JP2002544710A - 入力非依存性の傾斜無しダイナミック利得平坦性を備えた広帯域増幅器 - Google Patents

入力非依存性の傾斜無しダイナミック利得平坦性を備えた広帯域増幅器

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Abstract

(57)【要約】 入力と望む出力レベルに応じて各ステージの利得、損失およびパワー制御の組み合わせを通し、増幅器の異なるステージをダイナミックに制御することによって、一定の増幅器利得プロフィール、ＡＳＥ雑音に対する修正および利得傾斜の最小化を提供可能な広帯域光増幅器である。多重ステージ増幅器は、各ステージを独立に制御する中央制御回路を持ち、増幅器は、逐次結合した複数のステージを持ち、各ステージは、減衰器ステージ、利得設定サブ増幅器ステージ、パワーレベル設定ステージの何れかである。中央制御回路はどのステージについて利得又はパワーの能動的制御をするかを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の技術分野 本発明は利得平坦広帯域光増幅器に関し、より詳細には多重チャンネル高密波
長分割多重化（ＤＷＤＭ）をベースとした光波通信システムおよび回路網用に使
用されるファイバー増幅器に関する。
【０００２】 発明の背景 光増幅器、特にエルビウムドープファイバーをベースとした増幅器（ＥＤＦＡ
）は、弱められた光信号を増幅するために今日最も普通に使用される光増幅デバ
イスである。これらは、アッド／ドロップマルチプレクサ、光交差接続、スイッ
チおよびルーターのような回路網要素によって使用される。短距離と長距離の光
通信回路網の両方に大いに使用されるので、それらはまたＣＡＴＶ放送用にも使
用できる。
【０００３】 総ての光チャンネルが異なる光波長を同じファイバーによって同時に搬送する
最新の波長分割多重化（ＷＤＭ）システムは、ＥＤＦＡの更に多い使用を必要と
する。これは主に、各波長を分離チャンネルとして持つ多重波長の存在が、大き
なデータ搬送容量を提供するからである。それのみでなく、シングルファイバー
上での多重波長の使用もまた、回路網計画およびデータ／音声送信径路設定のた
めの順応性を提供する。
【０００４】 従来のＥＤＦＡ帯域は最近において、標準の１５２５−１５６５ｎｍ領域から
新しい１５６５−１６０５ｎｍ帯域へ拡張された（１９９８年２月２０日出願、
米国特許出願番号０９／０２６，６５７を参照）。従ってより多い帯域が現在利
用でき、より多いチャンネルを生じている。このことにより、光回路網は毎秒テ
ラビットまでの速度で情報を伝送している。
【０００５】 エルビウムドープファイバーの物理特性は、信号増幅度や、利得が信号波長に
よって変動するというものである。これ故、各波長が分離チャンネルを表してい
る幾つかの光波長を増幅器に供給することは、問題を生じ得る。各チャンネルは
分離波長として伝達され、利得は波長に依存するので、異なるチャンネルは異な
る増幅度を受ける。その結果、多重チャンネル伝達システムに使用される光増幅
器の出力は、常に利得が平坦でなければならない。
【０００６】 利得平坦化は、ファイバーグレーティングのような利得平坦化フィルターを使
用することにより、または生まれつきのより平坦なエルビウムファイバーを選択
することによって達成される。使用される利得平坦化方法に関わらず、光増幅器
の受動的な利得平坦化デバイスの構成は与えられた全入力信号パワーについてよ
く規定され、増幅器のパッケージが一旦閉鎖されると変更されない。従って、受
動的利得平坦化増幅器は常に特定の利得と入力パワーに対して設計される。各特
定の利得および入力パワーについて、増幅器利得プロフィールは一定である。増
幅器の動作の間、増幅器利得は殆どのＷＤＭ動作について一定値に固定される、
ということに注目しなければならない。
【０００７】 上記の事柄が与えられたとしても、全増幅器入力レベルが変化した時、別の問
題が起こる。この条件は、ノードでのチャンネルのドロップ、または接合点での
チャンネルの追加のような事象によってチャンネル負荷が変動した時、発生し得
る。この条件が発生した時、増幅器の励起パワーは利得を一定に保つために調節
されなければならない。これは、増幅器利得プロフィールを不変に保つために為
される。
【０００８】 この方法は、一定パワーレベルを持つ各チャンネルの数を変化させるような適
用に適している。増幅器利得を一定に保つように励起パワーを調節することによ
り、各チャンネルは如何に多くのチャンネルが負荷されようとも均等に増幅され
るであろう。このことを達成する装置は、１９９９年３月３１日出願の米国特許
出願番号０９／２８２２０６に開示されている。
【０００９】 不運なことに上記出願に含まれる発明は、幾つかの適用については不適にさせ
る欠陥を持つ。特に、チャンネル負荷は同一に留まるがチャンネルパワーが変動
する時、それは増幅器利得プロフィールを維持できない。この状態は通常、チャ
ンネルの総てまたは一部が、ノードにおいて置き換えられるであろう波分割多重
化（ＷＤＭ）リング構成のような場合に発生する。
【００１０】 上記のような適用について、増幅器利得を一定値に固定することは、もはや実
用的ではない。入力信号が小さい時、利得を特定値に固定することは、小さな出
力信号を作り出す。これは、利得が出力と入力間の比であることによる。もしこ
の比が固定されれば、小さな入力を持つことは小さな出力を作り出す。同様に大
きな入力は、固定利得のために大きな出力を作り出す。この関係は伝達ファイバ
ー損失、すなわちリンク損失は常に一定であるので、光システム設計に困難を生
じる。このように、もしチャンネル出力が低ければ、それは受信器に到達しない
であろう。
【００１１】 この問題をできる限り解決するために、利得を特定値に固定しないことが可能
である。この場合もし利得が固定されていなければ、励起パワーは入力に依存し
て調節されないこととなる。特にもし増幅器が深い飽和域で作動するならば、増
幅器出力は同一値付近に留まるであろう。しかしながら入力レベルは変化するの
で、利得（または原子準位分布反転）は設計された（最適化された）ものから異
なってくる。埋め込まれたフィルター、またはある他の方法によって修正された
当初の利得プロフィールは、役に立たなくなるであろう。
【００１２】 このことは、ある波長が他よりも増幅され、ある波長が他よりも多く増幅され
たパワーを持ち、波長を横切って大きな利得変動を生じ得る。その結果、あるチ
ャンネルは受信器に到達し、一方他のものは検出されるには小さ過ぎるようにな
るであろう。この現象は増幅器利得傾斜として知られる。図１は、この発生を示
す。プロットから見られるように、利得および利得平坦性は入力信号レベルに依
存する。
【００１３】 増幅器利得の傾斜問題を解決するものとして、特定の特性を持つ既知の増幅器
がある。これらの増幅器は、その内部でもし励起パワーが調節されなければ、利
得プロフィールが不変に留まることができる小さな入力ダイナミック範囲を持つ
。しかしながらこの小さな入力ダイナミック範囲は、このような増幅器の使用を
制限する。必要とされるものは大きな入力ダイナミック範囲を持つのみでなく、
利得傾斜効果を最小にする光増幅器である。このような増幅器は出力利得応答プ
ロフィールを変化させることなしに、異なる入力レベルにも等しく応答しなけれ
ばならない。この増幅器はまた、利得傾斜について悩むことなしに使用者が出力
信号パワーレベルを制御することを許容しなければならない。
【００１４】 上記のことを総て達成するために、増幅器は能動的に利得制御されなければな
らない。能動的利得制御のためには、利得平坦化デバイスは各新入力／出力パワ
ー条件について調節されなければならない。
【００１５】 上記の必要性に従って、二つの能動的利得平坦制御方法が提示された。これら
は能動制御音響光学フィルターか、または各スイッチ／フィルターの組合せが異
なる要求利得に対応している光スイッチと利得平坦化フィルターの組合せかの、
いずれかを使用する。両方法は、各新信号および／または増幅自然放出（ＡＳＥ
）条件について、異なる利得平坦化フィルタープロフィールを使用する。エルビ
ウムファイバー利得スペクトルが複合形状を持つとして、音響光学方法は色々な
音響光学フィルターの使用を必要とする。このような方法は、明らかに高価であ
る。更に各音響光学フィルターは組合せを調節し、最適化することに加えて、複
合ＲＦエレクトロニクスと制御のための専門プログラム、および複合フィードバ
ック機構を要求する。また音響光学デバイスの大きな挿入損失は、研究室の外部
で使用されることを妨げる。
【００１６】 能動的利得平坦制御を使用する第二の方法は、並列に置かれた利得平坦化フィ
ルターの数と関連して、一つを入力に、一つを出力に置いた二つの光スイッチを
使用することより構成される。制御回路が入力レベルを検出する度に、入力レベ
ルを予めプログラムされた表と比較し、対応する利得平坦化フィルターに切換え
る。不運なことに、この方法は幾つかの欠陥を持つ。特にそれは、Ｎ個のフィル
ターが所定場所に置かれなければならない、ということに順応性を欠く。もしＮ
が大きな数であれば、これは非常に高価となり得る。
【００１７】 従って要求されるものは、一定の利得プロフィールを与えながら、使用者に調
節可能なパワー出力を与える大きなダイナミック入力を備え、それによって信号
波長への利得依存性を保存する光増幅器である。更にこの光増幅器はまた、入力
レベルや、チャンネルの数に無関係に一定の利得プロフィールを与えるために、
利得傾斜現象を除去し、または少なくとも最小化しなければならない。
【００１８】 発明の概要 本発明は増幅器の異なるステージを、入力と希望する出力レベルに依存して各
ステージの利得、損失およびパワー制御の組合せを通じてダイナミックに制御す
ることによって、一定の増幅器利得プロフィールを提供し、ＡＳＥ雑音を修正し
、および利得傾斜を最小化できる広帯域光増幅器を提供することによって先行技
術に見られる欠陥を克服する。
【００１９】 本発明は入力および出力を持つ広帯域光増幅器を提供し、前記増幅器はプログ
ラム可能な制御回路と、制御回路によって制御される調整可能な利得設定を持ち
中間光信号を作り出す第一光サブ増幅器と、制御回路によって制御される調整可
能な励起パワー設定を持ち出力光信号を作り出す第二光サブ増幅器と、制御回路
によって制御される可変減衰設定を持ち減衰器出力信号を作り出す光信号減衰器
と、入力光信号をサンプリングする第一光信号サンプリングデバイスと、中間光
信号をサンプリングする第二光信号サンプリングデバイスと、減衰器出力光信号
をサンプリングする第三光信号サンプリングデバイスと、を有し、ここで、第一
光サブ増幅器は第一サンプリングデバイスと第二サンプリングデバイスの間に結
合され、光信号減衰器は第二サンプリングデバイスと第三サンプリングデバイス
の間に結合され、第二光サブ増幅器は第三サンプリングデバイスに結合され、各
サンプリングデバイスは更に制御回路に結合され、制御回路はサンプリングデバ
イスからのサンプリング入力に基づいて各光サブ増幅器と光減衰器を制御する、
ことを特徴とする。
【００２０】 好ましくは、前記制御回路は入力光信号と中間光信号間の比に基づいて前記第
一光サブ増幅器の可調整利得設定を制御するものとする。
【００２１】 より好ましくは、前記制御回路は更に調整可能な利得設定から増幅された自然
放出（ＡＳＥ）雑音に関する利得要素を差し引くことによって実際の増幅器利得
を計算する計算回路を含むものとする。
【００２２】 最も好ましくは、制御回路は入力光信号のパワーレベルに基づいて可変減衰器
設定を調節するものとする。
【００２３】 好適には、制御回路は可変減衰器の設定を予め与えられる値から該予め与えら
れる値と減衰ファクターの和によって決定される設定値に調節するものとする。
【００２４】 より好適には、制御回路は更に予め設定した参照パワーレベルと入力光信号の
パワーレベルに基づいて減衰ファクターを計算する計算回路を含むものとする。
【００２５】 また、好適には、減衰ファクターは制御回路のメモリーに記憶されるものとす
る。
【００２６】 最も好適には、制御回路は入力光信号のパワーレベルと減衰器出力光信号のパ
ワーレベルの比較に基づいて可変減衰設定を調節するものとする。
【００２７】 本発明の別の構成においては、次の多重ステージ広帯域光増幅器が提供される
。すなわち、中央制御回路と、入力光信号を受信し中間光信号出力に一定の利得
プロフィールを与える第一ステージと、第一ステージからの中間光信号出力のパ
ワーレベルに関わらず設定パワーレベルを持つ信号を作り出す第二ステージと、
第二ステージからの信号出力にパワー制御を与える第三ステージと、ステージ間
に結合された複数のサンプリング結合器と、を有し、各ステージは中央制御回路
に結合され、各ステージは中央制御回路によって独立して制御され、各サンプリ
ング結合器は更に制御回路に結合される、ことを特徴とする多重ステージ広帯域
光増幅器である。
【００２８】 第一ステージは中央制御回路によって制御される可調節の利得設定を持つ光サ
ブ増幅器を含むことが好ましい。
【００２９】 また第二ステージは第二制御回路によって制御される可変減衰の設定を持つ光
信号減衰器を含むことが好ましい。
【００３０】 第三ステージは中央制御回路によって制御される可調節の励起パワー設定を持
つ光パワーサブ増幅器を含むことがより好ましい。
【００３１】 増幅器は更なる利得制御を提供するための多重ステージを更に含むことが最も
好ましい。
【００３２】 また増幅器は更なる出力パワー制御を提供するための多重ステージを更に含む
ことが好ましい。
【００３３】 本発明の更に別の構成例では、次の光信号増幅方法が提供されている。すなわ
ち、この方法は、ａ）一定の利得プロフィールを与えるために光信号を少なくと
も一つの光サブ増幅器に供給し、ｂ）光信号のパワーレベルに関わらず予め設定
したパワーレベルを持つ出力信号を与えるために少なくとも一つの光信号減衰器
に光信号を供給し、ｃ）出力パワーレベルを望むパワーレベルに設定するために
少なくとも一つのパワーレベル光サブ増幅器を通して光信号を供給する、工程を
有する。
【００３４】 本発明の別の構成においては光信号増幅の多重ステップの方法を提供する。こ
の多重ステップの方法では、第一ステップは、一定利得プロフィールを提供し、
中間光信号を出力する光サブ増幅器を通して光信号を通過させ、第二ステップは
、予め与えられたパワーレベルを持つ減衰器出力信号を作り出す可変光減衰器を
通して中間光信号を通過させ、第三ステップは、出力パワーレベルを望むパワー
レベルに設定する光パワーサブ増幅器を通して減衰器出力信号を通過させる、こ
とを特徴とする。
【００３５】 好都合にも、第一ステップは更に、ａ）中間光信号を作り出すために望む利得
に可調節の利得設定を持つ光サブ増幅器を通して光信号を通過させ、ｂ）光サブ
増幅器からの中間光信号を検出し、ｃ）雑音レベルを修正するために可調節の利
得を修正することを含む。
【００３６】 より好都合なことに第二ステップは更に、１）減衰器出力信号を作り出すため
に前記光信号を減衰する光減衰器に中間光信号を供給し、２）中間光信号のパワ
ーレベルに基づいて減衰ファクターを決定し、３）減衰ファクターに基づいて可
変減衰を調節することを含む。
【００３７】 より好都合にも、ステップ２）は、更に、雑音レベルと予め定めた参照パワー
レベルに更に基づいて減衰ファクターを計算することを含む。
【００３８】 最も好都合的には、ステップ２）は中間光信号のパワーレベルと出力光信号の
パワーレベルの比較に基づいて可変減衰を調節することを更に含む。
【００３９】 好適には、第三ステップは、更に、１）出力信号を作り出すために減衰器出力
信号を可制御励起パワー設定を持つ光パワーサブ増幅器に供給し、２）制御回路
に内蔵されるプログラムに基づいて望むパワーレベルを決定し、３）望むパワー
レベルに基づいて励起パワーレベルを調節することを含む。
【００４０】 本発明の別の構成は、望む特性を持つ出力信号を作り出すために入力光信号を
増幅する方法を提供し、その方法は、入力光信号を、中央制御回路と複数の逐次
結合されたステージを持つ多重ステージ光増幅器に供給し、入力光信号と、中央
制御回路に含まれるプログラムと、望まれる特性とに基づいて、多重ステージ光
増幅器のどのステージが能動的になることを要求されるかを中央制御回路に決定
させ、多重ステージ光増幅器の各ステージに、前記どのステージが能動的である
かの要求に基づいた分離した制御信号を伝達し、多重ステージ光増幅器の各ステ
ージの入力光信号を逐次的に受信し、中央制御回路から送られた制御信号に基づ
いて多重ステージ光増幅器の各ステージの入力光信号の特性を修正し、望む特性
を備えた出力光信号を多重ステージ光増幅器の出力に伝達する、ことを特徴とす
る。
【００４１】 本発明は別の構成の多重ステージ光増幅器を提供し、それは、制御回路と、制
御回路に結合された少なくとも一つの減衰器ステージと、それぞれ制御回路に結
合された少なくとも二つのサブ増幅器ステージと、を含み、各ステージは制御回
路によって独立に制御される。
【００４２】 好都合なことに、各減衰器ステージは、制御回路によって制御される可変減衰
設定を持つ光信号減衰器と、信号減衰器と制御回路に結合された第一減衰器ステ
ージ光信号サンプリングデバイスと、信号減衰器と制御回路に結合された第二減
衰器ステージ光信号サンプリングデバイスと、を含み、光信号減衰器は第一およ
び第二減衰器ステージサンプリングデバイス間に結合され、制御回路は第一およ
び第二減衰器ステージサンプリングデバイスからの入力とプログラムされた値に
基づいて信号減衰器の可変減衰を制御する。
【００４３】 また好都合なことに、各サブ増幅器ステージは、信号サブ増幅器と制御回路に
結合された第一サブ増幅器ステージ光信号サンプリングデバイスと、信号サブ増
幅器と制御回路に結合された第二サブ増幅器ステージ光信号サンプリングデバイ
スと、を含み、信号サブ増幅器は第一および第二サブ増幅器ステージサンプリン
グデバイス間に結合され、制御回路は各サブ増幅器ステージサンプリングデバイ
スからの入力とプログラムされた値に基づいて可調整設定を制御する。
【００４４】 第一減衰器ステージは入力信号を受信するサブ増幅器ステージと出力信号を作
り出すサブ増幅器ステージ間に結合されることが好ましい。
【００４５】 増幅器は、出力信号を作り出すサブ増幅器ステージの出力に結合された第二減
衰器ステージを更に含むことがより好ましい。
【００４６】 本発明の別の構成は、各ステージを独立して制御する中央制御回路を持つ多重
ステージ広帯域光増幅器増幅器を提供し、その増幅器は逐次結合された複数のス
テージを有し、各ステージは、減衰器ステージと、利得設定サブ増幅器ステージ
と、パワーレベル設定ステージと、を含むグループから選択されたステージと成
し、中央制御回路はどのステージが能動的に利得またはパワー制御されるかを決
定する。
【００４７】 各減衰器ステージは、中央制御回路によって制御される可変減衰設定を持つ光
信号減衰器を含むことが好ましい。
【００４８】 各利得設定サブ増幅器ステージは中央制御回路によって制御される可調節の利
得設定を持つ光信号利得サブ増幅器を含むことがより好ましい。
【００４９】 各パワー設定サブ増幅器ステージは中央制御回路によって制御される可調節の
励起パワー設定を持つ光信号パワーサブ増幅器を含むことが最も好ましい。
【００５０】 好都合なことに、中央制御回路は埋め込まれたプログラムに従って異なる入力
状況と出力要求に依存して各サブ増幅器のための制御パターンを決定し変化させ
る。
【００５１】 本発明の利点は明白である。増幅器の構成の順応性は、入力パワーレベルから
独立している信号のみでなく、望む特性を持つ信号を出力するようにプログラム
できる増幅器を与える。また利得傾斜問題は、たとえ、入力信号中の異なるチャ
ンネル間の信号パワーの均一化によって除去されないとしても、低減される。本
発明が提供するものは、上記の問題に対して非常に柔軟な解決である。利得傾斜
は低減され、利得応答は一定に保たれ、および出力パワーレベルは望む値に設定
できる。
【００５２】 発明の詳細な説明 各入力について望む信号出力パワーレベルをもった正確に同じ出力プロフィー
ルに与えながら、増幅器が高度に可変な入力信号を取り扱うために、新規の増幅
器構造が図２に開示されている。標準の増幅器制御プロセスと比較して、この増
幅器は各サブ増幅器セクションについて分離した制御を必要とする。この新規の
増幅器は利得傾斜なしの性能を達成するために、各サブ増幅器セクションに対し
ての利得とパワー制御の混合したものを提供する。
【００５３】 この増幅器は二つ又はそれ以上のサブ増幅器セクションに分離され、各セクシ
ョンは少なくとも一つの能動的利得媒体を含む。各セクションは個別の制御を必
要とし、また、セクションに対しての利得制御のために調節されるべき少なくと
も一つの独立した励起レーザーを通常的に必要とする。各サブ増幅器セクション
は、それ自身の受動的な構成要素の内容物を持つ。サブ増幅器出力は、既に受動
的に利得平坦化されているであろう。
【００５４】 第一サブ増幅器セクションは、その励起レーザーを電気的に制御することによ
り一定利得に固定される。これは、入力レベルに関わらず正確な利得制御を与え
る。増幅器がトータルの、またはチャンネル毎のいかなる大きさの入力レベルを
受信するかに関わらず、このサブ増幅器セクションは励起レーザーの励起パワー
の連続調節により一定に保たれる利得を与える。このような連続調節は、サブ増
幅器セクションの出力と入力の両方にタップ結合器を追加することによって為さ
れる。マイクロプロセッサーは、このサブ増幅器セクションの出力と入力レベル
の両方を感知するために使用できる。検出されたレベルに基づいて、励起レーザ
ーのパワーは入力に対して一定利得を持つ出力を与えるように連続的に調節され
る。
【００５５】 励起パワーを調節することによって利得が固定される時、サブ増幅器セクショ
ンの出力利得プロフィールは一定に留まるが、出力レベルは変化する。第一サブ
増幅器の出力レベルを一定値に固定することは総ての入力レベルについて同等の
利得プロフィールを与え、それによって利得の波長依存性を維持する。
【００５６】 信号を更に修正するために、電気的制御の可能な可変減衰器がサブ増幅器セク
ションの出力に追加される。この減衰器は出力レベルが増加する時その減衰設定
を増加し、入力レベルが減少する時その減衰設定を減少する。このことの正味の
効果は、サブ増幅器セクションの出力についてのパワー均等化である。従って可
変減衰器は下流パワーレベルを均等化し、後続のいかなるサブ増幅器にも一定利
得と一定パワーレベルの両方を持つ信号を与える。信号対雑音比は信号の減衰に
よって影響を受けないであろうから、減衰器は第一サブ増幅器セクションの出力
位置に置かれ、その入力位置には置かれない。これは、全増幅器についての信号
対雑音劣化が殆ど第一サブ増幅器セクションによって決定されるからである。
【００５７】 減衰器の後に他のサブ増幅器および／または利得平坦化デバイスが挿入できる
。どんな構成要素または構成要素の組合せが使用されても、後続のサブ増幅器セ
クションが利得のパワーと波長依存性の項目において同じ特性を備えた信号を受
信するので、最終増幅器の出力は一定の利得プロフィールを持つ。残りのサブ増
幅器は、増幅器入力状況から独立した固定の励起パワーモードに構成されるであ
ろう。このことは、各チャンネルについて出来るだけ多量の出力パワーを提供す
るであろう。最終可変減衰器が、増幅器の最終出力に追加できる。この最終減衰
器は、もしより低いパワーレベルが望まれるならば調整できる。
【００５８】 図２を参照し、新規の増幅器形態の働きが試験されるであろう。信号は、最初
に増幅器入力に供給される。第一タップ結合器１０（Ｔａｐ１）はこの入力の振
幅を感知し、光検出器３０を経由してこの情報をサブ制御回路２０に送る。サブ
制御回路２０は、中央制御回路４０と繋がっている。
【００５９】 サブ制御回路２０は、望む利得を達成するためにサブ増幅器５０に内蔵される
励起レーザーの励起パワーを調節する。正確な利得制御のために、増幅された自
然放出（ＡＳＥ）のためのオフセットまたは利得ファクターが考慮に入れられな
ければならない。これは、サブ増幅器５０の出力は、それは最終出力ではないの
で中間出力信号であるが、出力信号とＡＳＥ利得ファクターの和であるからであ
る。ＡＳＥ利得ファクターは次式によって極めて正確に決定できる。
【００６０】 利得ファクター＝１０＊ｌｏｇ（１＋Ａ／（Ｇ＊Ｐｉｎ）） ここで Ｇはリニアスケールにおける増幅器利得である。 ＡはＧで固定された利得を持つリニアスケールにおけるＡＳＥパワーであり，お
よび Ｐｉｎはリニアスケールにおける入力信号のパワーである。 これらの変数の内、Ｇは増幅器利得を固定することが望ましいので定数である。
しかしながらＰｉｎは変数であり、利得ファクターを入力パワーに依存させる。
Ｇは更に、全サブ増幅器入力信号レベルに対する全サブ増幅器出力信号レベルの
比として規定される。
【００６１】 ＡＳＥパワーＡは一定であると考えることができ、次式で与えられる。
【００６２】 Ａ＝（ｈｖ０／２）＊ＮＦ＊Ｇ＊Ｂｐ ここで ｈｖ０は光子エネルギーであり１．５μｍ増幅器ウィンドウ内で相対的に一定で
ある。
【００６３】 ＮＦは増幅器雑音指数で利得固定増幅器に対しては略一定であると考えること
ができる。 Ｇは一定増幅器利得である。 Ｂｐは増幅器帯域であり、同様に一定である。 上記から増幅器利得が固定される限り、ＡＳＥパワーは入力レベルに関わらず略
一定である。
【００６４】 利得制御に対してＡＳＥ利得ファクターは、入力レベルが一旦分かると正確に
決定できる。例えば２３ｄＢで固定された利得を持つ増幅器について、ＡＳＥ計
算の上記公式を使用して、入力に関わらず全ＡＳＥパワーは０．５ｍＷである。
従って入力が１００μＷの時、利得ファクターは０．１ｄＢでなければならない
。もし入力が１μＷであればこの利得ファクターは５．５ｄＢとなる。このこと
は２３ｄＢの信号利得を得るためには励起パワーは−１．５ｄＢの全出力を提供
するように調節されなければならない、ということを意味する。この数字は信号
、利得および利得ファクターを含み、総てｄＢ表示である。出力は、光検出器７
０を通してタップ結合器６０（Ｔａｐ２）によって測定される。
【００６５】 上記のことから出力利得がどのようにして一定に固定されるかが理解できる。
信号は、タップ結合器１０（Ｔａｐ１）に供給される。タップ結合器１０は、入
力レベルやパワーのような信号特性を光検出器３０を経由して制御回路４０に供
給する。タップ結合器はまた、信号を励起レーザーを持つサブ増幅器５０に供給
する。サブ増幅器５０の出力、すなわち中間光信号は、次いでタップ結合器６０
（Ｔａｐ２）によって検出される。タップ結合器６０（Ｔａｐ２）は、次いで中
間光信号の特性を光検出器７０を経由して制御回路４０に戻って供給する。
【００６６】 制御回路４０は、ＡＳＥ雑音を考慮して修正された利得設定を決定する。次い
でＡＳＥ雑音パワーが上記公式を使用して計算され、次に望む利得を得るのに必
要な正しい利得設定を決定ために利得ファクターが計算に入れられる。この計算
に基づいて制御回路４０は次に、サブ増幅器５０のレーザーの励起パワーを適切
な設定に制御する。このことは、サブ増幅器の利得をＡＳＥ雑音に対して修正さ
れた利得設定に効果的に変化させる。
【００６７】 このようにして利得は、タップ結合器１０（Ｔａｐ１）によって検出されたパ
ワーと比較して、タップ結合器６０（Ｔａｐ２）によって受信されたパワーを使
用して適切に設定される。このような比較は、上記の利得ファクターを考慮しな
がら為される。利得ファクターは、中央制御回路４０によって何時でも計算でき
る。代替的には、どちらかの制御回路メモリーに記憶された調査表が使用できる
。このような表は、与えられたパワーレベルについて予め計算された利得ファク
ターを含むであろう。どのように利得ファクターが得られたかに関わらず、サブ
増幅器５０の励起パワーについて適切な設定が決定され、適当な制御命令が送ら
れる。
【００６８】 再度図２を参照し、サブ増幅器セクションの後にプログラム可能な減衰器８０
が来る。この減衰器８０は、タップ結合器６０（Ｔａｐ２）によって供給される
。減衰器８０は、制御回路４０に接続される。制御回路４０はまた、光検出器７
０によってサブ増幅器５０の出力信号である中間光信号の特性を供給される。減
衰器出力は、第三タップ結合器１００（Ｔａｐ３）に供給される。このタップ結
合器１００（Ｔａｐ３）は、光検出器１１０を経由して減衰器出力の特性を制御
回路４０に供給する。
【００６９】 増幅器のこの第二ステージの働きが、今や試験できる。タップ結合器１０（Ｔ
ａｐ１）によって受信されたパワーに従って、制御回路４０はプログラム可能な
減衰器８０の設定を調節する。全減衰は、中央制御回路４０に接続された二つの
タップ結合器１０、１００からのパワーデータを使用して中央制御回路４０によ
って計算される。減衰器８０が提供しなければならない望まれる減衰を決定する
時、減衰ファクターが考慮されなければならない。これは、サブ増幅器５０から
の出力のＡＳＥ内容に依るためである。要求される減衰の変化は、減衰ファクタ
ーとしても知られる次式に従って計算できる。
【００７０】 Δａｔｔ＝１０＊ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）＋１０＊ｌｏｇ（１＋Ａ／Ｐ０ ＊Ｇ）
）−１０＊ｌｏｇ（１＋Ａ／Ｐ１ ＊Ｇ）） ここで Δａｔｔは参照減衰（０のような）に比較して要求されるｄＢにおける減衰変化
であり、 Ｐ０（リニアスケールにおける）は減衰が０のような参照値にある時、タップ結
合器１０（Ｔａｐ１）によって感知されるサブ増幅器５０の入力レベル（こうし
て全増幅器についての入力レベル）であり、 Ｐ１（リニアスケールにおける）はリニアスケールにおいてタップ結合器１０（
Ｔａｐ１）によって検出されるサブ増幅器５０の入力信号のパワーレベルであり
、 Ａ（リニアスケールにおける）は先に規定したようにサブ増幅器５０の出力にお
ける全ＡＳＥパワーであり、 Ｇはリニアスケールにおいて、一定値に固定されたサブ増幅器５０についての増
幅器利得である。
【００７１】 上記公式の要素について、Ｐ１のみが真に可変である。Ｐ０は予め決定され制
御回路に予めプログラムされた参照値である。先に議論したようにＡは一定出力
利得Ｇと共に一定である。
【００７２】 上記の公式は特定の環境の下で単純化できる。例えばもしタップ結合器１０（
Ｔａｐ１）によって検出されるパワーレベルが高く、かつサブ増幅器５０の出力
が高いＡＳＥ内容を含まなければ、Ｐ１ ＊ＧはＡよりもかなり大きい。こうして
上記公式はΔａｔｔ＝１０＊ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）に単純化できる。
【００７３】 一方、もしＡＳＥがサブ増幅器５０出力の大きな部分を構成して、入力信号の
パワーが低ければ、減衰ファクターは上記のより複雑な公式に従って計算される
べきである。この場合、最終信号出力はサブ増幅器５０によって発生されるＡＳ
Ｅ内容により入力パワー中の変化と共に若干変化するけれども、利得の波長依存
性はまだ一定のままに留まる。こうして傾斜なし増幅器性能が保存される。
【００７４】 減衰ファクターは中央制御回路４０でリアルタイムで計算できる。代替的には
、制御回路４０に記憶された調査表が使用できる。このような表は特定のパワー
レベルについて特定の減衰ファクターを有するであろう。
【００７５】 減衰ファクターによって生じる減衰中の変化は何れも、効果的に入力信号のパ
ワー中の如何なる変化をも探知する。減衰器８０によって与えられる減衰に故に
、それ以降の何れのサブ増幅器によって受信された信号出力は一定に留まる。こ
のことにより、もし入力が全増幅器を飽和させるのに十分高ければ、入力に関わ
らず傾斜なしであるのみでなく一定の信号出力を持つ最終出力を備えた増幅器が
得られる。
【００７６】 望む減衰が達成されたか否かを決定するために、第三結合器１００（Ｔａｐ３
）は制御ループを提供する。
【００７７】 理解されるように減衰器の役割は、第二サブ増幅器１２０に対する全入力パワ
ーは定であって、かつ全体として増幅器に対する入力パワーから独立している、
ということを確実にすることである。このことは、飽和、そしてその故に第二サ
ブ増幅器１２０の利得特性が総ての入力パワーレベルについて同じである、とい
うことを確実にする。このことが達成できる可能な二つの方法がある。
【００７８】 第一方法は、入力パワーレベルが最小パワー期待値である場合に見られるよう
に、全入力パワーレベルについて減衰器８０から同じパワーを与えるために減衰
器８０へのフィードバックとして、光検出器１１０によって測定された結合器１
００（Ｔａｐ３）のパワー出力を使用することである。このような最小パワーレ
ベルは上記例のＰ０によって表されたレベルであり得る。
【００７９】 第二方法は、入力全信号レベルと最小入力信号レベル期待値Ｐ０の関数として
減衰ファクターの計算を制御回路４０に持たせることである。減衰ファクターは
、そこで上に与えた等式によって決定される。
【００８０】 減衰器ステージの後にパワーレベルステージが挿入される。第三結合器１００
は、次段サブ増幅器１２０の入力感知用に使用される。これは、もし次段サブ増
幅器１２０が利得制御を持つことを要求されるならば、有用であろう。しかしな
がらサブ増幅器１２０は、出力信号のパワーレベルを設定するために使用される
ことが好ましい。制御回路４０に含まれるプログラムに依存して増幅器の最終出
力パワーは、サブ増幅器１２０によって設定できる。
【００８１】 もし大きな出力信号が望まれるならば、サブ増幅器１２０の励起パワーはそれ
に従って設定できる。一方、もしより小さな出力信号が希望されるならば、サブ
増幅器１２０のパワー設定は制御回路４０によってより低く設定できる。サブ増
幅器１２０を制御することを助けるために、別の結合器１３０（Ｔａｐ４）が使
用される。結合器Ｔａｐ３およびＴａｐ４、１００、１３０は、第二サブ増幅器
１２０の出力を適切に制御するために制御ループを提供する。
【００８２】 代替的には図３に示されるように、もし希望する出力パワーがサブ増幅器１２
０が提供できるものよりも低ければ、第二減衰器１４０がサブ増幅器１２０の後
に挿入できる。この第二減衰器１４０はまた制御回路４０によって制御され、出
力信号を望むレベルに減衰できる。タップ結合器１３０、１５０、Ｔａｐ４およ
びＴａｐ５は、第二サブ増幅器１２０および第二減衰器１４０の出力が希望する
レベルにあるか否かを決定するために使用できる。
【００８３】 上記のタップ結合器は光結合器に光学的に結合された光検出器の組合せでも良
い、ということが注目されなければならない。
【００８４】 別の代案では、利得平坦化フィルターは、増幅器内部で減衰器８０の後または
結合器１００の後に挿入できる。フィルターは、第二サブ増幅器１２０の前また
は第二サブ増幅器１２０内部に置かれても良い。この構成は、図３には示されて
いない。減衰器の後に挿入された利得平坦化フィルターを備えたこのような構成
においては、一定の利得プロフィールと均等化パワー出力の故に、ただ一つの利
得平坦化フィルターが必要である。フィルターの調節は必要でない。
【００８５】 図３から理解されるように、別のサブ増幅器ステージがサブ増幅器１２０の後
に使用できる。このようなステージは、利得平坦化フィルター、別の減衰器また
は別のサブ増幅器を含むことができる。しかしながら、フィルターは常に一定利
得プロフィールとパワーレベルを備えた信号を受信するので、増幅器に追加され
たステージに関わらず、如何なる入力レベルについても一組のフィルターが要求
されるのみである。これらの各ステージは、希望する出力特性を提供するために
制御回路によって独立して制御できる。
【００８６】 制御回路に関して、それは光結合器と光検出器によって検出される信号条件に
依存して、異なるステージに特定の命令を与える埋め込みプログラムを備えたマ
イクロプロセッサーでも良い。代替的には制御回路は変化する回路網条件に応答
する順応性を与えるために、使用者がプログラムできるもので良い。制御回路を
制御するプログラムに依存して、異なるステージに対してその命令は変えられる
。それはサブ増幅器ステージにその励起パワー出力を増加し、またはその利得設
定を特定値に固定するように命令できる。あるいは制御回路はまた特定の出力信
号特性を提供するためにその減衰を増加し，または減少するように減衰器ステー
ジを命令できる。また制御回路は、サブ増幅器が増幅器内で中継器要素となるよ
うに、利得またはパワー出力を固定させるようにサブ増幅器ステージに命令し得
る。要するに、制御回路は増幅器が希望する信号特性を出力する適切な構成を提
供するように、各々のおよび総てのステージを制御するのに十分柔軟である。
【００８７】 以上概説した中央制御多重ステージ増幅器はまた、それが利得またはパワーの
何れかを制御する減衰器ステージか、またはサブ増幅器ステージであるにせよ、
中央制御回路によって能動的にされ得る。「能動的」により意味されるものは、
ステージが信号修正特性を持つことであり、単に損失のないかつ利得のない増幅
器中の信号中継器ではないことである。こうしてもし増幅器が７つのステージを
持つならば、各ステージは中央制御回路によって異なって構成できる。幾つかの
ステージは、もし要求されるかまたはもしそれが減衰ステージであるならばただ
単一の利得を与えるように、もし何も要求されなければ減衰を与えないように構
成できる。従ってこの増幅器は、どのような信号修正が要求されてもそれを提供
することに前例のない順応性を持つであろう。
【００８８】 図４は、異なる入力を備えた傾斜なし増幅器の性能のプロットを示す。プロッ
トとそこに含まれている説明から理解されるように、チャンネルの数も各チャン
ネルの入力レベルも、増幅器の利得応答を変化させない。利得の波長依存性は、
信号波長のみでなく信号パワーレベルからも独立している。
【００８９】 図１から４に示されたプロットは１５２５から１５６５ｎｍ（標準ＥＤＦＡ帯
域）の波長範囲を示す一方、本発明は拡張帯域（１５６５から１６０５ｎｍ）に
も、または利得平坦化を要求する如何なる他の増幅器にも適用できる。
【００９０】 本発明を理解する人は代替構造および実施例、または上記の変形を思い付くで
あろうし、その総ては以下の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲に入ると
解釈される。
【図面の簡単な説明】
本発明のより良い理解が添付図面と関連して以下の本発明の詳細な説明を読む
ことにより得られるであろう。ここで
【図１】 利得傾斜の影響を示すプロットの図である。
【図２】 本発明に係る傾斜なし出力制御可能な増幅器モジュールの略式図である。
【図３】 要素が追加された本発明の別の増幅器の略式図である。
【図４】 本発明に係る増幅器の性能を示すプロット図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月７日（２００１．３．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項７】 制御回路は入力光信号のパワーレベルと減衰器出力光信号の
パワーレベルの比較に基づいて可変減衰設定を調節することを特徴とする請求項 ４ 記載の増幅器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 HH01 HH02 HH03 HH05 HH06 JJ20 YY17 5K002 AA06 CA10 CA13 DA02 FA02

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力と出力を有する広帯域光増幅器であって、プログラム可
    能な制御回路と、 制御回路によって制御される調整可能な利得設定を持ち中間光信号を作り出す
    第一光サブ増幅器と、 制御回路によって制御される調整可能な励起パワー設定を持ち出力光信号を作
    り出す第二光サブ増幅器と、 制御回路によって制御される可変減衰設定を持ち減衰器出力信号を作り出す光
    信号減衰器と、 入力光信号をサンプリングする第一光信号サンプリングデバイスと、 中間光信号をサンプリングする第二光信号サンプリングデバイスと、 減衰器出力光信号をサンプリングする第三光信号サンプリングデバイスと、を
    有し、 ここで 第一光サブ増幅器は第一サンプリングデバイスと第二サンプリングデバイスの
    間に結合され、 光信号減衰器は第二サンプリングデバイスと第三サンプリングデバイスの間に
    結合され、 第二光サブ増幅器は第三サンプリングデバイスに結合され、 各サンプリングデバイスは更に制御回路に結合され、 制御回路はサンプリングデバイスからのサンプリング入力に基づいて各光サブ
    増幅器と光減衰器を制御する、 ことを特徴とする広帯域光増幅器。
  2. 【請求項２】 前記制御回路は入力光信号と中間光信号間の比に基づいて前
    記第一光サブ増幅器の可調整利得設定を制御することを特徴とする請求項１記載
    の増幅器。
  3. 【請求項３】 前記制御回路は更に調整可能な利得設定から増幅された自然
    放出（ＡＳＥ）雑音に関する利得要素を差し引くことによって実際の増幅器利得
    を計算する計算回路を含むことを特徴とする請求項２記載の増幅器。
  4. 【請求項４】 制御回路は入力光信号のパワーレベルに基づいて可変減衰器
    設定を調節することを特徴とする請求項１記載の増幅器。
  5. 【請求項５】 制御回路は可変減衰器の設定を予め与えられる値から該予め
    与えられる値と減衰ファクターの和によって決定される設定値に調節することを
    特徴とする請求項４記載の増幅器。
  6. 【請求項６】 制御回路は更に予め設定した参照パワーレベルと入力光信号
    のパワーレベルに基づいて減衰ファクターを計算する計算回路を含むことを特徴
    とする請求項５記載の増幅器。
  7. 【請求項７】 減衰ファクターは制御回路のメモリーに記憶されることを特
    徴とする請求項５記載の増幅器。
  8. 【請求項８】 制御回路は入力光信号のパワーレベルと減衰器出力光信号の
    パワーレベルの比較に基づいて可変減衰設定を調節することを特徴とする請求項
    １記載の増幅器。
  9. 【請求項９】 中央制御回路と、 入力光信号を受信し中間光信号出力に一定の利得プロフィールを与える第一ス
    テージと、 第一ステージからの中間光信号出力のパワーレベルに関わらず設定パワーレベ
    ルを持つ信号を作り出す第二ステージと、 第二ステージからの信号出力にパワー制御を与える第三ステージと、 ステージ間に結合された複数のサンプリング結合器と、を有し、 各ステージは中央制御回路に結合され、 各ステージは中央制御回路によって独立して制御され、 各サンプリング結合器は更に制御回路に結合される、ことを特徴とする多重ス
    テージ広帯域光増幅器。
  10. 【請求項１０】 第一ステージは中央制御回路によって制御される可調節の
    利得設定を持つ光サブ増幅器を含むことを特徴とする請求項９記載の光増幅器。
  11. 【請求項１１】 第二ステージは第二制御回路によって制御される可変減衰
    の設定を持つ光信号減衰器を含むことを特徴とする請求項９記載の光増幅器。
  12. 【請求項１２】 第三ステージは中央制御回路によって制御される可調節の
    励起パワー設定を持つ光パワーサブ増幅器を含むことを特徴とする請求項９記載
    の光増幅器。
  13. 【請求項１３】 更なる利得制御を提供するための多重ステージを更に含む
    ことを特徴とする請求項９記載の増幅器。
  14. 【請求項１４】 更なる出力パワー制御を提供するための多重ステージを更
    に含むことを特徴とする請求項９に記載の増幅器。
  15. 【請求項１５】 ａ）一定の利得プロフィールを与えるために光信号を少な
    くとも一つの光サブ増幅器に供給し、 ｂ）光信号のパワーレベルに関わらず予め設定したパワーレベルを持つ出力信
    号を与えるために少なくとも一つの光信号減衰器に光信号を供給し、 ｃ）出力パワーレベルを望むパワーレベルに設定するために少なくとも一つの
    パワーレベル光サブ増幅器を通して光信号を供給する、 工程を有することを特徴とする光信号を増幅する方法。
  16. 【請求項１６】 光信号を増幅する多重ステップ方法であって、 第一ステップは、一定利得プロフィールを提供し、中間光信号を出力する光サ
    ブ増幅器を通して光信号を通過させ、 第二ステップは、減衰器出力信号を作り出し、減衰器出力のパワーレベルを均
    等化する可変光減衰器を通して中間光信号を通過させ、 第三ステップは、出力パワーレベルを望むパワーレベルに設定する光パワーサ
    ブ増幅器を通して減衰器出力信号を通過させる、 ことを特徴とする光信号を増幅する多重ステップ方法。
  17. 【請求項１７】 第一ステップは更に、 ａ）中間光信号を作り出すために望む利得に可調節の利得設定を持つ光サブ増
    幅器を通して光信号を通過させ、 ｂ）光サブ増幅器からの中間光信号を検出し、 ｃ）雑音レベルを修正するために可調節の利得を修正することを含む、請求項
    １６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 第二ステップは更に、 １）減衰器出力信号を作り出すために前記光信号を減衰する光減衰器に中間光
    信号を供給し、 ２）中間光信号のパワーレベルに基づいて減衰ファクターを決定し、 ３）減衰ファクターに基づいて可変減衰を調節することを含む、請求項１６記
    載の方法。
  19. 【請求項１９】 ステップ２）は、更に、雑音レベルと予め定めた参照パワ
    ーレベルに更に基づいて減衰ファクターを計算することを含む、 請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 ステップ２）は、更に、中間光信号のパワーレベルと出力
    光信号のパワーレベルの比較に基づいて可変減衰を調節することを含む、請求項
    １８記載の方法。
  21. 【請求項２１】 第三ステップは、更に、 １）出力信号を作り出すために減衰器出力信号を可制御励起パワー設定を持つ
    光パワーサブ増幅器に供給し、 ２）制御回路に内蔵されるプログラムに基づいて望むパワーレベルを決定し、 ３）望むパワーレベルに基づいて励起パワーレベルを調節することを含む、請
    求項１６記載の方法。
  22. 【請求項２２】 入力光信号を、中央制御回路と複数の逐次結合されたステ
    ージを持つ多重ステージ光増幅器に供給し、 入力光信号と、中央制御回路に含まれるプログラムと、望まれる特性とに基づ
    いて、多重ステージ光増幅器のどのステージが能動的に利得またはパワー制御さ
    れることを要求されるかを中央制御回路に決定させ、 多重ステージ光増幅器の各ステージに、前記どのステージが能動的であるかの
    要求に基づいた分離した制御信号を伝達し、 多重ステージ光増幅器の各ステージの入力光信号を逐次的に受信し、 中央制御回路から送られた制御信号に基づいて多重ステージ光増幅器の各ステ
    ージの入力光信号の特性を修正し、 望む特性を備えた出力光信号を多重ステージ光増幅器の出力に伝達する、 ことを特徴とする望む特性を持つ出力信号を作り出すために入力光信号を増幅
    する方法。
  23. 【請求項２３】 制御回路と、 制御回路に結合された少なくとも一つの減衰器ステージと、 それぞれ制御回路に結合された少なくとも二つのサブ増幅器ステージと、を有
    し、 各ステージは制御回路によって独立に制御されることを特徴とする多重ステージ
    広帯域光増幅器。
  24. 【請求項２４】 各減衰器ステージは、 制御回路によって制御される可変減衰設定を持つ光信号減衰器と、 信号減衰器と制御回路に結合された第一減衰器ステージ光信号サンプリングデ
    バイスと、 信号減衰器と制御回路に結合された第二減衰器ステージ光信号サンプリングデ
    バイスと、を有し、 光信号減衰器は第一および第二減衰器ステージサンプリングデバイス間に結合
    され、 制御回路は第一および第二減衰器ステージサンプリングデバイスからの入力と
    プログラムされた値に基づいて信号減衰器の可変減衰を制御する、請求項２３記
    載の光増幅器。
  25. 【請求項２５】 各サブ増幅器ステージは、 制御回路によって制御される可変設定を持つ光信号サブ増幅器と、 信号サブ増幅器と制御回路に結合された第一サブ増幅器ステージ光信号サンプ
    リングデバイスと、 信号サブ増幅器と制御回路に結合された第二サブ増幅器ステージ光信号サンプ
    リングデバイスと、を有し、 信号サブ増幅器は第一および第二サブ増幅器ステージサンプリングデバイス間
    に結合され、 制御回路は各サブ増幅器ステージサンプリングデバイスからの入力とプログラ
    ムされた値に基づいて可調整設定を制御する請求項２３記載の光増幅器。
  26. 【請求項２６】 第一減衰器ステージは入力信号を受信するサブ増幅器ステ
    ージと出力信号を作り出すサブ増幅器ステージ間に結合される、請求項２３記載
    の光増幅器。
  27. 【請求項２７】 出力信号を作り出すサブ増幅器ステージの出力に結合され
    た第二減衰器ステージを更に含む、請求項２６記載の光増幅器。
  28. 【請求項２８】 各ステージを独立して制御する中央制御回路を持つ多重ス
    テージ広帯域光増幅器増幅器であって、増幅器は逐次結合された複数のステージ
    を有し、各ステージは、 減衰器ステージと、 利得設定サブ増幅器ステージと、 パワーレベル設定ステージと、 を含むグループから選択されたステージと成し、 中央制御回路は望む性能を達成するために制御組合せ用の埋め込みプログラム
    に従って利得またはパワーについて、どのステージが能動的に利得またはパワー
    制御されるかを決定する、 ことを特徴とする多重ステージ広帯域光増幅器。
  29. 【請求項２９】 各減衰器ステージは中央制御回路によって制御される可変
    減衰設定を持つ光信号減衰器を含む、請求項２８記載の光増幅器。
  30. 【請求項３０】 各利得設定サブ増幅器ステージは中央制御回路によって制
    御される可調節の利得設定を持つ光信号利得サブ増幅器を含む、請求項２８記載
    光増幅器。
  31. 【請求項３１】 各パワー設定サブ増幅器ステージは中央制御回路によって
    制御される可調節の励起パワー設定を持つ光信号パワーサブ増幅器を含む、請求
    項２８記載の光増幅器。
  32. 【請求項３２】 中央制御回路は埋め込まれたプログラムに従って異なる入
    力状況と出力要求に依存して各サブ増幅器のための制御パターンを決定し変化さ
    せる、請求項２８記載の光増幅器。
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