JP2001185788A - 光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度の変化に対して、利得スペクトルおよび
光出力が変化する。 【解決手段】 光増幅器の当該希土類添加光ファイバの
温度の関数、例えば線形関数に従って当該光増幅器の利
得を制御する。また、少なくとも一つの前段増幅部と少
なくとも一つの後段増幅部とそれら前段増幅部と後段増
幅部の段間に光可変減衰器を設け、少なくとも一つの光
増幅部は当該希土類添加光ファイバの温度の関数、例え
ば線形関数として利得を制御し、当該光可変減衰器を温
度の関数、例えば線形関数として、あるいは、光増幅器
全体の光信号出力が一定となるように減衰量を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として光通信シス
テムに利用される光増幅器に関するものであり、特に1.
5nm帯の波長多重信号光を増幅するのに適した光増幅器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信システムにおいて希土類
添加光ファイバ増幅器（以下、光増幅器と省略する）が
急速に普及しつつあり、特に光増幅器の広い増幅帯域を
利用し、増幅帯域内の複数の波長の信号光を多重化した
波長多重信号光を用いて通信容量の増大化を図るDWDMシ
ステムにおける光増幅器の利用が注目されている。最近
では従来広く使われていた1530-1560nm帯のみならず、
希土類添加光ファイバの利得を長波長側にシフトするこ
とによって、1570-1600帯も利用されるようになってき
ている。これらの技術については、例えば、 （１）M．Yamada et al.,"Broad-bandand gain-flat
tened amplifier composedof a 1.55μm-band and
a1.58μm-bandEr3+ - doped fiberamplifierin a
parallel configuration" Electron.Lett., vol.
33,p710-711, 1997 （２）M.Fukushima et al., "Flatgain Erbium-dop
ed fiberamplifierin1570nm-1600nm regionfor dens
e WDMtransmission systems" OFC'97,PD-3,1997 （３）T. Sakamoto etal., "Properties ofGain-sh
ifted EDFA (1580nm-band EDFA)Cascades inWDM T
ransmission Systems"OAA'98、 TuB3, 1998 等の文献に紹介されている。

【０００３】長波長側に波長をシフトした光増幅器を用
いることによりDWDMシステムの利用帯域が倍増するばか
りか、四光波混合の影響のためDWDMシステムへの適用が
難しいとされていた分散シフトファイバをDWDMシステム
へ適用することが可能となる等の利点も出てくる。

【０００４】しかし、光増幅器は広い増幅帯域を有して
いるものの、その増幅特性には波長依存性、入力信号光
強度依存性、温度依存性が存在する。このため波長多重
信号光を一括増幅した場合、一つ一つの異なった信号光
波長（以下、チャネルと呼ぶ）間の利得差が問題とな
る。DWDMシステムにおいて光増幅器を多段接続した場
合、このチャネル間利得差が蓄積し、システム全体の伝
送特性が制限されることになる。このような問題を解決
するために、各種手段が開発されている。この手段とし
て、増幅特性の波長依存性を無くすために光増幅器内部
に補正フィルタを挿入して利得スペクトルを平坦にする
方法、得られた平坦な利得スペクトルを保持するために
入力強度に応じて出力強度を調整して利得を一定に保つ
利得一定制御方法、温度依存性を無くすために希土類添
加光ファイバ全体を温度制御して一定温度に保つ方法等
がある。

【０００５】特に利得帯域を長波長側にシフトした光増
幅器は、従来の1530-1560nm帯の光増幅器と比較して希
土類添加光ファイバの単位長さあたりの利得が小さい領
域を使用するため、実用的な利得を得るためには長尺の
希土類添加光ファイバを用いる必要がある。このため、
単位長さあたりでは利得の温度依存性が小さい場合で
も、全体としては大きな利得の温度依存性が生じてしま
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように利得を長波
長側にシフトした光増幅器では利得の温度依存性が相対
的に大きくなる。しかし、希土類添加光ファイバを温度
制御する方法は消費電力が増加し、システムの物理的サ
イズが大きくなるといった課題があり、また、使用温度
範囲の増大は更なる消費電力の増加を招くという課題が
ある。そのため、光増幅器の温度依存性を希土類添加光
ファイバの温度制御を行わずに補償することが要望され
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
複数の希土類添加光ファイバを備えた多段構成の光増幅
器において、利得スペクトルの温度依存性を補償するこ
とであり、使用温度によらず利得スペクトルが変化する
ことなく動作する光増幅器を提供することである。ま
た、第二の目的は、第一の目的に加えて、入力信号光強
度や、段間光部品挿入損失量、出力信号光強度によら
ず、利得スペクトルが変化することなく動作可能な光増
幅器を提供することである。

【０００８】本発明では希土類添加光ファイバが複数接
続された多段構成の光増幅器において、各増幅部の利得
を希土類添加光ファイバの温度や入力信号光強度、段間
光部品挿入損失、出力信号光強度に応じて適切に変化さ
せることにより、常に一定した利得スペクトルで動作可
能としたことを特徴とするものである。

【０００９】更に本発明では、上記多段構成の光増幅器
の段間に光可変減衰手段を挿入し、各増幅部の利得制御
と合わせて当該光可変減衰手段も含めて適切に制御する
ことにより、光増幅器を常に一定した利得スペクトルで
動作可能としたことを特徴とするものである。

【００１０】本発明のうち請求項１記載の光増幅器は、
希土類添加光ファイバを用い、少なくとも一つ以上の波
長の異なる光信号を増幅する光増幅器において、当該光
増幅器の利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファ
イバの温度若しくは環境温度に基づいて設定されるよう
にしたものである。

【００１１】本発明のうち請求項２記載の光増幅器は、
請求項１記載の光増幅器において、当該光増幅器の利得
が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若
しくは環境温度の線形関数によって制御されるようにし
たものである。

【００１２】本発明のうち請求項３記載の光増幅器は、
請求項１記載の光増幅器において、希土類添加光ファイ
バの添加希土類物質をエルビウム（Ｅｒ）としたもので
ある。

【００１３】本発明のうち請求項４記載の光増幅器は、
請求項３記載の光増幅器において、増幅される信号光の
波長を560nm以上としたものである。

【００１４】本発明のうち請求項５記載の光増幅器は、
希土類添加光ファイバを用いた少なくとも一つの前段増
幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、それら前段増
幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つの光減衰器を
有する光増幅器において、前段増幅部、後段増幅部の双
方又は一方の利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光
ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて設定される
ようにしたものである。

【００１５】本発明のうち請求項６記載の光増幅器は、
請求項５記載の光増幅器において、前段増幅部、後段増
幅部の利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイ
バの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され
るようにしたものである。

【００１６】本発明のうち請求項７記載の光増幅器は、
請求項５記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増
幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境
温度に基づいて制御されるようにしたものである。

【００１７】本発明のうち請求項８記載の光増幅器は、
請求項７記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増
幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境
温度の線形関数によって制御されるようにしたものであ
る。

【００１８】本発明のうち請求項９記載の光増幅器は、
請求項５記載の光増幅器において、光減衰器が少なくと
も一つの後段増幅部の光信号出力レベルが一定となるよ
うに制御されるものである。

【００１９】本発明のうち請求項１０記載の光増幅器
は、請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の光増幅器
において、少なくとも一つの波長の光信号をモニタ信号
とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部又は後段増幅
部の双方又は一方の利得を制御するものである。

【００２０】本発明のうち請求項１１記載の光増幅器
は、希土類添加光ファイバを用いた少なくとも一つの前
段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、それら前
段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つの光減衰
器を有する光増幅器において、少なくとも一つの前段増
幅部の利得を一定に制御し、少なくとも一つの後段増幅
部の利得を当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバ
の温度若しくは環境温度に基づいて設定するようにした
ものである。

【００２１】本発明のうち請求項１２記載の光増幅器
は、請求項１１記載の光増幅器において、後段増幅部の
利得が、当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの
温度若しくは環境温度の線形関数によって制御されるよ
うにしたものである。

【００２２】本発明のうち請求項１３記載の光増幅器
は、請求項１１記載の光増幅器において、光減衰器が当
該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しく
は環境温度に基づいて制御されるようにしたものであ
る。

【００２３】本発明のうち請求項１４記載の光増幅器
は、請求項１１記載の光増幅器において、光減衰器が当
該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しく
は環境温度の線形関数によって制御されるようにしたも
のである。

【００２４】本発明のうち請求項１５記載の光増幅器
は、請求項１１記載の光増幅器において、光減衰器を少
なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベルが一定と
なるように制御されるものである。

【００２５】本発明のうち請求項１６記載の光増幅器
は、請求項１１乃至請求項１５のいずれかに記載の光増
幅器において、少なくとも一つの波長の光信号をモニタ
信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部及び後段
増幅部の双方又は一方の利得を制御するものである。

【００２６】本発明のうち請求項１７記載の光増幅器
は、請求項５乃至請求項１６のいずれかに記載の光増幅
器において、希土類添加光ファイバにおける添加希土類
物質をエルビウム（Ｅｒ）としたものである。

【００２７】本発明のうち請求項１８記載の光増幅器
は、請求項５乃至請求項１６のいずれかに記載の光増幅
器において、増幅される信号光の波長を1560nm以上とし
たものである。

【００２８】

【発明の実施形態】（実施形態１）図１は本発明の光増
幅器の第一の構成例を示したものである。この光増幅器
は入力コネクタ１、希土類添加光ファイバ２、入力側及
び出力側の光カプラ３、４、入力側及び出力側の光モニ
タ（フォトダイオード）５、６、光アイソレータ７、
８、励起光／信号光波長多重器９、１０、励起用レーザ
１１、１２、利得制御回路１３、温度センサー１４、出
力コネクタ１４より構成されている。尚、前記光カプラ
３、４はビームスプリッタに代えることもできる。

【００２９】図１において、入力コネクタ１から入力さ
れた信号光（波長多重信号光）は光カプラ３にてその一
部分が分岐され光モニタ５によって光強度が測定され
る。一方、光カプラ３を通過して光アイソレータ７、励
起光／信号光波長多重器９を通過した信号光は、利得制
御回路１３によって制御された励起用レーザ１１で発生
して励起光／信号光波長多重器９により合波される励起
光によって励起状態になっている希土類添加光ファイバ
２に入射され、そこで誘導放出による光増幅を受けて光
アイソレータ８に入射される。同アイソレータ８を通過
した信号光は出力側の光カプラ４にてその一部分が分岐
され出力側光モニタ６によって光強度が測定される。ま
た、出力コネクタ１４からは増幅された信号光が出射さ
れる。入力側及び出力側の光モニタ５、６によって測定
された光強度は、制御信号に変換され、電気信号として
利得制御回路１３に送られる。さらに温度センサ１４に
より希土類添加ファイバ２の温度若しくは当該光増幅器
全体の環境温度が測定され、電気信号として利得制御回
路１３に送られる。

【００３０】（動作原理）以下に図１の光増幅器の動作
原理を説明する。ここで、図１の励起用レーザ１１、１
２は1480nm帯の光源、希土類添加光ファイバ２はエルビ
ウム（Ｅｒ）添加石英光ファイバであり、光増幅器がい
わゆる1570-1600nm帯エルビウム（Ｅｒ）添加石英光フ
ァイバ増幅器（EDFA）として構成されているものとす
る。

【００３１】図２は光増幅器の利得偏差とEDFA内部平均
信号利得との関係を示したものである。横軸のEDFA内部
平均信号利得は次式で表され、縦軸の利得偏差ΔＧはΔ
Ｇ=Ｇ１-Ｇｎ（１、ｎは信号光のチャネル番号であり、
１は最も短波長の光、ｎは最も長波長の光）で表され
る。前記ｎは例えば８つの波長の異なる信号光を多重す
る場合は８となる。

【００３２】図２に示すグラフ上の各点は入力光強度、
出力光強度、減衰量を様々に変化させた際のEDFA内部平
均信号利得と利得偏差ΔＧとの関係を示したものであ
り、−５、２５、５０、７０℃の各ＥＤＦ温度における
結果を温度ごとに異なる記号で示してある。また、最小
二乗法によって求められる回帰直線式と回帰直線を温度
ごとに示してある。図２よりEDF温度が変化してもEDFA
内部平均信号利得を変化させれば利得偏差ΔＧを一定に
保つことが可能であることがわかる。

【００３３】図３は利得偏差ΔＧとEDFの温度特性との
関係を示したものである。図３のグラフ中の点線はEDFA
内部平均信号利得ごとに書き示した回帰直線であり、回
帰直線（ａ）は内部平均信号利得が33.5dBの場合、以下
同様に回帰直線（ｂ）は35.5dBの場合、回帰直線（ｃ）
は38.5dBの場合、回帰直線（ｄ）は41.7dBの場合を夫々
示す。これらの回帰直線に見られるように、EDＦ温度に
対する利得偏差ΔＧの変化はほぼ直線的である。すなわ
ち、EDF温度の変化に対して利得偏差ΔＧを一定に保つ
と、EDF温度とEDFA内部平均信号利得との関係はほぼ直
線的になる。入力光強度と出力光強度、利得偏差ΔＧを
固定した場合、EDF温度の変化に対してＥＤＦＡ内部平
均信号利得を一定に保つためには、同EDFA内部平均信号
利得の変化分を光可変減衰器によって相殺すれば良い。
また、前記図２より同一のEDＦ温度に対してはＥＤＦＡ
内部平均信号利得を一定に保つことにより、利得偏差Δ
Ｇを固定した動作が実現できる。よって、同一の光可変
減衰器の減衰量ATTを、EDF温度の変化に対してはEDFA内
部平均信号利得を変化させて利得偏差ΔＧを一定に保つ
ように、入力光強度と出力光強度、利得偏差ΔＧの変化
に対してはEDFA内部平均信号利得を一定に保つように制
御することで常に利得偏差ΔＧを一定に保つ動作が実現
できる。

【００３４】図４は利得偏差ΔＧを一定に保つように、
EDF温度に対してEDFA内部平均利得を変化させた場合の
例であり、図４のグラフ中の点線（ａ）は利得偏差が-
3.0dBの場合、以下同様に点線（ｂ）は-1.6dBの場合、
点線（ｃ）は0.0dBの場合、点線（ｄ）は1.2dBの場合、
点線（ｅ）は2.1dBの場合、点線（ｆ）は3.0dBの場合で
ある。EDF温度上昇に対してEDFA内部平均利得を線形に
減少させると利得偏差ΔＧは一定に保たれる。光増幅器
の利得は励起用レーザの出力によって制御することが可
能である。

【００３５】図５は、図１の構成において励起レーザ１
１、１２の出力を固定し、希土類添加光ファイバ２の温
度を変化させた場合の利得スペクトルの変化を示してお
り、図５のグラフ中の実線（ａ）は希土類添加光ファイ
バ２の温度が−５℃の場合を示し、以下同様に実線
（ｂ）は２５℃、実線（ｃ）は５０℃、実線（ｄ）は７
０℃の場合を夫々示す。信号光の波長としては1570-160
0nm間に等分に配置している。励起用レーザ１１、１２
の出力が固定されている場合は希土類添加光ファイバ２
の温度によって利得スペクトルが大きく変化しているこ
とがわかる。一方、図６は図１の希土類添加光ファイバ
２の温度によって光増幅器の利得、すなわち励起用レー
ザ１１、１２の出力を変化させた場合の利得スペクトラ
ム特性を示すものであり、図６のグラフ中の実線（ａ）
〜（ｄ）は図５と同様に希土類添加光ファイバ２の温度
が−５、２５、５０、７０℃の場合を夫々示す。図６よ
り希土類光ファイバ２の温度が変化しても、利得スペク
トルが一定に保たれていることがわかる。

【００３６】図１の構成の光増幅器では、希土類添加光
ファイバ２の温度変化に対して利得スペクトルを一定に
保つことは可能であるが、光増幅部の利得自体が変化し
てしまう。実際の光通信システムへの適用を考慮すると
光増幅器全体の利得或いは光出力パワーが一定に保たれ
ることが望ましい。

【００３７】図７は本発明の光増幅器の第２の構成例を
示したものであり、前記図１の構成の問題を解決するこ
とが可能である。各光増幅部の構成は図１に図示した光
増幅部２０と同様であるが、必要な利得に応じて励起用
レーザ１１、１２の数は変わる。前段増幅部２２と後段
増幅部２４との間に光可変アッテネータ２６が挿入され
ている。また、夫々の増幅部２２、２４への入力光信
号、出力光信号は、図１に示した構成と同様に光カプラ
３、４にてその一部分が分岐され、光モニタ５、６によ
って光強度が測定される。さらに、前段増幅部２２は利
得制御回路１３１により、後段増幅部２４は利得制御回
路１３２により、そして、光可変アッテネータ２６は光
可変アッテネータ制御回路２８により夫々の温度の、例
えば線形関数として制御される。ここで、例えば光可変
アッテネータ２６の制御関数と後段増幅部２４の制御関
数を、当該光増幅器全体の出力が一定となるように予め
決めておけば、希土類添加光ファイバの温度が変化して
も、利得スペクトル及び光出力を一定に保つことができ
る。尚、光ファイバ伝送路の波長分散を補償するための
分散補償ファイバ３０を前段光増幅部２２、後段光増幅
部２４の段間に挿入することも可能である。また、本構
成の別の特徴は、高速な制御が可能なことである。将来
のＤＷＤＭシステムでは動作状態のチャネルの停止、追
加、迂回等が必要になる。一般にＥＤＦＡのように蛍光
寿命の長い増幅器の場合、チャネルの増減を動作状態で
安定的に行う為には励起光パワーをチャネル数の変動に
応じてマイクロ秒オーダーの高速制御が必要であること
が知られている。図７に示した本構成では、すべての制
御回路がメモリやＣＰＵによる演算を必要としないアナ
ログ回路で実現可能であり、結果として高速な制御を容
易に実現できる。それに対して図１３に示すような従来
構成では、チャネル数（入力光強度）とＥＤＦ温度をパ
ラメータとした光可変アッテネータ設定値テーブルをメ
モリＡに蓄え、ＣＰＵ等で構成される光可変アッテネー
タ制御回路Ｂが当該メモリＡ上のテーブルを読みに行く
というタスクが必要となり、高速制御が困難である。
尚、図１３のＣは入力光コネクタ、Ｄは出力光コネク
タ、Ｅは光カプラ、Ｆは前段増幅部、Ｇは後段増幅部、
Ｈは光可変アッテネータ、Ｉは分散補償ファイバ、Ｊは
励起光出力一定制御回路、Ｋは出力一定制御回路であ
る。以下に示す本発明の実施例では前記のような高速制
御が可能であることを特徴の一つとしている。

【００３８】図８は本発明の光増幅器の第３の構成例を
示したものである。図７と同様に前段増幅部２２、後段
増幅部２４、光可変アッテネータ２６、及び光モニタ
５、６により構成される。ここで、前段増幅部２２は利
得制御回路１３１により当該希土類添加光ファイバの温
度の、例えば線形関数として制御され、後段増幅部２４
も同様に、利得制御回路１３２により当該希土類添加光
ファイバの温度の、例えば線形関数として制御される。
さらに、光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ
制御回路２８によって、出力コネクタ２からの光信号の
レベルが一定になるように制御される。当該構成の光増
幅器は、図７に示す構成と比較して、光可変アッテネー
タ２６の制御が単純となる利点がある。尚、光ファイバ
伝送路の波長分散を補償するための分散補償ファイバ３
０を前段増幅部２２、後段増幅部２４の段間に挿入する
ことも可能である。

【００３９】図９は本発明の第４の構成例を示したもの
である。図７、図８に示す構成と同様に前段増幅部２
２、後段増幅部２４、光可変アッテネータ２６、及び光
モニタ５、６により構成される。ここで、前段増幅部２
２は利得制御回路１３１により利得が一定に制御され、
また、後段増幅部２４は利得制御回路１３２により当該
希土類添加光ファイバの温度の、例えば線形関数として
制御される。さらに、光可変アッテネータ２６は光可変
アッテネータ制御回路２８により、出力コネクタ２から
の光信号のレベルが一定になるように制御される。

【００４０】図１０は本発明の第５の構成例を示したも
のである。図９に示す構成と同様に前段増幅部２２、後
段増幅部２４、光可変アッテネータ２６、及び光モニタ
５、６により構成される。ここで、前段増幅部２２は利
得制御回路１３１により利得が一定に制御され、また、
後段増幅部２４は利得制御回路１３２により当該希土類
添加光ファイバの温度の、例えば線形関数として制御さ
れる。さらに、光可変アッテネータ２６は光可変アッテ
ネータ制御回路２８により夫々の温度の、例えば線形関
数として制御される。ここで、例えば光可変アッテネー
タ２６の制御関数と後段増幅部２４の制御関数を当該光
増幅器全体の出力が一定となるように予め決めておけ
ば、希土類添加光ファイバの温度が変化しても、利得ス
ペクトル及び光出力を一定に保つことができる。当該構
成は、図７、図８に示す構成と比較して、前段増幅部２
２の制御が単純となる利点がある。尚、光ファイバ伝送
路の波長分散を補償するための分散補償ファイバ３０を
前段増幅部２２、後段増幅部２４の段間に挿入すること
も可能である。

【００４１】図１１は、図９に示す構成の光増幅器の利
得スペクトルの温度依存性の特性例を示すものである。
温度の変化に対して利得スペクトルが一定に保たれ、か
つ光増幅器全体の利得も一定に保たれていることがわか
る。

【００４２】図１２は本発明の第６の構成例を示したも
のである。図７、図８、図９、図１０に示した構成（前
段増幅部２２、後段増幅部２４、光可変アッテネータ２
６、光モニタ５、６）に、中間増幅部３５、光可変アッ
テネータ３７が付加されている。さらに信号モニタ５、
６は光カプラ３、４で分岐された後にバンドパスフィル
タ４０を介して特定のモニタ信号光（波長λm）をモニ
タしている。一般に入力信号光パワーによらずＡＳＥの
レベルは一定であるため、トータルの入力信号光パワー
が小さい場合はＡＳＥのレベルは一定であるため、トー
タルの入力信号光パワーが小さい場合はＡＳＥが無視で
きなくなる。ＡＳＥは増幅帯域全体に広がるブロードな
雑音光であるため、バンドパスフィルタを介して特定の
波長λｍをモニタすることによりトータルの入力信号光
パワーが小さいときでも増幅された雑音光（ＡＳＥ）の
影響を受けずに精度良くモニタ、制御が可能となる。

【００４３】また、前段増幅部２２と中間増幅部３５の
間にある光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ
制御回路２８１で、中間増幅部３５と後段増幅部２４の
間にある光可変アッテネータ３７は光可変アッテネータ
制御回路２８２で夫々制御される。さらに前段増幅部２
２は利得制御回路１３１で、中間増幅部３５は利得制御
回路１３３で、後段増幅部２４は利得制御回路１３２で
夫々制御される。ここで前段増幅部２２は利得制御回路
１３１によって利得一定に制御され、光可変アッテネー
タ１を、光可変アッテネータ制御回路１によって入力コ
ネクタへの入力信号光パワーが変化しても光可変アッテ
ネータ２６からの出力信号光パワーが一定になるように
制御すれば、中間増幅部３５への入力信号光パワーは一
定となる。従って本構成をとれば、光増幅器への入力信
号光パワーが変化しても、その変化は前段増幅部２２と
光可変アッテネータ２６によって吸収され、中間増幅部
３５より後段部分には一定レベルの信号が入射され、夫
々前述してきた図７（本発明の第二の実施形態）、図８
（本発明の第三の実施形態）、図９（本発明の第四の実
施形態）、図１０（本発明の第五の実施形態）の構成に
より利得スペクトルの温度依存性を無くすことが可能と
なる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の光増幅器には次のような効果が
ある。 １． 請求項１〜４記載の光増幅器によれば、当該光増
幅器を構成する希土類添加光ファイバの温度が変化して
も利得スペクトルを一定に保つことが可能となる。 ２． 請求項５〜１８記載の光増幅器によれば、当該光
増幅器を構成する希土類添加光ファイバの温度および入
力信号光パワーが変化しても利得スペクトルを一定に保
つとともに、当該光増幅器の利得または信号光出力レベ
ルを一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光増幅器の第一の実施形態を示した構
成図。

【図２】図１の光増幅器の利得偏差と光増幅器内部平均
信号利得との関係を示す図。

【図３】図１の光増幅器の利得偏差とエルビウム（Ｅ
ｒ）添加光ファイバの温度との関係を示す図。

【図４】図１の光増幅器の、各々の利得偏差における光
増幅器内部平均信号利得とエルビウム（Ｅｒ）添加光フ
ァイバの温度との関係を示す図。

【図５】図１の光増幅器において、温度の関数の制御を
行わず、温度が変化しても励起レーザの出力を一定とし
て制御した場合の利得スペクトルの変化を示す図。

【図６】図１の光増幅器において、利得を温度の線形関
数で制御した場合の利得スペクトルを示す図。

【図７】本発明の光増幅器の第二の実施形態を示す構成
図。

【図８】本発明の光増幅器の第三の実施形態を示す構成
図。

【図９】本発明の光増幅器の第四の実施形態を示す構成
図。

【図１０】本発明の光増幅器の第五の実施形態を示す構
成図。

【図１１】図９の光増幅器の利得スペクトルを示す図。

【図１２】本発明の光増幅器の第六の実施形態を示す構
成図。

【図１３】従来の光増幅器の構成図。

【符号の説明】

１ 入力コネクタ ２ 出力コネクタ ３、４ 光カプラ ５、６ 光モニタ ７、８ 光アイソレータ ９、１０ 波長多重器 １１、１２ 励起レーザ １３ 利得制御回路

フロントページの続き (72)発明者 荻野 篤 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 大越 春喜 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 小野 浩孝 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 福徳 光師 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中野 博行 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 小坂 淳也 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 HH02 HH03 JJ05 JJ20 KK15 KK30 MM01 RR01 YY17

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】希土類添加光ファイバを用い、少なくとも
   一つ以上の波長の異なる光信号を増幅する光増幅器にお
   いて、当該光増幅器の利得が当該光増幅器又は当該希土
   類添加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて設
   定されることを特徴とする光増幅器。
2. 【請求項２】請求項１記載の光増幅器において、当該光
   増幅器の利得を当該光増幅器又は当該希土類添加光ファ
   イバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御さ
   れることを特徴とする光増幅器。
3. 【請求項３】請求項１記載の光増幅器において、希土類
   添加光ファイバの添加希土類物質がエルビウム（Ｅｒ）
   であることを特徴とする光増幅器。
4. 【請求項４】請求項３記載の光増幅器において、増幅さ
   れる信号光の波長が1560nm以上であることを特徴とする
   光増幅器。
5. 【請求項５】希土類添加光ファイバを用いた少なくとも
   一つの前段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、
   それら前段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つ
   の光減衰器を有する光増幅器において、前段増幅部、後
   段増幅部の双方又は一方の利得が当該光増幅器又は当該
   希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づい
   て設定されることを特徴とする光増幅器。
6. 【請求項６】請求項５記載の光増幅器において、前段増
   幅部、後段増幅部の利得を当該光増幅器又は当該希土類
   添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によ
   って制御されることを特徴とする光増幅器。
7. 【請求項７】請求項５記載の光増幅器において、光減衰
   器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度
   若しくは環境温度に基づいて制御されることを特徴とす
   る光増幅器。
8. 【請求項８】請求項７記載の光増幅器において、光減衰
   器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度
   若しくは環境温度の線形関数によって制御されることを
   特徴とする光増幅器。
9. 【請求項９】請求項５記載の光増幅器において、光減衰
   器が少なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベルが
   一定となるように制御されることを特徴とする光増幅
   器。
10. 【請求項１０】請求項５乃至請求項９のいずれかに記載
    の光増幅器において、少なくとも一つの波長の光信号を
    モニタ信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部又
    は後段増幅部の双方又は一方の利得を制御することを特
    徴とする光増幅器。
11. 【請求項１１】希土類添加光ファイバを用いた少なくと
    も一つの前段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部
    と、それら前段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも
    一つの光減衰器を有する光増幅器において、少なくとも
    一つの前段増幅部の利得を一定に制御し、少なくとも一
    つの後段増幅部の利得を当該光増幅器又は当該希土類添
    加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて設定す
    ることを特徴とする光増幅器。
12. 【請求項１２】請求項１１記載の光増幅器において、後
    段増幅部の利得が、当該光増幅器又は当該希土類添加光
    ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制
    御されることを特徴とする光増幅器。
13. 【請求項１３】請求項１１記載の光増幅器において、光
    減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの
    温度若しくは環境温度に基づいて制御されることを特徴
    とする光増幅器。
14. 【請求項１４】請求項１１記載の光増幅器において、光
    減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの
    温度若しくは環境温度の線形関数によって制御されるこ
    とを特徴とする光増幅器。
15. 【請求項１５】請求項１１記載の光増幅器において、光
    減衰器を少なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベ
    ルが一定となるように制御することを特徴とする光増幅
    器。
16. 【請求項１６】請求項１１乃至請求項１５のいずれかに
    記載の光増幅器において、少なくとも一つの波長の光信
    号をモニタ信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅
    部及び後段増幅部の双方又は一方の利得を制御すること
    を特徴とする光増幅器。
17. 【請求項１７】請求項５乃至請求項１６のいずれかに記
    載の光増幅器において、希土類添加光ファイバにおける
    添加希土類物質がエルビウム（Ｅｒ）であることを特徴
    とする光増幅器。
18. 【請求項１８】請求項５乃至請求項１６のいずれかに記
    載の光増幅器において、増幅される信号光の波長が1560
    nm以上であることを特徴とする光増幅器。