JP2000341213A - 温度補償機能を有する利得調整器および光増幅器 - Google Patents

温度補償機能を有する利得調整器および光増幅器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】周囲温度に応じて変化する利得波長特性にも柔
軟に対応可能な温度補償機能を有する利得調整器を提供
し、広い温度範囲に亘って安定な利得波長特性を実現で
きる簡略な構成で小型の光増幅器を提供する。 【解決手段】本発明による利得調整器は、互いに異なる
損失波長特性を有し、かつ、それぞれの損失波長特性の
温度依存性が互いに異なる複数の長周期ファイバグレー
ティング（ＬＰＧ）１，２が形成された光伝送路Ｌを備
えて構成され、各ＬＰＧ１，２の特性は、光増幅器の利
得波長特性およびその温度依存性に応じて設定される。
これにより、温度特性に応じた利得補償が自動的に行わ
れるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号に対する利
得波長特性を補償する利得調整器および光増幅器に関
し、特に、利得波長特性の温度依存性をも自動的に補償
するようにした温度補償機能を有する利得調整器および
光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムに用いられる光増幅器の
内部に設けられ、光増幅の利得波長特性を補償する光フ
ィルタなどを使用した利得等化器（利得調整器）が知ら
れている。この従来の利得等化器は、その損失波長特性
が光増幅の利得波長特性を打ち消して平坦な波長特性が
得られるように予め設計されている。利得等化器の損失
波長特性の設計は、一般に、特定の温度における光増幅
器の利得波長特性を基準として最適化が図られる場合が
多く、利得等化器の損失波長特性としては温度依存性の
小さいことが必要とされてきた。このような利得等化器
を使用することによって、所要の波長帯域における利得
波長特性の比較的平坦な光増幅器が実現可能になった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光増幅器の
利得波長特性は周囲温度により変動することが知られて
いる。例えば、光増幅器に用いられているエルビウムド
ープ光ファイバ（Erbium-Doped Fiber；ＥＤＦ）の利得
波長特性は、図１６に示すように、波長に対する利得偏
差が周囲温度（図では０℃、２５℃および６５℃）によ
って大きく変化する。また、上記のようなＥＤＦについ
て、周囲温度が０℃の場合の利得と２５℃の場合の利得
との差を求めると、図１７（Ａ）に示すような波長特性
となり、周囲温度が６５℃と２５℃の場合の利得差は図
１７（Ｂ）に示すような波長特性となる。
【０００４】上記のようにＥＤＦの利得波長特性が温度
依存性を有するため、これまではＥＤＦを一定温度に保
つ必要があった。このためには、ＥＤＦを断熱材で覆う
等の必要があり、また、ヒータや電源等を用いてＥＤＦ
の温度を調整することが必要となる場合もあって、光増
幅器が大型化してしまうという欠点があった。
【０００５】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、周囲温度に応じて変化する利得波長特性にも柔軟に
対応可能な温度補償機能を有する利得調整器を提供し、
広い温度範囲に亘って安定な利得波長特性を実現できる
簡略な構成で小型の光増幅器を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の温度補償機能を有する利得調整器は、光信号
が伝搬する光伝送路上に、互いに異なる損失波長特性を
有し、かつ、それぞれの損失波長特性の温度依存性が互
いに異なる複数のグレーティング部を備えて構成される
ようにしたものである。
【０００７】かかる構成では、互いに異なる損失波長特
性およびその温度依存性を有する複数のグレーティング
部を適宜に組み合わせ光伝送路として用いることで、周
囲温度の変動に応じて損失波長特性が変化する利得調整
器を高い自由度をもって設計することが可能となる。
【０００８】本発明の温度補償機能を有する光増幅器
は、光伝送路を伝搬する光信号を増幅する光増幅手段を
備え、該光増幅手段の利得波長特性が温度依存性を有す
る光増幅器において、前記光増幅手段内または前記光増
幅手段に接続する伝送路上に、互いに異なる損失波長特
性を有し、かつ、それぞれの損失波長特性の温度依存性
が互いに異なる複数のグレーティング部を備えて構成さ
れ、各グレーティング部の損失波長特性および該損失波
長特性の温度依存性が、前記光増幅手段の利得波長特性
および該利得波長特性の温度依存性に応じて、それぞれ
設定されるようにしたものである。
【０００９】かかる構成では、光信号が光増幅手段にお
いて温度依存性をもつ利得波長特性に従って増幅され
る。しかし、その光増幅手段の利得波長特性およびその
温度依存性に応じて、損失波長特性およびその温度依存
性が設定された複数のグレーティング部を光信号が伝搬
することによって、温度特性を含めた利得補償が自動的
に行われるようになる。これにより、温度変化に関わら
ず安定な利得波長特性を得ることのできる簡略な構成で
小型の光増幅器が実現可能となる。
【００１０】また、上記の利得調整器または光増幅器に
ついて、複数のグレーティング部は、それぞれ光伝送路
に沿って形成された長周期ファイバグレーティングとし
てもよい。さらに、長周期ファイバグレーティングは、
格子間隔を０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内とするのが好ま
しい。
【００１１】さらに、上記の光増幅器について、具体的
な光増幅手段としては、複数の光増幅部を有する多段増
幅構成としてもよく、加えて、希土類元素ドープファイ
バを用いた光ファイバ増幅器を含むようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、第１実施形態の光増幅器に
用いられる利得調整器の構成を示す図である。また、図
２は、上記光増幅器の構成の一例を示すブロック図であ
る。
【００１３】図１において、本実施形態で用いられる利
得調整器（Gain Control Unit；ＧＣＵ）１０は、端子
Ｔ1，Ｔ2の間に、例えば２種類の長周期ファイバグレー
ティング（Long Period Grating；以下ＬＰＧとする）
１，２を縦続接続することによって光伝送路Ｌを構成し
たものである。
【００１４】各ＬＰＧ１，２は、光伝送路Ｌを伝搬する
光信号に対して、互いに異なる損失波長特性を有し、か
つ、それぞれの損失波長特性の温度依存性が互いに異な
るものが用いられる。これらのＬＰＧ１，２は、公知の
ＬＰＧと同様の構造をそれぞれ有し、例えば光ファイバ
の外部から紫外光を照射するなどして、光ファイバの長
手方向に沿って所要の格子間隔のグレーティングを書き
込むことにより作成される。ＬＰＧの格子間隔は、通常
０．５ｍｍ程度（０．１〜１ｍｍの範囲）である。この
格子間隔は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢ
Ｇ）の格子間隔（通常０．５μｍ程度）と比べて広く長
周期である。各ＬＰＧ１，２の間は、光コネクタ等を介
して接続してもスプライスにより接続してもよい。ある
いは、１本の光ファイバに対して、その長手方向に２つ
のＬＰＧ１，２の書き込みをそれぞれ行い、該光ファイ
バを端子Ｔ1，Ｔ2の間に接続しても構わない。なお、各
ＬＰＧ１，２の損失波長特性の設定については後述す
る。
【００１５】上記のような構成の利得調整器１０が用い
られる光増幅器は、例えば図２に示すように、入力ポー
トＩＮ及び出力ポートＯＵＴの間に、前段の光増幅部２
１および後段の光増幅部２２が可変光減衰器（ＶＡＴ
Ｔ）２３を介して縦続接続され、さらに、後段の光増幅
部２２と出力ポートＯＵＴとの間に利得調整器１０およ
び利得等化器（ＧＥＱ）１１が挿入された構成などとす
ることができる。
【００１６】各光増幅部２１，２２は、例えば、波長の
異なる複数の光信号を含んだ波長多重（ＷＤＭ）信号光
を一括して増幅可能であり、具体的には、エルビウムド
ープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）などの公知の光増幅
デバイスを用いて構成される。また、各光増幅部２１，
２２には、利得を一定に制御するＡＧＣ回路２１Ａ，２
２Ａがそれぞれ設けられている。各ＡＧＣ回路は、該当
する光増幅部の入力光及び出力光の各パワーをモニタ
し、その光増幅部における利得が所要の値となるように
励起光パワー等の自動制御を行う。各光増幅部２１，２
２を利得一定制御することによって、入力光レベルの変
動に対して利得波長特性を一定に保つことが可能とな
る。
【００１７】可変光減衰器２３は、外部からの信号によ
り光減衰量を変化させることのできる公知の光減衰器で
ある。この可変光減衰器２３の光減衰量は、ＡＬＣ回路
２３Ａから出力される信号によって制御される。ＡＬＣ
回路２３Ａは、ここでは利得等化器１１の出力光のパワ
ーをモニタし、光増幅器から出力される各波長の光信号
パワーが一定のレベルとなるように可変光減衰器２３の
光減衰量を制御する信号を発生する。利得等化器１１
は、光増幅部２１，２２の利得波長特性を調整し、波長
に対する利得を一定にするための等化器である。
【００１８】なお、ここでは図示を省略したが、光増幅
器の各ポートＩＮ，ＯＵＴに接続される光伝送路等で発
生する波長分散の補償が必要な場合には、本光増幅器内
に分散補償ファイバ等の分散補償手段を設けても構わな
い。
【００１９】ここで、利得調整器１０に用いる各ＬＰＧ
１，２の損失波長特性およびその温度依存性について説
明する。まず、ＬＰＧの一般的な特性について図３を用
いて説明する。
【００２０】図３に示すＬＰＧの損失波長特性は、通
常、中心波長λ0、最大損失量Ａおよび損失が発生する
波長幅Ｂをパラメータとして特定される。中心波長λ0
および波長幅Ｂについては、光ファイバに形成されるグ
レーティングの格子間隔に応じて決定され、最大損失量
Ａについては、コアとグレーティングの屈折率差および
グレーティングの書き込み領域幅で決定されるものであ
る。
【００２１】また、ＬＰＧの損失波長特性が周囲温度に
応じて変化する現象（波長シフト）の主要な原因は、コ
アとクラッドの屈折率の温度依存性にある。例えば、一
般的な分散シフトファイバ（Dispersion-Sifted Fibe
r；ＤＳＦ）にグレーティングの書き込みを行った場
合、１００℃当たりの波長シフト量Δλは＋５ｎｍ程度
（Δλ〜＋５ｎｍ／１００℃）となることが知られてい
る。この波長シフト量Δλは、コアおよびクラッドに対
するドープ材料、ドープ量を変化させることにより、−
数ｎｍ／１００℃〜＋１０ｎｍ／１００℃程度の範囲で
任意に変化させることができる。
【００２２】したがって、温度変化による波長シフト量
が互いに異なる複数のＬＰＧを組み合わせることによっ
て、温度に応じて損失波長特性の変化する利得調整器を
実現することができ、また、波長シフトだけではなく損
失波長特性のパターンを所望の形状に変化させることが
可能である。
【００２３】具体的に、２つのＬＰＧ１，２を組み合わ
せたときの損失波長特性の温度依存性について、図４〜
図６を用いて説明する。図４は、基準温度における２つ
のＬＰＧ１，２の単体での損失波長特性と、それらのＬ
ＰＧ１，２を接続した場合の損失波長特性との一例を示
した図である。ただし、波長帯域は１５３５ｎｍ〜１５
６０ｎｍとし、図の縦軸はｄＢ単位の損失量である。
【００２４】図４の例では、ＬＰＧ１として中心波長λ
0が１５４１ｎｍ付近にあるものを用い、ＬＰＧ２とし
て中心波長λ0が１５５４ｎｍ付近にあるものを用いた
場合の損失波長特性が示してある。なお、各ＬＰＧ１，
２の最大損失量Ａは共に約３ｄＢであり、波長幅Ｂは共
に約３６ｎｍである。このような損失波長特性をそれぞ
れ有するＬＰＧ１，２を、上述の図１に示したように接
続すると、各ＬＰＧ１，２の損失波長特性が重ね合わさ
れて、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域の中心部
分の損失量がほぼ平坦となる損失波長特性が得られる。
【００２５】図５および図６は、上記のような損失波長
特性を有するＬＰＧ１，２について、周囲温度を上昇さ
せた場合の損失波長特性の一例を示した図である。ただ
し、図５には、温度上昇に対して、ＬＰＧ１が負の温度
係数（波長シフト）、ＬＰＧ２が正の温度係数をもつ場
合が示してあり、図６には、温度上昇に対して、ＬＰＧ
１が正の温度係数、ＬＰＧ２が負の温度係数をもつ場合
が示してある。
【００２６】図５の例では、周囲温度が上昇すること
で、ＬＰＧ１の中心波長λ0が１５３９ｎｍ付近にシフ
トし（波長シフト量は約−２ｎｍ）、ＬＰＧ２の中心波
長λ0が１５５６ｎｍ付近にシフトする（波長シフト量
は約＋２ｎｍ）。このような特性のＬＰＧ１，２を接続
した場合、波長帯域の中心部分が凹形となった損失波長
特性が得られる。
【００２７】一方、図６の例では、周囲温度が上昇する
ことで、ＬＰＧ１の中心波長λ0が１５３４ｎｍ付近に
シフトし（波長シフト量は約＋３ｎｍ）、ＬＰＧ２の中
心波長λ0が１５５１ｎｍ付近にシフトする（波長シフ
ト量は約−３ｎｍ）。このような特性のＬＰＧ１，２を
接続した場合、波長帯域の中心部分が凸形となった損失
波長特性が得られる。
【００２８】上記のように損失波長特性およびその温度
依存性が互いに異なる複数のＬＰＧを適宜に組み合わせ
て接続することにより、周囲温度の変化に応じて損失波
長特性も変化する利得調整器を設計することが可能とな
る。ここでは２つのＬＰＧ１，２を接続したことによっ
て、波長帯域の中心部分における損失量の凹凸パターン
が周囲温度に応じて任意に設定可能となる。上記の例で
は、各ＬＰＧ１，２の最大損失量Ａおよび波長幅Ｂが共
に等しい場合について説明したが、最大損失量Ａおよび
波長幅Ｂをそれぞれ別々に設定することにより、接続し
たときの損失波長特性を非対称形とすることも容易であ
る。これにより、温度補償機能を有する利得調整器１０
を簡略な構成で実現することができると共に、従来のよ
うにＥＤＦの温度を一定に保つ必要がなくなるため、光
増幅器の小型化を図ることも可能となる。
【００２９】ところで、上記の例では、ＬＰＧ１，２の
両方の損失波長特性が温度変化に対してそれぞれシフト
する場合を考えたが、本発明はこれに限らず、温度変化
に対して一方のＬＰＧの損失波長特性のみがシフトし、
他方のＬＰＧの損失波長特性は殆どシフトすることなく
固定であるような組み合わせも可能である。このような
組み合わせにより、光増幅部２１，２２の利得波長特性
に対応させて設計した利得調整器の検討を以下に示す。
【００３０】ここでは、光増幅部２１，２２の利得波長
特性が、例えば上述の図１６に示したような温度依存性
をもつものとする。図７は、図１６の利得波長特性に対
応させて最適化を図った利得調整器１０の損失波長特性
の一例を示す図である。この損失波長特性は、短波長側
に中心波長λ0をもつＬＰＧ１が温度変化に対してシフ
トする損失波長特性を有し、長波長側に中心波長λ0を
もつＬＰＧ２が温度変化に対して固定の損失波長特性を
有する場合を示したものである。
【００３１】図７に示すような温度変化に対する損失波
長特性を有する利得調整器１０を、上述の図２に示した
ように光増幅器に接続した場合、波長帯域の短波長側の
部分および中心部分について、周囲温度の変化に応じて
光増幅部２１，２２の利得波長特性を補償することがで
き、波長に対して利得の揃った光信号を得ることが可能
となる。ただし、長波長側の部分については、光増幅部
２１，２２の利得波長特性の温度変化に対して、利得等
化器１０の損失波長特性の温度変化が十分には対応でき
ていないため、補償誤差が生じてしまうことになる。
【００３２】図８は、図１６の利得波長特性に対応させ
て最適化を図った利得調整器１０の他の損失波長特性の
一例を示す図である。この損失波長特性は、短波長側に
中心波長λ0をもつＬＰＧ１’が温度変化に対して固定
の損失波長特性を有し、長波長側に中心波長λ0をもつ
ＬＰＧ２’が温度変化に対してシフトする損失波長特性
を有する場合を示したものである。なお、実際の測定に
は、ＬＰＧ１’として上記図７の特性を得るために用い
たＬＰＧ２を使用し、ＬＰＧ２’としては後述の実施形
態で使用するＬＰＧ３を使用した。
【００３３】図８に示すような温度変化に対する損失波
長特性を有する利得調整器１０を光増幅器に接続した場
合、波長帯域の中心部分および長波長側の部分につい
て、周囲温度の変化に応じて光増幅部２１，２２の利得
波長特性を補償することができ、波長に対して利得の揃
った光信号を得ることが可能となる。ただし、短波長側
の部分については、利得補償に誤差が生じてしまうこと
になる。
【００３４】上記のように、温度変化に対して一方のＬ
ＰＧの損失波長特性のみがシフトし、他方のＬＰＧの損
失波長特性は固定であるような組み合わせの利得調整器
１０では、光増幅部２１，２２の利得波長特性を補償で
きる波長帯域に限界がある。本実施形態の場合のよう
に、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍという比較的広い波長
帯域の利得補償を行うには、２つのＬＰＧ１，２につい
て損失波長特性の温度依存性をそれぞれ最適に設計する
か、あるいは、３つ以上のＬＰＧを組み合わせることが
必要と考えられる。なお、上記のような２つのＬＰＧの
組み合わせてであっても、補償の必要な波長帯域が比較
的狭いような場合には、十分に有効な利得補償を行うこ
とが可能である。
【００３５】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。第２実施形態では、３つのＬＰＧを組み合わせた
利得調整器を用いて光増幅器を構成した場合を考える。
【００３６】図９は、第２実施形態で用いられる利得調
整器の構成を示す図である。なお、図９の利得調整器が
接続される光増幅器の構成は、上述の図２に示した場合
と同様であるため説明を省略する。
【００３７】図９において、利得調整器１０’は、端子
Ｔ1，Ｔ2の間に、例えば３種類のＬＰＧ１，２，３を縦
続接続することによって光伝送路Ｌを構成したものであ
る。各ＬＰＧ１〜３は、光伝送路Ｌを伝搬する光信号に
対して、互いに異なる損失波長特性を有し、かつ、それ
ぞれの損失波長特性の温度依存性が互いに異なるものが
用いられる。各ＬＰＧ１〜３の構造および各々の間の接
続方法は、第１実施形態の場合と同様である。
【００３８】ここでは、１５３５ｎｍ〜１５６０ｎｍの
波長帯域に対して、ＬＰＧ１の中心波長λ0が短波長
側、ＬＰＧ３の中心波長λ0が長波長側、ＬＰＧ２の中
心波長λ 0がＬＰＧ１，３の中間に位置するものとす
る。また、温度変化に対しては、ＬＰＧ２の損失波長特
性を固定として、ＬＰＧ１，３の各損失波長特性がシフ
トするような設定を考える。また、光増幅部２１，２２
の利得波長特性は、上述の図１６に示した場合と同様の
温度依存性を有するものとする。
【００３９】なお、３つのＬＰＧ１〜３についての温度
依存性の設定は上記の場合に限られるものではなく、Ｌ
ＰＧ１またはＬＰＧ３の損失波長特性を温度変化に対し
て固定としてもよく、あるいは、３つのＬＰＧ１〜３の
損失波長特性がそれぞれ温度変化に対してシフトするよ
うにしても構わない。
【００４０】図１０〜図１２は、各温度における３つの
ＬＰＧ１〜３の単体での損失波長特性と、それらのＬＰ
Ｇ１〜３を接続した場合の損失波長特性を示した図であ
る。ただし、図１０は低温時の特性、図１１は中温時の
特性、図１２は高温時の特性をそれぞれ示す。
【００４１】図１０〜図１２の各温度において、ＬＰＧ
２の中心波長λ0は１５４３ｎｍ付近で固定であり、Ｌ
ＰＧ１，３の各中心波長λ0が温度に応じてシフトす
る。ここでは、周囲温度の上昇に対して、各ＬＰＧ１，
３が所要の正の温度係数をそれぞれ有するように設定さ
れている。また、各ＬＰＧ１〜３の最大損失量Ａおよび
波長幅Ｂは、温度変化に対して一定であり、具体的に
は、ＬＰＧ１の最大損失量Ａを約２．２ｄＢ、波長幅Ｂ
を約２２ｎｍ、ＬＰＧ２の最大損失量Ａを約２．６ｄ
Ｂ、波長幅Ｂを約２４ｎｍ、ＬＰＧ３の最大損失量Ａを
約２．６ｄＢ、波長幅Ｂを約４４ｎｍとしている。
【００４２】図１１に示す中温時には、ＬＰＧ１，２の
各中心波長λ0間のギャップが約１０ｎｍあり、ＬＰＧ
２，３の各中心波長λ0間のギャップが約１３ｎｍあ
る。この中温時の特性を基準にして考えると、図１０に
示す低温時には、ＬＰＧ１，２についてのギャップが２
ｎｍ広くなって約１２ｎｍとなり、ＬＰＧ２，３につい
てのギャップが２ｎｍ狭くなって約１１ｎｍとなる。ま
た、図１２に示す高温時には、ＬＰＧ１，２についての
ギャップが２ｎｍ狭くなって約８ｎｍとなり、ＬＰＧ
２，３についてのギャップが２ｎｍ広くなって約１５ｎ
ｍとなる。
【００４３】上記のような損失波長特性を有する各ＬＰ
Ｇ１〜３を、図９に示すように接続して構成した利得等
化器１０’は、図１０〜図１２のＬＰＧ１＋ＬＰＧ２＋
ＬＰＧ３にそれぞれ示すような損失波長特性を有するよ
うになる。
【００４４】以下に光増幅器に対して３つのＬＰＧ１〜
３からなる利得調整器１０’を設けた場合の特性につい
て説明する。図１３は、図１６に示した温度に対する利
得波長特性を有する光増幅器に対応させて構成された利
得調整器１０’について、各ＬＰＧ１〜３の０℃におけ
る特性をそれぞれ示した図である。
【００４５】この利得調整器１０’は、図１０〜図１２
に示した場合と同様に、ＬＰＧ２は温度変化に対して固
定(厳密には変動するが、ＬＰＧ１，ＬＰＧ３程は変動
しない)の特性を有し、他のＬＰＧ１，ＬＰＧ３は温度
変化に対して変動する特性を有するため、図１０乃至１
２の場合と同様の動作を行う。各ＬＰＧ１〜３の具体的
な特性の一例を次の表１に示しておく。
【００４６】
【表１】
【００４７】ただし、広がり幅は、損失のピークを取る
波長と零を取る波長との幅を示す。図１４は、図１３お
よび表１に示した特性を有する各ＬＰＧ１〜３からなる
利得調整器１０’の０℃、２５℃および６５℃における
損失波長特性を示した図である。
【００４８】この図１４に示すような温度依存性をもつ
損失波長特性を有する利得調整器１０’を、上述の図２
に示した場合と同様にして光増幅器に接続し、光増幅部
２１，２２の利得波長特性の補償を行うと、図１５のよ
うな補償後の波長特性を示す光信号が得られるようにな
る。
【００４９】すなわち、光増幅器の入力ポートＩＮに入
力された光信号は、各光増幅部２１，２２において図１
５の上段（ＡＭＰ特性）に示すような利得波長特性に従
って増幅される。これにより増幅後の光信号レベルは、
周囲温度に応じて変化する波長特性を有するようにな
る。しかし、その光信号が利得調整器１０’を通過する
ことによって、図１５の下段（補償特性）に示すように
温度差に対する波長特性の差が小さく補償され、利得調
整器１０’による補償後の光信号レベルは、低温（０
℃）から高温（６５℃）に亘ってほぼ同様の波長特性を
有するようになる。
【００５０】さらに、図１５の補償特性の場合における
補償誤差を、上述した図１７に重ねて（Ｃ）（Ｄ）とし
て示した。図１７（Ｃ）（Ｄ）の特性からわかるよう
に、光増幅器のみの温度特性に対して、ＬＰＧ１〜３を
組み合わせた利得調整器１０’を用いたときの特性が改
善されていることが明らかである。
【００５１】このように第２実施形態によれば、損失波
長特性およびその温度依存性が互いに異なる３つのＬＰ
Ｇ１〜３を、光増幅器の利得波長特性に応じて組み合わ
せて利得調整器１０’を構成したことによって、１５３
５ｎｍ〜１５６０ｎｍの広範な波長帯域における利得補
償を、広い温度範囲で確実に行うことが可能となる。
【００５２】なお、上述した第１、２実施形態では、後
段の光増幅部２２の出力側に利得調整器１０または１
０’を挿入する場合を示したが、利得調整器の配置はこ
れに限られるものではなく、入力ポートＩＮおよび出力
ポートＯＵＴの間の任意の位置に挿入することができる
（光増幅部を構成するＥＤＦＡの内部等を含む）。ま
た、光増幅器内に利得調整器を内蔵する場合に限らず、
光増幅器に対して利得調整器を外付けしても構わない。
さらに、光増幅器を２段増幅構成とした場合について説
明したが、本発明はこれに限らず、様々な増幅構成の公
知の光増幅器に応用可能である。
【００５３】また、２つまたは３つのＬＰＧを組み合わ
せて利得調整器を構成する場合を示したが、本発明は４
つ以上のＬＰＧを組み合わせて利得調整器を構成するこ
とも可能である。さらに、利得調整器内の光伝送路Ｌ上
に、互いに異なる特性を有するＬＰＧを個別に配置する
ようにしたが、例えば、格子間隔を連続的に変えたチャ
ープドグレーティング形式や、異なる格子間隔のグレー
ティングを重ね書きした多重グレーティング形式などを
採用してグレーティング領域をまとめる応用も可能であ
る。
【００５４】さらに、長周期タイプのファイバグレーテ
ィングを用いる場合を示したが、本発明のグレーティン
グ部は、所望の特性が得られるファイバグレーティング
であれば長周期タイプ以外のものを採用しても構わな
い。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに異なる特性を有する複数のグレーティング部を組
み合わせて用いることで、周囲温度の変動に応じて利得
波長特性が変化する光増幅器を高い自由度をもって設計
することが可能となり、広い温度範囲に亘って自動的に
利得補償が行われる光増幅器を簡略な構成で実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に用いる利得調整器の構
成を示す図である。
【図２】同上第１実施形態の光増幅器の構成を示すブロ
ック図である。
【図３】ＬＰＧの一般的な損失波長特性を説明する図で
ある。
【図４】基準温度における２つのＬＰＧの単体および組
み合わせ時の損失波長特性を示す図である。
【図５】図４について周囲温度を上昇させたときの損失
波長特性の一例を示す図である。
【図６】図４について周囲温度を上昇させたときの他の
損失波長特性の一例を示す図である。
【図７】２つのＬＰＧのうちの長波長側の損失波長特性
を温度変化に対して固定とした場合の利得調整器の温度
特性を示す図である。
【図８】２つのＬＰＧのうちの短波長側の損失波長特性
を温度変化に対して固定とした場合の利得調整器の温度
特性を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に用いる利得調整器の構
成を示す図である。
【図１０】同上第２実施形態の低温時における利得調整
器の損失波長特性を示す図である。
【図１１】同上第２実施形態の中温時における利得調整
器の損失波長特性を示す図である。
【図１２】同上第２実施形態の高温時における利得調整
器の損失波長特性を示す図である。
【図１３】図１６の利得波長特性を有する光増幅器に対
応させて構成された利得調整器について、各ＬＰＧ１〜
３の０℃における特性を示した図である。
【図１４】図１３の特性を有する各ＬＰＧ１〜３からな
る利得調整器の各温度における損失波長特性を示した図
である。
【図１５】図１４の特性を有する利得調整器を用いた場
合の利得補償前後の波長特性を示す図である。
【図１６】光増幅器の利得波長特性の一例を示す図であ
る。
【図１７】図１６の光増幅器について温度変化に対する
利得差を示す図である。
【符号の説明】
１〜３…長周期ファイバグレーティング（ＬＰＧ） Ｌ…光伝送路 Ｔ1，Ｔ2…端子 １０，１０’…利得調整器（ＧＣＵ） １１…利得等化器（ＧＥＱ） ２１，２２…光増幅部 ２１Ａ，２２Ａ…ＡＧＣ回路 ２３…可変光減衰器（ＶＡＴＴ） ２３Ａ…ＡＬＣ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｆターム(参考） 2H038 AA22 AA33 BA10 BA25 2H050 AA07 AC84 AD02 AD16 5F072 AB09 AK06 JJ06 RR01 TT13 YY17 5K002 AA06 CA10 CA11 CA13 DA02 FA01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光信号が伝搬する光伝送路上に、互いに異
    なる損失波長特性を有し、かつ、それぞれの損失波長特
    性の温度依存性が互いに異なる複数のグレーティング部
    を備えて構成されたことを特徴とする温度補償機能を有
    する利得調整器。
  2. 【請求項２】前記複数のグレーティング部は、それぞれ
    前記光伝送路に沿って形成された長周期ファイバグレー
    ティングであることを特徴とする請求項１に記載の温度
    補償機能を有する利得調整器。
  3. 【請求項３】前記長周期ファイバグレーティングは、格
    子間隔を０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内としたことを特徴
    とする請求項２に記載の温度補償機能を有する利得調整
    器。
  4. 【請求項４】光伝送路を伝搬する光信号を増幅する光増
    幅手段を備え、該光増幅手段の利得波長特性が温度依存
    性を有する光増幅器において、 前記光増幅手段内または前記光増幅手段に接続する伝送
    路上に、互いに異なる損失波長特性を有し、かつ、それ
    ぞれの損失波長特性の温度依存性が互いに異なる複数の
    グレーティング部を備えて構成され、 前記各グレーティング部の損失波長特性および該損失波
    長特性の温度依存性が、前記光増幅手段の利得波長特性
    および該利得波長特性の温度依存性に応じて、それぞれ
    設定されたことを特徴とする温度補償機能を有する光増
    幅器。
  5. 【請求項５】前記複数のグレーティング部は、それぞれ
    前記光伝送路に沿って形成された長周期ファイバグレー
    ティングであることを特徴とする請求項４に記載の温度
    補償機能を有する光増幅器。
  6. 【請求項６】前記長周期ファイバグレーティングは、格
    子間隔を０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内としたことを特徴
    とする請求項５に記載の温度補償機能を有する光増幅
    器。
  7. 【請求項７】前記光増幅手段は、複数の光増幅部を有す
    る多段増幅構成としたことを特徴とする請求項４に記載
    の温度補償機能を有する光増幅器。
  8. 【請求項８】前記光増幅手段は、希土類元素ドープファ
    イバを用いた光ファイバ増幅器を含むことを特徴とする
    請求項４に記載の温度補償機能を有する光増幅器。
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