JP3003683B1 - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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Abstract
【要約】
【課題】 多波長信号光を一括光増幅する場合にも信号
光１波当たりの出力強度を一定に制御することができ、
且つ、利得を変更することができる光増幅器を提供す
る。 【解決手段】 乗算部１６０は、入力強度監視部１３０
のフォトダイオード１３２から出力された入力強度モニ
タ信号と、光増幅媒体１１０における信号光の利得を設
定する利得設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号と
利得設定信号との積である基準入力信号を出力する。励
起強度制御部１７０は、乗算部１６０から出力された基
準入力信号と、出力強度監視部１４０のフォトダイオー
ド１４２から出力された出力強度モニタ信号とを入力
し、基準入力信号と出力強度モニタ信号との差に基づい
て、励起光源１２０から光増幅媒体１１０に供給される
励起光の強度を制御する。
光１波当たりの出力強度を一定に制御することができ、
且つ、利得を変更することができる光増幅器を提供す
る。 【解決手段】 乗算部１６０は、入力強度監視部１３０
のフォトダイオード１３２から出力された入力強度モニ
タ信号と、光増幅媒体１１０における信号光の利得を設
定する利得設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号と
利得設定信号との積である基準入力信号を出力する。励
起強度制御部１７０は、乗算部１６０から出力された基
準入力信号と、出力強度監視部１４０のフォトダイオー
ド１４２から出力された出力強度モニタ信号とを入力
し、基準入力信号と出力強度モニタ信号との差に基づい
て、励起光源１２０から光増幅媒体１１０に供給される
励起光の強度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、励起光が供給され
た光増幅媒体により信号光を光増幅する光増幅器に関す
るものである。
た光増幅媒体により信号光を光増幅する光増幅器に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光増幅器は、光増幅媒体を励起光により
励起し、この光増幅媒体に信号光を伝搬させて信号光を
光増幅して出力するものである。この光増幅媒体とし
て、例えば、希土類元素であるＥｒ（エルビウム）元素
がコア領域に添加された光ファイバ（ＥＤＦ: Erbium-D
oped Fiber）が好適に用いられる。また、信号光の波長
として波長１．５５μｍが用いられ、励起光の波長とし
て波長０．９８μｍまたは１．４８μｍが用いられる。
この光増幅媒体における信号光の利得は、励起光源から
光増幅媒体に供給される励起光の強度に依存する。そこ
で、光増幅媒体により光増幅された信号光の強度をモニ
タし、この強度を一定強度に維持するよう励起光源から
光増幅媒体に供給される励起光の強度を制御することが
行われている。このような制御を出力一定制御（ＡＰ
Ｃ: Automatic Power Control )という。
励起し、この光増幅媒体に信号光を伝搬させて信号光を
光増幅して出力するものである。この光増幅媒体とし
て、例えば、希土類元素であるＥｒ（エルビウム）元素
がコア領域に添加された光ファイバ（ＥＤＦ: Erbium-D
oped Fiber）が好適に用いられる。また、信号光の波長
として波長１．５５μｍが用いられ、励起光の波長とし
て波長０．９８μｍまたは１．４８μｍが用いられる。
この光増幅媒体における信号光の利得は、励起光源から
光増幅媒体に供給される励起光の強度に依存する。そこ
で、光増幅媒体により光増幅された信号光の強度をモニ
タし、この強度を一定強度に維持するよう励起光源から
光増幅媒体に供給される励起光の強度を制御することが
行われている。このような制御を出力一定制御（ＡＰ
Ｃ: Automatic Power Control )という。
【０００３】図３は、第１の従来技術に係る光増幅器の
構成図である。この図に示す光増幅器は、光増幅媒体３
１０に励起光源３２０から励起光を供給し、入力した信
号光を光増幅媒体３１０において光増幅して出力する。
光増幅媒体３１０の入力側に設けられたカプラ３３１お
よびフォトダイオード３３２により、光増幅器に入力す
る信号光の強度を検出し、その強度に応じた入力強度モ
ニタ信号を出力する。この入力強度モニタ信号は、光増
幅器への信号光の入力の有無の検知、或いは、光増幅器
へ入力する信号光の強度のモニタに用いられる。同様
に、光増幅媒体３１０の出力側に設けられたカプラ３４
１およびフォトダイオード３４２により、光増幅器から
出力される信号光の強度を検出し、その強度に応じた出
力強度モニタ信号を出力する。この出力強度モニタ信号
は、光増幅器から出力される信号光の強度もモニタに用
いられる。
構成図である。この図に示す光増幅器は、光増幅媒体３
１０に励起光源３２０から励起光を供給し、入力した信
号光を光増幅媒体３１０において光増幅して出力する。
光増幅媒体３１０の入力側に設けられたカプラ３３１お
よびフォトダイオード３３２により、光増幅器に入力す
る信号光の強度を検出し、その強度に応じた入力強度モ
ニタ信号を出力する。この入力強度モニタ信号は、光増
幅器への信号光の入力の有無の検知、或いは、光増幅器
へ入力する信号光の強度のモニタに用いられる。同様
に、光増幅媒体３１０の出力側に設けられたカプラ３４
１およびフォトダイオード３４２により、光増幅器から
出力される信号光の強度を検出し、その強度に応じた出
力強度モニタ信号を出力する。この出力強度モニタ信号
は、光増幅器から出力される信号光の強度もモニタに用
いられる。
【０００４】また、励起強度制御部３７０により、出力
強度モニタ信号と基準入力信号との大小比較がなされ
て、両者が等しくなるように、励起光源３２０から光増
幅媒体３１０に供給される励起光の強度が制御される。
すなわち、光増幅器から出力される信号光の強度をＰ
out とし、光増幅器から出力される信号光の強度と出力
強度モニタ信号との比（光出力分岐変換係数）をＫout
とし、基準入力信号をＶBとすると、励起強度制御部３
７０により、 ＶB＝Ｐout×Ｋout となるよう制御される。これより、光増幅器から出力さ
れる信号光の強度Ｐoutは、 Ｐout＝ＶB／Ｋout と表され、出力一定制御がなされることが判る。しか
し、多波長の信号光を用いる波長多重光伝送を行う場合
に、光増幅器から出力される多波長信号光の全強度Ｐ
out が一定であるので、信号光１波当たりの出力強度は
小さくなり、信号光の波数が増減したときには信号光１
波当たりの出力強度は変動する。したがって、この光増
幅器は、波長多重光伝送の場合に用いるには不適当であ
る。
強度モニタ信号と基準入力信号との大小比較がなされ
て、両者が等しくなるように、励起光源３２０から光増
幅媒体３１０に供給される励起光の強度が制御される。
すなわち、光増幅器から出力される信号光の強度をＰ
out とし、光増幅器から出力される信号光の強度と出力
強度モニタ信号との比（光出力分岐変換係数）をＫout
とし、基準入力信号をＶBとすると、励起強度制御部３
７０により、 ＶB＝Ｐout×Ｋout となるよう制御される。これより、光増幅器から出力さ
れる信号光の強度Ｐoutは、 Ｐout＝ＶB／Ｋout と表され、出力一定制御がなされることが判る。しか
し、多波長の信号光を用いる波長多重光伝送を行う場合
に、光増幅器から出力される多波長信号光の全強度Ｐ
out が一定であるので、信号光１波当たりの出力強度は
小さくなり、信号光の波数が増減したときには信号光１
波当たりの出力強度は変動する。したがって、この光増
幅器は、波長多重光伝送の場合に用いるには不適当であ
る。
【０００５】図４は、第２の従来技術に係る光増幅器の
構成図である。この図に示す光増幅器は、上記問題点を
解消する為に、入力強度モニタ信号を基準入力信号とし
て用いる。光増幅器に入力する信号光の強度をＰinと
し、光増幅器に入力する信号光の強度と入力強度モニタ
信号との比（光入力分岐変換係数）をＫinとすると、基
準入力信号ＶB は、 ＶB＝Ｐin×Ｋin であるので、光増幅器から出力される信号光の強度Ｐ
out は、 Ｐout＝Ｐin×Ｋin／Ｋout と表される。しかし、この場合の利得は、Ｋin／Ｋout
であって固定値であり、変更が困難である。
構成図である。この図に示す光増幅器は、上記問題点を
解消する為に、入力強度モニタ信号を基準入力信号とし
て用いる。光増幅器に入力する信号光の強度をＰinと
し、光増幅器に入力する信号光の強度と入力強度モニタ
信号との比（光入力分岐変換係数）をＫinとすると、基
準入力信号ＶB は、 ＶB＝Ｐin×Ｋin であるので、光増幅器から出力される信号光の強度Ｐ
out は、 Ｐout＝Ｐin×Ｋin／Ｋout と表される。しかし、この場合の利得は、Ｋin／Ｋout
であって固定値であり、変更が困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
第１の従来技術に係る光増幅器（図３）では、出力一定
制御が可能ではあるが、波長多重光伝送を行う場合に、
多波長信号光の全出力強度が一定になるのであって、信
号光１波当たりの出力強度は一定ではない。一方、第２
の従来技術に係る光増幅器（図４）では、波長多重光伝
送を行う場合に、多波長信号光の波数が増えれば、多波
長信号光の全出力強度も大きくなるが、利得の変更が困
難である。
第１の従来技術に係る光増幅器（図３）では、出力一定
制御が可能ではあるが、波長多重光伝送を行う場合に、
多波長信号光の全出力強度が一定になるのであって、信
号光１波当たりの出力強度は一定ではない。一方、第２
の従来技術に係る光増幅器（図４）では、波長多重光伝
送を行う場合に、多波長信号光の波数が増えれば、多波
長信号光の全出力強度も大きくなるが、利得の変更が困
難である。
【０００７】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、多波長信号光を一括光増幅する場合に
も信号光１波当たりの出力強度を一定に制御することが
でき、且つ、利得を変更することができる光増幅器を提
供することを目的とする。
れたものであり、多波長信号光を一括光増幅する場合に
も信号光１波当たりの出力強度を一定に制御することが
でき、且つ、利得を変更することができる光増幅器を提
供することを目的とする。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光増幅器
は、(1) 励起光が供給されているときに入力した信号光
を光増幅して出力する光増幅媒体と、(2) 光増幅媒体に
励起光を供給する励起光源と、(3) 光増幅媒体に入力す
る信号光の強度を検出し、その強度に応じた入力強度モ
ニタ信号を出力する入力強度監視部と、(4) 光増幅媒体
から出力される信号光の強度を検出し、その強度に応じ
た出力強度モニタ信号を出力する出力強度監視部と、
(5) 入力強度監視部から出力された入力強度モニタ信号
と、光増幅媒体におけるＡＳＥ雑音光強度を設定するＡ
ＳＥ設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号とＡＳＥ
設定信号との和である加算信号を出力する加算部と、
(6) 加算部から出力された加算信号と、光増幅媒体にお
ける信号光の利得を設定する利得設定信号とを入力し、
加算信号と利得設定信号との積である基準入力信号を出
力する乗算部と、(7) 乗算部から出力された基準入力信
号と、出力強度監視部から出力された出力強度モニタ信
号とを入力し、基準入力信号と出力強度モニタ信号との
差に基づいて、励起光源から光増幅媒体に供給される励
起光の強度を制御する励起強度制御部と、を備えること
を特徴とする。
は、(1) 励起光が供給されているときに入力した信号光
を光増幅して出力する光増幅媒体と、(2) 光増幅媒体に
励起光を供給する励起光源と、(3) 光増幅媒体に入力す
る信号光の強度を検出し、その強度に応じた入力強度モ
ニタ信号を出力する入力強度監視部と、(4) 光増幅媒体
から出力される信号光の強度を検出し、その強度に応じ
た出力強度モニタ信号を出力する出力強度監視部と、
(5) 入力強度監視部から出力された入力強度モニタ信号
と、光増幅媒体におけるＡＳＥ雑音光強度を設定するＡ
ＳＥ設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号とＡＳＥ
設定信号との和である加算信号を出力する加算部と、
(6) 加算部から出力された加算信号と、光増幅媒体にお
ける信号光の利得を設定する利得設定信号とを入力し、
加算信号と利得設定信号との積である基準入力信号を出
力する乗算部と、(7) 乗算部から出力された基準入力信
号と、出力強度監視部から出力された出力強度モニタ信
号とを入力し、基準入力信号と出力強度モニタ信号との
差に基づいて、励起光源から光増幅媒体に供給される励
起光の強度を制御する励起強度制御部と、を備えること
を特徴とする。
【００１１】この光増幅器は以下のように作用する。光
増幅器に入力する信号光の強度をＰinとし、光増幅器に
入力する信号光の強度と入力強度モニタ信号との比（光
入力分岐変換係数）をＫinとする。光増幅器から出力さ
れる信号光の強度をＰoutとし、光増幅器から出力され
る信号光の強度と出力強度モニタ信号との比（光出力分
岐変換係数）をＫoutとする。また、利得設定信号をＫG
とし、ＡＳＥ設定信号をＫASEとする。このとき、入力
強度モニタ信号はＰin×Ｋinであり、出力強度モニタ信
号はＰout×Ｋoutである。また、加算部から出力される
加算信号はＰin×Ｋin＋ＫASEであり、乗算部から出力
される基準入力信号は（Ｐin×Ｋin＋ＫASE）×ＫGであ
る。そして、励起強度制御部により、出力強度モニタ信
号と基準入力信号との大小比較がなされて、両者が等し
くなるように、励起光源から光増幅媒体に供給される励
起光の強度が制御される。したがって、光増幅器から出
力される信号光の強度Ｐoutは、 Ｐout＝(Ｐin×Ｋin＋ＫASE)×ＫG／Ｋout と表される。
増幅器に入力する信号光の強度をＰinとし、光増幅器に
入力する信号光の強度と入力強度モニタ信号との比（光
入力分岐変換係数）をＫinとする。光増幅器から出力さ
れる信号光の強度をＰoutとし、光増幅器から出力され
る信号光の強度と出力強度モニタ信号との比（光出力分
岐変換係数）をＫoutとする。また、利得設定信号をＫG
とし、ＡＳＥ設定信号をＫASEとする。このとき、入力
強度モニタ信号はＰin×Ｋinであり、出力強度モニタ信
号はＰout×Ｋoutである。また、加算部から出力される
加算信号はＰin×Ｋin＋ＫASEであり、乗算部から出力
される基準入力信号は（Ｐin×Ｋin＋ＫASE）×ＫGであ
る。そして、励起強度制御部により、出力強度モニタ信
号と基準入力信号との大小比較がなされて、両者が等し
くなるように、励起光源から光増幅媒体に供給される励
起光の強度が制御される。したがって、光増幅器から出
力される信号光の強度Ｐoutは、 Ｐout＝(Ｐin×Ｋin＋ＫASE)×ＫG／Ｋout と表される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
【００１３】（第１の実施形態）先ず、本発明に係る光
増幅器の第１の実施形態について説明する。図１は、第
１の実施形態に係る光増幅器の構成図である。本実施形
態に係る光増幅器は、光増幅媒体１１０、励起光源１２
０、入力強度監視部１３０、出力強度監視部１４０、乗
算部１６０および励起強度制御部１７０を備えて構成さ
れる。
増幅器の第１の実施形態について説明する。図１は、第
１の実施形態に係る光増幅器の構成図である。本実施形
態に係る光増幅器は、光増幅媒体１１０、励起光源１２
０、入力強度監視部１３０、出力強度監視部１４０、乗
算部１６０および励起強度制御部１７０を備えて構成さ
れる。
【００１４】光増幅媒体１１０は、励起光が供給されて
いるときに入力した信号光を光増幅して出力するもので
あり、例えば、希土類元素であるＥｒ（エルビウム）元
素がコア領域に添加された光ファイバ（ＥＤＦ: Erbium
-Doped Fiber）が好適に用いられる。また、信号光の波
長として波長１．５５μｍが用いられ、励起光の波長と
して波長０．９８μｍまたは１．４８μｍが用いられ
る。なお、励起光は、ＷＤＭカプラを介して光増幅媒体
１１０に供給される。
いるときに入力した信号光を光増幅して出力するもので
あり、例えば、希土類元素であるＥｒ（エルビウム）元
素がコア領域に添加された光ファイバ（ＥＤＦ: Erbium
-Doped Fiber）が好適に用いられる。また、信号光の波
長として波長１．５５μｍが用いられ、励起光の波長と
して波長０．９８μｍまたは１．４８μｍが用いられ
る。なお、励起光は、ＷＤＭカプラを介して光増幅媒体
１１０に供給される。
【００１５】励起光源１２０は、光増幅媒体１１０に励
起光を供給するものであり、その励起光の強度は励起強
度制御部１７０により制御される。光増幅媒体１１０に
おける信号光の利得は、励起光源１２０から光増幅媒体
１１０に供給される励起光の強度に依存する。
起光を供給するものであり、その励起光の強度は励起強
度制御部１７０により制御される。光増幅媒体１１０に
おける信号光の利得は、励起光源１２０から光増幅媒体
１１０に供給される励起光の強度に依存する。
【００１６】入力強度監視部１３０は、光増幅媒体１１
０の入力側に設けられたカプラ１３１およびフォトダイ
オード１３２を備えて構成される。カプラ１３１は、光
増幅器に入力した信号光の大部分を光増幅媒体１１０へ
向けて出力し、信号光の一部を分岐してフォトダイオー
ド１３２へ向けて出力する。フォトダイオード１３２
は、カプラ１３１により分岐された信号光の強度を検出
し、その強度に応じた入力強度モニタ信号を出力する。
０の入力側に設けられたカプラ１３１およびフォトダイ
オード１３２を備えて構成される。カプラ１３１は、光
増幅器に入力した信号光の大部分を光増幅媒体１１０へ
向けて出力し、信号光の一部を分岐してフォトダイオー
ド１３２へ向けて出力する。フォトダイオード１３２
は、カプラ１３１により分岐された信号光の強度を検出
し、その強度に応じた入力強度モニタ信号を出力する。
【００１７】出力強度監視部１４０は、光増幅媒体１１
０の出力側に設けられたカプラ１４１およびフォトダイ
オード１４２を備えて構成される。カプラ１４１は、光
増幅媒体１１０から出力された信号光の大部分を光増幅
器の出力信号として出力し、信号光の一部を分岐してフ
ォトダイオード１４２へ向けて出力する。フォトダイオ
ード１４２は、カプラ１４１により分岐された信号光の
強度を検出し、その強度に応じた出力強度モニタ信号を
出力する。
０の出力側に設けられたカプラ１４１およびフォトダイ
オード１４２を備えて構成される。カプラ１４１は、光
増幅媒体１１０から出力された信号光の大部分を光増幅
器の出力信号として出力し、信号光の一部を分岐してフ
ォトダイオード１４２へ向けて出力する。フォトダイオ
ード１４２は、カプラ１４１により分岐された信号光の
強度を検出し、その強度に応じた出力強度モニタ信号を
出力する。
【００１８】乗算部１６０は、入力強度監視部１３０の
フォトダイオード１３２から出力された入力強度モニタ
信号と、光増幅媒体１１０における信号光の利得を設定
する利得設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号と利
得設定信号との積である基準入力信号を出力する。励起
強度制御部１７０は、乗算部１６０から出力された基準
入力信号と、出力強度監視部１４０のフォトダイオード
１４２から出力された出力強度モニタ信号とを入力し、
基準入力信号と出力強度モニタ信号との差に基づいて、
励起光源１２０から光増幅媒体１１０に供給される励起
光の強度を制御する。
フォトダイオード１３２から出力された入力強度モニタ
信号と、光増幅媒体１１０における信号光の利得を設定
する利得設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号と利
得設定信号との積である基準入力信号を出力する。励起
強度制御部１７０は、乗算部１６０から出力された基準
入力信号と、出力強度監視部１４０のフォトダイオード
１４２から出力された出力強度モニタ信号とを入力し、
基準入力信号と出力強度モニタ信号との差に基づいて、
励起光源１２０から光増幅媒体１１０に供給される励起
光の強度を制御する。
【００１９】ここで、光増幅器に入力する信号光の強度
をＰinとし、光増幅器に入力する信号光の強度と入力強
度モニタ信号との比（光入力分岐変換係数）をＫinとす
る。光増幅器から出力される信号光の強度をＰout と
し、光増幅器から出力される信号光の強度と出力強度モ
ニタ信号との比（光出力分岐変換係数）をＫout とす
る。また、利得設定信号をＫG とする。このとき、入力
強度モニタ信号はＰin×Ｋinであり、出力強度モニタ信
号はＰout ×Ｋout であり、また、乗算部１６０から出
力される基準入力信号はＰin×Ｋin×ＫG である。
をＰinとし、光増幅器に入力する信号光の強度と入力強
度モニタ信号との比（光入力分岐変換係数）をＫinとす
る。光増幅器から出力される信号光の強度をＰout と
し、光増幅器から出力される信号光の強度と出力強度モ
ニタ信号との比（光出力分岐変換係数）をＫout とす
る。また、利得設定信号をＫG とする。このとき、入力
強度モニタ信号はＰin×Ｋinであり、出力強度モニタ信
号はＰout ×Ｋout であり、また、乗算部１６０から出
力される基準入力信号はＰin×Ｋin×ＫG である。
【００２０】そして、励起強度制御部１７０により、出
力強度モニタ信号と基準入力信号との大小比較がなされ
て、両者が等しくなるように、すなわち、 Ｐin×Ｋin×ＫG＝Ｐout×Ｋout となるように、励起光源１２０から光増幅媒体１１０に
供給される励起光の強度が制御される。これより、光増
幅器から出力される信号光の強度Ｐout は、 Ｐout＝Ｐin×Ｋin×ＫG／Ｋout と表される。この光増幅器の利得は、Ｋin×ＫG／Ｋout
であり、外部から励起強度制御部１７０に与えられる利
得設定信号ＫG を変更することにより変更可能である。
また、多波長信号光を一括光増幅する場合にも信号光１
波当たりの出力強度を一定に制御することができる。
力強度モニタ信号と基準入力信号との大小比較がなされ
て、両者が等しくなるように、すなわち、 Ｐin×Ｋin×ＫG＝Ｐout×Ｋout となるように、励起光源１２０から光増幅媒体１１０に
供給される励起光の強度が制御される。これより、光増
幅器から出力される信号光の強度Ｐout は、 Ｐout＝Ｐin×Ｋin×ＫG／Ｋout と表される。この光増幅器の利得は、Ｋin×ＫG／Ｋout
であり、外部から励起強度制御部１７０に与えられる利
得設定信号ＫG を変更することにより変更可能である。
また、多波長信号光を一括光増幅する場合にも信号光１
波当たりの出力強度を一定に制御することができる。
【００２１】なお、利得設定信号ＫG はアナログ信号で
あってもよいし、デジタル信号であってもよい。また、
乗算部１６０および励起強度制御部１７０それぞれも、
アナログ処理を行うものであってもよいし、デジタル処
理を行うものであってもよい。必要に応じてＡ／Ｄ変換
器またはＤ／Ａ変換器が設けられる。利得設定信号ＫG
がデジタル信号である場合には、別に設けられたマイク
ロコントローラ等により光増幅器に利得設定信号ＫG を
与えることができるので、光増幅器の利得を容易に設定
することができる。
あってもよいし、デジタル信号であってもよい。また、
乗算部１６０および励起強度制御部１７０それぞれも、
アナログ処理を行うものであってもよいし、デジタル処
理を行うものであってもよい。必要に応じてＡ／Ｄ変換
器またはＤ／Ａ変換器が設けられる。利得設定信号ＫG
がデジタル信号である場合には、別に設けられたマイク
ロコントローラ等により光増幅器に利得設定信号ＫG を
与えることができるので、光増幅器の利得を容易に設定
することができる。
【００２２】（第２の実施形態）次に、本発明に係る光
増幅器の第２の実施形態について説明する。図２は、第
２の実施形態に係る光増幅器の構成図である。本実施形
態に係る光増幅器は、光増幅媒体２１０、励起光源２２
０、入力強度監視部２３０、出力強度監視部２４０、加
算部２５０、乗算部２６０および励起強度制御部２７０
を備えて構成される。
増幅器の第２の実施形態について説明する。図２は、第
２の実施形態に係る光増幅器の構成図である。本実施形
態に係る光増幅器は、光増幅媒体２１０、励起光源２２
０、入力強度監視部２３０、出力強度監視部２４０、加
算部２５０、乗算部２６０および励起強度制御部２７０
を備えて構成される。
【００２３】本実施形態における光増幅媒体２１０、励
起光源２２０、入力強度監視部２３０および出力強度監
視部２４０それぞれは、第１の実施形態における同一名
称の要素と同様のものである。
起光源２２０、入力強度監視部２３０および出力強度監
視部２４０それぞれは、第１の実施形態における同一名
称の要素と同様のものである。
【００２４】加算部２５０は、入力強度監視部２３０の
フォトダイオード２３２から出力された入力強度モニタ
信号と、光増幅媒体２１０におけるＡＳＥ雑音光強度を
設定するＡＳＥ設定信号とを入力し、入力強度モニタ信
号とＡＳＥ設定信号との和である加算信号を出力する。
乗算部２６０は、加算部２５０から出力された加算信号
と、光増幅媒体２１０における信号光の利得を設定する
利得設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号と利得設
定信号との積である基準入力信号を出力する。励起強度
制御部２７０は、乗算部２６０から出力された基準入力
信号と、出力強度監視部２４０のフォトダイオード２４
２から出力された出力強度モニタ信号とを入力し、基準
入力信号と出力強度モニタ信号との差に基づいて、励起
光源２２０から光増幅媒体２１０に供給される励起光の
強度を制御する。
フォトダイオード２３２から出力された入力強度モニタ
信号と、光増幅媒体２１０におけるＡＳＥ雑音光強度を
設定するＡＳＥ設定信号とを入力し、入力強度モニタ信
号とＡＳＥ設定信号との和である加算信号を出力する。
乗算部２６０は、加算部２５０から出力された加算信号
と、光増幅媒体２１０における信号光の利得を設定する
利得設定信号とを入力し、入力強度モニタ信号と利得設
定信号との積である基準入力信号を出力する。励起強度
制御部２７０は、乗算部２６０から出力された基準入力
信号と、出力強度監視部２４０のフォトダイオード２４
２から出力された出力強度モニタ信号とを入力し、基準
入力信号と出力強度モニタ信号との差に基づいて、励起
光源２２０から光増幅媒体２１０に供給される励起光の
強度を制御する。
【００２５】ここで、光増幅器に入力する信号光の強度
をＰinとし、光増幅器に入力する信号光の強度と入力強
度モニタ信号との比（光入力分岐変換係数）をＫinとす
る。光増幅器から出力される信号光の強度をＰout と
し、光増幅器から出力される信号光の強度と出力強度モ
ニタ信号との比（光出力分岐変換係数）をＫout とす
る。また、利得設定信号をＫG とし、ＡＳＥ設定信号を
ＫASE とする。このとき、入力強度モニタ信号はＰin×
Ｋinであり、出力強度モニタ信号はＰout ×Ｋoutであ
る。また、加算部２５０から出力される加算信号はＰin
×Ｋin＋ＫASE であり、乗算部２６０から出力される基
準入力信号は（Ｐin×Ｋin＋ＫASE ）×ＫGである。
をＰinとし、光増幅器に入力する信号光の強度と入力強
度モニタ信号との比（光入力分岐変換係数）をＫinとす
る。光増幅器から出力される信号光の強度をＰout と
し、光増幅器から出力される信号光の強度と出力強度モ
ニタ信号との比（光出力分岐変換係数）をＫout とす
る。また、利得設定信号をＫG とし、ＡＳＥ設定信号を
ＫASE とする。このとき、入力強度モニタ信号はＰin×
Ｋinであり、出力強度モニタ信号はＰout ×Ｋoutであ
る。また、加算部２５０から出力される加算信号はＰin
×Ｋin＋ＫASE であり、乗算部２６０から出力される基
準入力信号は（Ｐin×Ｋin＋ＫASE ）×ＫGである。
【００２６】そして、励起強度制御部２７０により、出
力強度モニタ信号と基準入力信号との大小比較がなされ
て、両者が等しくなるように、すなわち、 (Ｐin×Ｋin＋ＫASE)×ＫG＝Ｐout×Ｋout となるように、励起光源２２０から光増幅媒体２１０に
供給される励起光の強度が制御される。これより、光増
幅器から出力される信号光の強度Ｐout は、 Ｐout＝(Ｐin×Ｋin＋ＫASE)×ＫG／Ｋout ＝Ｐin×Ｋin×ＫG／Ｋout＋ＫASE×ＫG／Ｋout と表される。この式の第１項から判るように、この光増
幅器の利得は、外部から励起強度制御部２７０に与えら
れる利得設定信号ＫG を変更することにより変更可能で
ある。この式の第２項から判るように、ＡＳＥ雑音光強
度も、外部から励起強度制御部２７０に与えられるＡＳ
Ｅ設定信号ＫASE を変更することにより変更可能であ
る。また、多波長信号光を一括光増幅する場合にも信号
光１波当たりの出力強度を一定に制御することができ
る。
力強度モニタ信号と基準入力信号との大小比較がなされ
て、両者が等しくなるように、すなわち、 (Ｐin×Ｋin＋ＫASE)×ＫG＝Ｐout×Ｋout となるように、励起光源２２０から光増幅媒体２１０に
供給される励起光の強度が制御される。これより、光増
幅器から出力される信号光の強度Ｐout は、 Ｐout＝(Ｐin×Ｋin＋ＫASE)×ＫG／Ｋout ＝Ｐin×Ｋin×ＫG／Ｋout＋ＫASE×ＫG／Ｋout と表される。この式の第１項から判るように、この光増
幅器の利得は、外部から励起強度制御部２７０に与えら
れる利得設定信号ＫG を変更することにより変更可能で
ある。この式の第２項から判るように、ＡＳＥ雑音光強
度も、外部から励起強度制御部２７０に与えられるＡＳ
Ｅ設定信号ＫASE を変更することにより変更可能であ
る。また、多波長信号光を一括光増幅する場合にも信号
光１波当たりの出力強度を一定に制御することができ
る。
【００２７】第１の実施形態に係る光増幅器では、多波
長信号光に重畳するＡＳＥ雑音光を考慮することなく多
波長信号光を一括光増幅するので、光増幅器から出力さ
れる光がＡＳＥ雑音光に占められて、光増幅器から出力
される光のうち多波長信号光強度が小さくなる。これに
対して本実施形態に係る光増幅器では、多波長信号光に
重畳するＡＳＥ雑音光を考慮した上で利得を設定するこ
とができるので、光増幅器から出力される多波長信号光
強度を大きくすることができる。
長信号光に重畳するＡＳＥ雑音光を考慮することなく多
波長信号光を一括光増幅するので、光増幅器から出力さ
れる光がＡＳＥ雑音光に占められて、光増幅器から出力
される光のうち多波長信号光強度が小さくなる。これに
対して本実施形態に係る光増幅器では、多波長信号光に
重畳するＡＳＥ雑音光を考慮した上で利得を設定するこ
とができるので、光増幅器から出力される多波長信号光
強度を大きくすることができる。
【００２８】なお、利得設定信号ＫG およびＡＳＥ設定
信号ＫASE それぞれはアナログ信号であってもよいし、
デジタル信号であってもよい。また、加算部２５０、乗
算部２６０および励起強度制御部２７０それぞれも、ア
ナログ処理を行うものであってもよいし、デジタル処理
を行うものであってもよい。必要に応じてＡ／Ｄ変換器
またはＤ／Ａ変換器が設けられる。利得設定信号ＫG お
よびＡＳＥ設定信号ＫASE それぞれがデジタル信号であ
る場合には、別に設けられたマイクロコントローラ等に
より光増幅器に利得設定信号ＫG およびＡＳＥ設定信号
ＫASE それぞれを与えることができるので、光増幅器の
利得およびＡＳＥ雑音光強度を容易に設定することがで
きる。
信号ＫASE それぞれはアナログ信号であってもよいし、
デジタル信号であってもよい。また、加算部２５０、乗
算部２６０および励起強度制御部２７０それぞれも、ア
ナログ処理を行うものであってもよいし、デジタル処理
を行うものであってもよい。必要に応じてＡ／Ｄ変換器
またはＤ／Ａ変換器が設けられる。利得設定信号ＫG お
よびＡＳＥ設定信号ＫASE それぞれがデジタル信号であ
る場合には、別に設けられたマイクロコントローラ等に
より光増幅器に利得設定信号ＫG およびＡＳＥ設定信号
ＫASE それぞれを与えることができるので、光増幅器の
利得およびＡＳＥ雑音光強度を容易に設定することがで
きる。
【００２９】
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、光増幅媒体におけるＡＳＥ雑音光強度を設定す
るＡＳＥ設定信号と入力強度モニタ信号との和に利得設
定信号を乗じたものを基準入力信号とし、この基準入力
信号と出力強度モニタ信号との差に基づいて、励起光源
から光増幅媒体に供給される励起光の強度を制御する。
このようにすることにより、この光増幅器の利得は、外
部から与えられる利得設定信号の値を変更することによ
り変更可能である。ＡＳＥ雑音光強度も、外部から与え
られるＡＳＥ設定信号の値を変更することにより変更可
能である。また、多波長信号光を一括光増幅する場合に
も信号光１波当たりの出力強度を一定に制御することが
できる。
よれば、光増幅媒体におけるＡＳＥ雑音光強度を設定す
るＡＳＥ設定信号と入力強度モニタ信号との和に利得設
定信号を乗じたものを基準入力信号とし、この基準入力
信号と出力強度モニタ信号との差に基づいて、励起光源
から光増幅媒体に供給される励起光の強度を制御する。
このようにすることにより、この光増幅器の利得は、外
部から与えられる利得設定信号の値を変更することによ
り変更可能である。ＡＳＥ雑音光強度も、外部から与え
られるＡＳＥ設定信号の値を変更することにより変更可
能である。また、多波長信号光を一括光増幅する場合に
も信号光１波当たりの出力強度を一定に制御することが
できる。
【図１】第１の実施形態に係る光増幅器の構成図であ
る。
る。
【図２】第２の実施形態に係る光増幅器の構成図であ
る。
る。
【図３】第１の従来技術に係る光増幅器の構成図であ
る。
る。
【図４】第２の従来技術に係る光増幅器の構成図であ
る。
る。
１１０…光増幅媒体、１２０…励起光源、１３０…入力
強度監視部、１３１…カプラ、１３２…フォトダイオー
ド、１４０…出力強度監視部、１４１…カプラ、１４２
…フォトダイオード、１６０…乗算部、１７０…励起強
度制御部、２１０…光増幅媒体、２２０…励起光源、２
３０…入力強度監視部、２３１…カプラ、２３２…フォ
トダイオード、２４０…出力強度監視部、２４１…カプ
ラ、２４２…フォトダイオード、２５０…加算部、２６
０…乗算部、２７０…励起強度制御部。
強度監視部、１３１…カプラ、１３２…フォトダイオー
ド、１４０…出力強度監視部、１４１…カプラ、１４２
…フォトダイオード、１６０…乗算部、１７０…励起強
度制御部、２１０…光増幅媒体、２２０…励起光源、２
３０…入力強度監視部、２３１…カプラ、２３２…フォ
トダイオード、２４０…出力強度監視部、２４１…カプ
ラ、２４２…フォトダイオード、２５０…加算部、２６
０…乗算部、２７０…励起強度制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/10 H01S 3/06 - 3/07 H01S 3/131 G02F 1/35 H04B 10/17
Claims (1)
- 【請求項１】 励起光が供給されているときに入力した
信号光を光増幅して出力する光増幅媒体と、 前記光増幅媒体に前記励起光を供給する励起光源と、 前記光増幅媒体に入力する前記信号光の強度を検出し、
その強度に応じた入力強度モニタ信号を出力する入力強
度監視部と、 前記光増幅媒体から出力される前記信号光の強度を検出
し、その強度に応じた出力強度モニタ信号を出力する出
力強度監視部と、 前記入力強度監視部から出力された前記入力強度モニタ
信号と、前記光増幅媒体におけるＡＳＥ雑音光強度を設
定するＡＳＥ設定信号とを入力し、前記入力強度モニタ
信号と前記ＡＳＥ設定信号との和である加算信号を出力
する加算部と、 前記加算部から出力された前記加算信号と、前記光増幅
媒体における前記信号光の利得を設定する利得設定信号
とを入力し、前記加算信号と前記利得設定信号との積で
ある基準入力信号を出力する乗算部と、 前記乗算部から出力された前記基準入力信号と、前記出
力強度監視部から出力された前記出力強度モニタ信号と
を入力し、前記基準入力信号と前記出力強度モニタ信号
との差に基づいて、前記励起光源から前記光増幅媒体に
供給される前記励起光の強度を制御する励起強度制御部
と、 を備えることを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23867998A JP3003683B1 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23867998A JP3003683B1 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3003683B1 true JP3003683B1 (ja) | 2000-01-31 |
| JP2000068572A JP2000068572A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17033703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23867998A Expired - Fee Related JP3003683B1 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003683B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7592580B2 (en) | 2004-05-26 | 2009-09-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical amplifier and gain control method |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23867998A patent/JP3003683B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000068572A (ja) | 2000-03-03 |
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