JP2004186217A

JP2004186217A - 光増幅器

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Publication number: JP2004186217A
Application number: JP2002348450A
Authority: JP
Inventors: Masao Suzuki; 巨生鈴木; Hiromoto Shima; 浩基島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP4108459B2

Abstract

【課題】利得一定制御する際に誤差要因となる自然放出光の影響を、希土類ドープファイバにおける不均一性に起因する自然放出光強度変化量をも含めて補償することができる光増幅器を得る。
【解決手段】利得誤差補償回路７は、出力光電気信号レベルＰｏｕｔに含まれるＡＳＥ電気信号レベルＰａｓｅ＿ｈｏｍｏとＡＳＥ強度変化量に対応した電気信号レベルΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏとの和を利得補償レベルΔＧとして予め設定され、出力光電気信号レベルＰｏｕｔからその利得補償レベルΔＧを減算した出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′を発生し、利得一定制御回路８は、その利得誤差補償回路７から発生された出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′と入力光電気信号レベルＰｉｎとのレベル比が、常に一定の比率Ｇとなるように励起光源４を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波長多重光中継伝送システムにおける利得一定制御方式の光増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及を代表とした近年の通信需要の増大に応えるために、大容量伝送方式として波長多重伝送方式（ＷＤＭ伝送方式）が活発に研究開発されている。ＷＤＭ伝送システムは、異なる信号光波長を一括伝送する技術であり、任意の伝送速度を持つ信号光波長数を増やすだけで、簡便に通信容量を大幅に増加させることができる利点がある。
また、ＷＤＭ伝送方式は海底ケーブルシステム等の大容量基幹通信網だけでなく、多信号光波長伝送といった利点から、メトロネットワークシステムといった伝送容量や伝送距離が柔軟に構築できる新しいネットワーク体系の重要な技術となっている。
この様なＷＤＭ伝送システムを構築するためには、異なる光波長を一括増幅可能な光中継増幅器が必須である。ＷＤＭ伝送システム向け光増幅中継器は増幅帯域内の光信号を光のまま一括増幅可能な中継器であり、その簡便性がＷＤＭ技術を活性化させる大きな牽引役となっている。光中継増幅器は希土類をドープした光ファイバを増幅媒体とした光増幅器が一般的である。
【０００３】
ＷＤＭ伝送システムにおける光増幅器には、伝送品質を保つために、増幅帯域において各信号光波長レベルがほぼ一定に増幅される増幅利得の平坦性が求められる。しかし、一般にこのような希土類のレーザ放出を利用した光増幅器は、ある入力信号光強度に対する利得が平坦になるように最適化されていても、信号波長数の変化や伝送路損失の変化等で、光増幅器に入力される入力信号光強度が変化すると、光増幅器における利得が変化してしまうことで、最適な利得の平坦性が変化してしまう。すなわち、入力信号光強度変化によって各波長での信号光出力強度が変化してしまうと、伝送システム中の最適な信号レベルダイヤが崩れてしまうこととなり、信号強度対雑音強度（ＳＮＲ）や伝送路ファイバの非線形性の影響により伝送システムの品質を著しく劣化させてしまう。つまり、ＷＤＭ伝送システムにおけるネットワークの柔軟性や自由度は光増幅器によって著しく制限されてしまうこととなる。
【０００４】
このような伝送システムの品質劣化を抑える方法として、光増幅器の利得を入力信号波数（強度）に関らず一定に制御する利得一定制御方式がある。
これは、希土類添加ファイバに対して前方励起とし、入力信号光パワーＰｉｎおよび出力信号光パワーＰｏｕｔから利得を検出する際に、希土類添加ファイバで発生する自然放出光パワーに対応する定数値（≠０）としてＰ_ＡＳＥを入力し、（Ｐｏｕｔ−Ｐ_ＡＳＥ）／Ｐｉｎを利得とし、この利得が一定になるように前方励起光パワーを制御する（例えば、下記特許文献１参照）。
また、この従来の技術に類似した技術として、例えば、下記特許文献２がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１２４３４号公報（ｐ８，図１）
【特許文献２】
特開２０００−３４９７１８公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光増幅器は以上のように構成されているので、光増幅器出力光に含まれる自然放出光（ＡＳＥ：ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓＥｍｉｓｓｉｏｎ）強度を定数として利得一定制御における誤差補償を行っていた。しかし、この補償方法は希土類ドープファイバを理想的な均一特性（入力信号光レベルが変化しても、ＡＳＥレベルは変化せず一定となる特性）を持つものと仮定しており、希土類ドープファイバにおける不均一性（入力信号光レベルの変化に応じて、ＡＳＥレベルが変化する特性）に起因する利得変化成分を補償することができない。したがって、入力信号光レベル、波長数および波長変化等の入力信号光条件の変化に伴って発生する自然放出光レベルの変化が制御誤差となり、光増幅器における利得平坦性を保てる入力信号光ダイナミックレンジが狭まることや、不均一性に起因する利得変化が顕著である種類の希土類ドープファイバに適用できないなどの課題があった。
【０００７】
以下、上記課題を具体的に説明する。
通常、希土類ドープファイバが均一特性を持つと仮定すると、増幅媒質中の信号光パワーＩ_ＳとＡＳＥパワーＩ_ＡＳＥの伝搬式は次式（１）のように表される。
【数１】

ここで、ｚは増幅媒体の光の進行方向の位置、Ｎ_２，Ｎ_１はそれぞれ増幅準位の上準位，下準位の密度、σ_ｓ，σ_ａはそれぞれ信号光およびＡＳＥの波長における増幅媒体の誘導放出断面積と誘導吸収断面積、ｈはプランク定数、νとΔνはそれぞれＡＳＥの中心周波数広がりを示す。また、ＡＳＥの伝搬を表す式の±はそれぞれ順方向ＡＳＥおよび逆方向ＡＳＥを表す。
【０００８】
上記式（１）が示すように、Ｉ_ＡＳＥはＩ_Ｓと同様の増幅を表す式に、自然放出光を示すｈνσ_ｓＮ_２Δνの項が加わっている。このことは、増幅器利得と出力ＡＳＥパワーは独立に決定される訳ではなく、すなわち、ＡＳＥパワーを定数として扱うことができないことを示している。しかし、同時に出力ＡＳＥパワーが殆ど反転分布に依存しないような条件であれば、出力ＡＳＥパワーを一定値として扱うことができると言える。すなわち、自然放出光が無視できるとして上記式（１）をそれぞれ解くと次式（２）のようになる。
【数２】

ここで、Ｉｓ（Ｌ）およびＩａｓｅ（Ｌ）は希土類ドープファイバ出力端での強度を表す。
このような近似は、希土類ドープファイバの信号光入力側の反転分布を高く保つことで成り立つと考えられる。それは、信号光入力端近傍での利得が高ければ、出力ＡＳＥパワーの殆どが、信号光入力端附近で発生したＡＳＥが希土類ドープファイバを通り増幅される成分で占められるためである。この様な条件を満たす光増幅器においては、利得一定ならばＡＳＥパワーを一定値と見なせる。
【０００９】
しかし、上記式（２）は希土類ドープファイバが均一な特性を持つと仮定した式であり、実際には希土類ドープファイバにおける不均一性により、増幅器利得が同じ場合でも入力信号光レベル、波長数および波長変化等の入力信号光条件の変化に伴ってＡＳＥレベルが変化する。すなわち、実際の希土類ドープファイバを増幅媒体とした光増幅器においては、出力端でのＡＳＥパワーは次式（３）のようになる。
【数３】

ここで、右辺第２項は希土類ドープファイバの不均一性に起因するＡＳＥレベル変化量であり、入力信号光レベルおよび波長λに依存する。上記式（３）から分かるように信号光利得およびＡＳＥ利得は一様に対応せず、自然放出光成分が近似的に無視できる場合でも、希土類ドープファイバを均一な特性として誤差補償を行なった場合には、第２項に対応する信号利得とＡＳＥ利得の不整合が発生し、利得一定制御における制御誤差が発生する。
また、不均一性に起因するＡＳＥ変化量は、入力信号光レベル、波長数および波長といった入力信号光条件により様々に変化するため、完全にこの影響を取り除くためには複雑な制御が必要となる。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、利得一定制御する際に誤差要因となる自然放出光の影響を、希土類ドープファイバにおける不均一性に起因する自然放出光強度変化量をも含めて補償することができ、入力信号光条件、増幅器種類、および増幅器励起方式に関わらず高精度且つ簡易に利得一定制御を可能とする光増幅器を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光増幅器は、入力光レベル検出手段により検出された入力光電気信号レベル、出力光レベル検出手段により検出された出力光電気信号レベル、予め設定されその検出された出力光電気信号レベルに含まれる自然放出光電気信号レベル、および予め設定され入力信号光条件の変化に応じた自然放出光強度変化量に対応した電気信号レベルに基づいて励起光出力手段を制御し、光増幅器を利得一定制御する制御手段を備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光増幅器を示す構成図であり、図において、光分波器２ａは、希土類ドープファイバ１への入力信号光の一部を分岐し、光レベル検出器３ａは、その分岐された入力信号光の強度を検出し、入力光電気信号レベルＰｉｎに変換するものである。なお、光分波器２ａおよび光レベル検出器３ａにより入力光レベル検出手段を構成する。
光分波器２ｂは、希土類ドープファイバ１からの出力信号光の一部を分岐し、光レベル検出器３ｂは、その分岐された出力信号光の強度を検出し、出力光電気信号レベルＰｏｕｔに変換するものである。なお、光分波器２ｂおよび光レベル検出器３ｂにより出力光レベル検出手段を構成する。
励起光源４は、励起光を出力し、励起光源合波器５は、その励起光を希土類ドープファイバ１中に出力するものである。なお、励起光源４および励起光源合波器５により励起光出力手段を構成する。
アイソレータ６は、希土類ドープファイバ１と光分波器２ｂとの間に設けられ、光絶縁するものである。
利得誤差補償回路７は、出力光電気信号レベルＰｏｕｔに含まれるＡＳＥ電気信号レベルＰａｓｅ＿ｈｏｍｏとＡＳＥ強度変化量に対応した電気信号レベルΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏとの和を利得補償レベルΔＧとして予め設定され、出力光電気信号レベルＰｏｕｔからその利得補償レベルΔＧを減算した出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′を発生するものである。また、利得一定制御回路８は、その利得誤差補償回路７から発生された出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′と入力光電気信号レベルＰｉｎとのレベル比が、常に一定の比率Ｇとなるように励起光源４を制御するものである。なお、利得誤差補償回路７および利得一定制御回路８により制御手段を構成する。
【００１３】
次に動作について説明する。
図１において、入力された入力信号光の一部は光分岐器２ａによって分岐され、光レベル検出器３ａにより入力信号光強度が検出され、入力光電気信号レベルＰｉｎに変換される。励起光源４からの励起光は励起光源合波器５により入力信号光と共に希土類ドープファイバ１中に入力され、入力信号光は増幅される。増幅された出力信号光の一部は光分岐器２ｂによって分岐され、光レベル検出器３ｂにより出力信号光強度が検出され、出力光電気信号レベルＰｏｕｔに変換される。
次に、入力光電気信号レベルＰｉｎは利得一定制御回路８に入力され、出力光電気信号レベルＰｏｕｔは利得誤差補償回路７に入力される。利得誤差補償回路７に入力された出力光電気信号レベルＰｏｕｔは、希土類ドープファイバ１が均一な特性を持つとして設定された出力光電気信号レベルＰｏｕｔに含まれるＡＳＥ電気信号レベルＰａｓｅ＿ｈｏｍｏと、入力信号光ダイナミックレンジにおいて発生する希土類ドープファイバ１の不均一性に起因するＡＳＥ強度変化量に対応した電気信号レベルΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏとの和を減算した出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′＝Ｐｏｕｔ−（Ｐａｓｅ＿ｈｏｍｏ＋ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏ）として変換された後、利得一定制御回路８に入力される。
利得一定制御回路８に入力された入力光電気信号レベルＰｉｎおよび出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′がＰｏｕｔ′／Ｐｉｎ＝Ｇで、Ｇが一定のレベル比になるように励起光源４に帰還制御を掛けることで、入力信号光レベルに関わらず、常に一定の利得Ｇとして光増幅器を動作させることができる。
【００１４】
次に、ＡＳＥ電気信号レベルＰａｓｅ＿ｈｏｍｏおよび希土類ドープファイバ１の不均一性に起因するＡＳＥ強度変化量に対応した電気信号レベルΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏの設定方法について説明する。設定は以下の手順で行う。
（１）光増幅器の増幅帯域内で、希土類ドープファイバ１の不均一性に起因するＡＳＥ強度変化量が最も大きくなる波長において、出力信号光強度が出力ＡＳＥ強度よりも十分に大きなレベルとなるような最大信号光強度入力条件における利得Ｇを測定する。
（２）同波長において、出力信号光強度が出力ＡＳＥ強度と同程度、あるいは無視できないレベルとなるような最小信号光強度入力条件における利得Ｇ′を測定する。
（３）ここで、Ｇ−Ｇ′＝ΔＧとし、Ｇ≫ΔＧ且つＧ＝Ｇ′＋ΔＧとなるΔＧを求める。
この利得変化量ΔＧは、出力信号光に含まれるＡＳＥ強度（Ｐａｓｅ＿ｈｏｍｏ＋ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏ）を表しており、利得誤差補償回路７において、このΔＧを利得補償レベルとして設定し、利得誤差補償回路７に入力されたＰｏｕｔをＰｏｕｔ′＝Ｐｏｕｔ＋ΔＧとして出力補正レベルとして出力する。
なお、この利得補償レベルΔＧは、以上の設定手順によって定められた後、利得誤差補償回路７に定数として与えられ、入力信号光強度や入力信号光波長に拠らず常に一定の補償レベルとして設定される。
【００１５】
次に、この実施の形態１における発明の効果について説明する。
図２は波長−光出力強度特性を示す特性図であり、入力信号光強度を変化させた場合の光増幅器出力スペクトルの様子を利得一定制御における利得誤差補償がない場合（ａ）と、この実施の形態１による利得誤差補償を実施した場合（ｂ）とで比較したものである。ここで、図中、光増幅器の増幅帯域および光信号出力強度は任意の場合のものであり、発明の範囲を限定するものでは無い。
図から分かるように、この実施の形態１による利得誤差補償を実施することで、広い入力ダイナミックレンジにおける利得一定制御誤差を無視できる程度に小さくすることができている。また、不均一性に起因するＡＳＥ強度変化量ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏは本来波長によりその値が変る。すなわち、波長依存性がある。しかし、その波長依存性レベルは小さく、補償レベルの内訳において、通常、Ｐａｓｅ＿ｈｏｍｏ＞ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏといった大小関係が成り立っているため、誤差補償値設定波長以外での利得誤差も無視できる程度に小さくできる。
【００１６】
以上のように、この実施の形態１によれば、希土類ドープファイバ１における不均一性に起因するＡＳＥ強度変化量が最も大きくなる波長において利得補償レベル（Ｐａｓｅ＿ｈｏｍｏ＋ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏ）を設定し、且つ、それを定数として扱うことにより、広い入力ダイナミックレンジにおいて、光増幅器における簡便且つ高精度な利得一定制御を行うことができる。
【００１７】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による光増幅器を示す構成図であり、図において、前方励起型励起光源４ａおよび励起光源合波器５ａは、励起光を入力信号光と同じ方向に希土類ドープファイバ１中に入力するものであり、後方励起型励起光源４ｂおよび励起光源合波器５ｂは、励起光を入力信号光と逆方向に希土類ドープファイバ１中に入力するものである。なお、前方励起型励起光源４ａおよび励起光源合波器５ａ、後方励起型励起光源４ｂおよび励起光源合波器５ｂにより励起光出力手段を構成する。その他の構成については、図１と同一である。
【００１８】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、励起光源が入力信号光と同一方向に入力される前方励起型励起光源である場合について説明したが、励起光源が前方励起型励起光源４ａと共に入力信号光と逆方向に入力される後方励起型励起光源４ｂを併せて備え持つ双方向励起型励起光源を設けても良い。
図４は入力信号光強度−励起光源強度特性を示す特性図であり、この実施の形態２のように双方向励起型励起光源を用いる場合は、全出力光に含まれるＡＳＥの内、その殆どが希土類ドープファイバ１の入力端で発生したＡＳＥが増幅された成分となるように、前方励起光強度が後方励起光強度よりも充分に大きくなるように各励起光源を個別に利得一定制御回路８により制御する。
また、利得一定制御回路８は、前方励起光強度と後方励起光強度との強度比が、入力信号光強度の変化に応じたＡＳＥ強度変化量が最も小さくなる比率となるように制御する。このように制御することによって、入力信号光のダイナミックレンジをさらに広げることができる。
【００１９】
以上のように、この実施の形態２によれば、双方向励起型励起光源といった光増幅器方式においても、上記実施の形態１と同様な効果を奏することができる。
【００２０】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による光増幅器を示す構成図であり、図において、利得等化器９は、光分波器２ａ，２ｂ間に挿入されるものであり、希土類ドープファイバ１における増幅波長特性と逆特性の損失波長特性を有し、その希土類ドープファイバ１の増幅波長特性を平坦化するものである。その他の構成については、図１または図３と同一である。
【００２１】
次に動作について説明する。
希土類ドープファイバ１における増幅特性は、一般に波長特性を持つため、信号光波長毎の増幅利得が異なる。したがって、入力光電気信号レベルＰｉｎおよび出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′のレベル比が一定となるような利得一定制御を行った場合、入力信号光利得の平均利得がＰｏｕｔ′／Ｐｉｎ＝Ｇとなるように制御が行われるが、各波長の利得Ｇ（λ）は、信号光波長毎の増幅利得と平均利得の差をΔＧ（λ）とすると、Ｇ（λ）＝Ｇ＋ΔＧ（λ）となり、各信号光出力強度に偏差が発生することにより伝送品質を劣化させてしまう。また、光増幅器に入力する信号光波長配置により、ΔＧ（λ）が様々に変化してしまう。このため、ΔＧ（λ）の逆特性ΔＬ（λ）を損失として与えられる利得等化器９を挿入することで、全信号光波長における利得をＧ（λ）＝Ｇとほぼ一定にすることができる。
【００２２】
以上のように、この実施の形態３によれば、利得等化を行うことで、光増幅器の増幅帯域を大きく拡大することができ、上記実施の形態１と同様な効果を奏することができる。
【００２３】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による光増幅器を示す構成図であり、図において、補償レベル設定器１０は、利得補償レベルを任意に設定可能なものであり、減算器１１は、出力光電気信号レベルＰｏｕｔから補償レベル設定器１０により設定された利得補償レベルを減算し、出力電気信号補正レベルＰｏｕｔ′を発生するものである。その他の構成については、図１、図３または図５と同一である。
【００２４】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１から３において、利得誤差補償回路７における利得補償レベルを、入力信号光強度に依存しない電気的な定数として与えても良い。
図６において、光レベル検出器３ｂに入力された出力信号光強度は、出力光電気信号レベルＰｏｕｔに変換され、減算器１１に入力される。また、予め定数として設定された補償レベル設定器１０からの利得補償レベル（Ｐａｓｅ＿ｈｏｍｏ＋ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏ）も減算器１１に入力され、その減算器１１によって、Ｐｏｕｔ′＝Ｐｏｕｔ−（Ｐａｓｅ＿ｈｏｍｏ＋ΔＰａｓｅ＿ｉｎｈｏｍｏ）と出力電気信号補正レベルに変換され、利得一定制御回路８へ出力される。
したがって、減算器１１を例えば汎用的なオペアンプとすれば、補償レベル設定器１０は電気的な一定値として扱うことができるため、抵抗程度の分圧器といった簡便で安価な構成で達成することができる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態４によれば、利得補償レベルを電気的な一定値として設定することで、簡易且つ安価に上記実施の形態１と同様な効果を奏することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、入力光レベル検出手段により検出された入力光電気信号レベル、出力光レベル検出手段により検出された出力光電気信号レベル、予め設定されその検出された出力光電気信号レベルに含まれる自然放出光電気信号レベル、および予め設定され入力信号光条件の変化に応じた自然放出光強度変化量に対応した電気信号レベルに基づいて励起光出力手段を制御し、光増幅器を利得一定制御する制御手段を備えるように構成したので、光増幅器において利得一定制御する際に誤差要因となる自然放出光の影響を、希土類ドープファイバにおける不均一性に起因する自然放出光強度変化量をも含めて補償することができ、入力信号光条件、増幅器種類、および増幅器励起方式に関わらず高精度且つ簡易に利得一定制御を可能とする光増幅器が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による光増幅器を示す構成図である。
【図２】波長−光出力強度特性を示す特性図である。
【図３】この発明の実施の形態２による光増幅器を示す構成図である。
【図４】入力信号光強度−励起光源強度特性を示す特性図である。
【図５】この発明の実施の形態３による光増幅器を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４による光増幅器を示す構成図である。
【符号の説明】
１希土類ドープファイバ、２ａ光分波器（入力光レベル検出手段）、２ｂ光分波器（出力光レベル検出手段）、３ａ光レベル検出器（入力光レベル検出手段）、３ｂ光レベル検出器（出力光レベル検出手段）、４励起光源（励起光出力手段）、４ａ前方励起型励起光源（励起光出力手段）、４ｂ後方励起型励起光源（励起光出力手段）、５，５ａ，５ｂ励起光源合波器（励起光出力手段）、６アイソレータ、７利得誤差補償回路（制御手段）、８利得一定制御回路（制御手段）、９利得等化器、１０補償レベル設定器、１１減算器。

Claims

希土類ドープファイバに励起光を出力する励起光出力手段と、
上記希土類ドープファイバへの入力信号光の強度を検出し、入力光電気信号レベルに変換する入力光レベル検出手段と、
上記希土類ドープファイバからの出力信号光の強度を検出し、出力光電気信号レベルに変換する出力光レベル検出手段と、
上記入力光レベル検出手段により検出された入力光電気信号レベル、上記出力光レベル検出手段により検出された出力光電気信号レベル、予め設定されその検出された出力光電気信号レベルに含まれる自然放出光電気信号レベル、および予め設定され入力信号光条件の変化に応じた自然放出光強度変化量に対応した電気信号レベルに基づいて上記励起光出力手段を制御し、当該光増幅器を利得一定制御する制御手段とを備えた光増幅器。
制御手段は、
自然放出光電気信号レベルと自然放出光強度変化量に対応した電気信号レベルとの和を利得補償レベルとして予め設定し、出力光電気信号レベルからその利得補償レベルを減算した出力電気信号補正レベルを発生する利得誤差補償回路と、
上記利得誤差補償回路から発生された出力電気信号補正レベルと入力光電気信号レベルとのレベル比が、常に一定の比率となるように励起光出力手段を制御する利得一定制御回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
利得誤差補償回路は、
自然放出光強度変化量が最も大きくなる波長において利得補償レベルを設定することを特徴とする請求項２記載の光増幅器。
励起光出力手段は、
励起光源からの励起光が入力信号光と同じ方向に希土類ドープファイバに入力される前方励起型励起光源であることを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
励起光出力手段は、
励起光源からの励起光が入力信号光と同じ方向に希土類ドープファイバに入力される前方励起型励起光源と、
励起光源からの励起光が入力信号光と逆方向に上記希土類ドープファイバに入力される後方励起型励起光源とを備え、
利得一定制御回路は、
上記前方励起型励起光源の励起光強度と上記後方励起型励起光源の励起光強度とが常に、前方励起型励起光源の励起光強度＞後方励起型励起光源の励起光強度という関係になるように制御することを特徴とする請求項２記載の光増幅器。
利得一定制御回路は、
前方励起型励起光源の励起光強度と後方励起型励起光源の励起光強度との強度比が、入力信号光強度の変化に応じた自然放出光強度変化量が最も小さくなる比率となるように制御することを特徴とする請求項５記載の光増幅器。
入力光レベル検出手段と出力光レベル検出手段との間に挿入され、当該光増幅器における増幅波長特性と逆特性の損失波長特性を有する利得等化器を備えたことを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
利得誤差補償回路は、
利得補償レベルを任意に設定可能な補償レベル設定器と、
出力光電気信号レベルから上記補償レベル設定器により設定された利得補償レベルを減算し、出力電気信号補正レベルを発生する減算器とを備えたことを特徴とする請求項２記載の光増幅器。