JP3467296B2 - 増幅された自然放出ノイズの測定のための方法と装置 - Google Patents
増幅された自然放出ノイズの測定のための方法と装置Info
- Publication number
- JP3467296B2 JP3467296B2 JP25761593A JP25761593A JP3467296B2 JP 3467296 B2 JP3467296 B2 JP 3467296B2 JP 25761593 A JP25761593 A JP 25761593A JP 25761593 A JP25761593 A JP 25761593A JP 3467296 B2 JP3467296 B2 JP 3467296B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- signal
- spontaneous emission
- optical signal
- noise
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 title claims description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 225
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 46
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 9
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、光学回路に関するもので
あり、とりわけ、ゲート制御式、パルス化光源技法を用
いて、光信号の存在する場合に利得を生じる、光学増幅
器のような、光学回路において増幅された自然放出ノイ
ズを測定するための方法と装置とに関するものである。
あり、とりわけ、ゲート制御式、パルス化光源技法を用
いて、光信号の存在する場合に利得を生じる、光学増幅
器のような、光学回路において増幅された自然放出ノイ
ズを測定するための方法と装置とに関するものである。
【０００２】
【発明の従来技術とその問題点】光学増幅器は、一般
に、光通信システムに用いられる。光学増幅器の特性を
明らかにする上で重要なパラメータの１つは、光信号の
存在下における増幅された自然放出（ＡＳＥ）ノイズで
ある。増幅された自然放出ノイズは、光学増幅器内で発
生し、増幅器によって増幅されたノイズ信号を表してい
る。ＡＥＳノイズは、一般に、光信号よりも広い帯域幅
を備えている。
に、光通信システムに用いられる。光学増幅器の特性を
明らかにする上で重要なパラメータの１つは、光信号の
存在下における増幅された自然放出（ＡＳＥ）ノイズで
ある。増幅された自然放出ノイズは、光学増幅器内で発
生し、増幅器によって増幅されたノイズ信号を表してい
る。ＡＥＳノイズは、一般に、光信号よりも広い帯域幅
を備えている。
【０００３】ＡＳＥノイズの測定は、ＡＳＥノイズによ
って性能が制限される可能性のある通信システムにおけ
るＡＳＥの増加を確かめるだけでなく、光学増幅器の雑
音指数を求める上でも重要である。
って性能が制限される可能性のある通信システムにおけ
るＡＳＥの増加を確かめるだけでなく、光学増幅器の雑
音指数を求める上でも重要である。
【０００４】光学増幅器の出力には、狭帯域の光信号
と、増幅器内に発生するより広帯域のノイズが含まれて
いる。信号が存在しなければ、増幅器は、ノイズを発生
して、これを増幅する。しかし、光信号が生じると、増
幅器の利得が減少するため、光信号がない場合のノイズ
・レベルと比べて、出力ノイズ・レベルが低下する。利
得の減少は、光信号の増幅によって左右される。従っ
て、増幅器の性能の正確な特性を明らかにするには、通
常の動作に相当する光信号レベル及び波長で、ＡＳＥノ
イズを測定しなければならない。
と、増幅器内に発生するより広帯域のノイズが含まれて
いる。信号が存在しなければ、増幅器は、ノイズを発生
して、これを増幅する。しかし、光信号が生じると、増
幅器の利得が減少するため、光信号がない場合のノイズ
・レベルと比べて、出力ノイズ・レベルが低下する。利
得の減少は、光信号の増幅によって左右される。従っ
て、増幅器の性能の正確な特性を明らかにするには、通
常の動作に相当する光信号レベル及び波長で、ＡＳＥノ
イズを測定しなければならない。
【０００５】デルタ技法と呼ばれる、従来の技法に基づ
けば、ＡＳＥノイズ測定は、光学スペクトルのスペクト
ル・ディスプレイに示される、光搬送波のまわりのＡＳ
Ｅノイズを測定することによって実施される。光学信号
の波長における実際のノイズは、測定データの補間から
推測される。デルタ技法は、有限の光学フィルタ選択
性、有限の光信号帯域幅、及び、光信号のサイド・モー
ドの組み合わせによって影響される。これらの問題は、
信号レベルが高い場合、サイド・モード抑圧レベルが、
しばしば、不十分な、分布帰還型（ＤＦＢ）または分布
ブラッグ反射型（ＤＢＲ）レーザのようなレーザの場
合、重要になる。
けば、ＡＳＥノイズ測定は、光学スペクトルのスペクト
ル・ディスプレイに示される、光搬送波のまわりのＡＳ
Ｅノイズを測定することによって実施される。光学信号
の波長における実際のノイズは、測定データの補間から
推測される。デルタ技法は、有限の光学フィルタ選択
性、有限の光信号帯域幅、及び、光信号のサイド・モー
ドの組み合わせによって影響される。これらの問題は、
信号レベルが高い場合、サイド・モード抑圧レベルが、
しばしば、不十分な、分布帰還型（ＤＦＢ）または分布
ブラッグ反射型（ＤＢＲ）レーザのようなレーザの場
合、重要になる。
【０００６】ＡＳＥノイズ測定のもう１つの技法が、１
９９２年のＯＳＡ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ
Ｓｅｒｉｅｓ，（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ
ｏｆＡｍｅｒｉｃａ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．
１９９２），ｐａｐｅｒＴＨＡ４の第５巻 Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎに、Ｊ．
Ａｓｐｅｌｌ他によって報告されている。ＡＳＥノイズ
は、光信号が生じると、光信号が偏光されていることを
確かめ、ＡＳＥノイズ源の後に配置された偏光子を用い
て、信号を排除し、ＡＳＥノイズの半分を通すことによ
って、測定される。この技法は、２つの直交する偏光の
それぞれにおけるＡＳＥノイズ・レベルが等しいという
仮定に立っている。開示の技法は、比較的複雑であり、
多重光信号の存在する場合におけるＡＳＥノイズのテス
トにそれを適用することには、問題がある。
９９２年のＯＳＡ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ
Ｓｅｒｉｅｓ，（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ
ｏｆＡｍｅｒｉｃａ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．
１９９２），ｐａｐｅｒＴＨＡ４の第５巻 Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎに、Ｊ．
Ａｓｐｅｌｌ他によって報告されている。ＡＳＥノイズ
は、光信号が生じると、光信号が偏光されていることを
確かめ、ＡＳＥノイズ源の後に配置された偏光子を用い
て、信号を排除し、ＡＳＥノイズの半分を通すことによ
って、測定される。この技法は、２つの直交する偏光の
それぞれにおけるＡＳＥノイズ・レベルが等しいという
仮定に立っている。開示の技法は、比較的複雑であり、
多重光信号の存在する場合におけるＡＳＥノイズのテス
トにそれを適用することには、問題がある。
【０００７】
【発明の目的】本発明の一般的な目的は、光信号が存在
する場合に、光学増幅器のＡＳＥノイズを測定するため
の改良された方法及び装置を提供することにある。
する場合に、光学増幅器のＡＳＥノイズを測定するため
の改良された方法及び装置を提供することにある。
【０００８】本発明のもう１つの目的は、パルス化また
はゲート制御式光源を利用して、ＡＳＥノイズを測定す
る方法及び装置を提供することにある。
はゲート制御式光源を利用して、ＡＳＥノイズを測定す
る方法及び装置を提供することにある。
【０００９】本発明のもう１つの目的は、光信号の過剰
ノイズ及びサイド・モードの悪影響が回避される、ＡＳ
Ｅノイズを測定するための方法及び装置を提供すること
にある。
ノイズ及びサイド・モードの悪影響が回避される、ＡＳ
Ｅノイズを測定するための方法及び装置を提供すること
にある。
【００１０】本発明のさらにもう１つの目的は、間隔の
密な複数の光信号の影響がある場合に、ＡＳＥノイズを
測定するための方法及び装置を提供することにある。
密な複数の光信号の影響がある場合に、ＡＳＥノイズを
測定するための方法及び装置を提供することにある。
【００１１】本発明のさらにもう１つの目的は、比較的
簡単な光学系を利用して、ＡＳＥノイズを測定するため
の方法及び装置を提供することにある。
簡単な光学系を利用して、ＡＳＥノイズを測定するため
の方法及び装置を提供することにある。
【００１２】
【発明の概要】本発明によれば、以上の及びその他の目
的及び利点は、光信号の存在する場合に光学回路のＡＳ
Ｅノイズを測定するための新規な方法及び装置によって
実現される。光学回路は、一般に、光学増幅器である。
本発明の方法は、所定の強度の光信号をテストを受ける
光学回路の入力に加えるステップと、加えられた光信号
を迅速にオフにするステップと、光信号がオフになった
少し後で、光学回路からの出力信号を検出するステップ
から構成される。光信号がオフになった直後における光
学回路の出力信号は、既定の強度の光信号が存在する場
合における光学回路のＡＳＥノイズを表している。必要
があれば、該方法には、光信号がオフになった直後のあ
る時間まで観測される出力信号を外挿するステップが含
まれる。
的及び利点は、光信号の存在する場合に光学回路のＡＳ
Ｅノイズを測定するための新規な方法及び装置によって
実現される。光学回路は、一般に、光学増幅器である。
本発明の方法は、所定の強度の光信号をテストを受ける
光学回路の入力に加えるステップと、加えられた光信号
を迅速にオフにするステップと、光信号がオフになった
少し後で、光学回路からの出力信号を検出するステップ
から構成される。光信号がオフになった直後における光
学回路の出力信号は、既定の強度の光信号が存在する場
合における光学回路のＡＳＥノイズを表している。必要
があれば、該方法には、光信号がオフになった直後のあ
る時間まで観測される出力信号を外挿するステップが含
まれる。
【００１３】光信号を加え、光信号を迅速にオフにする
ステップには、パルス化光信号を光学回路の入力に加え
るステップが含まれている。パルス化光信号は、連続し
た光信号に機械的にチョッピングを施すか、あるいは、
連続した光信号にパルス変調を施すことによって、発生
することが可能である。
ステップには、パルス化光信号を光学回路の入力に加え
るステップが含まれている。パルス化光信号は、連続し
た光信号に機械的にチョッピングを施すか、あるいは、
連続した光信号にパルス変調を施すことによって、発生
することが可能である。
【００１４】本発明の第１の実施例の場合、過渡出力信
号は、光スペクトル・アナライザを光信号の波長にセッ
トし、ゼロ・スパンにセットすることによって、検出さ
れる。このモードの場合、光スペクトル・アナライザ
は、光学回路の出力の時間領域表示を行う。光信号がオ
フになった直後に観測される光出力信号の値は、光学回
路のＡＳＥノイズを表している。
号は、光スペクトル・アナライザを光信号の波長にセッ
トし、ゼロ・スパンにセットすることによって、検出さ
れる。このモードの場合、光スペクトル・アナライザ
は、光学回路の出力の時間領域表示を行う。光信号がオ
フになった直後に観測される光出力信号の値は、光学回
路のＡＳＥノイズを表している。
【００１５】本発明の第２の実施例の場合、出力信号
は、狭帯域光学フィルタに光学回路の出力信号を通し、
高速光検出器によってフィルタにかけられた即ち濾波さ
れた出力信号を検出することによって、検出される。光
学回路のフィルタにかけられ、検出された出力信号は、
ゼロ・スパンにセットされた電気スペクトル・アナライ
ザに入力される。電気スペクトル・アナライザは、検出
された信号の時間領域表示を行う。光信号がオフになっ
た直後における該信号の値は、光学回路のＡＳＥノイズ
を表している。
は、狭帯域光学フィルタに光学回路の出力信号を通し、
高速光検出器によってフィルタにかけられた即ち濾波さ
れた出力信号を検出することによって、検出される。光
学回路のフィルタにかけられ、検出された出力信号は、
ゼロ・スパンにセットされた電気スペクトル・アナライ
ザに入力される。電気スペクトル・アナライザは、検出
された信号の時間領域表示を行う。光信号がオフになっ
た直後における該信号の値は、光学回路のＡＳＥノイズ
を表している。
【００１６】本発明の方法は、一般に、エルビウムをド
ープしたファイバ増幅器のＡＳＥノイズを測定するため
に用いられる。しかし、本発明の技法を利用することに
よって、いろいろな光学回路のＡＳＥノイズを測定する
ことも可能であり、この場合、光信号がオフになった後
の過渡出力信号を観測することが可能であればよい。
ープしたファイバ増幅器のＡＳＥノイズを測定するため
に用いられる。しかし、本発明の技法を利用することに
よって、いろいろな光学回路のＡＳＥノイズを測定する
ことも可能であり、この場合、光信号がオフになった後
の過渡出力信号を観測することが可能であればよい。
【００１７】以下本発明の実施例について説明する。
【００１８】
【発明の実施例の説明】図１には、光信号の存在する場
合における光学増幅器のＡＳＥノイズを測定するための
装置のブロック図が示されている。テストを受ける光学
増幅器１０は、入力１２及び出力１４を備えている。光
学増幅器１０は、一般にエルビウムをドープしたファイ
バ増幅器（ＥＤＦＡ）である。光信号発生器１６の出力
は、スイッチ１８及びスイッチ２０を介して光学増幅器
１０の入力に結合されている。後述のように、光信号発
生器１６は、一般に、出力がほぼ単色の分布帰還型（Ｄ
ＦＢ）レーザのようなレーザである。光学増幅器１０の
出力１４は、スイッチ２２を介して光スペクトル・アナ
ライザ２４の入力に結合されている。スイッチ１８によ
って、パルス化またはゲート制御式光信号が発生する。
スイッチ１８のさまざまな実施例について、以下に解説
する。スイッチ２０及び２２は、それぞれ、位置１と位
置２を備えている。ＡＳＥノイズ測定の場合、スイッチ
２０及び２２は、図１に示すように、両方とも、位置１
にある。光学増幅器１０に対する入力を測定する場合、
スイッチ２０及び２２は、両方とも、位置２につき、パ
ルス化光信号は、直接、光スペクトル・アナライザ２４
の入力に直接接続される。パルス指令信号は、スイッチ
１８を制御し、光スペクトル・アナライザ２４をトリガ
する。望ましい実施例の場合、光スペクトル・アナライ
ザ２４は、ヒューレット・パッカード社によって製造、
販売されているＭｏｄｅｌ ７１４５Ａである。
合における光学増幅器のＡＳＥノイズを測定するための
装置のブロック図が示されている。テストを受ける光学
増幅器１０は、入力１２及び出力１４を備えている。光
学増幅器１０は、一般にエルビウムをドープしたファイ
バ増幅器（ＥＤＦＡ）である。光信号発生器１６の出力
は、スイッチ１８及びスイッチ２０を介して光学増幅器
１０の入力に結合されている。後述のように、光信号発
生器１６は、一般に、出力がほぼ単色の分布帰還型（Ｄ
ＦＢ）レーザのようなレーザである。光学増幅器１０の
出力１４は、スイッチ２２を介して光スペクトル・アナ
ライザ２４の入力に結合されている。スイッチ１８によ
って、パルス化またはゲート制御式光信号が発生する。
スイッチ１８のさまざまな実施例について、以下に解説
する。スイッチ２０及び２２は、それぞれ、位置１と位
置２を備えている。ＡＳＥノイズ測定の場合、スイッチ
２０及び２２は、図１に示すように、両方とも、位置１
にある。光学増幅器１０に対する入力を測定する場合、
スイッチ２０及び２２は、両方とも、位置２につき、パ
ルス化光信号は、直接、光スペクトル・アナライザ２４
の入力に直接接続される。パルス指令信号は、スイッチ
１８を制御し、光スペクトル・アナライザ２４をトリガ
する。望ましい実施例の場合、光スペクトル・アナライ
ザ２４は、ヒューレット・パッカード社によって製造、
販売されているＭｏｄｅｌ ７１４５Ａである。
【００１９】図１〜図３に関連して、本発明によるＡＳ
Ｅノイズを測定するための方法について解説する。図２
には、光学増幅器１０の入力１２における光信号が、光
スペクトル・アナライザ２４によって検出される、パル
ス化入力光信号３０として表されている。図２におい
て、光スペクトル・アナライザ２４は、光信号発生器１
６の波長においてゼロ・スパンにセットされ、信号の強
度は、時間の関数として作図されている。図２の例にお
ける掃引時間は、１５ミリ秒である。光スペクトル・ア
ナライザ２４の分解能の帯域幅は、約０．５〜１．０ナ
ノメートルにセットするのが望ましい。図２の場合、分
解能の帯域幅は、０．５ナノメートルにセットされてい
る。光学増幅器１０の出力は、図２の増幅された光信号
３２によって表される。時間Ｔ0において、入力光信号
３０は、スイッチ１８によってオンからオフにスイッチ
される。図示のように、増幅出力信号３２は、時間Ｔ0
で変化する。時間Ｔ1において、入力光信号は、スイッ
チされて、オンに戻され、サイクルが繰り返される。
Ｅノイズを測定するための方法について解説する。図２
には、光学増幅器１０の入力１２における光信号が、光
スペクトル・アナライザ２４によって検出される、パル
ス化入力光信号３０として表されている。図２におい
て、光スペクトル・アナライザ２４は、光信号発生器１
６の波長においてゼロ・スパンにセットされ、信号の強
度は、時間の関数として作図されている。図２の例にお
ける掃引時間は、１５ミリ秒である。光スペクトル・ア
ナライザ２４の分解能の帯域幅は、約０．５〜１．０ナ
ノメートルにセットするのが望ましい。図２の場合、分
解能の帯域幅は、０．５ナノメートルにセットされてい
る。光学増幅器１０の出力は、図２の増幅された光信号
３２によって表される。時間Ｔ0において、入力光信号
３０は、スイッチ１８によってオンからオフにスイッチ
される。図示のように、増幅出力信号３２は、時間Ｔ0
で変化する。時間Ｔ1において、入力光信号は、スイッ
チされて、オンに戻され、サイクルが繰り返される。
【００２０】入力光信号３０が、時間Ｔ0においてオフ
にスイッチされると、出力信号は、ＡＳＥ過渡現象３４
を示す。すなわち、光スペクトル・アナライザ２４に観
測される過渡現象３４は、レベル３６で開始し、レベル
３８まで上方に減衰する。レベル３８は、光信号がない
場合のＡＳＥノイズ強度を表している。エルビウムをド
ープしたファイバ増幅器において、過渡現象３４は、約
３００マイクロ秒の時定数を備えている。レベル３６か
らレベル３８への上昇過渡現象は、ＡＳＥノイズの増大
を表している。ＡＳＥノイズにおける過渡現象３４は、
光信号が存在する場合に光学増幅器１０に生じる利得の
減少の結果である。入力光信号３０がオフになると、利
得減少はもはや生じなくなり、ＡＳＥノイズの強度が増
大する。入力光信号がオフになった直後における出力光
信号の強度は、入力光信号３０の波長及び強度を備えた
光信号が存在する場合におけるＡＳＥノイズを表してい
る。後述のように、光スペクトル・アナライザ２４にお
いて観測されるレベル３６は、光信号がオフになった直
後におけるレベルとは異なっており、外挿が必要になる
可能性がある。
にスイッチされると、出力信号は、ＡＳＥ過渡現象３４
を示す。すなわち、光スペクトル・アナライザ２４に観
測される過渡現象３４は、レベル３６で開始し、レベル
３８まで上方に減衰する。レベル３８は、光信号がない
場合のＡＳＥノイズ強度を表している。エルビウムをド
ープしたファイバ増幅器において、過渡現象３４は、約
３００マイクロ秒の時定数を備えている。レベル３６か
らレベル３８への上昇過渡現象は、ＡＳＥノイズの増大
を表している。ＡＳＥノイズにおける過渡現象３４は、
光信号が存在する場合に光学増幅器１０に生じる利得の
減少の結果である。入力光信号３０がオフになると、利
得減少はもはや生じなくなり、ＡＳＥノイズの強度が増
大する。入力光信号がオフになった直後における出力光
信号の強度は、入力光信号３０の波長及び強度を備えた
光信号が存在する場合におけるＡＳＥノイズを表してい
る。後述のように、光スペクトル・アナライザ２４にお
いて観測されるレベル３６は、光信号がオフになった直
後におけるレベルとは異なっており、外挿が必要になる
可能性がある。
【００２１】図３には、光信号がある場合と、ない場合
のＡＳＥノイズに関するスペクトルが示されている。ラ
イン４０は、光信号がない場合における、１５２０ナノ
メートル〜１５７０ナノメートルのスパンにわたるＡＳ
Ｅノイズのスペクトルを表している。曲線４２は、約１
５４９ナノメートルにおける光信号と、ＡＳＥノイズの
スペクトルが示されている。曲線４２のレベル４４は、
光信号の帯域外におけるＡＳＥノイズを表している。光
信号が存在する場合のＡＳＥノイズのレベル４４は、ラ
イン４０によって表されるＡＳＥノイズと比較して、抑
圧される。レベル４４のリップルは、望ましくない発生
源の過剰ノイズによって生じる。点線４６は、光信号の
波長におけるＡＳＥノイズのレベルを表している。図２
及び図３を比較すると、図２のレベル３８及び図３のラ
イン４０は、両方とも、光信号がない場合におけるＡＳ
Ｅノイズを表している。図２のレベル３６及び図３のラ
イン４４は、両方とも、光信号が存在する場合における
ＡＳＥノイズを表している。
のＡＳＥノイズに関するスペクトルが示されている。ラ
イン４０は、光信号がない場合における、１５２０ナノ
メートル〜１５７０ナノメートルのスパンにわたるＡＳ
Ｅノイズのスペクトルを表している。曲線４２は、約１
５４９ナノメートルにおける光信号と、ＡＳＥノイズの
スペクトルが示されている。曲線４２のレベル４４は、
光信号の帯域外におけるＡＳＥノイズを表している。光
信号が存在する場合のＡＳＥノイズのレベル４４は、ラ
イン４０によって表されるＡＳＥノイズと比較して、抑
圧される。レベル４４のリップルは、望ましくない発生
源の過剰ノイズによって生じる。点線４６は、光信号の
波長におけるＡＳＥノイズのレベルを表している。図２
及び図３を比較すると、図２のレベル３８及び図３のラ
イン４０は、両方とも、光信号がない場合におけるＡＳ
Ｅノイズを表している。図２のレベル３６及び図３のラ
イン４４は、両方とも、光信号が存在する場合における
ＡＳＥノイズを表している。
【００２２】上述のように、光信号が存在する場合の所
望のＡＳＥノイズ・レベルは、入力光信号３０がオフに
なった直後に生じるＡＳＥ過渡現象３４の最小値であ
る。用いられる測定装置によって、観測レベル３６が、
過渡現象３４の実際の最小値とは異なる可能性がある。
例えば、光スペクトル・アナライザ２４は、τマイクロ
秒毎に１回、光学増幅器の出力信号にサンプリングを施
すことができるが、ここで、τは、一般に、３８マイク
ロ秒である。従って、入力光信号がオフになった瞬間
に、１つのサンプルをとり、次のサンプルを３８マイク
ロ秒後にとる場合、レベル３６は、過渡現象３４の最小
値が生じた約３８マイクロ秒後に測定されることにな
る。生じる可能性のある測定の不正確さを回避するた
め、観測される過渡現象３４は、光信号がオフになった
直後まで外挿される。
望のＡＳＥノイズ・レベルは、入力光信号３０がオフに
なった直後に生じるＡＳＥ過渡現象３４の最小値であ
る。用いられる測定装置によって、観測レベル３６が、
過渡現象３４の実際の最小値とは異なる可能性がある。
例えば、光スペクトル・アナライザ２４は、τマイクロ
秒毎に１回、光学増幅器の出力信号にサンプリングを施
すことができるが、ここで、τは、一般に、３８マイク
ロ秒である。従って、入力光信号がオフになった瞬間
に、１つのサンプルをとり、次のサンプルを３８マイク
ロ秒後にとる場合、レベル３６は、過渡現象３４の最小
値が生じた約３８マイクロ秒後に測定されることにな
る。生じる可能性のある測定の不正確さを回避するた
め、観測される過渡現象３４は、光信号がオフになった
直後まで外挿される。
【００２３】図４を参照すると、曲線４８は、光信号３
０が時間Ｔ0においてオフになった後に生じる、ＡＳＥ
ノイズ過渡現象３４を拡大したものである。サンプル５
０が時間Ｔ0にとられ、サンプル５２が３８マイクロ秒
後にとられるものと仮定する。サンプル５４、５６等
は、３８マイクロ秒の後続間隔においてとられる。図４
から明らかなように、サンプル５２は、実際の最小値６
０とは異なる過渡現象３４の最小値を表している。実際
の最小値６０は、サンプル５２、５４、５６等からの外
挿によって得られる。この外挿は、指数関数曲線の当て
はめを利用して、最小値６０を外挿するように実施する
ことができる。しかしながら、ＡＳＥ過渡現象３４は、
必ずしも指数関数的ではないことが分かった。指数関数
曲線の当てはめが、適合しなければ、直線近似を利用す
ることができる。従って、サンプル５２、５４、５６の
ような最初のいくつかのポイントを直線近似として利用
することによって、最小値６０を外挿することが可能で
ある。
０が時間Ｔ0においてオフになった後に生じる、ＡＳＥ
ノイズ過渡現象３４を拡大したものである。サンプル５
０が時間Ｔ0にとられ、サンプル５２が３８マイクロ秒
後にとられるものと仮定する。サンプル５４、５６等
は、３８マイクロ秒の後続間隔においてとられる。図４
から明らかなように、サンプル５２は、実際の最小値６
０とは異なる過渡現象３４の最小値を表している。実際
の最小値６０は、サンプル５２、５４、５６等からの外
挿によって得られる。この外挿は、指数関数曲線の当て
はめを利用して、最小値６０を外挿するように実施する
ことができる。しかしながら、ＡＳＥ過渡現象３４は、
必ずしも指数関数的ではないことが分かった。指数関数
曲線の当てはめが、適合しなければ、直線近似を利用す
ることができる。従って、サンプル５２、５４、５６の
ような最初のいくつかのポイントを直線近似として利用
することによって、最小値６０を外挿することが可能で
ある。
【００２４】光スペクトル・アナライザが、光信号の存
在する場合にＡＳＥノイズを測定するのに望ましい測定
器であるが、他の適合する測定器を利用することができ
るのは明らかである。例えば、過渡現象３４を含む光学
増幅器の出力は、約０．５ナノメートル〜１．０ナノメ
ートル帯域幅を備えた狭帯域光学フィルタに通すことが
可能である。光検出器の速度は、ＡＳＥ過渡現象の時定
数よりもはるかに速いことが望ましい。光検出器は、Ａ
ＳＥ過渡現象の時定数の１／１０未満の時定数を備える
ことが望ましい。例えば、ＡＳＥ過渡現象３４の時定数
が、３００マイクロ秒である、エルビウムをドープした
ファイバ増幅器の場合、１マイクロ秒のスイッチング速
度を備えた光検出器は、ＡＳＥ過渡現象をうまく表現す
る。測定速度の決定において、光検出器に従う増幅器の
速度も考慮に入れる必要がある。
在する場合にＡＳＥノイズを測定するのに望ましい測定
器であるが、他の適合する測定器を利用することができ
るのは明らかである。例えば、過渡現象３４を含む光学
増幅器の出力は、約０．５ナノメートル〜１．０ナノメ
ートル帯域幅を備えた狭帯域光学フィルタに通すことが
可能である。光検出器の速度は、ＡＳＥ過渡現象の時定
数よりもはるかに速いことが望ましい。光検出器は、Ａ
ＳＥ過渡現象の時定数の１／１０未満の時定数を備える
ことが望ましい。例えば、ＡＳＥ過渡現象３４の時定数
が、３００マイクロ秒である、エルビウムをドープした
ファイバ増幅器の場合、１マイクロ秒のスイッチング速
度を備えた光検出器は、ＡＳＥ過渡現象をうまく表現す
る。測定速度の決定において、光検出器に従う増幅器の
速度も考慮に入れる必要がある。
【００２５】本発明に従って、ＡＳＥノイズを測定する
ためのパルス化光源技法を実施する代替方法が、図７に
示されている。図１及び図７における同様の構成要素
は、同じ参照番号を有している。光信号発生器１６の出
力は、スイッチ１８を介して光学増幅器１０の入力１２
に結合される。光学増幅器１０の出力１４は、狭帯域光
学フィルタ８０を介して光検出器８２に結合されてい
る。光学フィルタ８０は、５ナノメートル以下の帯域幅
を備えていることが望ましい。フィルタの帯域幅の選択
は、分解能と信号強度の間におけるトレード・オフであ
る。極めて帯域幅の狭いフィルタ８０は、分解能が高い
が、出力信号の強度が弱い。光検出器８２は、光信号、
及び、光学増幅器によって付加されるノイズを検出し、
電気スペクトル・アナライザ８４に入力される電気信号
を発生する。適合する電気スペクトル・アナライザの一
例として、ヒューレット・パッカード社によって製造、
販売されているＭｏｄｅｌ７１４００が挙げられる。
ためのパルス化光源技法を実施する代替方法が、図７に
示されている。図１及び図７における同様の構成要素
は、同じ参照番号を有している。光信号発生器１６の出
力は、スイッチ１８を介して光学増幅器１０の入力１２
に結合される。光学増幅器１０の出力１４は、狭帯域光
学フィルタ８０を介して光検出器８２に結合されてい
る。光学フィルタ８０は、５ナノメートル以下の帯域幅
を備えていることが望ましい。フィルタの帯域幅の選択
は、分解能と信号強度の間におけるトレード・オフであ
る。極めて帯域幅の狭いフィルタ８０は、分解能が高い
が、出力信号の強度が弱い。光検出器８２は、光信号、
及び、光学増幅器によって付加されるノイズを検出し、
電気スペクトル・アナライザ８４に入力される電気信号
を発生する。適合する電気スペクトル・アナライザの一
例として、ヒューレット・パッカード社によって製造、
販売されているＭｏｄｅｌ７１４００が挙げられる。
【００２６】検出された光電流信号は、電気スペクトル
・アナライザ８４によって表示される。電気スペクトル
・アナライザ８４は、ゼロ・スパンにセットされるの
で、その表示は、時間の関数としての光電流を示してい
る。図８の波形８６は、電気スペクトル・アナライザに
おいて観測される信号の例である。光信号がオンの場
合、光信号と自然放出の間のうなり信号（信号・自然う
なりノイズ）に対応する波形８６は、ピーク８８が比較
的フラットである。光信号がオフになると、信号・自然
うなりノイズが消え、自然・自然ノイズが主ノイズとし
て残ることになる。このノイズは、光学増幅器１０が、
信号オン状態から信号オフ状態に戻ると、時間とともに
増大する（９２で表示）。
・アナライザ８４によって表示される。電気スペクトル
・アナライザ８４は、ゼロ・スパンにセットされるの
で、その表示は、時間の関数としての光電流を示してい
る。図８の波形８６は、電気スペクトル・アナライザに
おいて観測される信号の例である。光信号がオンの場
合、光信号と自然放出の間のうなり信号（信号・自然う
なりノイズ）に対応する波形８６は、ピーク８８が比較
的フラットである。光信号がオフになると、信号・自然
うなりノイズが消え、自然・自然ノイズが主ノイズとし
て残ることになる。このノイズは、光学増幅器１０が、
信号オン状態から信号オフ状態に戻ると、時間とともに
増大する（９２で表示）。
【００２７】上述のように、光スペクトル・アナライザ
を用いるパルス化光源技法について、ＡＳＥノイズに関
する重要な情報は、光信号がオフになった直後に生じる
波形の零点９０に位置している。この零点において、電
気スペクトル・アナライザのノイズ・フロアが零点より
も十分に低い場合、零点が、光信号の存在する場合に生
じるノイズの尺度になる。電気スペクトル・アナライザ
の応答が遅すぎて、ＡＳＥ過渡現象の忠実な再現ができ
ない場合には、外挿を利用して、観測された波形から零
点を求めることが可能である。
を用いるパルス化光源技法について、ＡＳＥノイズに関
する重要な情報は、光信号がオフになった直後に生じる
波形の零点９０に位置している。この零点において、電
気スペクトル・アナライザのノイズ・フロアが零点より
も十分に低い場合、零点が、光信号の存在する場合に生
じるノイズの尺度になる。電気スペクトル・アナライザ
の応答が遅すぎて、ＡＳＥ過渡現象の忠実な再現ができ
ない場合には、外挿を利用して、観測された波形から零
点を求めることが可能である。
【００２８】零点におけるノイズは、数学的に、光学フ
ィルタ８０の帯域幅を通過する実際のＡＳＥノイズを求
めることができるように表すことが可能である。光学Ａ
ＳＥスペクトル密度と表示されるパワー・スペクトルＳ
i（ω）の関係は、以下の通りである：Ｓi（ω）＝ｑ2
σ2Ｓase2（λ）△ν．ここで、ｑは、電荷であり、σ
は、検出器の量子効率対光子のエネルギの比であり、Ｓ
ase2（λ）は、ＡＳＥスペクトル密度Ｓaseの二乗であ
り、△νは、光学フィルタの帯域幅である。ＡＳＥスペ
クトル密度は、上述の関係から求められ、雑音指数は、
後述のように計算される。電気スペクトル・アナライザ
を利用する技法の利点は、光源強度のノイズ及びサイド
・モードによって、測定上の問題を生じることがないと
いうことである。
ィルタ８０の帯域幅を通過する実際のＡＳＥノイズを求
めることができるように表すことが可能である。光学Ａ
ＳＥスペクトル密度と表示されるパワー・スペクトルＳ
i（ω）の関係は、以下の通りである：Ｓi（ω）＝ｑ2
σ2Ｓase2（λ）△ν．ここで、ｑは、電荷であり、σ
は、検出器の量子効率対光子のエネルギの比であり、Ｓ
ase2（λ）は、ＡＳＥスペクトル密度Ｓaseの二乗であ
り、△νは、光学フィルタの帯域幅である。ＡＳＥスペ
クトル密度は、上述の関係から求められ、雑音指数は、
後述のように計算される。電気スペクトル・アナライザ
を利用する技法の利点は、光源強度のノイズ及びサイド
・モードによって、測定上の問題を生じることがないと
いうことである。
【００２９】図７及び図８に示す、上述の電気スペクト
ル・アナライザを利用してＡＳＥノイズを測定するため
の技法は、光スペクトル・アナライザを下記のように利
用する技法とは異なっている。光スペクトル・アナライ
ザを利用する場合、検出器の光電流は、光学電界スペク
トル密度の尺度である。電気スペクトル・アナライザを
利用する場合、光電流における揺らぎのスペクトル密度
が観測される。揺らぎは、ＳＰ−ＳＰ（自然・自然）う
なりノイズのような光学成分の混合によるものである。
従って、電気スペクトル・アナライザによって観測され
る零点は、ＡＳＥノイズとそれ自体の混合を表してい
る。
ル・アナライザを利用してＡＳＥノイズを測定するため
の技法は、光スペクトル・アナライザを下記のように利
用する技法とは異なっている。光スペクトル・アナライ
ザを利用する場合、検出器の光電流は、光学電界スペク
トル密度の尺度である。電気スペクトル・アナライザを
利用する場合、光電流における揺らぎのスペクトル密度
が観測される。揺らぎは、ＳＰ−ＳＰ（自然・自然）う
なりノイズのような光学成分の混合によるものである。
従って、電気スペクトル・アナライザによって観測され
る零点は、ＡＳＥノイズとそれ自体の混合を表してい
る。
【００３０】光学増幅器のノイズ性能は、増幅器の前後
におけるＳ／Ｎ比によって表すのが普通である。増幅器
は、ショット・ノイズの制限された光源によって照射さ
れるものと仮定される。波長、ＡＳＥスペクトル密度、
及び、光学利得のような測定可能な光学電界・パラメー
タによって、信号・自然うなりノイズの制限されたノイ
ズ指数ＮＦは、次のように表すことができる：ＮＦ＝２
Ｓ（ν）／Ｇｈν．ここで、Ｓ（ν）は、光周波数νに
おける単一空間モードのＡＳＥスペクトル密度であり、
Ｇは、増幅器の利得であり、ｈは、プランク定数であ
る。従って、ＡＳＥノイズが本発明に従って測定される
と、ノイズ指数は、上記式から計算することができる。
におけるＳ／Ｎ比によって表すのが普通である。増幅器
は、ショット・ノイズの制限された光源によって照射さ
れるものと仮定される。波長、ＡＳＥスペクトル密度、
及び、光学利得のような測定可能な光学電界・パラメー
タによって、信号・自然うなりノイズの制限されたノイ
ズ指数ＮＦは、次のように表すことができる：ＮＦ＝２
Ｓ（ν）／Ｇｈν．ここで、Ｓ（ν）は、光周波数νに
おける単一空間モードのＡＳＥスペクトル密度であり、
Ｇは、増幅器の利得であり、ｈは、プランク定数であ
る。従って、ＡＳＥノイズが本発明に従って測定される
と、ノイズ指数は、上記式から計算することができる。
【００３１】図１及び図７に示す光信号発生器１６及び
スイッチ１８は、さまざまなやり方で実現することがで
きる。スイッチ１８は、連続光信号に機械的チョッピン
グを施すことによって、実現することができる。代替案
として、光信号は、注入電流レーザの電流をパルス化
し、あるいは、光学強度変調器をパルス化することによ
って電子的にパルス化することが可能である。このスイ
ッチング技法は、光信号のオン状態とオフ状態の間で比
較的高速の遷移を可能にする。光信号は、５マイクロ秒
以下で、オンからオフにスイッチされるのが望ましい。
光信号発生器１６に、光源に対する反射を阻止するアイ
ソレータを含むこともできるし、所望の光信号を選択す
るための狭帯域光学フィルタを含むことも可能である。
エルビウムをドープしたファイバ増幅器に関連して、本
発明の技法を説明してきたが、本発明は、光スペクトル
・アナライザ、光検出器、または、他の測定装置によっ
て測定可能なＡＳＥ過渡現象を生じる任意の光学増幅器
に適用することができるという点を理解されたい。
スイッチ１８は、さまざまなやり方で実現することがで
きる。スイッチ１８は、連続光信号に機械的チョッピン
グを施すことによって、実現することができる。代替案
として、光信号は、注入電流レーザの電流をパルス化
し、あるいは、光学強度変調器をパルス化することによ
って電子的にパルス化することが可能である。このスイ
ッチング技法は、光信号のオン状態とオフ状態の間で比
較的高速の遷移を可能にする。光信号は、５マイクロ秒
以下で、オンからオフにスイッチされるのが望ましい。
光信号発生器１６に、光源に対する反射を阻止するアイ
ソレータを含むこともできるし、所望の光信号を選択す
るための狭帯域光学フィルタを含むことも可能である。
エルビウムをドープしたファイバ増幅器に関連して、本
発明の技法を説明してきたが、本発明は、光スペクトル
・アナライザ、光検出器、または、他の測定装置によっ
て測定可能なＡＳＥ過渡現象を生じる任意の光学増幅器
に適用することができるという点を理解されたい。
【００３２】本発明のある例では、ＤＦＢレーザを光源
として利用して、エルビウムをドープしたファイバ増幅
器のＡＳＥノイズが測定された。ヒューレット・パッカ
ードＭｏｄｅｌ７１４５１Ａ光スペクトル・アナライザ
を利用して、ＡＳＥノイズの測定が行われた。エルビウ
ムをドープしたファイバ増幅器の前で測定されたＤＦＢ
のサイド・モード（クローズ・イン）は、搬送波よりも
３７ｄＢを超えて低くなるが、信号のまわりのパワー・
スペクトルには、まだかなりの部分が存在した。ＤＦＢ
レーザ信号に機械的にチョッピングを施して、ＥＤＦＡ
の入力に送られた。光スペクトル・アナライザは、ＤＦ
Ｂレーザ波長に同調され、スパンは、ゼロにセットされ
た。ＥＤＦＡは、９８０ナノメートルでポンピングされ
る、エルビウムを１００万分の４００ドープした、８メ
ートルのファイバから構成される。ＥＤＦＡの入力にお
けるアイソレータは、入力コネクタにおける反射による
２重通過ノイズを減少させるのに役立ったが、正味の利
得も減少させた。チョッパ・ドライバは、同期のため、
光スペクトル・アナライザの外部トリガ入力に電気信号
を加えた。
として利用して、エルビウムをドープしたファイバ増幅
器のＡＳＥノイズが測定された。ヒューレット・パッカ
ードＭｏｄｅｌ７１４５１Ａ光スペクトル・アナライザ
を利用して、ＡＳＥノイズの測定が行われた。エルビウ
ムをドープしたファイバ増幅器の前で測定されたＤＦＢ
のサイド・モード（クローズ・イン）は、搬送波よりも
３７ｄＢを超えて低くなるが、信号のまわりのパワー・
スペクトルには、まだかなりの部分が存在した。ＤＦＢ
レーザ信号に機械的にチョッピングを施して、ＥＤＦＡ
の入力に送られた。光スペクトル・アナライザは、ＤＦ
Ｂレーザ波長に同調され、スパンは、ゼロにセットされ
た。ＥＤＦＡは、９８０ナノメートルでポンピングされ
る、エルビウムを１００万分の４００ドープした、８メ
ートルのファイバから構成される。ＥＤＦＡの入力にお
けるアイソレータは、入力コネクタにおける反射による
２重通過ノイズを減少させるのに役立ったが、正味の利
得も減少させた。チョッパ・ドライバは、同期のため、
光スペクトル・アナライザの外部トリガ入力に電気信号
を加えた。
【００３３】結果生じる光スペクトル・アナライザの表
示は、図２に示すものに相当する。入力光信号パワー
は、約５０マイクロ・ワットであった。増幅された信号
は、入力がチョッパの不透明部分によってブロックされ
るまで存在する。ＡＳＥノイズは、さらに、信号がない
場合、抑圧レベルからその値を回復する際、正に向かう
ＡＳＥ過渡現象を生じることになる。低信号レベルにお
いて、ＡＳＥ過渡現象は、指数関数的応答を示し、その
時定数は、ＥＤＦＡポンプ・パワーによって大きく左右
される。信号が、チョッパによって増幅器に通される
と、ＥＤＦＡの利得がその飽和値まで低下するするの
で、もう１つの過渡現象が観測される。ＡＳＥノイズ・
レベルは、信号がブロックされる瞬間に測定された。Ａ
ＳＥノイズの回復プロセスに要する時間量は有限である
ので、その軌跡が測定され、ＡＳＥノイズ・レベルが、
外挿によって測定される。
示は、図２に示すものに相当する。入力光信号パワー
は、約５０マイクロ・ワットであった。増幅された信号
は、入力がチョッパの不透明部分によってブロックされ
るまで存在する。ＡＳＥノイズは、さらに、信号がない
場合、抑圧レベルからその値を回復する際、正に向かう
ＡＳＥ過渡現象を生じることになる。低信号レベルにお
いて、ＡＳＥ過渡現象は、指数関数的応答を示し、その
時定数は、ＥＤＦＡポンプ・パワーによって大きく左右
される。信号が、チョッパによって増幅器に通される
と、ＥＤＦＡの利得がその飽和値まで低下するするの
で、もう１つの過渡現象が観測される。ＡＳＥノイズ・
レベルは、信号がブロックされる瞬間に測定された。Ａ
ＳＥノイズの回復プロセスに要する時間量は有限である
ので、その軌跡が測定され、ＡＳＥノイズ・レベルが、
外挿によって測定される。
【００３４】利得及びノイズ指数の測定結果が、それぞ
れ、図５及び図６に示されている。曲線７０（中空の
円）で示される、本発明の技法によるノイズ指数測定結
果が、曲線７２（黒い円）及び曲線７４（三角形）で示
される、搬送波に関するＡＳＥノイズのオフセット測定
及び外挿の先行技術による技法を利用した測定値と比較
される。曲線７２は、信号に最も近いサイド・モードの
ピークにおける測定結果によって得られるノイズ指数に
対応し、曲線７４は、搬送波に近い最低のＡＳＥノイズ
密度において行われる測定結果によって得られるノイズ
指数に対応する。本発明による測定によって得られる曲
線７０は、過渡応答時間記録で最初の２つのデータ・ポ
イントの直線を当てはめることによって得られた。ノイ
ズ指数は、入力信号パワーが−１０ｄＢｍに近いところ
でディップを示し、これは信号の飽和及び後進ＡＳＥノ
イズの影響によって説明をつけることができる。信号パ
ワーの関数としての利得が、図５の曲線７８によって表
されている。増大した信号パワーに関する利得の減少
が、立証される。
れ、図５及び図６に示されている。曲線７０（中空の
円）で示される、本発明の技法によるノイズ指数測定結
果が、曲線７２（黒い円）及び曲線７４（三角形）で示
される、搬送波に関するＡＳＥノイズのオフセット測定
及び外挿の先行技術による技法を利用した測定値と比較
される。曲線７２は、信号に最も近いサイド・モードの
ピークにおける測定結果によって得られるノイズ指数に
対応し、曲線７４は、搬送波に近い最低のＡＳＥノイズ
密度において行われる測定結果によって得られるノイズ
指数に対応する。本発明による測定によって得られる曲
線７０は、過渡応答時間記録で最初の２つのデータ・ポ
イントの直線を当てはめることによって得られた。ノイ
ズ指数は、入力信号パワーが−１０ｄＢｍに近いところ
でディップを示し、これは信号の飽和及び後進ＡＳＥノ
イズの影響によって説明をつけることができる。信号パ
ワーの関数としての利得が、図５の曲線７８によって表
されている。増大した信号パワーに関する利得の減少
が、立証される。
【００３５】ここまで、光信号のオン・オフ時間が光学
増幅器１０の利得の減少または利得の回復に関する時定
数よりも長いことによって、図２及び図８に示すよう
に、パルス間における増幅器の出力の回復を可能にす
る、ＡＳＥノイズを測定するためのパルス化光源技法に
ついて解説を行ってきた。本発明のもう１つの特徴によ
れば、光源は、光学増幅器の利得の変化可能な速度に比
べてかなり速い、比較的高速度で変調することが可能で
ある。一般に、２５ｋＨｚを超えるパルス繰り返し速度
が利用される。この場合、光信号がオフになった直後に
おける光学増幅器の出力信号の値は、ＡＳＥノイズを表
している。この場合、例えば、図２に示すような過渡出
力信号は、観測されない。この技法を利用する場合、等
価の光信号レベルでＡＳＥノイズを測定するためには、
光源のパワー・レベルを２倍にしなければならない。
増幅器１０の利得の減少または利得の回復に関する時定
数よりも長いことによって、図２及び図８に示すよう
に、パルス間における増幅器の出力の回復を可能にす
る、ＡＳＥノイズを測定するためのパルス化光源技法に
ついて解説を行ってきた。本発明のもう１つの特徴によ
れば、光源は、光学増幅器の利得の変化可能な速度に比
べてかなり速い、比較的高速度で変調することが可能で
ある。一般に、２５ｋＨｚを超えるパルス繰り返し速度
が利用される。この場合、光信号がオフになった直後に
おける光学増幅器の出力信号の値は、ＡＳＥノイズを表
している。この場合、例えば、図２に示すような過渡出
力信号は、観測されない。この技法を利用する場合、等
価の光信号レベルでＡＳＥノイズを測定するためには、
光源のパワー・レベルを２倍にしなければならない。
【００３６】光学増幅器のＡＳＥノイズの測定に関連し
て、本発明の解説を行ってきた。しかしながら、本発明
は、このパラメータが問題となる、任意の光学回路にお
けるＡＳＥノイズの測定に利用することが可能である。
て、本発明の解説を行ってきた。しかしながら、本発明
は、このパラメータが問題となる、任意の光学回路にお
けるＡＳＥノイズの測定に利用することが可能である。
【００３７】ＡＳＥノイズを測定するための本発明のパ
ルス化光源技法は、ＡＳＥスペクトル構造を慎重に観測
する必要がないので、自動化測定に向いているという点
で、先行技術による技法に比べて有利である。さらに、
偏光変換器の必要がない。本発明の技法は、とりわけ、
光学増幅器が、波長分割多重化通信において生じるよう
ないくつかの信号の照射を受けることになる、ノイズ指
数の測定において有効である。
ルス化光源技法は、ＡＳＥスペクトル構造を慎重に観測
する必要がないので、自動化測定に向いているという点
で、先行技術による技法に比べて有利である。さらに、
偏光変換器の必要がない。本発明の技法は、とりわけ、
光学増幅器が、波長分割多重化通信において生じるよう
ないくつかの信号の照射を受けることになる、ノイズ指
数の測定において有効である。
【００３８】本発明の現在のところ望ましい実施例とみ
なされるものについて示し、解説してきたが、当該技術
の熟練者には明らかなように、付属の請求項に規定の本
発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更及び変形が
可能である。
なされるものについて示し、解説してきたが、当該技術
の熟練者には明らかなように、付属の請求項に規定の本
発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更及び変形が
可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施によ
り、信号存在下における光学回路の自然放出ノイズが測
定される。光パルス発生手段と、狭帯域同調した光スペ
クトル・アナライザを０スパンで用いるので、簡単かつ
精度の高い測定が可能となる。光増幅器等を使用する複
合の使用時の雑音が定量的に把握できるので実用に供し
て有益である。
り、信号存在下における光学回路の自然放出ノイズが測
定される。光パルス発生手段と、狭帯域同調した光スペ
クトル・アナライザを０スパンで用いるので、簡単かつ
精度の高い測定が可能となる。光増幅器等を使用する複
合の使用時の雑音が定量的に把握できるので実用に供し
て有益である。
【図１】本発明による、光信号が存在する場合のＡＳＥ
ノイズを測定するためのシステムに関するブロック図で
ある。
ノイズを測定するためのシステムに関するブロック図で
ある。
【図２】図１の光学増幅器の時間の関数としての入力及
び出力波形に関するグラフである。
び出力波形に関するグラフである。
【図３】光信号が存在する場合と、存在しない場合の、
ＡＳＥノイズに関するスペクトル図である。
ＡＳＥノイズに関するスペクトル図である。
【図４】本発明による外挿を説明するための、時間の関
数としてのＡＳＥノイズのグラフである。
数としてのＡＳＥノイズのグラフである。
【図５】１５４４ナノメートルの信号波長における、エ
ルビウムをドープしたファイバ増幅器に関する信号パワ
ーの関数としての利得のグラフである。
ルビウムをドープしたファイバ増幅器に関する信号パワ
ーの関数としての利得のグラフである。
【図６】本発明に従って、及び、先行技術の技法に従っ
て測定された、エルビウムをドープしたファイバ増幅器
に関する信号パワーの関数としての雑音指数のグラフで
ある。
て測定された、エルビウムをドープしたファイバ増幅器
に関する信号パワーの関数としての雑音指数のグラフで
ある。
【図７】本発明の代替実施例に従って、光学信号が存在
する場合のＡＳＥノイズを測定するためのシステムに関
するブロック図である。
する場合のＡＳＥノイズを測定するためのシステムに関
するブロック図である。
【図８】図７に示す電気スペクトル・アナライザにおい
て観測される、時間領域波形のグラフである。
て観測される、時間領域波形のグラフである。
３０：入力光信号
３２：増幅された光信号
３４：ＡＳＥノイズ過渡現象
３６：ＡＳＥノイズ過渡現象の開始レベル
３８：光信号のない場合のＡＳＥノイズ強度レベル
４０：光信号がない場合のＡＳＥノイズ強度レベル
４２：光信号とＡＳＥノイズ強度レベル
４４：光信号帯域外ＡＳＥノイズ強度レベル
４６：信号波長におけるＡＳＥノイズ強度レベル
４８：ＡＳＥ（ノイズ）過渡現象の拡大
５０，５２，５４，５６：サンプル
６０：実際の最小値
７０：ノイズ指数測定結果
７４：搬送波に関するＡＳＥノイズのオフセット測定及
び外挿 ７８：利得 ８６：信号・自然うなりノイズ ８８：フラットな波形のピーク ９０：波形の零点
び外挿 ７８：利得 ８６：信号・自然うなりノイズ ８８：フラットな波形のピーク ９０：波形の零点
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジョン・ジェイ・デュプレ
アメリカ合衆国 カリフォルニア州サン
タ・ローザ，リッジビュー・ドライブ
3515
(56)参考文献 特開 平５−257177（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/00 - 3/30
G01M 11/00
Claims (9)
- 【請求項１】光信号存在下で光学回路の光出力に含まれ
る増幅された自然放出ノイズを測定するため、所定強度
の前記光信号を前記光学回路に入力し、該光信号を迅速
にオフし、前記光信号の存在下における前記増幅された
自然放出ノイズを表す、該光信号がオフになった少し後
における前記光学回路からの強度が増大する光出力信号
を検出するようにした増幅された自然放出ノイズの測定
のための方法。 - 【請求項２】光信号存在下で光学回路の光出力に含まれ
る増幅された自然放出ノイズを測定するため、所定強度
で所定波長のパルス化光信号を前記光学回路に入力し、
該パルス化光信号がオンからオフにスイッチした少し後
における前記光学回路からの過渡現象を呈する光出力信
号を検出し、該過渡現象を呈する光出力信号を該パルス
化光信号がオフにスイッチした直後まで外挿入し、前記
所定強度で所定波長のパルス化光信号の存在下における
前記増幅された自然放出ノイズを表すようにした、増幅
された自然放出ノイズの測定のための方法。 - 【請求項３】光信号の存在下で光学回路の光出力に含ま
れる増幅された自然放出ノイズを測定するための装置で
あって、前記光学回路に所定のパルス化光信号を入力す
るための入力手段と、前記所定強度のパルス化光信号の
存在下における前記増幅された自然放出ノイズを表す、
前記パルス化光信号がオンからオフにスイッチした少し
後の前記光学回路からの強度が増大する光出力信号を検
出するための手段とを備えた増幅された自然放出ノイズ
の測定のための装置。 - 【請求項４】前記入力手段が実質的に単色であるパルス
化光信号を発生する手段と該発生する手段の出力をオン
・オフする手段とを含む請求項３記載の増幅された自然
放出ノイズの測定のための装置。 - 【請求項５】前記オン・オフする手段が機械的にチョッ
ピングする手段を含む請求項４記載の増幅された自然放
出ノイズの測定のための装置。 - 【請求項６】前記オン・オフする手段が前記発生する手
段の出力を電子的に変調する手段を含む請求項４記載の
増幅された自然放出ノイズの測定のための装置。 - 【請求項７】前記検出するための手段が光スペクトル・
アナライザを備え該光スペクトル・アナライザは前記パ
ルス化光信号の波長においてゼロ・スパンにセットさ
れ、前記光出力信号の時間領域表示を与えることを特徴
とする請求項３記載の増幅された自然放出ノイズの測定
のための装置。 - 【請求項８】前記検出するための手段が前記光出力信号
を濾波する狭帯域光学光フィルタと該濾波された前記光
出力信号を検出する高速光検出器を備えることを特徴と
する請求項３に記載の増幅された自然放出ノイズの測定
のための装置。 - 【請求項９】前記検出するための手段が前記光出力信号
を濾波する狭帯域光学光フィルタと、該濾波された前記
光出力信号を検出する高速光検出器と、ゼロ・スパンに
セットされ、前記検出された光出力信号の時間領域表示
を与える電気スペクトル・アナライザとを備えることを
特徴とする請求項３に記載の増幅された自然放出ノイズ
の測定のための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US951,682 | 1992-09-25 | ||
| US07/951,682 US5340979A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Technique for determining the amplified spontaneous emission noise of an optical circuit in the presence of an optical signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224492A JPH06224492A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3467296B2 true JP3467296B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=25492004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25761593A Expired - Fee Related JP3467296B2 (ja) | 1992-09-25 | 1993-09-21 | 増幅された自然放出ノイズの測定のための方法と装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5340979A (ja) |
| JP (1) | JP3467296B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8655170B2 (en) | 2009-06-19 | 2014-02-18 | Fujitsu Limited | OSNR monitor device and OSNR measurement device |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479251A (en) * | 1993-12-30 | 1995-12-26 | Corning Incorporated | Methods for determining optical properties of optical waveguide fibers using an optical time domain reflectometer |
| DE69416396T2 (de) * | 1994-04-11 | 1999-06-10 | Hewlett-Packard Gmbh, 71034 Boeblingen | Rauschpegelmessungsverfahren in Gegenwart von einem Signal |
| EP0702437B1 (en) * | 1994-08-16 | 1998-05-27 | Hewlett-Packard GmbH | Method and apparatus for analyzing the characteristics of an optical circuit |
| US5619332A (en) * | 1995-05-15 | 1997-04-08 | Tracor, Inc. | High spectral resolution fiber optic spectrometer |
| US6198570B1 (en) * | 1996-04-05 | 2001-03-06 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical filter, manufacturing method thereof, and optical amplifier equipped with said optical filter |
| US5933552A (en) * | 1996-04-25 | 1999-08-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical filter, manufacturing method thereof and optical amplifier equipped with said optical filter |
| EP0887954B1 (en) * | 1997-06-26 | 2000-09-13 | Hewlett-Packard Company | Noise figure measurement of optical amplifiers by power substitution |
| US6212003B1 (en) | 1998-02-23 | 2001-04-03 | Anritsu Corporation | Optical amplifier evaluating method and optical amplifier evaluating apparatus |
| CA2375539A1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical amplifier and optical amplification method |
| US6665622B1 (en) * | 2000-01-19 | 2003-12-16 | Agilent Technologies, Inc. | Spectral characterization method for signal spectra having spectrally-separated signal peaks |
| US6434501B1 (en) * | 2000-03-21 | 2002-08-13 | Space Systems/Loral, Inc. | Automatic network analyzer having noise/NPR test capability |
| JP2002168691A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-14 | Ando Electric Co Ltd | 雑音指数測定装置、及び、雑音指数測定方法 |
| US6965470B2 (en) * | 2001-08-20 | 2005-11-15 | Texas Instruments Incorporated | Adaptive control of power transients |
| JP3914236B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2007-05-16 | 富士通株式会社 | 光増幅器 |
| US7508577B2 (en) * | 2005-03-29 | 2009-03-24 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Method and system for suppressing ASE noise |
| JP4948297B2 (ja) * | 2007-07-10 | 2012-06-06 | 株式会社アドバンテスト | 光試験信号発生装置および試験装置 |
| JP5691255B2 (ja) | 2010-06-22 | 2015-04-01 | 富士通株式会社 | Ｏｓｎｒ測定装置および光通信システム |
| WO2012161083A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 住友電気工業株式会社 | パルス光源 |
| US8873135B2 (en) * | 2012-12-21 | 2014-10-28 | Ciena Corporation | Extended dynamic range optical amplifier |
| US9723370B2 (en) * | 2014-04-15 | 2017-08-01 | Arris Enterprises Llc | Smart receivers and transmitters for CATV networks |
| CN105742947A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-06 | 天津大学 | 一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ase的系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4341956A (en) * | 1979-09-24 | 1982-07-27 | Pfizer, Inc. | Apparatus and method for compensating the dark current photoelectric transducers |
| GB2230912B (en) * | 1989-04-22 | 1993-10-20 | Stc Plc | Optical amplifier gain control |
| US5088095A (en) * | 1991-01-31 | 1992-02-11 | At&T Bell Laboratories | Gain stabilized fiber amplifier |
-
1992
- 1992-09-25 US US07/951,682 patent/US5340979A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-21 JP JP25761593A patent/JP3467296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8655170B2 (en) | 2009-06-19 | 2014-02-18 | Fujitsu Limited | OSNR monitor device and OSNR measurement device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06224492A (ja) | 1994-08-12 |
| US5340979A (en) | 1994-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3467296B2 (ja) | 増幅された自然放出ノイズの測定のための方法と装置 | |
| JPH07226549A (ja) | 雑音指数測定方法および装置 | |
| JP2575324B2 (ja) | 光ファイバ式温度分布測定装置 | |
| JP3075200B2 (ja) | 信号光モニタとこれを用いた光増幅器 | |
| JP3272934B2 (ja) | 波長多重光増幅器の評価測定装置および方法 | |
| US6016213A (en) | Method and apparatus for optical amplifier gain and noise figure measurement | |
| EP0405553B1 (en) | Optical time domain reflectometer using optical element with three control modes of oscillation, attenuation and amplification | |
| FR2725791A1 (fr) | Procede et appareil de determination de facteur de bruit d'amplificateur optique | |
| JP3180746B2 (ja) | 光増幅装置並びに光増幅器利得制御方法及び装置 | |
| JP3239925B2 (ja) | 光サンプリング光波形測定装置 | |
| JPH08122208A (ja) | 光増幅器の雑音指数測定装置 | |
| JP3880873B2 (ja) | 多重光路干渉光測定方法および測定装置 | |
| JP3236661B2 (ja) | 光パルス試験器 | |
| JP3353243B2 (ja) | 雑音指数測定方法 | |
| JPH06332020A (ja) | 光信号発生装置 | |
| US5014015A (en) | Ultra-short optical pulse source | |
| JP3283282B2 (ja) | 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 | |
| JP3059580B2 (ja) | 光パルス試験器 | |
| JP3088031B2 (ja) | 光パルス試験器 | |
| JPH10232316A (ja) | 光ファイバー構成要素での反射損失を測定する方法及び装置 | |
| JPH08184502A (ja) | 光波形測定装置 | |
| JP3248559B2 (ja) | 光ファイバ零分散波長分布の測定方法および測定装置 | |
| JPH0663908B2 (ja) | 光パルス試験装置 | |
| JPH09105701A (ja) | 光ファイバ歪測定装置 | |
| JP3327416B2 (ja) | 光パルス試験器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |