JP2004179233A

JP2004179233A - 出力制御機能付き半導体光増幅装置

Info

Publication number: JP2004179233A
Application number: JP2002340893A
Authority: JP
Inventors: Seiji Fukushima; 誠治福島
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】入力光をその強度にかかわらず一定光出力強度で増幅する。
【解決手段】光学系として、光カプラ４と、波長フィルタ９と、遅延器５と、半導体光増幅器６とを直列に具備し、電気制御系として、光カプラ４のもう１つの出力端に接続したフォトダイオード１と、フォトダイオード１の出力を平滑化する包絡線検波回路８と、フィードフォワード型自動利得制御回路２と、半導体光増幅器６を駆動する電流源３とを直列に具備する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は出力制御機能付き半導体光増幅装置に関し、例えば、光ファイバ通信に用いて有用である。
【０００２】
従来の技術に係る半導体出力制御機能付き光増幅装置の構成を図６に示す（被特許文献１の５９４−５９５ページ、Ｆｉｇｓ．２−３参照）。図６中、１はフォトダイオード、３は電流源、４は光カプラ、６は半導体光増幅器（ＳＯＡ）、７はフィードバック型自動利得制御回路（ＡＧＣ）である。図６における構成要素の接続のうち、太線で示したものはレーザ光（入力光）のフローであり、細線で示したものは電気信号のフローである。入力光の波長は１．５５μｍ帯である。
【０００３】
図６に示す半導体出力制御機能付き半導体光増幅装置の動作原理は以下のとおりである。
（１）まず、概要を説明すると、増幅対象の入力光（レーザ光）は、半導体光増幅器６へ入力される。半導体光増幅器６は、これを駆動する電流源３によって適当に電流が印加されることで、入力光を増幅して出力する。そして、図示されるように、光カプラ４、フォトダイオード１、自動利得制御回路７、電流源３および半導体光増幅器６からなるフィードバック系によって、半導体光増幅器６の出力光強度が一定に保たれる。従って、図６に示す装置では、光学系として、光入力側から順に半導体光増幅器６と、光カプラ４とを直列に具備しており、電気制御系として、フォトダイオード１と、自動利得制御回路７と、電流源３とをこの順で直列に具備している。
（２）次に、動作原理の詳細を説明する。入力光は、電流源３によって電流駆動された半導体光増幅器６へ入力され、ここで増幅された後、光カプラ４で例えば強度比９：１に分岐される。この場合、光カプラ４からの出射光のうち、強度比９０％の光が装置外部へ出力され、残り１０％の光がフォトダイオード１へ入射される。フォトダイオード１では、入射光の強度に比例する光電流が流れ、自動利得制御回路７へ入力される。一般に、自動利得制御回路７はアナログのＰＩＤ制御回路（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）で構成され、装置への入力光の強度にかかわらず一定強度の光が出力されるように、電流源３を制御することで半導体光増幅器６を駆動する電流を調整する。
【０００４】
上記の構成により、入力光強度に時間的な変動があったりしても出力光強度が一定に保てるようになっている。
【０００５】
ところが、従来の出力制御機能付き半導体光増幅装置では、自動利得制御回路７がフィードバックによる出力制御あるいは利得制御であるため、バースト光信号が半導体光増幅器６に入力する場合は、必ず遅延が発生する。つまり、光ファイバの温度等の環境変化のように時間的に非常にゆるやかな変動成分に対しては良好に出力制御ができるものの、バースト光信号にような信号列に対しては安定化まで１００マイクロ秒からミリ秒程度の遅れがあり、十分な出力制御ができなかった。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｅｎｄｏ，Ａ．Ｏｈｋｉ，Ｔ．Ｉｔｏ，Ｙ．Ｔｏｈｍｏｒｉ，ａｎｄＹ．Ｓｕｚｕｋｉ， ’Ｗｉｄｅｉｎｐｕｔｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｃｒｏｓｓ−ｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｕｓｉｎｇａｎＳＯＡ−ｂａｓｅｄａｕｔｏｍａｔｉｃｐｏｗｅｒｅｑｕｌｉｚｅｒ’，ＳｅｖｅｎｔｈＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｆｅｒｅｎｃｅ（ＯＥＣＣ２００２）Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｇｅｓｔ，Ｊｕｌｙ２００２，ＰａｃｉｆｉｃｏＹｏｋｏｈａｍａ，ｐｐ．５９４−５９５．
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、光ファイバ通信の中継等に用いられる出力制御機能付き半導体光増幅器において、光強度のダイナミックレンジが広い連続信号およびバースト品号の両方に対して一定光出力で増幅することができる技術を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、光学系として、光カプラと、前記光カプラの出力端に接続した遅延器と、前記遅延器の出力光を増幅する半導体光増幅器とを直列に具備し、電気制御系として、前記光カプラのもう１つの出力端に接続した光検出器と、前記光検出器の出力を平滑化する平滑回路と、前記平滑回路の出力に応じて動作するフィードフォワード型自動利得制御回路と、前記フィードフォワード型自動利得制御回路の出力に応じて前記半導体光増幅器を駆動する電流源とを直列に具備することを特徴とする。光検出器としては例えばフォトダイオードが使用され、平滑回路としては例えば包絡線検波回路が使用される。
【０００９】
第２発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、第１発明において、前記光カプラと前記遅延器との間もしくは前記遅延器と前記半導体光増幅器との間に接続した波長フィルタを具備することを特徴とする。
【００１０】
第３発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、第１発明または第２発明において、前記フィードフォワード型自動利得制御回路が前記半導体光増幅器の入出力特性を記録したルックアップテーブルとデジタル信号処理装置から構成されることを特徴とする。
【００１１】
第４発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、第１発明または第２発明において、前記フィードフォワード型自動利得制御回路がアナログ非線形回路で構成されることを特徴とする。
【００１２】
第５発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、第１発明から第４発明いずれか１つにおいて、前記遅延器の遅延時間が前記電気制御系の遅延時間と同じであることを特徴とする。
【００１３】
第６発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、第２発明において、前記波長フィルタが前記半導体光増幅器の利得の波長依存性を補償する波長依存性を持つことを特徴とする。
【００１４】
第７発明の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、第４発明において、前記アナログ非線形回路が対数アンプであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明では、出力制御機能付き半導体光増幅装置を構成するにあたって、フィードフォワード型自動利得制御回路と光に対する遅延器とを装置内に備えることにより、入力光強度に変動があっても高速に出力光強度を制御する。従って、連続光信号だけでなくバースト光信号の出力制御も瞬時に対応可能である。
【００１７】
また、光学系の中に波長フィルタを備えることにより、出力制御機能付き半導体光増幅装置の利得の波長依存性を小さくするなど、所望の特性にすることができる。
【００１８】
［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る出力制御機能付き半導体光増幅装置を示す。図１中、１は光検出器、２はフィードフォワード型自動利得制御回路（ＦＦＡＧＣ）、３は電流源、４は光カプラ、５は光に対する遅延器、６は半導体光増幅器（ＳＯＡ）、８は平滑回路である。図１における構成要素の接続のうち、太線で示したものはレーザ光（入力光）のフローであり、細線で示したものは電気信号のフローである。この例では、入力光（レーザ光）の波長は１．５５μｍ帯である。
【００１９】
光学系として、光カプラ４と、遅延器５と、半導体光増幅器６が直列に備えられ、電気制御系として、光検出器１と、平滑回路と、フィードフォワード型自動利得制御回路２と、電流源３が直列に備えられている。
【００２０】
本例では、光検出器１としてはフォトダイオードを使用し、平滑回路８としては包絡線検波回路を使用している。
【００２１】
光学系において、光カプラ４は入力光を分波し、遅延器５は光カプラ４の出力端に接続され、半導体光増幅器６は遅延器５からの光を増幅し出力光とする。
【００２２】
電気制御系において、フォトダイオード１は光カプラ４のもう１つの出力端に接続され、包絡線検波回路８はフォトダイオード１の出力を平滑化し、フィードフォワード型自動利得制御回路２はフォトダイオード１の出力に応じて動作し、電流源３はフィードフォワード型自動利得制御回路２の出力に応じて半導体光増幅器６を駆動する。
【００２３】
遅延器５の遅延時間は電気制御系を流れる電気信号の遅延時間と同等に設定している。
【００２４】
まず、図１における入力光の流れを説明する。入力光は、光カプラ４で例えば強度比９：１で２分岐され、光カプラ４からの光のうち、一方（強度比９０％）は遅延器５へ入射し、遅延器５により電気制御系を流れる電気信号と同等の遅延を与えられ、半導体光増幅器６へ入射される。光カプラ４で分岐されたもう一方のレーザ光（強度比１０％）は、フォトダイオード１へ入射する。そして、後で説明する方法で適切にバイアス電流が印加された半導体光増幅器６の光増幅作用により、入力光はそれの強度に左右されずに一定の光強度に増幅され出力される。
【００２５】
次に、半導体光増幅器６の出力光強度を一定に保つための原理を、図２〜図４を用いて説明する。
【００２６】
図２は、本実施例における半導体増幅器６の駆動条件を示す図であって、図２（ａ）は半導体増幅器６の電流対利得特性、図２（ｂ）はフォトダイオード１の光電流対半導体増幅器６を流れる電流の特性、図２（ｃ）は半導体増幅器６の利得および出力強度対フォトダイオード１の光電流特性である。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、半導体増幅器６の利得はその駆動電流に対して非線形であり、図２（ａ）に示されるように、半導体増幅器６の利得は駆動電流の増加につれて指数関数的に増大する。この特性を利用することにより、小さな駆動電流制御により出力光強度を一定に保つことができる。すなわち、入力光強度の包絡線を検出するフォトダイオード１の光電流と、半導体光増幅器６を流れる駆動電流との関係が図２（ｂ）の形になるように制御する。図２（ａ）と図２（ｂ）の関係から、フォトダイオード１の光電流によって半導体増幅器６の利得を図２（ｃ）のように反比例の関係にすることができる。これによって、同じく図２（ｃ）に示すされるように、半導体増幅器６のからの出力光強度を一定にすることができる。
【００２８】
図１の電気制御系では、光カプラ４からの光の包絡線をフォトダイオード１で検出し、これを包絡線検波回路で平滑化した後、平滑化した信号に応じてフィードフォワード型自動利得制御回路２が動作して電流源３の出力電流を調整することにより、半導体光増幅器６の出力光強度を一定にする上述した制御を行っている。
【００２９】
図３にフィードフォワード型自動利得制御回路２の一例として、デジタル技術を用いた構成を示す。図３中、１０はＡＤ変換器、１１はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：デジタル信号処理装置）、１２はＤＡ変換器、１３はルックアップテーブルである。
【００３０】
そして、入力光はフォトダイオード１で光電流に変換され、その後、包絡線検波回路８によって包絡線が抽出される。包絡線検波回路８の出力は電流ではなく、電圧である（以下、この電圧を包絡線電圧と呼ぶ）。包絡線検波回路８の出力包絡線電圧）は、フィードフォワード型自動利得制御回路２のＡＤ変換器１０で、アナログ信号からデジタル信号に変換される。ルックアップテーブル１３には、包絡線電圧と半導体増幅器６の駆動電流とその利得との関係が記録されている。よって、デジタル信号プロセッサ１１は包絡線電圧の大小に応じて出力一定化に必要な利得および駆動電流をルックアップテーブル１３から読み出すことができる。デジタル信号プロセッサ１１によりルックアップテーブル１３から読み出された駆動電流の値は、ＤＡ変換器１２によりデジタル信号からアナログ信号に変換され、電流源３へ送られる。電流源３は、フィードフォワード型自動利得制御回路２のＤＡ変換器１２から与えられる電流値に基づいて適切な電流で半導体光増幅器６を駆動する。これにより、入力光強度に依存せず、一定光強度の出力を半導体光増幅器６が出力することができる。
【００３１】
再び図１と図４を参照して、本実施例の出力制御機能付き半導体光増幅装置は、従来のものとは異なり、高速に出力安定化が可能であることを説明する。
【００３２】
図４は信号のフローを示すタイミングチャートであって、図４（ａ）は光カプラ４からの出力光強度、図４（ｂ）はフォトダイオード１を流れる光電流、図４（ｃ）は包絡線検波回路８からの出力電圧（包絡線電圧）、図４（ｄ）は電流源３からの駆動電流、図４（ｅ）は遅延器５からの出力光強度、図４（ｆ）は半導体光増幅器６からの出力光強度について、それぞれ時間に伴う変化の様子を示している。一例として、２つのバースト信号Ｂ１、Ｂ２について、入力時点ではバースト信号Ｂ１の振幅は小さく、バースト信号Ｂ２の振幅は大きいものとする。最終的には２つのバースト信号Ｂ１、Ｂ２が同じ振幅に増幅され、出力されるまでを、図４を用いて説明する。
【００３３】
２つのバースト信号Ｂ１、Ｂ２を光カプラ４の直後で観測したものが図４（ａ）であり、この信号をフォトダイオード１で光電変換すると、その光電流は図４（ｂ）のようになる。フォトダイオード１にはｐｉｎ構造のフォトダイオードを用いており、光電流はフォトダイオード１に入射した光の強度に比例する。この光電流は包絡線検波回路８によって、バースト信号Ｂ１とバースト信号Ｂ２はそれぞれパケット全体の形に比例した包絡線形状の電圧信号（包絡線電圧）に変換される。この包絡線電圧から、フィードフォワード型自動利得制御回路２の作用によって、当該包絡線電圧の振幅にかかわらず半導体光増幅器６が一定出力を得るための駆動電流が決定される。図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、光電流が少なければ駆動電流は大きく、光電流が多ければ駆動電流は小さくなる。
【００３４】
ここで、図４（ａ）〜（ｄ）へと処理が進むにつれ、信号が時間軸上で少しずつ遅れることに注意する必要がある。
【００３５】
ただし、これらの回路の時定数および遅延は電気制御系の各種回路時定数から事前に見積もることができる値である。
【００３６】
そこで、増幅される入力光（レーザ光）にも上述した電気制御系の遅延量と同じ遅延を与えることにより、入力光の進行と制御の電気信号を同じ時刻に作用させることが可能となる。そのために、遅延器５を備えている。
【００３７】
この結果、半導体光増幅器６への光入力と駆動電流の両方が同一時刻に印加される。遅延器５からの出力光は図４（ｅ）に示されているとおりである。
【００３８】
そして、最終的にそれぞれ適切に駆動電流でバイアスされた半導体光増幅器６により２つのバースト信号Ｂ１、Ｂ２は増幅され、入力時点ではばらばらな振幅であった光強度が一定の値になって出力される。
【００３９】
このように、本実施例の出力制御機能付き半導体光増幅装置においては、入力強度が一定でない高速のバースト信号Ｂ１、Ｂ２が半導体光増幅器６に入力されても、一定の出力光強度に増幅して出力される。よって、半導体光増幅器６の出力光をこのまま、自動利得制御回路を持たないディテクタで復調することもできる。また、本実施例の出力制御機能付き半導体光増幅装置を中継装置として用いた場合は、本装置以外のレベル監視装置が不要になる。
【００４０】
［第２実施例］
上述した第１実施例の出力制御機能付き半導体光増幅装置では、入力光の強度に依存せず、出力光強度一定の光増幅が可能である。
【００４１】
しかしながら、半導体回増幅器６の利得は一般に強い波長依存性を持っているため、広い周波数範囲で一定の出力光を得ることは容易でない。
【００４２】
そこで、第２実施例として、広い周波数範囲で一定の出力光を得ることができるように半導体光増幅器６の波長依存性を補償するための波長フィルタを有し、また、フィードフォワード型自動利得制御回路２として高価なデジタル信号プロセッサ１１等を要しないアナログ非線形回路を採用した出力制御機能付き半導体光増幅装置を、図５を参照して説明する。
【００４３】
図５に示す本実施例の装置は、光学系として、光カプラ４と、光カプラ４出力端に接続した波長フィルタ（半導体光増幅器６の利得の波長依存性を補償する波長依存性を持つフィルタ）９と、波長フィルタ９に接続した遅延器５と、遅延器５の出力光を増幅する半導体光増幅器（ＳＯＡ）６とを直列に具備し、電気制御系として、光カプラ４のもう１つの出力端に接続したフォトダイオード１と、フォトダイオード１出力を平滑化する包絡線検波回路８、包絡線検波回路８の出力に応じて動作するフィードフォワード型自動利得制御回路（アナログ非線形回路のＦＦＡＧＣ）２と、フィードフォワード型自動利得制御回路２の出力に応じて半導体光増幅器６を駆動する電流源３とを直列に具備している。
【００４４】
従って、図５を図１と比較すると、波長フィルタ９とフィードフォワード型自動利得制御回路２の２つが相違するだけであるから、２つが相違点のみを説明し、説明の重複を省く。
【００４５】
第１の相違点は、上述したように、光カプラ４と遅延器５との間の波長フィルタ９である。波長フィルタ９には誘電体多層膜による波長フィルタを使用しており、半導体光増幅器６における利得の波長依存性をキャンセルするものである、すなわち、波長フィルタ９は半導体光増幅器６の利得の波長依存性とは逆の波長特性を持つフィルタであり、例えば、半導体光増幅器６が波長１．５５μｍに増幅ピークがあるとすれば、波長フィルタ９は波長１．５５μｍに吸収ピークを持つように設計され、製造される。これにより、図１に示した第１実施例では補償しなかった出力光強度の波長依存性を打ち消すことができ、半導体光増幅器６自体の特性よりも広い周波数範囲で一定の出力光を得ることができる。
【００４６】
また、第２の相違点は、上述したように、フィードフォワード型自動利得制御回路２としてアナログ非線形回路を用いた点である。アナログ非線形回路によって、図２（ａ）に示されるフォトダイオード１の光電流と半導体光増幅器６の駆動電流との関係を完全に補償することは困難であるが、実用上問題がない程度に近似的に補償するアナログ非線形回路の設計・製造は可能である。すなわち、図２（ｂ）の関係をほぼ実現するアナログ非線形回路は実現可能である。
【００４７】
本実施例では、フィードフォワード型自動利得制御回路２として対数アンプを用いて、ほぼ図２（ｂ）の関係を実現している。この対数アンプは、シリコンのバイポーラトランジスタで実現した。
【００４８】
本実施例は、第１実施例と比べると、波長フィルタ９の導入によって波長依存性を改善した点と、フィードフォワード型自動利得制御回路２をデジタル回路からアナログ非線形回路に置き換えた点を除けば、第１実施例との構成および作用上の差異はない。よって、これ以上の原理の説明は第１実施例の説明に委ねて省略する。
【００４９】
このように、本実施例の出力制御機能付き半導体光増幅装置においては、第１実施例の場合と同様、入力強度が一定でない高速のバースト信号Ｂ１、Ｂ２が半導体光増幅器６に入力されても、一定の出力光強度に増幅して出力される。これに加えて、さらに、半導体光増幅器６利得の波長依存性を小さく抑えることができる。よって、半導体光増幅器６の出力光をこのまま、自動利得制御回路を持たないディテクタで復調することもできる。また、本実施例の出力制御機能付き半導体光増幅装置を中継装置として用いた場合は、本装置以外のレベル監視装置が不要になる。また、フィードフォワード型自動利得制御回路２がアナログ非線形回路であることから、デジタル回路に比べてコストが低減する。
【００５０】
図５では、波長フィルタ９が光カプラ４と遅延器６との間に設置されているが、遅延器６と半導体光増幅器６との間に波長フィルタ９を設置しても同様の作用効果が得られる。
【００５１】
また、波長フィルタ９は半導体光増幅器６の利得の波長依存性とは逆の波長特性を持つフィルタに限らず、装置全体を所望の波長依存性とするものであれば、任意の特性のものであっても良い。
【００５２】
さらに、フィードフォワード型自動利得制御回路２として完全な補償を目的とする場合は、対数アンプ等のアナログ非線形回路に代えて、第１実施例と同様、デジタル回路（ＡＤ変換器１０、デジタル信号プロセッサ１１、ＤＡ変換器１２、ルックアップテーブル１３）を用いて、フィードフォワード型自動利得制御回路２を構成しても良い。
【００５３】
逆に、第１実施例において、フィードフォワード型自動利得制御回路２をデジタル回路（ＡＤ変換器１０、デジタル信号プロセッサ１１、ＤＡ変換器１２、ルックアップテーブル１３）を用いて構成する代わりに、第２実施例と同様、対数アンプ等のアナログ非線形回路を用いて構成しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、高速かつバースト状の光信号が半導体光増幅器に入射しても、遅延なく適切に利得を可変するので、常にほぼ一定の出力光強度として、装置から光を出力することができる。また、波長フィルタにより、所望の波長特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る出力制御機能付き半導体光増幅装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例における半導体光増幅器の駆動条件を示す図。
【図３】本発明の第１実施例におけるフィードフォワード型自動利得制御回路の構成例を示す図。
【図４】本発明の第１実施例における信号のフローを示すタイミングチャート。
【図５】本発明の第２実施例に係る出力制御機能付き半導体光増幅装置の構成を示す図。
【図６】従来例に係る装置構成を示す図。
【符号の説明】
１フォトダイオード（光検出器）
２フィードフォワード型ＡＧＣ（フィードフォワード型自動利得制御回路）
３電流源
４光カプラ
５遅延器
６ＳＯＡ（半導体光増幅器）
７ＡＧＣ（従来のフィードバック型自動利得制御回路）
８包絡線検波回路（平滑回路）
９波長フィルタ
１０ＡＤ変換器
１１ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ：デジタル信号処理回路）
１２ＤＡ変換器
１３ルックアップテーブル

Claims

光学系として、光カプラと、前記光カプラの出力端に接続した遅延器と、前記遅延器の出力光を増幅する半導体光増幅器とを直列に具備し、電気制御系として、前記光カプラのもう１つの出力端に接続した光検出器と、前記光検出器の出力を平滑化する平滑回路と、前記平滑回路の出力に応じて動作するフィードフォワード型自動利得制御回路と、前記フィードフォワード型自動利得制御回路の出力に応じて前記半導体光増幅器を駆動する電流源とを直列に具備することを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。
請求項１において、前記光カプラと前記遅延器との間もしくは前記遅延器と前記半導体光増幅器との間に接続した波長フィルタを具備することを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。
請求項１または２において、前記フィードフォワード型自動利得制御回路が前記半導体光増幅器の入出力特性を記録したルックアップテーブルとデジタル信号処理装置から構成されることを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。
請求項１または２において、前記フィードフォワード型自動利得制御回路がアナログ非線形回路で構成されることを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。
請求項１から４いずれか１つにおいて、前記遅延器の遅延時間が前記電気制御系の遅延時間と同じであることを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。
請求項２において、前記波長フィルタが前記半導体光増幅器の利得の波長依存性を補償する波長依存性を持つことを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。
請求項４において、前記アナログ非線形回路が対数アンプであることを特徴とする出力制御機能付き半導体光増幅装置。