JP2002141592A - Optical fiber amplifier - Google Patents

Optical fiber amplifier

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JP2002141592A
JP2002141592A JP2000331744A JP2000331744A JP2002141592A JP 2002141592 A JP2002141592 A JP 2002141592A JP 2000331744 A JP2000331744 A JP 2000331744A JP 2000331744 A JP2000331744 A JP 2000331744A JP 2002141592 A JP2002141592 A JP 2002141592A
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JP2000331744A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Nishida
Yasutake Oishi
Hirotaka Ono
Tadashi Sakamoto
Makoto Shimizu
泰丈 大石
浩孝 小野
誠 清水
好毅 西田
匡 阪本
Original Assignee
Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
Ntt Electornics Corp
エヌティティエレクトロニクス株式会社
日本電信電話株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ALC operation or AGC operation optical fiber amplifier applicable even to a case where the wavelength of a signal light varies with time in an optical transmission system, or a case where the signal light has a wide line width and an ASE component contained within the line width is not negligible as compared with the signal light component. SOLUTION: The optical fiber amplifier employing a rare earth added optical fiber 1 as an amplification medium comprises a pumping light source 7, a pumping light source drive circuit 6, a liquid mixing coupler 12 for pumping light and signal light, a tap 11 for branching a part of amplified light exiting the optical fiber, and a monitor photodetector 2 for subjecting the branched outgoing light to OE conversion. The optical fiber amplifier further comprises an electric filter 3 for passing only a specified frequency component of an electric signal from the monitor photodetector 2, an operating circuit 4 for calculating the difference between an electric signal passed through the electric filter 3 and an electric signal of preset value and outputting the calculation results, and a light source drive circuit 6 for regulating the quantity of pumping light based on the output from the operating circuit 4 thus ensuring a constant quantity of the output light.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを伝送媒体とする光伝送システムに用いる光ファイバ増幅器の分野で使用される。 The present invention relates are used in the field of optical fiber amplifiers used in the optical transmission system using the optical fiber as a transmission medium.

【0002】 [0002]

【従来の技術】光ファイバ増幅器を使用した光ファイバ伝送の分野では、一定以上の通信品質を保つためには、 In the field of optical fiber transmission using an optical fiber amplifier, in order to maintain a certain level of communication quality,
光ファイバ増幅器から出射する増幅された信号光の光量或いは光増幅器の利得は、伝送路損失や受信器の受信感度より算出される設計値に一致するように制御される必要がある。 Gain of the light amount or optical amplifier of the amplified signal light emitted from the optical fiber amplifier needs to be controlled to match the designed value calculated from the reception sensitivity of the transmission path loss and the receiver. 前者は、出力一定制御動作(ALC動作型) The former is the output level control operation (ALC operation type)
光ファイバアンプを呼び、後者は利得一定動作型(AG Called an optical fiber amplifier, the latter automatic gain-operation (AG
C動作型)光ファイバ増幅器と呼ばれる。 C-operation) is called an optical fiber amplifier.

【0003】ALC或いはAGC動作を実現するためには、一般的には光ファイバ増幅器は、光ファイバ増幅器からの出射光の一部を分岐してPDで受光する出射光モニタと、光ファイバ増幅器へ入射する信号光の一部を分岐してPDで受光する入射光モニタの両者を、或いは少なくとも前者を内蔵している。 [0003] In order to realize the ALC or AGC operation, the optical fiber amplifier is generally the emitted light monitor that received by the PD branches a part of light emitted from the optical fiber amplifier, the optical fiber amplifier both of the incident light monitor for receiving in PD branches a portion of the incident signal light, or incorporates at least the former. 光ファイバ増幅器から出射される信号光のレベルを一定に保つためには、出射光モニタからのモニタ信号レベルが設定値と一致するように光ファイバ増幅器内の励起光源の光量にフィードバック制御をかける。 In order to keep the level of the signal beam emitted from the optical fiber amplifier to be constant, and feedback control to the light amount of the excitation light source in the optical fiber amplifier so that the monitor signal level from the output light monitor matches the set value.

【0004】また、光ファイバ増幅器の利得を一定に保つためには、入射光モニタからのモニタ信号レベルと出射光モニタからのモニタ信号レベルとの比を算出する回路を付加し、その比が設定値と一致するように光ファイバ増幅器内の励起光源の光量にフィードバック制御をかける。 [0004] In order to keep the gain of the optical fiber amplifier to be constant, adds a circuit for calculating the ratio between the monitor signal level from the monitor signal level and output light monitor from the incident light monitor, the ratio is set provide feedback control to the light amount of the excitation light source in the optical fiber amplifier to match the value. 光ファイバ増幅器からの出射光は、増幅された信号光以外に、増幅された自然放出光(ASE)が含まれている。 Light emitted from the optical fiber amplifier, in addition to the amplified signal light, amplified spontaneous emission (ASE) is included. 出射光のうち、信号光とASEとの比は、光ファイバ増幅器の動作条件により異なる。 Of the outgoing light, the ratio between the signal light and the ASE is different depending on the operating conditions of the optical fiber amplifier.

【0005】この結果、前述の制御を行う場合には出射光のうち信号光成分のみを光学的に分離する光バンドパスフィルタを設置する事が通常行われる。 [0005] Consequently, it is common practice to install an optical bandpass filter for separating only a signal light component in the emitted light optically in the case of performing the control described above. 多くの場合、 In many cases,
光ファイバ増幅器を使用する光伝送システムではDF DF optical transmission system using an optical fiber amplifier
B,LD等を信号光源として用いており、信号光の波長は時間的に一定であり、かつその線幅は十分狭い。 B, and using the LD or the like as a signal light source, the wavelength of the signal light is temporally constant, and the line width is sufficiently narrow. そのために、狭帯域の光バンドパスフィルタを通過させる事で、ASE成分を効果的に取り除き、信号光成分のみを取り出すことができた。 Therefore, by passing the optical bandpass filter of a narrow band, effectively removing the ASE component, it was possible to extract only the signal light component.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明では、光伝送システムにおいて信号光の波長が時間的に変化するような場合、及び信号光の線幅が広く、その線幅内に含まれるASE成分が信号光成分に比べ無視し得ないような場合にも適用可能なALC動作成いはAGC動作光ファイバ増幅器を提供することにある。 In the [0008] present invention, when the wavelength of the signal light in an optical transmission system that varies with time, and wide line width of the signal light, ASE component included in the line width also applicable ALC dynamic creation physician if such not negligible compared to the signal light component is to provide an AGC operation optical fiber amplifier.

【0007】前記伝送システムの問題点は、信号光の線幅が広い或いはその波長が時間的に変動するために、モニタ用受光器の前に置かれた光学的な狭帯域バンドパスフィルタでは、光学的に増幅された信号光成分のみを取り出すことが難しい点にある。 [0007] problems of the transmission system, since the line width is wide or the wavelength thereof of the signal light varies temporally, an optical narrow-band band-pass filter placed in front of the monitoring light receiver, lies in it is difficult to extract only the signal light component amplified optically.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本発明の請求項1に係る光ファイバ増幅器は、増幅媒体として希土類添加光ファイバを用い、励起用の光源と、励起用光源駆動回路と、励起光と信号光の合液用カップラと、前記光ファイバからの増幅された出射光の一部を分岐するためのタップと、分岐した出射光をOE変換するための出射光モニタ用光検出器とを具備した光ファイバ増幅器において、前記出射光モニタ用光検出器からの電気信号のうち特定の周波数成分のみを通過させる電気フィルタと、該電気フィルタを通過した電気信号とあらかじめ設定された値の電気信号とが入力され、それらの差を計算し、結果を出力する演算回路と、該演算回路の出力を基に励起光量を調整する光源駆動回路を備え、一定の出力光量を得る Optical fiber amplifier according to claim 1 of the present invention to achieve the such objects Means for Solving the Problems] uses a rare earth doped optical fiber as an amplification medium, a light source for excitation, an excitation light source driving circuit , and covering liquid for coupler of the pumping light and signal light, amplified and tapped for branching a portion of the emitted light, the branched output light of the OE output light monitoring light detection for converting from said optical fiber in the optical fiber amplifier; and a vessel, wherein the electric filter which passes only a specific frequency component of the electrical signal from the emitted light monitoring optical detector, preset value as an electric signal passing through the electric filter the electrical signal and the input, compute the difference between them, an operation circuit for outputting a result, a light source driving circuit for adjusting the amount of excitation light on the basis of the output of the arithmetic circuit to obtain a constant output light intensity とを特徴とする。 And wherein the door.

【0009】上記目的を達成する本発明の請求項2に係る光ファイバ増幅器は、増幅媒体として希土類添加光ファイバを用い、励起用の光源と、励起用光源駆動回路と、励起光と信号光の合波用カップラと、前記光ファイバヘの入射信号光の一部を分岐するためのタップと、分岐した光信号をOE変換するための入射信号光モニタ用光検出器と、光ファイバアンプからの増幅された出射光の一部を分岐するためのタップと、分岐した出射光をO [0009] optical fiber amplifier according to claim 2 of the present invention to achieve the above object, using a rare earth doped optical fiber as an amplification medium, a light source for excitation, an excitation light source driving circuit, the excitation light and signal light and the multiplexing coupler, the tap for branching a portion of the incident signal light of the light Faibahe, the incident signal light monitoring light detector for the optical signal OE conversion branched, amplification from the optical fiber amplifier the tap for branching a part of the outgoing light, branched output light O
E変換するための出射光モニタ用光検出器とを具備した光ファイバ増幅器において、前記出射光モニタ用光検出器からの電気信号のうち特定の周波数成分のみを通過させる電気フィルタと、該電気フィルタを通過した電気信号と入射信号光モニタ用光検出器からの電気信号とが入力され、それらの比を計算し、結果を出力する演算回路と、該演算回路の出力を基に励起光量を調整する光源駆動回路を備え、信号光に対して利得一定の出力光量を得ることを特徴とする。 In an optical fiber amplifier comprising an exit light monitoring photodetector for E conversion, an electric filter which passes only a specific frequency component of the electrical signal from the emitted light monitoring optical detector, the electrical filter the inputted electrical signal passed through and the electrical signal from the incident signal light monitoring optical detector, to calculate their ratio, the operation circuit outputs a result, adjust the excitation light quantity based on the output of the operational circuit a light source driving circuit, characterized in that to obtain a constant gain of the output light amount with respect to the signal light.

【0010】上記目的を達成する本発明の請求項3に係る光ファイバ増幅器は、請求項1又は2記載の光ファイバ増幅器において、前記電気フィルタの周波数特性は、 [0010] optical fiber amplifier according to claim 3 of the present invention to achieve the above object, according to claim 1 or 2, wherein the optical fiber amplifier, the frequency characteristic of the electric filter,
前記希土類添加光ファイバの希土類イオンの増幅に関与する誘導放出遷移の始準位の寿命の逆数より決定される周波数以上の高周波成分を通過させることを特徴とする。 And wherein the passing the stimulated emission start level of the frequency or higher frequency components which is determined from the reciprocal of the lifetime of the transitions involved in the amplification of rare earth ions of the rare earth doped optical fiber.

【0011】上記目的を達成する本発明の請求項4に係る光ファイバ増幅器は、請求項1又は2記載の光ファイバ増幅器において、前記電気フィルタの周波数特性は、 [0011] optical fiber amplifier according to claim 4 of the present invention to achieve the above object, according to claim 1 or 2, wherein the optical fiber amplifier, the frequency characteristic of the electric filter,
被増幅信号光の伝送速度を中心とするバンドパス特性を持つことを特徴とする。 Characterized as having a bandpass characteristic centered on the transmission rate of the amplified signal light.

【0012】 [0012]

【発明の実施の形態】本発明では、ASE成分と信号光成分との分離法として、モニタ用受光器で両者を分離せずに受光した後、得られた電気信号を電気的な周波数弁別フィルタを通すことで、ASE成分を除去し信号光成分のみを取り出すことにある。 In DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, as a separation method for the ASE component and the signal light component, after receiving without separate them by monitoring light-receiving device, electric electrical signal obtained specific frequency discrimination filters by passing is to extract only the signal light component to remove ASE component. 電気的な弁別フィルタとして、使用する光伝送システムの伝送ビットレートを中心周波数とするバンドパスフィルタを用いるか、光ファイバ増幅器に使用する希土類イオンの誘導放出遷移の始準位の寿命の逆数より決定される周波数以上の高周波成分を通過させるバイパス型フィルタでも良い。 As electrical discrimination filter, or a band pass filter having a center frequency of the transmission bit rate of the optical transmission system to be used, determined from the reciprocal of the beginning level of the life of the stimulated emission transition of the rare earth ions for use in an optical fiber amplifier frequency or higher frequency components which are may be a bypass filter for passing.

【0013】本発明の主要な点を図面を用いて次に説明する。 [0013] will be described with reference to the main drawing points of the present invention. 図1に示すように、入射した信号光は、信号光は信号光入力測光アイソレータ8を通り、希土類添加光ファイバ1に入射する。 As shown in FIG. 1, the signal light incident, the signal light passes through the signal light input metering isolator 8 and enters the rare earth-doped optical fiber 1. 希土類添加光ファイバ1内で増幅された信号光は、信号光出力測光アイソレータ9を通過し、信号光出力モニタ用タップ11によりその一部が出力光モニタ用光検出器2に入射する。 The signal light amplified in the rare earth-doped optical fiber within 1 passes through the optical signal output metering isolator 9, a portion is incident on the light output monitoring light detector 2 by the signal light output monitor tap 11. 励起光は、励起光/信号光合分波用カップラ12により前方向励起或いは後方向励起(必要によりその両者の併用)として信号光と合波される。 Excitation light is signal light multiplexed with a forward pumping or backward pumping by the pump light / signal light demultiplexing for coupler 12 (as required by the combination of both).

【0014】通常の、ALC動作型光ファイバ増幅器では、出力光モニタ用光検出器2からの電気信号と、出力レベル設定信号発生回路5からの信号を、直接比較回路4で比較(差動増幅)し、設定レベルに対する誤差信号を取り出し、その誤差信号を励起用光源駆動回路6に入力し、誤差信号が零になるように励起光量を調整する。 [0014] Usually, the ALC operation type optical fiber amplifier, and an electric signal from the output light monitor photodetector 2, the signal from the output level setting signal generation circuit 5, compared with direct comparison circuit 4 (differential amplifier ) were taken out an error signal for setting the level, and inputs the error signal to the pumping light source driving circuit 6 to adjust the excitation light quantity so that the error signal becomes zero.
本発明の特徴は、出力光モニタ用光検出器2からの電気信号を比較回路4に入力する前に、電気的なフィルタ回路3を通過させることにある。 Feature of the present invention, before entering the electrical signal from the output light monitor photodetector 2 to the comparison circuit 4 is to pass an electrical filter circuit 3. このフィルタの効果について、図3から図5を用いて詳しく説明する。 The effect of this filter will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

【0015】図3は、出力光モニタ用光検出器2に入射する光信号のスペクトルを示している。 [0015] Figure 3 shows the spectrum of the optical signal incident on the light output monitoring light detector 2. この例では、希土類添加光ファイバとしてPr(プラセオジム)添加光ファイバであるが、他の種類の希土類添加光ファイバであってももちろん構わない。 In this example, a Pr (praseodymium) doped optical fiber as rare earth doped optical fiber, it may of course be other types of rare earth doped optical fiber. 光ファイバ増幅器の出射光のスペクトルは、増幅された信号光の成分以外に、それに重なる形でASE(増幅された自然放出光)成分が存在している。 Spectrum of the outgoing light of the optical fiber amplifier, in addition to components of the amplified signal light, ASE (amplified spontaneous emission) component in the form of overlapping therewith is present. この、増幅された信号光成分と、ASE成分の関係を、電気信号の周波数軸上でより詳しく説明したものが図4である。 This, and the amplified signal light component, the relationship between the ASE component, those described in more detail on the frequency axis of the electrical signals is shown in FIG 4.

【0016】図4は、光検出器で受光した信号をRFスペクトラムアナライザで周波数軸上で表示した図である。 [0016] Figure 4 is a diagram displayed on the frequency axis signals received by the photodetector in the RF spectrum analyzer. 光アンプに入力した光信号の信号フォーマットは、 Signal format of the input optical signal to the optical amplifier,
156Mb/sのNRZ(Non Return to Zero code) 156Mb / s of the NRZ (Non Return to Zero code)
変調である。 It is a modulation. 図中の、10Mz以下の低周波成分は、増幅された出力光の時間的な変動に依存する成分である。 Low-frequency component, following 10Mz in the figure, a component dependent on the temporal variation of the amplified output light.
これは、光ファイバ増幅器に入力する信号光の平均光電力が時間的に変動するために生じる。 This occurs because the average optical power of signal light input to the optical fiber amplifier varies temporally.

【0017】一方、156MHz近傍にピークが観測されているが、これは信号の変調成分に対応したピークである。 Meanwhile, the peak in the vicinity of 156MHz is observed, which is the peak corresponding to the modulation component of the signal. 図5は、図4で説明した156Mb/s光信号の増幅を行った際に、光アンプヘの光信号の入力レベルを変化させた場合の、出力される出力光レベル(細い実線)と、その出力光中に含まれる信号光成分の光パワー(太い実線)の関係を示す。 5, when performing the amplification of 156Mb / s optical signal described in FIG. 4, in the case of changing the input level of the optical signal of the optical Anpuhe, and the outputted output light level (thin solid line), the It shows the relationship between the optical power of the signal light component contained in the output light (thick solid line). 同時に、図5中には、出力モニタより得られた電気信号について、周波数フィルタ等を通一過させる前の全スペクトル成分(−点鎖線)、 At the same time, in FIG. 5, the electric signal obtained from the output monitor, all spectral components prior to passing transiently frequency filter or the like (- point chain line),
156Mb/sを中心周波数としたRFバンドパスフィルタを通過させた後の電気信号成分(点線)、前記バンドパスフィルタの代わりに50MHz以上の高周波成分を通過させるRFハイパスフィルタを通過させた電気信号成分(2点鎖線)をあわせて示した。 Electric signal components having passed through the RF bandpass filter with a center frequency 156Mb / s (dotted line), an electric signal components having passed through the RF high pass filter which passes 50MHz or more high-frequency components instead of the band-pass filter It showed combined (two-dot chain line).

【0018】光アンプからの出射光レベル(細い実線) The emitted light level from the optical amplifier (thin solid line)
を一定値に保っても、入射信号光レベルが低下する際に、出射光中の信号光レベル(太い実線)は低下する事が判る。 Also kept at a constant value, when the incident signal light level drops, the signal light level in the emitted light (thick solid line) is decreased. 光アンプ内の出力光モニタからの電気信号の全スペクトル成分(一点鎖線)は、当然の事ながら入射信号光レベルに関わりなくほぼ一定値となる。 All spectral components of the electrical signal from the output light monitor in the optical amplifiers (dashed line) is substantially a constant value irrespective of the incident signal light level of course. 一方、RF On the other hand, RF
バンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタを通過させた成分(点線及び2点鎖線)は、実際の信号光出力とほぼ同じ出力特性を示していることが判る。 Component passed through the band-pass filter or high-pass filter (dashed line dotted line and two-dot), it is found that it showed almost the same output characteristics as the actual signal light output. 以上の説明で明らかなように、RFバンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタを通過させた成分(点線及び2点鎖線)をモニタ用の電気信号として使用すれば、増幅された光信号光に比例したモニタ出力が得られるために、真に出力一定動作型光アンプ或いは利得一定型光アンプが構成できることになる。 As apparent from the above description, the use of components having passed through the RF bandpass filter or a high pass filter (dashed line dotted line and two-dot) as an electric signal for monitor, the monitor output proportional to the amplified optical signal light to obtain, so that truly can configure the output constant operation type optical amplifier or gain constant optical amplifier.

【0019】 [0019]

【実施例1】本実施例では、図1に示した基本構成1をベースに、1.3μm帯用光アンプについて検討した。 EXAMPLE 1 In this example, based on the basic configuration 1 shown in FIG. 1, were studied optical amplifier for 1.3μm band.
光信号のフォーマットは、波長1.33μmのファブリペロー型半導体LDを使用し、信号変調フォーマットは156Mb/sの2値スクランブルドNRZとした。 Format of the optical signal, by using a Fabry-Perot-type semiconductor LD with a wavelength of 1.33, signal modulation format has a binary scrambled NRZ of 156Mb / s. 希土類添加光ファイバ1としては、Pr(プラセオジム) Examples of the rare earth doped optical fiber 1, Pr (praseodymium)
添加Zr系フッ化物ファイバを使用し、フッ化物ファイバと石英ファイバとの接続は斜めV溝接続を使用した。 Using the added Zr-based fluoride fiber, connected between the fluoride fiber and quartz fiber was used oblique V groove connection.

【0020】Pr添加フッ化物ファイバのスペックは以下の通りである。 [0020] The specifications of the Pr-doped fluoride fiber is as follows. Pr添加濃度 1000ppm カットオフ波長 0.95μm 比屈折率差 2.5% 励起光/信号光合分波用カップラ12としては、融着延伸ファイバカップラを使用し、励起用光源は1020n The Pr doping concentration 1000ppm cutoff wavelength 0.95μm relative refractive index difference of 2.5% excitation light / signal light demultiplexing for coupler 12, using the fused and extended fiber coupler, excitation light source 1020n
m発振の半導体LDを使用した。 m using a semiconductor LD of oscillation.

【0021】出力光モニタ用光検出器2としては、PI [0021] As an output light monitor photodetector 2, PI
N−PDを使用し、OE変換後の電気信号は中心周波数156MHz,3dB低下時のスペクトル半値幅は20 Using the N-PD, an electric signal after OE converted center frequency 156 MHz, the spectral half width at 3dB drop 20
MHzとした。 Was MHz. RFバンドパスフィルタ3を通過後の信号は、OPアンプで増幅後に、設定レベル信号と共に比較回路4に入力し、誤差信号を生成させた。 Signal after passing through the RF bandpass filter 3, after amplification by the OP amplifier, and input to the comparison circuit 4 with the configuration level signal, generating an error signal.

【0022】この誤差信号を励起用1020nmLDの駆動回路6に入力し、LDの駆動電流を誤差信号が零になるように制御した。 [0022] Enter the error signal to the drive circuit 6 of the excitation 1020NmLD, to control the drive current of the LD so that the error signal becomes zero. この構成により、信号光入力範囲として−10Bmから+2dBmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの出力として6±0.2dBmに制御することができた。 With this configuration, in the range from -10Bm as the signal light input range + 2dBm, it could be controlled to 6 ± 0.2dBm as the output of only the signal light component from the optical amplifier. なお、同一の構成でRFバンドパスフィルタ3のみをはずした場合、信号光入力範囲として−10Bmから+2dBmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの出力は−3dBmから+6dBm変化した。 Note that when removing the only RF bandpass filter 3 with the same configuration, in the range from -10Bm as the signal light input range + 2dBm, the output of only the signal light component from the optical amplifier changes + 6 dBm from -3 dBm.

【0023】 [0023]

【実施例2】本実施例は、実施例1に比較しRFフィルタ以外は同一の構成とした。 EXAMPLE 2 This example, except RF filter compared to Example 1 was the same configuration. RFフィルタ3としては、 The RF filter 3,
カットオフ周波数が10MHzのバイパス特性を持つフィルタを使用した。 Cut-off frequency using a filter having a pass characteristic of 10 MHz. この構成により、信号光入力範囲として−10Bmから+2dBmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの出力として6±0.2dBmに制御することができた。 With this configuration, in the range from -10Bm as the signal light input range + 2dBm, it could be controlled to 6 ± 0.2dBm as the output of only the signal light component from the optical amplifier.

【0024】 [0024]

【実施例3】本実施例では、図2に示す基本構成2をベースに、1.5m帯用光アンプについて検討した。 EXAMPLE 3 In this example, based on the basic configuration 2 shown in FIG. 2, was examined optical amplifier for 1.5m band. 光信号のフォーマットは、波長1.55のDFB型半導体L Format of the optical signal of wavelength 1.55 DFB semiconductor L
Dを使用し、信号変調フォーマットは156Mb/sの2値スクランブルドNRZとした。 Using the D, signal modulation format has a binary scrambled NRZ of 156Mb / s. 希土類添加光ファイバとして1は、Er(エルビウム)添加Al共添加石英系ファイバを使用した。 1 as a rare earth doped optical fiber was used Er (erbium) added Al-codoped silica fiber.

【0025】Er添加ファイバのスペックは以下の通りである。 [0025] The specifications of the Er-doped fiber is as follows. Er添加濃度 1000ppm カットオフ波長 0.95μm 比屈折率差 1.8% 励起光/信号光合分波用カップラ12としては、誘電体多層膜フィルタ用いファイバコリメータにより構成したバルク型カップラを使用し、励起用光源は1480nm The Er doping concentration 1000ppm cutoff wavelength 0.95μm relative refractive index difference of 1.8% excitation light / signal light demultiplexing for coupler 12, using bulk-type coupler constituted by a dielectric multilayer film filter using a fiber collimator, an excitation use light source 1480nm
発振の半導体LDを使用した。 Using a semiconductor LD of oscillation.

【0026】出力光モニタ用光検出器2としては、PI [0026] As an output light monitor photodetector 2, PI
N−PDを使用し、OE変換後の電気信号は中心周波数156MHz,3dB低下時のスペクトル半値幅は20 Using the N-PD, an electric signal after OE converted center frequency 156 MHz, the spectral half width at 3dB drop 20
MHzとした。 Was MHz. RFバンドパスフィルタ3を通過後の信号は、OPアンプで増幅後に割り算回路14に入力させた。 Signal after passing through the RF bandpass filter 3, was input to the division circuit 14 after amplified by the OP amplifier. 同時に入力光モニタ用光検出器15からの電気信号をOPアンプで適当に増幅後、割り算回路14に入力させ、前述のRFバンドパスフィルタ3を通過後の信号との割り算を行い、割り算回路14からの出力を利得設定信号発生回路13からの設定レベル信号と共に比較誤差信号を発生させた。 After appropriate amplification simultaneously electric signals from the input light monitoring photodetector 15 in OP amplifier, is input to a division circuit 14 performs the division of the signal after passing through the RF bandpass filter 3 described above, the division circuit 14 the output from the generated the comparison error signal with the set level signal from the gain setting signal generating circuit 13.

【0027】この誤差信号を励起用1480nmLDの駆動回路6に入力し、LDの駆動電流を誤差信号が零になるように制御した。 [0027] Enter the error signal to the drive circuit 6 of the excitation 1480NmLD, to control the drive current of the LD so that the error signal becomes zero. この構成により利得を20dBになるように調整した場合、信号光入力範囲として−15 If adjusted to the gain 20dB With this arrangement, -15 as the signal light input range
Bmから0dBmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの利得として20±0.2dBに制御することができた。 In the range of 0dBm bm, it could be controlled to 20 ± 0.2 dB as the gain of only the signal light component from the optical amplifier. なお、同一の構成でRFバンドパスフィルタのみをはずした場合、信号光入力範囲として−15sBから0Bmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの利得は25dBから20dBに変化した。 Note that when removing the only RF bandpass filter with the same structure, in the range of -15sB of 0Bm as the signal light input range, the gain of only the signal light component from the optical amplifier changes from 25dB to 20 dB.

【0028】 [0028]

【実施例4】本実施例では、実施例3に比較し、RFフィルタのみバイパス型を使用した場合の例について述べる。 Embodiment 4 In this embodiment, as compared to Example 3 describes an example of using only bypass type RF filter. 使用したEr添加ファイバでのErの誘導放出遷移の寿命は約9msecであり、飽和信号が入力している条件でも1msec前後である。 Life of the stimulated emission transition Er in using Er-doped fiber is about 9 msec, is around 1msec in conditions of saturated signal is inputted. そこで、誘導放出寿命の逆数で算出される周波数より低周波数まで通過させるハイパスフィルタ(カットオフ周波数0.5KHz)と、 Therefore, from the frequency calculated by the reciprocal of stimulated emission life and high-pass filter which passes to the low frequency (cutoff frequency 0.5 kHz),
誘導放出寿命の逆数で算出される周波数より十分高い周波数をカットオフ波長とするハイパスフィルタ(カットオフ周波数が10MHz)としたハイパスフィルタの2 2 of the high-pass filter with a high pass filter (cut-off frequency is 10 MHz) to a frequency sufficiently higher than the frequency calculated by the reciprocal of stimulated emission lifetime and cut-off wavelength
種類について比較検討した。 They were compared for the type.

【0029】まず、10MHzのカットオフ周波数のフィルタの場合について述べる。 [0029] First of all, we describe the case of a filter of 10MHz of the cut-off frequency. この場合、信号光入力が0dBmで利得が20dBになるように調整した場合、 In this case, when the signal light input has been adjusted so that the gain at 0dBm is 20 dB,
信号光入力範囲として−15Bmから0dBmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの利得として20± In the range of -15Bm of 0dBm as the signal light input range, 20 ± as a gain of only the signal light component from the optical amplifier
0.2dBに制御することができた。 I was able to control in 0.2dB. 次に、0.5mz Then, 0.5mz
のカットオフ周波数のフィルタの場合について述べる。 It described for the case of the filter cutoff frequency.
この場合、信号光入力が0dBmで利得が20dBになるように調整した場合、信号光入力範囲として−15B In this case, when the signal light input has been adjusted so that the gain at 0dBm is 20 dB, -15B as the signal light input range
mから0dBmの範囲で、光アンプからの信号光成分のみの利得として25dBから20dBへと変化した。 In the range of 0dBm m, it changed from 25dB as the gain of only the signal light component from the optical amplifier to 20 dB. 使用したEr添加ファイバでのErの誘導放出遷移の寿命は約9msecであり、飽和信号が入力している条件でも1msec前後である。 Life of the stimulated emission transition Er in using Er-doped fiber is about 9 msec, is around 1msec in conditions of saturated signal is inputted.

【0030】このように説明したように本発明は、出力光の一部(モニタ光)を励起光源光量調整部にフィードバックして出力強度を制御する光ファイバアンプにおいて、モニタ光を電器信号に変換してノイズと信号を分離し、光量調整部にフィードバックするものであり、信号光の線幅が広い或いはその波長が時間的に変動するために、光学的なバンドパスフィルタでは信号成分のみを取り出すことが難しい場合でも、電気的な処理で信号成分のみを取り出すことができるので、出力の安定したアンプが実現できる。 The invention as thus described, the conversion part of the output light (monitor light) in the optical fiber amplifier for controlling the feedback to the output intensity to the excitation light source light quantity adjusting unit, a monitor light to collector signal to separate the noise and signal, which is fed back to the light amount adjustment unit, for the line width of the signal light is wide or the wavelength thereof varies temporally, extract only signal components in the optical band-pass filter even if it is difficult, it is possible to extract only signal components in the electrical treatment, a stable amplifier output can be realized.

【0031】 [0031]

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明によれば、出力一定或いは利得一定動作型の光アンプを構成する際に、従来信号光成分のみを分離するために必要であった光学的なバンドパスフィルタが不要となり、電気的な処理のみで同様の効果が実現できる。 Effect of the Invention] As has been specifically described based on examples, according to the present invention, when configuring the optical amplifier output constant or constant gain operation type, separating only conventional signal light component becomes unnecessary optical bandpass filter was required for a similar effect only at electrical processing can be realized. このことは、光信号の波長が時間的に変動するような場合においても、電気的な処理のみで安定光アンプが実現できるメリットを持つ。 This means that in case the wavelength of the optical signal such that time varying also has the benefits of stabilizing optical amplifier can be realized only by electrical processing.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】主に本発明の請求項1に係る光ファイバ増幅器の構成図である。 1 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier according to claim 1 mainly present invention.

【図2】主に本発明の請求項2に係る光ファイバ増幅器の構成図である。 2 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier according to claim 2 of the main invention.

【図3】光アンプからの出力光のスペクトルを示すグラフである。 3 is a graph showing the spectrum of the output light from the optical amplifier.

【図4】出力側モニタ用光検出器でOE変換した電気信号の周波数スペクトルを示すグラフである。 4 is a graph showing the frequency spectrum of the electrical signal OE converted at the output side monitoring optical detector.

【図5】出力モニタからの電気信号と増幅後の光信号レベルの入力光信号レベル依存性を示すグラフである。 5 is a graph showing the input optical signal level-dependent optical signal level after amplification and electrical signals from the output monitor.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 希土類添加光ファイバ 2 出力光モニタ用光検出器 3 高周波通過型電気フィルタ(或いはバンドバス型電気フィルタ) 4 比較回路 5 出力レベル設定信号発生回路 6 励起用光源駆動回路 7 励起用光源 8 信号光入力測光アイソレータ 9 信号光出力測光アイソレータ 10 信号光入力モニタ用タップ 11 信号光出力モニタ用タップ 12 励起光/信号光合分波用カップラ 13 利得設定信号発生回路 14 割り算回路 15 信号光入力モニタ用光検出器 1 rare-earth doped optical fiber 2 output light monitoring optical detector 3 RF-pass electrical filter (or band-type electric filter) 4 comparator circuit 5 output level setting signal generating circuit 6 pumping light source driving circuit 7 exciting light source 8 signal light input photometric isolator 9 signal light output photometric isolator signal light input monitor tap 11 the signal light output monitor tap 12 pumping light / optical signal demultiplexing for coupler 13 gain setting signal generating circuit 14 the division circuit 15 the signal light input monitoring light detection vessel

───────────────────────────────────────────────────── 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) H04B 10/04 10/17 10/16 (72)発明者 阪本 匡 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 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 西田 好毅 東京都渋谷区道玄坂一丁目12番1号 エヌ ティティエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 大石 泰丈 東京都渋谷区道玄坂一丁目12番1号 エヌ ティティエレクトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 5F072 AB07 AK06 HH02 JJ05 PP07 YY17 5K002 AA06 BA05 BA13 CA09 CA10 CA13 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) H04B 10/04 10/17 10/16 (72) inventor Tadashi Sakamoto Otemachi, Chiyoda-ku, tokyo chome No. 3 the No. 1 Date this telegraph and telephone Corporation (72) inventor Hirotaka Ono Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo chome third No. 1 Date this telegraph and telephone within Co., Ltd. (72) inventor Nishida KoAtsushi, Shibuya-ku, Tokyo Dogenzaka chome No. 12 No. 1 NTT Titi electronics within Co., Ltd. (72) inventor Oishi Taitake, Shibuya-ku, Tokyo Dogenzaka chome 12th No. 1 NTT Titi Electronics Co., Ltd. in the F-term (reference) 5F072 AB07 AK06 HH02 JJ05 PP07 YY17 5K002 AA06 BA05 BA13 CA09 CA10 CA13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 増幅媒体として希土類添加光ファイバを用い、励起用の光源と、励起用光源駆動回路と、励起光と信号光の合液用カップラと、前記光ファイバからの増幅された出射光の一部を分岐するためのタップと、分岐した出射光をOE変換するための出射光モニタ用光検出器とを具備した光ファイバ増幅器において、前記出射光モニタ用光検出器からの電気信号のうち特定の周波数成分のみを通過させる電気フィルタと、該電気フィルタを通過した電気信号とあらかじめ設定された値の電気信号とが入力され、それらの差を計算し、結果を出力する演算回路と、該演算回路の出力を基に励起光量を調整する光源駆動回路を備え、一定の出力光量を得ることを特徴とする光ファイバ増幅器。 [Claim 1] with a rare-earth doped optical fiber as an amplification medium, a light source for excitation, an excitation light source driving circuit, the excitation light and the focus-liquid coupler of the signal light, amplified light emitted from the optical fiber of the tap for branching a part, in an optical fiber amplifier comprising an exit light monitoring photodetector for branched light emitted OE conversion, electric signal from the emitted light monitoring photodetector an electric filter out passing only specific frequency components, and an electric signal of a predetermined value and an electrical signal passed through the electric filter are input, a calculating circuit for calculating their difference, and outputs the result, a light source driving circuit for adjusting the amount of excitation light output based on the said arithmetic circuit, an optical fiber amplifier, characterized in that to obtain a constant output light amount.
  2. 【請求項2】 増幅媒体として希土類添加光ファイバを用い、励起用の光源と、励起用光源駆動回路と、励起光と信号光の合波用カップラと、前記光ファイバヘの入射信号光の一部を分岐するためのタップと、分岐した光信号をOE変換するための入射信号光モニタ用光検出器と、光ファイバアンプからの増幅された出射光の一部を分岐するためのタップと、分岐した出射光をOE変換するための出射光モニタ用光検出器とを具備した光ファイバ増幅器において、前記出射光モニタ用光検出器からの電気信号のうち特定の周波数成分のみを通過させる電気フィルタと、該電気フィルタを通過した電気信号と入射信号光モニタ用光検出器からの電気信号とが入力され、 2. Using the rare earth doped optical fiber as an amplification medium, a light source for excitation, an excitation light source driving circuit, and the multiplexing coupler of the pumping light and the signal light, a portion of the incident signal light of the optical Faibahe the tap for branching, and the tap for branching the incident signal light monitoring light detector for OE converting the optical signal branched, a part of the amplified light emitted from the optical fiber amplifier, the branch in to the optical fiber amplifier comprising an exit light monitoring light detector for the emitted light to OE conversion was an electric filter which passes only a specific frequency component of the electrical signal from the emitted light monitoring photodetector , and an electric signal from an electric signal passing through the electric filter incident signal light monitoring photodetector is input,
    それらの比を計算し、結果を出力する演算回路と、該演算回路の出力を基に励起光量を調整する光源駆動回路を備え、信号光に対して利得一定の出力光量を得ることを特徴とする光ファイバ増幅器。 Their ratio is calculated and an operation circuit for outputting a result, and characterized by comprising a light source driving circuit for adjusting the amount of excitation light on the basis of the output of the arithmetic circuit to obtain a constant gain of the output light amount with respect to the signal light optical fiber amplifier that.
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の光ファイバ増幅器において、前記電気フィルタの周波数特性は、前記希土類添加光ファイバの希土類イオンの増幅に関与する誘導放出遷移の始準位の寿命の逆数より決定される周波数以上の高周波成分を通過させることを特徴とする光ファイバ増幅器。 3. The method of claim 1 or 2, wherein the optical fiber amplifier, the frequency characteristic of the electric filter, than the inverse of the beginning level of the life of the stimulated emission transition involved in the amplification of rare earth ions of the rare earth doped optical fiber optical fiber amplifier, characterized in that passing the frequency or high-frequency components to be determined.
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の光ファイバ増幅器において、前記電気フィルタの周波数特性は、被増幅信号光の伝送速度を中心とするバンドパス特性を持つことを特徴とする光ファイバ増幅器。 4. The method of claim 1 or 2, wherein the optical fiber amplifier, the frequency characteristic of the electric filter, an optical fiber amplifier, characterized by having a band pass characteristic centered on the transmission rate of the amplified signal light.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007502085A (en) * 2003-05-06 2007-02-01 富士通株式会社 Light performance monitoring methods and systems

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