力光信号の一部を光カプラ21で分岐して制御
手段23に入力し、出力光信号強度に応じて光減衰器1
5の減衰量を制御する。その他の構成は第1の実施形態
と同様である。これにより、サニャック干渉計12の入
出力光強度特性が変化し、その第1の高レベル領域と入
力光信号のマークの光強度を一致させ、光リミッティン
グ性能を高めることができる。FIG. 4 shows a third embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention. The feature of this embodiment is that the optical amplifier 1 according to the first embodiment is different from that of the first embodiment.
In other words, the insertion loss of the optical attenuator of the Sagnac interferometer 12 is controlled according to the output optical signal strength (input optical signal strength of the Sagnac interferometer 12). That is, a part of the output optical signal of the optical amplifier 11 is branched by the optical coupler 21 and input to the control means 23.
5 is controlled. Other configurations are the same as those of the first embodiment. As a result, the input / output light intensity characteristics of the Sagnac interferometer 12 change, and the light intensity of the first high-level region and the mark of the input optical signal can be matched to improve the light limiting performance.
【0026】(第4の実施形態:請求項1,2,6,
7)図5は、本発明の光増幅回路の第4の実施形態を示
す。本実施形態の特徴は、第1の実施形態における光増
幅器11の出力光信号強度を制御し、サニャック干渉計
12の出力光信号のピーク強度がその入出力光強度特性
の最初の極大値(第1の高レベル領域)に対応するよう
に制御するところにある。すなわち、サニャック干渉計
12の出力光信号の一部を光カプラ24で分岐して制御
手段22に入力し、サニャック干渉計12の出力光信号
のピーク強度が一定になるように制御する。その他の構
成は第1の実施形態と同様である。これにより、サニャ
ック干渉計12の入出力光強度特性の第1の高レベル領
域と入力光信号のマークの光強度を一致させ、光リミッ
ティング性能を高めることができる。(Fourth embodiment: Claims 1, 2, 6,
7) FIG. 5 shows a fourth embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention. The feature of this embodiment is that the output optical signal intensity of the optical amplifier 11 in the first embodiment is controlled, and the peak intensity of the output optical signal of the Sagnac interferometer 12 is the first maximum value (the first maximum value) of the input / output optical intensity characteristic. (A high-level area of 1). That is, a part of the output optical signal of the Sagnac interferometer 12 is branched by the optical coupler 24 and input to the control means 22 so that the peak intensity of the output optical signal of the Sagnac interferometer 12 is controlled to be constant. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Thus, the first high-level region of the input / output light intensity characteristic of the Sagnac interferometer 12 and the light intensity of the mark of the input optical signal can be matched, and the optical limiting performance can be improved.
【0027】なお、第3の実施形態のように、サニャッ
ク干渉計12の出力光信号のピーク強度が一定になるよ
うに、サニャック干渉計12の光減衰器の挿入損失を制
御するようにしても同様である。Note that, as in the third embodiment, the insertion loss of the optical attenuator of the Sagnac interferometer 12 may be controlled so that the peak intensity of the output optical signal of the Sagnac interferometer 12 becomes constant. The same is true.
【0028】(第5の実施形態:請求項1,2,8)図
6は、本発明の光増幅回路の第5の実施形態を示す。本
実施形態の特徴は、第1の実施形態におけるサニャック
干渉計12から光増幅器11への戻り光を抑圧するとこ
ろにある。すなわち、光増幅器11とサニャック干渉計
12との間に、サニャック干渉計12から光増幅器11
への戻り光を抑圧する光アイソレータ25を挿入する。
その他の構成は第1の実施形態と同様である。(Fifth Embodiment: Claims 1, 2, and 8) FIG. 6 shows a fifth embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention. The feature of the present embodiment resides in that the return light from the Sagnac interferometer 12 to the optical amplifier 11 in the first embodiment is suppressed. That is, between the optical amplifier 11 and the Sagnac interferometer 12, the optical amplifier 11
An optical isolator 25 for suppressing return light to the optical path is inserted.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
【0029】(第6の実施形態:請求項1,2,9)図
7は、本発明の光増幅回路の第6の実施形態を示す。本
実施形態の特徴は、第1の実施形態における光増幅器1
1で発生する自然放出光を抑圧するところにある。すな
わち、光増幅器11とサニャック干渉計12との間(図
7(a))、またはサニャック干渉計12の出力側(図7
(b))に、光増幅器11で発生する自然放出光を抑圧する
波長フィルタ26を挿入する。その他の構成は第1の実
施形態と同様である。これにより、自然放出光による雑
音成分をさらに減らした出力光信号を得ることができ
る。(Sixth Embodiment: Claims 1, 2, 9) FIG. 7 shows a sixth embodiment of the optical amplifier circuit of the present invention. The feature of this embodiment is that the optical amplifier 1 according to the first embodiment is different from that of the first embodiment.
1 is to suppress the spontaneously emitted light. That is, between the optical amplifier 11 and the Sagnac interferometer 12 (FIG. 7A), or on the output side of the Sagnac interferometer 12 (FIG.
(b), a wavelength filter 26 for suppressing the spontaneous emission light generated in the optical amplifier 11 is inserted. Other configurations are the same as those of the first embodiment. This makes it possible to obtain an output optical signal in which noise components due to spontaneous emission light are further reduced.
【0030】(第7の実施形態:請求項1,2,10)
図8は、本発明の光増幅回路の第7の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、第1の実施形態の光増幅回路を複
数段直列に接続するところにある。ここでは2段構成も
のを示す。これにより、入出力光強度特性が急峻にな
り、光リミッティング機能および光クリッピング機能を
増強させることができる。(Seventh Embodiment: Claims 1, 2, and 10)
FIG. 8 shows a seventh embodiment of the optical amplifier circuit of the present invention.
The feature of this embodiment lies in that a plurality of stages of the optical amplifier circuits of the first embodiment are connected in series. Here, a two-stage configuration is shown. As a result, the input / output light intensity characteristics become steep, and the light limiting function and the light clipping function can be enhanced.
【0031】また、本実施形態に対して、第2の実施形
態のサニャック干渉計12の入力光信号のピーク強度を
一定に制御する構成、第3の実施形態の光増幅器11の
出力光信号強度(サニャック干渉計12の入力光信号強
度)に応じてサニャック干渉計12の光減衰器の挿入損
失を制御する構成、第4の実施形態のサニャック干渉計
12の出力光信号強度に応じて、サニャック干渉計12
の入力光信号強度または光減衰器の挿入損失を制御する
構成、第5の実施形態のサニャック干渉計12から光増
幅器11への戻り光を抑圧する光アイソレータ25を備
えた構成、第6の実施形態の光増幅器11で発生する自
然放出光を抑圧する波長フィルタ26を備えた構成をそ
れぞれ個別に、または組み合わせて適用することができ
る。In contrast to the present embodiment, a configuration in which the peak intensity of the input optical signal of the Sagnac interferometer 12 of the second embodiment is controlled to be constant, and the output optical signal intensity of the optical amplifier 11 of the third embodiment. A configuration in which the insertion loss of the optical attenuator of the Sagnac interferometer 12 is controlled according to the (input optical signal intensity of the Sagnac interferometer 12), and the Sagnac according to the output optical signal intensity of the Sagnac interferometer 12 of the fourth embodiment. Interferometer 12
, A configuration including an optical isolator 25 for suppressing return light from the Sagnac interferometer 12 to the optical amplifier 11 according to the fifth embodiment, and a sixth embodiment. The configuration including the wavelength filter 26 for suppressing the spontaneous emission light generated in the optical amplifier 11 of the embodiment can be applied individually or in combination.
【0032】(第8の実施形態:請求項1,2,11)
図9は、本発明の光増幅回路の第8の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、第1の実施形態のサニャック干渉
計12からの反射光強度を監視し、光信号の劣化を検出
するところにある。すなわち、サニャック干渉計12の
反射光の一部を光カプラ27で分岐して光強度測定手段
28に入力し、反射光強度を測定して監視情報として出
力する。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
増幅された光信号のSN比が劣化すると、サニャック干
渉計12からの反射光(雑音光)強度が増加するので、
これを測定することにより出力光信号のSN比を監視す
ることができる。なお、本実施形態と第2の実施形態〜
第7の実施形態を組み合わせる構成としてもよい。(Eighth Embodiment: Claims 1, 2, 11)
FIG. 9 shows an optical amplifier circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
The feature of this embodiment lies in that the reflected light intensity from the Sagnac interferometer 12 of the first embodiment is monitored to detect the deterioration of the optical signal. That is, a part of the reflected light from the Sagnac interferometer 12 is branched by the optical coupler 27 and input to the light intensity measuring means 28, where the reflected light intensity is measured and output as monitoring information. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
When the SN ratio of the amplified optical signal deteriorates, the intensity of the reflected light (noise light) from the Sagnac interferometer 12 increases.
By measuring this, the SN ratio of the output optical signal can be monitored. Note that this embodiment and the second embodiment to the second embodiment
A configuration in which the seventh embodiment is combined may be adopted.
【0033】(第9の実施形態:請求項1,2,12)
図10は、本発明の光増幅回路の第9の実施形態を示
す。本実施形態の特徴は、第1の実施形態のサニャック
干渉計12への入力光信号強度とサニャック干渉計12
からの反射光強度を監視し、両者の比から光信号のSN
比を算定して監視情報として出力するところにある。す
なわち、光増幅器11の出力光信号(サニャック干渉計
12の入力光信号)の一部を光カプラ21で分岐して光
強度測定手段29に入力し、サニャック干渉計12の反
射光の一部を光カプラ27で分岐して光強度測定手段2
8に入力し、測定された各光強度を比較手段30に入力
して光信号のSN比を算定し、監視情報として出力す
る。その他の構成は第1の実施形態と同様である。な
お、本実施形態と第2の実施形態〜第7の実施形態を組
み合わせる構成としてもよい。(Ninth Embodiment: Claims 1, 2, and 12)
FIG. 10 shows a ninth embodiment of the optical amplifier circuit of the present invention. This embodiment is characterized in that the input optical signal intensity to the Sagnac interferometer 12 of the first embodiment and the Sagnac interferometer 12
The intensity of the reflected light from the optical signal is monitored, and the SN
The ratio is calculated and output as monitoring information. That is, a part of the output optical signal of the optical amplifier 11 (the input optical signal of the Sagnac interferometer 12) is branched by the optical coupler 21 and input to the light intensity measuring means 29, and a part of the reflected light of the Sagnac interferometer 12 is converted. Light intensity measuring means 2 branched by optical coupler 27
8 and input each measured light intensity to the comparing means 30 to calculate the SN ratio of the optical signal and output it as monitoring information. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Note that a configuration in which this embodiment is combined with the second to seventh embodiments may be adopted.
【0034】また、以上示した各実施形態において、サ
ニャック干渉計12とそれに挿入された光減衰器15お
よび光非線形媒質14が偏波保持性をもつことにより、
外乱に対する光増幅回路の動作を安定化させることがで
きる(請求項13)。In each of the embodiments described above, the Sagnac interferometer 12 and the optical attenuator 15 and the optical nonlinear medium 14 inserted therein have polarization maintaining properties.
It is possible to stabilize the operation of the optical amplifier circuit against disturbance.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅回
路は、サニャック干渉計の光結合器の分岐比を50:50に
設定し、サニャック干渉計の入出力特性の第1の低レベ
ル領域と第1の高レベル領域に合わせて、各入力光信号
のスペースとマークの光強度を設定することにより、入
力光信号のスペース時に含まれる背景雑音をクリップ
し、マーク時に含まれる雑音光をリミットすることがで
きる。これにより、波長フィルタを用いずに低雑音な光
増幅回路を実現することができる。このような光増幅回
路は、自然放出光のフィルタリングの困難な波長多重光
信号の増幅に最適である。As described above, the optical amplifier circuit according to the present invention sets the branching ratio of the optical coupler of the Sagnac interferometer to 50:50 and sets the first low level of the input / output characteristics of the Sagnac interferometer. By setting the space of each input optical signal and the light intensity of the mark in accordance with the area and the first high-level area, background noise included in the space of the input optical signal is clipped, and noise light included in the mark is reduced. You can limit. This makes it possible to realize a low-noise optical amplifier circuit without using a wavelength filter. Such an optical amplifier circuit is most suitable for amplifying a wavelength division multiplexed optical signal in which filtering of spontaneous emission light is difficult.
【0036】また、サニャック干渉計の反射光を監視す
る構成をとることにより、光信号のSN比の劣化を検出
でき、光伝送システム等への適用の際に重要な監視情報
を簡単に得ることができる。Further, by adopting a configuration for monitoring the reflected light of the Sagnac interferometer, deterioration of the S / N ratio of the optical signal can be detected, and important monitoring information can be easily obtained when applied to an optical transmission system or the like. Can be.
【図1】本発明の光増幅回路の第1の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an optical amplifier circuit according to the present invention.
【図2】第1の実施形態における入出力光強度特性を示
す図。FIG. 2 is a diagram showing input / output light intensity characteristics in the first embodiment.
【図3】本発明の光増幅回路の第2の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the optical amplifier circuit of the present invention.
【図4】本発明の光増幅回路の第3の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention.
【図5】本発明の光増幅回路の第4の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention.
【図6】本発明の光増幅回路の第5の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention.
【図7】本発明の光増幅回路の第6の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a sixth embodiment of the optical amplifier circuit of the present invention.
【図8】本発明の光増幅回路の第7の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a seventh embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention.
【図9】本発明の光増幅回路の第8の実施形態を示すブ
ロック図。FIG. 9 is a block diagram showing an optical amplifier circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の光増幅回路の第9の実施形態を示す
ブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a ninth embodiment of the optical amplifier circuit according to the present invention.
【図11】光リミッティング機能を有する従来の光増幅
回路の一構成例を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing one configuration example of a conventional optical amplifier circuit having an optical limiting function.
【図12】サニャック干渉計を用いたノイズ減衰器の構
成例を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a noise attenuator using a Sagnac interferometer.
【図13】シグモイド関数を説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating a sigmoid function.
【図14】図12の構成における入出力光強度の関係を
示す図。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between input and output light intensities in the configuration of FIG. 12;
【図15】サニャック干渉計を用いたノイズ減衰器の他
の構成例を示すブロック図。FIG. 15 is a block diagram showing another configuration example of the noise attenuator using the Sagnac interferometer.
【図16】図15の構成における入出力光強度の関係を
示す図。FIG. 16 is a diagram showing a relationship between input and output light intensities in the configuration of FIG. 15;
【符号の説明】 1 サニャック干渉計 2 波長フィルタ 3 光結合器 4 光非線形媒質 5 双方向光増幅器 6 光減衰器 11 光増幅器 12 サニャック干渉計 13 光結合器 14 光非線形媒質 15 光減衰器 21,24,27 光カプラ 22,23 制御手段 25 光アイソレータ 26 波長フィルタ 28,29 光強度測定手段 30 比較手段[Description of Signs] 1 Sagnac interferometer 2 Wavelength filter 3 Optical coupler 4 Optical nonlinear medium 5 Bidirectional optical amplifier 6 Optical attenuator 11 Optical amplifier 12 Sagnac interferometer 13 Optical coupler 14 Optical nonlinear medium 15 Optical attenuator 21, 24, 27 Optical coupler 22, 23 Control means 25 Optical isolator 26 Wavelength filter 28, 29 Light intensity measuring means 30 Comparison means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2K002 AA02 AB21 AB30 AB40 BA01 HA22 HA26 5K002 BA02 BA04 CA02 CA09 CA10 CA13 EA05 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2K002 AA02 AB21 AB30 AB40 BA01 HA22 HA26 5K002 BA02 BA04 CA02 CA09 CA10 CA13 EA05 FA01
Claims (13)
出力ポート間に3次の光非線形媒質と光減衰器を直列に
接続したサニャック干渉計を備え、前記光増幅器の出力
光信号を前記サニャック干渉計の光結合器の一方の入力
ポートに接続し、他方の入力ポートから出力光信号を取
り出す光増幅回路において、 前記光結合器の分岐比をr:1−r、前記光減衰器の挿
入損失をα、前記光非線形媒質の非線形定数をγ、長さ
をLとし、 A=2αr(1−r) B=(r2+(1−r)2) /(2r(1−r)) C=γL(r−α(1−r)) としたときに、前記サニャック干渉計への入力光信号強
度Pin(t) に対する出力光信号強度Pout(t)が Pout(t)=APin(t)[B−cos(CPin(t))] と表され、前記Bの値が1であることを特徴とする光増
幅回路。A Sagnac interferometer in which a third-order optical nonlinear medium and an optical attenuator are connected in series between output ports of a 2 × 2 optical coupler at a subsequent stage of an optical amplifier, and the output light of the optical amplifier is provided. In an optical amplifier circuit for connecting a signal to one input port of an optical coupler of the Sagnac interferometer and extracting an output optical signal from the other input port, a branching ratio of the optical coupler is r: 1-r, and the light is When the insertion loss of the attenuator is α, the nonlinear constant of the optical nonlinear medium is γ, and the length is L, A = 2αr (1-r) B = (r 2 + (1-r) 2 ) / (2r (1 −r)) When C = γL (r−α (1-r)), the output optical signal intensity Pout (t) with respect to the input optical signal intensity Pin (t) to the Sagnac interferometer is Pout (t). = APin (t) [B-cos (CPin (t))], wherein the value of B is 1.
0:50であることを特徴とする光増幅回路。2. The optical amplifying circuit according to claim 1, wherein the 2 × 2 optical coupler of the Sagnac interferometer has a branching ratio of 5
An optical amplifier circuit characterized by the ratio of 0:50.
定になるように制御することを特徴とする光増幅回路。3. The optical amplifying circuit according to claim 1, wherein control is performed such that the peak intensity of the optical signal input to the Sagnac interferometer is constant.
ク干渉計の出力光信号のピーク強度がその入出力光強度
特性の最初の極大値に対応するように、前記サニャック
干渉計への入力光信号のピーク強度を制御することを特
徴とする光増幅回路。4. The optical amplifier circuit according to claim 1, wherein a peak intensity of an output optical signal of the Sagnac interferometer is an initial maximum of an input / output optical intensity characteristic according to an output optical signal intensity of the optical amplifier. An optical amplifier circuit, wherein a peak intensity of an optical signal input to the Sagnac interferometer is controlled so as to correspond to a value.
ク干渉計の出力光信号のピーク強度がその入出力光強度
特性の最初の極大値に対応するように、前記サニャック
干渉計の光減衰器の挿入損失を制御することを特徴とす
る光増幅回路。5. The optical amplifier circuit according to claim 1, wherein a peak intensity of an output optical signal of the Sagnac interferometer is an initial maximum of an input / output optical intensity characteristic according to an output optical signal intensity of the optical amplifier. An optical amplifier circuit, wherein an insertion loss of an optical attenuator of the Sagnac interferometer is controlled so as to correspond to a value.
サニャック干渉計の出力光信号のピーク強度がその入出
力光強度特性の最初の極大値に対応するように、前記サ
ニャック干渉計への入力光信号のピーク強度を制御する
ことを特徴とする光増幅回路。6. The optical amplifying circuit according to claim 1, wherein the peak intensity of the output optical signal of the Sagnac interferometer is the first of the input / output optical intensity characteristics according to the output optical signal intensity of the Sagnac interferometer. An optical amplifier circuit, wherein a peak intensity of an optical signal input to the Sagnac interferometer is controlled so as to correspond to a maximum value.
サニャック干渉計の出力光信号のピーク強度がその入出
力光強度特性の最初の極大値に対応するように、前記サ
ニャック干渉計の光減衰器の挿入損失を制御することを
特徴とする光増幅回路。7. The optical amplifying circuit according to claim 1, wherein the peak intensity of the output optical signal of the Sagnac interferometer is the first of the input / output optical intensity characteristics according to the output optical signal intensity of the Sagnac interferometer. An optical amplifier circuit, wherein an insertion loss of an optical attenuator of the Sagnac interferometer is controlled so as to correspond to a maximum value.
ニャック干渉計からの戻り光を抑圧する光アイソレータ
を備えたことを特徴とする光増幅回路。8. The optical amplifying circuit according to claim 1, further comprising an optical isolator between said optical amplifier and said Sagnac interferometer for suppressing return light from said Sagnac interferometer. Optical amplifier circuit.
記サニャック干渉計の出力側に、前記光増幅器で発生し
た自然放出光を抑圧する波長フィルタを備えたことを特
徴とする光増幅回路。9. The optical amplifier circuit according to claim 1, wherein the spontaneous emission light generated by the optical amplifier is suppressed between the optical amplifier and the Sagnac interferometer or at the output side of the Sagnac interferometer. An optical amplifier circuit comprising a wavelength filter.
縦続に接続したことを特徴とする光増幅回路。10. An optical amplifying circuit, wherein the optical amplifying circuit according to claim 1 is connected in a plurality of stages.
て、 前記サニャック干渉計からの反射光強度を測定し、光信
号のSN比に対応した監視情報として出力する手段を備
えたことを特徴とする光増幅回路。11. The optical amplifying circuit according to claim 1, further comprising means for measuring the intensity of the reflected light from the Sagnac interferometer and outputting as monitoring information corresponding to the SN ratio of the optical signal. Optical amplifier circuit.
て、 前記サニャック干渉計の入力光信号強度および前記サニ
ャック干渉計からの反射光強度を測定し、光信号のSN
比に対応した監視情報として出力する手段を備えたこと
を特徴とする光増幅回路。12. The optical amplifier circuit according to claim 1, wherein an input optical signal intensity of the Sagnac interferometer and a reflected light intensity from the Sagnac interferometer are measured, and the SN of the optical signal is measured.
An optical amplifier circuit comprising: means for outputting monitoring information corresponding to a ratio.
て、 前記サニャック干渉計が偏波保持性を有する構成である
ことを特徴とする光増幅回路。13. The optical amplifying circuit according to claim 1, wherein said Sagnac interferometer has a polarization maintaining property.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10281204A JP2000111966A (en) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Optical amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10281204A JP2000111966A (en) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Optical amplifier circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=17635815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10281204A Pending JP2000111966A (en) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Optical amplifier circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000111966A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100728920B1 (en) | 2005-07-26 | 2007-06-14 | (주)옵토네스트 | An all-optical variable optical attenuator |
JP2013093627A (en) * | 2013-02-18 | 2013-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor wavelength variable laser |
JP2014521219A (en) * | 2011-07-11 | 2014-08-25 | エコール ポリテクニク | Device and passive method for coherent synthesis of two optical beams with amplification and / or spectral broadening |
-
1998
- 1998-10-02 JP JP10281204A patent/JP2000111966A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100728920B1 (en) | 2005-07-26 | 2007-06-14 | (주)옵토네스트 | An all-optical variable optical attenuator |
JP2014521219A (en) * | 2011-07-11 | 2014-08-25 | エコール ポリテクニク | Device and passive method for coherent synthesis of two optical beams with amplification and / or spectral broadening |
JP2013093627A (en) * | 2013-02-18 | 2013-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor wavelength variable laser |
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