JP2500621B2 - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JP2500621B2 JP2500621B2 JP16133193A JP16133193A JP2500621B2 JP 2500621 B2 JP2500621 B2 JP 2500621B2 JP 16133193 A JP16133193 A JP 16133193A JP 16133193 A JP16133193 A JP 16133193A JP 2500621 B2 JP2500621 B2 JP 2500621B2
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- Japan
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- optical
- optical fiber
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信や光情報処理に使
用される光増幅器に係わり、特にその利得を一定に制御
するようにした光増幅器に関する。
用される光増幅器に係わり、特にその利得を一定に制御
するようにした光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを使用した光ファイバ通信シ
ステムでは、光ファイバの持つ伝送損失によって信号光
の強度が伝送距離と共に減衰する。このため、現在実用
に供されている光ファイバ通信システムでは一定距離ご
とに中継装置を配置し、減衰した信号光を増幅するよう
になっている。従来の中継装置では信号光を電気信号に
一旦変換し、これを増幅した後に再び信号光に変換して
送り出すようになっている。このため、装置が大掛かり
となり、かつ高価になるという問題がある。
ステムでは、光ファイバの持つ伝送損失によって信号光
の強度が伝送距離と共に減衰する。このため、現在実用
に供されている光ファイバ通信システムでは一定距離ご
とに中継装置を配置し、減衰した信号光を増幅するよう
になっている。従来の中継装置では信号光を電気信号に
一旦変換し、これを増幅した後に再び信号光に変換して
送り出すようになっている。このため、装置が大掛かり
となり、かつ高価になるという問題がある。
【０００３】そこで、近年では希土類ドープファイバを
使用して信号光を直接増幅するようにした光増幅器が注
目されており、各種の研究が行われるようになってい
る。
使用して信号光を直接増幅するようにした光増幅器が注
目されており、各種の研究が行われるようになってい
る。
【０００４】図２は、例えば特開平２−３０８５８１号
公報によって提案されている光増幅器の構成を表わした
ものである。この光増幅器は、入力部１１から信号光１
２を入射し、第１の光分岐器１３1 および光結合器１４
を経て希土類ドープファイバ１５に導くようになってい
る。ここで光分岐器１３は光コネクタ１２を一部分岐し
て第１のモニタ用受光器１６1 に入射させ、信号光１２
のモニタを行わせるようになっている。光結合器１４は
励起光源１７に接続されており、ここから出力される励
起光１８を希土類ドープファイバ１５に注入させるため
に使用されている。励起光１８が注入されると、希土類
ドープファイバ１５内の希土類イオンが励起して誘導放
出が行われる。これにより信号光１２の直接増幅が行わ
れる。
公報によって提案されている光増幅器の構成を表わした
ものである。この光増幅器は、入力部１１から信号光１
２を入射し、第１の光分岐器１３1 および光結合器１４
を経て希土類ドープファイバ１５に導くようになってい
る。ここで光分岐器１３は光コネクタ１２を一部分岐し
て第１のモニタ用受光器１６1 に入射させ、信号光１２
のモニタを行わせるようになっている。光結合器１４は
励起光源１７に接続されており、ここから出力される励
起光１８を希土類ドープファイバ１５に注入させるため
に使用されている。励起光１８が注入されると、希土類
ドープファイバ１５内の希土類イオンが励起して誘導放
出が行われる。これにより信号光１２の直接増幅が行わ
れる。
【０００５】希土類ドープファイバ１５から出力される
増幅後の信号光２１は第２の光分岐器１３2 を介して出
力部２２に供給される。第２の光分岐器１３2 は信号光
２１を一部分岐して第２のモニタ用受光器１６2 に入射
させるためのものである。第２のモニタ用受光器１６2
は、第１のモニタ用受光器１６1 と共にこの光増幅器の
動作制御や動作の監視のために使用される。
増幅後の信号光２１は第２の光分岐器１３2 を介して出
力部２２に供給される。第２の光分岐器１３2 は信号光
２１を一部分岐して第２のモニタ用受光器１６2 に入射
させるためのものである。第２のモニタ用受光器１６2
は、第１のモニタ用受光器１６1 と共にこの光増幅器の
動作制御や動作の監視のために使用される。
【０００６】ところで、光増幅器が信号光１２の増幅を
行うための制御には、大別すると光出力一定制御と利得
一定制御が存在する。前者は信号光のレベルを一定に保
持する制御であり、後者は入力した信号光のレベルにか
かわらず利得を一定に保つようにした制御である。
行うための制御には、大別すると光出力一定制御と利得
一定制御が存在する。前者は信号光のレベルを一定に保
持する制御であり、後者は入力した信号光のレベルにか
かわらず利得を一定に保つようにした制御である。
【０００７】利得一定制御の場合には、光増幅器の入力
部１１側の第１の光分岐器１３1 と出力部２２側の第２
の光分岐器１３2 の双方によって入力信号光パワーと出
力信号光パワーを検出し、これらの比が一定になるよう
に励起光源１７から出力される励起光１８のパワーが制
御されるようになっている。
部１１側の第１の光分岐器１３1 と出力部２２側の第２
の光分岐器１３2 の双方によって入力信号光パワーと出
力信号光パワーを検出し、これらの比が一定になるよう
に励起光源１７から出力される励起光１８のパワーが制
御されるようになっている。
【０００８】また、特開平３−１００５２７号公報で
は、第１の光学系を用いて光ファイバに励起光と信号光
を入射し、光ファイバの下流側に第２の光学系を設け励
起光と信号光を分離するようにすると共に、第２の光学
系によって分離した励起光を受光器で受光し、これによ
って励起用の光源を制御するようにしている。
は、第１の光学系を用いて光ファイバに励起光と信号光
を入射し、光ファイバの下流側に第２の光学系を設け励
起光と信号光を分離するようにすると共に、第２の光学
系によって分離した励起光を受光器で受光し、これによ
って励起用の光源を制御するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
利得一定制御を行う場合でも入力信号光パワーが無信号
入力となる場合がある。例えば光ファイバ通信システム
の立ち上げ時のような所定の場合には、光増幅器が無信
号入力状態となる。このような場合には先の図２に示し
た提案では、第１および第２のモニタ用受光器１６1 、
１６2 にはモニタ用の光が入射せず、利得を一定に制御
しようとするフィードバック制御を行うことができな
い。そこで、従来の光増幅器では、無信号入力時には励
起光源１７をオフにするか、または予め決められたパワ
ーに設定するようになっていた。
利得一定制御を行う場合でも入力信号光パワーが無信号
入力となる場合がある。例えば光ファイバ通信システム
の立ち上げ時のような所定の場合には、光増幅器が無信
号入力状態となる。このような場合には先の図２に示し
た提案では、第１および第２のモニタ用受光器１６1 、
１６2 にはモニタ用の光が入射せず、利得を一定に制御
しようとするフィードバック制御を行うことができな
い。そこで、従来の光増幅器では、無信号入力時には励
起光源１７をオフにするか、または予め決められたパワ
ーに設定するようになっていた。
【００１０】ところが、励起光を一旦オフにすると、信
号光の入力が開始されて励起光源１７がオンになって
も、希土類ドープファイバ１５内の希土類イオンが励起
されて増幅動作が開始するまでに０．数ｍＳ程度の時間
を要してしまう。また、励起光パワーをある一定の値に
設定するような場合には、光増幅器の利得が定常値に落
ち着くまで同様に０．数ｍＳ程度の時間を要することに
なる。これは、信号光が無入力時に励起された希土類イ
オンのエネルギが、信号光の入力開始と同時に一気に開
放されるためであり、光増幅器の利得は信号光の入力開
始直後に最大となる。そして、この後は０．数ｍＳ程度
の時間をかけて徐々に定常値に落ち着くことになる。
号光の入力が開始されて励起光源１７がオンになって
も、希土類ドープファイバ１５内の希土類イオンが励起
されて増幅動作が開始するまでに０．数ｍＳ程度の時間
を要してしまう。また、励起光パワーをある一定の値に
設定するような場合には、光増幅器の利得が定常値に落
ち着くまで同様に０．数ｍＳ程度の時間を要することに
なる。これは、信号光が無入力時に励起された希土類イ
オンのエネルギが、信号光の入力開始と同時に一気に開
放されるためであり、光増幅器の利得は信号光の入力開
始直後に最大となる。そして、この後は０．数ｍＳ程度
の時間をかけて徐々に定常値に落ち着くことになる。
【００１１】このように、利得一定制御を行う従来の光
増幅器では前記したいずれの場合でも信号光が入力を開
始してから一定の期間で利得が一定せず、信号光を正常
に電送することができないといった問題があった。後に
示した特開平３−１００５２７についても同様な問題が
あった。
増幅器では前記したいずれの場合でも信号光が入力を開
始してから一定の期間で利得が一定せず、信号光を正常
に電送することができないといった問題があった。後に
示した特開平３−１００５２７についても同様な問題が
あった。
【００１２】そこで本発明の目的は、信号光の無入力状
態や信号光の入力開始時にも利得を一定に保ち正確に利
得一定制御を行うことのできる光増幅器を提供すること
にある。
態や信号光の入力開始時にも利得を一定に保ち正確に利
得一定制御を行うことのできる光増幅器を提供すること
にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、増幅媒体としての光ファイバと、この光ファイバを
励起して信号光の増幅作用を行わせる励起光を出力する
第１の光源と、前記した光ファイバによって増幅される
光と異なる波長の参照光を出力する第２の光源と、信号
光と励起光および参照光とを合成し前記した光ファイバ
に導く光合成手段と、前記した光ファイバの下流側に配
置され増幅後の信号光成分と参照光成分とを分離する光
分離手段と、この光分離手段によって分離された参照光
成分を検出する参照光受光手段とを光増幅器に具備させ
る。
は、増幅媒体としての光ファイバと、この光ファイバを
励起して信号光の増幅作用を行わせる励起光を出力する
第１の光源と、前記した光ファイバによって増幅される
光と異なる波長の参照光を出力する第２の光源と、信号
光と励起光および参照光とを合成し前記した光ファイバ
に導く光合成手段と、前記した光ファイバの下流側に配
置され増幅後の信号光成分と参照光成分とを分離する光
分離手段と、この光分離手段によって分離された参照光
成分を検出する参照光受光手段とを光増幅器に具備させ
る。
【００１４】すなわち請求項１記載の発明では、増幅媒
体としての光ファイバに信号光や励起光と共に所定の波
長の参照光を入射させ、増幅後にこの参照光成分を分離
し、信号光が入射しない状況においても検出した参照光
で利得制御ができるようにしている。
体としての光ファイバに信号光や励起光と共に所定の波
長の参照光を入射させ、増幅後にこの参照光成分を分離
し、信号光が入射しない状況においても検出した参照光
で利得制御ができるようにしている。
【００１５】請求項２記載の発明では、増幅媒体として
の光ファイバと、この光ファイバを励起して信号光の増
幅作用を行わせる励起光を出力する第１の光源と、前記
した光ファイバによって増幅される光と異なる波長の参
照光を出力する第２の光源と、信号光と励起光を合波す
る光分岐カプラと、この光分岐カプラの出力に参照光を
合波して前記した光ファイバに導く波長合成カプラと、
前記した光ファイバの下流側に配置され増幅後の信号光
成分と参照光成分とを分離する光分離手段と、この光分
離手段によって分離された参照光成分を検出する参照光
受光手段と、第２の光源から出力される参照光に対する
参照光受光手段の受光した参照光のレベルを一定に保た
せるように第１の光源から出力される励起光のレベルを
制御する第１の光源制御手段とを光増幅器に具備させ
る。
の光ファイバと、この光ファイバを励起して信号光の増
幅作用を行わせる励起光を出力する第１の光源と、前記
した光ファイバによって増幅される光と異なる波長の参
照光を出力する第２の光源と、信号光と励起光を合波す
る光分岐カプラと、この光分岐カプラの出力に参照光を
合波して前記した光ファイバに導く波長合成カプラと、
前記した光ファイバの下流側に配置され増幅後の信号光
成分と参照光成分とを分離する光分離手段と、この光分
離手段によって分離された参照光成分を検出する参照光
受光手段と、第２の光源から出力される参照光に対する
参照光受光手段の受光した参照光のレベルを一定に保た
せるように第１の光源から出力される励起光のレベルを
制御する第１の光源制御手段とを光増幅器に具備させ
る。
【００１６】すなわち請求項２記載の発明では、第１の
光源から出力される励起光と増幅の対象となる信号光を
光分岐カプラにそれぞれ入力して合波すると共に、この
出力と参照光とを波長合成カプラに入力してその出力を
前記した光ファイバに導くようにしている。そして、光
ファイバの下流側に光分離手段を配置して参照光成分を
分離して参照光受光手段でこれを検出し、この検出結果
を用いて第１の光源から出力される励起光のレベルを制
御するようにしている。
光源から出力される励起光と増幅の対象となる信号光を
光分岐カプラにそれぞれ入力して合波すると共に、この
出力と参照光とを波長合成カプラに入力してその出力を
前記した光ファイバに導くようにしている。そして、光
ファイバの下流側に光分離手段を配置して参照光成分を
分離して参照光受光手段でこれを検出し、この検出結果
を用いて第１の光源から出力される励起光のレベルを制
御するようにしている。
【００１７】請求項３記載の発明では、増幅媒体として
の光ファイバを希土類添加ファイバの一種としてのエル
ビウム添加ファイバで構成し、光分離手段を参照光のみ
を通過させるバンドパスフィルタによって構成したこと
を特徴としている。
の光ファイバを希土類添加ファイバの一種としてのエル
ビウム添加ファイバで構成し、光分離手段を参照光のみ
を通過させるバンドパスフィルタによって構成したこと
を特徴としている。
【００１８】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明の一実施例における光増幅
器の構成を表わしたものである。図２と同一部分には同
一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。
本実施例の光増幅器はエルビウム添加ファイバ３１を増
幅媒体としての光ファイバとして使用している。光増幅
器の入力部１１からは１５５０μｍの波長の信号光１２
が入力され、第１の光分岐カプラ３２1 の一方の入力端
に入力される。第１の光分岐カプラ３２1 の他方の入力
端には半導体レーザ３３から１５４０μｍの参照光３５
が入力される。第１の光分岐カプラ３２1 は、これらを
合波し波長合成カプラ３６に供給する。
器の構成を表わしたものである。図２と同一部分には同
一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。
本実施例の光増幅器はエルビウム添加ファイバ３１を増
幅媒体としての光ファイバとして使用している。光増幅
器の入力部１１からは１５５０μｍの波長の信号光１２
が入力され、第１の光分岐カプラ３２1 の一方の入力端
に入力される。第１の光分岐カプラ３２1 の他方の入力
端には半導体レーザ３３から１５４０μｍの参照光３５
が入力される。第１の光分岐カプラ３２1 は、これらを
合波し波長合成カプラ３６に供給する。
【００２０】波長合成カプラ３６には、１．４８μｍ帯
の励起光３７を出力する半導体レーザ３８が励起光源と
して接続されている。波長合成カプラ３６の後段にはエ
ルビウム添加ファイバ３１が接続されており、励起光１
８の注入によって信号光１２の増幅が行われる。エルビ
ウム添加ファイバ３１の出力側とこの光増幅器の出力部
２２との間には、第２の光分岐カプラ３２2 が接続され
ており、出力される光の一部がバンドパスフィルタ３９
を介してホトダイオード４１に入射するようになってい
る。バンドパスフィルタ３９は、１．５５０μｍの波長
成分は通過させず、１．５４０μｍの波長成分のみを通
過させるようになっている。ホトダイオード４１の検出
出力は、レーザ駆動回路４２に入力され、半導体レーザ
３８の駆動制御が行われるようになっている。
の励起光３７を出力する半導体レーザ３８が励起光源と
して接続されている。波長合成カプラ３６の後段にはエ
ルビウム添加ファイバ３１が接続されており、励起光１
８の注入によって信号光１２の増幅が行われる。エルビ
ウム添加ファイバ３１の出力側とこの光増幅器の出力部
２２との間には、第２の光分岐カプラ３２2 が接続され
ており、出力される光の一部がバンドパスフィルタ３９
を介してホトダイオード４１に入射するようになってい
る。バンドパスフィルタ３９は、１．５５０μｍの波長
成分は通過させず、１．５４０μｍの波長成分のみを通
過させるようになっている。ホトダイオード４１の検出
出力は、レーザ駆動回路４２に入力され、半導体レーザ
３８の駆動制御が行われるようになっている。
【００２１】本実施例の光増幅器では、エルビウム添加
ファイバ３１に信号光１２と参照光３５および励起光３
７が導かれる。この結果、エルビウム添加ファイバ３１
の出力端からは増幅された１．５５０μｍの信号光と
１．５４０μｍの参照光が出力される。これらの一部
は、第２の光分岐カプラ３２2 によって分岐され、１．
５４０μｍの参照光のみがバンドパスフィルタ３９を通
過してホトダイオード４１で検出される。したがって、
レーザ駆動回路４２が１．５４０μｍの参照光の出力が
一定になるように半導体レーザ３８の駆動制御を行うよ
うにすれば、１．５５０μｍの信号光の有無に係わら
ず、光増幅器の利得を一定に保つように制御することが
できる。
ファイバ３１に信号光１２と参照光３５および励起光３
７が導かれる。この結果、エルビウム添加ファイバ３１
の出力端からは増幅された１．５５０μｍの信号光と
１．５４０μｍの参照光が出力される。これらの一部
は、第２の光分岐カプラ３２2 によって分岐され、１．
５４０μｍの参照光のみがバンドパスフィルタ３９を通
過してホトダイオード４１で検出される。したがって、
レーザ駆動回路４２が１．５４０μｍの参照光の出力が
一定になるように半導体レーザ３８の駆動制御を行うよ
うにすれば、１．５５０μｍの信号光の有無に係わら
ず、光増幅器の利得を一定に保つように制御することが
できる。
【００２２】なお、実施例ではエルビウム添加ファイバ
３１の直後に第２の光分岐カプラ３２2 を配置し、この
後にバンドパスフィルタ３９を配置したが、エルビウム
添加ファイバ３１と第２の光分岐カプラ３２2 の間にバ
ンドパスフィルタ３９を配置することも理論的に可能で
ある。この場合には、光増幅器の出力部２２から出力さ
れる信号に参照光の光成分が混在していないという利点
がある。
３１の直後に第２の光分岐カプラ３２2 を配置し、この
後にバンドパスフィルタ３９を配置したが、エルビウム
添加ファイバ３１と第２の光分岐カプラ３２2 の間にバ
ンドパスフィルタ３９を配置することも理論的に可能で
ある。この場合には、光増幅器の出力部２２から出力さ
れる信号に参照光の光成分が混在していないという利点
がある。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
増幅器に本来入力される信号光と共に、これとは別の波
長の光としての参照光を光増幅器に入力するようにした
ので、増幅用の光ファイバから出力される参照光を検出
することにより信号光の有無に係わらずこの光増幅器の
利得の制御が可能になる。すなわち、信号光が無入力の
状態で信号光の入力開始状態となった際にも、光増幅器
に安定な増幅動作を行わせることができるという効果が
ある。
増幅器に本来入力される信号光と共に、これとは別の波
長の光としての参照光を光増幅器に入力するようにした
ので、増幅用の光ファイバから出力される参照光を検出
することにより信号光の有無に係わらずこの光増幅器の
利得の制御が可能になる。すなわち、信号光が無入力の
状態で信号光の入力開始状態となった際にも、光増幅器
に安定な増幅動作を行わせることができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における光増幅器の構成を表
わした概略構成図である。
わした概略構成図である。
【図２】従来提案された光増幅器の構成を表わした概略
構成図である。
構成図である。
１１ 入力部 １２ 信号光 ２２ 出力部 ３１ エルビウム添加ファイバ ３２1 第１の光分岐カプラ ３２2 第２の光分岐カプラ ３３ （１．５５０μｍの）半導体レーザ ３６ 波長合成カプラ ３８ （１．４８μｍ帯の）半導体レーザ ３９ バンドパスフィルタ ４１ ホトダイオード ４２ レーザ駆動回路
Claims (3)
- 【請求項１】 増幅媒体としての光ファイバと、 この光ファイバを励起して信号光の増幅作用を行わせる
励起光を出力する第１の光源と、 前記光ファイバによって増幅される光と異なる波長の参
照光を出力する第２の光源と、 前記信号光と励起光および参照光とを合成し前記光ファ
イバに導く光合成手段と、 前記光ファイバの下流側に配置され増幅後の信号光成分
と前記参照光成分とを分離する光分離手段と、 この光分離手段によって分離された参照光成分を検出す
る参照光受光手段とを具備することを特徴とする光増幅
器。 - 【請求項２】 増幅媒体としての光ファイバと、 この光ファイバを励起して信号光の増幅作用を行わせる
励起光を出力する第１の光源と、 前記光ファイバによって増幅される光と異なる波長の参
照光を出力する第２の光源と、 前記信号光と励起光を合波する光分岐カプラと、 この光分岐カプラの出力に前記参照光を合波して前記光
ファイバに導く波長合成カプラと、 前記光ファイバの下流側に配置され増幅後の信号光成分
と前記参照光成分とを分離する光分離手段と、 この光分離手段によって分離された参照光成分を検出す
る参照光受光手段と、前記第２の光源から出力される参
照光に対する参照光受光手段の受光した参照光のレベル
を一定に保たせるように前記第１の光源から出力される
励起光のレベルを制御する第１の光源制御手段とを具備
することを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】 前記増幅媒体としての光ファイバはエル
ビウム添加ファイバであり、前記光分離手段は前記参照
光のみを通過させるバンドパスフィルタによって構成さ
れていることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16133193A JP2500621B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16133193A JP2500621B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722687A JPH0722687A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2500621B2 true JP2500621B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=15733058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16133193A Expired - Lifetime JP2500621B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500621B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3065980B2 (ja) * | 1998-01-07 | 2000-07-17 | 日本電気株式会社 | 光増幅器 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16133193A patent/JP2500621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722687A (ja) | 1995-01-24 |
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