JP3311451B2 - Optical amplifier - Google Patents

Optical amplifier

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JP3311451B2
JP3311451B2 JP33642793A JP33642793A JP3311451B2 JP 3311451 B2 JP3311451 B2 JP 3311451B2 JP 33642793 A JP33642793 A JP 33642793A JP 33642793 A JP33642793 A JP 33642793A JP 3311451 B2 JP3311451 B2 JP 3311451B2
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行彦 若井
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一夫 相田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光多中継伝送システム
に用いる光増幅器に係り、特に出力を制御する制御部の
構成に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier used in an optical multi-relay transmission system, and more particularly to a configuration of a control unit for controlling an output.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報ネットワークのデジタル化とデータ
通信の普及にともない、基幹伝送網では光ファイバ伝送
が用いられるようになってきた。光ファイバは低損失で
あるため長距離伝送が可能であるが、近年出現したエル
ビウムドープド光ファイバ(EDF)は、光増幅器によ
って光信号のままで増幅することが可能になり、再生中
継間隔を飛躍的に延ばすことが可能になった。光増幅器
を多中継システムに用いる場合は、出力の安定化が必要
である。出力の安定化のためのALC(Automatic Le
vel Contorol)については「1992年電子情報通信
学会春季大会、B‐936」に検討されている。
2. Description of the Related Art With the digitization of information networks and the spread of data communication, optical fiber transmission has been used in trunk transmission networks. Although optical fibers have low loss, they can be transmitted over long distances. However, recently emerging erbium-doped optical fibers (EDFs) can be amplified as optical signals by optical amplifiers, and the regenerative repeat interval is reduced. It became possible to extend dramatically. When an optical amplifier is used in a multi-repeater system, it is necessary to stabilize the output. ALC (Automatic Le
vel Contorol) is discussed in "1992 IEICE Spring Conference, B-936".

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら実際のA
LCでは、入力光や励起光源の変動に対する応答を考慮
する必要がある。例えば、入力光レベルが変動した場合
に、上記変動に伴ってALCは出力光レベルを一定する
ように動作する。直流応答としてはALCにより原理的
に出力光レベルは一定になる。しかし過渡的には、上記
入力光レベルの変動の速さおよびその大きさにより、A
LCは必ずしも出力光レベルを一定に制御できるとは限
らない。このように、入力光レベルが変化した場合の過
渡的なALCの追従特性を改善するには、上記ALCの
ループ利得を上げればよいが、EDFがもつ低域遮断特
性により、光増幅器の入出力周波数特性の低域にピーキ
ングを生じる。すなわち、上記EDFは低域遮断周波数
付近で励起光−光出力の変調特性において位相が遅れ
る。ALCループではEDFの動作状態に係らず、出力
光レベルを一定にするために積分要素を含む。EDFの
位相遅れと積分要素による90°の位相遅れにより、E
DFの低域遮断周波数付近ではALCは正帰還になり、
ループ利得を上げると動作が不安定になって、入出力周
波数特性においてはピーキングを生じる。入出力特性に
ピーキングをもつ光増幅器では、ピーキング周波数の変
動が入力された場合に、その変動を増幅して出力する。
多中継伝送において同一特性の光増幅器を用いた場合
は、全ての光増幅器で上記ピーキング周波数での変動を
増幅するため、微小なピーキングであっても多中継後に
は大きな変動となり、伝送特性を劣化させる。
However, the actual A
In LC, it is necessary to consider a response to a change in input light or a pump light source. For example, when the input light level fluctuates, the ALC operates to keep the output light level constant with the fluctuation. As a DC response, the output light level is basically constant by ALC. However, transiently, due to the speed and magnitude of the fluctuation of the input light level, A
The LC cannot always control the output light level to be constant. As described above, to improve the transient ALC tracking characteristic when the input light level changes, the loop gain of the ALC may be increased, but the input / output of the optical amplifier is reduced due to the low-frequency cutoff characteristic of the EDF. Peaking occurs in the low frequency range. That is, the EDF has a phase delay in the modulation characteristic of the pump light-light output near the low cutoff frequency. The ALC loop includes an integral element to keep the output light level constant irrespective of the operation state of the EDF. Due to the phase delay of EDF and the phase delay of 90 ° due to the integral element, E
ALC becomes positive feedback near the low cutoff frequency of DF,
When the loop gain is increased, the operation becomes unstable, and peaking occurs in the input / output frequency characteristics. In an optical amplifier having peaking in input / output characteristics, when a fluctuation in the peaking frequency is input, the fluctuation is amplified and output.
When optical amplifiers with the same characteristics are used in multi-relay transmission, fluctuations at the above peaking frequency are amplified in all optical amplifiers, so even small peaking results in large fluctuations after multi-relay, degrading transmission characteristics. Let it.

【0004】本発明は、出力を安定に制御できる光多中
継伝送システム用の光増幅器を得ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide an optical amplifier for an optical multi-relay transmission system capable of stably controlling the output.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、希土類元素
添加光ファイバを用い、入力光信号を増幅または減衰さ
せて出力を制御する機能を有する光増幅器において、上
記制御機構に積分要素と位相進み要素とを有することに
より達成される。すなわち、本発明ではEDFおよび積
分要素によって生じる位相遅れを、ALCループ内に上
記位相進み要素を挿入することによって補償する。とく
に位相進み要素の位相が進みはじめる周波数をEDFの
低域遮断周波数以下に設定する。また、観測出力光レベ
ルと設定出力光レベルとの差である誤差信号量に応じて
ALCループのループ利得を可変にする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical amplifier having a function of controlling an output by amplifying or attenuating an input optical signal using a rare earth element-doped optical fiber. This is achieved by having elements. That is, in the present invention, the phase lag caused by the EDF and the integration element is compensated by inserting the phase lead element into the ALC loop. In particular, the frequency at which the phase of the phase advance element starts to advance is set to be equal to or lower than the low cutoff frequency of the EDF. Further, the loop gain of the ALC loop is made variable according to the error signal amount which is the difference between the observed output light level and the set output light level.

【0006】[0006]

【作用】ALCループ内に挿入した位相進み要素によっ
て、EDFの低域遮断周波数以上において生じる位相遅
れが補償され、ループ全体での位相遅れは180°以下
になる。このとき、位相進み要素を挿入しない場合に比
較して制御ループの利得余裕が増加するため、ALCル
ープのループ利得を上げても安定した制御が可能にな
り、入力変動した場合のALCの追従特性を改善するこ
とができる。また、位相遅れが小さくなるので正帰還に
はなりにくく、周波数特性も平坦になりピーキングを生
じない。
The phase delay element inserted in the ALC loop compensates for the phase delay occurring above the low cut-off frequency of the EDF, and the phase delay in the entire loop becomes 180 ° or less. At this time, since the gain margin of the control loop is increased as compared with the case where the phase lead element is not inserted, stable control is possible even if the loop gain of the ALC loop is increased, and the ALC tracking characteristic when the input fluctuates. Can be improved. In addition, since the phase delay is reduced, positive feedback is not likely to occur, and the frequency characteristics are flattened and peaking does not occur.

【0007】また、ALCのループ利得を観測出力光レ
ベルと設定出力光レベルとの差である誤差信号量に応じ
て制御すると、入力光レベルの大きな変動に対しては誤
差信号も大きくなるが、それに応じてループ利得を大き
くすることによって出力の変動を一定量以下に抑圧でき
る。上記入力光レベルの変動が小さいときにはループ利
得を小さくできるので、光増幅器としての通常の動作範
囲では安定した動作が可能になる。
If the ALC loop gain is controlled in accordance with the error signal amount, which is the difference between the observed output light level and the set output light level, the error signal increases with a large change in the input light level. By increasing the loop gain accordingly, the output fluctuation can be suppressed to a certain amount or less. When the fluctuation of the input light level is small, the loop gain can be reduced, so that a stable operation is possible in a normal operation range of the optical amplifier.

【0008】[0008]

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明による光増幅器の一実施例における構
成を示す図、図2はEDFの励起光による出力の変調特
性を示す図、図3は積分要素の特性を示す図、図4はE
DFと積分要素の合成特性を示す図、図5は位相進み要
素の特性を示す図、図6は位相進み要素によって補償し
た特性を示す図、図7は位相進み要素をもつ積分要素の
構成を示す図、図8は利得制御特性を示す図、図9は利
得制御部の構成例を示す図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical amplifier according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a modulation characteristic of an output by an EDF pumping light, FIG. 3 is a diagram showing a characteristic of an integral element, and FIG.
FIG. 5 is a diagram showing characteristics of a phase lead element, FIG. 6 is a diagram showing characteristics compensated by a phase lead element, and FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an integral element having a phase lead element. FIG. 8 is a diagram illustrating gain control characteristics, and FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a gain control unit.

【0009】本発明に基づく光増幅器の構成を示す図1
において、1は信号と励起光を合波するための合波器、
2はエルビウムドープファイバ(EDF)、3は出力パ
ワーをモニタするための分波器、4はホトダイオード、
5は光電流を電圧信号に変換するトランスインピーダン
スアンプ、6は実際の出力パワーと設定パワーとの差を
生成する誤差回路、7は非線形特性をもつ利得制御部、
8は位相進み要素、9は積分要素、10は励起光源駆動
電流源、11は励起光源である。図1に示す構成は、信
号の進行方向と励起光の進行方向とが一致する前方励起
であるが、逆方向になる後方励起および両方を用いる双
方向励起の場合でも、励起光源駆動電流源10、励起光
源11、合波器1が変更または追加されるだけで、制御
系は同じ構成である。また、利得制御部7、位相進み要
素8、積分要素9の順序は入れ替わってもよい。
FIG. 1 shows the configuration of an optical amplifier according to the present invention.
Wherein 1 is a multiplexer for multiplexing the signal and the pump light,
2 is an erbium-doped fiber (EDF), 3 is a duplexer for monitoring output power, 4 is a photodiode,
5 is a transimpedance amplifier that converts a photocurrent into a voltage signal, 6 is an error circuit that generates a difference between the actual output power and the set power, 7 is a gain control unit having nonlinear characteristics,
8 is a phase lead element, 9 is an integration element, 10 is an excitation light source drive current source, and 11 is an excitation light source. The configuration shown in FIG. 1 is forward pumping in which the traveling direction of the signal coincides with the traveling direction of the pumping light. However, even in the case of backward pumping in the opposite direction and bidirectional pumping using both, the pumping light source driving current source 10 The control system has the same configuration, except that the pump light source 11 and the multiplexer 1 are changed or added. Further, the order of the gain control unit 7, the phase advance element 8, and the integration element 9 may be interchanged.

【0010】つぎに図1に示す光増幅器における制御の
直流動作を説明する。光入力信号と励起光源11からの
励起光とが合波器1によって合波され、EDF2を伝搬
する。EDFの場合に増幅される光信号の波長は1.5
μm帯であり、励起光としては通常1.48μmまたは
0.98μmの波長の光が用いられる。上記励起光はE
DF2を励起し、ここを通過する1.5μmの光信号は
誘導放出によって増幅される。光出力の一部は分波器3
で分離され、ホトダイオード4によって出力パワーを光
電流としてモニタする。図1では省略したが、上記分波
器3で分離した光の中に励起光が含まれると誤差になる
ため、上記ホトダイオード4の前に励起光を除去するた
めの光フィルタを挿入することもある。上記ホトダイオ
ード4によってモニタされた光電流は、トランスインピ
ーダンスアンプ5によって電圧に変換されたのち、誤差
回路6により出力設定値と比較されて誤差信号になる。
ここで上記出力設定値は、分波器3の損失やホトダイオ
ード4の効率、トランスインピーダンスアンプ5のトラ
ンスインピーダンスを考慮して、光増幅器の出力が正し
い値になるように電圧を調整する。上記誤差信号は利得
制御部7によって誤差信号量に応じて変換されるが、こ
こでは基本動作の説明のために、単なる増幅器と見做す
ことにする。また、位相進み要素8の動作は過渡特性に
かかわるので、後に詳しく説明する。さらに、上記誤差
信号は積分要素9によって積分され、その積分値によっ
て励起光源駆動電流源10の電流が定まり、それに従っ
て励起光源1の励起光パワーが定まる。図1に示した制
御ループは光出力が設定値よりも大きくなると、上記励
起光パワーを小さくするようにループ利得の極性を決め
てある。EDF2は励起光パワーが減ると利得が小さく
なるので、負帰還となる。したがって、制御ループは光
増幅器の光出力が設定値になるように動作する。
Next, the DC operation of control in the optical amplifier shown in FIG. 1 will be described. The optical input signal and the pump light from the pump light source 11 are multiplexed by the multiplexer 1 and propagate through the EDF 2. The wavelength of an optical signal amplified in the case of EDF is 1.5.
Light having a wavelength of 1.48 μm or 0.98 μm is used as the excitation light in the μm band. The excitation light is E
The 1.5 μm optical signal that excites and passes through DF2 is amplified by stimulated emission. Part of optical output is splitter 3
, And the output power is monitored by the photodiode 4 as a photocurrent. Although omitted in FIG. 1, an error occurs if the excitation light is included in the light separated by the demultiplexer 3. Therefore, an optical filter for removing the excitation light may be inserted before the photodiode 4. is there. The photocurrent monitored by the photodiode 4 is converted into a voltage by a transimpedance amplifier 5 and then compared with an output set value by an error circuit 6 to become an error signal.
Here, the output set value is adjusted so that the output of the optical amplifier becomes a correct value in consideration of the loss of the duplexer 3, the efficiency of the photodiode 4, and the transimpedance of the transimpedance amplifier 5. The error signal is converted by the gain control unit 7 in accordance with the amount of the error signal. However, for the sake of explanation of the basic operation, the error signal is regarded as a simple amplifier. The operation of the phase lead element 8 is related to the transient characteristics, and will be described later in detail. Further, the error signal is integrated by the integration element 9, and the current of the excitation light source drive current source 10 is determined by the integrated value, and the excitation light power of the excitation light source 1 is determined accordingly. In the control loop shown in FIG. 1, the polarity of the loop gain is determined so that when the optical output exceeds a set value, the pumping light power is reduced. Since the gain of the EDF 2 decreases as the pumping light power decreases, it becomes negative feedback. Therefore, the control loop operates so that the optical output of the optical amplifier becomes the set value.

【0011】制御機構に積分要素9を用いる理由は、光
増幅器への入力光パワー、励起光源11のI‐L特性な
どが変化した場合でも出力を一定に制御するためであ
る。図2にはEDFの励起光源による出力の変調特性、
図3に積分要素の特性を示す。図は横軸をEDFの遮断
周波数fEDFで正規化したものであり、縦軸は相対利
得である。図2に示すように、EDFは遮断周波数fE
DFで45°の位相遅れを生じる。また図3に示すよう
に、積分要素は全周波数において90°の位相遅れを生
じる。したがって、制御機構を積分要素のみで構成した
場合は、図4に示すように制御ループではEDFの遮断
周波数において135°の位相遅れになる。これはED
F2と積分要素9以外で生じる位相遅れを考慮すると、
fEDF以上の周波数では不安定になり出力を一定に制
御できないことを意味する。また、出力誤差を小さくす
るためにループ利得を高くすると、位相遅れにより利得
にピーキングを生じ、伝送特性に悪影響を及ぼす。しか
し図1に示すように、制御ループ内に図5に示す特性を
もつ位相進み要素8を有する構成では、高域の位相遅れ
を補償することができる。特に位相進み要素の周波数を
EDFの遮断周波数以下に設定することで全周波数領域
で安定した制御が可能になる。図6に位相進み要素8に
よって位相遅れを補償した特性を示す。実線は位相進み
要素8の周波数fPLをEDFの遮断周波数fEDFに
等しくした場合である。位相は全周波数で90°遅れて
おり、位相進み要素8および積分要素9以外の位相遅れ
に対して十分な余裕をもつ。また、位相進み要素8の周
波数fPLをEDFの遮断周波数fEDF以下に設定す
れば、図6の破線に示すように最大位相遅れは90°で
あり、同様に十分な位相余裕を確保することができる。
図7に位相遅れ要素8と積分要素9とを組み合わせた回
路を示す。12はOPアンプである。積分要素の利得は
R1とCとで決まり、位相進み要素の周波数fPLは1
/(2×π×C×R2)と決まる。したがって、1/
(2×π×C×R2)をfEDF以下に設定すればよ
い。
The reason why the integrating element 9 is used in the control mechanism is to control the output to be constant even when the input optical power to the optical amplifier, the IL characteristic of the pump light source 11, and the like change. FIG. 2 shows the modulation characteristics of the output by the EDF excitation light source,
FIG. 3 shows the characteristics of the integral element. In the figure, the horizontal axis is normalized by the cutoff frequency fEDF of the EDF, and the vertical axis is the relative gain. As shown in FIG. 2, the EDF has a cutoff frequency fE
A 45 ° phase delay occurs in the DF. Also, as shown in FIG. 3, the integral element causes a 90 ° phase delay at all frequencies. Therefore, when the control mechanism is constituted only by the integral element, the control loop has a phase delay of 135 ° at the cutoff frequency of the EDF as shown in FIG. This is ED
Considering the phase lag that occurs outside of F2 and the integral element 9,
If the frequency is higher than fEDF, the output becomes unstable and the output cannot be controlled to be constant. Also, if the loop gain is increased to reduce the output error, peaking occurs in the gain due to the phase delay, which adversely affects the transmission characteristics. However, as shown in FIG. 1, in the configuration having the phase lead element 8 having the characteristic shown in FIG. 5 in the control loop, it is possible to compensate for a high-frequency phase delay. In particular, by setting the frequency of the phase lead element to be equal to or lower than the cutoff frequency of the EDF, stable control can be performed in all frequency ranges. FIG. 6 shows a characteristic in which the phase lag is compensated by the phase lead element 8. The solid line shows the case where the frequency fPL of the phase lead element 8 is equal to the cutoff frequency fEDF of the EDF. The phase is delayed by 90 ° at all frequencies, and has a sufficient margin for a phase delay other than the phase lead element 8 and the integral element 9. If the frequency fPL of the phase lead element 8 is set to be equal to or lower than the cutoff frequency fEDF of the EDF, the maximum phase delay is 90 ° as shown by the broken line in FIG. 6, and a sufficient phase margin can be similarly secured. .
FIG. 7 shows a circuit in which the phase delay element 8 and the integration element 9 are combined. Reference numeral 12 denotes an OP amplifier. The gain of the integral element is determined by R1 and C, and the frequency fPL of the phase lead element is 1
/ (2 × π × C × R2). Therefore, 1 /
(2 × π × C × R2) may be set to fEDF or less.

【0012】つぎにループ利得制御機能の動作を示す。
一般に閉ループによる制御では位相回りから最大ループ
利得を設計する。光増幅器の用途は光信号の中継である
が、通常の使用条件では入力される光信号パワーの包絡
変化は少ない。したがって、ループ利得を低くする方が
安定した制御が可能である。しかしながら、不測の原因
により入力信号が大きく変動した場合に、出力を迅速に
設定値に収束させるためには、ループ利得を高くした方
がよい。上記の相反する動作は、出力設定値と出力観測
値との差(誤差信号)に応じてループ利得を制御するこ
とにより両立できる。ループ利得制御部の入出力特性を
図8に示す。光増幅器の通常動作状態では誤差信号が小
さいときの利得は小さいので安定な動作が可能である
が、誤差が一定以上に大きくなると利得が大きくなり、
急速に設定値に収束させようとする。実際の光増幅器の
入力変動は、入力信号が急激に大きくなるよりも小さく
なる場合が多いと考えられるので、破線に示すように入
力低下の誤差に対してのみ利得を大きくすることで、十
分な効果を得ることができる。この場合、利得が大きな
領域のみを遷移することによる発振も避けられる。図9
に利得制御回路の構成の一例を示す。小信号では回路の
利得が−Rf/Riであるが、入力電圧がダイオードの
閾値電圧以上では利得が−Rf/Rdとなり(Rdはダ
イオードの直列抵抗)、利得を大きくすることができ
る。
Next, the operation of the loop gain control function will be described.
In general, in closed loop control, the maximum loop gain is designed from around the phase. The application of the optical amplifier is for relaying an optical signal, but the envelope change of the input optical signal power is small under normal use conditions. Therefore, lowering the loop gain enables more stable control. However, if the input signal fluctuates greatly due to an unexpected reason, it is better to increase the loop gain in order to quickly converge the output to the set value. The conflicting operations described above can be achieved by controlling the loop gain according to the difference (error signal) between the output set value and the output observation value. FIG. 8 shows the input / output characteristics of the loop gain control unit. In the normal operating state of the optical amplifier, a stable operation is possible because the gain when the error signal is small is small, but the gain increases when the error becomes larger than a certain value,
Try to quickly converge to the set value. Since it is considered that the input fluctuation of an actual optical amplifier often becomes smaller than the input signal sharply increases, it is sufficient to increase the gain only for the error of the input decrease as shown by the broken line. The effect can be obtained. In this case, oscillation due to transition only in a region where the gain is large can be avoided. FIG.
1 shows an example of the configuration of the gain control circuit. The gain of the circuit is -Rf / Ri for a small signal, but when the input voltage is equal to or higher than the threshold voltage of the diode, the gain becomes -Rf / Rd (Rd is the series resistance of the diode), and the gain can be increased.

【0013】上記実施例は出力を一定にする場合につい
て説明したが、出力設定値を内部または外部から制御す
る場合においても、本発明に基づく制御部の構成は動作
安定化の点で有効である。また、出力パワーではなく利
得を制御する場合でも有効である。
Although the above embodiment has been described with reference to the case where the output is kept constant, the configuration of the control unit according to the present invention is effective in terms of stabilizing the operation even when the output set value is controlled internally or externally. . It is also effective when controlling the gain instead of the output power.

【0014】[0014]

【発明の効果】上記のように本発明による光増幅器は、
希土類元素添加光ファイバを用い、入力光信号を増幅ま
たは減衰させて出力を制御する機能を有する光増幅器に
おいて、上記制御機構に積分要素と位相進み要素とを有
することにより、位相補償によって低域遮断周波数以上
においても安定した制御が可能になり、周波数特性も平
坦になってピーキングを生じない。したがって、光増幅
器を従属接続した多中継伝送においても、光信号の特定
周波数成分のみが増幅されることがないので安定した伝
送が可能になる。
As described above, the optical amplifier according to the present invention has:
In an optical amplifier having a function of controlling output by amplifying or attenuating an input optical signal using a rare-earth element-doped optical fiber, low frequency cutoff by phase compensation by having an integrating element and a phase advance element in the control mechanism. Stable control is possible even at frequencies higher than the frequency, and the frequency characteristics are flattened and peaking does not occur. Therefore, even in multi-relay transmission in which optical amplifiers are cascaded, stable transmission is possible because only a specific frequency component of an optical signal is not amplified.

【0015】また、本発明に示すループ利得の制御によ
れば、入力の大きな変動に対して出力を迅速に設定値に
収束させることが可能になり、変動を有する伝送路にお
いても安定した伝送が可能になる。
Further, according to the loop gain control shown in the present invention, it is possible to quickly converge the output to a set value with respect to a large input fluctuation, and to achieve stable transmission even on a transmission line having fluctuation. Will be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光増幅器の一実施例における構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of an optical amplifier according to the present invention.

【図2】EDFの励起光による出力の変調特性を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a modulation characteristic of an output by an EDF pumping light.

【図3】積分要素の特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of an integral element.

【図4】EDFと積分要素の合成特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a combined characteristic of an EDF and an integral element.

【図5】位相進み要素の特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating characteristics of a phase lead element.

【図6】位相進み要素によって補償した特性を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing characteristics compensated by a phase lead element.

【図7】位相進み要素をもつ積分要素の構成を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an integral element having a phase lead element.

【図8】利得制御特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating gain control characteristics.

【図9】利得制御部の構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a gain control unit;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…希土類元素添加光ファイバ(エルビウムドープファ
イバ(EDF) ) 6…誤差回路 8…位相進み要素 9…積分要素
2 ... Rare earth element doped optical fiber (erbium doped fiber (EDF)) 6 ... Error circuit 8 ... Phase lead element 9 ... Integral element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小坂 淳也 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 光技術開発推進本 部 (72)発明者 相田 一夫 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 佐藤 良明 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−75198(JP,A) 特開 平5−198877(JP,A) 特開 平6−333258(JP,A) 特開 昭64−5085(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 G02F 1/35 501 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Junya Kosaka 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Optical Technology Development Promotion Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuo Aida 1-1-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 6 Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Yoshiaki Sato Inventor Nippon Telegraph and Telephone Corporation 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo (56) References JP-A-5-75198 (JP, A) JP JP-A-5-198877 (JP, A) JP-A-6-333258 (JP, A) JP-A-64-5085 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3 / 00-3/30 G02F 1/35 501 JICST file (JOIS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】希土類元素添加光ファイバ(2)を用い、
前記光ファイバ(2)への入力光信号の大きさにかかわ
らず前記光ファイバ(2)からの光出力が所定値になる
ように制御する機能を有する光増幅器であって、 前記ファイバ(2)の出力部には前記光ファイバ(2)
の出力パワーをモニタするための分波器(3)が設けら
れ、前記分波器(3)の出力光は前記分波器(3)に近
接して設けられたホトダイオード(4)によって光電流
に変換され、前記光電流はトランスインピーダンスアン
プ(5)によって電圧に変換され、前記電圧は誤差回路
(6)の第1の入力端子に入力され、前記誤差回路
(6)の第2の入力端子に入力される電圧は、前記光フ
ァイバ(2)からの光出力が前記所定値になるような値
に設定され、前記誤差回路(6)が前記第1および第2
の入力端子の入力電圧値を比較して出力する誤差信号
は、前記誤差回路(6)の出力側に設けられた位相進み
要素(8)および誤差信号を積分するための積分要素
(9)を経由し、誤差信号の積分値となって励起光源駆
動電流源(10)に入力され、前記積分値によって定ま
る励起光源駆動電流が前記励起光源駆動電流源(10)
から出力され、前記励起光源駆動電流によって励起光源
(11)が駆動され、前記励起光源(11)の出力光は
合波器(1)により前記入力信号と合波されて前記光フ
ァイバ(2)に入力されることを特徴とする光増幅器。
1. Use of a rare earth element-doped optical fiber (2) ,
Regardless of the magnitude of the optical signal input to the optical fiber (2).
The optical output from the optical fiber (2) becomes a predetermined value
An optical amplifier having a function of controlling so, the output of the fiber (2) the optical fiber (2)
A splitter (3) for monitoring the output power of the
The output light of the splitter (3) is close to the splitter (3).
Photocurrent by the photodiode (4) provided in contact
And the photocurrent is transimpedance
(5) converts the voltage into a voltage,
(6) the error circuit is inputted to the first input terminal and
The voltage input to the second input terminal of (6) is
A value such that the light output from the fiber (2) becomes the predetermined value.
And the error circuit (6) sets the first and second
Error signal that compares and outputs the input voltage value of the input terminal of
Is a phase lead provided on the output side of the error circuit (6).
Element (8) and integral element for integrating the error signal
Through (9), the integral value of the error signal is
Input to the dynamic current source (10), and is determined by the integral value.
An excitation light source driving current source, the excitation light source driving current source being
The excitation light source is output from the
(11) is driven, and the output light of the excitation light source (11) is
The optical signal is multiplexed with the input signal by the multiplexer (1).
An optical amplifier, which is input to a fiber (2) .
【請求項2】前記位相進み要素(8)と前記積分要素
(9)とは組み合わされて一体的な構成であることを特
徴とする請求項1記載の光増幅器。
Wherein said phase advance the integral element and element (8)
2. The optical amplifier according to claim 1, wherein the optical amplifier is combined with (9) to form an integrated configuration .
【請求項3】前記誤差回路(6)の出力と前記位相進み
要素(8)との間には利得制御部(7)が設けられ、前
記利得制御部(7)は前記誤差回路(6)の出力である
誤差信号の大きさに応じて、前記合波器(1)から前記
光ファイバ(2)、前記分波器(3)および前記励起光
源(11)を経由して前記合波器(1)に戻るループの
利得を変化させるものであることを特徴とする請求項1
または2記載の光増幅器。
3. An output of said error circuit (6) and said phase lead.
A gain control unit (7) is provided between the control unit and the element (8).
The gain control section (7) is an output of the error circuit (6).
According to the magnitude of the error signal, the multiplexer (1)
Optical fiber (2), the splitter (3), and the pump light
A loop returning to said multiplexer (1) via a source (11)
2. The method according to claim 1, wherein the gain is changed.
Or the optical amplifier according to 2 .
【請求項4】前記利得制御部(7)は、上記ループの利
得を、前記誤差信号の大きさの絶対値が一定値以上のと
き、前記絶対値が前記一定値未満のときよりも大きくす
るように構成されていることを特徴とする請求項3記載
の光増幅器。
4. The gain control section (7) further comprises:
It is assumed that the absolute value of the magnitude of the error signal is not less than a certain value.
Larger than when the absolute value is less than the fixed value.
4. The optical amplifier according to claim 3, wherein the optical amplifier is configured to:
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