JP2002221743A - 光増幅器、光ファイバラマン光増幅器、及び光システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本願発明の課題は、ラマン励起光によって、
光増幅器の遮断回路が誤動作の防止することである。 【解決手段】 本願発明の代表的な形態は、光増幅器を
構成するの入力光検出器、反射光検出器の前に励起光除
去フィルタを挿入しておくものである。これによって、
例えば光ファイバ伝送路の下流から送信されるラマン励
起光の残留成分を除去し、信号成分のみを検出し遮断動
作を行う。また、励起光のオン・オフ状態によって、遮
断動作を行う判別しきい値を変更する。もしくはラマン
励起光自身を出力解放検出に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、ラマン励起光を
用いた光システムに関するものである。当該光システム
の代表的な例をあげると、光増幅器、ラマン励起光の放
出装置、例えば、ラマン励起光光源あるいは光ファイバ
における誘導ラマン効果によって光増幅を行うためのラ
マン励起光の放出装置、光中継器、あるいはこれらの諸
装置を用いた光システムなどである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ中に波長の異なる複数の光信
号を多重して情報伝送を行う波長多重（ＷＤＷ）光伝送
方式は、光ファイバ通信の大容量化に極めて有効な手法
である。このような光信号の中継／増幅にはＥＤＦＡ(E
rbium-doped Fiber Amplifier)などの希土類添加光ファ
イバ増幅器や、半導体光増幅器、ラマン・アンプなどの
光ファイバ増幅器が用いられる。これらの光増幅器は、
光ファイバ伝送路の上流側に配置され１波長もしくは複
数の波長の送信光信号を大きな光パワーに増幅して出力
するためのポストアンプとして用いられる。更には、前
記光増幅器が光ファイバ伝送路の下流側に配置され、伝
送後の弱くなった光信号を増幅して受信するためのプリ
アンプとして、また伝送後光信号を増幅して次の光ファ
イバ伝送路に送り出す光中継機などの用途に広く用いら
れている。

【０００３】これらの光増幅器、なかでも既に商用光フ
ァイバ伝送システムに広く使用されているＥＤＦＡにお
いては、入力光信号の消失や出力端の解放（コネクタの
解放やファイバの切断）を検出して光増幅器の出力を遮
断する遮断回路が設けられている。入力信号の消失を検
出して光増幅器を遮断する方式については、例えば、日
本国公開特許公報、特開平７−２４０７１７号公報（文
献１）に記載されている。また、出力コネクタの解放を
検出して光増幅器を遮断する方式については、例えば、
日本国公開特許公報、特開平０７−１９０８８７号公報
（文献２）などがある。

【０００４】図２に入力光の消失と出力解放検出による
遮断機構を備えた、従来の光増幅器１００の構成を示
す。光増幅器１００は入力光コネクタ１０１から入力さ
れた光信号を、ＥＤＦ(Erbium Doped Fiber）などの光
増幅媒体１０３で増幅して出力光コネクタ１０５から出
力する。通常の光増幅動作時には、光増幅媒体は励起光
源１１１から出力される励起光によって励起され、光信
号利得を形成している。励起光の出力強度は一定、もし
くは光増幅器１００の出力光強度が一定（一定出力制
御）になるように、もしくは光増幅器１００の信号利得
が一定になるように（一定利得制御）制御されるのが一
般的である。

【０００５】入力信号の消失による遮断機構は以下の通
りである。入力光コネクタ１０１を介して入力された光
信号の一部（数％程度）は、光分岐器１０２によって分
岐され入力光検出器１０９によって光電変換される。制
御回路１１０は入力光検出器１０９の検出した光電流が
一定レベル以下になると入力光信号が消失したと判定
し、励起光源１１１の駆動電流を制御し、光増幅媒体１
０３に供給される励起光を低減もしくは遮断して、光増
幅器の利得を減少させる。上記一定レベルは、光信号の
ＳＮ比や伝送システムの構成から決まる最小信号入力レ
ベルと、雑音レベルの中間などに設定されるのが一般的
である。

【０００６】この他、入力信号が消失した光増幅器は、
信号光を増幅するかわりに自然放出光雑音(ＡＳＥ：Amp
lified Spontaneous Emission)と呼ばれる広帯域の雑
音光を出力する。これらの雑音光は、後続の光増幅器の
入力信号検出回路や、利得一定制御や出力一定制御の光
アンプを誤動作させるなどの悪影響を引き起こす可能性
があり、これを防ぐためにも光増幅器を遮断する場合が
ある。

【０００７】出力解放による遮断機構は以下の通りであ
る。光分岐器１０４は光増幅器１００の出力端に設置さ
れ、光ファイバ伝送路に出力される光信号１１２と、逆
に光コネクタ１０５から入力される反射光１１３の一部
（数％程度）を分岐し、それぞれ出力光検出器１０７と
反射光検出器１０８に導入する。これらの信号強度は光
電変換されて制御回路１１０に入力され、制御回路は反
射光強度の出力光強度に対する比が一定レベルを越える
と出力端が解放されたと判定し、励起光源１１１の駆動
電流を制御し、光増幅媒体１０３に供給される励起光を
低減もしくは遮断して、光増幅器の利得を減少させる。
上記一定レベルは、コネクタ解放時やファイバ切断に際
して発生するフレネル反射のレベルと、光ファイバ伝送
路で発生するレーリー散乱による光信号の反射レベルの
中間（通常前者の方が大）に設定されるのが一般的であ
る。

【０００８】

【発明を解決しようとする課題】本願発明の目的は、強
力な励起光を用いることがあっても、誤動作することの
ない光増幅器を提供するものである。更には、本願発明
は、強力な励起光を用いることがあっても、誤動作する
ことのないラマン増幅器を提供するものである。

【０００９】更には、本願発明は、強力な励起光を用い
ることがあっても、誤動作することのない光伝送装置、
あるいは光伝送システムを提供するものである。

【００１０】本願発明の主な技術的な課題を説明すれ
ば、次の通りである。

【００１１】その一つ目は、強力な励起光を用いること
があっても、光増幅器に対する入力信号の消失を確度高
く検出し、当該光増幅器を遮断あるいは出力低減するこ
とを可能にせんとするものである。光増幅器のこの正確
な動作によって、光の再入射時の光サージを防止するこ
とが出来る。

【００１２】本願発明の主な技術的な課題の二つ目は、
強力な励起光を用いることがあっても、光増幅器におけ
る出力信号の解放を確度高く検出し、当該光増幅器を遮
断あるいは出力低減することを可能にせんとするもので
ある。光増幅器のこの正確な動作によって、不必要な光
の射出を防止することが出来る。

【００１３】本願発明のより好ましい目的は、前記第１
及び第２の技術的課題を共に解消した光増幅器を可能な
らしめんとするものである。併せて、本願発明の光増幅
器は、誤動作のない光伝送装置、あるいは光システムを
提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願発明は、大きくは三
つの基本的な形態を有する。

【００１５】本願発明の第１の形態は、励起光の除去手
段、除去部材、例えばフィルタを用いる形態である。こ
れには、種々の実施の形態が考えられるが、代表的には
例えば、光増幅器などの光装置の、入力検出回路や出力
検出回路に対して、励起光の除去フィルタを挿入する形
態である。前記入力検出回路及び前記出力検出回路の双
方に対して励起光の除去手段を用いることによって、前
記第１及び第２の技術的課題を共に解消することが出来
る。あるいは、ラマン励起光の出力端等からの反射光を
検出する場合は、この反射光の受光器への経路に同様の
励起光の除去手段を用いることは有用である。

【００１６】励起光の除去手段はフィルタに限らず、例
えば、合波器などを用いることも可能である。この場
合、当該合波器が励起光、例えばラマン光を除去し、所
望の信号光を透過する特性を有することは云うまでもな
い。

【００１７】本合波器は、光検出器に到達するラマン励
起光の強度を、検出すべき光信号強度の１／２以下に減
衰せしめるラマン励起光透過率を有することが好適であ
る。

【００１８】本願発明の第２の形態は、励起光のＯＮ／
ＯＦＦ等、励起光の状態に応じて、入出力検出回路の検
出閾値を変化させる形態である。前記入力検出回路及び
前記出力検出回路の双方に対して検出閾値を変化させる
方策を用いることによって、前記第１及び第２の技術的
課題を共に解消することが出来る。

【００１９】本願発明の第３の形態は、励起光自身の強
度を調整する形態である。その代表的形態は、励起光を
入出力の解放の有無の検出に使用する形態である。

【００２０】更に、これらの基本的形態に加えて、励起
光の立ち上げ方や逆方向励起光を用いた監視情報伝達方
法を組み合わせて用いることも可能であり、本願発明の
目的に有用である。

【００２１】以下、上述の３つの代表的な形態を軸に、
本願発明の諸形態を詳しく説明する。

【００２２】尚、本願発明の対象となる装置、光システ
ムは、強力な励起光、例えば信号光に比較して強力な励
起光を用いる光装置、あるいは光システムに関する。こ
の強力な励起光は、ラマン光が代表的な例である。しか
し、本願発明の適用可能な光装置、その部材あるいは光
システムなどは多岐に渡るので、ここに、その主なもの
を列挙し例示する。ここに具体的に列挙した以外の光装
置あるいは光システムにおいて、本願に開示の発明思想
を適用できる光装置あるいは光システムは当然本願発明
の範囲である。 （１）光増幅器としては、光ファイバ増幅器、半導体光
増幅器、光ファイバ・ラマン増幅器、集中定数型ラマン
増幅器などを挙げることが出来る。ここで、光ファイバ
・ラマン増幅器とは、ラマン光を光伝送路、光ファイバ
に導入し、この光伝送路、光ファイバ中で、誘導ラマン
効果によって光増幅を行うものである。本願明細書で
は、このラマン光を光伝送路、光ファイバに導入する手
段、装置の部分を光ファイバ・ラマン増幅器と称するこ
ととする。 （２）光ファイバ・ラマン増幅器用の励起光源。 （３）光ファイバ・ラマン増幅器を縦列接続した各種光
増幅器あるいは光システム。 （４）ラマン励起光が入力される光増幅器。例えば、光
ファイバ・ラマン増幅器用の励起光の入力部を有する光
増幅器。 （５）上記各光増幅器を有する光装置、光伝送装置、光
中継機。 （６）上記各光増幅器を用いた光装置、光伝送装置、光
中継機などを有する光システム。

【００２３】本願発明の基本的な第１の技術思想は、光
増幅器の光信号の出力端からの反射光強度を検出する光
検出器と出力端との間に、光ファイバラマン増幅に用い
る励起光の波長を阻止し、この光信号の波長を透過する
光フィルタを挿入する形態である。こうすることによっ
て、ラマン励起光による、前記光検出器への外乱を除去
するものである。また、光信号の入力端からの入力信号
強度を検出する光検出器と入力端の間に、光ファイバラ
マン増幅に用いる励起光の波長を阻止し、この光信号の
波長を透過する光フィルタを挿入すれば、同じように入
力検出にも適用できる。

【００２４】あるいは、前記ラマン励起光の混入を阻止
するには、次のような方策も存在する。合波器を光ファ
イバラマン増幅に用いる励起光の波長を阻止し、この光
信号の波長を透過する役割を担わせるのである。即ち、
光信号の入力部もしくは出力部もしくはその双方に、光
ファイバ伝送路に向かって光ファイバラマン増幅用励起
光を合波する合波器を備え、この合波器を光信号の入力
端からの入力信号強度を検出する光検出器と入力端の間
に配置することにによって励起光の波長成分を除去でき
る。もしくは、この合波器を、光信号の出力端からの反
射光強度を検出する光検出器と出力端の間に配置するこ
とを、もしくはその双方に配置することによっても、同
様に合波器によって励起光の波長成分を除去できる。こ
の場合、合波器が前述の光ファイバラマン増幅に用いる
励起光の波長を阻止し、この光信号の波長を透過する光
フィルタと類似の特性を有し、従って、合波器が前述の
光フィルタと同様の働きをなしているのである。

【００２５】上記励起光の波長成分を除去する手段は、
特に、光ファイバ伝送路を利得媒体とする光ファイバラ
マン増幅器もしくは光ファイバラマン増幅用励起光源、
更には、光ファイバラマン増幅用励起光の入力部を備え
た光増幅器において有効である。また、こうした光ファ
イバラマン増幅器、光ファイバラマン増幅用励起光源、
あるいは光ファイバラマン増幅用励起光の入力部を備え
た光増幅器を有する光伝送装置や光伝送システムにおい
て効果を奏する。

【００２６】本願発明の第２の形態は、励起光のＯＮ／
ＯＦＦ等の励起光の状態に応じて、入出力検出回路の検
出閾値を変化させる形態である。

【００２７】即ち、信号光の反射強度あるいは入射強度
は、光ファイバ・ラマン増幅器のオン・オフ状態や励起
光の出力強度に応じて変化する。従って、これに応じて
入力検出もしくは出力反射光検出の判定のしきい値を、
異なる複数の値に変化させることによって、雑音光の影
響を低減し、より確実な入力光あるいは反射光の検出が
行えるようになる。例えば、具体的な動作を例示すれ
ば、ラマン励起光のオン・オフ信号がオンの場合、シス
テムは、基準電圧源の大きな電圧値を用い、一方、ラマ
ン励起光のオン・オフ信号がオフの場合、小さな電圧値
を用いるのである。もって、当該光装置、光システムの
誤動作を防止することが出来る。

【００２８】本願発明の第３の形態は、励起光自身の強
度を調整する形態、例えば、励起光自身を入出力解放の
為の検出に使用する形態である。即ち、ラマン増幅用の
励起光源装置や光ファイバ・ラマン増幅器も高強度の光
を出力するので、出力端からの反射光強度、もしくは出
力端からの反射光強度と出力光強度の比を測定する光検
出器を備えれば、本願発明の目的が達成できる。この光
検出器の検出結果に基づいて、当該励起光を調節するの
である。

【００２９】この調節の一例を例示すれば、励起光の強
度を検出し、光信号レベルが一定以上であれば、当該光
源装置の上流側のすべてのコネクタ開放がされていない
ことと確認できる。従って、励起光を点灯し、上流側に
向けて励起光を送出する。また、動作中に上記入力信号
光が一定レベル以下に低下した場合には、コネクタ開放
などの状態が発生したと判断し、ラマン励起光を遮断す
る。このしきい値の変更は必ずしも、オンオフ２値で行
う必要はなく、励起光の強度によって、連続的に可変も
しくは３値以上の複数としても構わない。

【００３０】この際、これらの光検出器と出力端の間
に、励起光波長を透過し、増幅される信号光波長や他の
外乱光を阻止する光フィルタを配置することによって、
これらの外乱光の影響を除去し、より正確な入出力解放
検出が行えるようになる。これは励起光と増幅される信
号光を合波する合波器と励起光源の間に、これらの光検
出器を配置することによっても達成できる。

【００３１】さらに、出力端からの反射光強度もしくは
出力端からの反射光強度と出力光強度比が設定値を越え
た場合に、励起光を低減もしくは遮断したり、警報表示
を行ったり、もしくは警報や監視情報を他の装置に転送
することによって装置の安全性を高めることが可能にな
る。

【００３２】次に、ラマン光源よりの励起光の立ち上げ
方にも工夫を施すことが可能である。即ち、励起光の立
ち上げ時に、出力端からの反射光強度、もしくは出力端
からの反射光強度と出力光強度の比を測定しながら励起
光強度をあらかじめ弱強度で点灯する。そして、この測
定値が一定値を越える場合には、励起光の強度を固定も
しくは低減もしくは遮断したり、警報表示を行ったり、
警報・監視情報を他の装置に転送したり、また概測定値
が一定値以下の場合には、励起光強度を所定値まで増加
する。こうした励起光の立ち上げ方によって、励起光の
より安全確実な立ち上げ時における方法を提供できる。

【００３３】特に、光ファイバラマン増幅器において
は、増幅される光信号波長での上記入力及び反射検出
と、励起光波長での上記入力及び反射検出を併用するこ
とによって、より入出力解放の為の検出の確実性を高め
ることが可能になる。

【００３４】次に、逆方向励起光を用いた方法について
説明する。光ファイバ伝送路の下流側に配置される逆進
励起型の光ファイバラマン増幅器においては、信号光と
逆進するラマン励起光を周波数ａｃ（尚、ここで、ａは
励起光源における光ファイバ伝送路の損失係数、ｃは光
速である。）以上で変調し、その変調成分を検出するこ
とで、ラマン励起光を用いた入出力解放検出において外
乱光の影響を排除し、かつ信号光の伝送特性の劣化を避
けることが可能になる。

【００３５】また、レーリー散乱成分とコネクタ端での
フレネル反射成分の区別が可能になり、さらに確実に入
出力解放を判別することが可能となる。概変調成分は上
流側の光伝送装置の入出力の解放状態を検出や、上流側
の光伝送装置に情報伝送にも共用することが可能であ
る。

【００３６】なお、光ファイバ伝送路の上流側に配置さ
れた並進型の光ファイバラマン増幅器において同様の技
術を適用する場合には、変調振幅を十分小とすれば伝送
信号の劣化を最小限にとどめ、上記と同様の目的を達成
することが可能となる。

【００３７】また、光ファイバ伝送路の上流側に配置さ
れる光増幅器においては、光ファイバ伝送路の下流側に
配置されたラマン増幅器の励起光強度を測定し、この光
強度があらかじめ設定した光強度範囲内の場合には光信
号出力もしくは概光増幅器の励起光を点灯、もしくは増
加もしくは一定に維持することを、またこの光強度が上
記範囲を逸脱した場合には光信号出力もしくはこの光増
幅器の励起光を低減もしくは遮断することをによって、
より安全・確実な励起光の立ち上げ・遮断方式を提供で
きる。これは上流側の光増幅器が光ファイバラマン増幅
器の場合でも同様であり、また、立ち上げ時には下流側
から送るラマン励起光が励起強度が低減状態であればよ
り安全性が高い。

【００３８】また、逆に光ファイバ伝送路下流側に配置
される光ファイバラマン増幅器においては、上流側から
送信される信号光もしくはラマン励起光の強度を測定
し、概光強度があらかじめ設定した光強度範囲内の場合
にはラマン励起光を点灯、もしくは増加、もしくは一定
に維持することを、また概光強度が上記範囲を逸脱した
場合には光信号出力を低減もしくは遮断することによっ
て、同様に安全性の高い立ち上げ・遮断方式を提供でき
る。

【００３９】

【発明の実施の形態】＜本願発明の基礎となる諸難点の
考察＞本願発明の具体的な実施の形態を例示する前に、
本願発明を提出するに到った本発明者らの検討、考察等
について説明する。

【００４０】前記従来の技術の欄に略述したように、こ
れまでの光増幅器において、入力信号の消失を検出して
光増幅器を遮断する目的は、主として光増幅器の光サー
ジを防止するためである。

【００４１】それは、エルビウム・ドープ・ファイバー
・アンプ（ＥＤＦＡ）のように反転分布を利用した光増
幅器では、入力信号が消失した状態では、前記ＥＤＦＡ
における上の準位のキャリアが消費されず、光信号利得
が上昇しきった状態となる。この状態の光増幅器に光信
号が再び入力されると、光信号の立ちあがり部分が先鋭
化し、ピークパワーの高い光パルス（光サージ）を生ず
る可能性がある。特に、このような光サージは、複数の
光増幅器が縦続接続された多中継光伝送においては、光
増幅器を通過するたびにピークパワーが増し次第に成長
していき、最終的には受信端に接続された光受信機など
の光デバイスや、光コネクタを破壊してしまう可能性が
ある。このため、入力信号が消失した場合には光増幅器
の励起光や励起電流を遮断あるいは低減し、光サージの
発生を抑圧することがある。

【００４２】更に、前述のごとく、出力解放を検出して
光増幅器を遮断する目的としては、作業者の保護や解放
点のコネクタ焼損防止などである。この遮断は、最近の
波長多重伝送においては、光増幅器の出力信号強度は数
１００ｍＷにも達するため、特に重要である。尚、ここ
で、出力解放とはコネクタの解放やファイバーの切断な
どを意味する。また、出力解放された部位（以下、出力
解放点と略称する）が、再び接続されたときに発生する
光サージを防止するなどの効果もある。

【００４３】しかし、本願発明者らは、従来型の光増幅
器をラマン増幅器と組み合わせて用いる場合を種々検討
した結果、上記の効果を有するにも係わらず、次のよう
な難点があることを見出した。こうした観点に基づき、
本願諸発明を提供するものである。

【００４４】こうした従来型の光増幅器においては、ラ
マン増幅器と組合わせて用いた場合は、即ち、強力な励
起光を用いる場合、その遮断機構が正常に動作しない場
合がある。この理由は、主に次の２つである。 （１）光ファイバ伝送路を利得媒体とするラマン増幅器
は、光ファイバ伝送路に強いラマン励起光を入力するた
め、この励起光によりＥＤＦＡなどの従来の光増幅器に
用いられている上記入力検出あるいは出力解放検出等が
誤動作してしまうことである。 （２）また、ラマン励起光の有無によって、信号利得が
発生し信号強度自身が変化してしまうことである。この
ことによって、光増幅器が誤動作を起こすのである。

【００４５】これらの難点は、強力な励起光を用いるこ
とに基づく特異性によるものである。図２及び図３に示
す従来の技術を参酌して、この特異性について考察す
る。

【００４６】難点の第１の例は、強力な励起光を用いた
場合、信号光の反射光強度と励起光の残存強度はほぼ等
しくなってしまい、正常なコネクタ解放の為の検出が行
えなくなるという問題である。

【００４７】図２の例を用いて問題点を説明する。例え
ば、図２では光増幅器１００の下流側に、光ファイバ伝
送路１０６を介して、光ファイバラマン増幅器１２０が
接続されている。光ファイバラマン増幅器１２０では、
合波器１２２を介して励起光源１２１よりの光を波長合
波し、励起光源１２１から出力される励起光１２３を光
ファイバ伝送路１０６中に導いている。励起光１２３は
信号光よりおよそ１００ｎｍほど短波長の無変調光であ
り、信号光に対し逆向きに進行している。従って、光フ
ァイバ伝送路１０６中で、誘導ラマン効果により信号光
を増幅する。

【００４８】尚、前述したように、ラマン増幅は、実際
には光ファイバ伝送路中で行われるが、本願明細書で
は、信号光とラマン励起光を合波する機能を持つ装置を
「光ファイバラマン増幅器」と称する。また、図中で黒
塗りの矢印（１１２など）は光信号もしくは光信号の反
射成分を、また白抜きの矢印はラマン励起光（１２３な
ど）もしくはその反射成分を示している。また、合波器
および分波器は、励起光や信号光の波長の差を利用し
て、低損失で合波・分波する機能を有する素子であると
する。

【００４９】励起光１２３は、光ファイバ伝送路１０６
により損失を受けるものの、その一部がコネクタ１０５
まで到達し、信号光の反射光１１３と一緒に反射光検出
器１０８に到達する。例えば、励起光の出力レベルを２
５ｄＢｍ、光ファイバ伝送路の損失を３０ｄＢとする
と、出力コネクタ１０５に入力される光強度は−５ｄＢ
ｍとなる。一方、光増幅器１００の信号光出力が１０ｄ
Ｂｍ、信号光のフレネル反射率を−１４ｄＢとすると、
フレネル反射光強度と励起光の残存強度はほぼ等しくな
ってしまい、正常なコネクタ解放の為の検出が行えなく
なるという問題が生じる。

【００５０】次に、難点の第２点は、ラマン増幅器を他
の光増幅器と縦続配置で用いた場合、従来の光増幅器に
おいてもラマン増幅器においても入力信号の検出あるい
は出力解放の検出が困難になるという問題である。

【００５１】図３の形態を考察してみよう。図３は光フ
ァイバ伝送路１０６の上流側に、光増幅器１００−１と
光ファイバラマン増幅器（並進励起型）１３０を、また
下流側に光ファイバラマン増幅器（逆進励起型）１２０
と光ファイバ増幅器１００−２を配置した例である。

【００５２】例えば、反射光検出器１０８は、本来、光
コネクタ１０５、１３４、１３５などで生じた反射光１
１３を検出するはずである。しかしながら、ラマン励起
光１３３のレーリー散乱光や、下流側からのラマン励起
光１２３の残留分１３３‘が、合波器１３２を通過し、
反射光１１３に漏れこむ可能性がある。合波器１３２に
は、通常、波長分離度３０ｄＢ〜４０ｄＢ程度のものが
使用される。しかし、ラマン励起光の光強度はきわめて
高いため、光信号の波長数が少なく光信号強度が低い場
合など、反射光検出器１０８を誤動作させる場合があ
る。また、ラマン増幅の方式によっては、励起効率を向
上させるために、光ファイバ伝送路１０６の途中に励起
光を反射する励起光反射グレーティングを配置する手法
などが知られている。このような場合には、励起光の反
射率がより強くなるため誤動作が起こりやすくなる。

【００５３】また、前述の各図では省略しているが、光
ファイバラマン増幅器１３０、１２０も入力検出や出力
解放検出を設けることが考えられる。しかし、これらの
回路が、同様に他方のラマン光増幅器によって誤動作す
る可能性がある。

【００５４】また、光増幅器１００−２の入力検出回路
１０９も同様にラマン励起光によって誤動作する可能性
がある。

【００５５】入力検出器１０９での入力信号の有無の識
別しきい値は、システム構成にも依存するが、通常−２
０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍと低い値である。このため、合
波器１２２における波長の分離度が高くとも、励起光の
反射や残留成分によって誤動作する可能性が高くなる。
特に、光ファイバラマン増幅器１２０が用いられない場
合には大きな問題となる。

【００５６】また、光ファイバラマン増幅器を用いた場
合には、ラマン励起光源１３１、１２１のオン・オフに
よって信号光のレベルが変動してしまうため誤動作を招
く可能性がある。

【００５７】＜主な発明の実施の諸形態＞本願発明者ら
のこれら諸検討に基づき、本願は、光増幅器（尚、ここ
での光増幅器には前記ラマン増幅器を含むことを、念の
為、注記する）の入力検出法や出力解放の検出法、また
ラマン増幅器の特異性を考慮した光増幅器の立ち上げや
遮断方法に関して、新たな諸発明を提供する。

【００５８】以下、本願発明は多岐に渡るので、その主
な実施の諸形態を列挙する。

【００５９】本願の第１の実施の形態は、１波長もしく
は波長多重された光信号を増幅する光増幅器において、
光信号の出力端からの反射光強度を検出する光検出器と
出力端の間に、光ファイバラマン増幅に用いる励起光の
波長を阻止し、概光信号の波長を透過する光フィルタを
挿入することを特徴とする光増幅器である。ラマン励起
光除去部材としては、信号光を透過し、ラマン励起光を
取り除く機能があれば、誘電体多層膜や光ファイバ・グ
レーティング、ガラス導波路などどのような光フィルタ
でも用いることができる。ラマン励起光除去部材を、個
別の部品として取り扱っているが、同様の機能があれば
その機能を他の部品の一部に組み込んだりしても問題な
い。この側面は、以下の諸例においても同様である。

【００６０】本願の第２の実施の形態は、１波長もしく
は波長多重された光信号を増幅する光増幅器において、
光信号の入力端からの入力信号強度を検出する光検出器
と入力端の間に、光ファイバラマン増幅に用いる励起光
の波長を阻止し、概光信号の波長を透過する光フィルタ
を挿入することを特徴とする光増幅器である。

【００６１】本願の第３の実施の形態は、１波長もしく
は波長多重された光信号を増幅する光増幅器において、
光信号の入力部もしくは出力部もしくはその双方に、光
ファイバ伝送路に向かって光ファイバラマン増幅用励起
光を合波する合波器を備え、合波器を光信号の入力端か
らの入力信号強度を検出する光検出器と入力端の間に配
置することを、もしくは概合波器を光信号の出力端から
の反射光強度を検出する光検出器と出力端の間に配置す
ることを、もしくはその両方に配置することを、特徴と
する光増幅器である。

【００６２】本願の第４の実施の形態は、前記第１、
２、３の光増幅器を含み、光ファイバ伝送路を利得媒体
とする光ファイバラマン増幅器もしくは光ファイバラマ
ン増幅用励起光源もしくは光ファイバラマン増幅用励起
光の入力部を備えたことを特徴とする光増幅器、光伝送
装置、および光伝送システムである。

【００６３】本願の第５の実施の形態は、前記第１、
２、３、４の光増幅器、光伝送装置、光伝送システムに
おいて、光ファイバラマン増幅器のオン・オフ状態や励
起光の出力強度に応じて、入力検出もしくは出力反射光
検出の判定のしきい値を異なる複数の値に変化させるこ
とを特徴とする、光増幅器、光伝送装置、もしくは光伝
送システムである。

【００６４】本願の第６の実施の形態は、ラマン増幅用
の励起光を送出する励起光源装置、もしくは、光ファイ
バ伝送路にラマン増幅用励起光を送出する光ファイバラ
マン増幅器において、励起光の出力端からの反射光強
度、もしくは励起光の出力端からの反射光強度と出力光
強度の比を測定する光検出器を備えたことを特徴とする
励起光源装置、もしくは光ファイバラマン増幅器であ
る。

【００６５】本願の第７の実施の形態は、前記第６の励
起光源装置、もしくは光ファイバラマン増幅器におい
て、励起光の出力端からの反射光強度を検出する光検出
器もしくは出力光強度を検出する光検出器と、励起光の
出力端の間に、この励起光波長を透過し、増幅される信
号光波長もしくは他の光ファイバラマン増幅器の励起光
波長もしくは他の外乱光を阻止する光フィルタを配置す
ることを、もしくはこの励起光と増幅される信号光を合
波する合波器と励起光源の間に、この反射光強度検出器
もしくは概出力光検出器もしくはその双方を配置するこ
とを、特徴とする励起光源装置、もしくは光ファイバラ
マン増幅器である。

【００６６】本願の第８の実施の形態は、前記６ないし
７の励起光源装置もしくは光ファイバラマン増幅器にお
いて、出力端からの反射光強度もしくは出力端からの反
射光強度と出力光強度比が設定値を越えた場合に、励起
光を低減もしくは遮断することを、もしくは警報表示を
行うことを、もしくは警報や監視情報を他の装置に転送
することを、特徴とする励起光源装置、もしくは光ファ
イバラマン増幅器である。

【００６７】本願の第９の実施の形態は、前記第６、
７、ないし８の光ファイバラマン増幅器の励起光立ち上
げ時に、出力端からの反射光強度、もしくは出力端から
の反射光強度と出力光強度の比を測定しながら励起光強
度をあらかじめ弱強度で点灯し、この測定値が一定値を
越える場合には、励起光強度を固定もしくは低減もしく
は遮断することをもしくは警報表示を行うことをもしく
は警報・監視情報を他の装置に転送することを、また前
記測定値が一定値以下の場合には、励起光強度を所定値
まで増加させることを、特徴とする励起光源装置、もし
くは光ファイバラマン増幅器である。

【００６８】本願の第１０の実施の形態は、前記第６、
７、８、ないし９の光ファイバラマン増幅器において、
前記第１、２、３、４、ないし５の、光信号波長の入力
検出もしくは反射光検出、もしくはその双方を持つこと
を特徴とした光ファイバラマン増幅器である。

【００６９】本願の第１１の実施の形態は、光ファイバ
伝送路の下流側に配置され、光ファイバ伝送路の上流側
に向かって励起光を送出して光信号増幅を行う光ファイ
バラマン増幅器において、励起光源を周波数ａｃ（ａは
励起光源における光ファイバ伝送路の損失係数、ｃは光
速）以上で強度変調することを特徴とした光ファイバラ
マン増幅器でえある。

【００７０】本願の第１２の実施の形態は、前記第１１
の形態において、変調成分を、光ファイバラマン増幅器
もしくは上流側に配置された光伝送装置の入出力解放検
出に用いることを、もしくは上流側の光伝送装置に情報
伝送することを、特徴とした光ファイバラマン増幅器も
しくは光伝送装置である。

【００７１】本願の第１３の実施の形態は、光ファイバ
伝送路の上流側に配置され、光ファイバ伝送路の下流側
に向かって励起光を送出して光信号増幅を行う光ファイ
バラマン増幅器において、励起光源を周波数ａｃ（ａは
励起光源における光ファイバ伝送路の損失係数、ｃは光
速）以上で小信号強度変調し、概変調成分を検出して出
力の解放状態を検出することを、もしくは下流側に配置
された光伝送装置で入力解放検出を行うことを特徴とし
た、光ファイバラマン増幅器、もしくは光伝送装置であ
る。

【００７２】本願の第１４の実施の形態は、光ファイバ
伝送路の光信号伝送方向の上流側に配置される光増幅器
において、光ファイバ伝送路の下流側に配置されたラマ
ン増幅器の励起光強度を測定し、光強度があらかじめ設
定した光強度範囲内の場合には光信号出力もしくは光増
幅器の励起光を点灯、もしくは増加もしくは一定に維持
することを、また概光強度が上記範囲を逸脱した場合に
は光信号出力もしくは概光増幅器の励起光を低減もしく
は遮断することを、特徴とした光増幅器である。

【００７３】本願の第１５の実施の形態は、光ファイバ
伝送路下流側に配置される光ファイバラマン増幅器にお
いて、上流側から送信される信号光もしくはラマン励起
光の強度を測定し、光強度があらかじめ設定した光強度
範囲内の場合にはラマン励起光を点灯、もしくは増加、
もしくは一定に維持することを、また光強度が上記範囲
を逸脱した場合には光信号出力を低減もしくは遮断する
ことを、特徴とした光ファイバラマン増幅器である。

【００７４】＜本願発明の実施例＞第１の実施形態は、
励起光の除去用のフィルタを用いる形態の例である。図
１は、本願発明の第１の実施形態を示す構成図である。
わけても、本例は本願発明に係わる光増幅器１４０の構
成例を示している。即ち、本例では、光増幅器１４０と
励起光を発生する光ファイバラマン増幅器１２０とが光
ファイバ伝送路１０６で接続されている。尚、ここで、
図中の略号について略述する。これらの略号は全ての図
において同じ意味で用いられている。ＬＤはＬａｓｅｒ
Ｄｉｏｄｅ、ＰＤはＰｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ、ＣＴ
Ｌ、ＣＴＲＬはＣｏｎｔｒｏｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＥＤ
ＦはＥｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ、ＢＰＦは
Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒの略号である。

【００７５】信号光２００は光増幅器１４０で増幅され
たのち、光ファイバラマン増幅器１２０よりのラマン励
起光１２３によって、光ファイバ伝送路１０６にて、再
度増幅される。そして、この増幅された信号光２０１は
光ファイバラマン増幅器１２０の出力端２１１より出力
される。

【００７６】光増幅媒体１０３の入力側には、光分岐器
１０２が配され、入力光２００の分岐光が入力光を検出
する入力光検出器１０９に入力される。入力光検出器１
０９による検出結果は制御回路１１０に伝達され、励起
光源１１１の出力等を制御する。一方、光増幅媒体１０
３の出力側には、光分岐器１０４が配され、出力端１０
５に光信号を伝達すると共に、この光分岐器１０４より
分岐された光を出力光検出器１０７に入力する。光の分
岐比は数％、例えば１％より１０％程度である。そし
て、入力光検出器１０７による検出結果は制御回路１１
０に伝達され、励起光源１１１の出力等を制御する。更
に、光分岐器１０４を通して、出力端１０５よりの反射
光１１３を、反射光検出器１０８に入力される。そし
て、入力光検出器１０８による検出結果は制御回路１１
０に伝達され、励起光源１１１の出力等を制御する。こ
うして、当該光増幅器１４０は、励起光の出力強度を一
定に制御すること、あるいは光増幅器１４０の出力強度
を一定に制御すること、あるいは光増幅器１４０の信号
利得が一定になるように制御することなど、所望に制御
されている。尚、制御回路１１０の具体例は後述される
が、こうした制御系の一般的な制御は通例の方法に従っ
て十分であるので、ここではその詳細な説明は省略す
る。

【００７７】さて、本願発明の特徴点は次の通りであ
る。光増幅器１４０は、入力光コネクタ１０１から入力
された光信号２００を光増幅媒体１０３で増幅して、出
力光コネクタ１０５から光ファイバ伝送路１０６に出力
する。この出力光コネクタ１０５後に、光ファイバラマ
ン増幅器１２０が接続されている。従って、光信号１１
２は出力光コネクタ１０５に達するが、反射光１１３が
生ずる。反射光の検出器１０８の直前には、ラマン励起
光の除去用のフィルタ（以下、このフィルタをラマン励
起光除去用フィルタと略記する）１４２が配置され、反
射光１１３に漏れこむ残留ラマン励起光１２３‘を除去
している。

【００７８】このラマン励起光除去フィルタ１４２は、
光増幅器１４０が増幅すべき波長の光信号を透過し、ラ
マン励起光を除去する機能を持っている。従って、ラマ
ン増幅器１２０を用いた場合にも、信号光１１２の反射
光１１３の強度を正確に測定し、正しい出力解放検出を
行うことが可能となる。なお、通常ラマン増幅に用いる
励起光は信号波長から約１００ｎｍ短波長側になるの
で、両者は波長フィルタリングによって、容易に分離す
ることが可能である。例えば、光信号の波長が１５５０
ｎｍの場合、ラマン励起光の波長はおよそ１４５０ｎｍ
となる。また、ラマン増幅器を用いない場合でも、通常
の光増幅器としての動作に影響を及ぼすことはない。

【００７９】本例では、入力光検出器１０９と入力コネ
クタ１０１の間にも、ラマン励起光除去フィルタ１４１
を配置している。本実施形態では光ファイバ下流側から
逆進励起する場合の信号のみを具体的に示したが、この
ようにあらかじめ、光増幅器内の入力光検出部と反射光
検出部などに、ラマン励起光を除去する光フィルタを挿
入しておけば、将来、光ファイバ・ラマン・アンプを用
いる場合や、異なるシステム構成においても同じ光増幅
器を共用できるという利点がある。

【００８０】本実施形態では、入力光検出と反射光検出
の両機能を持つ例を示したが、どちらか一方の場合でも
問題なく本願発明を適用できる。また、入力光検出と反
射光検出はシステム形態などによって要求仕様が異なる
ため、システムの仕様によって、どちらか一方にのみ本
願発明を適用しても構わない。

【００８１】なお、広帯域波長多重信号の増幅の場合、
信号波長も複数の波長多重された光信号に、また励起光
源としても複数の波長の異なる励起光を波長多重して用
いられる場合がある。このような場合にも本願発明は問
題なく適用可能である。

【００８２】利得媒体１０３としては、最も広く用いら
れる１５５０ｎｍ帯のＥＤＦＡのほかに、１５８０ｎｍ
帯などの長波長帯ＥＤＦＡ、１．３μｍ帯などの波長の
異なる光ファイバアンプ、もしくは半導体光増幅器、高
非線型ファイバなどを利用した集中定数型のラマン増幅
器、入力光・反射光検出機能がある光増幅器であれば、
どのような光増幅器にも適用可能である。なお、光ファ
イバ伝送路自身を利得媒体とする光ファイバラマン増幅
器については、その特異性を考慮した実施形態を別に示
した。

【００８３】また、ラマン励起光除去フィルタ１４１及
び１４２としては、信号光を透過し、ラマン励起光を取
り除く機能があれば、誘電体多層膜や光ファイバ・グレ
ーティング、ガラス導波路などどのような光フィルタで
も用いることができる。また、信号光波長と励起光を波
長合波する合波器もこの用途に適用できる。

【００８４】ラマン励起光は一般に数１００ｍＷと非常
に強力であるため、光フィルタの位置によっては、フィ
ルタによって除去すべき光強度が非常に強くなる場合が
ある。このような場合でも、非吸収型の光フィルタを用
いたり、十分に光信号の断面積を広げておけばフィルタ
の破壊を防ぐことができるので問題はない。また、本願
発明においては、ラマン励起光除去フィルタを、個別の
部品として取り扱っているが、同様の機能があればその
機能を他の部品の一部に組み込んだりしても問題ない。
例えば、光検出器そのものにラマン励起波長を阻止する
機能や光フィルタを付加したり、入力検出や反射検出を
行う光分岐器にラマン励起波長での阻止特性を賦与して
も、基本的には本願発明に含まれるものであることに、
念の為言及しておく。

【００８５】ラマン励起光除去フィルタ１４１及び１４
２の挿入位置は、本機能を満足しさえすれば、必ずし
も、入力光検出器１０９、反射光検出器１０８の直前で
ある必要はない。例えば、入力コネクタ１０１と光分岐
器１０２の中間、光分岐器１０４と出力光コネクタ１０
５の中間などに配置しても構わない。この場合、若干信
号光の損失は増加するものの、漏れこんだラマン励起光
が光増幅媒体１０３の増幅動作に影響を与えにくいなど
の利点がある。

【００８６】また、本願発明で合波器とした部分は、励
起光と信号光を合成する機能を持てば、必ずしも波長に
依存しない合波方法も適用可能である。例えば、信号光
・励起光に３ｄＢ程度の損失が許容可能であれば、１：
１光カプラ型の光分岐器を用いたり、また励起光と信号
光の進行方向や偏波が異なる場合には、光サーキュレー
タや偏波ビームスプリッタなどによって低損失に合波す
ることも可能である。このような場合にも、入力光検出
器や反射光検出器における励起光と信号光の分離度が十
分に得られない場合には、本願発明が有効となる。

【００８７】励起光除去部材を用いた別な例を第２の実
施形態として示す。図４は、本願発明の第２の実施形態
を示す構成図である。図は、光ファイバ伝送路の上流側
と下流側の双方に、それぞれ信号光と並進励起、逆進励
起の光ファイバラマン増幅器を適用した例である。

【００８８】尚、図４には、本願発明に直接係わる主要
な部分のみ表示した。光増幅器が、励起光の出力強度を
一定に制御すること、あるいは光増幅器１４０の出力強
度を一定に制御すること、あるいは光増幅器１４０の信
号利得が一定になるように制御することなど、所望に制
御されていることは、前記実施の形態１に例示した通り
である。これらの諸点の詳細説明は省略する。以下に示
す諸実施例においても同様に本願発明に直接係わる主要
な部分のみ表示する。

【００８９】光増幅器１４０−１で増幅された光信号
は、光ファイバラマン増幅器１３０に入力される。光信
号は、合波器１３２で、ラマン励起光源１３１から出力
された励起光１３３と合波された後に、光ファイバ伝送
路１０６に入力される。

【００９０】また、光ファイバ伝送路１０６の他端で
は、光ファイバラマン増幅器１２０内部でラマン励起光
源１２１から出力された励起光１２３が、合波器１２２
を介して信号光と逆方向に入力されている。光ファイバ
ラマン増幅器１２０を通過した光信号は、光増幅器１４
０−２でさらに増幅される。

【００９１】本実施形態においては、光増幅器１４０−
１の反射光検出器１０８、光増幅器１４０−２の入力光
検出器１０９の直前に、ラマン励起光除去フィルタ１４
２、１４１が挿入されており、漏れこんだラマン励起光
による光増幅器遮断回路の誤動作を防いでいる。例え
ば、励起光除去フィルタ１４１は、入力光検出器１０９
に漏れこむ光信号から、光ファイバ伝送路を通過したラ
マン励起光１３３の残留成分、ラマン励起光１２３の反
射成分を除去している。

【００９２】本構成においては、励起光を波長合波する
合波器１２２が、励起光の漏れこみ光を減少する効果持
っているが、この値は通常−３０〜−４０ｄＢ程度であ
り、必ずしも十分とは言えない。例えば、励起光出力が
＋２５ｄＢｍ、光ファイバ伝送路１０６のレーリー散乱
による光反射率が−２４ｄＢ、合波器の励起光除去効果
が−３５ｄＢとすると、光ファイバ増幅器１００−２に
入力される励起光強度は、−３４ｄＢｍとなる。この値
は、例えば、光プリアンプを用いた１０Ｇｂｉｔ／ｓの
光受信機の受信感度(誤り率１０^−１２)に相当する。こ
の値は、システム構成や誤り訂正回路を用いたシステム
においては、光信号自身の入力レベルに近い場合もあ
り、本願発明を適用しない場合には入力光検出回路１０
９を誤動作させる可能性がある。また、光ファイバ・ラ
マン・アンプ１２０に出力解放検出回路がついていない
場合や、出力解放検出回路が誤動作した場合、入力コネ
クタ１２４などが解放されると、入力光検出回路１０９
にはさらに１０ｄＢほど強い反射光が入力されてしま
う。どちらの場合も、信号光入力が無い場合に有りと誤
認し、光増幅器１００−２が正常に遮断されなくなって
しまう。本願発明では、励起光除去フィルタにより励起
光のレベルを、さらに数１０ｄＢ下げ、このような事態
を防ぐことが可能となる。

【００９３】また、光ファイバラマン増幅器１２０を使
用しない構成の場合には、ラマン励起光１３３の残留成
分が、光ファイバ増幅器１４０−２に入力されてしま
う。この場合にも、励起光除去フィルタ１４１によって
誤動作を防ぐことが可能になる。このように本願発明を
適用した光増幅器は、ラマン増幅器の位置や個数の異な
るシステム構成においても、常に入力検出回路が正常に
動作するという利点がある。

【００９４】すべての実施形態において共通であるが、
本願発明の適用には必ずしも図中に示した全ての光増幅
器や、光ラマン増幅器が必須なわけではない。例示した
図は光増幅器や光ラマン・ファイバ増幅器などの接続状
態を例示したものである。

【００９５】例えば、上記第２の実施形態においては、
光増幅器１４０−１、１４０−２のどちらかが存在しな
い場合や、ラマン増幅器１２０、１３０のどちらかもし
くは双方が存在しない構成がありうる。また、逆にさら
に別の光増幅器を多段接続したりするような構成や、複
数の光ファイバ伝送路を中継伝送する構成も考えられる
が、本願発明の適用には問題がない。例えば、まったく
ラマン増幅器が存在しない場合においても、光増幅器１
４０−１、１４０−２中にあらかじめラマン励起光除去
フィルタ１４１、１４２を配置しておくことによって、
将来ラマン増幅器が適用された場合に光増幅器１４０−
１、１４０−２の遮断回路が誤動作しないように備えて
おくことができる。更に、この形態は、また装置構成を
統一・共用化をはかることが可能となるという利点があ
る。

【００９６】第３の実施の形態は、励起光除去フィルタ
を用いた別な例である。図５は、本願発明の第３の実施
形態であり、複数の帯域の光信号を帯域分割して伝送す
る光伝送システムの構成を示している。

【００９７】本実施形態では１．３μｍと１．５μｍ帯
との２つの波長帯域を仮定している。１．５μｍ帯の光
信号は、ＥＤＦＡなどの光増幅器１４０−１、１４０−
２によって、また１．３μｍ帯の光信号は光ファイバラ
マン増幅器１３０、１２０によってそれぞれ増幅されて
いる。即ち、この場合、光ファイバ１０６等において誘
導ラマン効果によって光が増幅される。両波長の光信号
は合分波器１４３−１によって合波されて光ファイバ伝
送路１０６中を伝送され、再び合分波器１４３−２によ
って分波される。１．３μｍ帯の増幅に用いる励起光源
１２１、１３１の波長はおよそ１．２μｍである。合分
波器１４３−１、１４３−２の波長分波特性は、必ずし
も１．２μｍ帯で十分な波長分離特性が得られるように
は設計されていない場合、他の実施例同様、ラマン励起
光が光増幅器１４０−１、１４０−２の入力光や出力反
射光検出回路に影響を及ぼす可能性がある。本実施例で
は、反射光検出回路１０８、入力光検出回路１０９の直
前に、波長１．２μｍ付近を除去するラマン励起光除去
フィルタ１４２、１４１を挿入して誤動作を防止してい
る。

【００９８】なお、波長帯の組合せや、ラマン増幅を適
用する波長帯は必ずしも本例に限らない。図５では例え
ば１．３μｍ帯の増幅をＰＤＦＡなどの１．３μｍ帯光
ファイバ増幅器で、また１．５μｍ帯の光増幅器の前後
にさらに光ファイバラマン増幅器を適用するなどの構成
も考えられる。これらの場合にも本願発明はまったく同
様に適用が可能である。この場合、ラマン励起光の波長
１．４μｍと両帯域の中間近くになるので、合分波器１
４３−１、１４３−２のみで十分な波長分離を行うのが
困難となり、より本願発明の必要性が増す。

【００９９】これまで、励起光除去フィルタを用いた例
を説明して来たが、制御回路１１０の構成例を例示しよ
う。前記の励起光除去フィルタを用いた例への適用の場
合を説明する。

【０１００】図６は、本願発明における制御回路１１０
を、電子回路で構成した例である。本例の制御回路は、
図１の実施形態に対応し、３つの光検出器で測定した入
力光強度信号１５０、反射光強度信号１５１、出力光強
度信号１５２が入力となっている。入力光強度信号１５
０は、コンパレータ１５４−１に入力されており、この
値が基準電圧源１５３−１に設定された基準入力レベル
より大の場合、すなわち信号光入力がある場合には、コ
ンパレータ１５４の出力は論理値１となる。また反射光
強度信号１５１と出力光強度信号１５２は、除算器１５
５に入力され両者の比が算出される。この値は、コンパ
レータ１５４−２に入力され、基準電圧源１５３−２に
設定された基準反射レベルと比較され、両者の比が一定
以下、すなわち反射光強度が十分小さい場合にコンパレ
ータ１５４−２の出力が論理値１に設定される。これら
２つのコンパレ−タ１５４−１、１５４−２の出力信号
はＡＮＤ回路１５６に入力され、その論理積が論理値１
の場合にのみ励起光源電流源１５７がオンとなり励起光
源駆動電流１５８が出力される。すなわち、それ以外の
場合には、励起電流１５８がオフとなり、光増幅器が遮
断されることとなる。

【０１０１】本例では、基本動作のみを示したが、実際
の回路では雑音の影響や光サージの発生を防ぐためコン
パレータの動作にヒステリシスを持たせたり、励起電流
源の立ち上げに一定の遅延をかけたりする場合や、複数
の励起光源を同時にもしくはその一部のみを制御する場
合もある。また、本例は、あくまで実現の一例であり、
例えばＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／ＡコンバータとＣＰＵの
組合せにより、ほとんどの動作をプログラムで実現する
こともできる。

【０１０２】第４の実施の形態は、前述の本願発明の第
２の形態である励起光の状態に応じて、入出力検出回路
の検出閾値を変化させる例である。図７は、本願発明の
第４の実施形態を示す図である。この例は、励起光源用
の電流源１５７よりの励起光源用電流１５８が、ラマン
励起光の状態に応じて、制御回路１１０によって制御さ
れる例である。

【０１０３】制御回路１１０において、ラマン励起光の
オン・オフ信号１６０を受けて、スイッチ１５９によっ
て異なる電圧の基準電圧源に１５３−１、１５３−２を
切替、識別しきい値を変化させる例である。コンパレー
タ１５４−１に、入力信号強度信号１５０と、前記基準
電圧値の信号が入力される。例えば、基準電圧源１５３
−１は大きな電圧値、これに対して基準電圧源１５３−
２は小さな電圧値であるとする。そして、このコンパレ
ータ１５４−１よりの出力信号と制御回路１１０に対す
る他の信号がＡＮＤ回路１５６に入力され、この出力が
励起光源用電流源１５７を制御する。尚、光増幅器自体
は、各種のものを用いることが出来る。例えば、図１の
基本構成を用いることが出来る。更に、本願明細書に例
示される光増幅器に適用することが出来る。勿論、こう
した諸構成において、例えば、図１ではフィルタ１４
１、１４２を用いず、本例の制御回路を用い、本願発明
の目的を達することが出来る。他の諸例でも同様であ
る。

【０１０４】光ファイバ伝送路を利得媒体として用いた
ラマン増幅においては、ラマン励起光のオン・オフによ
って、光ファイバ中で信号波長の利得が変化するため、
信号波長での反射光や入力光の大きさや雑音光の大きさ
が変化してしまう。例えば、光ファイバ伝送路の下流か
ら逆進励起を行った場合には、信号波長の受けるラマン
利得は１０〜２０ｄＢに達し、この分だけ入力光強度信
号１５０の大きさや、雑音光の大きさが変化する。

【０１０５】従って、ラマン励起光がオンの場合には、
入力光検出レベルを引き上げることにより、適切に光増
幅器の遮断を行い光サージの抑圧を行うことが可能とな
る。即ち、ラマン励起光のオン・オフ信号１６０がオン
の場合、大きな電圧値の基準電圧源１５３−１に接続さ
れる。一方、ラマン励起光のオン・オフ信号１６０がオ
フの場合、小さな電圧値の基準電圧源１５３−２に接続
される。ラマン励起光源が故障するなどし、励起光が低
下した場合には、下流の光増幅器の入力検出レベルを下
げれば、必ずしも下流の光増幅器が遮断されなくなるの
で、信号劣化をラマン増幅器１台分の最小限のＳＮ劣化
のみに抑え、不要な信号断を防ぐことも可能となる。

【０１０６】ラマン励起光のオン・オフ信号は、信号増
幅に関与する励起光のオンオフ情報であれば、どのよう
に入手や伝送を行っても構わない。例えば、ボード上の
電気信号や装置間のケーブル、または監視信号などによ
って論理的な情報として装置間や光ファイバ伝送路をま
たがって伝送しても構わない。また後述のように、別
途、ラマン励起光の波長の光検出器を設け、ラマン励起
光の反射強度や入力強度を検出し、これを用いて生成し
ても構わない。しきい値の変更は必ずしも、オンオフ２
値で行う必要はなく、励起光の強度によって連続的に可
変もしくは３値以上の複数としても構わない。また上記
実施形態では、入力検出部にのみ適用した例を示した
が、反射光検出部に適用しても構わない。

【０１０７】第５の実施の形態は、前記本願発明の第３
の形態である励起光自身の強度を調整する例である。図
８は、本願発明の第５の実施形態を示す図である。この
例は、光ファイバ・ラマン増幅器に信号光の入力強度あ
るいは出力反射強度を検出し、遮断する機構を取りつけ
た例である。

【０１０８】図８の例は、光ファイバラマン増幅器１３
６と光ファイバ・ラマン増幅器１２６が光ファイバ伝送
路１０６の両端部に接続されている。信号光２００が増
幅された出力光２１０として出力される。図８におい
て、ラマン励起光源１３１及び１２１が設けられ、これ
らは制御回路１１０−１及び１１０−２によって制御さ
れている。そして、この制御にあったて、出力光検出器
１０７、１０９、及び反射光検出器１０８よりの検出光
に基づいて、前記各制御回路に制御信号が入力される。
光ファイバラマン増幅器１３６は、光分岐器１０２を有
し、入力光を入力光検出器１０９で検出する。

【０１０９】本願発明で用いる光ファイバ・ラマン増幅
器は、光ファイバ伝送路が利得媒体であり、光ファイバ
ラマン増幅器として示した部分の内部には利得媒体を含
まないので、信号光の入力強度と出力強度は合波器の損
失などを除くと一致する。従って、以下では、特に両者
の区別はせずにどちらか一方のみを測定している。

【０１１０】光ファイバ伝送路の上流側の本願発明の光
ファイバラマン増幅器１３６では、入力コネクタ１３４
から入力される信号光の強度と反射光強度を光検出器１
０７と１０８で検出し、出力コネクタ１３５の解放検出
を行っている。

【０１１１】本例では、ラマン励起光を合波する合波器
１３２を、光信号の出力端からの反射光検出器１０８と
出力コネクタ１３５の間に配置することによって励起光
除去用の光フィルタを不要としている。光ファイバラマ
ン増幅器の場合、常に励起光の合波器があるためこのよ
うな配置が可能となる。合波器１３２の波長分離度が低
い場合や、他の波長のラマン励起光が漏れこむ可能性の
ある場合、もしくは合波器１３２と光分岐器１０４の位
置を逆にする場合などは光検出器１０８、１０７の手前
などにラマン励起光除去フィルタを挿入することが必要
となる。

【０１１２】このように、信号光を出力コネクタ解放検
出に利用すれば、信号光に比べ極めて出力の高いラマン
励起光源を点灯する前に、コネクタ解放を判定し励起光
源１３１を点灯するかどうかを決定できる。従って、作
業者の安全やコネクタ・光部品の保護の点で有利とな
る。また動作中に入力信号光が切れた場合にも励起光源
１３１を遮断することにより、安全性を高め、さらに下
流の機器の誤動作を防ぐことが可能となる。

【０１１３】一方、光ファイバ伝送路１０６の下流側の
本願発明の光ファイバ・ラマン増幅器１２６において
は、信号光波長で入力光強度の検出を行っている。本例
では励起光の合波器１２２を入力光検出部１０９と入力
端の間に配置し、さらにラマン励起光除去フィルタ１４
２を挿入している。特に入力光検出部１０９に対する入
力信号の有無の判定しきい値は低いため、このような配
置にすることで、ラマン励起光除去フィルタ１４２や波
長合波器１２２に対する波長分離度の仕様を緩和するこ
とが可能となる。励起光除去フィルタ１４２の位置は分
岐器１０２と入力光検出器１０９の間であっても構わな
い。

【０１１４】このように、信号光を入力有無の判定に用
いれば、高出力の励起光源１２１を点灯する前に確実に
上流側まで、コネクタ解放部が存在しないことを確認で
きるので、特に外部に対する安全性を高めることが可能
となる。

【０１１５】また、入力光検出器１０９では、ラマン励
起光源１２１の点灯前後の信号利得を測定することがで
きるので、増幅動作の異常検出にも用いることが可能と
なる。また、特にこの構成においては、動作中に異常が
起こり信号光が途絶えても、本ラマン増幅器が上流の光
増幅器のＡＳＥなどの雑音光を増幅してしまい、入力信
号が有ると誤認してしまう可能性がある。このような場
合、直前の実施形態で述べたように入力検出レベルを可
変にすることで問題を回避できる。

【０１１６】また、逆に、ある程度以上入力信号光が強
い場合には、誤接続などの異常事態や伝送路が短くラマ
ン増幅が不要、などの状況が考えられるので、他の装置
や光素子の保護のため励起光源を点灯しないなどの対策
が有効となる。更に、信号光パワーが一定となるように
励起光強度にフィードバック制御をかけることによっ
て、後続の光受信機や光増幅器への入力範囲を逸脱しな
いようにし、部品の保護や利得の波長利得差の発生を抑
制することができるようになる。

【０１１７】図９は、本願発明の第６の実施例である。
この例は、ラマン励起光自身をコネクタ解放検出に用い
る逆進励起型の光ファイバラマン増幅器１２６の構成を
示している。逆進励起型ラマン増幅器とは、信号光の進
行方向とは逆方向にラマン励起光を進行させるタイプの
ラマン増幅器である。尚、図９では、光ファイバラマン
増幅器の回路部分のみを示す。光ファイバ伝送路は入力
光コネクタ１２４に接続されるが、図示は省略される。

【０１１８】従って、逆進励起型ラマン増幅器において
は、強いラマン励起光を光信号の入力コネクタ１２４に
向けて出力するため、信号入力側から反射光を検出する
必要がある。

【０１１９】本例では、励起光と増幅される信号光を合
波する合波器１２２とラマン励起光源１２１の間に、光
分岐器１０４−１を設けて励起光の出力光と反射光の一
部を取りだし、励起光反射光検出器１７１と励起光出力
光検出器１７０で検出している。このように、ラマン励
起光の一部及び励起光反射光を検知し、更に、入力光検
知器１０９信号光の一部を検出し、これらの信号に基づ
いて制御回路１１０を制御する。

【０１２０】こうした構成によって、例えば、出力端１
２４でのラマン励起光が所定値以上になったことを、そ
の反射光２０２で検出されると、ラマン励起光を低減あ
るいは遮断する。あるいは信号光の場合も同様に、入力
光検知器１０９信号光の一部を検出し、励起光の維持、
低減あるいは遮断等の動作を行うことが出来る。しか
し、本例では、ラマン励起光をコネクタ解放検出に用い
ることでより正確に検知、制御が可能となる。

【０１２１】即ち、本例では、入力光コネクタ１２４か
ら入射される信号光２００は励起光反射光検出器１７１
に到達する前に、合波器１２２で十分に減衰されるた
め、信号光の影響を排除しラマン励起光の反射光２０２
のみによって解放検出を行うことが可能となる。

【０１２２】又、後述のように、段階的にラマン励起光
を増加しながら点灯する場合など、励起光強度が弱い場
合には、信号光除去フィルタの適用が特に有効となる。

【０１２３】逆進励起型のラマン増幅器では、ラマン励
起光を入力解放検出に用いた場合、前記の入射信号光を
用いる場合に対し、励起光波長で反射損失が正確に測定
できるので、コネクタの不完全な接続などの場合に、確
実に解放検出が行えるようになる。さらに。励起光強度
は信号光の１００から１００００倍以上も光強度が高い
ため、雑音光や外乱光の影響を受けにくいという利点が
ある。また、励起光を点灯し信号増幅を行わないと入力
検出に十分な入力信号が確保できない場合があり、この
場合信号光を用いた入力検出は適用できなくなる。また
信号光を用いた場合には故障による信号断と入力解放検
出の区別ができなくなるなどの問題もある。

【０１２４】通常、ラマン増幅に用いる励起光強度は、
数１００ｍＷと極めて強いため、上記のように反射光検
出の目的であっても、励起光を点灯した時点で誤接続さ
れた機器の破損や作業者に対する問題を引き起こす可能
性がある。本例では更に、光信号強度を測定するためラ
マン励起光除去フィルタ１４２および入力光検出器１０
９を併設し、まず入力信号の範囲を確認したのちに励起
光を点灯することにより、少なくとも入力コネクタの誤
接続や強力な励起光の外部への放射などの問題を回避し
ている。このように入射信号検出と、ラマン励起光の反
射の２重検出により極めて信頼性の高い入力解放検出が
行えるようになる。

【０１２５】なお、出力コネクタ１２５からの出力光
が、危険なほど強いレベルになる場合においては、こち
らにも反射光検出器を設けてもよい。また、本実施形態
では、励起光出力光検出器１７０も別途設けているが、
これは、例えば、励起光源１２１内部に組み込まれたモ
ニタフォトダイオードなどや、駆動電流と励起光出力の
関係曲線などで代用しても構わない。

【０１２６】図１０は、本願発明の第７の実施形態を示
す構成図である。この例は、ラマン励起光自身を出力解
放検出に用いる並進励起型の光ファイバラマン増幅器１
３６の構成を示している。尚、図１０では、光ファイバ
ラマン増幅器の回路部分のみを示す。光ファイバ伝送路
は、出力光コネクタ１３５に接続されるが、図示は省略
される。

【０１２７】並進励起型ラマン増幅器とは、信号光の進
行方向とは同方向にラマン励起光を進行させるタイプの
ラマン増幅器である。従って、並進励起型では出力コネ
クタ１３５側からの反射光を検出する必要がある。

【０１２８】本例では、励起光と増幅される信号光を合
波する合波器１３２とラマン励起光源１３１の間に、光
分岐器１０２−３を設けて励起光の反射成分の一部を抽
出し、励起光反射光検出器１７１で反射光強度を測定し
ている。このように、本例では、信号光の一部２１１、
励起光反射光の一部２１２、及び励起光の一部２１３を
検知し、これらの諸信号に基づいて制御回路１１０を制
御する。符号１０９は入力光検知器、１７１は励起光反
射光の検知器、１７０は励起光出力の検知器である。信
号光２００は並進励起型ラマン増幅器１３６の出力光２
１４として出力され、光導波路に伝達される。一方、ラ
マン励起光２１５は並進励起型ラマン増幅器１３６の出
力端１３５より出力光２１６として光導波路に伝達され
る。そして、信号光２１４は、ラマン光２１６による誘
導ラマン効果によって光導波路内で増幅される。

【０１２９】ところで、本例では、光分岐器、合波器、
信号光除去フィルタを有している。即ち、出力コネクタ
１３５からの励起光の反射光は、光分岐器１０２−２、
合波器１３２、光分岐器１０２−３を通過して、励起光
の反射光の一部２１２として、励起光反射検出器１７１
に到達する。信号光２００の波長成分は、合波器１３２
で十分に減衰されるように設定されており、励起光成分
を用いた解放検出への、信号光成分の影響を防ぐことが
可能となる。

【０１３０】このように、励起光成分自身を用いる利点
は、波長の異なる信号光波長を使う場合にくらべ、より
確実な解放検出が行える点、また、信号光に比べ数倍〜
数１０倍光強度の強い励起光を用いることによって、雑
音光や他の外乱光の混入を受けにくい点などである。

【０１３１】また、本実施形態では、励起光出力光検出
器１７０は、別途光分岐器１０２−２から取りだし、信
号光除去フィルタ１７２によって抽出した励起光成分２
１３の強度を測定する例を示している。

【０１３２】出力光検出器１７０の位置も必ずしもここ
に限るものではなく、例えば前実施形態同様光分岐器１
０２−３の空きポートに配置してもよい。

【０１３３】前記の逆進励起の場合と違い、本実施形態
においては入力信号光の有無では、励起光の出力される
出力コネクタ１３５の解放を検出できない。

【０１３４】このため、本願発明では励起光の反射光検
出器と出力検出器の比をモニタしながら、ポンプ光を弱
強度から段階的に増加するという手段を取る。即ち、前
記の反射光検出器と出力検出器の比のモニタは、図６の
ように、除算器を用いて反射光強度１５１と出力光１５
２の比を計算するのがその例である。

【０１３５】これによって、出力コネクタや作業者に危
険を与えることなく、出力コネクタの解放検出を行うこ
とが可能となる。なお、本手段は逆進励起の場合に適用
してもなんら問題はない。励起光点灯途中や動作中にコ
ネクタの解放が検出された場合には、励起光の遮断を行
たり、コネクタの再接続に備えて弱強度で点灯を維持し
ながら反射光強度のモニタを続けるなどの措置が有効で
ある。

【０１３６】本実施形態でも、信号光強度は入力光検出
器１０９によって測定している。信号光が一定レベル以
下の場合には入力信号断などの異常状態と、また、一定
レベルを超える場合には、接続ミスと考えられるので励
起光を遮断したり、警報を発生し、他の装置などに異常
状態を通知するのが有効である。

【０１３７】次の例は、合波器を用い、この特性に励起
光除去フィルタの役目を持たせた例である。図１１は、
本願発明の第８の実施形態である。この例は、光増幅器
の入出力端の前にラマン励起光の合波用の合波器をあら
かじめ内蔵した光増幅器１８０の構成である。この例
は、逆進励起型ラマン増幅器を有する例である。逆進型
励起ラマン増幅器とは、光伝送路において、信号光の進
行方向とは逆方向にラマン励起光を導入し、この領域で
誘導ラマン効果によって光を増幅するものである。

【０１３８】図１１の例は、光増幅媒体１０３によって
入力光２００を増幅する。光増幅媒体１０３には励起用
光源１１１が配される。この光源１１１は制御回路１１
０で制御される。この例では更に、当該光増幅１８０の
入出力端１０１、１０５より、これらに接続された各光
ファイバ等の光伝送路にラマン励起光２２１、２２３が
導入される。こうして、本例の光システムでは、前記光
伝送路内においても、更に誘導ラマン効果によって光が
増幅されることとなる。

【０１３９】逆進励起用のラマン励起光２２０は、ラマ
ン励起光入力１８１から入力（２２０）されて合波器１
３２で、信号光の経路と合波されたのち、入力コネクタ
１０１側に接続された光ファイバ伝送路に出力（２２
１）される。並進励起用のラマン励起光は、ラマン励起
光入力１８２から入力（２２２）されて、合波器１２２
で信号光と合波された後、出力コネクタ１０５側に接続
された光ファイバ伝送路に出力（２２３）される。この
ように、あらかじめラマン励起用の合波器を入出力端に
組み込むことによって、合波器１３２、１２２が励起光
除去フィルタの役目を果たすことになる。したがって、
本光中継機においてラマン励起を行うかどうかにかかわ
らず、常に入力光検出器１０９や反射検出器１０８、光
増幅媒体１０３などへのラマン励起光の漏れこみを防ぐ
ことが可能になる。本構成においても、特に入力光検出
器１０９のようにわずかな励起光の漏れこみによって
も、動作に影響が出る部分については、必要に応じて励
起光除去フィルタ１４１を設けることができる。なお、
このようにあらかじめ合波器を内蔵する構成はプリアン
プ・ポストアンプなどに適用したり、逆進・並進どちら
か一方のラマン励起光合波用の合波器のみを内蔵したり
してもかまわない。

【０１４０】次に波長多重励起用光源の例を示す。こう
した光源を光増幅器と別体に構成し、これまで述べてき
た光増幅器の励起用光源に用いることが出来る。図１２
は、こうした例で、本願発明の第９の実施形態で、励起
光源装置１８３の構成を示している。この光源は、例え
ば、図１１の励起光源入力１８１、１８２に接続して使
用するものである。

【０１４１】本例は、波長多重励起の構成を示してい
る。波長の異なるラマン励起光源１２１−１と１２１−
２とを有し、これらの各出力光３００、３０１は、ラマ
ン励起光合波器１８４で合波されたのち、光分岐器１０
４を介して、ラマン励起光出力１８５に接続されてい
る。ラマン励起光の一部３０２は、励起光出力光検出器
１７０に、またラマン励起光出力１８５から戻る反射光
の一部３０３は、励起光反射光検出器１７１に導かれ
る。ここで、これらの光３０２及び３０３は波長多重の
光である。制御回路１１０は、両光検出器の出力信号の
比をモニタしており、反射光の強度がある一定値を越え
た場合には、励起光を遮断する機能を持つ。また、励起
光の立ち上げ時には反射光強度をモニタしながら、段階
的に励起光を点灯する。

【０１４２】本装置を図１１の光増幅器の励起光入力１
８１と接続した場合、励起光出力１８５に限らず、励起
光入力１８１や入力コネクタ１０１などの点で発生した
励起光の反射光も問題なく検出できる。さらに、他の波
長帯の信号の漏れこみを避けたい場合などには、これら
の波長の光を除去する光フィルタを組み込めばよい。

【０１４３】このように、励起光源を別装置とし反射光
検出器を組み込むことによって、高価なラマン励起光源
を増設を必要時にのみ増設することが可能となり、また
装置の運用中にも交換が可能になるという利点がある。
複数の光中継器を用いた多中継伝送においては、必ずし
も１箇所のラマン増幅器の故障が、全光信号の致命的な
ＳＮ劣化を引き起こすわけではないので、運用中に交換
可能な構成には大きな利点がある。また、必ず励起光と
信号光の合波部分と励起光源の間で反射検出が行えるよ
うになるため、余分な光フィルタを除去し構成を簡素化
できるという利点もある。さらに励起光源の制御部分
と、信号光の制御部分を完全に分離できるため装置間の
信号の受け渡しや制御アルゴリズムを簡素化することが
可能になる。

【０１４４】なお、本実施例に限らず、光信号や励起光
の入出力部分やコネクタ部分はそれぞれ、光ファイバコ
ネクタであっても、ファイバ素線をスプライスする構成
などの手段、もしくは空間中でコリメートされた光信号
をレンズ系で結合するような部分があっても構わない。
いずれの場合でもこれらの点で異常な反射や損失があれ
ば本願発明の反射検出手段は問題なく動作する。

【０１４５】また、本実施例に限らず、ラマン励起光源
の数や強度比は、必要に応じて任意に設定して構わな
い。一般に光源の数や強度はラマン利得や利得の波長依
存性に影響するので、これらを適切に設定することによ
って、利得の平坦化を図ったり、自動利得等化を行うこ
とができる。励起光の反射・出力強度の検出は、本例の
ように複数の励起光の和を測定しても構わないし、また
特定の励起光源に対して行っても構わない。後者は光分
岐器１０４の位置を特定の光源と合波器１８４の間に変
更すれば簡単に実現できる。

【０１４６】図１３は、本願発明の第１０の実施形態で
ある。この例は、逆進励起型の光ファイバラマン増幅器
１２６のラマン励起光に周波数ｆで正弦波強度変調を施
した例である。

【０１４７】この光ファイバラマン増幅器１２６は、励
起光源１２１を有し、励起光３１０は入力コネクタ１２
４より射出（３１２）される。この励起光３１０の一部
３１３は励起光出力検出器１７０、又、励起光の入力コ
ネクタ１２４よりの反射光の一部３１４は励起光反射光
検出器１７１で検知され、この各信号に基づき制御回路
１１０を所望に制御する。図中、符号１０４は光分岐
器、１２２は合波器である。

【０１４８】本例においては、励起光源１２１の駆動電
流には、正弦波発生器１９０からの信号が加えられ、出
力される励起光には正弦波ＡＭ変調が重畳されている。
正弦波の周波数ｆは、その波長が光ファイバ伝送路の非
線型効果の有効長（Ｌｅｆｆ＝１／ａ、ここで、aは励
起光源における光ファイバ伝送路の損失係数である）よ
り小となるように、例えば数ＭＨｚなどに設定されてい
る。すなわち、ｆ＞ａｃ（ここで、ｃは光速である）と
いう関係が成立している。信号光と励起光は逆方向に進
行しているので、励起光が変調されていても周波数ｆが
上記値より十分大きければ、信号光の感じるラマン利得
は空間的に平均化されてしまい、信号光には劣化が生じ
ない。信号光と並進する励起光の場合には、このような
変調を行うと信号光に強度変調が生じて伝送特性が劣化
してしまうため、変調成分を極めて小さく(例えば、１
０％以下）とする必要がある。

【０１４９】このように、ラマン励起光を変調しておけ
ば、光検出器の出力信号中から変調成分を抽出すること
で、外乱光があっても励起光の強度や反射率を正確に知
ることができる。

【０１５０】本例では、信号光・励起光をそれぞれ励起
光出力光検出器１７０、励起光反射光検出器１７１で受
信する。この時、検知信号は電気信号に変換され、この
電気信号の領域で、中心周波数fのバンドパスフィルタ
１９１−１及び１９１−２を用いて周波数ｆの変調成分
のみを抽出している。この為、信号光や上流からの励起
光成分が混入する場合でも、光フィルタを設けなくと
も、逆進励起光成分のみを抽出することが可能となる。
また、ファイバ途中の解放端でフレネル反射された成分
は変調成分を保持しているが、レーリー散乱のように分
布的に反射された場合には変調成分は空間的に平均化さ
れて極めて小さくなる。したがって、従来よりも検出し
きい値を下げることができ、高精度に解放端（フレネル
反射）検出ができるようになる。

【０１５１】なお、変調信号は、最低周波数成分が上記
条件を満たしていれば、正弦波である必要はなく、例え
ば、情報信号で変調しても構わず、下流の光ファイバラ
マン増幅器から上流の光増幅器もしくは光送信機への監
視情報や警報の転送に用いることが可能である。この場
合には監視情報専用の送受信器を設ける必要がなくなる
ので、装置構成を簡素化することができる。

【０１５２】図１４は、本願発明の第１１の実施形態で
ある。この例は、下流側の励起光の変調成分を受信する
ことで、光ファイバ伝送路の上流側の光増幅器が下流側
のラマン増幅器の励起光の点灯状態を検出する例であ
る。

【０１５３】信号光の反射強度を利用した出力開放を検
出では、出力端から解放点までの距離が数ｋｍ以上離
れ、両地点間に数ｄＢの損失が生じた場合には、反射光
レベルが小さくなりすぎ出力開放を検出できなくなると
いう問題点があった。しかながら、波長多重伝送や高出
力伝送においては数ｋｍ先でも信号光や励起光の強度は
十分に強く、開放検出が必要となるレベルとなることが
ある。本実施形態では、より確実性の高い出力開放検出
を行うため、光ファイバ伝送路の下流側の光増幅器は上
流からの信号光の有無を、また上流側の光増幅器は下流
側からのラマン励起光を検出する。

【０１５４】本例では、上流側の光ファイバラマン増幅
器１３６、光ファイバ伝送路１０６、及び下流側の光フ
ァイバラマン増幅器１２６が縦続接続されている。上流
側の光ファイバラマン増幅器１３６は励起光源１３１を
有し、励起光３１０は出力コネクタ１８１より射出され
る。この励起光３１０の一部は励起光出力検出器１７
０、又、励起光の出力コネクタ１８１よりの反射光の一
部３１３は励起光反射光検出器１７１で検知され、この
各信号に基づき制御回路１１０−１を所望に制御する。
本例では信号光の除去フィルタ１７２−１、１７２−
２、及びバンドパスフィルタ１９１を有している。下流
側の光ファイバラマン増幅器１２６は励起光源１２１を
有し、励起光３３０は入力コネクタ１８２より射出され
る。信号光３４０は出力端１８３より出力（３４１）さ
れる。又、信号光の一部３４２は入力光検出器１０９で
検出され、この信号に基づいて制御回路１１０−２が制
御される。本例では、前記励起光源１２１よりの光は、
正弦波発生器１９０によって周波数ｆで変調されてい
る。又、入力光検出器１０９の前にラマン光の除去フィ
ルタ１４１を有している。

【０１５５】本例では、ラマン増幅器の特性を考慮し、
例えば、以下のような立ち上げ手順を取る。まず、上流
側・下流側ともラマン励起光を遮断しておき、下流側の
光ファイバラマン増幅器１２６側では励起光除去フィル
タ１４１を通過した入力信号光を入力光検出器１０９で
検出し、光信号レベルが一定以上であれば上流側のすべ
てのコネクタ開放がされていないことと確認できる。制
御回路１１０−２は励起光１２１を点灯し、上流側に向
けて変調された励起光を送出する。また、動作中に上記
入力信号光が一定レベル以下に低下した場合にはラマン
励起光を遮断する。

【０１５６】次に、上流側の光ファイバラマン増幅器１
３６中では、分岐器１０４−１、信号光除去フィルタ１
７２−２、励起光反射光検出器１７１によって、光ファ
イバ伝送路１０６側から入力される励起光強度を観測し
ている。特に、そのうち、バンドパスフィルタ１９１に
よって周波数ｆで変調された成分を抽出しているので、
その強度から下流側からの励起光の強度を判定できる。
このレベルが一定以上であれば、下流側のすべてのコネ
クタが開放されていないことが確認できる。これを受け
て、制御回路１１０−１は励起光１３１を点灯する。ま
た、動作中に上記変調成分が一定レベル以下に低下した
場合にはラマン励起光を遮断する。上記手順によって極
めて確実性の高い励起光の立ち上げ操作が行える。図１
６にこの励起光の立ち上げの状態を例示する。

【０１５７】なお、光ファイバ伝送路の損失や送信信号
のレベルによっては、上流・下流どちらか、もしくは双
方の光ファイバラマン増幅器を立ち上げないと信号レベ
ルが低すぎ、下流側の入力光検出器１０９では検出が行
えない場合もある。その場合には、まず、最初にどちら
かもしくは双方のラマン励起光を、安全な弱強度で立ち
上げ反射検出をするなどの手法が有効である。

【０１５８】本例では、ラマン励起光変調による信号光
劣化を避けるために、下流側のラマン励起光にのみ変調
を施す例を示した。ある程度の信号光の劣化が、許容で
きる場合には上流側のラマン励起光も変調することも可
能である。この場合、下流側とは異なる変調周波数やコ
ードで符号化しておけば、上流側・下流側の励起光の区
別をつけることが可能である。この上流側の変調成分
は、下流側の変調と同様にコネクタ開放の検出などに適
用可能である。

【０１５９】図１５は、本願発明の第１２の実施形態で
ある。この例は、前の実施形態に対して、光伝送路の上
流側にラマン増幅器以外の光増幅器１４０を配置する場
合の構成を示す。光増幅器１４０は光増幅媒体（例え
ば、ＥＤＦ）１０３を有し、このＥＤＦ１０３は励起光
源１１１によって励起される。信号光４００は光増幅媒
体１０３で増幅され、出力光コネクタ１０５より光伝送
路１０６に射出（４０１）される。本例では、入力信号
４００は光分岐器１０２で分岐され、その一部が入力光
検出器１０９で検知される。更に、増幅された信号光の
一部４０３は出力光検出器１０７によって、増幅された
信号光の反射光４０４の光分岐器１０４で分岐された一
部４０２は、反射光検出器１０８によって検出される。
一方、下流側に存在するラマン励起光源よりのラマン励
起光は、その一部４０５が当該光増幅器１４０に入射さ
れる。そして、合波器１９２を介してその一部４０５
が、励起光入力光検出器１９３で検出される。こうし
て、各検出器１０９、１０８、１０７、及び１９３の検
出結果に基づき、制御回路１１０は、励起光を制御す
る。

【０１６０】本例では、ＥＤＦを用いた光増幅器１４０
の出力部に、ラマン励起波長と信号光波長を波長合波す
る合波器１９２を配置し、その直後に、励起光入力光検
出器１９３を配置することによって、下流側から送信さ
れる励起光強度を検出できるようにしている。なお、本
例においては合波器１９２が励起光除去フィルタの役目
を果たす特性に設定されているものとし、信号光の出力
光・反射光検出器１０８、１０７の前には励起光除去フ
ィルタを配置していない。

【０１６１】光増幅器１４０から出力される信号レベル
が、そのままでは危険なほどに高い場合には、立ち上げ
時には、まず励起光源１１１を弱励起とし、信号光を低
出力で送信する。光ファイバ伝送路１０６の下流側の光
ファイバラマン増幅器（この増幅器は図示されていな
い）はこの信号を検出すれば、下流側からラマン励起光
を送出する。励起光入力検出器１９３で下流側からのラ
マン励起光を検出しこれが、規定レベル以上であった場
合、且つ反射光検出器１０８と出力光検出器１０７の光
強度比が一定レベル以下であった場合、制御回路１１０
は励起光源１１１を通常の規定出力まで増加させる。こ
のように、上流側からの反射と下流側からの励起光の有
無の双方を確認することで、より確実性の高い開放検出
が実施できる。

【０１６２】本願発明によって、光増幅器を光ファイバ
ラマン増幅器と併用した場合にも、入力信号の検出や出
力解放検出機構が正常に動作させることができるように
なる。また、光ファイバラマン増幅器においても、上記
機能を付加することが可能となる。またラマン増幅器の
特異性を考慮した光増幅器の立ち上げ・遮断方法によ
り、より安全性を高めることが可能になる。

【０１６３】

【発明の効果】本願発明は、強力な励起光を用いること
があっても、誤動作することのない光増幅器を提供する
ことが出来る。本願発明は、更には、強力な励起光を用
いることがあっても、誤動作することのないラマン増幅
器を提供することが出来る。

【０１６４】本願発明は、更には、強力な励起光を用い
ることがあっても、誤動作することのない光伝送装置、
あるいは光伝送システムを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の第１の実施形態を示す構成
図である。

【図２】図２は、従来の光増幅装置の構成図である。

【図３】図３は、従来の光増幅装置の構成図である。

【図４】図４は、本願発明の第２の実施形態を示す構成
図である。

【図５】図５は、本願発明の第３の実施形態を示す図で
ある。

【図６】図６は、制御回路の実現例を示す構成図であ
る。

【図７】図７は、本願発明の第４の実施形態を示す構成
図である。

【図８】図８は、本願発明の第５の実施形態を示す構成
図である。

【図９】図９は、本願発明の第６の実施形態を示す構成
図である。

【図１０】図１０は、本願発明の第７の実施形態を示す
構成図である。

【図１１】図１１は、本願発明の第８の実施形態を示す
構成図である。

【図１２】図１２は、本願発明の第９の実施形態を示す
構成図である。

【図１３】図１３は、本願発明の第１０の実施形態を示
す構成図である。

【図１４】図１４は、本願発明の第１１の実施形態を示
す構成図である。

【図１５】図１５は、本願発明の第１２の実施形態を示
す構成図である。

【図１６】図１６は、励起光の立ち上げの例を示すタイ
ム・チャートである。

【符号の説明】

１００・・・従来の光増幅器、１０１・・・入力光コネクタ、
１０２・・・光分岐器、１０３・・・光増幅媒体、１０４・・・
光分岐器、１０５・・・出力光コネクタ、１０６・・・光ファ
イバ伝送路、１０７・・・出力光検出器、１０８・・・反射光
検出器、１０９・・・入力光検出器、１１０・・・制御回路、
１１１・・・励起光源、１１２・・・出力光、１１３・・・反射
光、１２０・・・光ファイバラマン増幅器（逆進励起）、
１２１・・・ラマン励起光源、１２２・・・合波器、１２３・・
・ラマン励起光、１２４・・・入力光コネクタ、１２５・・・
出力光コネクタ、１２６・・・本願発明の光ファイバラマ
ン増幅器（逆進励起）、１３０・・・光ファイバラマン増
幅器（並進励起）、１３１・・・ラマン励起光源、１３２・
・・合波器、１３３・・・ラマン励起光、１３４・・・入力光コ
ネクタ、１３５・・・出力光コネクタ、１３６・・・本願発明
の光ファイバラマン増幅器（並進励起）、１４０・・・本
願発明の光増幅装置、１４１・・・ラマン励起光除去フィ
ルタ、１４２・・・ラマン励起光除去フィルタ、１４３・・・
合波器、１５０・・・入力光強度信号、１５１・・・反射光強
度信号、１５２・・・出力光強度信号、１５３・・・基準電圧
源、１５４・・・コンパレータ、１５５・・・除算器、１５６
・・・ＡＮＤ回路、１５７・・・励起光源電流源、１５８・・・
励起光源駆動電流、１５９・・・スイッチ、１６０・・・ラマ
ン励起光オン・オフ信号、１６１・・・他の制御信号、１
７０・・・励起光出力光検出器、１７１・・・励起光反射光検
出器、１７２・・・信号光除去フィルタ、１８０・・・本願発
明の光中継器、１８１・・・ラマン励起光入力、１８２・・・
ラマン励起光入力、１８３・・・本願発明の励起光源装
置、１８４・・・ラマン励起光合波器、１８５・・・ラマン励
起光出力１９０・・・正弦波発生器（周波数ｆ）、１９１・
・・バンドパスフィルタ（中心周波数ｆ)、１９２・・・合波
器、１９３・・・励起光入力光検出器。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号の入力端と、光出力端と、前記入
   力端から入力される光信号の出力端からの反射光強度を
   検出する光検出器及び前記入力端から入力される光信号
   の光強度を検出する光検出器の内のいずれか一者を少な
   くとも有し、且つ前記光出力端と光信号の出力端からの
   反射光強度を検出する光検出器との間、あるいは前記光
   入力端と前記入力端から入力される光信号の光強度を検
   出する光検出器との間の少なくとも一方に、ラマン励起
   光の透過を阻止し且つ前記前記入力端から入力される光
   信号は透過する波長選択部材を有することを特徴とする
   光増幅器。
2. 【請求項２】 光信号の入力部と、光信号の出力部と、
   前記入力部もしくは出力部もしくはその双方に、当該光
   増幅器に接続される光ファイバ伝送路に向かって光ファ
   イバラマン増幅用励起光を合波する合波器と、前記入力
   端からの入力光信号を検出する光検出器と、前記出力端
   からの反射光強度を検出する光検出器と、を備え、且
   つ、前記合波器が、前記入力部と前記入力端からの入力
   光信号を検出する光検出器との間、あるいは前記出力端
   と光信号の出力端からの反射光強度を検出する光検出器
   との間、もしくはその双方の間に、配置されることを特
   徴とする光増幅器。
3. 【請求項３】 請求項１及び２のいずれかに記載の光増
   幅器と、これに接続された光ファイバと、ラマン励起光
   を放射する部位を少なくとも有することを特徴とする光
   システム。
4. 【請求項４】 前記ラマン励起光を放射する部位が、光
   ファイバ伝送路を利得媒体とする光ファイバラマン増幅
   器及び光ファイバラマン増幅用励起光源及び光ファイバ
   ラマン増幅用励起光の入力部のいずれか一者なることを
   特徴とする請求項３に記載の光システム。
5. 【請求項５】 前記光増幅器への入力光に対する光検出
   器あるいは前記光増幅器の出力反射光に対する光検出器
   における光検出の判定を行う閾値を、光ラマン増幅器の
   出力状態もしくはラマン励起光の出力状態に応じて、複
   数の値に変化させ得ることを特徴とする請求項１より請
   求項３のいずれかに記載の光増幅器。
6. 【請求項６】 ラマン励起光の出力端からの反射光強
   度、あるいはラマン励起光の出力端からの反射光強度と
   ラマン励起光の前記出力端からの出力強度との比、のい
   ずれかを検出が可能な、ラマン励起光を放出する装置。
7. 【請求項７】 励起光の出力端からの反射光強度を検出
   する光検出器もしくは励起光の出力端からの出力光強度
   を検出する光検出器と、前記励起光の出力端の間に、当
   該励起光の波長は透過し、且つ当該光システムにおける
   光信号の波長及び当該光システム外よりの他の励起光の
   波長の透過を少なくとも阻止する特定波長の選択部材を
   有することを特徴とする請求項７に記載のラマン励起光
   を放出する装置。
8. 【請求項８】 励起光光源と、前記励起光光源よりの励
   起光と信号光とを合波する合波器と、前記励起光の出力
   端とを有し、且つ前記合波器と前記励起光光源との間
   に、前記励起光の出力端よりの出力強度を検出する光検
   知器あるいは前記励起光の出力端よりの反射光強度を検
   出する光検知器の少なくとも一者を有することを特徴と
   するラマン励起光を放出する装置。
9. 【請求項９】 前記出力端からの反射光強度、もしくは
   出力端からの反射光強度と出力光強度との比が設定値を
   越えた場合に、前記励起光を低減もしくは遮断するこ
   と、あるいは警報表示を行うこと、あるいは前記出力端
   からの反射光強度、もしくは出力端からの反射光強度と
   出力光強度比が設定値を越えた旨の情報を他の装置に転
   送すること、のいずれかを行い得ることを特徴とする請
   求項７より請求項８のいずれかに記載のラマン励起光を
   放出する装置。
10. 【請求項１０】 前記励起光を点灯する際、前記出力端
    からの反射光強度、もしくは前記出力端からの反射光強
    度と出力光強度との比の少なくともいずれかを測定しな
    がら励起光強度を第１の光強度で点灯し、前記出力端か
    らの反射光強度、もしくは前記出力端からの反射光強度
    と出力光強度の比の検出に基づき、前記第１の光強度の
    値が一定値以下の場合には、前記励起光の強度を所定値
    まで増加させることを可能とし、前記第１の光強度の値
    が一定値を越える場合には、前記第１の光強度の値が一
    定値以下の場合の場合とは別異の動作を行うことが可能
    なことを特徴とする請求項７より請求項８のいずれかに
    記載のラマン励起光を放出する装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の光強度の値が一定値以下の
    場合の場合とは別異の前記動作は、前記励起光の強度の
    固定もしくは低減もしくは遮断すること、あるいは警報
    表示を行うこと、あるいは前記出力端からの反射光強
    度、もしくは出力端からの反射光強度と出力光強度比が
    設定値を越えた旨の情報を他の装置に転送することの少
    なくともいずれかを可能とする請求項１０に記載のラマ
    ン励起光を放出する装置。
12. 【請求項１２】 ラマン励起光の放出源と、光の入力端
    と、光の出力端と、前記入力端から入力される光信号の
    出力端からの反射光強度を検出する光検出器及び前記入
    力端から入力される光信号の光強度を検出する光検出器
    の内のいずれか一者を少なくとも有し、且つ前記光出力
    端と光信号の出力端からの反射光強度を検出する光検出
    器との間、あるいは前記光入力端と前記入力端から入力
    される光信号の光強度を検出する光検出器との間の少な
    くとも一方に、ラマン励起光の透過を阻止し且つ前記入
    力端から入力される光信号は透過する波長選択部材を有
    し、且つラマン励起光の前記出力端からの反射光強度を
    検出する光検出器もしくはラマン励起光の前記出力端で
    の出力光強度を検出する光検出器を有し、且つラマン励
    起光の前記出力端からの反射光強度を検出する前記光検
    出器もしくはラマン励起光の前記出力端での出力光強度
    を検出する前記光検出器と前記出力端の間に、当該ラマ
    ン励起光の波長は透過し、且つ当該光システムにおける
    光信号の波長及び当該光システム外よりの他の励起光の
    波長の透過を少なくとも阻止する特定波長の選択部材を
    有することを特徴とするラマン励起光を放出する装置。
13. 【請求項１３】 ラマン励起光を放出源と、光信号の入
    力部と、光信号の出力部と、前記入力部もしくは出力部
    もしくはその双方に、当該光増幅器に接続される光ファ
    イバ伝送路に向かって光ファイバラマン増幅用励起光を
    合波する合波器と、前記入力端からの入力光信号を検出
    する光検出器と、前記出力端からの反射光強度を検出す
    る光検出器と、を有し、且つ、前記合波器が、前記入力
    部と前記入力端からの入力光信号を検出する光検出器と
    の間、あるいは前記出力端と光信号の出力端からの反射
    光強度を検出する光検出器との間、もしくはその両方の
    間に、配置され、且つラマン励起光の前記出力端からの
    反射光強度を検出する光検出器もしくはラマン励起光の
    前記出力端での出力光強度を検出する光検出器を有し、
    且つラマン励起光の前記出力端からの反射光強度を検出
    する前記光検出器もしくはラマン励起光の前記出力端で
    の出力光強度を検出する前記光検出器と前記出力端の間
    に、当該ラマン励起光の波長は透過し、且つ当該光シス
    テムにおける光信号の波長及び当該光システム外よりの
    他の励起光の波長の透過を少なくとも阻止する特定波長
    の選択部材を有することを特徴とするラマン励起光を放
    出する装置。
14. 【請求項１４】 請求項１及び２のいずれかに記載の光
    増幅器と、これに接続された光ファイバと、ラマン励起
    光を放射する部位を少なくとも有し、且つラマン励起光
    の出力端からの反射光強度を検出する光検出器もしくは
    ラマン励起光の前記出力端での出力光強度を検出する光
    検出器を有し、且つラマン励起光の前記出力端からの反
    射光強度を検出する前記光検出器もしくはラマン励起光
    の前記出力端での出力光強度を検出する前記光検出器と
    前記出力端の間に、当該ラマン励起光の波長は透過し、
    且つ当該光システムにおける光信号の波長及び当該光シ
    ステム外よりの他の励起光の波長の透過を少なくとも阻
    止する特定波長の選択部材を有することを特徴とするラ
    マン励起光を放出する装置。
15. 【請求項１５】 前記光増幅器への入力光対する光検出
    器における光検出の判定を行う閾値および前記光増幅器
    の出力反射光に対する光検出器における光検出の判定を
    行う閾値の少なくともいずれかを、光ラマン増幅器の出
    力状態およびラマン励起光の出力状態のいずれかの対応
    する閾値に応じて、複数の値に変化させ得ることを特徴
    とする請求項４に記載の光システム。
16. 【請求項１６】 光ファイバ伝送路の下流側に配置さ
    れ、光ファイバ伝送路の上流側に向かって励起光を送出
    して光信号増幅を行い、且つ励起光源を周波数ａｃ（こ
    こで、ａは励起光源における光ファイバ伝送路の損失係
    数、ｃは光速）以上で強度変調することを特徴とする光
    ファイバラマン増幅器。
17. 【請求項１７】 前記変調成分を、該光ファイバラマン
    増幅器もしくは上流側に配置された光伝送装置の入力解
    放検出に用いることを、もしくは上流側の光伝送装置に
    情報伝送することを特徴とする請求項１６に記載の光フ
    ァイバラマン増幅器。
18. 【請求項１８】 光ファイバ伝送路の下流側に配置さ
    れ、光ファイバ伝送路の上流側に向かって励起光を送出
    して光信号増幅を行い、且つ励起光源を周波数ａｃ（こ
    こで、ａは励起光源における光ファイバ伝送路の損失係
    数、ｃは光速）以上で強度変調する光ファイバラマン増
    幅器を有し、前記変調成分を、該光ファイバラマン増幅
    器もしくは上流側に配置された光伝送装置の入力解放検
    出に用いることを、もしくは上流側の光伝送装置に情報
    伝送することを特徴とする光伝送装置。
19. 【請求項１９】 光ファイバ伝送路の上流側に配置さ
    れ、光ファイバ伝送路の下流側に向かって励起光を送出
    して光信号の増幅を行う光ファイバラマン増幅器であっ
    て、励起光源を周波数ａｃ（但し、ａは励起光源におけ
    る光ファイバ伝送路の損失係数、ｃは光速である）以上
    で小信号強度変調し、この変調成分を検出し、これに基
    づいて前記励起光の出力の解放状態を検出が可能なこと
    を、特徴とする光増幅器。
20. 【請求項２０】 光ファイバ伝送路の上流側に配置さ
    れ、光ファイバ伝送路の下流側に向かって励起光を送出
    して光信号の増幅を行う光ファイバラマン増幅器であっ
    て、励起光源を周波数ａｃ（但し、ａは励起光源におけ
    る光ファイバ伝送路の損失係数、ｃは光速である）以上
    で小信号強度変調し、この変調成分を検出し、これに基
    づいて、光ファイバ伝送路の前記下流側に配置された光
    検知手段で入力解放検出を行うことが可能なことを特徴
    とした光増幅器。
21. 【請求項２１】 光ファイバ伝送路の光信号伝送方向の
    上流側に配置される光増幅器であって、光ファイバ伝送
    路の下流側に配置されたラマン増幅器の励起光強度を測
    定し、この光強度があらかじめ設定した光強度範囲内の
    場合には光信号出力もしくはこの光増幅器の励起光を点
    灯、もしくは増加もしくは一定に維持することを、また
    この光強度が上記範囲を逸脱した場合には光信号出力も
    しくはこの光増幅器の励起光を低減もしくは遮断するこ
    とを、特徴とした光増幅器。
22. 【請求項２２】 光ファイバ伝送路の下流側に配置され
    る光ファイバラマン増幅器であって、上流側から送信さ
    れる信号光もしくはラマン励起光の強度を測定し、この
    光強度があらかじめ設定した光強度範囲内の場合には、
    ラマン励起光を点灯、もしくは増加、もしくは一定に維
    持することを、またもの光強度が上記範囲を逸脱した場
    合には光信号出力を低減もしくは遮断することを、特徴
    とした光ファイバラマン増幅器。