JP2005158905A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本光ファイバ増幅器では、EDF51の両端に光コネクタ52A,52Bを設けてモジュール化されたEDFモジュールが本体部1に対して着脱自由に接続され、そのEDFモジュール5における損失が計測用光源31で発生する計測光Lmを用いて計測される。そして、その計測された損失に応じて、EDF51の増幅波長帯域内における波長に対する利得のばらつきを最小にすることが可能な最適励起光パワーが自動的に判断され、該最適励起光パワーを基準にしてALCまたはAGCが行われる。
【選択図】図1
Description
さらに、前記希土類ドープファイバモジュールは、前記本体部との接続を検出する複数の端子を有し、前記複数の端子の接触位置により判別される前記希土類ドープファイバ長により前記計測光の損失の閾値が求められるようにすることも可能である。
加えて、監視制御信号光を送信するための光源を損失計測用の光源として利用することにより、通常の運用時には使用されない損失計測用の光源を別途設ける必要がなくなるため、より低コストの光ファイバ増幅器を実現することが可能になる。
図1は、本発明の第1実施形態による光ファイバ増幅器の構成を示すブロック図である。
本体部1は、例えば、励起光LpをEDFモジュール5に供給する励起光供給手段としての励起光源11、駆動制御回路12および光カプラ13と、EDFモジュール5に対して入出力される信号光Lsのパワーを測定する信号光パワー測定手段としての光カプラ21A,21B、モニタPD22A,22B、IV変換回路23A,23BおよびAD変換回路24A,24Bと、計測光LmをEDFモジュール5に与えてEDFモジュール5における損失を計測する損失計測手段としての計測用光源31、駆動制御回路32および光カプラ33と、計測光Lmの入出力パワーを基にEDFモジュール5における損失を演算し、その演算結果に応じてEDFモジュール5に対する励起光Lpの供給パワーを最適化すると共に、信号光Lsの入出力パワーのモニタ結果に基づいて出力一定制御(ALC)または利得一定制御(AGC)を行う励起光制御手段としての演算処理回路41および記憶回路(EEPROM)42と、を有する。計測光Lmの波長については後述する。また、EDFモジュール5は、例えば、エルビウムを光ファイバのコア部分にドープしたエルビウムドープファイバ(EDF)51と、そのEDF51の両端にそれぞれ設けられた光コネクタ52A,52Bとを有する。
本光ファイバ増幅器では、要求される利得等の特性に応じて、その利得等を実現するのに最適な長さ等の設計パラメータを有するEDFモジュール5が本体部1に接続される。また、要求される利得等に変更が生じた場合には、EDFモジュール5だけを最適なものに交換し、本体部1の構成は要求される利得等にかかわらず共通のものとされる。本体部1に対して新規にEDFモジュール5が接続されるときや、EDFモジュール5の交換が行われるときには、接続後のEDFモジュール5の設計パラメータが自動的に認識され、その認識結果に基づいて、波長に対する利得のばらつきが最も小さくなるように、EDFモジュール5に対する励起光Lpの供給パワーが最適化される。具体的に、ここでは信号光Lsおよび励起光Lpとは異なる計測光Lmを利用してEDFモジュール5で生じる損失の計測を行うことによりEDF51の長さが間接的に認識され、その結果を基に本体部1に実際に接続されたEDF51に対する最適励起光パワーが判断される。
計測光源31より出力される計測光Lmのパワーは、モニタPD22Bによりモジュール通過後の計測光Lmが検出され、EDFモジュール5の利得特性に影響を与えない強度に定められる。
本光ファイバ増幅器に対して要求される利得等に変更が生じた場合、まず、図4のステップ101(図中S101で示し、以下同様とする)において、それまで本体部1に接続されていたEDFモジュール5の取り外しが行われる。ステップ102では、EDFモジュール5が外れたか否かが検出される。なお、このステップ102における検出動作は、後述する第2実施形態で具体例を示して説明するが、EDFモジュール5に設けたGND端子を利用して、EDFモジュール5の接続状態が判断されるものとする。EDFモジュール5の外れが検出されると、ステップ103で励起光源11による励起光Lpの供給をシャットダウンさせる制御信号が演算処理回路41から駆動制御回路12に出力され、駆動制御回路12では、演算処理回路41からの制御信号がDA変換されて励起光源11に対する駆動電流の供給が停止される。
図5は、第2実施形態の光ファイバ増幅器の要部構成を示す図である。
図5において、本光ファイバ増幅器に適用されるEDFモジュール5は、上述した第1実施形態の構成について、本体部1への接続状態およびその種別を自動的に検出可能にする複数(ここでは、例えば最大で5本とする)のGND端子53を設けたものである。また、このGND端子53に対応させて、本体部1には電気コネクタ17が設けられる。なお、EDFモジュール5のGND端子53以外の構成および本体部1の電気コネクタ17以外の構成は、第1実施形態の場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。
図6の(A−1)〜(A−3)は、種別の検出に用いられる3本のGND端子53のうちの1箇所だけにGND端子53を配置し、そのGND端子53の位置によってEDFモジュール5の種別を検出できるようにした一例である。また、図6の(B−1)〜(B−3)は、種別の検出に用いられる3本のGND端子53のうちのすべて若しくは2箇所にGND端子53を配置し、それらGND端子53の組み合わせの配置によってEDFモジュール5の種別を検出できるようにした一例である。
上記のような構成の光ファイバ増幅器では、例えば、前述の図4に示したEDFモジュール5の交換時のシーケンスにおいて、ステップ102やステップ105で実行される処理として、両端の2本のGND端子53が電気コネクタ17に接続されたことを本体部1側で確認することによって、EDFモジュール5が正常に実装されたことが検出される。なお、両端の2本のGND端子53の接続が確認できない場合には、異常状態として励起光Lpの供給が開始されないようにする。また、EDFモジュール5の接続状態の検出と同時に、両端の2本のGND端子の間に設けられたGND端子53の配置に応じて、本体部1に接続されたEDFモジュール5の種別が検出される。この種別の検出によってEDFモジュール5内に設けられたEDF51の長さ等の設計の基準値が演算処理回路41で認識される。このEDFモジュール5の種別検出に応じて前述の損失計測時に損失値が妥当であるかの閾値を変化させることにより、EDFモジュール5の接続が適切であるかの判断をより正確にすることができる。さらに、第1実施形態の場合と同様にして計測光Lmを用いた損失の検出によって、製造誤差等による設計基準値からのずれの補正が行われるようになる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図7において、本光ファイバ増幅器の構成が上述の図1に示した第1実施形態の場合と異なる部分は、監視制御信号光Loscを生成して増幅後の信号光Lsに合波して出力するOSC用光源61、駆動制御回路62および光カプラ63を追加すると共に、そのOSC用光源61および駆動制御回路62を第1実施形態における測定光用光源31および駆動制御回路32として利用するために光スイッチ64を設けた部分である。上記以外の他の部分の構成は、第1実施形態の場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。
本光ファイバ増幅器では、EDFモジュール5の交換を行う直前まで、図8のステップ201に示すように、OSC用光源61において監視制御信号光Loscが生成され、その監視制御信号光Loscが、光スイッチ64を介して光カプラ63に送られ、光カプラ63で増幅後の信号光Lsと合波されて、出力ポートOUTから下流の装置に向けて送出される。そして、EDFモジュール5の交換を行う際には、まず、ステップ202において、それまで本体部1に接続されていたEDFモジュール5の取り外しが行われる。ステップ203では、EDFモジュール5が外れたか否かが検出される。EDFモジュール5の外れが検出されると、ステップ204で励起光源11による励起光Lpの供給がシャットダウンされる。この際、OSC用光源61はそのままの駆動状態に維持される。
上述した第1〜第3実施形態では、本体部1に接続されるEDFモジュール5の種別に対応させて励起光Lpの供給パワーを最適化することにより、波長に対する利得のばらつきが抑えられるようにして、利得のばらつきを平坦化するための利得等化器等を特に設けない構成例を示した。第4実施形態では、上記利得のばらつきをより平坦化させるために利得等化器を設けるようにした場合の応用例について説明する。
図9に示すEDFモジュール5は、例えば、入力側の光コネクタ52Aが一端に接続されたEDF51の他端と、出力側の光コネクタ52Bとの間に、光アイソレータ54および利得等化器(GEQ)55を順に接続して構成される。光アイソレータ54は、EDF51の他端から利得等化器55の方向に伝搬する光を通過させ、それとは逆方向に伝搬する光の通過を阻止する。この光アイソレータ54は、利得等化器55において反射された信号光Ls等が前段側に伝達されないようにするためのものである。なお、上記の光アイソレータ54を設けたことにより、ここでは図示しないが本体部1の構成が前方励起型に変更されているものとする。
前記励起光供給手段、前記信号光パワー測定手段および前記励起光制御手段を有する本体部に対して、前記希土類ドープファイバを着脱自由に接続することが可能な希土類ドープファイバモジュールと、
前記希土類ドープファイバの損失波長特性に応じて予め設定した波長帯域内の計測光を発生し、前記本体部に接続された希土類ドープファイバモジュールに対して前記計測光を与え、前記希土類ドープファイバモジュールを通過した計測光のパワーを検出し、該検出結果を基に前記希土類ドープファイバモジュールで生じる損失を計測する損失計測手段と、を備えて構成され、
前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失に従って、前記希土類ドープファイバにおける増幅波長帯域内の利得のばらつきが最も小さくなる最適励起光パワーを判断し、該最適励起光パワーを基準として前記励起光供給手段の動作を制御することを特徴とする光ファイバ増幅器。
前記計測光の波長は、1570nm〜1590nmの波長帯域内に設定されることを特徴とする付記1に記載の光ファイバ増幅器。
前記本体部は、前記希土類ドープファイバモジュールの各光コネクタに対応したアダプタを有することを特徴とする付記1または2に記載の光ファイバ増幅器。
前記励起光制御手段は、前記端子の接触状態に基づいて前記希土類ドープファイバモジュールが接続されているか否かを検出することを特徴とする付記1〜7のいずれか1つに記載の光ファイバ増幅器。
前記損失計測手段は、前記希土類ドープファイバモジュールの損失計測時に、前記監視制御信号光送信手段で生成される光を前記計測光として用いることを特徴とする付記1〜9のいずれか1つに記載の光ファイバ増幅器。
5…EDFモジュール
11…励起光源
12,32,62…駆動制御回路
13,21A,21B,33,63…光カプラ
15,54…光アイソレータ
16A,16B…アダプタ
22A,22B…モニタPD
23A,23B…IV変換回路
24A,24B…AD変換回路
31…計測用光源
41…演算処理回路
42…記憶回路
51…エルビウムドープファイバ(EDF)
52A,52B…光コネクタ
53…GND端子
55…利得等化器(GEQ)
61…OSC用光源
64…光カプラ
Claims (4)
- 希土類ドープファイバと、該希土類ドープファイバに励起光を供給する励起光供給手段と、前記希土類ドープファイバに対して入出力される信号光のパワーを測定する信号光パワー測定手段と、該信号光パワー測定手段の測定結果に基づいて、前記励起光供給手段から前記希土類ドープファイバに供給される励起光のパワーを制御する励起光制御手段と、を備えた光ファイバ増幅器において、
前記励起光供給手段、前記信号光パワー測定手段および前記励起光制御手段を有する本体部に対して、前記希土類ドープファイバを着脱自由に接続することが可能な希土類ドープファイバモジュールと、
前記希土類ドープファイバの損失波長特性に応じて予め設定した波長帯域内の計測光を発生し、前記本体部に接続された希土類ドープファイバモジュールに対して前記計測光を与え、前記希土類ドープファイバモジュールを通過した計測光のパワーを検出し、該検出結果を基に前記希土類ドープファイバモジュールで生じる損失を計測する損失計測手段と、を備えて構成され、
前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失に基づき得られる最適励起光パワーを基準として前記励起光供給手段の動作を制御することを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 前記励起光制御手段は、前記損失計測手段で計測される希土類ドープファイバモジュールの損失が予め設定した閾値よりも大きいとき、前記励起光供給手段をシャットダウン制御することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ増幅器。
- 前記希土類ドープファイバモジュールは、前記本体部との接続を検出する複数の端子を有し、前記複数の端子の接触位置により判別される前記希土類ドープファイバ長により前記計測光の損失の閾値が求められることを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ増幅器。
- 信号光とは波長の異なる監視制御信号光を生成し、該監視制御信号光を増幅後の信号光に合波して出力する監視制御信号光送信手段を備え、
前記損失計測手段は、前記希土類ドープファイバモジュールの損失計測時に、前記監視制御信号光送信手段で生成される光を前記計測光として用いることを特徴とする請求項1乃至3に記載の光ファイバ増幅器。
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