JP2724282B2 - 光増幅器パラメータ決定装置および方法 - Google Patents
光増幅器パラメータ決定装置および方法Info
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- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/073—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an out-of-service signal
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
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- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、光増幅器の
試験に関する。特に、本発明は、さまざまな動作条件下
における光増幅器のノイズ特性の測定に関する。
試験に関する。特に、本発明は、さまざまな動作条件下
における光増幅器のノイズ特性の測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】光増幅器の性能を特徴づける主なパラメ
ータは、利得、出力パワーおよびノイズ指数である。増
幅器の利得および出力パワーは比較的測定が容易であ
る。しかし、ノイズ指数の正確な決定はより困難であ
リ、特に、飽和動作の場合には困難であるが、これは実
用的には非常に重要な場合である。増幅自然放出（ＡＳ
Ｅ）スペクトル密度を大入力信号が存在するときに信号
波長で測定する場合に問題が生じる。例えばエルビウム
ドープファイバ増幅器のノイズ指数を測定する一般的な
技術は、信号付近のＡＳＥレベルに曲線をフィットさ
せ、その曲線をがいそうして信号波長におけるＡＳＥノ
イズ指数を求めるというものである。この技術の主要な
問題点は、ＡＳＥスペクトルは、信号源の側波帯によっ
て、および、強い信号が存在する場合の光スペクトル分
析器応答によって、歪められることである。
ータは、利得、出力パワーおよびノイズ指数である。増
幅器の利得および出力パワーは比較的測定が容易であ
る。しかし、ノイズ指数の正確な決定はより困難であ
リ、特に、飽和動作の場合には困難であるが、これは実
用的には非常に重要な場合である。増幅自然放出（ＡＳ
Ｅ）スペクトル密度を大入力信号が存在するときに信号
波長で測定する場合に問題が生じる。例えばエルビウム
ドープファイバ増幅器のノイズ指数を測定する一般的な
技術は、信号付近のＡＳＥレベルに曲線をフィットさ
せ、その曲線をがいそうして信号波長におけるＡＳＥノ
イズ指数を求めるというものである。この技術の主要な
問題点は、ＡＳＥスペクトルは、信号源の側波帯によっ
て、および、強い信号が存在する場合の光スペクトル分
析器応答によって、歪められることである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さまざまな動作条件下
における光増幅器のノイズ指数をより正確に測定する方
法および装置を実現することが本発明の目的である。
における光増幅器のノイズ指数をより正確に測定する方
法および装置を実現することが本発明の目的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的は、ノイズから
の信号を制御可能に分離するために信号およびノイズの
偏光性を使用することによって達成される。光ファイバ
増幅器において、発生される増幅自然放出ノイズは偏光
していないが、入力信号は一方向に偏光している。光増
幅器の出力に偏光器を置き、その偏光器を増幅信号の偏
光状態と直交する偏光状態に設定することによって、増
幅自然放出ノイズが取得され、増幅信号による付随する
歪みなしに測定される。増幅自然放出および光増幅器の
利得に対して取得された値を使用して、ノイズ指数（Ｎ
Ｆ）が計算される。一実施例では、偏光器を制御する偏
光制御器が、光増幅器と光スペクトル分析器の間に置か
れる。偏光器によって増幅信号を交互に通過および遮断
することによって、または、偏光器を光路に交互に出し
入れすることによって、増幅信号がない場合の増幅自然
放出の順次測定値、および、増幅信号がある場合の増幅
自然放出の順次測定値が得られる。後者の測定値は、光
増幅器の利得を取得するために使用される。もう１つの
実施例では、光増幅器からの信号を２つに分割するため
に３ｄＢカプラのようなスプリッタを使用し、分割した
信号の一方を、増幅信号の偏光に直交するように設定さ
れた偏光器へ送り、分割した信号の他方を直接検出器へ
送ることによって、増幅信号がない場合の増幅自然放出
の同時測定値、および、増幅信号がある場合の増幅自然
放出の同時測定値が得られる。後者の測定値は、光増幅
器の利得を取得するために使用される。
の信号を制御可能に分離するために信号およびノイズの
偏光性を使用することによって達成される。光ファイバ
増幅器において、発生される増幅自然放出ノイズは偏光
していないが、入力信号は一方向に偏光している。光増
幅器の出力に偏光器を置き、その偏光器を増幅信号の偏
光状態と直交する偏光状態に設定することによって、増
幅自然放出ノイズが取得され、増幅信号による付随する
歪みなしに測定される。増幅自然放出および光増幅器の
利得に対して取得された値を使用して、ノイズ指数（Ｎ
Ｆ）が計算される。一実施例では、偏光器を制御する偏
光制御器が、光増幅器と光スペクトル分析器の間に置か
れる。偏光器によって増幅信号を交互に通過および遮断
することによって、または、偏光器を光路に交互に出し
入れすることによって、増幅信号がない場合の増幅自然
放出の順次測定値、および、増幅信号がある場合の増幅
自然放出の順次測定値が得られる。後者の測定値は、光
増幅器の利得を取得するために使用される。もう１つの
実施例では、光増幅器からの信号を２つに分割するため
に３ｄＢカプラのようなスプリッタを使用し、分割した
信号の一方を、増幅信号の偏光に直交するように設定さ
れた偏光器へ送り、分割した信号の他方を直接検出器へ
送ることによって、増幅信号がない場合の増幅自然放出
の同時測定値、および、増幅信号がある場合の増幅自然
放出の同時測定値が得られる。後者の測定値は、光増幅
器の利得を取得するために使用される。
【０００５】
【実施例】エルビウムドープファイバ増幅器は現在の光
波システムにおける非常に注目すべき要素である。その
注目すべき特徴には、高効率、高出力パワー、偏光非依
存性および３ｄＢ量子限界付近のノイズ指数での動作可
能性がある。エルビウムドープファイバ増幅器のノイズ
特性に関するほとんどの現在の研究は、前置増幅器に応
用可能な小信号領域でのふるまいに集中している。この
場合、ノイズが低いことが非常に重要である。しかし、
エルビウムドープファイバ増幅器のもう１つの主要な応
用は、長距離伝送のためのインライン増幅器としてのも
のである。この場合、低ノイズおよび高出力パワーの両
方が要求される。この増幅器は、適度の飽和条件下で動
作する。エルビウムドープファイバ増幅器の最終的な応
用はパワー増幅器としてのものであり、この場合、出力
パワーが主に重要であるが、低ノイズもまた所望される
特性である。
波システムにおける非常に注目すべき要素である。その
注目すべき特徴には、高効率、高出力パワー、偏光非依
存性および３ｄＢ量子限界付近のノイズ指数での動作可
能性がある。エルビウムドープファイバ増幅器のノイズ
特性に関するほとんどの現在の研究は、前置増幅器に応
用可能な小信号領域でのふるまいに集中している。この
場合、ノイズが低いことが非常に重要である。しかし、
エルビウムドープファイバ増幅器のもう１つの主要な応
用は、長距離伝送のためのインライン増幅器としてのも
のである。この場合、低ノイズおよび高出力パワーの両
方が要求される。この増幅器は、適度の飽和条件下で動
作する。エルビウムドープファイバ増幅器の最終的な応
用はパワー増幅器としてのものであり、この場合、出力
パワーが主に重要であるが、低ノイズもまた所望される
特性である。
【０００６】上記のように、ノイズ指数は決定が困難な
パラメータであり、特に、増幅自然放出（ＡＳＥ）ノイ
ズレベルを大入力信号の存在下で測定する場合に困難で
ある。本発明は、偏光消去によってこの問題を克服する
方法および装置を開示するものである。
パラメータであり、特に、増幅自然放出（ＡＳＥ）ノイ
ズレベルを大入力信号の存在下で測定する場合に困難で
ある。本発明は、偏光消去によってこの問題を克服する
方法および装置を開示するものである。
【０００７】本発明は、光増幅器によって生成される増
幅自然放出ノイズはランダムに偏光しているが、増幅信
号は一方向に偏光しているということに基づく。従っ
て、光増幅器の出力に偏光器を置き、偏光器の偏光状態
を増幅信号の偏光状態に直交するように設定することに
よって、増幅信号による歪みのないＡＳＥが取得され測
定される。ＮＦは、光増幅器のこの測定値および利得を
使用して正確に決定される。
幅自然放出ノイズはランダムに偏光しているが、増幅信
号は一方向に偏光しているということに基づく。従っ
て、光増幅器の出力に偏光器を置き、偏光器の偏光状態
を増幅信号の偏光状態に直交するように設定することに
よって、増幅信号による歪みのないＡＳＥが取得され測
定される。ＮＦは、光増幅器のこの測定値および利得を
使用して正確に決定される。
【０００８】図１に、偏光消去を使用して光ファイバ増
幅器のノイズ指数を取得する装置を示す。光増幅器の利
得帯域幅内にある信号源（例えばレーザダイオードによ
って発生される１．５５４μｍ）が、光アイソレータ２
０、１ｎｍ帯域フィルタ２２、減衰器２４、９０％：１
０％溶融ファイバカプラ２６および第２アイソレータ２
８を通過する。入力信号は、その値を決定するためにヒ
ューレット・パッカード（ＨＰ）８１５３Ａ光波マルチ
メータに接続されたパワー検出器３０によって、溶融フ
ァイバカプラ２６の１０％ポートで監視される。ポンピ
ングパワー源（例えば、Ｔｉ：サファイアレーザによっ
て発生された９８０ｎｍ信号）が９０％：１０％溶融フ
ァイバカプラ３２の９０％ポートに接続され、ＨＰ８１
５３Ａ光波マルチメータに接続されたパワー検出器３４
によって１０％ポートで測定される。カプラ３２からの
ポンピング信号および第２アイソレータ２８からの入力
信号は、ＪＤＳフィテル波長分割マルチプレクサ（ＷＤ
Ｍ）３６を使用して結合される。ＷＤＭ３６からの結合
信号は、エルビウムドープ光ファイバ増幅器３８に接続
される。エルビウムドープ光増幅器の出力において、伝
送されるポンピングパワーがＪＤＳフィテルＷＤＭ４０
によって信号から分離される。ポンピングパワーは、Ｈ
Ｐ８１５３Ａに接続されたパワー検出器４２によって測
定される。
幅器のノイズ指数を取得する装置を示す。光増幅器の利
得帯域幅内にある信号源（例えばレーザダイオードによ
って発生される１．５５４μｍ）が、光アイソレータ２
０、１ｎｍ帯域フィルタ２２、減衰器２４、９０％：１
０％溶融ファイバカプラ２６および第２アイソレータ２
８を通過する。入力信号は、その値を決定するためにヒ
ューレット・パッカード（ＨＰ）８１５３Ａ光波マルチ
メータに接続されたパワー検出器３０によって、溶融フ
ァイバカプラ２６の１０％ポートで監視される。ポンピ
ングパワー源（例えば、Ｔｉ：サファイアレーザによっ
て発生された９８０ｎｍ信号）が９０％：１０％溶融フ
ァイバカプラ３２の９０％ポートに接続され、ＨＰ８１
５３Ａ光波マルチメータに接続されたパワー検出器３４
によって１０％ポートで測定される。カプラ３２からの
ポンピング信号および第２アイソレータ２８からの入力
信号は、ＪＤＳフィテル波長分割マルチプレクサ（ＷＤ
Ｍ）３６を使用して結合される。ＷＤＭ３６からの結合
信号は、エルビウムドープ光ファイバ増幅器３８に接続
される。エルビウムドープ光増幅器の出力において、伝
送されるポンピングパワーがＪＤＳフィテルＷＤＭ４０
によって信号から分離される。ポンピングパワーは、Ｈ
Ｐ８１５３Ａに接続されたパワー検出器４２によって測
定される。
【０００９】エルビウムドープファイバ増幅器３８から
の増幅自然放出および増幅入力信号は、波長分割マルチ
プレクサ４０を通過し、光アイソレータ４４を通過す
る。フィルタリングされた増幅出力信号は、５０％：５
０％溶融ファイバカプラ４６によって２つの分離した信
号に分割される。これによって、小信号から飽和条件ま
でのさまざまな動作条件下で増幅信号パワーおよび増幅
自然放出パワーの両方の正確な決定が可能となる。３ｄ
Ｂカプラ４６からの一方の信号は１ｎｍ帯域フィルタ４
８を通過し、その後、９０％：１０％カプラ５０によっ
て分割される。帯域フィルタ４８は、信号波長を選択
し、ほとんどのＡＳＥパワーを排除するために使用され
る。増幅信号は、ＨＰ８１５３Ａメータに接続されたパ
ワー検出器５２によって９０％側で測定される。１０％
側の出力信号は、帯域フィルタ４８を通過したスペクト
ルを検査するために使用することができる。
の増幅自然放出および増幅入力信号は、波長分割マルチ
プレクサ４０を通過し、光アイソレータ４４を通過す
る。フィルタリングされた増幅出力信号は、５０％：５
０％溶融ファイバカプラ４６によって２つの分離した信
号に分割される。これによって、小信号から飽和条件ま
でのさまざまな動作条件下で増幅信号パワーおよび増幅
自然放出パワーの両方の正確な決定が可能となる。３ｄ
Ｂカプラ４６からの一方の信号は１ｎｍ帯域フィルタ４
８を通過し、その後、９０％：１０％カプラ５０によっ
て分割される。帯域フィルタ４８は、信号波長を選択
し、ほとんどのＡＳＥパワーを排除するために使用され
る。増幅信号は、ＨＰ８１５３Ａメータに接続されたパ
ワー検出器５２によって９０％側で測定される。１０％
側の出力信号は、帯域フィルタ４８を通過したスペクト
ルを検査するために使用することができる。
【００１０】３ｄＢカプラ４６の他方の信号は、偏光制
御器６０を通過し、偏光器５４を通過する。偏光制御器
６０は、増幅信号の直線偏光を保証するように調節され
る。偏光器５４は、増幅信号の偏光の状態に直交するよ
うに設定される。増幅信号が一方向（例えば直線）に偏
光している例では、偏光制御器は不要である。偏光器５
４は、増幅信号を約４０ｄＢ抑制し、ＡＳＥを約３ｄＢ
抑制する。これは、光源側波帯および増幅自然放出か
ら、ならびに、信号が強い場合に信号を分析するために
接続されることがある光スペクトル分析器から生じる増
幅自然放出スペクトルの測定の歪みを最小化する。偏光
器５４を通過した光はアドヴァンテストＱ８３８１光ス
ペクトル分析器５６によって検出される。信号波長にお
けるＡＳＥレベルは、光スペクトル分析器５６によって
記録されたスペクトルに多項式をフィットさせることに
よって決定することができる。飽和エルビウムドープフ
ァイバ増幅器の利得およびノイズ指数の測定は、減衰
器、光波検出器およびスペクトル分析器を、ＧＰＩＢイ
ンタフェースによって適当なプログラムを使用してコン
ピュータで制御することによって自動化することができ
る。
御器６０を通過し、偏光器５４を通過する。偏光制御器
６０は、増幅信号の直線偏光を保証するように調節され
る。偏光器５４は、増幅信号の偏光の状態に直交するよ
うに設定される。増幅信号が一方向（例えば直線）に偏
光している例では、偏光制御器は不要である。偏光器５
４は、増幅信号を約４０ｄＢ抑制し、ＡＳＥを約３ｄＢ
抑制する。これは、光源側波帯および増幅自然放出か
ら、ならびに、信号が強い場合に信号を分析するために
接続されることがある光スペクトル分析器から生じる増
幅自然放出スペクトルの測定の歪みを最小化する。偏光
器５４を通過した光はアドヴァンテストＱ８３８１光ス
ペクトル分析器５６によって検出される。信号波長にお
けるＡＳＥレベルは、光スペクトル分析器５６によって
記録されたスペクトルに多項式をフィットさせることに
よって決定することができる。飽和エルビウムドープフ
ァイバ増幅器の利得およびノイズ指数の測定は、減衰
器、光波検出器およびスペクトル分析器を、ＧＰＩＢイ
ンタフェースによって適当なプログラムを使用してコン
ピュータで制御することによって自動化することができ
る。
【００１１】増幅器の利得Ｇは、パワー検出器３０、５
２によって測定されたパワーから決定することができ
る。増幅器のノイズ指数（ＮＦ）は次式によって決定す
ることができる。 ＮＦ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ10（ＰASE／ｈνＧＢ） ただし、ＰASEは、与えられた帯域幅Ｂで測定されたＡ
ＳＥノイズレベル、ｈはプランク定数、νは光の周波
数、Ｇは増幅器の利得である。
２によって測定されたパワーから決定することができ
る。増幅器のノイズ指数（ＮＦ）は次式によって決定す
ることができる。 ＮＦ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ10（ＰASE／ｈνＧＢ） ただし、ＰASEは、与えられた帯域幅Ｂで測定されたＡ
ＳＥノイズレベル、ｈはプランク定数、νは光の周波
数、Ｇは増幅器の利得である。
【００１２】本発明を使用して、測定したノイズ指数の
信号パワー依存性が、増幅信号の抑制の関数として検査
された。その結果を、信号の０ｄＢ、５ｄＢ、１０ｄ
Ｂ、２０ｄＢおよび４０ｄＢ抑制に対して図２に示す。
図２から、２０ｄＢの信号抑制が、高度に飽和した条件
下でノイズ指数の正確な値を与えることがわかる。偏光
ドリフトは、この程度の抑制が長時間維持される程度に
小さい。従って、長時間の測定を実行する際に、偏光器
や偏光制御器を再調節する必要はない。
信号パワー依存性が、増幅信号の抑制の関数として検査
された。その結果を、信号の０ｄＢ、５ｄＢ、１０ｄ
Ｂ、２０ｄＢおよび４０ｄＢ抑制に対して図２に示す。
図２から、２０ｄＢの信号抑制が、高度に飽和した条件
下でノイズ指数の正確な値を与えることがわかる。偏光
ドリフトは、この程度の抑制が長時間維持される程度に
小さい。従って、長時間の測定を実行する際に、偏光器
や偏光制御器を再調節する必要はない。
【００１３】このように、本発明は、非飽和および飽和
の両方の状態における光ファイバ増幅器の利得およびノ
イズ指数を同時に、正確に決定するために自動化するこ
とができ、単純で、安価で、データの高速取得が可能な
ように容易に自動化することができる構成を開示するも
のである。
の両方の状態における光ファイバ増幅器の利得およびノ
イズ指数を同時に、正確に決定するために自動化するこ
とができ、単純で、安価で、データの高速取得が可能な
ように容易に自動化することができる構成を開示するも
のである。
【００１４】ＡＳＥ（信号あり）およびＡＳＥ（信号な
し）の同時測定を取得することが好ましくない場合に
は、３ｄＢカプラ４６を除去することができる。ＡＳＥ
ノイズレベルは、ＡＳＥスペクトル密度の決定のために
信号を最小化するように偏光制御器を調節し、続いて、
利得決定のために信号を通過させるように偏光器を９０
°回転させることによって測定される。
し）の同時測定を取得することが好ましくない場合に
は、３ｄＢカプラ４６を除去することができる。ＡＳＥ
ノイズレベルは、ＡＳＥスペクトル密度の決定のために
信号を最小化するように偏光制御器を調節し、続いて、
利得決定のために信号を通過させるように偏光器を９０
°回転させることによって測定される。
【００１５】本発明を使用して、小さい入力信号の場
合、信号側波帯はＡＳＥノイズレベルより十分低くな
り、ＡＳＥノイズレベルを測定する従来の曲線フィット
方法は比較的正確であることがわかる。しかし、入力信
号が増大すると、信号の側波帯はＡＳＥノイズレベルと
比較して小さくはない。そして、大きい入力信号では、
信号の側波帯をＡＳＥレベルから分離することが困難と
なり、この側波帯は信号波長付近でＡＳＥスペクトルの
形を歪ませ、その結果ノイズ指数の決定が不正確とな
る。本発明は、偏光消去によってこの歪みが除去される
ため、ノイズレベルのより正確な測定が実現される。
合、信号側波帯はＡＳＥノイズレベルより十分低くな
り、ＡＳＥノイズレベルを測定する従来の曲線フィット
方法は比較的正確であることがわかる。しかし、入力信
号が増大すると、信号の側波帯はＡＳＥノイズレベルと
比較して小さくはない。そして、大きい入力信号では、
信号の側波帯をＡＳＥレベルから分離することが困難と
なり、この側波帯は信号波長付近でＡＳＥスペクトルの
形を歪ませ、その結果ノイズ指数の決定が不正確とな
る。本発明は、偏光消去によってこの歪みが除去される
ため、ノイズレベルのより正確な測定が実現される。
【００１６】明らかに、本発明は、光ファイバ増幅器の
任意の程度の飽和にたいして、正確な動作パラメータ
（例えばノイズ指数）を取得するために、逆方向伝播ポ
ンピングおよび双方向ポンピングの測定にも使用可能で
ある。
任意の程度の飽和にたいして、正確な動作パラメータ
（例えばノイズ指数）を取得するために、逆方向伝播ポ
ンピングおよび双方向ポンピングの測定にも使用可能で
ある。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、非
飽和および飽和の両方の状態における光ファイバ増幅器
の利得およびノイズ指数を同時に、正確に決定するため
に自動化することができ、単純で、安価で、データの高
速取得が可能なように容易に自動化することができる装
置および方法が実現される。
飽和および飽和の両方の状態における光ファイバ増幅器
の利得およびノイズ指数を同時に、正確に決定するため
に自動化することができ、単純で、安価で、データの高
速取得が可能なように容易に自動化することができる装
置および方法が実現される。
【図１】本発明を使用した光ファイバ増幅器の利得およ
びノイズ指数を測定する装置の例の図である。
びノイズ指数を測定する装置の例の図である。
【図２】さまざまな量の抑制信号に対する出力パワーの
関数として測定された利得およびノイズ指数の曲線を示
す図である。
関数として測定された利得およびノイズ指数の曲線を示
す図である。
２０ 光アイソレータ ２２ １ｎｍ帯域フィルタ ２４ 減衰器 ２６ ９０％：１０％溶融ファイバカプラ ２８ 第２アイソレータ ３０ パワー検出器 ３２ ９０％：１０％溶融ファイバカプラ ３４ パワー検出器 ３６ ＪＤＳフィテル波長分割マルチプレクサ（ＷＤ
Ｍ） ３８ エルビウムドープ光ファイバ増幅器 ４０ ＪＤＳフィテル波長分割マルチプレクサ（ＷＤ
Ｍ） ４２ パワー検出器 ４４ 光アイソレータ ４６ ５０％：５０％溶融ファイバカプラ ４８ １ｎｍ帯域フィルタ ５０ ９０％：１０％カプラ ５２ パワー検出器 ５４ 偏光器 ５６ アドヴァンテストＱ８３８１光スペクトル分析器 ６０ 偏光制御器
Ｍ） ３８ エルビウムドープ光ファイバ増幅器 ４０ ＪＤＳフィテル波長分割マルチプレクサ（ＷＤ
Ｍ） ４２ パワー検出器 ４４ 光アイソレータ ４６ ５０％：５０％溶融ファイバカプラ ４８ １ｎｍ帯域フィルタ ５０ ９０％：１０％カプラ ５２ パワー検出器 ５４ 偏光器 ５６ アドヴァンテストＱ８３８１光スペクトル分析器 ６０ 偏光制御器
フロントページの続き (72)発明者 ニール エス．ベルガノ アメリカ合衆国 07738 ニュージャー ジー リンクロフト、ハーヴェイ アヴ ェニュー 11 (72)発明者 ブルース エム．ニイマン アメリカ合衆国 07728 ニュージャー ジー フリーホールド タウンシップ、 アッサンピンク トレイル ７ (72)発明者 リチャード ジー．スマート アメリカ合衆国 07733 ニュージャー ジー ホルムデル、ベイベリー ドライ ヴ 36 (72)発明者 ジェームス ダヴリュ．スルホフ アメリカ合衆国 07712 ニュージャー ジー オーシャン、ディールロード 1147 (72)発明者 ジョン エル．ジスキン アメリカ合衆国 07702 ニュージャー ジー シュルースベリー、パーク アヴ ェニュー 106
Claims (18)
- 【請求項１】 光増幅器によって増幅された偏光信号を
受信するように、および、その光増幅器からの増幅自然
放出を受信するように結合された偏光器と、 増幅自然放出を通過させつつ同時に直線偏光増幅信号を
抑制するように前記偏光器を向きづける手段と、 増幅自然放出の値を生成するために前記偏光器からの信
号を受信するように結合された光信号検出器とからなる
ことを特徴とする光増幅器パラメータ決定装置。 - 【請求項２】 前記光増幅器からの増幅信号の直線偏光
を保証するために前記偏光器の上流に位置する偏光制御
器と、 増幅信号および増幅自然放出の両方が前記光信号検出器
を通過するように前記偏光器を調整する手段とをさらに
有し、 前記偏光器および前記偏光制御器は、前記偏光器が増幅
信号を抑制するように相互に相対的に向きづけられるこ
とを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記光信号検出器が光スペクトル分析器
からなることを特徴とする請求項２の装置。 - 【請求項４】 前記光増幅器がエルビウムドープ光ファ
イバ増幅器であることを特徴とする請求項３の装置。 - 【請求項５】 光増幅器によって増幅された信号および
その光増幅器からの増幅自然放出を受信するように結合
された偏光器と、 前記光増幅器からの増幅信号の直線偏光を保証するため
に前記偏光器の上流に位置する偏光制御器と、 スペクトル密度信号を生成するために前記偏光器を通過
した抑制された増幅信号とともに増幅自然放出信号を受
信するように結合された光信号検出器とからなり、 前記偏光器および前記偏光制御器は、増幅自然放出を通
過させつつ同時に直線偏光増幅信号を抑制するように向
きづけられることを特徴とする光増幅器パラメータ決定
装置。 - 【請求項６】 増幅信号の直線偏光状態に直交するよう
に前記偏光器の偏光状態を向きづけるように結合された
手段をさらに有することを特徴とする請求項５の装置。 - 【請求項７】 関係ＮＦ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ10（Ｐ
ASE／ｈνＧＢ）（ただし、ＰASEは、指定された光帯域
幅Ｂにおいて前記光信号検出器によって測定された、検
出された増幅自然放出ノイズレベル、ｈはプランク定
数、νは光周波数、および、Ｇは前記光増幅器の利得）
から前記光増幅器のノイズ指数ＮＦ（ｄＢ）を決定する
ことを特徴とする請求項６の装置。 - 【請求項８】 光増幅器によって増幅された信号および
増幅自然放出をこの光増幅器から偏光器へ送るステップ
と、 増幅信号の直線偏光を保証するために前記偏光器の下流
に偏光制御器を配置するステップと、 前記偏光器が増幅信号を抑制し増幅自然放出を通過する
ように増幅信号の偏光状態に直交する偏光状態を有する
ように前記偏光器を設定するステップと、 増幅信号を抑制して前記偏光器を通過した増幅自然放出
パワーＰASEを、および、前記光増幅器の利得Ｇを順次
決定するステップと、 関係ＮＦ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ10（ＰASE／ｈνＧＢ）
（ただし、ＰASEは、特定の光帯域幅Ｂにおいて測定さ
れた増幅自然放出パワー、ｈはプランク定数、νは光周
波数、および、Ｇは前記光増幅器の利得）から前記光増
幅器のノイズ指数ＮＦ（ｄＢ）を決定するステップとか
らなることを特徴とする光増幅器パラメータ決定方法。 - 【請求項９】 光増幅器によって増幅された信号および
その光増幅器からの増幅自然放出を第１の信号および第
２の信号に分割するためにその光増幅器の出力に結合さ
れたカプラと、 前記カプラから前記第１信号を受信するように結合され
た偏光器と、 増幅信号の直線偏光を保証するために前記偏光器の上流
に配置された偏光制御器と、 抑制された増幅信号は前記偏光器を通過させ、増幅自然
放出のスペクトル密度を検出するために前記偏光器から
の信号を受信するように結合された第１の光信号検出器
と、 増幅信号および増幅自然放出からなる前記カプラからの
前記第２信号を受信するように結合された第２の光信号
検出器とからなり、 前記偏光器の偏光状態は、増幅自然放出を通過させつつ
同時に直線偏光増幅信号を抑制するように向きづけら
れ、 前記第１信号および前記第２信号は同時に検出されるこ
とを特徴とする光増幅器パラメータ決定装置。 - 【請求項１０】 前記第１光信号検出器が光スペクトル
分析器であることを特徴とする請求項９の装置。 - 【請求項１１】 前記光増幅器がエルビウムドープファ
イバ増幅器であることを特徴とする請求項１０の装置。 - 【請求項１２】 関係ＮＦ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ10（Ｐ
ASE／ｈνＧＢ）（ただし、ＰASEは、指定された光帯域
幅Ｂにおいて前記第１光信号検出器によって測定され
た、検出された増幅自然放出ノイズレベル、ｈはプラン
ク定数、νは光周波数、および、Ｇは、ＰASEが取得さ
れるのと同時に取得された前記光増幅器の利得）から前
記光増幅器のノイズ指数ＮＦ（ｄＢ）を決定することを
特徴とする請求項１１の装置。 - 【請求項１３】 増幅器からの信号を、各部分が前記増
幅器によって増幅された信号および前記増幅器からの増
幅自然放出からなるように第１および第２の部分に分割
するステップと、 前記分割信号の前記第１部分の増幅信号を直線偏光する
ステップと、 増幅信号を抑制し増幅自然放出を通過させるように増幅
信号の偏光状態に直交する偏光状態を有する偏光器に前
記分割信号の前記第１部分を送るステップと、 前記偏光器を通過した信号から増幅自然放出パワーレベ
ルＰASEを決定するステップとからなることを特徴とす
る増幅器動作パラメータ決定方法。 - 【請求項１４】 増幅自然放出パワーレベルＰASEが決
定されるのと同時に前記増幅器の利得Ｇを決定するステ
ップと、 関係ＮＦ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ10（ＰASE／ｈνＧＢ）
（ただし、ＰASEは、特定の光帯域幅Ｂにおいて測定さ
れた増幅自然放出ノイズパワーレベル、ｈはプランク定
数、νは光周波数、および、Ｇは前記光増幅器の利得）
から前記光増幅器のノイズ指数を決定するために増幅自
然放出パワーレベルＰASEおよび利得Ｇを使用するステ
ップとをさらに有することを特徴とする請求項１３の方
法。 - 【請求項１５】 非偏光ノイズによって破損された偏光
出力信号を発生する光増幅器の動作パラメータを決定す
る方法において、 前記ノイズの成分を抽出するために前記信号の少なくと
も第１の部分を偏光器に通過させるステップと、 前記出力信号の少なくとも第２の部分および抽出したノ
イズ成分の関数として前記動作パラメータを決定するス
テップとからなることを特徴とする光増幅器パラメータ
決定方法。 - 【請求項１６】 前記非偏光ノイズが増幅自然放出であ
ることを特徴とする請求項１５の方法。 - 【請求項１７】 前記信号の前記第１および第２の部分
が前記信号の分離した時間部分であることを特徴とする
請求項１６の方法。 - 【請求項１８】 前記通過ステップが、前記第１および
第２部分を与えるために前記出力信号を信号スプリッタ
に通過させるステップを含むことを特徴とする請求項１
６の方法。
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