JP3283282B2 - 光増幅器の測定システム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置 - Google Patents
光増幅器の測定システム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置Info
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- JP3283282B2 JP3283282B2 JP05825992A JP5825992A JP3283282B2 JP 3283282 B2 JP3283282 B2 JP 3283282B2 JP 05825992 A JP05825992 A JP 05825992A JP 5825992 A JP5825992 A JP 5825992A JP 3283282 B2 JP3283282 B2 JP 3283282B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅器の測定システ
ム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方
法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置に関する
ものである。
ム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方
法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置に関する
ものである。
【０００２】本発明は、例えば、光電力増幅器のように
大きな出力信号光を出力する光増幅器における雑音特性
の測定を可能にするものである。近年、光通信システム
の研究開発が精力的に進められているが、光増幅技術を
利用したブースターアンプ、リピーター、プリアンプの
重要性が明らかになっており、光通信システムを設計す
る上でこれら光増幅器の雑音特性を把握することは必要
不可欠となっている。
大きな出力信号光を出力する光増幅器における雑音特性
の測定を可能にするものである。近年、光通信システム
の研究開発が精力的に進められているが、光増幅技術を
利用したブースターアンプ、リピーター、プリアンプの
重要性が明らかになっており、光通信システムを設計す
る上でこれら光増幅器の雑音特性を把握することは必要
不可欠となっている。
【０００３】
【従来の技術】光増幅器としては、半導体レーザの端面
を無反射コートして発振を抑制した半導体レーザ増幅器
と、エルビウム等の希土類元素をドープした光ファイバ
を利用した光ファイバ増幅器とが研究されている。この
ような光ファイバ増幅器では、希土類元素がドープされ
た光ファイバに信号光とともに励起光源からの励起光が
入力され、光ファイバ中で誘導放出が行われて、光増幅
作用が実現される。
を無反射コートして発振を抑制した半導体レーザ増幅器
と、エルビウム等の希土類元素をドープした光ファイバ
を利用した光ファイバ増幅器とが研究されている。この
ような光ファイバ増幅器では、希土類元素がドープされ
た光ファイバに信号光とともに励起光源からの励起光が
入力され、光ファイバ中で誘導放出が行われて、光増幅
作用が実現される。
【０００４】光増幅器の雑音特性測定法の一つとして
の、増幅された信号光と自然放出光を光バンドパスフィ
ルタを通した後に受光器（ＰＩＮ−Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏ
ｄｅ）で受光して、その雑音電力を測定する方法（直接
検波法と呼ぶことにする）がある。この方法では、光増
幅器に入射する信号光をＰi 、光増幅器の利得（ゲイ
ン）をＧ、自然放出光係数をｎsp 、光フィルタの帯域
幅をΔνASE 、出力側の結合損失をηL 、受光素子の
量子効率をηとすると、受光された光電流は、
の、増幅された信号光と自然放出光を光バンドパスフィ
ルタを通した後に受光器（ＰＩＮ−Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏ
ｄｅ）で受光して、その雑音電力を測定する方法（直接
検波法と呼ぶことにする）がある。この方法では、光増
幅器に入射する信号光をＰi 、光増幅器の利得（ゲイ
ン）をＧ、自然放出光係数をｎsp 、光フィルタの帯域
幅をΔνASE 、出力側の結合損失をηL 、受光素子の
量子効率をηとすると、受光された光電流は、
【０００５】
【数１】 ｉｐ＝ηL η（ｅ／ｈν）［ＧＰi ＋２ｎspｈν（Ｇ−１）ΔνASE ］ ・・・（１） となる。ここでｅは電子の電荷量、ｈはプランクの定
数、νは信号光の周波数である。また、２乗平均雑音電
流、即ち雑音スペクトル密度は、
数、νは信号光の周波数である。また、２乗平均雑音電
流、即ち雑音スペクトル密度は、
【０００６】
【数２】 〈ｉｎ2 〉＝２ｅηL η（ｅ／ｈν） ［ＧＰi ＋２ｎspｈν（Ｇ−１）ΔνASE ］ ＋４ηL η（ｅ／ｈν）2 ［ｎspｈν（Ｇ−１）ＧＰi ＋（ｎspｈν（Ｇ−１))2 ΔνASE-ASE ］ ・・・（２） となる。ここでΔνASE とΔνASE-ASE はそれぞれＡＳ
Ｅ（自然放出光）ショット雑音の等価雑音帯域幅とＡＳ
Ｅ間のビート雑音（ＡＳＥ−ＡＳＥビート雑音）の等価
雑音帯域である。光増幅器の雑音指数は入力信号光のシ
ョット雑音によるＳＮＲと出力側のＳＮＲとの比で与え
られ、雑音指数ＮＦ〔ｄＢ〕は以下の式より求めること
ができる。
Ｅ（自然放出光）ショット雑音の等価雑音帯域幅とＡＳ
Ｅ間のビート雑音（ＡＳＥ−ＡＳＥビート雑音）の等価
雑音帯域である。光増幅器の雑音指数は入力信号光のシ
ョット雑音によるＳＮＲと出力側のＳＮＲとの比で与え
られ、雑音指数ＮＦ〔ｄＢ〕は以下の式より求めること
ができる。
【０００７】
【数３】 ＳＮＲin＝Ｐi ／（２ｈνＢe ） ・・・（３） ＳＮＲout ＝（ηL ηＧＰi ｅ／ｈν）2 ／（〈ｉｎ2 〉Ｂe ） ・・・（４） ＮＦ＝１０log ［（ＳＮＲin）／（ＳＮＲout ）］（ｄＢ） ・・・（５） ここで、Ｂe は受信機の帯域幅である。通常、光増幅器
は利得１５ｄＢ以上で使用し、ηηL も１に近い場合は
測定された全雑音をビート雑音で近似できる。特に、ゲ
インＧが２０ｄＢ程度以上となると、
は利得１５ｄＢ以上で使用し、ηηL も１に近い場合は
測定された全雑音をビート雑音で近似できる。特に、ゲ
インＧが２０ｄＢ程度以上となると、
【０００８】
【数４】 Ｇ2 ＝Ｇ（Ｇ−１）＝（Ｇ−１）2 ・・・（６） という近似も良く成り立つので〈ｉｎ2 〉は次の様に近
似できる。
似できる。
【０００９】
【数５】 〈ｉｎ2 〉＝４（ηL ηｅ／ｈν）2 Ｇ2 ［ｎspｈνＰi ＋（ｎspｈν）2 ΔνASE-ASE ］ ・・・（７） したがって、ＮＦは、
【００１０】
【数６】 ＮＦ＝１０log［〈ｉｎ2 〉／（２ηL 2 η2 ｅ2 Ｇ2 Ｐi ／ｈν)］（ｄＢ） ・・・（８） ＝１０log［２ｎsp ＋（２ｎsp 2 ΔνASE-ASE ｈν／Ｐi ）］（ｄＢ) ・・・（９） で与えられる。即ち、光増幅器の雑音指数ＮＦは、信号
光−ＡＳＥ間のビート雑音（Ｓｉｇ−ＡＳＥビート雑
音：（９）式右辺第一項）とＡＳＥ間のビート雑音（Ａ
ＳＥ−ＡＳＥビート雑音：（９）式右辺第二項）により
表すことができる。
光−ＡＳＥ間のビート雑音（Ｓｉｇ−ＡＳＥビート雑
音：（９）式右辺第一項）とＡＳＥ間のビート雑音（Ａ
ＳＥ−ＡＳＥビート雑音：（９）式右辺第二項）により
表すことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】（９）式からも明らか
なように、光増幅器の雑音指数ＮＦは、入力信号光Ｐi
が大きい、または、ΔνASE-ASE が小さい（光フィルタ
の帯域幅が非常に狭い）場合、（９）式右辺第２項のＡ
ＳＥ間のビート雑音の寄与は小さくなるため、光フィル
タの帯域に依存しない第１項で近似できる信号−ＡＳＥ
間ビート雑音で決定される。即ち、光増幅器の雑音指数
ＮＦは、自然放出光係数ｎspで決定される。
なように、光増幅器の雑音指数ＮＦは、入力信号光Ｐi
が大きい、または、ΔνASE-ASE が小さい（光フィルタ
の帯域幅が非常に狭い）場合、（９）式右辺第２項のＡ
ＳＥ間のビート雑音の寄与は小さくなるため、光フィル
タの帯域に依存しない第１項で近似できる信号−ＡＳＥ
間ビート雑音で決定される。即ち、光増幅器の雑音指数
ＮＦは、自然放出光係数ｎspで決定される。
【００１２】ここで、自然放出光係数ｎspは次式によっ
ても求められる。 ２ｎsp＝ＰASE ／〔ηｈν（Ｇ−１）Δｆ〕 ・・・（１０） 即ち、光増幅器のゲインＧと光フィルタの等価帯域幅Δ
ｆが分かっていれば、自然放出光係数ｎspを光増幅器が
出力する自然放出光パワーＰASE に基づいて測定でき
る。従って、自然放出光係数ｎspによって定まる光増幅
器の雑音指数ＮＦを測定することができる。
ても求められる。 ２ｎsp＝ＰASE ／〔ηｈν（Ｇ−１）Δｆ〕 ・・・（１０） 即ち、光増幅器のゲインＧと光フィルタの等価帯域幅Δ
ｆが分かっていれば、自然放出光係数ｎspを光増幅器が
出力する自然放出光パワーＰASE に基づいて測定でき
る。従って、自然放出光係数ｎspによって定まる光増幅
器の雑音指数ＮＦを測定することができる。
【００１３】なお、以上の理論的解析は、Amnon Yariv
著 Optical Electronics（Fourth Edition,1991), pp.4
49-458, "11.11 Optical Amplification in Fiber Link
s"の章に詳しく記載されている。
著 Optical Electronics（Fourth Edition,1991), pp.4
49-458, "11.11 Optical Amplification in Fiber Link
s"の章に詳しく記載されている。
【００１４】しかし、例えば、光電力増幅器の様な大き
な出力信号光を出力する場合に、その雑音指数を測定す
るのは困難であった。なぜなら、光増幅器から出力され
る増幅された信号光と自然放出光を受光器で受光して雑
音指数を測定する直接検波法では、光増幅器により増幅
する際に生じる雑音には信号光源の相対強度雑音（ＲＩ
Ｎ）も加わる。そして、光増幅器の出力光に含まれる相
対強度雑音（信号光源の固有の雑音）が大きくなること
によって、光増幅器自体が出力する雑音（自然放出光）
を正確に測定できなくなるとういう問題があった。結
局、自然放出光係数ｎspは、上記（９）、（１０）式に
より求めることはできても、入力光パワーが大きい場
合、そのような入力光パワーに対応して光増幅器自体が
出力する雑音（自然放出光）を正確に測定することは困
難であった。
な出力信号光を出力する場合に、その雑音指数を測定す
るのは困難であった。なぜなら、光増幅器から出力され
る増幅された信号光と自然放出光を受光器で受光して雑
音指数を測定する直接検波法では、光増幅器により増幅
する際に生じる雑音には信号光源の相対強度雑音（ＲＩ
Ｎ）も加わる。そして、光増幅器の出力光に含まれる相
対強度雑音（信号光源の固有の雑音）が大きくなること
によって、光増幅器自体が出力する雑音（自然放出光）
を正確に測定できなくなるとういう問題があった。結
局、自然放出光係数ｎspは、上記（９）、（１０）式に
より求めることはできても、入力光パワーが大きい場
合、そのような入力光パワーに対応して光増幅器自体が
出力する雑音（自然放出光）を正確に測定することは困
難であった。
【００１５】一方、受光器の最大入力光パワーには上限
があり、ＰＩＮ−ＰＤでは０ｄＢｍ程度である。例え
ば、Ｇが１０ｄＢで出力光パワーが＋１０ｄＢｍの光増
幅器の雑音特性を測定することを考える。ＰＤの最大入
力パワーの上限を守るため実効的な量子効率ηL ηを
０．１とすると、ショット雑音電力はηL ηＧに比例
し、ビート雑音電力は（ηL ηＧ）2 に比例するので両
者はほぼ同じ電力レベルになってしまう。このため、
（９）式で説明した信号光−ＡＳＥ間ビート雑音電力だ
けの近似は成立せず、ショット雑音成分も考慮する必要
が生じる。さらに、相対強度雑音の雑音電力もビート雑
音電力と同様に（ηLηＧ)2に比例する。
があり、ＰＩＮ−ＰＤでは０ｄＢｍ程度である。例え
ば、Ｇが１０ｄＢで出力光パワーが＋１０ｄＢｍの光増
幅器の雑音特性を測定することを考える。ＰＤの最大入
力パワーの上限を守るため実効的な量子効率ηL ηを
０．１とすると、ショット雑音電力はηL ηＧに比例
し、ビート雑音電力は（ηL ηＧ）2 に比例するので両
者はほぼ同じ電力レベルになってしまう。このため、
（９）式で説明した信号光−ＡＳＥ間ビート雑音電力だ
けの近似は成立せず、ショット雑音成分も考慮する必要
が生じる。さらに、相対強度雑音の雑音電力もビート雑
音電力と同様に（ηLηＧ)2に比例する。
【００１６】この様に、光電力増幅器の出力光パワーが
＋１０ｄＢｍ程度以上の場合、ビート雑音電力、相対強
度雑音電力およびショット雑音電力が皆ほぼ同じ大きさ
となるため、所定の信号光を入力した場合における光増
幅器自体の雑音（自然放出光）を測定することが困難と
なり、測定精度を高めるのが難しいという問題点があっ
た。
＋１０ｄＢｍ程度以上の場合、ビート雑音電力、相対強
度雑音電力およびショット雑音電力が皆ほぼ同じ大きさ
となるため、所定の信号光を入力した場合における光増
幅器自体の雑音（自然放出光）を測定することが困難と
なり、測定精度を高めるのが難しいという問題点があっ
た。
【００１７】本発明は、入力された所定の信号光を増幅
して出力する光増幅器において、入力される信号光パワ
ーが大きくなり、その出力光に含まれる相対強度雑音
（信号光源の固有の雑音）が大きくなった場合でも、光
増幅器自体が出力する雑音（自然放出光）を正確に測定
することを可能にし、これにより、光増幅器の雑音指数
ＮＦや自然放出係数ｎsp等の雑音特性測定を可能にする
ものである。即ち、信号光源の雑音と光増幅器自体の雑
音が同程度となる場合、または信号光源の雑音の方が光
増幅器自体の雑音より大きくなる場合においても、光増
幅器の雑音特性測定を可能とすることを目的とする。
して出力する光増幅器において、入力される信号光パワ
ーが大きくなり、その出力光に含まれる相対強度雑音
（信号光源の固有の雑音）が大きくなった場合でも、光
増幅器自体が出力する雑音（自然放出光）を正確に測定
することを可能にし、これにより、光増幅器の雑音指数
ＮＦや自然放出係数ｎsp等の雑音特性測定を可能にする
ものである。即ち、信号光源の雑音と光増幅器自体の雑
音が同程度となる場合、または信号光源の雑音の方が光
増幅器自体の雑音より大きくなる場合においても、光増
幅器の雑音特性測定を可能とすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下のように構成する。
成するために、以下のように構成する。
【００１９】請求項１に記載の発明は、所定の波長の光
を増幅する光増幅器の測定システムにおいて、光が有る
状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状
態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルを
有する第二の状態とが繰り返えすように光を変調し、変
調された光信号を前記光増幅器に入力する手段と、該光
信号の第一の状態に対応した該光増幅器の出力光と、該
光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光とを
分離して出力する手段と、該光信号の第二の状態に対応
した該光増幅器の出力光に基づいて、該光増幅器の該光
信号に対応する光パワーレベルを有する光を増幅する際
の雑音特性を測定する手段とを備えたことを特徴とす
る。
を増幅する光増幅器の測定システムにおいて、光が有る
状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状
態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルを
有する第二の状態とが繰り返えすように光を変調し、変
調された光信号を前記光増幅器に入力する手段と、該光
信号の第一の状態に対応した該光増幅器の出力光と、該
光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光とを
分離して出力する手段と、該光信号の第二の状態に対応
した該光増幅器の出力光に基づいて、該光増幅器の該光
信号に対応する光パワーレベルを有する光を増幅する際
の雑音特性を測定する手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００２０】請求項２に記載の発明は、所定の波長の光
を増幅する光増幅器の測定システムにおいて、光が有る
状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状
態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルを
有する第二の状態とが繰り返えすように光を変調し、変
調された光信号を前記光増幅器に入力する手段と、該光
信号の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信号の
第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅
器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光を増
幅する際の雑音特性の測定対象として選択的に出力する
手段と、該出力光を受信し、該光増幅器の雑音特性を測
定する手段とを備えたことを特徴とする。
を増幅する光増幅器の測定システムにおいて、光が有る
状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状
態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルを
有する第二の状態とが繰り返えすように光を変調し、変
調された光信号を前記光増幅器に入力する手段と、該光
信号の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信号の
第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅
器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光を増
幅する際の雑音特性の測定対象として選択的に出力する
手段と、該出力光を受信し、該光増幅器の雑音特性を測
定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載された光増幅器の測定システムにおい
て、前記光が無い状態に対応する第二の光パワーレベル
が、前記光増幅器の雑音指数が最小となる該光増幅器へ
の光入力レベルに対応していることを特徴とする。
請求項２に記載された光増幅器の測定システムにおい
て、前記光が無い状態に対応する第二の光パワーレベル
が、前記光増幅器の雑音指数が最小となる該光増幅器へ
の光入力レベルに対応していることを特徴とする。
【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載された光増幅器の測定システムにおい
て、前記光信号の第一の状態と第二の状態とが、一定周
期で繰り返えされることを特徴とする。
請求項２に記載された光増幅器の測定システムにおい
て、前記光信号の第一の状態と第二の状態とが、一定周
期で繰り返えされることを特徴とする。
【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
された光増幅器の測定システムにおいて、前記光増幅器
が、光ファイバに添加された希土類元素を励起して反転
分布を形成することによって、入力された前記光信号を
増幅する光ファイバ増幅器であり、前記一定周期が、該
希土類元素の反転分布寿命より短いことを特徴とする。
された光増幅器の測定システムにおいて、前記光増幅器
が、光ファイバに添加された希土類元素を励起して反転
分布を形成することによって、入力された前記光信号を
増幅する光ファイバ増幅器であり、前記一定周期が、該
希土類元素の反転分布寿命より短いことを特徴とする。
【００２４】請求項６に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載された光増幅器の測定システムにおい
て、前記光信号に対応した光パワーレベルの光が、前記
光信号の平均パワーレベルに対応した光であることを特
徴とする。
請求項２に記載された光増幅器の測定システムにおい
て、前記光信号に対応した光パワーレベルの光が、前記
光信号の平均パワーレベルに対応した光であることを特
徴とする。
【００２５】請求項７に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の光増幅器の測定システムにおいて、前
記入力する手段が、前記光信号の第一の光パワーレベル
と第二の光パワーレベルとの値の差を変化可能に構成さ
れ、前記出力する手段が、該光信号の第二の状態に対応
した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号の平
均パワーレベルに対応する光を増幅する際の雑音特性の
測定対象として出力することを特徴とする。
請求項２に記載の光増幅器の測定システムにおいて、前
記入力する手段が、前記光信号の第一の光パワーレベル
と第二の光パワーレベルとの値の差を変化可能に構成さ
れ、前記出力する手段が、該光信号の第二の状態に対応
した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号の平
均パワーレベルに対応する光を増幅する際の雑音特性の
測定対象として出力することを特徴とする。
【００２６】請求項８に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の光増幅器の測定システムにおいて、前
記入力する手段が、前記第一の状態と第二の状態とが一
定周期で繰り返されるように光を変調するとともに、各
周期における第一の状態と第二の状態の時間的割合を変
化可能に構成され、前記出力する手段が、該光信号の第
二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器
の該光信号の平均パワーレベルに対応する光を増幅する
際の雑音特性の測定対象として出力することを特徴とす
る。
請求項２に記載の光増幅器の測定システムにおいて、前
記入力する手段が、前記第一の状態と第二の状態とが一
定周期で繰り返されるように光を変調するとともに、各
周期における第一の状態と第二の状態の時間的割合を変
化可能に構成され、前記出力する手段が、該光信号の第
二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器
の該光信号の平均パワーレベルに対応する光を増幅する
際の雑音特性の測定対象として出力することを特徴とす
る。
【００２７】請求項９に記載の発明は、被測定光増幅器
の入力に接続する入力部と、被測定光増幅器の出力に接
続する出力部と、被測定光増幅器の反転分布寿命より十
分に短い周期で強度変調された繰り返し光パルス信号を
前記入力部に与える光信号供給手段と、この光パルス信
号の有る時間領域に同期して前記出力部に現れる出力光
電力およびこの光パルス信号の無い時間領域に同期して
前記出力部に現れる出力光電力を分離して検出する検出
手段と、この光パルス信号の無い時間領域に同期した被
測定光増幅器の出力光電力に基づいて被測定光増幅器の
雑音特性を測定する手段とを備えたことを特徴とする光
増幅器の測定システムである。
の入力に接続する入力部と、被測定光増幅器の出力に接
続する出力部と、被測定光増幅器の反転分布寿命より十
分に短い周期で強度変調された繰り返し光パルス信号を
前記入力部に与える光信号供給手段と、この光パルス信
号の有る時間領域に同期して前記出力部に現れる出力光
電力およびこの光パルス信号の無い時間領域に同期して
前記出力部に現れる出力光電力を分離して検出する検出
手段と、この光パルス信号の無い時間領域に同期した被
測定光増幅器の出力光電力に基づいて被測定光増幅器の
雑音特性を測定する手段とを備えたことを特徴とする光
増幅器の測定システムである。
【００２８】請求項１０に記載の発明は、所定の波長の
光を増幅する光増幅器の雑音特性測定装置において、光
が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第
一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレ
ベルを有する第二の状態とを繰り返えす光信号を前記光
増幅器に入力する手段と、該光信号の第一の状態に対応
した該光増幅器の出力光と、該光信号の第二の状態に対
応した該光増幅器の出力光と分離し、該光信号の第二の
状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該
光信号に対応する光パワーレベルを有する光を増幅する
際の雑音特性の測定対象として出力する手段とを備えた
ことを特徴とする。
光を増幅する光増幅器の雑音特性測定装置において、光
が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第
一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレ
ベルを有する第二の状態とを繰り返えす光信号を前記光
増幅器に入力する手段と、該光信号の第一の状態に対応
した該光増幅器の出力光と、該光信号の第二の状態に対
応した該光増幅器の出力光と分離し、該光信号の第二の
状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該
光信号に対応する光パワーレベルを有する光を増幅する
際の雑音特性の測定対象として出力する手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００２９】請求項１１に記載の発明は、所定の波長の
光を増幅する光増幅器の雑音特性測定装置において、光
が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第
一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレ
ベルを有する第二の状態とを繰り返す光信号を前記光増
幅器に入力する手段と、該光信号の第一の状態と第二の
状態とに応答して、該光信号の第二の状態に対応した該
光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号に対応する
光パワーレベルを有する光を増幅する際の雑音特性の測
定対象として選択的に出力する手段とを備えたことを特
徴とする。
光を増幅する光増幅器の雑音特性測定装置において、光
が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第
一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレ
ベルを有する第二の状態とを繰り返す光信号を前記光増
幅器に入力する手段と、該光信号の第一の状態と第二の
状態とに応答して、該光信号の第二の状態に対応した該
光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号に対応する
光パワーレベルを有する光を増幅する際の雑音特性の測
定対象として選択的に出力する手段とを備えたことを特
徴とする。
【００３０】請求項１２に記載の発明は、請求項１また
は請求項２に記載の光増幅器の測定システムにおいて、
前記光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルが、
前記光増幅器の雑音指数が最小となる該光増幅器への光
入力レベルに対応していることを特徴とする。
は請求項２に記載の光増幅器の測定システムにおいて、
前記光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルが、
前記光増幅器の雑音指数が最小となる該光増幅器への光
入力レベルに対応していることを特徴とする。
【００３１】請求項１３に記載の発明は、請求項１０ま
たは請求項１１に記載された光増幅器の雑音特性測定装
置において、前記光信号に対応した光パワーレベルの光
が、前記光信号の平均パワーレベルに対応した光である
ことを特徴とする。
たは請求項１１に記載された光増幅器の雑音特性測定装
置において、前記光信号に対応した光パワーレベルの光
が、前記光信号の平均パワーレベルに対応した光である
ことを特徴とする。
【００３２】請求項１４に記載の発明は、請求項１０ま
たは請求項１１に記載された光増幅器の雑音特性測定装
置において、前記光信号の第一の状態と第二の状態と
が、一定周期で繰り返えされることを特徴とする。
たは請求項１１に記載された光増幅器の雑音特性測定装
置において、前記光信号の第一の状態と第二の状態と
が、一定周期で繰り返えされることを特徴とする。
【００３３】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載された光増幅器の雑音特性測定装置において、前記
光増幅器が、光ファイバに添加された希土類元素を励起
して反転分布を形成することによって、入力された前記
光信号を増幅する光ファイバ増幅器であり、前記一定周
期が、該希土類元素の反転分布寿命より短いことを特徴
とする。
記載された光増幅器の雑音特性測定装置において、前記
光増幅器が、光ファイバに添加された希土類元素を励起
して反転分布を形成することによって、入力された前記
光信号を増幅する光ファイバ増幅器であり、前記一定周
期が、該希土類元素の反転分布寿命より短いことを特徴
とする。
【００３４】請求項１６に記載の発明は、請求項１０ま
たは請求項１１に記載の光増幅器の雑音特性測定装置に
おいて、前記入力する手段が、前記光信号の第一の光パ
ワーレベルと第二の光パワーレベルとの値の差を変化可
能に構成され、前記出力する手段が、該光信号の第二の
状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該
光信号の平均パワーレベルに対応する光を増幅する際の
雑音特性の測定対象として出力することを特徴とする。
たは請求項１１に記載の光増幅器の雑音特性測定装置に
おいて、前記入力する手段が、前記光信号の第一の光パ
ワーレベルと第二の光パワーレベルとの値の差を変化可
能に構成され、前記出力する手段が、該光信号の第二の
状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該
光信号の平均パワーレベルに対応する光を増幅する際の
雑音特性の測定対象として出力することを特徴とする。
【００３５】請求項１７に記載の発明は、請求項１０ま
たは請求項１１に記載の光増幅器の雑音特性測定装置に
おいて、前記入力する手段が、前記第一の状態と第二の
状態とが一定周期で繰り返されるように光を変調すると
ともに、各周期における第一の状態と第二の状態の時間
的割合を変化可能に構成され、前記出力する手段が、該
光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、
該光増幅器の該光信号の平均パワーレベルに対応する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として出力すること
を特徴とする。
たは請求項１１に記載の光増幅器の雑音特性測定装置に
おいて、前記入力する手段が、前記第一の状態と第二の
状態とが一定周期で繰り返されるように光を変調すると
ともに、各周期における第一の状態と第二の状態の時間
的割合を変化可能に構成され、前記出力する手段が、該
光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、
該光増幅器の該光信号の平均パワーレベルに対応する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として出力すること
を特徴とする。
【００３６】請求項１８に記載の発明は、所定の波長の
光を増幅する光増幅器の測定方法において、光が有る状
態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状態
と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルを有
する第二の状態とを繰り返えすように光を変調し、変調
した光信号を前記光増幅器に入力し、該光信号の第一の
状態に対応した該光増幅器の出力光と、該光信号の第二
の状態に対応した該光増幅器の出力光と分離し、該光信
号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光
増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として出力すること
を特徴とする。
光を増幅する光増幅器の測定方法において、光が有る状
態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状態
と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベルを有
する第二の状態とを繰り返えすように光を変調し、変調
した光信号を前記光増幅器に入力し、該光信号の第一の
状態に対応した該光増幅器の出力光と、該光信号の第二
の状態に対応した該光増幅器の出力光と分離し、該光信
号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光
増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として出力すること
を特徴とする。
【００３７】請求項１９に記載の発明は、所定の波長の
光を増幅する光増幅器の測定方法において、光が、光が
有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一
の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベ
ルを有する第二の状態とを繰り返えすように変調して光
信号を生成し、該光信号を光増幅器に入力し、該光信号
の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信号の第二
の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の
該光信号に対応する光パワーレベルを有する光を増幅す
る際の雑音特性の測定対象として選択的に出力し、該出
力光に基づいて該光増幅器の雑音特性を分析することを
特徴とする。
光を増幅する光増幅器の測定方法において、光が、光が
有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一
の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベ
ルを有する第二の状態とを繰り返えすように変調して光
信号を生成し、該光信号を光増幅器に入力し、該光信号
の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信号の第二
の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光増幅器の
該光信号に対応する光パワーレベルを有する光を増幅す
る際の雑音特性の測定対象として選択的に出力し、該出
力光に基づいて該光増幅器の雑音特性を分析することを
特徴とする。
【００３８】請求項２０に記載の発明は、請求項１８ま
たは請求項１９に記載された光増幅器の測定方法におい
て、前記光が無い状態に対応する第二の光パワーレベル
が、前記光増幅器の雑音指数が最小となる該光増幅器へ
の光入力レベルに対応していることを特徴とする。
たは請求項１９に記載された光増幅器の測定方法におい
て、前記光が無い状態に対応する第二の光パワーレベル
が、前記光増幅器の雑音指数が最小となる該光増幅器へ
の光入力レベルに対応していることを特徴とする。
【００３９】請求項２１に記載の発明は、請求項１８ま
たは請求項１９に記載された光増幅器の測定方法におい
て、前記光信号に対応した光パワーレベルの光が、前記
光信号の平均パワーレベルに対応した光であることを特
徴とする。
たは請求項１９に記載された光増幅器の測定方法におい
て、前記光信号に対応した光パワーレベルの光が、前記
光信号の平均パワーレベルに対応した光であることを特
徴とする。
【００４０】請求項２２に記載の発明は、被測定光増幅
器の反転分布寿命より十分に短い周期で強度変調された
繰り返し光パルス信号を被測定光増幅器の入力に与え、
この光パルス信号の有る時間領域に同期した被測定光増
幅器の出力光電力およびこの光パルス信号の無い時間領
域に同期した被測定光増幅器の出力光電力を分離して検
出し、この光パルス信号の無い時間領域に同期した被測
定光増幅器の出力光電力を測定することによって被測定
光増幅器の雑音特性を測定することを特徴とする光増幅
器の測定方法である。
器の反転分布寿命より十分に短い周期で強度変調された
繰り返し光パルス信号を被測定光増幅器の入力に与え、
この光パルス信号の有る時間領域に同期した被測定光増
幅器の出力光電力およびこの光パルス信号の無い時間領
域に同期した被測定光増幅器の出力光電力を分離して検
出し、この光パルス信号の無い時間領域に同期した被測
定光増幅器の出力光電力を測定することによって被測定
光増幅器の雑音特性を測定することを特徴とする光増幅
器の測定方法である。
【００４１】請求項２３に記載の発明は、希土類元素が
添加された光ファイバを備え、該希土類元素を励起して
反転分布を形成することによって、所定の波長の入力光
を増幅して出力する光ファイバ増幅器の雑音特性測定装
置において、前記光ファイバ増幅器の入力ポートから、
入力光が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有
する第一の状態と、入力光が無い状態に対応する第二の
光パワーレベルを有する第二の状態とが繰り返されるよ
うに変調された光信号を入力する手段と、前記光ファイ
バ増幅器の出力ポートから、増幅された該光信号が出力
され、該光信号の第一の状態と第二の状態に応答して、
該光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光
を、該光増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを
有する光を増幅する際の雑音特性の測定対象として選択
的に出力する手段とを備えたことを特徴とする。
添加された光ファイバを備え、該希土類元素を励起して
反転分布を形成することによって、所定の波長の入力光
を増幅して出力する光ファイバ増幅器の雑音特性測定装
置において、前記光ファイバ増幅器の入力ポートから、
入力光が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを有
する第一の状態と、入力光が無い状態に対応する第二の
光パワーレベルを有する第二の状態とが繰り返されるよ
うに変調された光信号を入力する手段と、前記光ファイ
バ増幅器の出力ポートから、増幅された該光信号が出力
され、該光信号の第一の状態と第二の状態に応答して、
該光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光
を、該光増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを
有する光を増幅する際の雑音特性の測定対象として選択
的に出力する手段とを備えたことを特徴とする。
【００４２】
【００４３】
【作用】エルビウム等の希土類元素をドープした光ファ
イバを利用した光ファイバ増幅器では、ファイバに信号
光とともに励起光源からの励起光が入力され、希土類元
素の反転光分布が形成される。これにより、光ファイバ
中で誘導放出が行われて、光増幅作用が実現される。例
えば、エルビウム（Ｅｒ）をドープしたファイバを用い
る場合にはＥｒイオンの反転分布寿命が数１０milli-se
c（msec）程度と長いため、この反転分布寿命より充分
短い時間で信号光が変化した場合、増幅された信号光
は、その変化には追従しない。即ち、光信号が、光が有
る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の
状態から、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベ
ルを有する第二の状態に急速に変化した場合、光ファイ
バ増幅器の利得及び自然放出係数はその変化に追従でき
ず、第一の状態を維持することになる。従って、第二の
状態における光ファイバ増幅器の雑音（自然放出光ＡＳ
Ｅ）レベルは、第一の状態における雑音レベルを維持す
ることになる。
イバを利用した光ファイバ増幅器では、ファイバに信号
光とともに励起光源からの励起光が入力され、希土類元
素の反転光分布が形成される。これにより、光ファイバ
中で誘導放出が行われて、光増幅作用が実現される。例
えば、エルビウム（Ｅｒ）をドープしたファイバを用い
る場合にはＥｒイオンの反転分布寿命が数１０milli-se
c（msec）程度と長いため、この反転分布寿命より充分
短い時間で信号光が変化した場合、増幅された信号光
は、その変化には追従しない。即ち、光信号が、光が有
る状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の
状態から、光が無い状態に対応する第二の光パワーレベ
ルを有する第二の状態に急速に変化した場合、光ファイ
バ増幅器の利得及び自然放出係数はその変化に追従でき
ず、第一の状態を維持することになる。従って、第二の
状態における光ファイバ増幅器の雑音（自然放出光ＡＳ
Ｅ）レベルは、第一の状態における雑音レベルを維持す
ることになる。
【００４４】光信号の第二の状態では、光信号が光ファ
イバ増幅器に入力されていない状態であり、光ファイバ
増幅器は、信号光源の固有の雑音としての相対強度雑音
の影響を受けない。従って、この第二の状態における光
ファイバ増幅器の出力光を測定することにより、光ファ
イバ増幅器自体の雑音特性を測定することが可能にな
る。
イバ増幅器に入力されていない状態であり、光ファイバ
増幅器は、信号光源の固有の雑音としての相対強度雑音
の影響を受けない。従って、この第二の状態における光
ファイバ増幅器の出力光を測定することにより、光ファ
イバ増幅器自体の雑音特性を測定することが可能にな
る。
【００４５】光信号が、第一の状態と第二の状態を一定
周期で繰り返すように変調する場合は、ドープされる希
土類元素の反転分布寿命（Ｅｒイオンの場合は数１０ms
ec程度）より充分短い周期で変調することによって、第
二の状態における光ファイバ増幅器の雑音（ＡＳＥ（自
然放出光））レベルは、第一の状態における雑音レベル
を維持することができる。
周期で繰り返すように変調する場合は、ドープされる希
土類元素の反転分布寿命（Ｅｒイオンの場合は数１０ms
ec程度）より充分短い周期で変調することによって、第
二の状態における光ファイバ増幅器の雑音（ＡＳＥ（自
然放出光））レベルは、第一の状態における雑音レベル
を維持することができる。
【００４６】エルビウム以外の他の希土類元素をドーブ
した光ファイバ増幅器においても、ドープした希土類元
素の反転分布寿命は、半導体光増幅器の反転分布寿命
（数nano-sec）より長く、エルビウムと同様の作用・効
果が期待できる。例えば、ネオジウム（Ｎｄ）の場合
は、数１００・sec程度の反転分布寿命があることが上
記文献のpp.235-237, "7.4 Neodymium-Glass Laser" の
章に記載されている。
した光ファイバ増幅器においても、ドープした希土類元
素の反転分布寿命は、半導体光増幅器の反転分布寿命
（数nano-sec）より長く、エルビウムと同様の作用・効
果が期待できる。例えば、ネオジウム（Ｎｄ）の場合
は、数１００・sec程度の反転分布寿命があることが上
記文献のpp.235-237, "7.4 Neodymium-Glass Laser" の
章に記載されている。
【００４７】また、半導体光増幅器の場合は、その反転
分布寿命が数nano-sec(n-sec) であり、Ｅｒドープ光フ
ァイバの場合より１０6 倍高速であるが、例えば、入力
信号光の変調速度を数n-sec の周期より十分高速、すな
わち数十GHz 以上とすれば、同様の作用・効果が期待で
きる。
分布寿命が数nano-sec(n-sec) であり、Ｅｒドープ光フ
ァイバの場合より１０6 倍高速であるが、例えば、入力
信号光の変調速度を数n-sec の周期より十分高速、すな
わち数十GHz 以上とすれば、同様の作用・効果が期待で
きる。
【００４８】
【実施例】以下の実施例の説明では、光増幅器としてエ
ルビウムをドープした光ファイバを用いた光ファイバ増
幅器を例に説明する。
ルビウムをドープした光ファイバを用いた光ファイバ増
幅器を例に説明する。
【００４９】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例
を説明する。図１は本発明の第一実施例を示す図面であ
る。同図において、変調手段３は信号光源１から出力さ
れる信号光に、光ファイバ増幅器２のゲインと自然放出
光係数とが変調信号光の平均パワーで決定される範囲の
変調速度でパルス変調をかけるものである。この変調速
度は、例えば光ファイバ増幅器２としてエルビウム（Ｅ
ｒ）ドープファイバを用いる場合にはＥｒドープファイ
バの反転分布寿命（数１０ mili-second程度）より充分
短い周期の変調速度に設定する。図１の場合は、数十MH
z 程度の変調速度を採用している。この程度の変調周波
数で光信号を変調すれば、光ファイバ増幅器のゲインお
よび自然放出光係数は変調された光信号の変化に追従せ
ず、平均光パワーによって決定されることになる。光信
号の変調速度は、このようにドープされた希土類元素の
反転分布寿命に基づいて決定される。
を説明する。図１は本発明の第一実施例を示す図面であ
る。同図において、変調手段３は信号光源１から出力さ
れる信号光に、光ファイバ増幅器２のゲインと自然放出
光係数とが変調信号光の平均パワーで決定される範囲の
変調速度でパルス変調をかけるものである。この変調速
度は、例えば光ファイバ増幅器２としてエルビウム（Ｅ
ｒ）ドープファイバを用いる場合にはＥｒドープファイ
バの反転分布寿命（数１０ mili-second程度）より充分
短い周期の変調速度に設定する。図１の場合は、数十MH
z 程度の変調速度を採用している。この程度の変調周波
数で光信号を変調すれば、光ファイバ増幅器のゲインお
よび自然放出光係数は変調された光信号の変化に追従せ
ず、平均光パワーによって決定されることになる。光信
号の変調速度は、このようにドープされた希土類元素の
反転分布寿命に基づいて決定される。
【００５０】また光遮断手段４は、例えば光シャッタで
あり、変調手段３の制御によって変調信号光がＨレベル
（ハイレベル：第一の状態）の状態の時には光ファイバ
増幅器２による増幅出力を遮断し、変調信号光がＬレベ
ル（ローレベル：第二の状態）の状態の時には透過させ
るように光シャッタがＯＮ／ＯＦＦされる。この光遮断
手段４の出力を光／電気変換器１６によって電気信号に
変換し、雑音電力測定器１７、例えばＲＦスペクトラム
アナライザを用いて雑音電力を測定する。以上の構成に
より、入力信号光がＬレベルの状態の時の光ファイバ増
幅器２の出力光である雑音（自然放出光）レベルが測定
される。
あり、変調手段３の制御によって変調信号光がＨレベル
（ハイレベル：第一の状態）の状態の時には光ファイバ
増幅器２による増幅出力を遮断し、変調信号光がＬレベ
ル（ローレベル：第二の状態）の状態の時には透過させ
るように光シャッタがＯＮ／ＯＦＦされる。この光遮断
手段４の出力を光／電気変換器１６によって電気信号に
変換し、雑音電力測定器１７、例えばＲＦスペクトラム
アナライザを用いて雑音電力を測定する。以上の構成に
より、入力信号光がＬレベルの状態の時の光ファイバ増
幅器２の出力光である雑音（自然放出光）レベルが測定
される。
【００５１】図２は本発明の第二実施例を示す図面であ
る。光受信器１８は光ファイバ増幅器２の出力する光信
号を受信して、その光信号を電気信号に変換して出力す
る。また電気信号遮断手段１９は例えば電気スイッチ、
またはゲート回路であり、変調手段３の制御によって、
光受信器１８の出力する電気信号を変調信号光がＨレベ
ルの状態の時に遮断し、Ｌレベルの状態の時にそのまま
出力し、その出力は雑音電力測定器１７によって測定さ
れる。
る。光受信器１８は光ファイバ増幅器２の出力する光信
号を受信して、その光信号を電気信号に変換して出力す
る。また電気信号遮断手段１９は例えば電気スイッチ、
またはゲート回路であり、変調手段３の制御によって、
光受信器１８の出力する電気信号を変調信号光がＨレベ
ルの状態の時に遮断し、Ｌレベルの状態の時にそのまま
出力し、その出力は雑音電力測定器１７によって測定さ
れる。
【００５２】図１の実施例においては、光ファイバ増幅
器２の増幅出力を、変調信号光がＬレベルまたはＨレベ
ルの時に光遮断手段４によって透過させ、その光を電気
信号に変換して雑音電力を測定したが、この実施例で
は、光ファイバ増幅器２の出力を光受信器１８によって
電気信号に変換した後、電気的なスイッチ１９を通過さ
せる。電気的スイッチ１９は、変調手段３の制御によっ
て変調信号光がＨレベル（ハイレベル：第一の状態）の
状態の時には光ファイバ増幅器２による増幅出力に対応
する電気信号を遮断し、変調信号光がＬレベル（ローレ
ベル：第二の状態）の状態の時にはこの電気信号を通過
させるようにＯＮ／ＯＦＦされる。そして、電気的スイ
ッチ１９を通過した電気信号は、入力信号光がＬレベル
状態の時の光ファイバ増幅器２の出力光に対応している
ため、この電気信号を測定することにより、光ファイバ
増幅器の雑音（自然放出光）レベルが測定される。
器２の増幅出力を、変調信号光がＬレベルまたはＨレベ
ルの時に光遮断手段４によって透過させ、その光を電気
信号に変換して雑音電力を測定したが、この実施例で
は、光ファイバ増幅器２の出力を光受信器１８によって
電気信号に変換した後、電気的なスイッチ１９を通過さ
せる。電気的スイッチ１９は、変調手段３の制御によっ
て変調信号光がＨレベル（ハイレベル：第一の状態）の
状態の時には光ファイバ増幅器２による増幅出力に対応
する電気信号を遮断し、変調信号光がＬレベル（ローレ
ベル：第二の状態）の状態の時にはこの電気信号を通過
させるようにＯＮ／ＯＦＦされる。そして、電気的スイ
ッチ１９を通過した電気信号は、入力信号光がＬレベル
状態の時の光ファイバ増幅器２の出力光に対応している
ため、この電気信号を測定することにより、光ファイバ
増幅器の雑音（自然放出光）レベルが測定される。
【００５３】図１の実施例では、光遮断手段４を構成す
る光シャッタによって光ファイバ増幅器２の出力光のう
ちでパルス変調された結果としてのローレベルの出力
光、即ち、所定の信号光を増幅する際の光ファイハ増幅
器自体の雑音（自然放出光）のみが、例えば光受信器に
入力され、雑音電力が測定される。このようにして、光
ファイバ増幅器２のゲイン等を決定する平均的な入力光
パワーと、出力光のハイレベルとローレベルの差とを別
々に設定し、測定することが可能になる。そして例えば
雑音電力として測定されるローレベルの光パワーをビー
ト雑音限界となるレベルに設定しておけば、信号光源１
の固有雑音としての相対強度雑音の影響を受けることな
く、簡単に自然放出光係数を測定することが可能とな
る。
る光シャッタによって光ファイバ増幅器２の出力光のう
ちでパルス変調された結果としてのローレベルの出力
光、即ち、所定の信号光を増幅する際の光ファイハ増幅
器自体の雑音（自然放出光）のみが、例えば光受信器に
入力され、雑音電力が測定される。このようにして、光
ファイバ増幅器２のゲイン等を決定する平均的な入力光
パワーと、出力光のハイレベルとローレベルの差とを別
々に設定し、測定することが可能になる。そして例えば
雑音電力として測定されるローレベルの光パワーをビー
ト雑音限界となるレベルに設定しておけば、信号光源１
の固有雑音としての相対強度雑音の影響を受けることな
く、簡単に自然放出光係数を測定することが可能とな
る。
【００５４】図２の実施例においては、図１の実施例に
おける光遮断手段４によって光ファイバ増幅器２から出
力されるＨレベルまたはＬレベルの光を直接遮断する代
わりに、電気信号遮断手段１９、例えばゲート回路を通
過した電気信号に変換された変調信号光を対象として雑
音電力の測定が行われる。光増幅器２のゲイン等を決定
する平均的な入力光パワーと、出力光のハイレベルとロ
ーレベルの差との設定等については、図１に示す実施例
と同様である。
おける光遮断手段４によって光ファイバ増幅器２から出
力されるＨレベルまたはＬレベルの光を直接遮断する代
わりに、電気信号遮断手段１９、例えばゲート回路を通
過した電気信号に変換された変調信号光を対象として雑
音電力の測定が行われる。光増幅器２のゲイン等を決定
する平均的な入力光パワーと、出力光のハイレベルとロ
ーレベルの差との設定等については、図１に示す実施例
と同様である。
【００５５】図３は図１に示す実施例の詳細説明図であ
る。同図（ａ）は実施例の構成ブロック図であり、同図
において信号光源２１から出力される信号光に対して変
調器２２によって変調がかけられる。この入力光信号の
変調・変調速度について図４〜図６を用いて説明する。
る。同図（ａ）は実施例の構成ブロック図であり、同図
において信号光源２１から出力される信号光に対して変
調器２２によって変調がかけられる。この入力光信号の
変調・変調速度について図４〜図６を用いて説明する。
【００５６】図４はエルビウム（Ｅｒ）ドープ光ファイ
バ増幅器のゲインおよび雑音指数（ＮＦ）特性グラフを
示し、横軸は光ファイバ増幅器への入力光パワーＰ（ｄ
Ｂｍ）であり、縦軸は雑音指数ＮＦ（ｄＢ）である。ま
た、図５はその実測例を示している。図１、図２の実施
例と同様、光ファイバ増幅器として主としてエルビウム
をドープした光ファイバに励起光源からの励起光を信号
光とともに入力し、誘導放出によって信号光を増幅する
場合を説明する。図４（ｂ）、および図５（ｂ）におい
て雑音指数ＮＦが最小、すなわちビート雑音限界となる
小さい光入力パワーＰB においては、信号光源の固有雑
音としての相対強度雑音の影響を受けることなく、雑音
指数を測定することはできる。しかし、光入力パワーが
大きくなると、もはや、ビート雑音限界ではなくなる。
従って、（９）式右辺第１項で近似できる状態（信号−
ＡＳＥ間ビート雑音で決定される自然放出光係数ｎspが
支配的となる状態）ではなくなる。
バ増幅器のゲインおよび雑音指数（ＮＦ）特性グラフを
示し、横軸は光ファイバ増幅器への入力光パワーＰ（ｄ
Ｂｍ）であり、縦軸は雑音指数ＮＦ（ｄＢ）である。ま
た、図５はその実測例を示している。図１、図２の実施
例と同様、光ファイバ増幅器として主としてエルビウム
をドープした光ファイバに励起光源からの励起光を信号
光とともに入力し、誘導放出によって信号光を増幅する
場合を説明する。図４（ｂ）、および図５（ｂ）におい
て雑音指数ＮＦが最小、すなわちビート雑音限界となる
小さい光入力パワーＰB においては、信号光源の固有雑
音としての相対強度雑音の影響を受けることなく、雑音
指数を測定することはできる。しかし、光入力パワーが
大きくなると、もはや、ビート雑音限界ではなくなる。
従って、（９）式右辺第１項で近似できる状態（信号−
ＡＳＥ間ビート雑音で決定される自然放出光係数ｎspが
支配的となる状態）ではなくなる。
【００５７】そこで、図６に示すように入力信号光を変
調する。すなわち変調された入力光信号のローレベルの
パワーの値を図４（ｂ）に示したＰB の値（ビート雑音
限界の入力信号光パワー）に設定し、入力信号光パワー
の平均値をＰave に設定する。変調速度としては、ハイ
レベルおよびローレベルの時間を例えばそれぞれ０．１
μｓとして、繰り返し周波数５MHz （１／（０．１×２
×１０-6））とすれば、Ｅｒイオンの反転分布寿命に比
べ、充分短い周期とすることができ、Ｅｒドープ光ファ
イバ増幅器のゲインＧおよび自然放出光係数ｎspは、光
信号の変化（変調速度）に追従できない状態となる。従
って、Ｅｒドープファイバ光増幅器のゲインＧおよび自
然放出光係数ｎspが、光パワーの平均値Ｐave によって
決定されるようになる。そして、このようにして変調さ
れた入力光信号を光ファイバ増幅器に入力し、光ファイ
バ増幅器の出力光が入力信号光のローレベルの状態に対
応した時の出力光を測定するようにする。そうすると、
光入力パワーがＰB（ビート雑音限界の入力信号光パワ
ー）でありながら、入力光パワーの平均値Ｐave の信号
光を増幅する時に光ファイバ増幅器が出力する自然放出
光を測定することができる。この場合、入力光パワー平
均値Ｐave を大きく設定しても、光入力パワーがＰ
B（ビート雑音限界の入力信号光パワー）の時の光ファ
イバ増幅器の出力光を測定することになるので、信号光
源固有の相対強度雑音の影響がない状態での雑音測定が
可能となる。
調する。すなわち変調された入力光信号のローレベルの
パワーの値を図４（ｂ）に示したＰB の値（ビート雑音
限界の入力信号光パワー）に設定し、入力信号光パワー
の平均値をＰave に設定する。変調速度としては、ハイ
レベルおよびローレベルの時間を例えばそれぞれ０．１
μｓとして、繰り返し周波数５MHz （１／（０．１×２
×１０-6））とすれば、Ｅｒイオンの反転分布寿命に比
べ、充分短い周期とすることができ、Ｅｒドープ光ファ
イバ増幅器のゲインＧおよび自然放出光係数ｎspは、光
信号の変化（変調速度）に追従できない状態となる。従
って、Ｅｒドープファイバ光増幅器のゲインＧおよび自
然放出光係数ｎspが、光パワーの平均値Ｐave によって
決定されるようになる。そして、このようにして変調さ
れた入力光信号を光ファイバ増幅器に入力し、光ファイ
バ増幅器の出力光が入力信号光のローレベルの状態に対
応した時の出力光を測定するようにする。そうすると、
光入力パワーがＰB（ビート雑音限界の入力信号光パワ
ー）でありながら、入力光パワーの平均値Ｐave の信号
光を増幅する時に光ファイバ増幅器が出力する自然放出
光を測定することができる。この場合、入力光パワー平
均値Ｐave を大きく設定しても、光入力パワーがＰ
B（ビート雑音限界の入力信号光パワー）の時の光ファ
イバ増幅器の出力光を測定することになるので、信号光
源固有の相対強度雑音の影響がない状態での雑音測定が
可能となる。
【００５８】ここでビート雑音限界とは（９）式で説明
した雑音指数の対数の真数が第１項“２ｎsp”のみとな
った場合に対応し、ビート雑音限界で雑音測定を行うこ
とにより、自然放出光係数ｎspの測定も容易となり、ま
た精度も高くなる。
した雑音指数の対数の真数が第１項“２ｎsp”のみとな
った場合に対応し、ビート雑音限界で雑音測定を行うこ
とにより、自然放出光係数ｎspの測定も容易となり、ま
た精度も高くなる。
【００５９】図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＲＦス
ペクトラムアナライザ２６によって測定される電力スペ
クトル（光パワーの平均値Ｐave の信号光を増幅する時
に光ファイバ増幅器２３が出力する自然放出光と周波数
との関係）を示す。例えば、変調された入力信号光の一
周期τの１／２がローレベルの時間幅の場合、光ファイ
バ増幅器から出力される光信号電力のスペクトルは、２
／τ，４／τ，６／τ・・・の周波数成分が０となり、
図３（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器２３による
信号−ＡＳＥ（Ｓｉｇ．−ＡＳＥ）ビート雑音分だけオ
フセットが加わった状態で、電力スペクトルが測定され
る。従って、周波数２／τ，４／τ，６／τ・・・の雑
音電力を測定することで、光信号電力の周波数成分を含
まない信号−ＡＳＥビート雑音で雑音指数を近似するこ
とが可能となり、入力光パワー平均値Ｐave が大きい場
合でも、信号光源固有の相対強度雑音の影響がない状態
での雑音測定が可能となる。
ペクトラムアナライザ２６によって測定される電力スペ
クトル（光パワーの平均値Ｐave の信号光を増幅する時
に光ファイバ増幅器２３が出力する自然放出光と周波数
との関係）を示す。例えば、変調された入力信号光の一
周期τの１／２がローレベルの時間幅の場合、光ファイ
バ増幅器から出力される光信号電力のスペクトルは、２
／τ，４／τ，６／τ・・・の周波数成分が０となり、
図３（ｂ）に示すように、光ファイバ増幅器２３による
信号−ＡＳＥ（Ｓｉｇ．−ＡＳＥ）ビート雑音分だけオ
フセットが加わった状態で、電力スペクトルが測定され
る。従って、周波数２／τ，４／τ，６／τ・・・の雑
音電力を測定することで、光信号電力の周波数成分を含
まない信号−ＡＳＥビート雑音で雑音指数を近似するこ
とが可能となり、入力光パワー平均値Ｐave が大きい場
合でも、信号光源固有の相対強度雑音の影響がない状態
での雑音測定が可能となる。
【００６０】通常、相対強度雑音は、入力光パワーに比
例して大きくなり、正確に雑音指数ＮＦ、自然放出光係
数ｎsp等の雑音特性の測定が困難であったが、入力光パ
ワーによらず常にビート雑音限界での測定が行われるた
め、そのような困難が克服される。従って、光ファイバ
増幅器のゲインＧと光フィルタの帯域幅Δｆは容易に知
ることができるので、（９）、（１０）式を用いて雑音
指数ＮＦ、自然放出光係数ｎspを光ファイバ増幅器が出
力する自然放出光パワーＰASEに基づいて正確に測定で
きる。
例して大きくなり、正確に雑音指数ＮＦ、自然放出光係
数ｎsp等の雑音特性の測定が困難であったが、入力光パ
ワーによらず常にビート雑音限界での測定が行われるた
め、そのような困難が克服される。従って、光ファイバ
増幅器のゲインＧと光フィルタの帯域幅Δｆは容易に知
ることができるので、（９）、（１０）式を用いて雑音
指数ＮＦ、自然放出光係数ｎspを光ファイバ増幅器が出
力する自然放出光パワーＰASEに基づいて正確に測定で
きる。
【００６１】図３において、上述のようにして変調され
た信号光源２１の出力光は光ファイバ増幅器２３によっ
て増幅され、光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４を介
して光シャッタ２５に入力される。光シャッタ２５は変
調器２２の制御により、光ファイバ増幅器２３の出力光
が入力信号光のローレベルの状態に対応した時の出力
（光パワーの平均値Ｐave の信号光を増幅する時に光フ
ァイバ増幅器が出力する自然放出光に対応）の時にのみ
シャッタを開く。ＲＦスペクトラムアナライザ２６に
は、光ファイバ増幅器２３により増幅された信号光は入
力されず、光パワーの平均値Ｐave の信号光を増幅する
時に光ファイバ増幅器が出力する自然放出光のみが入力
される。なお、変調器２２によって、入力信号光の
‘Ｈ’レベルと‘Ｌ’レベルとの値の差またはデューテ
ィーを変化させ、光ファイバ増幅器２３への入力信号光
の平均値Ｐaveを変化させることができ、所望の入力信
号光の平均値Ｐaveを設定することができる。
た信号光源２１の出力光は光ファイバ増幅器２３によっ
て増幅され、光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４を介
して光シャッタ２５に入力される。光シャッタ２５は変
調器２２の制御により、光ファイバ増幅器２３の出力光
が入力信号光のローレベルの状態に対応した時の出力
（光パワーの平均値Ｐave の信号光を増幅する時に光フ
ァイバ増幅器が出力する自然放出光に対応）の時にのみ
シャッタを開く。ＲＦスペクトラムアナライザ２６に
は、光ファイバ増幅器２３により増幅された信号光は入
力されず、光パワーの平均値Ｐave の信号光を増幅する
時に光ファイバ増幅器が出力する自然放出光のみが入力
される。なお、変調器２２によって、入力信号光の
‘Ｈ’レベルと‘Ｌ’レベルとの値の差またはデューテ
ィーを変化させ、光ファイバ増幅器２３への入力信号光
の平均値Ｐaveを変化させることができ、所望の入力信
号光の平均値Ｐaveを設定することができる。
【００６２】なお図３（ａ）における光バンドパスフィ
ルタＢＰＦ２４は光ファイバ増幅器２３の出力に含まれ
る自然放出光成分を除去してビート雑音限界での雑音測
定を容易もしくは可能とするものである。その作用につ
いて図７、８を用いて説明する。
ルタＢＰＦ２４は光ファイバ増幅器２３の出力に含まれ
る自然放出光成分を除去してビート雑音限界での雑音測
定を容易もしくは可能とするものである。その作用につ
いて図７、８を用いて説明する。
【００６３】図７は図１または図３（ａ）における光フ
ァイバ増幅器の入力、出力の説明図である。同図（ａ）
は入力を示し、入力はその平均値としてＰave を持ち、
入力信号光の波長は、例えばレーザ光の波長である。
ァイバ増幅器の入力、出力の説明図である。同図（ａ）
は入力を示し、入力はその平均値としてＰave を持ち、
入力信号光の波長は、例えばレーザ光の波長である。
【００６４】これに対して、出力は図７（ｂ）に破線で
示すように、広い範囲の波長を持つ自然放出光（ＡＳ
Ｅ）を含んでおり、この出力を光ＢＰＦ２４に入力させ
ることにより、信号光成分に影響を与えることなく、自
然放出光成分をフィルタの帯域幅Δｆの範囲のみに抑制
することが可能になる。
示すように、広い範囲の波長を持つ自然放出光（ＡＳ
Ｅ）を含んでおり、この出力を光ＢＰＦ２４に入力させ
ることにより、信号光成分に影響を与えることなく、自
然放出光成分をフィルタの帯域幅Δｆの範囲のみに抑制
することが可能になる。
【００６５】図８は雑音指数に対する自然放出光（ＡＳ
Ｅ）成分の影響を示す図である。同図に示すようにフィ
ルタを通過するＡＳＥが大きいとビート雑音限界が達成
されないことになるため、この場合は光ＢＰＦ２４によ
ってＡＳＥ成分を除去して信号光を光シャッタ２５に入
力させる必要がある。
Ｅ）成分の影響を示す図である。同図に示すようにフィ
ルタを通過するＡＳＥが大きいとビート雑音限界が達成
されないことになるため、この場合は光ＢＰＦ２４によ
ってＡＳＥ成分を除去して信号光を光シャッタ２５に入
力させる必要がある。
【００６６】図２に示す実施例については、図３（ａ）
の実施例において、光バントパスフィルタ２４の後段に
光信号を電気信号に変換するための光受信器が挿入さ
れ、光シャッタ２５が電気スイッチ、またはゲート回路
に置き換えられ、その電気スイッチまたはゲート回路の
出力が雑音電力測定器、例えばＲＦスペクトラムアナラ
イザによって測定される点を除いては、図３（ａ）に示
す実施例と同様に、図３〜図８によって説明される。
の実施例において、光バントパスフィルタ２４の後段に
光信号を電気信号に変換するための光受信器が挿入さ
れ、光シャッタ２５が電気スイッチ、またはゲート回路
に置き換えられ、その電気スイッチまたはゲート回路の
出力が雑音電力測定器、例えばＲＦスペクトラムアナラ
イザによって測定される点を除いては、図３（ａ）に示
す実施例と同様に、図３〜図８によって説明される。
【００６７】図２に示す実施例においては、図１に示す
実施例とは異なり、光遮断手段４、例えば光スイッチの
代わりに電気的なスイッチ、またはゲート回路が用いら
れるが、この場合の利点と欠点を比較すると、光スイッ
チより電気スイッチの方が高速動作可能であり、スイッ
チ部での信号損失も少ないという利点がある。ただし、
高・低両レベルの光が図２の光受信器１８で受信される
ために、光ファイバ増幅器２の出力のＨレベルの値を光
受信器１８の許容最大入力光パワー以下に設定しなけれ
ばならないという制限もある。
実施例とは異なり、光遮断手段４、例えば光スイッチの
代わりに電気的なスイッチ、またはゲート回路が用いら
れるが、この場合の利点と欠点を比較すると、光スイッ
チより電気スイッチの方が高速動作可能であり、スイッ
チ部での信号損失も少ないという利点がある。ただし、
高・低両レベルの光が図２の光受信器１８で受信される
ために、光ファイバ増幅器２の出力のＨレベルの値を光
受信器１８の許容最大入力光パワー以下に設定しなけれ
ばならないという制限もある。
【００６８】図９は、自然放出光係数ｎspの測定を説明
するためのブロック図である。同図においては、光ファ
イバ増幅器２３の出力側に光ファイバ増幅器２３の出力
光から信号光を抑圧する光バンドパスフィルタＢＰＦ３
５が設けられ、パワーメータ３８により光ＢＰＦが出力
する自然放出光パワーの測定が行われる。そして測定さ
れた自然放出光パワーＰASE を用いて、例えば、Ｅｒド
ープファイバ光増幅器の自然放出光係数ｎspが次式によ
って求められる。
するためのブロック図である。同図においては、光ファ
イバ増幅器２３の出力側に光ファイバ増幅器２３の出力
光から信号光を抑圧する光バンドパスフィルタＢＰＦ３
５が設けられ、パワーメータ３８により光ＢＰＦが出力
する自然放出光パワーの測定が行われる。そして測定さ
れた自然放出光パワーＰASE を用いて、例えば、Ｅｒド
ープファイバ光増幅器の自然放出光係数ｎspが次式によ
って求められる。
【００６９】 ２ｎsp＝ＰASE ／〔ηｈν（Ｇ−１）Δｆ〕 ・・・（１０） 上式によってゲインＧと光バンドパスフィルタ３５の帯
域幅Δｆが分かっていれば、自然放出光係数が測定でき
る。なおηは光増幅器２３の出力端から光パワーメータ
３８までの結合損失である。
域幅Δｆが分かっていれば、自然放出光係数が測定でき
る。なおηは光増幅器２３の出力端から光パワーメータ
３８までの結合損失である。
【００７０】以上のとおり、単位周波数当たりの自然放
出光パワーとして雑音電力が測定され、所望の入力信号
光レベルにおけるｎspを自然放出光パワーから決定でき
る。なお、ゲインＧは事前に従来の方法により求めるこ
とができる。なお、図９の実施例においても、図１、図
２、図３（ａ）のブロック図を参照して説明した実施例
を適用できることは言うまでもない。
出光パワーとして雑音電力が測定され、所望の入力信号
光レベルにおけるｎspを自然放出光パワーから決定でき
る。なお、ゲインＧは事前に従来の方法により求めるこ
とができる。なお、図９の実施例においても、図１、図
２、図３（ａ）のブロック図を参照して説明した実施例
を適用できることは言うまでもない。
【００７１】上記実施例では、エルビウムをドープした
光ファイバ増幅器の例を用いて説明したが、エルビウム
以外の他の希土類元素をドーブした光ファイバ増幅器に
おいても、ドープした希土類元素の反転分布寿命は、半
導体光増幅器の反転分布寿命（数nano-sec）より充分長
く、エルビウムと同様の作用・効果が期待できる。例え
ば、ネオジウム（Ｎｄ）の場合は、数１００・sec程度
の反転分布寿命がある。
光ファイバ増幅器の例を用いて説明したが、エルビウム
以外の他の希土類元素をドーブした光ファイバ増幅器に
おいても、ドープした希土類元素の反転分布寿命は、半
導体光増幅器の反転分布寿命（数nano-sec）より充分長
く、エルビウムと同様の作用・効果が期待できる。例え
ば、ネオジウム（Ｎｄ）の場合は、数１００・sec程度
の反転分布寿命がある。
【００７２】また、半導体光増幅器の場合は、その反転
分布寿命が数nano-sec(n-sec）であり、Ｅｒドープ光フ
ァイバの場合より１０6 倍高速であるが、図３の変調器
２２の変調速度を数n-secの 周期より十分高速、すなわ
ち数十GHz 以上とすれば、光ファイバ増幅器と同様の作
用・効果が期待できる。
分布寿命が数nano-sec(n-sec）であり、Ｅｒドープ光フ
ァイバの場合より１０6 倍高速であるが、図３の変調器
２２の変調速度を数n-secの 周期より十分高速、すなわ
ち数十GHz 以上とすれば、光ファイバ増幅器と同様の作
用・効果が期待できる。
【００７３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば信号光の固有の雑音としての相対強度雑音に影響さ
れることなく、光増幅器の雑音特性の測定が可能とな
る。そして特に相対強度雑音の低い信号光源を用意する
ことなく、簡単に＋１０ｄＢｍ以上の高い信号光レベル
において正確な雑音特性の測定が可能となる。
れば信号光の固有の雑音としての相対強度雑音に影響さ
れることなく、光増幅器の雑音特性の測定が可能とな
る。そして特に相対強度雑音の低い信号光源を用意する
ことなく、簡単に＋１０ｄＢｍ以上の高い信号光レベル
において正確な雑音特性の測定が可能となる。
【図１】第１の実施例を説明するためのブロック図であ
る。
る。
【図２】第２の実施例を説明するためのブロック図であ
る。
る。
【図３】第３の実施例を説明する図である。
【図４】Ｅｒドープ光ファイバ増幅器のゲインおよび雑
音指数特性を示す図である。
音指数特性を示す図である。
【図５】Ｅｒドープ光ファイバ増幅器のゲインおよび雑
音指数特性の測定結果の例を示す図である。
音指数特性の測定結果の例を示す図である。
【図６】信号光の変調パターンの実施例を示す図であ
る。
る。
【図７】図１または図３（ａ）における光ファイバ増幅
器の入力、出力の説明図である。
器の入力、出力の説明図である。
【図８】雑音指数に対する自然放出成分の影響を説明す
る図である。
る図である。
【図９】第４の実施例を説明するためのブロック図であ
る。
る。
１、２１ 信号光源 ２、２３ 光増幅器 ３ 変調手段 ４ 光遮断手段 １２ 光透過手段 １６ 光／電気変換器 １７ 雑音電力測定器 １８ 光受信器 １９ 電気信号遮断手段 ２２ 変調器 ２４ 光バンドパスフィルタ ２５ 光シャッタ
Claims (23)
- 【請求項１】 所定の波長の光を増幅する光増幅器の測
定システムにおいて、 光が有る状態に対応する 第一の光パワーレベルを有する
第一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワー
レベルを有する第二の状態とが繰り返えすように光を変
調し、変調された光信号を前記光増幅器に入力する手段
と、該光信号の第一の状態に対応した該光増幅器の出力光
と、 該光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力
光とを分離して出力する手段と、該光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光に
基づいて、該光増幅器の該光信号に対応する光パワーレ
ベルを有する光を増幅する際の 雑音特性を測定する手段
とを備えたことを特徴とする光増幅器の測定システム。 - 【請求項２】 所定の波長の光を増幅する光増幅器の測
定システムにおいて、 光が有る状態に対応する 第一の光パワーレベルを有する
第一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワー
レベルを有する第二の状態とが繰り返えすように光を変
調し、変調された光信号を前記光増幅器に入力する手段
と、 該光信号の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信
号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光
増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として選択的に出力
する手段と、 該出力光を受信し、該光増幅器の雑音特性を測定する手
段とを備えたことを特徴とする光増幅器の測定システ
ム。 - 【請求項３】 前記光が無い状態に対応する第二の光パ
ワーレベルは、前記光増幅器の雑音指数が最小となる該
光増幅器への光入力レベルに対応していることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載された光増幅器の測
定システム。 - 【請求項４】 前記光信号の第一の状態と第二の状態と
は、一定周期で繰り返えされることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載された光増幅器の測定システ
ム。 - 【請求項５】 前記光増幅器は、光ファイバに添加され
た希土類元素を励起して反転分布を形成することによっ
て、入力された前記光信号を増幅する光ファイバ増幅器
であり、前記一定周期は、該希土類元素の反転分布寿命
より短いことを特徴とする請求項４に記載された光増幅
器の測定システム。 - 【請求項６】 前記光信号に対応した光パワーレベルの
光は、前記光信号の平均パワーレベルに対応した光であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載され
た光増幅器の測定システム。 - 【請求項７】 前記入力する手段は、前記光信号の第一
の光パワーレベルと第二の光パワーレベルとの値の差を
変化可能に構成され、 前記出力する手段は、該光信号の第二の状態に対応した
該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号の平均パ
ワーレベルに対応する光を増幅する際の雑音特性の測定
対象として出力することを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の光増幅器の測定システム。 - 【請求項８】 前記入力する手段は、前記第一の状態と
第二の状態とが一定周期で繰り返されるように光を変調
するとともに、各周期における第一の状態と第二の状態
の時間的割合を変化可能に構成され、 前記出力する手段は、該光信号の第二の状態に対応した
該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号の平均パ
ワーレベルに対応する光を増幅する際の雑音特性の測定
対象として出力することを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の光増幅器の測定システム。 - 【請求項９】 被測定光増幅器の入力に接続する入力部
と、 被測定光増幅器の出力に接続する出力部と、 被測定光増幅器の反転分布寿命より十分に短い周期で強
度変調された繰り返し光パルス信号を前記入力部に与え
る光信号供給手段と、 この光パルス信号の有る時間領域に同期して前記出力部
に現れる出力光電力およびこの光パルス信号の無い時間
領域に同期して前記出力部に現れる出力光電力を分離し
て検出する検出手段と、 この光パルス信号の無い時間領域に同期した被測定光増
幅器の出力光電力に基づいて被測定光増幅器の雑音特性
を測定する手段とを備えたことを特徴とする光増幅器の
測定システム。 - 【請求項１０】 所定の波長の光を増幅する光増幅器の
雑音特性測定装置に おいて、 光が有る状態に対応する 第一の光パワーレベルを有する
第一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワー
レベルを有する第二の状態とを繰り返えす光信号を前記
光増幅器に入力する手段と、該光信号の第一の状態に対応した該光増幅器の出力光
と、該光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力
光と分離し、 該光信号の第二の状態に対応した該光増幅
器の出力光を、該光増幅器の該光信号に対応する光パワ
ーレベルを有する光を増幅する際の雑音特性の測定対象
として出力する手段とを備えたことを特徴とする光増幅
器の雑音特性測定装置。 - 【請求項１１】 所定の波長の光を増幅する光増幅器の
雑音特性測定装置において、 光が有る状態に対応する 第一の光パワーレベルを有する
第一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワー
レベルを有する第二の状態とを繰り返す光信号を前記光
増幅器に入力する手段と、 該光信号の第一の状態と第二の状態とに応答して、該光
信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該
光増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する
光を増幅する際の雑音特性の測定対象として選択的に出
力する手段とを備えたことを特徴とする光増幅器の雑音
特性測定装置。 - 【請求項１２】 前記光が無い状態に対応する第二の光
パワーレベルは、前記光増幅器の雑音指数が最小となる
該光増幅器への光入力レベルに対応していることを特徴
とする請求項１０または請求項１１に記載された光増幅
器の雑音特性測定装置。 - 【請求項１３】 前記光信号に対応した光パワーレベル
の光は、前記光信号の平均パワーレベルに対応した光で
あることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記
載された光増幅器の雑音特性測定装置。 - 【請求項１４】 前記光信号の第一の状態と第二の状態
とは、一定周期で繰り返えされることを特徴とする請求
項１０または請求項１１に記載された光増幅器の雑音特
性測定装置。 - 【請求項１５】 前記光増幅器は、光ファイバに添加さ
れた希土類元素を励 起して反転分布を形成することによ
って、入力された前記光信号を増幅する光ファイバ増幅
器であり、前記一定周期は、該希土類元素の反転分布寿
命より短いことを特徴とする請求項１４に記載された光
増幅器の雑音特性測定装置。 - 【請求項１６】 前記入力する手段は、前記光信号の第
一の光パワーレベルと第二の光パワーレベルとの値の差
を変化可能に構成され、 前記出力する手段は、該光信号の第二の状態に対応した
該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号の平均パ
ワーレベルに対応する光を増幅する際の雑音特性の測定
対象として出力することを特徴とする請求項１０または
請求項１１に記載の光増幅器の雑音特性測定装置。 - 【請求項１７】 前記入力する手段は、前記第一の状態
と第二の状態とが一定周期で繰り返されるように光を変
調するとともに、各周期における第一の状態と第二の状
態の時間的割合を変化可能に構成され、 前記出力する手段は、該光信号の第二の状態に対応した
該光増幅器の出力光を、該光増幅器の該光信号の平均パ
ワーレベルに対応する光を増幅する際の雑音特性の測定
対象として出力することを特徴とする請求項１０または
請求項１１に記載の光増幅器の雑音特性測定装置。 - 【請求項１８】 所定の波長の光を増幅する光増幅器の
測定方法において、 光が有る状態に対応する 第一の光パワーレベルを有する
第一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光パワー
レベルを有する第二の状態とを繰り返えすように光を変
調し、 変調し た光信号を前記光増幅器に入力し、 該光信号の第一の状態に対応した該光増幅器の出力光
と、該光信号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力
光と分離し、該光信号の第二の状態に対応した該光増幅
器の出力光を、該光増幅器の該光信号に対応する光パワ
ーレベルを有する光を増幅する際の雑音特性の測定対象
として出力する ことを特徴とする光増幅器の測定方法。 - 【請求項１９】 所定の波長の光を増幅する光増幅器の
測定方法において、 光が 、光が有る状態に対応する第一の光パワーレベルを
有する第一の状態と、光が無い状態に対応する第二の光
パワーレベルを有する第二の状態とを繰り返えすように
変調して光信号を生成し、 該光信号を光増幅器に入力し、 該光信号の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信
号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光
増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として選択的に出力
し、 該出力光に基づいて該光増幅器の雑音特性を分析するこ
とを特徴とする光増幅器の測定方法。 - 【請求項２０】 前記光が無い状態に対応する第二の光
パワーレベルは、前記光増幅器の雑音指数が最小となる
該光増幅器への光入力レベルに対応していることを特徴
とする請求項１８または請求項１９に記載された光増幅
器の測定方法。 - 【請求項２１】 前記光信号に対応した光パワーレベル
の光は、前記光信号の平均パワーレベルに対応した光で
あることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記
載された光増幅器の測定方法。 - 【請求項２２】 被測定光増幅器の反転分布寿命より十
分に短い周期で強度変調された繰り返し光パルス信号を
被測定光増幅器の入力に与え、 この光パルス信号の有る時間領域に同期した被測定光増
幅器の出力光電力およびこの光パルス信号の無い時間領
域に同期した被測定光増幅器の出力光電力を分離して検
出し、 この光パルス信号の無い時間領域に同期した被測定光増
幅器の出力光電力を測定することによって被測定光増幅
器の雑音特性を測定することを特徴とする光増幅器の測
定方法。 - 【請求項２３】 希土類元素が添加された光ファイバを
備え、該希土類元素を励起して反転分布を形成すること
によって、所定の波長の入力光を増幅して出力する光フ
ァイバ増幅器の雑音特性測定装置において、前記光ファイバ増幅器の 入力ポートから、入力光が有る
状態に対応する第一の光パワーレベルを有する第一の状
態と、入力光が無い状態に対応する第二の光パワーレベ
ルを有する第二の状態とが繰り返されるように変調され
た光信号を入力する手段と、前記光ファイバ増幅器の 出力ポートから、増幅された該
光信号が出力され、 該光信号の第一の状態と第二の状態に応答して、該光信
号の第二の状態に対応した該光増幅器の出力光を、該光
増幅器の該光信号に対応する光パワーレベルを有する光
を増幅する際の雑音特性の測定対象として選択的に出力
する手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器
の雑音特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05825992A JP3283282B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 光増幅器の測定システム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05825992A JP3283282B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 光増幅器の測定システム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05257177A JPH05257177A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3283282B2 true JP3283282B2 (ja) | 2002-05-20 |
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ID=13079162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05825992A Expired - Fee Related JP3283282B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 光増幅器の測定システム、光増幅器の雑音特性測定装置、光増幅器の測定方法、及び光ファイバ増幅器の雑音特性測定装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3283282B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| SE512370C2 (sv) * | 1998-07-03 | 2000-03-06 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning och förfarande för att uppskatta total bruseffekt |
| JP3878641B2 (ja) | 2003-05-23 | 2007-02-07 | 富士通株式会社 | ラマン増幅による雑音光の補正機能を備えた光伝送システム |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP05825992A patent/JP3283282B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05257177A (ja) | 1993-10-08 |
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