JP2003309311A - 光増幅器及びその出力制御方法 - Google Patents

光増幅器及びその出力制御方法

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JP2003309311A
JP2003309311A JP2002111217A JP2002111217A JP2003309311A JP 2003309311 A JP2003309311 A JP 2003309311A JP 2002111217 A JP2002111217 A JP 2002111217A JP 2002111217 A JP2002111217 A JP 2002111217A JP 2003309311 A JP2003309311 A JP 2003309311A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光増幅器の利得波長特性が、光増幅器の動作
利得変動によって変化しないようにする。 【解決手段】 開示される光増幅器は、EDF1の入力
端1aに、励起光源2Aからの異なる波長の複数の光か
らなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加え
ることによって、EDF1の出力端1bから、増幅され
た信号光を得るように構成されている光増幅器におい
て、EDF1の出力側に設けられた、信号光に付加され
た短波長側と長波長側のモニタ光のレベルにそれぞれ対
応する検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段2
1と、両検出信号のレベルに応じて励起光源2Aにおけ
る各励起光の強度を制御することによって信号光に対す
る利得波長特性を一定に保つ励起LD制御部20とを備
えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバ波長
多重信号光伝送システムの伝送路に用いられる光増幅器
及びその出力制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを介して波長多重信号光を伝
送する、光ファイバ多重信号光伝送システムにおいて
は、光送信端局と光受信端局間を光ファイバで接続し、
光送信端局において、光増幅器を用いて信号光を所定の
光利得で増幅したのち、光ファイバを介して光受信端局
へ伝送することによって、光波長多重通信を行う。一般
に、このような場合の光増幅器としては、少なくとも2
波長以上の、複数の980nm帯励起光源からの励起光
と、伝送しようとする信号光とを光増幅器に加えること
によって、所定の光利得で増幅された信号光を出力する
ようにしたものが用いられている。
【0003】以下、このような目的に用いられている従
来の光増幅器の構成と、従来の光増幅器における利得傾
斜利得依存性とを説明する。図7は、光ファイバ多重信
号光伝送システムにおける、従来の光増幅器の構成の一
例を示したものである。従来の光増幅器は、図7に示す
ように、エルビウムドープファイバ(以下、EDFと略
す)1と、励起光源2と、励起LD制御部3と、合波器
4と、波長合波器5と、光アイソレータ6と、利得等化
器7とから概略構成されている。
【0004】EDF1は、エルビウム(Er)をドープ
したシングルモードファイバからなり、信号光と励起光
とを入力したとき、誘導放出作用によって信号光を増幅
して出力する。励起光源2は、複数の励起レーザダイオ
ード(LD)2,…,2を有し、複数の異なる波長
の励起光を発生する。励起LD制御部3は、励起光源2
の各励起LD2,…,2を駆動して、各励起光の出
力を制御する。合波器4は、複数の励起LD2,…,
からの励起光を合波する。波長合波器5は、EDF
1の入力端1a側から入力された信号光と、合波器4か
ら入力された複数の励起光とを合波する。光アイソレー
タ6は、EDF1から出力端1b側へ向かう方向の光の
みを通過させ、出力端1b側からEDF1へ向かう方向
の光を阻止する。利得等化器7は、EDF1の光増幅作
用の利得波長特性を平坦化する。
【0005】図7に示された従来の光増幅器において
は、励起光源2から、合波器4と波長合波器5とを経
て、常に一定の強度の励起光をEDF1に供給すること
によって、信号光に対して、特定の利得状態で、平坦特
性又は所定の利得波長特性によって、増幅作用を行うよ
うに構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光増幅器は、動作利得が変動すると、利得傾斜も変化す
るという特性を有していた。そのため、このような光増
幅器を用いた光通信システムでは、伝送路損失のばらつ
きや経時劣化、及び伝送路の修理等によって生じた損失
増加等に基づく、光増幅器の動作利得の変化によって、
利得傾斜特性の変動が生じるという問題があった。
【0007】図8は、従来の光増幅器における利得波長
特性の利得依存性を説明するものであって、(a)はト
ータル利得が所定利得Gの場合を示し、信号光波長が変
化しても、出力光パワーは一定である。(b)はトータ
ル利得が増加してG+ΔGになった場合を示し、利得傾
斜は短波長側が大きくなる。(c)はトータル利得が減
少してG−ΔGになった場合を示し、利得傾斜は長波長
側が大きくなる。
【0008】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
のであって、光増幅器の利得が変化した場合でも出力光
の波長特性が一定になるように、利得波長特性を制御す
ることが可能な光増幅器及びその出力制御方法を提供す
ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は光増幅器に係り、EDFの入
力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる
励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えること
によって、上記EDFの出力端から、増幅された信号光
を得るように構成されている光増幅器において、上記E
DFの出力側に設けられた、上記信号光に付加された短
波長側と長波長側のモニタ光のレベルにそれぞれ対応す
る検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上
記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各
励起光の強度を制御することによって上記信号光に対す
る利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備え
たことを特徴としている。
【0010】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の光増幅器に係り、上記モニタ光波長特性検出手段
が、上記EDFの出力光から選択的反射によって上記モ
ニタ光を抽出して上記検出信号を発生することを特徴と
している。
【0011】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の光増幅器に係り、上記モニタ光波長特性検出手段
が、上記EDFの出力光から選択的透過によって上記モ
ニタ光を抽出して上記検出信号を発生することを特徴と
している。
【0012】また、請求項4記載の発明は光増幅器に係
り、EDFの入力端に、励起光源からの異なる波長の複
数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号
光を加えることによって、上記EDFの出力端から、増
幅された信号光を得るように構成されている光増幅器に
おいて、上記EDFの出力側と入力側にそれぞれ設けら
れた、上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモ
ニタ光のレベルに対応する検出信号を発生するモニタ光
波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側の
モニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の
長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記
励起光源における各励起光の強度を制御することによっ
て上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光
源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【0013】また、請求項5記載の発明は、請求項4記
載の光増幅器に係り、上記出力側と入力側のモニタ光波
長特性検出手段が、上記EDFの出力光又は入力光から
選択的反射によって上記モニタ光を抽出して上記検出信
号を発生することを特徴としている。
【0014】また、請求項6記載の発明は、請求項4記
載の光増幅器に係り、上記出力側と入力側のモニタ光波
長特性検出手段が、上記EDFの出力光又は入力光から
選択的透過によって上記モニタ光を抽出して上記検出信
号を発生することを特徴としている。
【0015】また、請求項7記載の発明は、請求項4記
載の光増幅器に係り、上記出力側又は入力側のモニタ光
波長特性検出手段が、上記EDFの出力光又は入力光か
ら選択的反射によって上記モニタ光を抽出して上記検出
信号を発生し、上記入力側又は出力側のモニタ光波長特
性検出手段が、上記EDFの入力光又は出力光から選択
的透過によって上記モニタ光を抽出して上記検出信号を
発生することを特徴としている。
【0016】また、請求項8記載の発明は、請求項2,
5,7のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記信号
光から選択的反射によって検出信号を発生するモニタ光
波長検出手段が、上記EDFの出力側又は入力側に設け
られた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手
段と、上記分岐された光からモニタ光を選択的に反射す
る反射手段と、該反射された光を光/電気変換して検出
信号を生成する受光手段とからなることを特徴としてい
る。
【0017】また、請求項9記載の発明は、請求項3,
6,7のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記信号
光から選択的透過によって検出信号を発生するモニタ光
波長検出手段が、上記EDFの出力側又は入力側に設け
られた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手
段と、上記分岐された光からモニタ光を選択的に透過す
る透過手段と、該透過された光を光/電気変換して検出
信号を生成する受光手段とからなることを特徴としてい
る。
【0018】また、請求項10記載の発明は、請求項1
乃至9のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記モニ
タ光が、上記信号光の帯域の両外側にあることを特徴と
している。
【0019】また、請求項11記載の発明は、請求項1
乃至9のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記モニ
タ光が、上記信号光の帯域の両端部の信号光であること
を特徴としている。
【0020】また、請求項12記載の発明は、請求項1
乃至11のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記励
起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長特性の制
御が、短波長側と長波長側の信号光の強度を等しくする
ものであることを特徴としている。
【0021】また、請求項13記載の発明は、請求項1
乃至11のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記励
起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長特性の制
御が、短波長側と長波長側の信号光のレベル差を一定に
保つものであることを特徴としている。
【0022】また、請求項14記載の発明は、光増幅器
の出力制御方法に係り、EDFの入力端に、励起光源か
らの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意
の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ED
Fの出力端から、増幅された信号光を得るように構成さ
れている光増幅器において、上記EDFの出力側におけ
る、上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニ
タ光のレベルにそれぞれ対応して検出信号を発生し、上
記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各
励起光の強度を制御することによって上記信号光に対す
る利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【0023】また、請求項15記載の発明は、光増幅器
の出力制御方法に係り、EDFの入力端に、励起光源か
らの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意
の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ED
Fの出力端から、増幅された信号光を得るように構成さ
れている光増幅器において、上記EDFの出力側と入力
側において、上記信号光に付加された短波長側と長波長
側のモニタ光のレベルに対応する検出信号を発生し、上
記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベ
ル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出
信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起
光の強度を制御することによって上記信号光に対する利
得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第1実施例 図1は、この発明の第1実施例である光増幅器の構成を
示すブロック図、図2は、本実施例の光増幅器におけ
る、980nm帯励起光による利得傾斜の励起波長特性
を示す図、図3は、本実施例の光増幅器における、利得
波長特性の利得依存性を示す図である。
【0025】この例の光増幅器は、図1に示すように、
EDF1と、励起光源2Aと、合波器4と、波長合波器
5と、光アイソレータ6と、利得等化器7と、光分岐器
8a,8bと、反射手段9a,9bと、受光部(PD)
10a,10bと、励起LD制御部20とから概略構成
されている。光分岐器8a,8b、反射手段9a,9
b、受光部10a,10bは、モニタ光波長特性検出手
段21を形成している。これらのうち、EDF1,合波
器4,波長合波器5,光アイソレータ6及び利得等化器
7の構成と機能は図7に示された従来例の場合と同様な
ので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省
略する。
【0026】励起光源2Aは、複数の励起LD2
…,2を有し、少なくとも2波長以上の980nm帯
の励起光を発生するが、各励起LD2,…,2が発
生するそれぞれの励起光の出力は、励起LD制御部20
から入力される制御信号に応じて制御されるように構成
されている。光分岐器8a,8bは、それぞれEDF1
から出力された光の一部を分岐する。反射手段9aは、
光分岐器8aで分岐された光に含まれる、短波長側のモ
ニタ光のみを選択的に反射する。反射手段9bは、光分
岐器8bで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ
光のみを選択的に反射する。受光部10a,10bは、
それぞれ反射手段9a,9bからのモニタ光を電気信号
に変換する。励起LD制御部20は、受光部10a,1
0bにおいて光/電気変換されて生じた、それぞれの検
出信号のレベルに応じて制御信号を発生することによっ
て、励起光源2Aにおける各励起LD2,…,2
らの励起光の出力を制御する。
【0027】次に、図1乃至図3を参照して、この例の
光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明す
る。光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域
の両外側に配置されたモニタ光はは、EDF1の入力端
1aから入力される。また、励起光源2Aからの励起光
は、波長合波器5からEDF1に加えられる。EDF1
の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光
は、光アイソレータ6及び利得等化器7を経て、出力端
1bに出力される。この際、信号光及びモニタ光の一部
が、EDF1の出力側に設けられた光分岐器8a,8b
によって分岐される。光分岐器8a,8bによって分岐
されたそれぞれの光から、光分岐器8a,8bの出力側
に設けられた反射手段9a,9bによって、それぞれ短
波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射され
る。
【0028】反射手段9a,9bによって反射された2
波長のモニタ光は、それぞれ受光部10a,10bに入
力されて光/電気変換され、変換結果のそれぞれの検出
信号は励起LD制御部20に入力される。励起LD制御
部20では、受光部10a,10bから入力されたそれ
ぞれの検出信号のレベル差が一定になるように、励起光
源2Aにおける、各励起LD2,…,2の強度比を
調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増
幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように
制御が行われる。
【0029】図2は、980nm帯励起光に対する、こ
の例の光増幅器の利得傾斜−励起波長特性を示したもの
である。この例の光増幅器では、980nm帯励起光が
短波長になるほど、信号光の利得傾斜は長波長側の利得
が大きくなり、励起光が長波長側では、信号光の利得傾
斜は短波長側の利得が大きくなる特性を示す。図2の例
では、励起波長が短い(例えば、974nm)ときは、
利得波長特性は長波長側で高くなり、励起波長が長い
(例えば、980nm)ときは、利得波長特性は長波長
側で低くなっている。
【0030】この例の光増幅器における、利得波長特性
の制御の一例を示せば、以下のようになる。いま、短波
長側と長波長側のモニタ光の波長をそれぞれλ1,λ2
とし、モニタ光のレベルをそれぞれP1,P2とする。
さらに、励起光源としては、波長974nmと980n
mのものをそれぞれ1個ずつ使用し、励起強度をそれぞ
れPp1,Pp2とする。ここで、 Pp1+Pp2=一定のとき、P1=P2 P1>P2のとき、Pp1>Pp2 P1<P2のとき、Pp1<Pp2 となる特性をもつ制御回路を適用した場合、P1>P
2、すなわち短波長側でモニタ光の出力レベルが大きい
ときは、Pp1>Pp2、すなわち、974nmの励起
光強度が大きくなり、図2のように、利得傾斜は長波長
側で大きくなる。また、P1<P2、すなわち長波長側
でモニタ光の出力レベルが大きいときは、Pp1<Pp
2、すなわち、980nmの励起光強度が大きくなり、
図2のように、利得傾斜は長波長側で小さくなる。
【0031】図3は、この例の光増幅器における、信号
光出力波長特性の動作利得依存性を例示したものであ
る。図3(a)に示すように、光増幅器利得Gで信号光
の出力波長特性が平坦であった場合、(b)に示すよう
に、光増幅器利得が増加してG+ΔGになったときも、
(C)に示すように、光増幅器利得が減少してG−ΔG
になったときも、信号光の出力波長特性は平坦である。
【0032】このように、この例の光増幅器によれば、
利得波長特性が励起光の波長に依存する、EDFを信号
光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器から出力
されるモニタ光のレベル差をモニタ光波長特性検出手段
21で反射手段を用いて検出し、検出されたレベル差に
応じて、励起LD制御部20によって、少なくとも2波
長以上からなる複数個の励起光を発生する励起光源の励
起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利
得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波
長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増
幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、
光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにする
ことができる。
【0033】◇第2実施例 図4は、この発明の第2実施例である光増幅器の構成を
示すブロック図である。この例の光増幅器は、図4に示
すように、EDF1と、励起光源2Bと、合波器4と、
波長合波器5と、光アイソレータ6と、利得等化器7
と、光分岐器8c,8dと、受光部(PD)10a,1
0bと、透過手段11a,11bと、励起LD制御部2
0Aとから概略構成されている。光分岐器8c,8d、
透過手段11a,11b、受光部10a,10bは、モ
ニタ光波長特性検出手段22を形成している。これらの
うち、EDF1,合波器4,波長合波器5,光アイソレ
ータ6及び利得等化器7の構成と機能は図1に示された
第1実施例の場合と同様なので、以下においてはこれら
についての詳細な説明を省略する。
【0034】励起光源2Bは、複数の励起LD2
…,2を有し、少なくとも2波長以上の980nm帯
の励起光を発生するが、各励起LD2,…,2が発
生するそれぞれの励起光の出力は、励起LD制御部20
Aから入力される制御信号に応じて制御されるように構
成されている。光分岐器8cは、EDF1から出力され
た光の一部を分岐し、さらに光分岐器8dは、光分岐器
8cで分岐された光の一部を分岐する。透過手段11a
は、光分岐器8dで分岐された一方の光に含まれる、短
波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段11
bは、光分岐器8dで分岐された他方の光に含まれる、
長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。受光部10
a,10bは、それぞれ透過手段11a,11bからの
モニタ光を電気信号に変換する。励起LD制御部20A
は、受光部10a,10bにおいて、光/電気変換され
て生じたそれぞれの検出信号のレベルに応じて制御信号
を発生することによって、励起光源2Bにおける各励起
LD2,…,2からの励起光の出力を制御する。
【0035】次に、図4を参照して、この例の光増幅器
における、利得波長特性の制御動作を説明する。光増幅
器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に
配置されたモニタ光はは、EDF1の入力端1aから入
力される。また、励起光源2Bからの励起光は、波長合
波器5からEDF1に加えられる。EDF1の増幅作用
に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソ
レータ6及び利得等化器7を経て、出力端1bに出力さ
れる。この際、信号光及びモニタ光の一部が、EDF1
の出力側に設けられた光分岐器8cによって分岐され、
光分岐器8cによって分岐された光は、光分岐器8dに
よってさらに分岐される。光分岐器8dによって分岐さ
れたそれぞれの光から、透過手段11a,11bによっ
て、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択
的に透過される。
【0036】透過手段11a,11bによって透過され
た2波長のモニタ光は、それぞれ受光部10a,10b
に入力されて光/電気変換され、変換結果のそれぞれの
検出信号は励起LD制御部20Aに入力される。励起L
D制御部20Aでは、受光部10a,10bから入力さ
れたそれぞれの検出信号のレベル差が一定になるよう
に、励起光源2Bにおける、各励起LD2 ,…,2
の強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御する
ので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定に
なるように制御が行われる。
【0037】このように、この例の光増幅器によれば、
利得波長特性が励起光の波長に依存する、EDFを信号
光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器から出力
されるモニタ光のレベル差をモニタ光波長特性検出手段
22で透過手段を用いて検出し、検出されたレベル差に
応じて、励起LD制御部20Aによって、少なくとも2
波長以上からなる複数の励起光を発生する励起光源の励
起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利
得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波
長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増
幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、
光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにする
ことができる。
【0038】◇第3実施例 図5は、この発明の第3実施例である光増幅器の構成を
示すブロック図である。この例の光増幅器は、図5に示
すように、EDF1と、励起光源2Cと、合波器4と、
波長合波器5と、光アイソレータ6と、利得等化器7
と、光分岐器8a,8bと、反射手段9a,9bと、受
光部(PD)10a,10bと、光分岐器12a,12
bと、反射手段13a,13bと、受光部(PD)1
4,14bと、励起LD制御部20Bとから概略構成さ
れている。光分岐器8a,8b、反射手段9a,9b、
受光部10a,10bは、出力側モニタ光波長特性検出
手段21Aを形成し、光分岐器12a,12b、反射手
段13a,13b、受光部14a,14bは、入力側モ
ニタ光波長特性検出手段23を形成している。これらの
うち、EDF1,合波器4,波長合波器5,光アイソレ
ータ6及び利得等化器7の構成と機能は図1に示された
第1実施例の場合と同様なので、以下においてはこれら
についての詳細な説明を省略する。
【0039】励起光源2Cは、複数の励起LD2
…,2を有し、少なくとも2波長以上の980nm帯
の励起光を発生するが、各励起LD2,…,2が発
生するそれぞれの励起光の出力は、励起LD制御部20
Bから入力される制御信号に応じて制御されるように構
成されている。光分岐器8a,8bは、それぞれEDF
1から出力された光の一部を分岐する。反射手段9a
は、光分岐器8aで分岐された光に含まれる、短波長側
のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段9bは、
光分岐器8bで分岐された光に含まれる、長波長側のモ
ニタ光のみを選択的に反射する。受光部10a,10b
は、それぞれ反射手段9a,9bからのモニタ光を電気
信号に変換する。
【0040】光分岐器12a,12bは、それぞれED
F1の入力側における光の一部を分岐する。反射手段1
3aは、光分岐器12aで分岐された光に含まれる、短
波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段1
3bは、光分岐器12bで分岐された光に含まれる、長
波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部14
a,14bは、それぞれ反射手段13a,13bからの
モニタ光を電気信号に変換する。励起LD制御部20B
は、受光部10aと14aにおいて、光/電気変換され
て生じたそれぞれの検出信号のレベル差と、受光部10
bと14bにおいて、光/電気変換されて生じたそれぞ
れの検出信号のレベル差とに応じて制御信号を発生する
ことによって、励起光源2Cにおける各励起LD2
…,2からの励起光の出力を制御する。
【0041】次に、図5を参照して、この例の光増幅器
における、利得波長特性の制御動作を説明する。光増幅
器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に
配置されたモニタ光はは、EDF1の入力端1aから入
力される。また、励起光源2Cからの励起光は、波長合
波器5からEDF1に加えられる。EDF1の増幅作用
に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソ
レータ6及び利得等化器7を経て、出力端1bに出力さ
れる。この際、信号光及びモニタ光の一部が、EDF1
の入力側に設けられた光分岐器12a,12bによって
分岐される。光分岐器12a,12bによって分岐され
たそれぞれの光から、光分岐器12a,12bの出力側
に設けられた反射手段13a,13bによって、それぞ
れ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射さ
れる。
【0042】一方、信号光及びモニタ光の一部が、ED
F1の出力側に設けられた光分岐器8a,8bによって
分岐される。光分岐器8a,8bによって分岐されたそ
れぞれの光から、光分岐器8a,8bの出力側に設けら
れた反射手段9a,9bによって、それぞれ短波長側と
長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【0043】反射手段9a,13aによって反射された
短波長側のモニタ光は、それぞれ受光部10a,14a
に入力されて光/電気変換され、変換結果のそれぞれの
検出信号は励起LD制御部20Bに入力される。また、
反射手段9b,13bによって反射された長波長側のモ
ニタ光は、それぞれ受光部10b,14bに入力されて
光/電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励
起LD制御部20Bに入力される。
【0044】励起LD制御部20Bでは、受光部10
a,14aから入力された短波長側の検出信号のレベル
差と、受光部10b,14bから入力された長波長側の
検出信号のレベル差との差が一定になるように、励起光
源2Cにおける、各励起LD2 ,…,2の強度比を
調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増
幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように
制御が行われる。
【0045】このように、この例の光増幅器によれば、
利得波長特性が励起光の波長に依存する、EDFを信号
光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器の出力と
入力における短波長側のモニタ光のレベル差と長波長側
のモニタ光のレベル差を、出力側モニタ光波長特性検出
手段21Aと入力側モニタ光波長特性検出手段21とに
よって、それぞれ反射手段を用いて検出し、検出された
両レベル差に応じて、励起LD制御部20Bによって、
少なくとも2波長以上からなる複数の励起光を発生する
励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、
光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信
号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、
従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力
波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しな
いようにすることができる。
【0046】◇第4実施例 図6は、この発明の第3実施例である光増幅器の構成を
示すブロック図である。この例の光増幅器は、図6に示
すように、EDF1と、励起光源2Dと、合波器4と、
波長合波器5と、光アイソレータ6と、利得等化器7
と、光分岐器8c,8dと、透過手段11a,11b
と、受光部(PD)10a,10bと、光分岐器12
c,12dと、透過手段15a,15bと、受光部(P
D)14a,14bと、励起LD制御部20Cとから概
略構成されている。光分岐器8c,8d、透過手段11
a,11b、受光部10a,10bは、出力側モニタ光
波長特性検出手段22Aを形成し、光分岐器12a,1
2b、透過手段15a,15b、受光部14a,14b
は、入力側モニタ光波長特性検出手段24を形成してい
る。これらのうち、EDF1,合波器4,波長合波器
5,光アイソレータ6及び利得等化器7の構成と機能は
図1に示された第1実施例の場合と同様なので、以下に
おいてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【0047】励起光源2Dは、複数の励起LD2
…,2を有し、少なくとも2波長以上の980nm帯
の励起光を発生するが、各励起LD2,…,2が発
生するそれぞれの励起光の出力は、励起LD制御部20
Cから入力される制御信号に応じて制御されるように構
成されている。光分岐器8cは、EDF1から出力され
た光の一部を分岐し、さらに光分岐器8dは、光分岐器
8cで分岐された光の一部を分岐する。透過手段11a
は、光分岐器8dで分岐された一方の光に含まれる、短
波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段11
bは、光分岐器8dで分岐された他方の光に含まれる、
長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。受光部10
a,10bは、それぞれ透過手段11a,11bからの
モニタ光を電気信号に変換する。
【0048】光分岐器12cは、EDF1の入力側にお
ける光の一部を分岐し、さらに光分岐器12dは、光分
岐器12cで分岐された光の一部を分岐する。透過手段
15aは、光分岐器12dで分岐された一方の光に含ま
れる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過
手段15bは、光分岐器12dで分岐された他方の光に
含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。
励起LD制御部20Cは、受光部10aと14aにおい
て、光/電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレ
ベル差と、受光部10bと14bにおいて、光/電気変
換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差とに応じ
て制御信号を発生することによって、励起光源2Dにお
ける各励起LD2,…,2からの励起光の出力を制
御する。
【0049】次に、図6を参照して、この例の光増幅器
における、利得波長特性の制御動作を説明する。光増幅
器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に
配置されたモニタ光はは、EDF1の入力端1aから入
力される。また、励起光源2Dからの励起光は、波長合
波器5からEDF1に加えられる。EDF1の増幅作用
に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソ
レータ6及び利得等化器7を経て、出力端1bに出力さ
れる。
【0050】この際、信号光及びモニタ光の一部が、E
DF1の入力側に設けられた光分岐器12cによって分
岐され、光分岐器12cによって分岐された光は、光分
岐器12dによってさらに分岐される。光分岐器12d
によって分岐されたそれぞれの光から、透過手段15
a,15bによって、それぞれ短波長側と長波長側のモ
ニタ光のみが選択的に透過される。一方、信号光及びモ
ニタ光の一部が、EDF1の出力側に設けられた光分岐
器8cによって分岐され、光分岐器8cによって分岐さ
れた光は、光分岐器8dによってさらに分岐される。光
分岐器8dによって分岐されたそれぞれの光から、透過
手段11a,11bによって、それぞれ短波長側と長波
長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
【0051】透過手段11a,15aによって透過され
た短波長側のモニタ光は、それぞれ受光部10a,14
aに入力されて光/電気変換され、変換結果のそれぞれ
の検出信号は励起LD制御部20Cに入力される。透過
手段11b,15bによって透過された長波長側のモニ
タ光は、それぞれ受光部10b,14bに入力されて光
/電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起
LD制御部20Cに入力される。
【0052】励起LD制御部20Cでは、受光部10
a,14aから入力された短波長側の検出信号のレベル
差と、受光部10b,14bから入力された長波長側の
検出信号のレベル差との差が一定になるように、励起光
源2Dにおける、各励起LD2 ,…,2の強度比を
調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増
幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように
制御が行われる。
【0053】このように、この例の光増幅器によれば、
利得波長特性が励起光の波長に依存する、EDFを信号
光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器の出力と
入力における短波長側のモニタ光のレベル差と長波長側
のモニタ光のレベル差を、出力側モニタ光波長特性検出
手段22Aと入力側モニタ光波長特性検出手段24とに
よって、それぞれ透過手段を用いて検出し、検出された
両レベル差に応じて、励起LD制御部20Cによって、
少なくとも2波長以上からなる複数個の励起光源の励起
光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得
波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長
特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅
器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光
増幅器の動作利得変動によって変化しないようにするこ
とができる。
【0054】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、各実施例
においては、モニタ光が信号光の帯域の両外側にあるも
のとしたが、これに限らず、信号光帯域の両端部の信号
光をモニタ光として用いてもよい。また、励起LD制御
部の行う利得波長特性の制御方法が、光増幅器の信号光
出力の波長特性を一定に保つものとしたが、この場合の
信号光出力の波長特性の制御方法は、具体的には、短波
長側の信号光レベルと長波長側の信号光レベルとが等し
くなるものとしてもよく、又は、両信号光レベルが所定
のレベル差になるものとしてもよい。
【0055】さらに、第3実施例と第4実施例において
は、入力側と出力側のモニタ光波長特性検出手段が、と
もに、反射手段又は透過手段によって、モニタ光を検出
するものとしたが、このような組み合わせに限らず、入
力側で反射手段によって、出力側で透過手段によってモ
ニタ光を検出してもよく、又は逆に、入力側で透過手段
によって、出力側で反射手段によってモニタ光を検出す
るようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅器
及びその出力制御方法によれば、利得波長特性が励起光
の波長に依存する、EDFを信号光増幅媒体とする光増
幅器において、光増幅器からの信号光出力の波長特性
が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないように
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である光増幅器の構成を示
すブロック図である。
【図2】同実施例の光増幅器における、980nm帯励
起光による利得傾斜の励起波長特性を示す図である。
【図3】同実施例の光増幅器における、利得波長特性の
利得依存性を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例である光増幅器の構成を示
すブロック図である。
【図5】本発明の第3実施例である光増幅器の構成を示
すブロック図である。
【図6】本発明の第4実施例である光増幅器の構成を示
すブロック図である。
【図7】従来の光増幅器の構成例を示す図である。
【図8】従来の光増幅器における利得波長特性の利得依
存性を示す図である。
【符号の説明】
1 エルビウムドープファイバ(EDF) 2,2A,2B,2C 励起光源 4 合波器 5 波長合波器 6 光アイソレータ 7 利得等化器 8a,8b,8c,8d 光分岐器(光分岐手段) 9a,9b 反射手段 10a,10b 受光部(受光手段) 11a,11b 透過手段 12a,12b,12c,12d 光分岐器(光分
岐手段) 13a,13b 反射手段 14a,14b 受光部(受光手段) 15a,15b 透過手段 20,20A,20B,20C 励起LD制御部
(励起光源制御手段) 21,21A 出力側モニタ光波長特性検出手段 22,22A 出力側モニタ光波長特性検出手段 23 入力側モニタ光波長特性検出手段 24 入力側モニタ光波長特性検出手段

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エルビウムドープファイバ(以下、ED
    Fと略す)の入力端に、励起光源からの異なる波長の複
    数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号
    光を加えることによって、前記EDFの出力端から、増
    幅された信号光を得るように構成されている光増幅器に
    おいて、 前記EDFの出力側に設けられた、前記信号光に付加さ
    れた短波長側と長波長側のモニタ光のレベルにそれぞれ
    対応する検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段
    と、前記両検出信号のレベルに応じて前記励起光源にお
    ける各励起光の強度を制御することによって前記信号光
    に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段と
    を備えたことを特徴とする光増幅器。
  2. 【請求項2】 前記モニタ光波長特性検出手段が、前記
    EDFの出力光から選択的反射によって前記モニタ光を
    抽出して前記検出信号を発生することを特徴とする請求
    項1記載の光増幅器。
  3. 【請求項3】 前記モニタ光波長特性検出手段が、前記
    EDFの出力光から選択的透過によって前記モニタ光を
    抽出して前記検出信号を発生することを特徴とする請求
    項1記載の光増幅器。
  4. 【請求項4】 EDFの入力端に、励起光源からの異な
    る波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数
    帯域の信号光を加えることによって、前記EDFの出力
    端から、増幅された信号光を得るように構成されている
    光増幅器において、 前記EDFの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、前
    記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光の
    レベルに対応する検出信号を発生するモニタ光波長特性
    検出手段と、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光
    検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側
    のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源
    における各励起光の強度を制御することによって前記信
    号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手
    段とを備えたことを特徴とする光増幅器。
  5. 【請求項5】 前記出力側と入力側のモニタ光波長特性
    検出手段が、前記EDFの出力光又は入力光から選択的
    反射によって前記モニタ光を抽出して前記検出信号を発
    生することを特徴とする請求項4記載の光増幅器。
  6. 【請求項6】 前記出力側と入力側のモニタ光波長特性
    検出手段が、前記EDFの出力光又は入力光から選択的
    透過によって前記モニタ光を抽出して前記検出信号を発
    生することを特徴とする請求項4記載の光増幅器。
  7. 【請求項7】 前記出力側又は入力側のモニタ光波長特
    性検出手段が、前記EDFの出力光又は入力光から選択
    的反射によって前記モニタ光を抽出して前記検出信号を
    発生し、前記入力側又は出力側のモニタ光波長特性検出
    手段が、前記EDFの入力光又は出力光から選択的透過
    によって前記モニタ光を抽出して前記検出信号を発生す
    ることを特徴とする請求項4記載の光増幅器。
  8. 【請求項8】 前記信号光から選択的反射によって検出
    信号を発生するモニタ光波長検出手段が、前記EDFの
    出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を
    分岐するための光分岐手段と、前記分岐された光からモ
    ニタ光を選択的に反射する反射手段と、該反射された光
    を光/電気変換して検出信号を生成する受光手段とから
    なることを特徴とする請求項2,5,7のいずれか一に
    記載の光増幅器。
  9. 【請求項9】 前記信号光から選択的透過によって検出
    信号を発生するモニタ光波長検出手段が、前記EDFの
    出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を
    分岐するための光分岐手段と、前記分岐された光からモ
    ニタ光を選択的に透過する透過手段と、該透過された光
    を光/電気変換して検出信号を生成する受光手段とから
    なることを特徴とする請求項3,6,7のいずれか一に
    記載の光増幅器。
  10. 【請求項10】 前記モニタ光が、前記信号光の帯域の
    両外側にあることを特徴とする請求項1乃至9のいずれ
    か一に記載の光増幅器。
  11. 【請求項11】 前記モニタ光が、前記信号光の帯域の
    両端部の信号光であることを特徴とする請求項1乃至9
    のいずれか一に記載の光増幅器。
  12. 【請求項12】 前記励起光源制御手段が行う信号光に
    対する利得波長特性の制御が、短波長側と長波長側の信
    号光の強度を等しくするものであることを特徴とする請
    求項1ないし11のいずれか一に記載の光増幅器。
  13. 【請求項13】 前記励起光源制御手段が行う信号光に
    対する利得波長特性の制御が、短波長側と長波長側の信
    号光のレベル差を一定に保つものであることを特徴とす
    る請求項1ないし11のいずれか一に記載の光増幅器。
  14. 【請求項14】 EDFの入力端に、励起光源からの異
    なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波
    数帯域の信号光を加えることによって、前記EDFの出
    力端から、増幅された信号光を得るように構成されてい
    る光増幅器において、 前記EDFの出力側における、前記信号光に付加された
    短波長側と長波長側のモニタ光のレベルにそれぞれ対応
    して検出信号を発生し、前記両検出信号のレベルに応じ
    て前記励起光源における各励起光の強度を制御すること
    によって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ
    ことを特徴とする光増幅器の出力制御方法。
  15. 【請求項15】 EDFの入力端に、励起光源からの異
    なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波
    数帯域の信号光を加えることによって、前記EDFの出
    力端から、増幅された信号光を得るように構成されてい
    る光増幅器において、 前記EDFの出力側と入力側において、前記信号光に付
    加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応
    する検出信号を発生し、前記出力側と入力側の短波長側
    のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側
    の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前
    記励起光源における各励起光の強度を制御することによ
    って前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つこと
    を特徴とする光増幅器の出力制御方法。
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JP2015167158A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 日本電信電話株式会社 マルチコアファイバ増幅器

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