JP3531761B2 - 光増幅器雑音指数測定方法および装置 - Google Patents
光増幅器雑音指数測定方法および装置Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/073—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an out-of-service signal
- H04B10/0731—Testing or characterisation of optical devices, e.g. amplifiers
-
- 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
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- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光増幅器の雑音指数
の測定に係わり、特に位相差調整が容易・高速・高精度
に行える光増幅器雑音指数測定方法および装置に関す
る。
の測定に係わり、特に位相差調整が容易・高速・高精度
に行える光増幅器雑音指数測定方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、光増幅器には、エルビウ
ム（元素記号Ｅｒ）等の希土類元素を添加した光ファイ
バを用いた光増幅器と半導体光増幅素子を用いた光増幅
器とがある。また、これらの光増幅器の性能を決定付け
るパラメータに雑音指数があり、この光増幅器の雑音指
数（ＮＦ）を測定する雑音指数測定方法およびその装置
がそれぞれ開発されている（特願平６−１７５９３
号）。
ム（元素記号Ｅｒ）等の希土類元素を添加した光ファイ
バを用いた光増幅器と半導体光増幅素子を用いた光増幅
器とがある。また、これらの光増幅器の性能を決定付け
るパラメータに雑音指数があり、この光増幅器の雑音指
数（ＮＦ）を測定する雑音指数測定方法およびその装置
がそれぞれ開発されている（特願平６−１７５９３
号）。
【０００３】上述するＥｒ添加光ファイバを用いた光増
幅器の場合、光増幅素子であるＥｒ添加光ファイバに励
起レーザ光を入力すると、基底準位から高いエネルギ状
態の上位準位に原子が励起される。そして、この上位準
位にある原子が基底準位に遷移するときに発光を生じ
る。この発光過程には、入力された励起レーザ光に誘導
されて遷移する誘導放出過程と入力光に依存せずに無入
力時においても一定の割合で遷移する自然放出（Sponte
neous Emission：ＳＥ）過程とがあり、前者の誘導放出
過程が光増幅過程である。この誘導放出過程による遷移
は高速に行われるが、自然放出過程による原子の遷移速
度は、誘導放出過程に比べて遅く、自然放出寿命（原子
の寿命）は、Ｅｒ添加光ファイバにおいて数ｍｓ〜数１
０ｍｓである。この自然放出過程によって生じる自然放
出光（ＳＥ光）は、Ｅｒ添加光ファイバ内で増幅され
て、増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）として出力され
る。
幅器の場合、光増幅素子であるＥｒ添加光ファイバに励
起レーザ光を入力すると、基底準位から高いエネルギ状
態の上位準位に原子が励起される。そして、この上位準
位にある原子が基底準位に遷移するときに発光を生じ
る。この発光過程には、入力された励起レーザ光に誘導
されて遷移する誘導放出過程と入力光に依存せずに無入
力時においても一定の割合で遷移する自然放出（Sponte
neous Emission：ＳＥ）過程とがあり、前者の誘導放出
過程が光増幅過程である。この誘導放出過程による遷移
は高速に行われるが、自然放出過程による原子の遷移速
度は、誘導放出過程に比べて遅く、自然放出寿命（原子
の寿命）は、Ｅｒ添加光ファイバにおいて数ｍｓ〜数１
０ｍｓである。この自然放出過程によって生じる自然放
出光（ＳＥ光）は、Ｅｒ添加光ファイバ内で増幅され
て、増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）として出力され
る。
【０００４】ところで、光増幅器の雑音指数（ＮＦ）を
測定する場合、上記自然放出寿命よりも十分に短い周期
のパルス状レーザ光を被測定光増幅器に入力し、該被測
定光増幅器の出力光のうち、入力されたレーザ光が存在
しない時間領域から増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）
の電力ＰASEを測定し、またレーザ光が存在する時間領
域において増幅されたレーザ光の電力ＰAMPに電力ＰASE
が加えられた電力（ＰAMP＋ＰASE）を測定する。そし
て、これらの測定された値を次式に代入することによっ
て雑音指数（ＮＦ）を求める。 ＮＦ＝（ＰASE／ｈ・ν・Ａ・Ｂ0）＋１／Ａ （１ ） ここで、ｈはプランク定数、νは被測定光増幅器に
入力される入力レーザ光の光周波数、Ａは被測定光増幅
器の利得、またＢ0はＡＳＥ光の電力ＰASEを計測する計
測器の透過帯域幅である。また、上記被測定光増幅器の
利得Ａは、次式で近似される。 Ａ≒（ＰAMP−ＰASE）／ＰIN （２） ただし、ＰINは被測定光増幅器に入力される入力レーザ
光の電力である。
測定する場合、上記自然放出寿命よりも十分に短い周期
のパルス状レーザ光を被測定光増幅器に入力し、該被測
定光増幅器の出力光のうち、入力されたレーザ光が存在
しない時間領域から増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）
の電力ＰASEを測定し、またレーザ光が存在する時間領
域において増幅されたレーザ光の電力ＰAMPに電力ＰASE
が加えられた電力（ＰAMP＋ＰASE）を測定する。そし
て、これらの測定された値を次式に代入することによっ
て雑音指数（ＮＦ）を求める。 ＮＦ＝（ＰASE／ｈ・ν・Ａ・Ｂ0）＋１／Ａ （１ ） ここで、ｈはプランク定数、νは被測定光増幅器に
入力される入力レーザ光の光周波数、Ａは被測定光増幅
器の利得、またＢ0はＡＳＥ光の電力ＰASEを計測する計
測器の透過帯域幅である。また、上記被測定光増幅器の
利得Ａは、次式で近似される。 Ａ≒（ＰAMP−ＰASE）／ＰIN （２） ただし、ＰINは被測定光増幅器に入力される入力レーザ
光の電力である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、 上述した
雑音指数測定装置において、被測定光増幅器に入力され
るパルス状レーザ光は、内部の希土類添加光ファイバに
よって遅延されて出力される。また、この遅延時間は、
希土類添加光ファイバの長さに依存している。個々の被
測定光増幅器は、この希土類添加光ファイバの長さが違
うため、結局、この遅延時間は、個々の被測定光増幅器
によって違った値となる。さらに、雑音指数測定装置と
被測定光増幅器を接続する光ファイバによっても遅延が
生じる。したがって、この雑音指数の測定においては、
これらによる遅延時間を予め測定し、パルス状レーザ光
のスイッチング位相に対して、被測定光増幅器の出力光
のレーザ光のない時間領域とレーザ光のある時間領域と
を分離して取り出すパルスの位相を調整しなければなら
ない。
雑音指数測定装置において、被測定光増幅器に入力され
るパルス状レーザ光は、内部の希土類添加光ファイバに
よって遅延されて出力される。また、この遅延時間は、
希土類添加光ファイバの長さに依存している。個々の被
測定光増幅器は、この希土類添加光ファイバの長さが違
うため、結局、この遅延時間は、個々の被測定光増幅器
によって違った値となる。さらに、雑音指数測定装置と
被測定光増幅器を接続する光ファイバによっても遅延が
生じる。したがって、この雑音指数の測定においては、
これらによる遅延時間を予め測定し、パルス状レーザ光
のスイッチング位相に対して、被測定光増幅器の出力光
のレーザ光のない時間領域とレーザ光のある時間領域と
を分離して取り出すパルスの位相を調整しなければなら
ない。
【０００６】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、被測定光増幅器内の希土類添加光ファイバ
および被測定光増幅器に光信号を入力／出力する光ファ
イバによる被測定光増幅器の出力信号の遅延に容易に対
応し、正確に雑音指数を測定することが可能な光増幅器
雑音指数測定方法および装置を提供することを目的とす
る。
ものであり、被測定光増幅器内の希土類添加光ファイバ
および被測定光増幅器に光信号を入力／出力する光ファ
イバによる被測定光増幅器の出力信号の遅延に容易に対
応し、正確に雑音指数を測定することが可能な光増幅器
雑音指数測定方法および装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明における光増幅器
雑音指数測定方法は、上述した目的を達成するために、
希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位の原子寿命
よりも十分に短い周期の第１のパルスによって連続した
レーザ光を変調して生成した光パルス信号を被測定光増
幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号を前記第１
のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対して順次位
相差が増大する第２のパルスによって順次変調して得ら
れる光信号の最大電力と最小電力とに基づいて前記被測
定光増幅器の雑音指数を測定することを特徴とする。
雑音指数測定方法は、上述した目的を達成するために、
希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位の原子寿命
よりも十分に短い周期の第１のパルスによって連続した
レーザ光を変調して生成した光パルス信号を被測定光増
幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号を前記第１
のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対して順次位
相差が増大する第２のパルスによって順次変調して得ら
れる光信号の最大電力と最小電力とに基づいて前記被測
定光増幅器の雑音指数を測定することを特徴とする。
【０００８】また、本発明における光増幅器雑音指数測
定方法は、希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位
の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスによっ
て連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を
被測定光増幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号
を前記第１のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対
して順次位相差が増大する第２のパルスによって順次変
調して得られる光信号の最大電力と最小電力とを検出
し、該第２のパルスのうち最大電力を与えるパルスのパ
ルス幅を所定時間短くし、かつ、該所定時間内遅延させ
た第３のパルスによって検出された第１の電力と、最小
電力を与えるパルスのパルス幅を所定時間短くし、か
つ、該所定時間内遅延させた第４のパルスによって検出
された第２の電力とに基づいて前記被測定光増幅器の雑
音指数を測定することを特徴とする。
定方法は、希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位
の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスによっ
て連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を
被測定光増幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号
を前記第１のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対
して順次位相差が増大する第２のパルスによって順次変
調して得られる光信号の最大電力と最小電力とを検出
し、該第２のパルスのうち最大電力を与えるパルスのパ
ルス幅を所定時間短くし、かつ、該所定時間内遅延させ
た第３のパルスによって検出された第１の電力と、最小
電力を与えるパルスのパルス幅を所定時間短くし、か
つ、該所定時間内遅延させた第４のパルスによって検出
された第２の電力とに基づいて前記被測定光増幅器の雑
音指数を測定することを特徴とする。
【０００９】本発明における光増幅器雑音指数測定装置
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿
命よりも十分に短い周期の第１のパルス、および該第１
のパルス対して順次位相差が増大する第２のパルスを順
次出力するパルス発生手段と、前記第１のパルスによっ
て連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を
前記被測定光増幅器に出力する光パルス発生手段と、該
被測定光増幅器の出力光信号を前記第２のパルスによっ
て変調する変調手段と、該変調手段が出力する信号の光
電力を検出する電力検出手段と、順次検出される前記光
電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第２のパルスの
出力を制御すると共に、該光電力の最大値と最小値とに
基づいて雑音指数を算出する制御手段とを具備してなる
ことを特徴とする。
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿
命よりも十分に短い周期の第１のパルス、および該第１
のパルス対して順次位相差が増大する第２のパルスを順
次出力するパルス発生手段と、前記第１のパルスによっ
て連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を
前記被測定光増幅器に出力する光パルス発生手段と、該
被測定光増幅器の出力光信号を前記第２のパルスによっ
て変調する変調手段と、該変調手段が出力する信号の光
電力を検出する電力検出手段と、順次検出される前記光
電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第２のパルスの
出力を制御すると共に、該光電力の最大値と最小値とに
基づいて雑音指数を算出する制御手段とを具備してなる
ことを特徴とする。
【００１０】また、本発明における光増幅器雑音指数測
定装置は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の
原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスを出力
し、かつ、該第１のパルス対して順次位相差が増大する
第２のパルス、あるいは該第２のパルスに対してデュー
ティ比を小さくしたパルスを出力するパルス発生手段
と、前記第１のパルスによって連続したレーザ光を変調
して生成した光パルス信号を前記被測定光増幅器に出力
する光パルス発生手段と、該被測定光増幅器の出力光信
号を前記第２のパルスあるいは該第２のパルスに対して
デューティ比を小さくした前記パルスによって変調する
変調手段と、該変調手段が出力する信号の光電力を検出
する電力検出手段と、順次検出される前記光電力を記憶
し、前記第２のパルスのうち、該光電力が最大となるパ
ルスに対してデューティ比を小さくした第３のパルスと
該光電力が最小となるパルスに対してデューティ比を小
さくした第４のパルスの出力を前記パルス発生手段に指
示すると共に、前記第３のパルスを前記変調手段に供給
した場合に検出される第１の電力と前記第４のパルスを
供給した場合に検出される第２の電力とに基づいて雑音
指数を算出する制御手段とを具備してなることを特徴と
している。
定装置は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の
原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスを出力
し、かつ、該第１のパルス対して順次位相差が増大する
第２のパルス、あるいは該第２のパルスに対してデュー
ティ比を小さくしたパルスを出力するパルス発生手段
と、前記第１のパルスによって連続したレーザ光を変調
して生成した光パルス信号を前記被測定光増幅器に出力
する光パルス発生手段と、該被測定光増幅器の出力光信
号を前記第２のパルスあるいは該第２のパルスに対して
デューティ比を小さくした前記パルスによって変調する
変調手段と、該変調手段が出力する信号の光電力を検出
する電力検出手段と、順次検出される前記光電力を記憶
し、前記第２のパルスのうち、該光電力が最大となるパ
ルスに対してデューティ比を小さくした第３のパルスと
該光電力が最小となるパルスに対してデューティ比を小
さくした第４のパルスの出力を前記パルス発生手段に指
示すると共に、前記第３のパルスを前記変調手段に供給
した場合に検出される第１の電力と前記第４のパルスを
供給した場合に検出される第２の電力とに基づいて雑音
指数を算出する制御手段とを具備してなることを特徴と
している。
【００１１】
【作用】本発明における光増幅器雑音指数測定方法およ
び装置によれば、パルス発生手段は、希土類添加光ファ
イバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも十分に短い周
期の第１のパルス、および該第１のパルス対して順次位
相差が増大する第２のパルスを順次出力する。光パルス
発生手段は、第１のパルスによって連続したレーザ光を
変調した光パルス信号を被測定光増幅器に出力する。変
調手段は、被測定光増幅器の出力光信号を第２のパルス
によって変調する。電力検出手段は、変調手段の出力信
号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出される前
記光電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第２のパル
スの出力を制御すると共に、該光電力の最大値と最小値
とに基づいて雑音指数を算出する。
び装置によれば、パルス発生手段は、希土類添加光ファ
イバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも十分に短い周
期の第１のパルス、および該第１のパルス対して順次位
相差が増大する第２のパルスを順次出力する。光パルス
発生手段は、第１のパルスによって連続したレーザ光を
変調した光パルス信号を被測定光増幅器に出力する。変
調手段は、被測定光増幅器の出力光信号を第２のパルス
によって変調する。電力検出手段は、変調手段の出力信
号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出される前
記光電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第２のパル
スの出力を制御すると共に、該光電力の最大値と最小値
とに基づいて雑音指数を算出する。
【００１２】また、本発明における光増幅器雑音指数測
定方法および装置によれば、パルス発生手段は、希土類
添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも十
分に短い周期の第１のパルスを出力し、かつ、該第１の
パルス対して順次位相差が増大する第２のパルス、ある
いは該第２のパルスに対してデューティ比を小さくした
パルスを出力する。光パルス発生手段は、前記第１のパ
ルスによって連続したレーザ光を変調して生成した光パ
ルス信号を前記被測定光増幅器に出力する。変調手段
は、被測定光増幅器の出力光信号を第２のパルスあるい
は該第２のパルスに対してデューティ比を小さくしたパ
ルスによって変調する。電力検出手段は、変調手段が出
力する信号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出
される前記光電力を記憶し、第２のパルスのうち、該光
電力が最大となるパルスに対してデューティ比を小さく
した第３のパルスと該光電力が最小となるパルスに対し
てデューティ比を小さくした第４のパルスの出力をパル
ス発生手段に指示すると共に、第３のパルスを変調手段
に供給した場合に検出される第１の電力と第４のパルス
を変調手段に供給した場合に検出される第２の電力とに
基づいて雑音指数を算出する。
定方法および装置によれば、パルス発生手段は、希土類
添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも十
分に短い周期の第１のパルスを出力し、かつ、該第１の
パルス対して順次位相差が増大する第２のパルス、ある
いは該第２のパルスに対してデューティ比を小さくした
パルスを出力する。光パルス発生手段は、前記第１のパ
ルスによって連続したレーザ光を変調して生成した光パ
ルス信号を前記被測定光増幅器に出力する。変調手段
は、被測定光増幅器の出力光信号を第２のパルスあるい
は該第２のパルスに対してデューティ比を小さくしたパ
ルスによって変調する。電力検出手段は、変調手段が出
力する信号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出
される前記光電力を記憶し、第２のパルスのうち、該光
電力が最大となるパルスに対してデューティ比を小さく
した第３のパルスと該光電力が最小となるパルスに対し
てデューティ比を小さくした第４のパルスの出力をパル
ス発生手段に指示すると共に、第３のパルスを変調手段
に供給した場合に検出される第１の電力と第４のパルス
を変調手段に供給した場合に検出される第２の電力とに
基づいて雑音指数を算出する。
【００１３】
【実施例】以下に、図１ないし図７を参照して、本発明
に係わる光増幅器雑音指数測定方法および装置の一実施
例について詳しく説明する。図１は、本実施例の光増幅
器雑音指数測定装置の構成を示す図であり、図２および
図３は、この雑音指数測定装置の各部波形を示す図であ
る。図１において、符号１は、１．５５μｍ帯のレーザ
光を連続的に発光する光源である。光スイッチ２は、制
御部３から供給されるパルスＢを用いて、レーザ光Ａを
周期１μｓ、デュティー比５０％の光パルス信号Ｃに変
換し、被測定光増幅器４に出力する。被測定光増幅器４
は、１．４８μｍ励起のＥｒ+3添加光ファイバを用いた
光増幅器であり、光パルス信号Ｃを増幅して光信号Ｄを
出力する。
に係わる光増幅器雑音指数測定方法および装置の一実施
例について詳しく説明する。図１は、本実施例の光増幅
器雑音指数測定装置の構成を示す図であり、図２および
図３は、この雑音指数測定装置の各部波形を示す図であ
る。図１において、符号１は、１．５５μｍ帯のレーザ
光を連続的に発光する光源である。光スイッチ２は、制
御部３から供給されるパルスＢを用いて、レーザ光Ａを
周期１μｓ、デュティー比５０％の光パルス信号Ｃに変
換し、被測定光増幅器４に出力する。被測定光増幅器４
は、１．４８μｍ励起のＥｒ+3添加光ファイバを用いた
光増幅器であり、光パルス信号Ｃを増幅して光信号Ｄを
出力する。
【００１４】ここで、図２に示すように、パルスＢの周
期は、Ｅｒ+3添加光ファイバの自然放出寿命（数ｍｓ〜
数１０ｍｓ程度）に対して十分に短い１μｓに設定され
ている。光パルス信号Ｃにおいて、時間領域Ｔ1は、レ
ーザ光が存在する時間領域であり、時間領域Ｔ2は、レ
ーザ光が存在しない時間領域である。光信号Ｄは、被測
定光増幅器４内のＥｒ+3添加光ファイバの長さ等に応じ
て時間Ｔaの遅れを生じて出力される。また、光信号Ｄ
は、時間領域Ｔ1では、増幅されたレーザ光とＡＳＥ光
が出力され、時間領域Ｔ2では、ＡＳＥ光のみが出力さ
れる。つまり、光信号Ｄの電力は、時間領域Ｔ1におい
ては、増幅されたレーザ光の電力ＰAMPとＡＳＥ光の電
力ＰASEとの和の電力（ＰAMP＋ＰASE）となり、時間領
域Ｔ2においては、ＡＳＥ光の電力ＰASEのみとなる。光
スイッチ５は、制御部３から出力されるパルスＧによっ
て光信号Ｄを変調し、信号Ｈとして出力する。Ｏ／Ｅ変
換部６は、入力される信号Ｈの電力Ｐ0を検出して制御
部３へ出力する。
期は、Ｅｒ+3添加光ファイバの自然放出寿命（数ｍｓ〜
数１０ｍｓ程度）に対して十分に短い１μｓに設定され
ている。光パルス信号Ｃにおいて、時間領域Ｔ1は、レ
ーザ光が存在する時間領域であり、時間領域Ｔ2は、レ
ーザ光が存在しない時間領域である。光信号Ｄは、被測
定光増幅器４内のＥｒ+3添加光ファイバの長さ等に応じ
て時間Ｔaの遅れを生じて出力される。また、光信号Ｄ
は、時間領域Ｔ1では、増幅されたレーザ光とＡＳＥ光
が出力され、時間領域Ｔ2では、ＡＳＥ光のみが出力さ
れる。つまり、光信号Ｄの電力は、時間領域Ｔ1におい
ては、増幅されたレーザ光の電力ＰAMPとＡＳＥ光の電
力ＰASEとの和の電力（ＰAMP＋ＰASE）となり、時間領
域Ｔ2においては、ＡＳＥ光の電力ＰASEのみとなる。光
スイッチ５は、制御部３から出力されるパルスＧによっ
て光信号Ｄを変調し、信号Ｈとして出力する。Ｏ／Ｅ変
換部６は、入力される信号Ｈの電力Ｐ0を検出して制御
部３へ出力する。
【００１５】次に、上述した雑音指数測定装置の動作を
説明する。測定開始スイッチが押されると、制御部３
は、まず、光源１をオンとし、次いで図２に示すパルス
Ｂを光スイッチ２へ出力する。このパルスＢは、以後、
連続的に光スイッチ２へ出力される。これにより、光ス
イッチ２から光パルス信号Ｃ（図２）が連続的に出力さ
れ、被測定光増幅器４から光信号Ｄが連続的に出力され
る。次に、制御部３は、図３に示すように、パルスＢを
15.625nsec遅延させたパルス信号Ｇ1を光スイッチ５へ
出力し、次いで、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモリ
に記憶させる。次に、制御部３は、パルス信号Ｇ1を15.
625nsec遅延させたパルス信号Ｇ2（図３）を光スイッチ
５へ出力し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモ
リに記憶させる。以下同様にして、制御部３は、15.625
nsecずつ遅延されたパルス信号Ｇ64（図３）までを順次
光スイッチ５へ出力し、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部の
メモリに順次記憶させる。
説明する。測定開始スイッチが押されると、制御部３
は、まず、光源１をオンとし、次いで図２に示すパルス
Ｂを光スイッチ２へ出力する。このパルスＢは、以後、
連続的に光スイッチ２へ出力される。これにより、光ス
イッチ２から光パルス信号Ｃ（図２）が連続的に出力さ
れ、被測定光増幅器４から光信号Ｄが連続的に出力され
る。次に、制御部３は、図３に示すように、パルスＢを
15.625nsec遅延させたパルス信号Ｇ1を光スイッチ５へ
出力し、次いで、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモリ
に記憶させる。次に、制御部３は、パルス信号Ｇ1を15.
625nsec遅延させたパルス信号Ｇ2（図３）を光スイッチ
５へ出力し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモ
リに記憶させる。以下同様にして、制御部３は、15.625
nsecずつ遅延されたパルス信号Ｇ64（図３）までを順次
光スイッチ５へ出力し、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部の
メモリに順次記憶させる。
【００１６】ここで、15.625nsec×64=1μsecであり、
したがって、上記の処理により、パルスＢを１／６４周
期から最大１周期遅延させたパルス信号Ｇによって光ス
イッチ５をスイッチングし、その時の光スイッチ５の出
力電力Ｐ0を測定したことになる。図４は上述した６４
回の測定結果をグラフに表わしたものである。いま、電
力Ｐ0が最大になる時のパルス信号Ｇの遅延時間（パル
スＢからの遅延時間）をＴmax、最小となる時のパルス
信号Ｇの遅延時間をＴminとすると、図２（ニ）、
（ホ）に示すように、 Ｔmax≒Ｔａ Ｔmin≒Ｔａ＋Ｔ１ となる。以上の処理により、光信号Ｄの遅延時間Ｔａを
Ｔｍａｘとして求めることができる。
したがって、上記の処理により、パルスＢを１／６４周
期から最大１周期遅延させたパルス信号Ｇによって光ス
イッチ５をスイッチングし、その時の光スイッチ５の出
力電力Ｐ0を測定したことになる。図４は上述した６４
回の測定結果をグラフに表わしたものである。いま、電
力Ｐ0が最大になる時のパルス信号Ｇの遅延時間（パル
スＢからの遅延時間）をＴmax、最小となる時のパルス
信号Ｇの遅延時間をＴminとすると、図２（ニ）、
（ホ）に示すように、 Ｔmax≒Ｔａ Ｔmin≒Ｔａ＋Ｔ１ となる。以上の処理により、光信号Ｄの遅延時間Ｔａを
Ｔｍａｘとして求めることができる。
【００１７】次に、制御部３は、図５（ハ）に示すよう
に、周期が１μsec、パルス幅が(0.5-2Td)μsec、立ち
上がりがパルスＢの立ち上がりより（Ｔmax＋Td）μsec
遅れたパルス信号Ｓ1を形成して光スイッチ５へ出力
し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ1とする）を内部
のメモリに記憶させる。ここで、時間Tdはパルス信号Ｓ
1の周期１μsecよりはるかに短い時間であり、測定誤差
を考慮し、この時間Tdを設けている。次に制御部３は、
図４（ニ）に示すように、パルス信号Ｓ1を0.5μsec遅
延させたパルス信号Ｓ2を光スイッチ５へ出力し、次い
でＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ2とする）を内部のメモリ
に記憶させる。次に、上記電力値Ｐ1を前記（２）式の
ＰAMPに、電力値Ｐ2をＰASEに各々代入し、（１）式、
（２）式から雑音指数（ＮＦ）を算出する。なお、図５
における最大値および最小値を用いて雑音指数を算出す
ることも可能である。しかしながら、この場合、算出結
果に誤差が含まれる可能性がある。
に、周期が１μsec、パルス幅が(0.5-2Td)μsec、立ち
上がりがパルスＢの立ち上がりより（Ｔmax＋Td）μsec
遅れたパルス信号Ｓ1を形成して光スイッチ５へ出力
し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ1とする）を内部
のメモリに記憶させる。ここで、時間Tdはパルス信号Ｓ
1の周期１μsecよりはるかに短い時間であり、測定誤差
を考慮し、この時間Tdを設けている。次に制御部３は、
図４（ニ）に示すように、パルス信号Ｓ1を0.5μsec遅
延させたパルス信号Ｓ2を光スイッチ５へ出力し、次い
でＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ2とする）を内部のメモリ
に記憶させる。次に、上記電力値Ｐ1を前記（２）式の
ＰAMPに、電力値Ｐ2をＰASEに各々代入し、（１）式、
（２）式から雑音指数（ＮＦ）を算出する。なお、図５
における最大値および最小値を用いて雑音指数を算出す
ることも可能である。しかしながら、この場合、算出結
果に誤差が含まれる可能性がある。
【００１８】
【発明の効果】請求項１または３記載の光増幅器雑音測
定方法および装置によれば、被測定光増幅器内の希土類
添加光ファイバおよび被測定光増幅器に光信号を入力／
出力する光ファイバによる被測定光増幅器の出力信号の
遅延に容易に対応し、正確に雑音指数を測定することが
可能である。また、請求項２または４記載の光増幅器雑
音測定方法および装置によれば、測定時の誤差を考慮し
て、より正確に雑音指数を測定することが可能である。
定方法および装置によれば、被測定光増幅器内の希土類
添加光ファイバおよび被測定光増幅器に光信号を入力／
出力する光ファイバによる被測定光増幅器の出力信号の
遅延に容易に対応し、正確に雑音指数を測定することが
可能である。また、請求項２または４記載の光増幅器雑
音測定方法および装置によれば、測定時の誤差を考慮し
て、より正確に雑音指数を測定することが可能である。
【図１】本発明による光増幅器雑音指数測定装置の構成
図である。
図である。
【図２】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
て各部パルスのタイミングを示す第１の図である。
て各部パルスのタイミングを示す第１の図である。
【図３】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
て各部パルスのタイミングを示す第２の図である。
て各部パルスのタイミングを示す第２の図である。
【図４】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
てパルスＧのタイミングに対する検出電力の変化を示す
図である。
てパルスＧのタイミングに対する検出電力の変化を示す
図である。
【図５】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
てパルスＧのデューティ比を変えた場合の各部パルスの
タイミングを示す図である。
てパルスＧのデューティ比を変えた場合の各部パルスの
タイミングを示す図である。
１ 光源
２ 光スイッチ
３ 制御部
４ 被測定光増幅器
５ 光スイッチ
６ Ｏ／Ｅ変換部
フロントページの続き
(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５−257177（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−224492（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−211482（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−226549（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−114528（ＪＰ，Ａ)
1993年電子情報通信学会秋季大会講演
論文集（４），日本，1993年 ８月15
日，４−127
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 11/00 - 11/02
G01J 1/00 - 1/02
G01J 1/42
G01J 11/00
G01R 29/26
G02B 6/00
G02F 1/35 501
H01S 3/00
H01S 3/10
H04B 3/46 - 3/48
H04B 10/08
H04B 17/00 - 17/02
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類添加光ファイバにおいて上位エネ
ルギー準位にある原子の自然放出寿命よりも十分に短い
周期の第１のパルス列（Ｂ）によって、光源（１）が出
力する連続したレーザ光（Ａ）をスイッチングし、 該スイッチングにより生成した光パルス列（Ｃ）を被測
定光増幅器（４）に入力し、 該被測定光増幅器（４）の出力信号（Ｄ）を前記第１の
パルス列（Ｂ）に同期し、かつ該第１のパルス列（Ｂ）
に対して位相差が所定間隔で順次増大する第２のパルス
列（Ｇ）によって順次スイッチングすることによって該
第２のパルス列（Ｇ）の各位相に対応する複数の光信号
（Ｈ）を生成し、 該複数の光信号（Ｈ）の光パワーのうち、最大光パワー
と最小光パワーとに基づいて前記被測定光増幅器（４）
の雑音指数（ＮＦ）を測定する、 ことを特徴とする光増幅器雑音指数測定方法。 - 【請求項２】 希土類添加光ファイバにおいて上位エネ
ルギー準位にある原子の自然放出寿命よりも十分に短い
周期の第１のパルス列（Ｂ）によって、光源（１）が出
力する連続したレーザ光（Ａ）を変調し、 該変調により生成した光パルス列（Ｃ）を被測定光増幅
器（４）に入力し、 該被測定光増幅器（４）の出力信号（Ｄ）を前記第１の
パルス列（Ｂ）に同期し、かつ該第１のパルス列（Ｂ）
に対して順次位相差が増大する第２のパルス列（Ｇ）に
よって順次変調し、 該変調によって得られる光信号（Ｈ）の最大光パワーと
最小光パワーとを検出し、 前記第２のパルス列（Ｇ）のうち、前記最大光パワー検
出時におけるパルス列に対して、該パルス列のデューテ
ィ比を小さくしたパルス列である第３のパルス列（Ｓ
1）を求め、 前記第２のパルス列（Ｇ）のうち、前記最小光パワー検
出時におけるパルス列に対して、該パルス列のデューテ
ィ比を小さくしたパルス列である第４のパルス列（Ｓ
2）を求め、 前記第３のパルス列（Ｓ1）による変調により得られる
光信号（Ｈ）の光パワーである第１の光パワーと、前記
第４のパルス列（Ｓ2）による変調により得られる光信
号（Ｈ）の光パワーである第２の光パワーとに基づいて
前記被測定光増幅器（４）の雑音指数（ＮＦ）を測定す
る、 ことを特徴とする光増幅器雑音指数測定方法。 - 【請求項３】 連続したレーザ光（Ａ）を出力する光源
（１）と、 希土類添加光ファイバにおいて上位エネルギ準位にある
原子の自然放出寿命よりも十分に短い周期の第１のパル
ス列（Ｂ）、および該第１のパルス列（Ｂ）に対して位
相差が所定間隔で順次増大する第２のパルス列（Ｇ）を
順次出力するパルス発生手段（３）と、 前記第１のパルス列（Ｂ）によって、前記光源（１）が
出力する連続したレーザ光（Ａ）をスイッチングし、該
スイッチングにより生成した光パルス列（Ｃ）を被測定
光増幅器（４）に出力する光パルス発生手段（２）と、 前記被測定光増幅器（４）の出力光信号（Ｄ）を前記第
２のパルス列（Ｇ）によってスイッチングすることによ
って第２のパルス列（Ｇ）の各位相に対応する複数の光
信号（Ｈ）を生成する変調手段（５）と、 前記複数の光信号（Ｈ）の光パワー（Ｐ0）を順次検出
する光パワー検出手段（６）と、 順次検出される前記光パワー（Ｐ0）を記憶し、前記光
パルス発生手段（３）の第２のパルス列（Ｇ）の位相を
制御すると共に、前記光パワー（Ｐ0）の最大値と最小
値とに基づいて雑音指数（ＮＦ）を算出する制御手段
（３）と、 を具備してなる光増幅器雑音指数測定装置。 - 【請求項４】 連続したレーザ光（Ａ）を出力する光源
（１）と、 希土類添加光ファイバにおいて上位エネルギ準位にある
原子の自然放出寿命よりも十分に短い周期の第１のパル
ス列（Ｂ）を出力し、かつ、該第１のパルス列（Ｂ）に
対して順次位相差が増大する第２のパルス列（Ｇ）、あ
るいは該第２のパルス列（Ｇ）に対してデューティ比を
小さくしたパルス列を出力するパルス発生手段（３）
と、 前記第１のパルス列（Ｂ）によって、前記光源（１）が
出力する連続したレーザ光（Ａ）を変調し、該変調によ
り生成した光パルス列（Ｃ）を被測定光増幅器（４）に
出力する光パルス発生手段（２）と、 前記被測定光増幅器（４）の出力光信号（Ｄ）を前記第
２のパルス列（Ｇ）あるいは該第２のパルス列（Ｇ）に
対してデューティ比を小さくした前記パルス列によって
変調する変調手段（５）と、 該変調手段（５）が出力する光信号（Ｈ）の光パワー
（Ｐ0）を検出する光パワー検出手段（６）と、 順次検出される前記光パワー（Ｐ0）を記憶し、前記第
２のパルス列（Ｇ）のうち、前記光パワー（Ｐ0）を最
大とするパルス列に対して、該パルス列のデューティ比
を小さくしたパルス列である第３のパルス列（Ｓ1）、
及び前記第２のパルス列（Ｇ）のうち、前記光パワー
（Ｐ0）を最小とするパルス列に対して該パルス列のデ
ューティ比を小さくしたパルス列である第４のパルス列
（Ｓ2）の出力を前記パルス発生手段（３）に指示する
と共に、該パルス発生手段（３）が前記第３のパルス列
（Ｓ1）を前記変調手段（５）に供給した場合に、前記
光パワー検出手段（６）が検出する光パワーである第１
の光パワー（Ｐ1）と、前記パルス発生手段（３）が第
４のパルス列（Ｓ2）を前記変調手段（５）に供給した
場合に、前記光パワー検出手段（６）が検出する光パワ
ーである第２の光パワー（Ｐ2）とに基づいて雑音指数
（ＮＦ）を算出する制御手段（３）と、 を具備してなる光増幅器雑音指数測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24983894A JP3531761B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
| DE19538224A DE19538224C2 (de) | 1994-10-14 | 1995-10-13 | Verfahren und Gerät zur Bestimmung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers |
| US08/542,737 US5561551A (en) | 1994-10-14 | 1995-10-13 | Method and apparatus for determining noise factor of optical amplifier |
| FR9512030A FR2725791B1 (fr) | 1994-10-14 | 1995-10-13 | Procede et appareil de determination de facteur de bruit d'amplificateur optique |
| GB9521142A GB2294153B (en) | 1994-10-14 | 1995-10-16 | Method and apparatus for determining noise factor of optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24983894A JP3531761B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114528A JPH08114528A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3531761B2 true JP3531761B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=17198941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24983894A Expired - Fee Related JP3531761B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
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|---|---|
| US (1) | US5561551A (ja) |
| JP (1) | JP3531761B2 (ja) |
| DE (1) | DE19538224C2 (ja) |
| FR (1) | FR2725791B1 (ja) |
| GB (1) | GB2294153B (ja) |
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| JP3462938B2 (ja) * | 1995-06-30 | 2003-11-05 | 安藤電気株式会社 | 波長多重時の雑音指数測定方法および測定装置 |
| JP3531768B2 (ja) * | 1995-08-15 | 2004-05-31 | 安藤電気株式会社 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
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| EP0887954B1 (en) * | 1997-06-26 | 2000-09-13 | Hewlett-Packard Company | Noise figure measurement of optical amplifiers by power substitution |
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| KR101687118B1 (ko) * | 2015-10-12 | 2016-12-28 | 한국과학기술원 | 광섬유 지연 라인을 이용한 펨토초 레이저의 반복률 위상 잡음 측정 및 억제 방법 |
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| JPH07131421A (ja) * | 1993-11-01 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 光増幅装置と光伝送装置およびその制御方法と監視情報転送方法 |
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-
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- 1995-10-13 FR FR9512030A patent/FR2725791B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-13 US US08/542,737 patent/US5561551A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-13 DE DE19538224A patent/DE19538224C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-16 GB GB9521142A patent/GB2294153B/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| １９９３年電子情報通信学会秋季大会講演論文集（４），日本，１９９３年 ８月１５日，４−１２７ |
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